JPH0421850B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、各種の表示装置に用いられる液晶
材料を液晶セルへ注入する方法および装置に関す
るものである。

周知のように液晶は、外部からの電界、磁界、
熱などの刺激が加わることによつて光学的性質が
容易に変化するので文字、記号或いは画像の表示
装置などに広く用いられている。液晶材料の殆ん
どは液状の有機化合物であり、その光学的性質の
変化は液晶材料の分子の配列の方向が変化したり
分子の運動に乱れを生ずることによつて起きる。
従つて液晶を実際の表示装置に用いるためには、
用途に合うように液晶性を示す新しい有機化合物
を合成したり、所定量の溶媒、染料を液晶に加え
たり、或いは成分比、純度が正確に制御された２
種以上の液晶を混合したりするなど種々の液晶に
関する技術開発が行なわれている。

さて液晶を用いた表示装置を製作するには、液
晶を所定の大きさ、形状の透明電極を有したガラ
スなどの基板が狭い間隔で対向して置かれている
ような容器（以下、これを液晶セルという）の中
に充填する必要がある。この液晶の液晶セルへの
充填技術は、表示装置の性能、生産性、価格など
に影響してくるので重要であり、種々の方法がと
られている。しかしながら従来の充填方法には
種々の欠点が存在していた。

これを従来とられている最も一般的な液晶セル
への液晶充填法を説明しながら従来法の欠点につ
いて以下に説明する。

第１図ａは従来の液晶充填方式を説明するため
の模式図であり、複数個の中空の液晶セル１がカ
セツト２に並置されている。液晶セル１への液晶
の注入口１０は下に向けられている。この図では
注入口１０の位置は液晶セル１の角にある。一
方、液晶４が入れられている液晶溜め容器３（以
下、パンと称す）は上述した液晶セル１およびカ
セツト２に対向して設置する。これらの全体を真
空排気装置（図示せず）内に置き液晶セル１内を
真空排気したのち、パン３を機械的に押し上げる
か或いは液晶セル１およびカセツト２を機械的に
押し下げるかして液晶セル１の注入口１０を液晶
４内に浸漬する。その後、全体の真空状態を破れ
ば、液晶セル１の中空の内部は真空状態なので、
液晶４は注入口１０から内部に吸い込まれるよう
な形で充填される。

この従来法によれば次に述べるような数多くの
欠点が存在する。まずパン３の形状である。パン
３はＶ字形であるため液晶４の表面積が大きくな
る。従つて真空排気した時には液晶材料、溶媒の
蒸発が大となり液晶成分比が所定の値よりずれて
くることになり、液晶の性能に悪影響を及ぼし性
能のバラツキを生じさせている。

次に従来から極く一般的に用いられていたよう
な注入口１０が液晶セル１の辺の中央部にある場
合（第１図ｂ参照）には、注入口１０はカセツト
が存在する位置にきて液晶の注入ができなくなる
ので、液晶セルの種類に応じてカセツトの種類、
大きさを変える必要があり生産性が悪くコスト高
になる。カセツトの種類や大きさを変えたとして
も、液晶セル１の角部から注入口１０までの距離
が長くなることは避けられない。従つて液晶４へ
の液晶セル１の浸漬深さは深くする必要が生じ、
それによる液晶セルの表面に付着する液晶の量が
多くなり損失が増大する。特に注入口１０が液晶
セル１の辺の中央部にある液晶セルの場合には、
パン３の大きさも変えねばならず非常に不経済で
あつた。

また、第１図ｃに示すように複数個の液晶セル
一体化されたようなより高度な構造をもつ液晶セ
ル１の場合には、この図から容易に理解されるよ
うに上述した液晶充填法は不可能である。

さらに、従来法には次のような欠点もある。す
なわち、この方法では液晶の注入口は下方を向い
ている。液晶充填後の工程は、この注入口の樹脂
等の接着剤による封止の工程であるから、１枚づ
つカセツトから取り出して封止の処理をするか、
一旦液晶セル群を注入口を上向きにするようなカ
セツトに移し換えてその後封止の処理をするとい
つた煩雑な工程を採らなければならない。このよ
うに、従来の液晶注入法には種々の欠点が存在し
ていた。

この発明は上記の欠点を除去し高性能で性能の
バラツキの少ない液晶セルを高生産性のもとで得
られる液晶の液晶セルへの液晶注入方法およびそ
の装置を提供するものである。

以下、この発明の基本的な液晶注入方法を第２
図に模式的に示した充填工程順に従つて説明す
る。

図中、符号３０は液晶セル１に液晶を注入する
ためのこの発明による液晶溜め、すなわちパンで
ある。このパン３０は、その上部にカセツト２に
並置された複数個の液晶セル１群をまとめて挿入
できるような開口部３１をもち、下部には表面積
が小さい状態で液晶４を溜めることのできる溜め
部３２を有している。そして、第２図ｂに示すよ
うに、パン３０の溜め部３２が下部に位置するよ
うにセツトして、液晶４を必要量入れた後、カセ
ツト２に収められた液晶１群を注入口１０を開口
部３１に向け開口部からパン３０の内部に挿入で
きるように設置する。しかる後第２図ｃに示した
ように、液晶セル１群を開口部からパン３０の内
部にパン３０の平坦な内面に接触するか或いは僅
かに離れた状態で挿入する。この状態で全体を真
空排気装置によつて排気すれば、液晶セル１群の
中空の内部は真空状態となる。この時パン３０内
の液晶４に存在する気泡も除去される。

しかる後、真空状態のままで、第２図ｄに示す
ようにパン３０、液晶セル１群、カセツト２を一
体にしてこれを約90度回転させ、パン３０の内面
がほぼ水平になるようにする（図示の実施例では
反時計方向の回転を行なう）。この回転運動の目
的は、移動してきた液晶セル１の注入口１０を液
晶４内に浸漬させることなので、必ずしも90度回
転の必要はない。次に、全体の真空状態を破り大
気圧にするか、或いは窒素ガスなどを用いて大気
圧以上にすれば、液晶セル１内は真空状態である
から液晶４は第２図ｅおよびｆに示した状態変化
で液晶セル内に吸い込まれる形で充填される。液
晶セル内の中空領域の幅（隙間）は10μｍ程度と
狭いので毛細血管現象も充填は寄与している。液
晶セル内に液晶の充填が完了したら、第２図ｇに
示すように再び全体を静かに回転させる（この図
の場合は時計方向に回転する）。その時液晶セル
の存在する位置に移動してきていた液晶４は再び
パン３０の溜め部３２に戻ることになる。第２図
ｈは液晶がパン３０の溜め部３２に完全に戻つた
状態を示している。次にパン３０からカセツト２
と一緒に液晶セル１群をとりだして充填工程が完
了する。この状態が第２図ｉに示されている。

上述したような本発明の液晶注入方法をとれ
ば、以下のような理由により既述した従来の欠点
は殆んど完全に除去解決される。

第１図ａ〜ｃに示したような構造のパン３に比
し、本発明によれば、真空状態における液晶は、
パン３０の溜め部３１に収められているので体積
に対して蒸発が起こる表面積は従来に比し小しく
てすみ成分変化を殆んど考慮しなくてすむのであ
る。また、本発明の方式においては、第２図ｄか
らも容易に理解されるように、液晶セルの注入口
１０の存在する辺が浸漬する液晶面と平行になる
ので、注入口が辺の端部にあろうと、辺の中央部
にあろうとカセツトを変える必要もなければパン
を交換する必要もなく作業性も非常に向上するこ
とになる。また、第１図ｃに示したような複数個
の液晶セル群が一体化したものより高度な構造の
液晶セルでも全く問題なく処理できることにな
る。さらに、パン３０の開口部３１の大きさだけ
設計しておけば、液晶セルの大きさが違つても同
一の装置で充填できるので作業性、生産性が向上
することにもなる。

前述したように液晶セルの注入口の存在する辺
が浸漬する液晶面と平行になるということは液晶
内への液晶セルの浸漬深さを非常に浅くとること
ができることを意味し、従つてパン３０の溜め部
３２に仕込む液晶の量を最小限にでき、且つ液晶
セルの表面に付着する無駄な液晶も少量に抑える
ことができるのである。

さらにまた、本発明によれば、第２図ｉに示し
たように液晶充填後の液晶セルはカセツトに詰め
たままで注入口が上向きの状態で取り出せること
になるので、後の工程である注入口の封止工程へ
の自動的な供給が可能となるのである。

以上説明してきたように、本発明の液晶注入方
式に従えば、高性能で、性能が安定した液晶が充
填された液晶セルを経済的に且つ生産性の良い状
態で得ることができるようになるので工業的価値
が極めて大きいものと考えられる。

次に、本発明による液晶注入装置の一実施例を
第３図を参照して説明する。第３図ａは装置の側
面を示す概略図であり、同図ｄは装置、特に回転
する機構部分の斜視図である。

この注入装置は液晶セル１群が収納された５個
のカセツトを同時に装着する装置の実施例であ
る。各液晶セル１群はこれら各カセツト２にそれ
ぞれ収納されており、パン３０の開口部３１には
液晶セル１群が挿入できるようになつている。こ
のパン３０は位置を正確に決めて固定するために
ホルダー６に取り付けられるようにし、それらが
５個の仕切りを設けたタンク７に収められる。タ
ンク７には、このタンクが回転できるようにその
両側から回転軸５が突設されている。その回転軸
５は架台９から張り出されたアーム８で支持さ
れ、タンク７は、従つて架台９から突設してその
両側に設けられた両アーム８に懸架されているわ
けである。架台９は固定台１１に固定されており
タンク７の跳ね上りを防止するためのダンパー１
２が設けられている。

空間に置かれたタンク７は回転軸５を中心にし
て回転できるようになつているのであるが、この
回転軸５を支持するアーム８の一方には、タンク
７の回転角度を所望の角度に固定できるように角
度ロツクピン１３が設けられ、かつこの回転が手
動でも行なえるように、角度ロツクピン１３に手
動ハンドル１４が連接されている。また、上記ア
ーム８の他方には、タンクの回転角度を自動的に
制御するためにその角度を検出して制御する装置
１５が回転軸５に連接して設けられている。

そして、手動ハンドル１４、または角度検出・
制御装置１５を用いて、パン３０およびカセツト
２を収容したタンク７を反時計方向に所望の角度
回転させて液晶セル１中に液晶４を充填後、タン
クを時計方向に逆回転して復帰位置に戻せば液晶
が充填されるわけである。

以上、本発明の一実施例について第２図に図示
のカセツトおよびこのカセツトを用いた第３図に
よる装置を例にとつて説明したが、本発明の趣旨
を変更せずに種々の方法および装置を適宜変更
し、或いは他の付加的装置を用いうることは充分
可能であることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法による液晶を液晶セルに注入す
る方法を説明するための図であつて、第１図ａは
液晶セル、カセツト、液晶、液晶溜め容器の配置
位置関係を示す概略図。同図ｂは液晶セルの注入
口が液晶セルの辺の中央部にある場合におけるカ
セツトと注入口との位置関係を示すための図。同
図ｃは複数個の液晶セルが一体化して一個の液晶
セルを構成した場合のカセツトと注入口との位置
関係を示すための図である。第２図は本発明に係
る液晶注入方式による充填工程順を示した概略
図。第３図は本発明による液晶注入装置の一実施
例を示し、第３図ａは側面図、同図ｂは斜視図で
ある。 １……液晶セル；２……カセツト；４……液
晶；５……回転軸；６……ホルダー；７……タン
ク；８……アーム；９……架台；１０……液晶セ
ルの液晶注入口；１１……固定台；１２……ダン
パー；１３……角度ロツクピン；１４……手動ハ
ンドル；１５……角度制御装置；３０……液晶溜
め容器（パン）；３１……開口部；３２……溜め
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液晶セル挿入用の開口部およびこの開口部の
   下方に位置した液晶溜め部を有する液晶容器を用
   い、上記液晶セルの注入口が上方に位置した上記
   開口部の垂直内面に近接するように上記液晶容器
   を挿入固定し、しかる後減圧された雰囲気の下で
   上記液晶容器がほぼ水平になるよう正転して上記
   液晶容器の開口部領域に移動した液晶内に液晶セ
   ルの上記注入口を浸漬せしめて、減圧された雰囲
   気を解除することで上記液晶セル内に液晶を注入
   充填し、次いで再び上記液晶容器を復帰位置に反
   転することを特徴とする、液晶注入方法。 ２ 液晶セル挿入用の開口部と該開口部に連通し
   た液晶溜め部とを有する液晶容器と、液晶容器と
   該液晶容器の上記開口部に注入口側を挿入した状
   態の液晶セルとを収納固定し得る容器収納部と、
   容器収納部全体を減圧した雰囲気内に保持し得る
   真空排気装置と、上記容器収納部を所定角度正逆
   転させ得る回転機構とを備えた液晶注入装置。 ３ 前記容器収納部は各液晶容器の個数に応じて
   １個以上並置されていることを特徴とする、特許
   請求の範囲第２項記載の液晶注入装置。 ４ 前記回転機構は、前記容器収納部の両側から
   突設した回転軸と、この回転軸に連接した回転角
   度ロツク手段とを含む、特許請求の範囲第２項に
   記載の液晶注入装置。