(57)【要約】【課題】本発明は、多数の液晶封入用液晶表示素子セルをきわめて均一な押圧条件の下に同時に多数個作成できる液晶表示素子セル封孔装置の提供を目的とする。【解決手段】液晶表示素子セルの封入孔を封孔する際に、前記液晶表示セルの表示面の両側を気体で加圧する液晶表示素子セルの封孔装置において、液晶表示素子セルの表示領域境界上に位置するＯリングと、このＯリングをセットするＯリング溝とを有し、さらに加圧気体を液晶表示素子セルの表示面と前記Ｏリングを接触させることでできた密閉空間に導入する導入孔を有する非接触加圧治具を用いて、液晶表示素子セルの表示領域内を加圧気体で加圧することを特徴とする。【選択図】      図１
2005017961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示素子セルの封入孔を封孔する際に、前記液晶表示セルの表示面の両側を気体で加圧する液晶表示素子セルの封孔装置において、液晶表示素子セルの表示領域境界上に位置するＯリングと、このＯリングをセットするＯリング溝とを有し、
さらに加圧気体を液晶表示素子セルの表示面と前記Ｏリングを接触させることでできた密閉空間に導入する導入孔を有する非接触加圧治具を用いて、液晶表示素子セルの表示領域内を加圧気体で加圧することを特徴とする液晶表示素子セルの封孔装置。
【請求項２】
前記非接触加圧治具に液晶表示素子セルのサイズに応じて異なった周長のＯリングをセットすることができるＯリング溝を有し、前記液晶表示素子セルのサイズに応じて前記Ｏリングを交換することで多種類のサイズの前記液晶表示素子セルに対応することができることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子セルの封孔装置。
【請求項３】
複数個の液晶表示素子セルと、複数個の前記非接触加圧治具とを交互に積層することを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子セルの封孔装置。
【請求項４】
前記非接触加圧治具に突き当てピンとガイド穴を設けることにより、前記非接触加圧治具を複数積層したときに突き当てピンとガイド穴がかん合し、前記非接触加圧治具が互いに位置ズレすることを防止し、前記液晶表示素子セルと前記Ｏリングの位置ズレによる加圧気体のリークを防ぐことを特徴とする請求項３記載の液晶表示素子セルの封孔装置。
【請求項５】
前記液晶表示素子セルと前記Ｏリングが密着するように前記非接触加圧治具を流体シリンダで押圧及び狭持したときに、突き当てピンとガイド穴の底が接触し、必要以上で強い力でＯリングが液晶表示素子セル表示面に押圧することを防止するとともに、Ｏリング全周にわたり均一な力で液晶表示素子セル表示面に押圧可能なことを特徴とする請求項３記載の液晶表示素子セルの封孔装置。
【請求項６】
複数枚の前記液晶表示素子セルと前記非接触加圧治具を積層してできる複数の密閉空間それぞれに調整器を設け、加圧気体の圧力を調節可能とすることで、全ての液晶表示セル表示面を所定の圧力で押圧できることを特徴とする請求項３記載の液晶表示素子セルの封孔装置。
【請求項７】
前記液晶表示素子セル表示面を押圧する加圧気体の圧力を調節する調整器として電子レギュレータを用いることを特徴とする請求項６記載の液晶表示素子セルの封孔装置。
【請求項８】
前記液晶表示素子セルと前記非接触加圧治具を積層するためのカセットを有し、予めカセット内に前記液晶表示素子セルと前記非接触加圧治具を積層し、封孔装置の連続稼働を可能とすることを特徴とする請求項３記載の液晶表示素子セルの封孔装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子セルの封孔方法および装置に関し、液晶表示素子セルを構成する一対の対向基板のギャップ精度を向上させた液晶表示素子セルの封孔方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来例として特開平８−２２０５４６号公報（以下、従来技術１という）に記載の封孔方法について説明する。図９は、液晶注入過程における液晶表示素子セル１の厚さ（以下、セル厚さという。）の変化の様子を示す液晶表示素子セル１の断面図である。３２は、液晶表示素子セル１内に分散された両基板間のギャップ調整用のスペーサである。
【０００３】
図９ａは、減圧容器（図示せず）内で減圧（脱気）を完了したとき、図９ｂは液晶表示素子セル１の封入孔２９を液晶ボート３３に入ってる液晶３４に接触８ディップ）したとき、図９ｃは減圧容器内をゆっくり大気圧に戻し始めた（リーク開始）直後、図９ｄは液晶３４が液晶表示素子セル１全体の半分程度まで入り込んだとき、図９ｆは図９ｅからさらに数分経過したとき、図９ｇは図９ｆからさらに数時間経過したときの状態をそれぞれ表している。
【０００４】
図９ａ、図９ｂの時点では液晶表示素子セル１はかなりでこぼこになっているが、図９ｃの用に封入孔２９を液晶３４でふさぎ、減圧容器内のリークを開始すると液晶表示素子セル１の内外の圧力差により上電極基板３０，下電極基板３１の歪みは強制され液晶表示素子セル１全体のセル厚さが均一となる。
【０００５】
図９ｄ、図９ｅ、図９ｆまでに液晶３４が液晶表示素子セル１全体に入り込むが、図９ｇの時点でも液晶３４の入り込みが継続され、さらに上電極基板３０，下電極基板３１の復元力により液晶３４が液晶表示素子セル１に吸入され図９ａ、図９ｂの時点で生じていた凸凹が復元されてしまう。
【０００６】
このようにギャップが不均一になった液晶表示素子セル１の封入孔２９を封孔材で封孔する際に、液晶表示素子セル１の各外面に均一な圧力を加えるために、前記クッション材３５として弾性を有する固体材料３６の内部に、図１０ｂのように液体・気体の少なくとも一方を密封した（密封された液体層３７）構造のクッション材を用いる。
【０００７】
次に、特開平７−１９９２０３号公報（以下、従来技術２という）に記載の封孔方法について説明する。液晶表示素子セル１の基台４０の上に弾性体からなる中空構造加圧体４１が一定間隔をおいて複数個固定されている（図１１ａ）。圧力コントローラ４２は加圧エアホース３９を介して加圧体４１を横方向に膨張又は収縮させる（図１１ｂ）。加圧体４１間に液晶３４を注入した液晶表示素子セル１を立ててセットし、圧力コントローラ４２を起動して加圧体４１を膨張させ、液晶表示素子セル１を両側より押圧する（図１１ｃ）。押圧処理が終了すると加圧体４１を収縮し、加圧処理を終了する。その後、液晶表示素子セル１を取り外す。
【０００８】
また、液晶表示素子セル１の各外側の面に均一な圧力を加えるために、加圧体４１は中空構造に液体を流入又は中空部から液体を流出させる。
【０００９】
次に、特開平４−１４７２１７号公報（以下、従来技術３という）に記載の封孔方法について説明する。図１２に記載されている下加圧ベース４３上に設置されているＯリング４５が液晶表示素子セル１の表示領域外に位置している。液晶表示素子セル１を下加圧ベース４３と上加圧ベース４４とで液晶表示素子セル１を挟持した状態で（図１２ｂ）加圧エアホース３９を介して凹部に加圧エアを供給すれば、液晶表示素子セル１の両面を加圧することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術１の問題は、液晶表示素子セル１間でギャップがばらついてしまうことである。その理由は、複数個の液晶表示素子セル１とクッション材３５を区小河に積層しているため個々のクッション材３５に加わる圧力が異なってしまい、個々の液晶表示素子セル３５のギャップ制御を均一に行うのが難しいからである。第２の問題点は、生産上（歩留まり上）の問題である。その理由は、弾性を有する固体材料３６が液晶表示素子セル表示領域に直接接触するために、ガラスくず等の入り込みで液晶表示素子セル１が破壊されたり、液晶表示素子セル１の表面が汚染されてしまうからである。
【００１１】
従来技術２の問題は、装置作成の実現性が乏しいことである。その理由は、弾性体からなる通食う構造の加圧体４１自体の作り込み精度（寸法・硬度・弾性係数など）が個々の弾性体からなる中空構造の加圧体４１でばらつくことがあれば、液晶表示素子セル１間でギャップ値がばらついてしまうからである。第２の問題点は、生産上（歩留まり上）の問題である。その理由は、弾性体からからなる中空構造の加圧体４１が液晶表示素子セル表示領域に直接接触するために、ガラスくず等の入り込みで液晶表示素子セル１が破壊されたり、液晶表示素子セル１の表面が汚染されてしまうからである。
【００１２】
従来技術３の問題は、エアリークが発生し、液晶表示素子セル１のギャップ制御が安定して行えないことである。その理由は、Ｏリング４５が液晶表示素子セル１の表示領域外、つまり液晶表示素子セル１外形近くに設置され、エアリークに対して十分なＯリング４５のシーリング幅がとれないためにエアリークが発生する危険が大きいからである。第２の問題点は、液晶表示素子セル１のギャップがつぶされてしまう危険があることである。その理由は、機械的精度などからＯリング４５の全周にわたり均一に圧力を加えることが難しいからである。Ｏリング４５が片当たりの状態ではエアリークが発生し液晶表示素子セル１のギャップ制御が行えない。また、エアリークが発生しないようにＯリング４５に加える圧力を増すと液晶表示素子セル１のギャップがつぶされてしまうからである。第３の問題点は、多品種生産に対応できないことである。その理由は、Ｏリング４５が液晶表示素子セル１の表示領域外、つまり液晶表示素子セル１外形近くに設置されているため、液晶表示素子セル１の外形寸法が異なるとシーリングできなくなるからである。第４の問題点は、複数枚処理が行えないことである。その第１の理由は、複数枚処理（積層処理）の場合、各層毎にシーリング位置のずれを起こしやすいため第１の問題であるエアリークを引き起こし、液晶表示素子セル１間で加圧力がばらつき、液晶表示素子セル１間のギャップ値がばらついてしまうからである。第２の理由は、仮に上記第１の理由を解消したとしても、各層を垂直方向に積層し、加圧しているため重力の影響で最下層と最上層のＯリング４５に加わる圧力が異なってしまうためである。
【００１３】
そこで、本発明は、多数の液晶封入用液晶表示素子セルをきわめて均一な押圧条件の下に同時に多数個作成できる液晶表示素子セル封孔装置の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明によれば、液晶表示素子セルの封入孔を封孔する際に、前記液晶表示セルの表示面の両側を気体で加圧する液晶表示素子セルの封孔装置において、液晶表示素子セルの表示領域境界上に位置するＯリングと、このＯリングをセットするＯリング溝とを有し、さらに加圧気体を液晶表示素子セルの表示面と前記Ｏリングを接触させることでできた密閉空間に導入する導入孔を有する非接触加圧治具を用いて、液晶表示素子セルの表示領域内を加圧気体で加圧することを特徴とする液晶表示素子セルの封孔装置を得ることができる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、前記非接触加圧治具に液晶表示素子セルのサイズに応じて異なった周長のＯリングをセットすることができるＯリング溝を有し、前記液晶表示素子セルのサイズに応じて前記Ｏリングを交換することで多種類のサイズの前記液晶表示素子セルに対応することができることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子セルの封孔装置を得ることができる。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、複数個の液晶表示素子セルと、複数個の前記非接触加圧治具とを交互に積層することを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子セルの封孔装置を得ることが出来る。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、前記非接触加圧治具に突き当てピンとガイド穴を設けることにより、前記非接触加圧治具を複数積層したときに突き当てピンとガイド穴がかん合し、前記非接触加圧治具が互いに位置ズレすることを防止し、前記液晶表示素子セルと前記Ｏリングの位置ズレによる加圧気体のリークを防ぐことを特徴とする請求項３記載の液晶表示素子セルの封孔装置をえることができる。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、前記液晶表示素子セルと前記Ｏリングが密着するように前記非接触加圧治具を流体シリンダで押圧及び狭持したときに、突き当てピンとガイド穴の底が接触し、必要以上で強い力でＯリングが液晶表示素子セル表示面に押圧することを防止するとともに、Ｏリング全周にわたり均一な力で液晶表示素子セル表示面に押圧可能なことを特徴とする請求項３記載の液晶表示素子セルの封孔装置をえることができる。
【００１９】
請求項６記載の発明によれば、複数枚の前記液晶表示素子セルと前記非接触加圧治具を積層してできる複数の密閉空間それぞれに調整器を設け、加圧気体の圧力を調節可能とすることで、全ての液晶表示セル表示面を所定の圧力で押圧できることを特徴とする請求項３記載の液晶表示素子セルの封孔装置をえることができる。
【００２０】
請求項７記載の発明によれば、前記液晶表示素子セル表示面を押圧する加圧気体の圧力を調節する調整器として電子レギュレータを用いることを特徴とする請求項６記載の液晶表示素子セルの封孔装置を得ることができる。
【００２１】
請求項８記載の発明によれば、前記液晶表示素子セルと前記非接触加圧治具を積層するためのカセットを有し、予めカセット内に前記液晶表示素子セルと前記非接触加圧治具を積層し、封孔装置の連続稼働を可能とすることを特徴とする請求項３記載の液晶表示素子セルの封孔装置をえることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１〜５を参照して説明する。図１ａは、本実施形態にかかる液晶表示素子セルの加圧装置を有する封孔装置を示す概略正面図で、図１ｂは図１ａのプレス機構９を９０°回転させた状態を示す。図２ａは図１ａの左側面図の一部詳細図、図２ｂは同様に図１ｂの左側面図の一部詳細図である。図３は非接触加圧治具２の斜視図で、図３ｂは図３ａを裏側からみた斜視図である。図４は図１の一部詳細図で、図４ａは液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２を積層した状態を示し、図４ｂはさらに流体シリンダ１０で前記積層した液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２を押圧した状態を示す。図５は空気回路を示す模式図である。
【００２３】
図１ａ、図２ａ、図４ａにおいて、プレス機構９内にセットされたカセット８内に液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２とを交互に積層する。このとき、非接触加圧治具とを交互に積層する。このとき、非接触加圧治具２に取りつけられた突き当てピン５とその上に積層する非接触加圧治具２のガイド穴６がかん合し、非接触加圧治具２は互いに位置ずれを起こすことなく積層することができる。積層された液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２は、流体シリンダ１０を稼働させることにより流体シリンダ１０とプレス機構９との間に挟持される。プレス機構９は回転駆動源によりプレス機構９を９０°回転させることができる。なお、回転駆動源として流体シリンダ、電動機などを用いる。プレス機構９を９０°回転させると図１ｂ、図２ｂのようになる。
【００２４】
図３に示すように非接触加圧治具２にはＯリング３の周長にあわせてＯリング溝４が複数箇所設けられている。作業対象となる液晶表示素子セル１の外形寸法に応じた周長のＯリング３を、予め非接触加圧治具２のＯリング溝４にはめ込んでおく。Ｏリング溝４はＯリング３が液晶表示素子セル１の表示領域２８の境界付近に位置するように設けられている。
【００２５】
次に流体シリンダ１０を更に稼働させると前記積層した液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２を押圧する（図４Ｂ）。Ｏリング３は液晶表示素子１とＯリング溝４に密着し、液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２の間に、液晶表示素子セル１の表示面を加圧するための密閉空間２３を作る。この時突き当てピン５は非接触加圧治具２に設けられたガイド穴６の底に突き当たり、必要以上に強い圧力でＯリング３が液晶表示素子セル１に押圧されて液晶表示素子セル１が変形することを防ぐ。
【００２６】
図５に示すように非接触加圧治具２には液晶表示素子セル１の表示面を加圧するための加圧気体を送り込む加圧気体ホース３９が接続されている。加圧気体は電磁弁２５が稼働することにより加圧気体ホース３９を介して非接触加圧治具２に導かれ、非接触加圧治具２に設けられた導入孔７から密閉空間２３に送り込まれて液晶表示素子セル１の表示面を加圧する。電磁弁２５と導入孔７の間には電子レギュレータ２４が設けられており、各密閉空間２３に送り込む加圧気体の気圧を個々に設定することが出来る。
【００２７】
図１に示すように、プレス機構９と流体シリンダ１０とで挟持された液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２は回転軸１１を介して回転機構１２が搭載されている。更に、回転機構は基台１３に設置された搬送機構１４に搭載されている。搬送機構１４は図示していない駆動源を稼働させることによりプレス機構９を移動させることができる。なお、搬送機構１４を構成する部品として電動機、ボールネジ、直動ベアリング、ベルト、滑車、流体シリンダなどを用いる。
【００２８】
基台１３には塗布機構基台１５と紫外線照射室２１が備えられている。
【００２９】
塗布機構基台１５にはＸＹＺ装置１６が搭載され、ＸＹＺ装置１６には封孔剤の入った容器１７及び容器１７の先端にとりつけられた塗布ノズル１８が備えられている。なお、封孔剤として紫外線硬化樹脂を用いる。ＸＹＺ装置１６は３軸直行型ロボットや水平多関節型ロボット、或いはこれらに準ずる機構を持つ物を使用しても良い。ＸＹＺ装置１６は図示しないＸＹＺコントローラの指令により塗布ノズル１８を所定の位置に移動させ、吐出コントローラ１９を稼働させる。吐出コントローラ１９が稼働すると加圧気体が圧送チューブ２０を介して容器１７に送り込まれ、容器１７内の封孔剤が塗布ノズル１８により吐出される。この時図１ｂの如く、搬送機構１４によりプレス機構９と流体シリンダ１０で挟持された液晶表示素子セル１を塗布機構基台１５の下に移動させておき、封孔剤を液晶表示素子セル１の封入孔２９に塗布する。
【００３０】
紫外線照射室２１には紫外線ランプ２２が備えられている。上記封孔剤が塗布された液晶表示素子セル１を搬送機構１４により紫外線照射室２１内に移動させ、紫外線ランプ２２を点灯することにより紫外線を照射し、封入孔２９に塗布された封入剤を硬化させ、封入剤２９を密封する。
【００３１】
次に、図６を参照して本発明の動作を説明する。まず、液晶が封入された液晶表示素子セル１を複数枚準備する（ＮＯ１）。
【００３２】
次に、カセット８内に必要枚数分の非接触加圧治具２と液晶表示素子セル１を交互に積層する。この時、液晶表示セル１の封入孔２９がかせっと８の開口部側に来るように、また、液晶表示素子セル１が非接触加圧治具２に挟持されるように積層する（ＮＯ２）。
【００３３】
次に、非接触加圧治具２と液晶表示素子セル１が積層されたカセット８をプレス機構９にセットする。この時プレス機構９の開口部側に液晶表示素子セル１の封入孔２９側が来るようにセットする（ＮＯ３）。
【００３４】
次に、流体シリンダ１０を稼働させ、積層された液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２を軽く挟持する（ＮＯ４）。
【００３５】
次に、回転機構１２を稼働させてプレス機構９を９０°回転させる。この時液晶表示素子セル１は直立し、封入孔２９が上辺に来る（ＮＯ５）。
【００３６】
次に、流体シリンダ１０を稼働させ積層された液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２を押圧する。これにより、Ｏリング３は液晶表示素子セル１の表示面と非接触加圧治具２のＯリング溝４に密着し密閉空間２３を作る。個々で、液体シリンダ１０による押圧力は次項で密閉空間２３に加圧気体を供給することによる液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２の離反力よりも強くしておく（ＮＯ６）。
【００３７】
次に、電磁弁２５を稼働して加圧気体を加圧気体ホース３７，導入孔７を通して密閉空間２３に供給する。加圧気体は電子レギュレータ２４によって圧力を調節する。密閉空間２３に供給された加圧気体により液晶表示セル１の表示面が均等な圧力で押圧される。この状態を液晶表示素子セル１のギャップ値が適正値となるまで保つ（ＮＯ７）。また、この間に液晶表示素子セル１の封入孔から余剰な液晶３４がしみでてくる。
【００３８】
次に、電子レギュレータ２４を調節し、加圧気体の圧力を一定圧力下げる。これにより、余剰な液晶３４のしみ出しが停止する（ＮＯ８）。
【００３９】
次に、封入孔からしみだし、液晶表示素子セル１の封入孔周囲に付着している余剰な液晶３４を布などでふき取る。この余剰な液晶３４が残っていると、後述する封孔剤の塗布や硬化に悪影響を及ぼす（ＮＯ９）。
【００４０】
次に、搬送機構１４を稼働して、液晶表示素子セル１を塗布機構基台１５の下に移動する（ＮＯ１０）。
【００４１】
次に、ＸＹＺ装置を稼働させ、塗布ノズル１８を液晶表示素子セル１の封入孔２９に近づける。吐出コントローラ１９を稼働させると加圧気体が吐出コントローラ１９から圧送出され、液晶表示素子セル１の封入孔２９に塗布される。なお、吐出用の加圧気体は吐出され、液晶表示素子セル１の封入孔２９に塗布される。尚、吐出用の加圧気体は吐出コントローラ１９で圧力を調節することが出来る（ＮＯ１１）。プレス機構９内に挟持された液晶表示素子セル１全数について封入孔２９への封孔剤の塗布を行う（ＮＯ１２）。
【００４２】
次に、電子レギュレータ２４を調節し、液晶表示素子セル１の表示面を押出している加圧気体の圧力を一定圧力下げ、更にこの状態で一定時間放置する。これにより、液晶表示素子セル１の封入孔２９に塗布した封孔剤が封入孔２９内部にしみこみ、封入孔２９を完全にふさぐことが出来る（ＮＯ１３）。
【００４３】
次に、搬送機構１４を稼働して、液晶表示素子セル１を紫外線照射室２１に移動する（ＮＯ１４）。
【００４４】
次に、紫外線ランプ２２を点灯し、液晶表示素子セル１の封入孔２９に塗布された封孔剤に一定量の紫外線を照射する。封孔剤として紫外線硬化樹脂を用いているため、紫外線を照射することにより硬化し、封入孔２９を密封することができる（ＮＯ１５）。
【００４５】
つぎに、電磁弁２５を切り替え、密閉空間２３内の加圧気体を大気開放する。密閉空間２３内の気圧は大気圧と等しくなり、液晶表示素子セル１の表示面への押圧が完了する（ＮＯ１７）。
【００４６】
次に、流体シリンダ１０の加圧力を一定圧力下げる（ＮＯ１８）。次に、回転機構１２を稼働してプレス機構９を９０°逆転させて液晶表示素子セル１が水平に積層された状態に戻す（ＮＯ１９）。
【００４７】
次に、流体シリンダ１０を引き戻し、流体シリンダ１０による挟持を解除する（ＮＯ２０）。
【００４８】
次に、プレス機構９からカセット８を取り出す（ＮＯ２２）。次に、カセット８から積層された液晶表示素子セル１と非接触加圧治具８を交互に取り出し本実施形態の動作が完了する（ＮＯ２２）。
【００４９】
次に、本実施形態の実施例について図１乃至５を参照して説明する。図１ａは本実施例にかかる液晶表示素子セルの加圧装置を有する封孔装置を示す概略正面図で、図１ｂは図１ａのプレス機構９を９０°回転させた状態を示す。図２ａは図１ａの左側面図の一部詳細図、図２ｂは同様に図１ｂの左側面図の一部詳細図である。図３は非接触加圧治具２の斜視図で、図３ｂは図３ａを裏側からみた斜視図である。図４は図１の一部詳細図で、図４ａは液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２を積層した状態を示し、図４ｂはさらに流体シリンダ１０で前記積層した液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２を押出した状態を示す。図５は空気回路を示す模式図である。
【００５０】
図１，２において、厚さ１０ｍｍのステンレスで構成されたカセット８内に液晶３４が封入された液晶表示素子セル１と液晶表示素子セル１の表示面を非接触で加圧するための非接触加圧治具２を交互に積層する。この時非接触加圧治具２に設けられた直径５ｍｍ、突起部の長さ７ｍｍの突き当てピン５が上に積層された非接触加圧治具２の直径６ｍｍ、深さ３ｍｍのガイド穴にかん合し位置ズレを起こすことなく積層する事が出来る。更に前記カセット８は厚さ２０ｍｍのステンレスで構成されたプレス機構９にセットされる。プレス機構９には直径１６０ｍｍの流体シリンダ１０が備えられ、前記積層された液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２を押圧し、直径３ｍｍで弾性を有する固体材料で出来たＯリング３が液晶表示素子セル１の表示面と非接触加圧治具２の幅３ｍｍ、深さ１．５ｍｍのＯリング溝４に密着することにより高さ１ｍｍの密閉空間２３を形成する。この時、突き当てピン５はガイド穴６の底に突き当たっており、Ｏリング３が液晶表示素子セル１の表示面を押圧することを防ぐと共に、各層のＯリング３が液晶表示素子セル１の表示面を押圧する圧力を均一に保つことが出来る。
【００５１】
非接触加圧治具２は図３に示すように、厚さ１０ｍｍのアルミ板にＯリング３をセットするためのＯリング溝４，突き当てピン５，ガイド穴６，加圧気体を通す直径３ｍｍの導入穴７を備えている。導入孔７は非接触加圧治具２の表面、裏面にそれぞれ独立して設けられている。Ｏリング３は作業対象となる液晶表示素子セル１の表示領域２８境界付近に位置するように周長とＯリング溝４の形状が決められている。また、Ｏリング溝４を液晶表示素子セル１のサイズに応じて複数本設けることによりＯリング３を交換するだけで多品種に対応することが出来る。図３は大中小の３品種に対応可能な例である。
【００５２】
図５に示すように、非接触加圧治具２には外形４ｍｍ、内径２．５ｍｍ、ポリウレタン樹脂製の加圧気体ホース３９に導かれる。加圧気体は更に、電子レギュレータ２４によって圧力を調節され、導入孔７を通って密閉空間２３に供給される。電子レギュレータ２４は各密閉空間２３毎に設けられているため、各密閉空間２３内の気圧を個々に調節することが出来る。また、電子レギュレータ２４を用いることにより加圧気体の圧力管理を定量的に行うことが出来、シーケンスコントローラ２７からの指令で圧力の調節を行うこともできる。電磁弁２５を復帰させると密閉空間２３内の加圧気体は排気され密閉空間２３内は大気圧に戻る。
【００５３】
図１，２に示すように、プレス機構９は回転軸１１を介して回転機構１２に取りつけられている。回転機構１２は図示していない回転駆動源によりプレス機構９を９０°回転させることが出来る。尚、回転駆動源として流体シリンダや、回転式流体シリンダ、電動機などを用いる。図２ａのように、液晶表示素子セル１の封入孔２９がカセット８の開口部側にくるように液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２を積層し、このカセット８をプレス機構９の開口部側に封入孔２９がくるよういセットする。これらを流体シリンダ１０で挟持しつつ回転機構１２を稼働させプレス機構９を９０°回転すると、図２ｂのようになる。液晶表示素子セル１は直立し、封入孔２９への封入剤の塗布を行うにあたり、塗布面を水平にすることにより封孔剤の液ダレを起きにくくするためである。
【００５４】
プレス機構９は基台１３上の搬送機構１４に搭載されている。搬送機構１４は図示していない駆動源を稼働させることにより液晶表示素子セル１を移動させることが出来る。尚、搬送機構１４の駆動源として電動機や流体シリンダ、動力を伝える要素としてボールネジ、直動ベアリング、ベルト、滑車等を用いる。
【００５５】
２５ｍｍのアルミ製の基台１３には塗布機構基台１５と紫外線照射室２１が備えられている。
【００５６】
塗布機構基台１５にはＸＹＺ装置１６が搭載され、ＸＹＺ装置１６には封孔剤の入った容器１７及び容器１７の先端に取りつけられた塗布ノズル１８が備えられている。尚、本実施例では封孔剤として紫外線硬化樹脂を用いている。ＸＹＺ装置１６は本実施例では３軸直行型ロボットを用いたが、水平多関節型ロボットや、これらを準ずる機構を持つ物を使用しても良い。ＸＹＺ装置１６は図示していないＸＹＺコントローラの指令により塗布ノズル１８を所定の位置に移動させ、吐出コントローラ１９を稼働させる。吐出コントローラ１９が稼働すると加圧気体が圧送チューブ２０を介して容器１８に送り込まれ、容器１７内の封孔剤が塗布ノズル１８より吐出される。この時図１ｂの如く、搬送機構１４によりプレス機構９と流体シリンダ１０で挟持された液晶表示素子セル１を塗布機構基台１５の下に移動させておき、封孔剤を液晶表示素子セル１の封入孔２９に塗布する。また、ＸＹＺ装置１６は、塗布ノズル１８をＸＹＺ装置１６の可動範囲内で自由に移動することが出来るため液晶表示素子セル１全数について塗布することが出来る。ＸＹＺコントローラの動作プログラムを変更することにより封入孔２９の位置が異なる多品種の液晶表示素子セル１にも対応することが出来る。
【００５７】
紫外線照射室２１には紫外線ランプ２２が備えられている。前記封孔剤が塗布された液晶表示素子セル１を搬送機構１４により紫外線硬化樹脂を用いているため紫外線ランプ２２から照射される紫外線によって硬化する。封孔剤が硬化すると封入孔２９が密封され、液晶表示素子セル１内に封入されている液晶３４のしみ出しを防ぐことが出来る。
【００５８】
次に、本発明の実施例の動作について図６を参照して詳細に説明する。まず、液晶３４が封入された液晶表示素子セル１を複数枚準備する（ＮＯ１）。
【００５９】
通常、液晶３４が封入された液晶表示素子セル１は図９ｇのようにギャップが広がったままだとスペーサ３２が移動してしまい、本来、均一に拡散しているスペーサ３２が凝集して表示に悪影響を及ぼす原因となる。ギャップ値は５μｍが適正値であるが、液晶が封入されたものは５〜６μｍと広がっている。
【００６０】
次に、カセット８内に必要枚数分の非接触加圧治具２と液晶表示素子セル１を交互に積層する。この時、液晶表示素子セル１の封入孔２９がカセット８の開口部側にくるように、また、液晶表示素子セル１が非接触加圧治具２に挟持されるように積層する。本実施例では液晶表示素子セル１は最大２０枚（この時非接触加圧治具は２１枚）まで積層して処理することが出来る（ＮＯ２）。
【００６１】
次に、非接触加圧治具２と液晶表示素子セル１が積層されたカセット８をプレス機構９にセットする。この時プレス機構９の開口部側に液晶表示素子セル１の封入孔２９側が来るようにセットする（ＮＯ３）。
【００６２】
次に、直径１６０ｍｍの流体シリンダ１０を稼働させ、積層された液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２を軽く挟持する（ＮＯ４）。本実施例では流体シリンダ１０に０．０５ＭＰａ（＝０．５ｋｇｆ／ｃｍ２）の加圧気体を供給した。この時の流体シリンダ１０の推力は約１００ｋｇｆである。
【００６３】
次に、回転機構１２を稼働させてプレス機構９を９０°回転させる。このとき液晶表示素子セル１は直立し、封入孔２９が上辺に来る（ＮＯ５）。
【００６４】
次に、流体シリンダ１０を稼働させ、積層された液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２を押圧する。これにより、Ｏリング３は液晶表示素子セル１の表示面と非接触加圧治具２のＯリング溝４に密着し密閉空間２３を作る（ＮＯ６）。本実施例では流体シリンダ１０に０．７ＭＰａ（＝７ｋｇｆ／ｃｍ２）の加圧気体を供給した。この時の流体シリンダ１０の推力は１４００ｋｇｆである。これは次項で密閉空間２３に加圧気体を供給することによる液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２の離反力よりも流体シリンダ１０の加圧力のほうが強くなければＯリング３が液晶表示素子セル１の表示面から剥離し、加圧気体がリークしてしまうことにより液晶表示素子セル１の表示面を所定の圧力で押圧することができなくなってしまうためである。
【００６５】
次に、電磁弁２５を稼働して加圧気体を加圧気体ホース３９，電子レギュレータ２４，導入孔７を通して密閉空間２３に供給する。加圧気体は電子レギュレータ２４によって予め設定された所定の圧力に調節される。密閉空間２３に供給された加圧気体により液晶表示素子セル１の表示面が均等な圧力で押圧される。この状態を液晶表示素子セル１の広がっていたギャップが適正値になるまで保つ（ＮＯ７）。また、この間に液晶表示素子セル１の封入孔２９から余剰な液晶３４がしみ出てくる。本実施例では密閉空間２３に供給する加圧気体の圧力を０．０５ＭＰａ（＝０．５ｋｇｆ／ｃｍ２）とした。液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２，Ｏリング３で作られる密閉空間２３の寸法が２５ｃｍ×２０ｃｍのとき、密閉空間２３に上記０．０５ＭＰａの加圧気体を供給することによって生ずる液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２の離反力は２５０ｋｇｆとなる。前述の通り、流体シリンダ１０の推力は１４００ｋｇｆで有るため、Ｏリング３が液晶表示素子セル１の表示面や、非接触加圧治具２から剥離することがないため所定の圧力で液晶表示素子セル１の表示面を押圧することができる。
【００６６】
次に、シーケンスコントローラ２７からの指令で電子レギュレータ２４を調節し、加圧気体の圧力を一定圧力下げる。本実施例では０．１ＭＰａ（０．１ｋｇｆ／ｃｍ２）減圧した。これにより、余剰液晶のしみ出しが停止する（ＮＯ８）。
【００６７】
次に、封入孔からしみだし、液晶表示素子セル１の封入孔周囲に付着している余剰な液晶３４を布などで拭き取る（ＮＯ９）。この余剰な液晶３４が残っていると、後述する封孔剤の塗布や硬化に悪影響を及ぼす。例えば、封孔剤と液晶３４が混ざってしまうと封孔剤が硬化しにくくなったり、硬化しても液晶表示素子セル１との密着性が悪くなり硬化した封孔剤がはがれてしまう。
次に、搬送機構１４を稼働して、液晶表示素子セル１を塗布機構基台１５のしたに移動する（ＮＯ１０）。
【００６８】
次に、ＸＹＺ装置１６を稼働させ、塗布ノズル１８を液晶表示素子セル１の封入孔２９に近づける。ＸＹＺ装置１６は図示していないＸＹＺコントローラにより可動範囲内で任意の位置に塗布ノズル１８を移動することが出来る。吐出コントローラ１９を稼働させると加圧気体が吐出コントローラ１９から圧送チューブ２０を経て容器１７に送り込まれ、容器１７内に充填されている封孔剤が塗布ノズル１８より吐出され、液晶表示素子セル１の封入孔２９に塗布される。本実施例では封孔剤として紫外線硬化樹脂を用いた。これは、紫外線を遮光しておけば常温でも硬化することなく保存でき、所定量の紫外線を照射すれば短時間に硬化させることが出来るからである。なお、吐出用の加圧気体は吐出コントローラ１９で圧力を調節することができる。吐出圧力を変化させることにより単位時間当たりの封孔剤の吐出量を調節することができる（ＮＯ１１）。
【００６９】
前記動作を繰り返し、プレス機構９内に挟持された液晶表示素子セル１全数について、封入孔２９への塗布を行う（ＮＯ１２）。
【００７０】
次に、シーケンスコントローラ２７からの指令で電子レギュレータ２４を調節し、液晶表示素子セル１の表示面を押圧している加圧気体の圧力を一定圧力下げ、更にこの状態で一定時間放置する。本実施例では０．０１ＭＰａ減圧した。これにより、液晶表示素子セル１の封入孔２９に塗布した封孔剤が封入孔２９内部にしみこみ、封入孔２９を完全にふさぐことが出来る（ＮＯ１３）。
【００７１】
次に、搬送機構１４を稼働して、液晶表示セル１を紫外線照射室２１に移動する（ＮＯ１４）。
【００７２】
つぎに、紫外線ランプ２２を点灯し、液晶表示素子セル１の封入孔２９に塗布された封孔剤に一定量の紫外線を照射する。照射はプレス機構９に挟持された液晶表示素子セル１全数に対し一括して行う。封入剤として紫外線硬化樹脂を用いているため、紫外線を照射することにより硬化し、封入剤が密封される（ＮＯ１５）。
【００７３】
つぎに、紫外線照射が完了したら搬送機構１４を稼働し、液晶表示素子セル１を元の位置に移動する（ＮＯ１６）。
【００７４】
次に、電磁弁２５を切り替え、密閉空間２３内の加圧気体を大気開放する。密閉空間２３内の気圧は大気圧と等しくなり、液晶表示素子セル１の表示面への押圧が完了する（ＮＯ１７）。
【００７５】
次に、流体シリンダ１０の加圧力を一定圧力下げる。本実施例では流体シリンダ１０に供給する加圧気体の圧力を０．７ＭＰａから０．５ＭＰａに減圧した。この時の流体シリンダ１０の推力は約１００ｋｇｆである（ＮＯ１８）。
【００７６】
次に、回転機構１２を稼働してプレス機構９を９０度逆転させて液晶表示素子セル１が水平に積層された状態に戻す（ＮＯ１９）。
【００７７】
次に、流体シリンダ１０を引き戻し、流体シリンダ１０による液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２の挟持を解除する（ＮＯ２０）。
【００７８】
次に、プレス機構９からカセット８を取り出す（ＮＯ２１）。カセット８から積層された液晶表示素子セル１と非接触加圧治具８を交互に取り出し動作を完了する（ＮＯ２２）。
【００７９】
さらに、本発明の他の実施形態について図８に示すような液晶表示素子セル１の均一なギャップ制御を行う方法がある。
【００８０】
シーケンスコントローラ２７により電子レギュレータ２４を制御して所定の圧力に調節した加圧気体を密閉空間２３に供給する。さら、電子レギュレータ２４と非接触加圧治具２に設けられた導入孔７との間に圧力センサ２６を設置し、加圧気体の圧力値をシーケンスコントローラ２７に取り込む。シーケンスコントローラ２７は圧力センサ２６から送られた圧力値を設定値と比較し、相違が有れば電子レギュレータ２４をフィードバック制御する。このようにして密閉空間２３内を常に所望の気圧に保つことにより、より均一で適正なギャップを得ることが出来る。
【００８１】
【発明の効果】
本発明の第１の効果は、液晶表示素子セル１の表示面を押圧する加圧気体のリークを起こさないことである。これにより、液晶表示素子セル１の表示面を所望する圧力で押圧することができ、適切なギャップを得ることができ、歩留まりが向上する。
その第１の理由は、加圧気体をシーリングするＯリング３の位置を液晶表示素子セル１の表示領域２８境界上に設定したため、液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２が互いに多少の位置ズレを起こしてもＯリング３が液晶表示素子セル１の外形から外れることがないからである。
【００８２】
また、第２の理由は、液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２を積層する際に、非接触加圧治具２に設けた突き当てピン５とガイド穴６がかん合し、互いに位置ズレを起こすことなく積層する事が出来るため、Ｏリング３が液晶表示素子セル１の外形から外れることがないからである。
【００８３】
更に第３の理由は、積層した液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２を流体シリンダ１０で挟持する際に、非接触加圧治具２に設けた突き当てピン５がガイド穴６の底に突き当たり、Ｏリング３が必要以上に強い力で液晶表示素子セル１の表示面に押圧することがないため、密閉空間２３に加圧気体を供給して液晶表示素子セル１の表示面を押圧する事によって発生する液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２の離反作用を押さえうる加圧力で挟持することができるからである。これにより、Ｏリング３が液晶表示素子セル１の表示面から離反することが亡く、加圧気体のリークを防ぐことが出来る。
【００８４】
本発明の第２の効果は、密閉空間２３に供給する加圧気体を正確で、均一な圧力に保つことが出来ることである。これにより、適切なギャップを得ることが出来、歩留まりが向上する。
【００８５】
その第１の理由は、液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２おおび、Ｏリング３によって出来る密閉空間２３に供給する加圧気体を電子レギュレータ２４で長圧する事により、圧力を数値管理することが出来るからである。
【００８６】
また、第２の理由は、液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２をそれぞれ複数枚積層して出来る複数の密閉空間２３各々に電子レギュレータ２４を設けているため、全ての液晶表示素子セル１の表示面を同じ圧力値に調節して押圧する事が出来るからである。
【００８７】
本発明の第３の効果は、加圧気体のリークを起こさずに複数枚の液晶表示素子セル１を同時に処理できることである。これにより、封孔作業の生産性が向上する。
【００８８】
その第１の理由は、加圧気体をシーリングするＯリング３の位置を液晶表示素子セル１の表示領域２８境界上に設定したため、液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２を積層する際に液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２が互いに多少の位置ズレを起こしてもＯリング３が液晶表示素子セル１の外形から外れることがないからである。
【００８９】
また第２の理由は、液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２を積層する際に、非接触加圧治具２に設けた突き当てピン５とガイド穴６がかん合し、互いに位置ズレを起こすことなく積層する事が出来るため、加圧気体をシーリングするＯリング３が液晶表示素子セル１の外形から外れることがないからである。
【００９０】
更に第３の理由は、積層した液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２を中退リング１０で挟持する際に、非接触加圧治具２に設けた突き当てピン５がガイド穴６の底に突き当たり、Ｏリング３が必要以上に強い力で液晶表示素子セル１の表示面に押圧することができないため、密閉空間２３に加圧気体を供給して液晶表示素子セル１の表示面を押圧することによって発生する液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２の離反作用を押さえうる加圧力で挟持することができるからである。これにより、Ｏリング３が液晶表示素子セル１の表示面から離反することがなく、加圧気体のリークを防ぐことが出来る。
【００９１】
本発明の第４の効果は、加圧媒体による液晶表示素子セル１の表示面の汚染がないことである。これにより、液晶表示素子セル１の割れ・欠けや異物の付着による偏光板（図示せず）のはりつけふりょうなどをふせぐことが出来、歩留まりが向上する。
【００９２】
その第１の理由は、液晶表示素子セル１の表示面に接触する物がＯリング３のみで、接触面積が極めて少ないからである。
【００９３】
また第２の理由は、Ｏリング３が液晶表示素子セル１の表示面に接触する位置を、液晶表示素子セル１の表示領域２８の境界上にすることにより、表示領域２８内を加圧気体のみ（非接触）で押圧するからである。
【００９４】
本発明の第５の効果は、外形サイズの異なる液晶表示素子セル１も処理可能なことである。これにより、多品種生産における段取り替えの工数や設備費を抑え、コストパフォーマンスが向上する。
【００９５】
その理由は、非接触加圧明具２にＯリング３をセットするためのＯリング溝４を、液晶表示素子セル１の外形サイズに応じて複数本設けることにより、Ｏリング３を液晶表示素子セル１の外形サイズに応じた周長のものに替えるだけで、外形サイズの異なる液晶表示素子セル１の表示面をシーリングすることが出来るからである。
【００９６】
本発明の第６の効果は、封孔装置を連続運転することが出来ることである。これにより、装置の稼働率が上がり、生産性が向上する。
【００９７】
その理由は、封孔須知から取り出すことの出来るカセット８を有することにより、カセット８を複数個用意すれば、封孔装置の稼働中に予め封孔装置外でカセット８に液晶表示素子セル１と非接触加圧治具２を積層しておき、カセット８の交換のみで次の処理に移ることが出来るからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態を示す左側面図の一部詳細図である。
【図３】非接触加圧治具の形態を示す斜視図である。
【図４】液晶表示素子セルと非接触加圧治具積層時の形態を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の空気回路図である。
【図６】本発明の実施例の動作を示すフローチャート図である。
【図７】液晶表示素子セルを示す斜視図である。
【図８】本発明の他の実施形態の空気回路図である。
【図９】従来技術１の液晶注入過程におけるセル圧の変化の様子を示す液晶表示素子セルの断面図である。
【図１０】従来技術１の加圧封孔方法を示す断面図である。
【図１１】従来技術２の加圧装置の構成を示す図である。
【図１２】従来技術３の封孔装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１  液晶表示素子セル
２  非接触加圧治具
３  Ｏリング
４  Ｏリング溝
５  突き当てピン
６  ガイド穴
７  導入孔
８  カセット
９  プレス機構
１０  流体シリンダ
１１  回転軸
１２  回転機構
１３  基台
１４  搬送機構
１５  塗布機構基台
１６  ＸＹＺ装置
１７  容器
１８  塗布ノズル
１９  吐出コントローラ
２０  圧送チューブ
２１  紫外線照射室
２２  紫外線ランプ
２３  密閉空間
２４  電子レギュレータ
２５  電磁弁
２６  圧力センサ
２７  シーケンスコントローラ
２８  表示領域
２９  封入孔
３０  上電極基板
３１  下電極基板
３２  スペーサ
３３  液晶ボート
３４  液晶
３５  クッション材
３６  弾性を有する個体材料
３７  密封された液体層
３８  金属板
３９  加圧気体ホース
４０  基台
４１  加圧体
４２  圧力コントローラ
４３  下加圧ベース
４４  上加圧ベース
４５  Ｏリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2005017961.tif 000011
【図１０】
2005017961.tif 000012
【図１１】
2005017961.tif 000013
【図１２】
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