JPH0451807B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は、液晶表示素子を構成する液晶セルに
液晶を注入する方法および装置に関する。 （従来の技術） 近時、液晶表示素子は薄型、軽量で低消費電力
であることから各方面でその需要が増大してお
り、これに伴つて信頼性の向上、コストの低減お
よび製品の多様化等が強く要求されている。この
ため、液晶表示素子の信頼性や製造コストに大き
く影響するものとして、液晶セルに液晶を注入す
る方法および装置には様々な工夫がなされてい
る。 従来のこの種の液晶セルに液晶を注入する方法
および装置としては、例えば第１０，１１図に示
すような浸漬注入方法を採用したものがある。第
１０図において、１は液晶セル、２は液晶３を収
容した液晶容器であり、液晶セル１および液晶容
器２は図示しない真空槽内に配置されている。そ
して、液晶セル１の雰囲気圧である真空槽内の気
圧が減圧されると、液晶セル１の注入孔１ａを通
して液晶セル１内の空気は排出され、この液晶セ
ル１が図中仮想線で示すように液晶３に浸漬され
た後に真空槽内の気圧が大気圧に増圧されると、
液晶容器２内の液晶３が液晶セル１内に注入され
る。第１１図は、角部に注入孔４ａが形成され液
晶セル４に液晶３を注入する場合を示しており、
この場合液晶セル４は注入孔４ａの近傍が液晶３
に浸漬される。 また、特開昭61−275726号公報、特開昭60−
41017号公報および特開昭57−24914号公報には、
液晶を含浸する液晶吸上げ部材等を用いて液晶セ
ルに液晶を注入するものが記載されており、これ
らのものでは液晶吸上げ部材等を注入口に押し当
てて液晶を注入することにより液晶セルに付着す
る無駄な液晶の量を少なくするとともに、洗浄の
工数を削減するようにしている。 さらに、特開昭57−24915号公報および実開昭
58−103021号公報には、毛細管を液晶の導入管と
して利用したものが記載されており、これらのも
のでも液晶の無駄を少なくして生産性を向上させ
るようにしている。 （発明が解決しようとする課題） しかしながら、浸漬注入方法を採用した従来の
ものでは、液晶セル１または液晶セル４を液晶容
器２に収容された液晶３に直接浸漬するため、液
晶３が液晶セル１または液晶セル４に広く付着し
て無駄になるばかりか、液晶３の付着した液晶セ
ル１，４を洗浄する工数も多くなり、製造コスト
が高くなつていた。 また、毛細管や液晶吸上げ部材等を用いた従来
のものにあつては、液晶毛細管や吸上げ部材等を
注入口に対向して位置決めする必要から、多数の
液晶セルに同時に液晶を注入するのが困難であ
り、生産性を向上させて製造コストを低減させる
には改善を要する。具体的には、液晶セルに端面
部でなく平面部に開口する注入孔が形成される場
合、例えば第１２図に示す液晶セル５に注入孔５
ａを通して液晶を注入しようする場合、液晶吸上
げ部材等を平面部に開口した注入孔５ａに押し付
けることはできず、毛細管を用いても上記の困難
が極めて顕著になるのである。 以上のように、従来の液晶セルに液晶を注入す
る方法および装置にあつては、生産性を向上させ
て製造コストを低減させることができなかつた。 （発明の目的） そこで本発明は、液晶セルへの液晶の付着を減
らすとともに、多数の液晶セルに同時にしかも容
易に液晶を注入できるようにして、液晶表示素子
の生産性を向上させ、製造コストを低減させるこ
とを目的としている。 （発明の構成） 本発明に係る液晶セルに液晶を注入する方法お
よび装置は、上記の目的を達成するために、 (1) 液晶セルの周囲の雰囲気を大気圧から所定圧
に減圧して液晶セル内部の空気を注入孔を通し
て排出させる工程と、所定圧の雰囲気中で液晶
セルの注入孔近傍をセル挿入具に形成されたス
リツトの上部に挿入する一方、該セル挿入具を
スリツトの下部が液晶に浸るよう液晶に浸し、
スリツト内で毛細管現象により吸い上げられる
液晶に注入孔を浸す工程と、液晶セルの周囲の
雰囲気を所定圧から大気圧に戻し、液晶に浸し
た注入孔を通して液晶セルに液晶を注入する工
程と、を含むことを特徴とするもの、 および (2) 液晶セルに形成された注入孔を通して液晶セ
ルに液晶を注入する装置であつて、前記液晶セ
ルの注入孔近傍をその上部に挿入可能なスリツ
トが形成されたセル挿入具と、内部に液晶を収
容可能で該液晶がスリツトの下部を浸すようセ
ル挿入具を液晶に浸すことができる液晶容器
と、液晶セルの周囲の雰囲気を大気圧から所定
圧に減圧して液晶セル内部の空気を注入孔を通
して排出させることができる減圧手段と、を備
え、前記液晶容器に浸したセル挿入具のスリツ
ト内で毛細管現象により液晶を吸い上げるとと
もに、前記減圧手段により内部の空気を排出さ
せた液晶セルの注入孔をスリツトの上部で液晶
に浸すことを特徴とするものである。 以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的
に説明する。 第１〜６図は本発明に係る液晶セルに液晶を注
入する装置の第１実施例を示す図である。 まず、この装置の構成を説明する。第１〜３図
において、１１はツイストネマテイツク型（以
下、TN型という）の液晶表示素子を構成する液
晶セルであり、液晶セル１１は例えば一対の電極
付のプラスチツクフイルム基板１２Ａ，１２Ｂを
電極面（図示せず）が相対向するよう所定間隔を
隔て周辺部でシール剤１３により貼り合わせたも
ので、その厚さが0.21mmである。また、液晶セル
１１はプラスチツクフイルム基板１２Ｂに形成さ
れた注入孔１１ａを有し、液晶容器１４に投入、
収容された液晶Ｌを注入孔１１ａを通して内部に
注入するようになつている。 １５は例えば耐食アルミニウム合金より成るセ
ル挿入具であり、セル挿入具１５には長手方向に
直交し液晶セル１１の厚さより溝幅Ｗの大きい複
数のスリツト１６が所定ピツチで形成されてい
る。このセル挿入具１５は液晶Ｌがスリツト１６
の下部を浸すよう液晶容器１４に固定されてお
り、各スリツト１６の下部を浸す液晶Ｌが毛細管
現象によりスリツト１６の溝幅Ｗに応じた高さＨ
だけ吸上げられる。この溝幅Ｗと高さＨの関係
は、液晶Ｌにメルク社製のTN型液晶表示素子用
ZL1系を用いて測定したところ、下表に示す値と
なつた。

【表】 また、第４図に示すように、液晶セル１１はセ
ル保持具１７によりスリツト１６間のピツチと等
間隔に複数が配列、保持されており、セル保持具
１７は各液晶セル１１の注入孔１１ａ近傍がセル
挿入具１５のスリツト１６に対向するよう位置決
めされて図示しないボルト等により液晶容器１４
に連結されている。具体的には、セル保持具１７
は、溝１８ａにより液晶セル１１をスリツト１６
に所定間隙を保つて挿入できるよう左右両側でガ
イドするセルガイド１８Ｌ，１８Ｒと、セルガイ
ド１８Ｌ，１８Ｒを両端部で連結する一対のフレ
ーム１９（一つのみ図示している）と、一対のブ
ラケツト２１を介し両端部でフレーム１９に回転
自在に支持されたセル押えバー２２と、フレーム
１９に形成されたガイド溝１９ａに両端部で嵌挿
され、該溝１９ａに沿つて移動可能なストツパー
２３等から構成されており、セルガイド１８Ｌ，
１８Ｒにガイドされたストツパー２３に支承され
た複数の液晶セル１１をストツパー２３の移動操
作によつて同時にスリツト１６に挿入できるよう
になつている。そして、この液晶セル１１のスリ
ツト１６への挿入を容易にするため、セル挿入具
１５にはスリツト１６の入口部に面取りｃが施さ
れている（第３図参照）。 一方、液晶セル１１、液晶容器１４、セル挿入
具１５およびセル保持具１７は図示しない真空装
置の真空槽（減圧手段）内に配置されており、こ
の真空装置は真空槽内の空気、すなわち、液晶セ
ル１１の周囲の雰囲気を大気圧から所定圧に減圧
し、液晶セル１１内部の空気を注入孔１１ａを通
して外部に排出させることができるようになつて
いる。ここでいう所定圧とは、液晶Ｌの組成変化
が起こらない範囲内で真空に近い圧力値である。
また、真空装置は所定圧に減圧した真空槽内に窒
素ガス等を導入することにより液晶セル１１の雰
囲気を前記所定圧から大気圧に戻す（増圧する）
ことができる。 なお、本実施例におけるスリツト１６の溝幅Ｗ
は液晶セル１１の厚さ0.21mmに対し0.3mm〜1.0mm
の範囲で実施可能であるが、上述したセル保持具
１７の製作の容易性や液晶セル１１とスリツト１
６の隙間の精度等を比較考慮すると溝幅Ｗは0.6
mm程度が好ましい。また、第３図ａにおけるスリ
ツト１６の左右幅Ｘはスリツト１６内で毛細管現
象により吸上げられる液晶Ｌが注入孔１１ａを完
全に浸漬するように設定すればよく、注入孔１１
ａが直径１mmの丸穴の場合に左右幅Ｘは２mm以上
で実施可能であるが、左右幅Ｘ方向の位置決めを
容易にして気泡の混入を確実に防止するには６mm
程度が好ましい。さらに、液晶セル１１はセル面
に開口する注入孔１１ａを有するが、第６図ａ，
ｂに示す液晶セル２６，２７の如き態様のもので
もよい。 次に、以上の第１実施例の装置を用いた本発明
の方法の一実施例を説明する。 セツト工程 まず、ストツパー２３を第４図の位置S₁に位置
させたセル保持具１７に複数の液晶セル１１を順
次装着し、セル押えバー２２により液晶セル１１
を押さえる。すなわち、複数の液晶セル１１をセ
ル保持具１７にセツトする。一方、スリツト１６
の下部を液晶Ｌに浸すよう液晶容器１４に所定量
の液晶Ｌを投入する。 脱気・保持工程 次いで、前記真空装置により第５図に示す時間
T₀からT₁までの間真空槽内を減圧して液晶セル
１１の周囲の雰囲気を大気圧P₀から所定圧P₁に
減圧し、時間T₁からT₂までの間これを保持して
液晶セル１１内部の空気を注入孔１１ａを通して
外部に排出（脱気）させる。一方、液晶セル１１
の脱気後、好ましくは時刻T₂の少し前に、スト
ツパー２３を第４図の位置S₂に移動操作すること
により複数の液晶セル１１を同時に降下させて各
スリツト１６の上部に挿入させる。このとき、ス
リツト１６の下部を浸した液晶Ｌが毛細管現象に
よつて上部まで吸い上げられているから、注入孔
１１ａが液晶Ｌに浸漬される。 注入・保持工程 次いで、時間T₂からT₃の間、前記真空装置に
より液晶セル１１の周囲の雰囲気を所定圧P₁か
ら大気圧P₀に戻し、液晶セル１１の内部気圧と
外部気圧の差圧により、液晶Ｌに浸した注入孔１
１ａを通して液晶セル１１に液晶Ｌを注入する。
そして、液晶Ｌが液晶セル１１に完全に注入（充
填）されるまでの時間、すなわち、時間T₃から
T₄まで大気圧P₀を保持する。 封止・洗浄工程 次いで、ストツパー２３を位置S₁に戻して複数
の液晶セル１１をスリツト１６から同時に抜き出
し、セル保持具１７を液晶容器１４から切り離す
か液晶セル１１をセル保持具１７から取り出すか
した後、注入孔１１ａを封止剤により封止する。
次いで、液晶セル１１に付着した液晶Ｌを洗浄等
により除去するが、液晶Ｌはスリツト１６の左右
幅Ｘに対応して注入孔１１ａの近傍のみに付着し
ている極めて少量のものであるから、注入孔１１
ａ近傍のみを簡単に洗浄する。 このようにスリツト１６に吸上げられた液晶Ｌ
に液晶セル１１の注入孔１１ａ近傍のみを浸漬さ
せるようにすれば、注入孔１１ａがセル面上に開
口する場合であつても、多数の液晶セル１１に容
易に液晶Ｌを注入することができ、１回の注入時
に液晶容器１４に投入する液晶Ｌの量も少量でよ
い。また、液晶Ｌの無駄を少なくするとともに簡
単な洗浄で液晶Ｌを除去できる。したがつて、ス
リツト１６のピツチとセル保持具１７による液晶
セル１１の配列のピツチを合致させるだけの簡単
な構成で多数の液晶セル１１に同時にしかも容易
に液晶Ｌを注入することができるばかりでなく、
形態の異なる各種の液晶セルに対応でき、生産性
が大幅に向上する。さらに、セル保持具１７に装
着した複数の液晶セル１１を同時に簡単にハンド
リングできる。 第７，８図は本発明に係る液晶セルに液晶を注
入する装置の第２実施例を示す図である。 第７，８図において、３１はセル面に開口する
注入孔３１ａを有する液晶セルであり、液晶セル
３１は例えば一対の電極付のガラス基板３２Ａ，
３２Ｂを第１実施例の液晶セル１１と略同様に貼
り合わせたもので、その厚さが1.0mmである。３
３は例えば溝幅1.6mmの複数のスリツト３４が形
成されたセル挿入具であり、セル挿入具３３は液
晶Ｌを収容する液晶容器３５内に固定されてい
る。液晶容器３５は図示しない支持手段によつて
第１実施例におけるセル保持具１７と略同様なセ
ル保持具（図示せず）と共に所定角度範囲（例え
ば90°）の回動可能に支持されており、該支持手
段を作動させることにより液晶セル３１、セル挿
入具３３および液晶容器３５を一体的に第７図ａ
の状態から第７図ｂの状態までの間で往復回動さ
せることができる。すなわち、液晶容器３５は液
晶Ｌを収容した状態で所定角度回動可能である。
そして、第７図ａの状態で液晶Ｌの液面H₁より
上方に位置するスリツト３４が第７図ｂの状態ま
でセル保持具により下降されてその下部を液晶Ｌ
に浸され、液晶セル３１を挿入したスリツト３４
内の隙間（例えば注入孔３１ａ側で0.6mm以下）
に毛細管現象により液晶Ｌが吸上げられ、注入孔
３１ａが液晶Ｌに浸漬されるようになつている。
なお、これらの液晶セル３１、セル挿入具３３、
液晶容器３５、セル保持具および支持手段等は、
第１実施例と同様の真空槽内に配置されている。 第２実施例の装置を用いた本発明の方法の一実
施例を説明すると、まず、複数の液晶セル３１を
前記セル保持具にセツトする一方、液晶容器３５
に所定量の液晶Ｌを投入する。このとき液晶セル
３１等は第７図ａの状態にある。次いで、第１実
施例と同様な方法により真空槽内で液晶セル３１
の周囲の雰囲気を減圧、保持し、液晶セル３１の
内部の空気を注入孔３１ａを通して排出させる一
方、前記支持手段を作動させて液晶セル３１、セ
ル挿入具３３、液晶容器３５およびセル保持具を
第７図ｂの状態まで一体的に回動させる。このと
き、スリツト３４の下部が液晶容器３５内の液晶
Ｌの液面H₂より没入して液晶Ｌに浸され、これ
によりスリツト３４内で液晶Ｌが液面H₂よりわ
ずかに上方に吸上げられる。次いで、前記セル保
持具により液晶セル３１の注入孔３１ａ近傍をス
リツト３４に所定深さだけ挿入させる。このと
き、液晶セル３１を挿入したスリツト３４の上部
のせまい隙間に毛細管現象により液晶Ｌが吸上げ
られ、注入孔３１ａが液晶Ｌに浸漬される。次い
で、液晶セル３１の周囲の雰囲気を大気圧に戻
し、液晶セル３１の内部と外部の差圧により液晶
Ｌに浸漬した注入孔３１ａを通して液晶セル３１
に液晶Ｌを注入する。 このように液晶セル３１、セル挿入具３３およ
び液晶容器３５等を一体的に回動させて注入孔３
１ａ近傍を液晶Ｌに浸漬させても、複数の液晶セ
ル３１に同時にしかも容易に液晶Ｌを注入でき、
第１実施例と同様の効果が得られる。 第９図は本発明に係る液晶セルに液晶を注入す
る装置の第３実施例を示す図である。 第９図において、４１は注入孔４１ａを有する
液晶セル、４２は液晶セル４１を挿入可能な複数
のスリツト４３が形成されたセル挿入具、４４は
セル挿入具４２の長手方向一方側に液晶貯留部４
４ａを有する液晶容器であり、セル挿入具４２は
液晶容器４４に固定されている。また、液晶容器
４４は図示しないセル保持具と共にセル挿入具４
２の長手方向と軸直交する回転軸の周りに回動で
きるようになつており、液晶容器４４の回動によ
り液晶容器４４内の液晶Ｌが液面H₃またはH₄と
なるよう移動し、スリツト４３の下部を液面H₄
より液晶Ｌ中に浸すことができる。 第３実施例の装置を用いた本発明の方法の一実
施例を説明すると、まず、予め液晶Ｌを所定量だ
け液晶容器４４に投入し、セル挿入具４２の長手
方向を垂直方向にして液晶Ｌの液面が液面H₃と
なる状態（第９図の状態）にした後液晶セル４
１、セル挿入具４２および液晶容器４４等を格納
した真空槽内で液晶セル４１の周囲の雰囲気を大
気圧から所定圧に減圧してこれを保持し、液晶セ
ル４１内部の空気を脱気する。液晶セル４１内が
脱気されると、液晶Ｌの液面が液面H₄となるよ
う液晶セル４１、セル挿入具４２および液晶容器
４４等を回動させ、次いで（また同時に）、セル
保持具により複数の液晶セル４１の注入孔４１ａ
近傍を同時に各スリツト４３に挿入させてスリツ
ト４３の下部を液晶Ｌに浸す。このとき、脱気さ
れた液晶セル４１の注入孔４１ａが毛細管現象に
よりスリツト４３の上部に吸上げられた液晶Ｌに
浸漬される。次いで、液晶セル４１の周囲の雰囲
気を大気圧に戻し、液晶セル４１の内部と外部の
差圧により液晶セル４１に液晶Ｌを注入する。こ
のようにしても、第１、第２実施例と同様の効果
が得られる。 なお、第１〜第３実施例の装置においては、液
晶セル１１，３１，４１をセル保持具１７等によ
り液晶Ｌの液面側に下降させてスリツト１６，３
４，４３に挿入するようにしているが、液晶セル
を定位置に保持するセル保持具に向かつて液晶容
器およびセル挿入具を上昇させてもよく、この双
方を上下動させて相対変位させてもよい。また、
液晶Ｌがスリツト１６，３４，４３に吸上げられ
た後に、液晶セル１１，３１，４１をスリツト１
６，３４，４３の上部に挿入するのでなく、この
挿入作業の後に毛細管現象による液晶Ｌの吸上げ
を促すこともできる。さらに、液晶容器１４，３
５，４４の形状を、液晶Ｌの注入時の液面が広
く、かつ、そのときの底面積が小さくなるように
すれば、液晶Ｌの脱気を良好に促すとともに液晶
注入中の液面の低下も少ないものとなつて好まし
い。 （効果） 本発明によれば、液晶セルの周囲の雰囲気を減
圧、保持して液晶セル内部の空気を排出させ、該
雰囲気中において、セル挿入具のスリツト内で毛
細管現象により液面より吸上げられた液晶に液晶
セルの注入孔近傍のみを浸すようにしているの
で、液晶注入時に液晶セルに付着する液晶の量を
微少にできるとともに、液晶容器に投入された所
定量の液晶を用いて多数の液晶セルに同時に、し
かも容易に液晶を注入することができる。この結
果、液晶表示素子の生産性を大幅に向上させて製
造コストを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜第６図は本発明の装置の第１実施例を示
す図であり、第１図ａ，ｂはその要部構成図、第
２図はその液晶セルの要部平面断面図、第３図ａ
はそのセル挿入具および液晶容器の側面断面図、
第３図ｂは第３図ａのＢ−Ｂ断面図、第４図ａ，
ｂはその液晶セルを保持するセル保持具の構成
図、第５図は第１実施例の装置を用いた本発明の
方法の一実施例を説明するためのタイムチヤー
ト、第６図ａ，ｂはそれぞれの液晶セルの他の態
様を示す要部平面断面図、第７，８図は本発明の
装置の第２実施例を示す図であり、第７図ａ，ｂ
はその要部構成図、第８図はその要部斜視図、第
９図は本発明の装置の第３実施例を示すその要部
斜視図である。第１０〜１２図は従来例を示す図
であり、第１０，１１図はそれぞれ従来の浸漬注
入方法を実施する装置の概略構成図、第１２図は
他の従来例の課題を説明するための液晶セルの平
面図である。 １１，３１，４１……液晶セル、１１ａ，３１
ａ，４１ａ……注入孔、１４，３５，４４……液
晶容器、１５，３３，４２……セル挿入具、１
６，３４，４３……スリツト、Ｌ……液晶。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液晶セルの周囲の雰囲気を大気圧から所定圧
   に減圧して液晶セル内部の空気を注入孔を通して
   排出させる工程と、所定圧の雰囲気中で液晶セル
   の注入孔近傍をセル挿入具に形成されたスリツト
   の上部に挿入する一方、該セル挿入具をスリツト
   の下部が液晶に浸るよう液晶に浸し、スリツト内
   で毛細管現象により吸い上げられる液晶に注入孔
   を浸す工程と、液晶セルの周囲の雰囲気を所定圧
   から大気圧に戻し、液晶に浸した注入孔を通して
   液晶セルに液晶を注入する工程と、を含むことを
   特徴とする液晶セルに液晶を注入する方法。 ２ 液晶セルに形成された注入孔を通して液晶セ
   ルに液晶を注入する装置であつて、前記液晶セル
   の注入孔近傍をその上部に挿入可能なスリツトが
   形成されたセル挿入具と、内部に液晶を収容可能
   で該液晶がスリツトの下部を浸すようセル挿入具
   を液晶に浸すことができる液晶容器と、液晶セル
   の周囲の雰囲気を大気圧から所定圧に減圧して液
   晶セル内部の空気を注入孔を通して排出させるこ
   とができる減圧手段と、を備え、前記液晶容器に
   浸したセル挿入具のスリツト内で毛細管現象によ
   り液晶を吸い上げるとともに、前記減圧手段によ
   り内部の空気を排出させた液晶セルの注入孔をス
   リツトの上部で液晶に浸すことを特徴とする液晶
   セルに液晶を注入する装置。