JPH03246514A - 液晶表示素子用基板への液晶供給方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶表示素子用基板への液晶供給方法に関する
ものである。

〔従来の技術〕

従来、液晶表示素子は、透明電極および配向膜等を形成
した一対の基板をシール材により接着して液晶セルを組
立てた後、前記シール材の一部にあらかじめ形成してお
いた液晶注入口から真空注入法によってセル内に液晶を
注入充填し、この後液晶注入口を封止する方法で製造さ
れている。

しかし、この製造方法では、真空注入法によるセル内へ
の液晶の注入に際してセルの液晶注入口を形成した側面
を液晶皿に浸漬しなければならないため、セルの側面に
液晶が付着してこの液晶が無駄になってしまうし、また
液晶の注入後に、セルの側面に付着した液晶の洗浄およ
び液晶注入口の封止を行なわなければならないため、液
晶表示素子の製造が面倒であった。

このため、最近では、セルを組立てる前に、その一方の
基板上に適量の液晶を供給し、この後−対の基板を真空
中で重°合接着してセルを組立てる製造方法が考えられ
ており、この方法によれば、液晶を無駄にすることなく
、かつ能率的に液晶表示素子を製造することができる。

この方法で液晶表示素子を製造する場合、従来は、液晶
を供給する基板面にシール材（エポキシ系樹脂等の熱硬
化性接着剤）を枠状に印刷してこのシール材を半硬化さ
せた後、この基板の枠状シ−ル材で囲まれた液晶封入領
域に、エアー圧で液晶を押出すエアー押出型デイスペン
サによって液晶を滴下供給している。

なお、前記基板上に滴下供給された液晶は、この基板と
もう１枚の基板とを重ね合わせてその間隔が所定のセル
ギャップとなるように加圧することにより、シール材で
囲まれた領域全体に押し広げられる。また、重合された
一対の基板は、その加圧後に前記シール材を硬化させる
ことによって接着される。

〔発明か解決しようとする課題〕

しかしながら、エアー押出型デイスペンサによって基板
上に液晶を滴下する従来の液晶供給方法は、デイスペン
サの１回当りの液晶の滴下量が多いため、液晶の供給量
を精度よく制御できないという問題をもっている。

すなわち、上記エアー押出型デイスペンサには、エアー
圧のみて液晶を押出すものと、液晶の押出孔にニードル
を設け、このニードルをソレノイドにより上下動させて
液晶を押出すようにしたものとがあり、ニードルを備え
たデイスペンサは比較的少量滴下が可能であるが、それ
でも、１回当りの液晶の滴下量は最少で１　ｍｇ±１０
％程度である。

そして、基板への液晶の供給は、基板の液晶封入領域の
面積および液晶供給後に組立てられるセルのセルギャッ
プに応じて所要回数（例えば小画面の液晶表示素子に用
いる基板の場合は１〜数回）液晶を滴下する方法で行わ
れるが、上記従来の液晶供給方法では、ニードルを備え
たデイスペンサを使用しても、１回当りの液晶の滴下量
が上述したように１　ｍｇ±１０％程度と大きいため、
基板への液晶の供給量は１　ｍｇ±１０％の大きな単位
でしか制御することができない。

このため、従来の液晶供給方法では、液晶の供給量が不
足して、組立てられたセル中に空隙ができたり、液晶の
供給量が多すぎて、セルの組立時に液晶がシール材を乗
越えてしまうことがあった。

しかも、上記従来の液晶供給方法では、１回当りの液晶
の滴下量が多く、したがって基板上に滴下された液晶の
液滴も大きいため、液晶を基板面のシール材から離れた
箇所に滴下しても、その液滴が表面張力に打ち勝って広
範囲に流れ広がってシール材に触れ、そのために基板上
に供給された液晶が劣化してしまうという問題もあった
。これは、基板上への液晶の供給時はシール材が未硬化
（半硬化）状態であるためてあり、未硬化のシール材に
液晶を長時間（基板上への液晶供給時から一対の基板を
重合加圧後してシール材２を硬化させるまでの時間）触
れさせておくと、シール材からの不純物の混入および液
晶の分解によって液晶が変質し、その特性か劣化してし
まう。

本発明は上記のような実情にかんがみてなされたもので
あって、その目的とするところは、液晶の供給量を小さ
い単位で精度良く制御して過不足のない適量の液晶を基
板上に供給することができ、しかも基板上に滴下された
液晶の流れ広がりもほとんどなくして、未硬化のシール
材に液晶が触れることによる液晶の劣化も防ぐことがで
きる、液晶表示素子用基板への液晶供給方法を提供する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の液晶表示素子用基板への液晶供給方法は、液晶
タンクから供給される液晶を圧電素子の振動によって所
定量吐出する液晶供給ノズルを用い、このノズルから吐
出される液晶を基板上に複数回滴下することを特徴とす
るものである。

〔作用〕

すなわち、本発明は、基板上への液晶の滴下を、圧電素
子の振動によって液晶を吐出する液晶供給ノズルによっ
て行なうもので、この液晶供給ノズルからの液晶の吐出
量は、ノズルの振動部の面積と振幅によって決まり、ま
たこの振動部の振幅は圧電素子に印加する電圧によって
制御できるから、ノズルからの１回当りの液晶の滴下量
を、極く微少な量とすることができる。したがって、本
発明によれば、液晶の供給量を小さい単位で精度良く制
御して過不足のない適量の液晶を基板上に供給すること
ができる。また、本発明によれば、基板上に滴下される
液晶の液滴が小さいため、基板上に滴下されだ液滴はそ
の表面張力によって滴状態を保つから、この液滴を、基
板上で互いにくっつき合って大きな滴とならないように
位置をずらして滴ドすれば、基板上に滴ドされた液晶の
流れ広がりもほとんどなくして、未硬化のシール材に液
晶か触れることによる液晶の劣化も防ぐことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第８図を参照して説
明する。

第１図は本実施例による基板上への液晶供給状態を示し
たもので、図中１はガラス板等からなる液晶表示素子用
の透明基板であり、この基板１面には、ＩＴＯ等からな
る透明電極と配向処理膜（いずれも図示せず）が形成さ
れるとともに、液晶封入領域を囲んで、熱硬化性接着剤
からなる枠状のシール材２が印刷されている。なお、こ
のシール材２は、その硬化温度より低い温度で、前記基
板１ともう１枚の基板とを重ね合わせて加圧したときに
その圧力で潰れ変形する程度の硬度に半硬化されている
。１０は前記基板１の枠状シール材２で囲まれた液晶封
入領域に液晶ａを供給する液晶供給ノズルである。

この液晶供給ノズル１０は、第３図〜第５図に示すよう
に、縦形箱状をなす中空のノズル本体１１の一面に圧電
素子１８を設けたもので、ノズル本体１１内は垂直な仕
切板１１ｂによって前面側と背面側とに区画されており
、背面側の空間は液晶溜室１２とされ、前面側の空間は
液晶吐出室１３とされている。そして、このノズル本体
１１の背面の上端部には、液晶溜室１２内に連通する液
晶補給口１４が設けられており、また、仕切板１１ｂの
上端部と下端部には、液晶溜室１２と液晶吐出室１３の
上端部゛を連通ずる液晶吸入口１５゜１６が設けられて
いる。この液晶吸入口１５゜１６のうち、上端側の吸入
口１５は大径孔とされ、補助吸入口１６は小径孔とされ
ている。また、前記液晶吐出室１３の底部には、ノズル
本体１１の下面に開口する小径の液晶吐出口１７が設け
られている。さらに、ノズル本体１１の前面、つまり液
晶吐出室１３の前面板は、金属薄板からなる振動板１１
ｃとされており、前記圧電素子１８はこの振動板１１ｃ
の外面に接着されている。なお、前記ノズル本体１１は
、液晶溜室１２となる凹入部と前記液晶補給口１４とを
形成した背面板１１ａと、液晶吐出室１３となる凹入部
と前記液晶吸入口１５．１６および液晶吐出口１７を形
成した仕切板１１ｂと、前記振動板１１ｃとを接着した
ものである。

そして、上記液晶供給ノズル１０は、第１図に示すよう
に、液晶吐出口１７を下にして基板搬入位置の上方に垂
直に設置されており、この液晶供給ノズル１０の液晶補
給口１４には液晶タンク２０に接続した液晶供給ホース
２１が接続され、また圧電素子１８には発振回路１９が
接続されている。

この実施例の液晶供給方法は、上記のような液晶供給ノ
ズル１０を用い、この液晶供給ノズル１０の下に搬入し
た基板１を一方向に水平移動させるとともに、この基板
１の移動方向と直交する方向にノズル１０を走査移動さ
せながら、基板１上に液晶ａを滴下供給するもので、液
晶供給ノズル１０からの液晶ａの滴下は、このノズル１
０の振動板１１Ｃを圧電素子１８によって振動させるこ
とによって行なう。

第６図〜第８図は上記液晶供給ノズル１０の液晶吐出動
作を示したもので、第６図は初期状態であり、ノズル１
０の液晶溜室１２および液晶吐出室１３には、液晶タン
ク２０から供給された液晶ａが満たされている。なお、
液晶タンク２０からノズル１０内への液晶ａの供給は、
液晶タンク２０をノズル１０より高い位置に設置して重
力により液晶ａをノズル１０内に供給するか、あ′るい
は、液晶タンク２０内°を所定の気圧に加圧してその圧
力で液晶ａをノズル１０内に供給する方法で行なう。ま
た、この場合、ノズル１０内の液晶ａには液晶タンク２
０からの供給圧がかかっているため、液晶吐出室１３の
液晶ａはその圧力で吐出口１７内にも押込まれるが、吐
出口１７内の液晶ａは、その先端の表面張力とノズル１
０内の液晶ａの圧力とが釣り合ったところでその位置に
止まるから、液晶タンク２０からの供給圧を、吐出口１
７内の液晶ａを外部に押出してしまわない程度の圧力に
設定しておけば、吐出口１７内の液晶ａが漏れ落ちてし
まうことはない。

第７図および第８図は液晶の吐出状態および吐出停止状
態を示しており、ノズル１０内に液晶ａを満たした状態
で圧電素子１８に発振回路１９から所定周波数の駆動信
号（電圧信号）を印加すると、この圧電素子１８によっ
てノズル１０の振動板１１ｃが振動する。そして、圧電
素子１８に電圧が印加され、この圧電素子１８により振
動板１１Ｃが第７図に示すように内側に振れると、液晶
吐出室１３の容積が小さくなってその内圧が高くなり、
この圧力で液晶吐出室１３内の液晶ａが吐出口１７から
吐出される。この液晶ａの吐出量は、液晶吐出室１３の
容積の減少量と同じであり、このノズル１０からの１回
当りの液晶ａの吐出量は、振動板１１ｃの面積と振幅に
よって決まる。

この振動板１１ｃの振幅は、圧電素子１８に印加する駆
動信号の振幅（電圧）によって制御できる。

なお、この実施例では、ノズル１０からの１回当りの液
晶ａの吐出量を、Ｑ　、　　ｉ、　ｍｇ　〜０　、　０
１　ｒｎｇの範囲で制御するようにしている。

また、圧電素子１８の振動によって振動板１１Ｃが第８
図に示すように復帰すると、液晶吐出室１３の容積が元
に戻ってその内圧が負圧となり、液晶溜室１２内の液晶
ａが液晶吸入口１５゜１６から液晶吐出室１３に吸入さ
れるとともに、液晶タンク２０からの供給液晶ａが液晶
補給口１４から液晶溜室１２に補給される。このとき、
吐出口１７内の液晶ａは、液晶吐出室１３内が負圧とな
ることによって一時的に第８図に示すように液晶吐出室
１３側に゛吸引されるが、液晶吐出室１３内にはその下
端部の補助吸入口１６からも液晶ａが吸入されるため、
吐出口１７内の液晶ａが完全に液晶吐出室１３内に入っ
てしまうことはなく、したがって、液晶吐出室〕３内の
下端部に空気か吸入されてこの空気溜りにより次の液晶
ａの吐出が不能となることはない。また、液晶吐出室１
３内に吐出量分の液晶ａが吸入されてその内圧が初期の
圧力（液晶タンク２０からの供給圧）になると、吐出口
１７内の液晶ａは、第６図に示す初期−状態のレベルに
戻る。

以下は、上記動作の繰返しであり、液晶供給ノズル１０
は、発振回路１９から圧電素子１８に印加される駆動信
号の周波数に応じた周期で、液晶ａを吐出する。

そして、基板１を一方向に水平移動させるとともに、こ
の基板１の移動方向と直交する方向にノズル１０を走査
移動させながら、所定周期て上記ノズル１０から液晶ａ
を吐出させると、このノズル１０から吐出された液晶ａ
が、第１図および第２図に示すように、基板１上のシー
ル材２で囲まれた液晶封入領域にそのほぼ全域にわたっ
て点在させて滴下される。なお、この基板１上への液晶
ａの滴下回数は、ノズル１０からの１回当りの液晶ａの
吐出量と、基板１上に供給しようとする目標供給量に応
じて決定すればよい。また、基板１上への液晶ａの滴下
範囲は、第２図に鎖線で示した、シール材２の近傍を避
けた範囲とする。この滴下範囲は、ノズル１０の走査振
幅およびノズル１０の液晶吐出開始および停止タイミン
グを、シール材２の内周縁よりある程度小さい面積に合
わせて設定しておくことで規制することができる。

すなわち、上記液晶供給方法は、−面を振動板１１ａで
構成するとともにこの振動板１１ａに圧電素子１８を取
付けた液晶供給ノズル１０を用い、このノズル１０の振
動板１１ａを圧電素子１８によって振動させることによ
り、ノズル１０内の液晶ａの吐出および液晶タンク２０
から供給される液晶ａのノズル１０内への吸入を所要回
数繰返して、ノズル１０から吐出される液晶ａを基板１
上に位置をずらしながら滴下するもので、液晶供給ノズ
ル１０からの液晶ａの吐出量は、振動板１１Ｈの面積と
振幅によって決まり、またこの振動板１１ａの振幅は圧
電素子１８に印加する電圧によって制御できるから、ノ
ズル１０からの１回当りの液晶ａの滴下量を、極く微少
な量（上記実施例では、０．１ｍｇ〜０．０１＋ｎｇ）
とすることができる。

したかって、この液晶供給方法によれば、液晶ａの供給
量を、エアー押出型デイスペンサを用いる従来の供給方
法に比べてはるかに小さい単位（上記実施例の場合で１
／１０〜１／１００の単位）で精度良（制御して、過不
足のない適量の液晶ａを基板１上に供給することができ
るから、従来の供給方法のように、液晶の供給量が不足
して、組立てられたセル中に空隙ができたり、液晶の供
給量が多すぎて、セルの組立時に液晶がシール材を乗越
えてしまうことはない。

また、この液晶供給方法によれば、基板１上に滴下され
る液晶ａの液滴が小さいため、基板１上に滴下された液
滴はその表面張力によって滴状態を保つから、この液滴
を、基板１上で互いにくっつき合って大きな滴とならな
いような間隔で位置をずらして滴下すれば、基板１上に
滴下された液晶ａの流れ広がりもほとんどなくして、未
硬化のシール材２に液晶ａが触れることによる液晶ａの
劣化も防ぐことができる。

ただし、基板１上に供給した液晶ａは、この基板１とも
う１枚の基板（図示せず）とを重ね合わせてその間隔が
所定のセルギャップとなるように加圧したときに、シー
ル材２で囲まれた液晶封入領域全体に押し広げられるた
め、このときに液晶ａが未硬化（半硬化）状態のシール
材２に触れるが、重合された一対の基板は、その加圧後
、直ちにシール材２を硬化させることによって接着され
るから、液晶ａが未硬化のシール材２に触れている時間
は極く僅かであり、したがってこの間に液晶ａがこれを
劣化させるような影響を受けることはない。

なお、上記実施例では、基板１上に液晶ａを点在させて
滴下するのに、基板１を一方向に水平移動させるととも
に、この基板１の移動方向と直交する方向にノズル１０
を走査移動させているが、この液晶ａの点在滴下は、基
板１またはノズル１０だけを前後左右に水平移動させて
行なってもよいし、また、複数のノズル１０を使用し、
この各ノズル１０を基板１の移動方向と交差する方向に
並べておいて、基板１を一方向に水平移動させながら行
なってもよい。また、上記実施例では、液晶表示素子１
個分の基板１に液晶ａを供給する例を示したが、本発明
は、セルの組立て後に個々の素子に分離される、液晶表
示素子複数個分の面積の大型基板の各素子部分に液晶を
供給するのにも適用できる。さらに上記実施例では、液
晶供給ノズル１０を、液晶溜室１２と液晶吐出室１３と
を白゛するものとしたが、この液晶供給ノズルは、−面
を振動板で構成した１つの液晶室だけをもち、この液晶
室に液晶吸入口と吐出口を設けるとともに、前記振動板
に圧電素子を取付けたものとしてもよい。

〔発明の効果〕

本発明は、基板上への液晶の滴下を、圧電素子の振動に
よって液晶を吐出する液晶供給ノズルによって行なうも
のであるから、ノズルからの１回当りの液晶の滴下量を
、極く微少な量とすることかでき、したがって、液晶の
供給量を小さい単位で精度良く制御して過不足のない適
量の液晶を基板上に供給することができる。また本発明
によれば、基板上に滴下される液晶の液滴が小さいため
、基板上に滴下された液滴はその表面張力によって滴状
態を保つから、この液滴を、基板上で互いにくっつき合
って大きな滴とならないように位置をずらして滴下すれ
ば、基板上に滴下された液晶の流れ広がりもほとんどな
くして、未硬化のシール材に液晶が触れることによる液
晶の劣化も防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は本発明の一実施例を示したもので、第
１図は基板上への液晶供給状態を示す側面図、第２図は
液晶を供給された基板の平面図、第３図は液晶供給ノズ
°ルの正面図、第４図および第５図は第３図のＴＶ−Ｔ
Ｖ線およびＶ−Ｖ線に沿う断面図、第６図〜第８図は液
晶供給ノズルの液晶吐出動作図である。 １・・・基板、２・・・シール材、ａ・・・液晶、１ｏ
・・・液晶供給ノズル、１１・・・ノズル本体、ｌｌｃ
・・・振動板、１２・・・液晶溜室、１３・・・液晶吐
出室、１４・・・液晶補給口、１５．１６・・・液晶吸
入口、１７・・・液晶吐出口、 １ ・・・振動板、 ・・・発振回路、 り ０・・・液晶タンク、 ク ト ・・液晶供給ホース。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液晶表示素子用基板の枠状シール材で囲まれた液晶封入
   領域に液晶を供給する方法において、液晶タンクから供
   給される液晶を圧電素子の振動によって所定量吐出する
   液晶供給ノズルを用い、このノズルから吐出される液晶
   を前記基板上に複数回滴下することを特徴とする液晶表
   示素子用基板への液晶供給方法。