(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶を注入するための少なくとも１個の注入口を設けるように２枚の液晶基板の端部をシール剤で封止して液晶注入部を形成した液晶セルを、その注入口を上方に向けて気密室内に保持すると共に、駆動不活性ガスの加圧導入によって作動する駆動シャフトに連結されたピストンの上下動にて、所定量の液晶を制御された状態で放出できるように構成したディスペンサーを上記気密室内の上記液晶セルの注入口の上方に配置し、上記気密室内を真空排気して上記液晶セル内及び上記ディスペンサーを脱気した後、上記気密室内を真空雰囲気または大気圧雰囲気に維持して、上記ディスペンサーに駆動不活性ガスを加圧導入し、上記ディスペンサーから上記液晶セル内に液晶を注入することを特徴とする液晶の注入方法。
【請求項２】
液晶を注入するための注入口を上下に少なくとも１個づつ設けるように２枚の液晶基板の端部をシール剤で封止して液晶注入部を形成した液晶セルを気密室内に保持し、駆動不活性ガスの加圧導入によって作動する駆動シャフトに連結されたピストンの上下動にて、所定量の液晶を制御された状態で放出できるよう構成したディスペンサーを上記気密室内の上記液晶セルの上部注入口の上方に配置すると共に、液晶皿内に上記液晶セルの下部注入口に接触する液晶を上記気密室内に配置し、上記気密室内を真空排気して上記液晶セル、ディスペンサー及び液晶皿内を脱気した後、上記気密室内を真空雰囲気に保って上記ディスペンサーに駆動不活性ガスを加圧導入し、上記ディスペンサーから上記液晶を注入すると同時に上記液晶皿から液晶を吸入させることを特徴とする液晶の注入方法。
【請求項３】
作動不活性ガスの加圧導入によって作動する駆動シャフトに連結されたピストンの上下動にて所定量の液晶を制御された状態で放出できるよう構成したディスペンサーを収容する上部気密室と、液晶を注入するための注入口を上下に少なくとも１箇づつ設けるように２枚の液晶基板の端部をシール剤で封止して液晶注入部を形成した液晶セルを収容する中央気密室と、液晶を充填した液晶皿を収容する下部気密室とを、相互間にそれぞれゲートバルブを設けて互に連結し、上記各密閉室内を真空排気して上記ディスペンサー、液晶セル及び液晶皿内を脱気し、かつ上記ゲートバルブを開口して上記ディスペンサーと液晶皿とを上記中央気密室内へ移動させてそれぞれを上記液晶セルの上下の注入口に合致させ、真空雰囲気内で上記ディスペンサーに駆動不活性ガスを加圧導入して上記ディスペンサーから上記液晶セルに液晶を注入させると同時に上記液晶皿から上記液晶セルに液晶を吸入させることを特徴とする液晶の注入方法。
【請求項４】
上記ディスペンサーによる所定量の液晶の滴下を、気密室内における液晶セルの注入口とディスペンサー先端の細管との中間位置に設置した光センサーにて制御しながら行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れかの項に記載の液晶の注入方法。
【請求項５】
放出する液晶を溜める液溜め部と、この液溜め部の先端に設けられた細管と、液溜め部内の液晶を細管から滴下するためのピストンと、該ピストンを接続した駆動シャフトと、を具備し、加圧した駆動不活性ガスの導入によって駆動シャフトを作動して、この駆動シャフトに接続されているピストンを上下動させ、真空中または大気圧下で液晶を滴下するようにしたことを特徴とする液晶注入に用いるディスペンサー。
【請求項６】
液晶を滴下する細管の先端を分岐状としたことを特徴とする請求項５記載の液晶注入に用いるディスペンサー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶ディスプレイの製造工程における液晶セルへの液晶の注入方法およびそれに用いるディスペンサーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶セルへの液晶の注入には、パターン状透明電極、カラーフィルター、配向膜などの機能層を形成した２枚のガラス基板の一辺上に少なくとも１個の液晶注入用の注入口を設けるようにシール樹脂で固着して得た液晶セルを、液晶を充填した液晶皿を設置した真空容器内に入れ、該容器内を減圧にしたのち、液晶セルの注入口を液晶に接触させた状態で容器内を大気圧に戻すことによって毛細管現象および液晶セル内と真空容器内の圧力差によって液晶をセルの間隙に注入する接触方式が主に実施されている。
【０００３】
そのような接触方式としては、図６（ａ）のように液晶皿６６に入れた液晶６５に液晶セル６１の注入口６２を浸漬して液晶を注入する浸漬法、図６（ｂ）のように液晶を汚染することのない不織布やガラス繊維、レーヨン等を縒って作った紐状物質６７を液晶皿６６内の液晶６５に半ば浸漬して液晶６５を吸い込ませ、この紐状物質６７に注入口６２を接触させて液晶６５を注入する方法（本願ではこれをヤーン法という）、あるいは図６（ｃ）のようにステンレスやフッ素樹脂（例えばテフロン）等よりなる板状物７０の表面に浅い凹部７２を形成し、この凹部７２に表面張力で盛り上げるように液晶６５を入れ、この液晶６５に注入口６２を接触させて液晶を注入する方法（本願ではこれをフロート法という）などがある。
【０００４】
しかしながら、上記した接触法のうち、浸漬法においては、液晶注入時に液晶セル６１の注入口６２だけでなく、液晶セルの端面全体が液晶に浸るので、端面にも液晶が付着することから液晶のロスが多く、また端面に余分に付着した液晶が垂れ落ちて液晶皿内の液晶に混ざってしまうことから液晶が汚染されるため、特性が低下するという問題がある。
【０００５】
また、ヤーン法は、液晶注入口が液晶を含浸した紐状物質と接触するだけなので、浸漬法に比べると、液晶のロスや汚染は少ないが、液晶皿の構造が複雑になるという問題がある。さらに後者のフロート法は、板状物表面の浅い凹部に液晶を入れ、それに注入口を接触させるだけなので、両者の接触面積が小さく、従って、液晶の汚染やロスが少ないという利点があるが、板状物表面の凹部形成が面倒である。
【０００６】
上記の接触方式による液晶注入の問題点を解消する方法として、図６（ｄ）のように液晶セル６１の注入口６２を上向きとし、その上方から液晶６５をディスペンサー６８によって滴下、注入する方法も知られている。しかし、従来のディスペンサーは、その先端の細管から大気圧中で液体を定量吐出させるタイプのものが殆どであり、このようなディスペンサーを減圧雰囲気中で使用すると、ディスペンサー内部に気泡が生じるため、液体の滴下量を制御しながらの滴下が難しいという問題があった。
【０００７】
このようなことから、本出願人は細管の先端から液晶とともに吐出する気泡を極端に少なくして、減圧雰囲気中においても吐出量を高精度で制御できるディスペンサーを、さきに提案した（特開平５−３４６５６１号）。
このディスペンサーは、図７に概略図として示すように、上方に配置された駆動部８１と、その下側に配置され、該駆動部８１の回転運動を上下方向の直線運動に変換する運動変換部８５と、その下方に配置され、該運動変換部８５の上下運動が伝えられて上下運動を行うことによって液体を放出させるためのピストン９０と、該ピストン９０の下方に配置され、ピストン９０の上下運動により液溜め部の液体が放出される細管部９５とから構成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このディスペンサーは、駆動部８１にモータ８２とその出力軸８３を具えており、また運動変換部８５は上記出力軸８３に固定された回転筒体８６と、この回転筒体８６の回転によって上下動する従動ネジ体８７と、この従動ネジ体８７の上下動をピストン９０に伝えるピストン保持体９１等からなり、ピストン９０は上記従動ネジ体８７の上下動により上下動して液溜め部９２内の液体を細管部９５の細管９６から放出するというものであって、モータの駆動からピストンの上下動による液体の放出に至る多くのステップを円滑に操作させるためには、制御装置を必要とするなど、実用に当たって装置の構成が複雑であり、かつ高価であるため、このようなディスペンサーを液晶注入工程において多数本使用することは不可能である。
【０００９】
そこで、本出願人は、より効果的に液晶の滴下注入を行うことのできるディスペンサーを得るべく、さらに検討を行い、上記したディスペンサーにおけるピストンの上下動による液晶注入に代えて、液晶の入った密閉された液溜め部内に不活性ガスを導入して、その加圧ガスにより液晶を定量吐出することのできるディスペンサーによる注入方法を提案した。
【００１０】
しかし、この方法では、加圧した不活性ガスで液晶を吐出させる前に予め液晶中に溶けているガスを除去するために真空脱泡を行うが、液晶吐出の際にガス圧の高い不活性ガスが直接液晶に触れるため、液晶に不活性ガスが溶け込んでしまう恐れがある。そして、このような不活性ガスの溶け込んだ液晶を吐出させて液晶セル内に注入すると、液晶内にガスによる隙間が形成されることとなり、液晶の特性が維持できないという問題があった。
【００１１】
上記のことから、この発明は、液晶セルの上方に設けた注入口に対する液晶滴下はピストンの上下動による方式のディスペンサーによるものの、このピストンの上下動を、従来の駆動部や運動変換部といった複雑な機構に代えて、不活性ガスの加圧導入によって行うようにすること、しかもそのガス圧を低圧とすることによって、たとえ液晶に不活性ガスが触れたとしても、液晶の性能には何ら影響を及ぼすことなく液晶滴下の可能なディスペンサーと、それを用いた液晶の注入方法を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
即ち、この発明の請求項１記載の発明は、液晶を注入するための少なくとも１個の注入口を設けるように２枚の液晶基板の端部をシール剤で封止して液晶注入部を形成した液晶セルを、その注入口を上方に向けて減圧雰囲気下の気密室内に保持し、該気密室内の液晶セル上方に配置されていて不活性ガスの加圧導入によって作動する駆動シャフトに連結されたピストンの上下動にて、所定量の液晶を制御された状態で放出させることの可能なディスペンサーを用いて上記液晶セルの注入口から液晶を滴下注入することを特徴とする液晶の注入方法である。
【００１３】
また、請求項２記載の発明は、液晶を注入するための注入口を上下に少なくとも１個ずつ設けるように２枚の液晶基板の端部をシール剤で封止して液晶注入部を形成した液晶セルを、減圧雰囲気下の気密室内に保持し、上方の注入口からは、この真空室内の液晶セル上方に配置されていて不活性ガスの加圧導入によって作動する駆動シャフトに連結されたピストンの上下動にて所定量の液晶を制御された状態で放出させることが可能なディスペンサーによる滴下法にて、下方の注入口からは、液晶セルの下方に配置した液晶皿内の液晶に注入口を接触させる接触法にて、真空雰囲気下で上、下の注入口から同時に液晶を注入することを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、液晶を注入するための注入口を上下に少なくとも１個ずつ設けるように２枚の液晶基板の端部をシール剤で封止して液晶注入部を形成した液晶セルと、不活性ガスの加圧導入によって作動する駆動シャフトに連結されたピストンの上下動にて所定量の液晶を制御された状態で放出させることが可能なディスペンサーと、液晶を充填した液晶皿とを、それぞれゲートバルブで連結された別個の気密室に配置し、各気密室内を減圧し、かつ上記ゲートバルブを開口して上記ディスペンサーと液晶皿とを上記液晶セルが配置されている気密室内に移動させるとともに、その昇降によって上記液晶セルの上下注入口に合致させ、上方から滴下法にて、下方から接触法にて同時に液晶を注入することを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４は、請求項１〜３におけるディスペンサーによる所定量の液晶の滴下を、密閉室における液晶セルの注入口とディスペンサー先端の細管との中間位置に設置した光センサーにて制御しながら行うというものである。
【００１６】
請求項５の記載の発明は、放出する液晶を溜める液溜め部と、この液溜め部の先端に設けられた細管と、液溜め内部の液晶を細管から滴下するためのピストンと、該ピストンを接続した駆動シャフトと、を具備し、加圧した不活性ガスの導入によって作動する駆動シャフトにて上記ピストンを上下動させて、液晶を滴下するようにしたことを特徴とするディスペンサーであり、請求項６は、請求項５記載のディスペンサーにおいて、液晶を滴下する細管の先端を分岐状としたことを特徴とするものである。
【００１７】
要するに、この発明は、ディスペンサーの駆動部内に不活性ガスを加圧導入することで該駆動部内の駆動シャフトを作動させ、この駆動シャフトに連結されているピストンを上下動させることで液溜め部に充填されている液晶を滴下しようとするものであり、このような構造のディスペンサーを用いることによって、簡単な操作で液晶を容易に滴下することができ、しかも導入する不活性ガスのガス圧が低いので、たとえこのガスが液晶に接触したとしても、液晶には何ら影響を与えることなく液晶セル内に純粋な液晶を注入することができるのである。
【００１８】
また、大型あるいはセル間隙の小さい液晶セルで複数個の注入口を有する場合においても、ディスペンサー先端の細管を分岐管とするならば、少ないディスペンサーで液晶注入を行うことができるので、生産効率の向上、設備費の大幅削減を達成することができるのである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図に基づいて詳細に説明する。まず、この発明のディスペンサーから説明する。図１は、この発明のディスペンサーＡの側断面概略図である。このディスペンサーＡは、駆動部Ｂとそれを覆う外枠Ｃ〜Ｆとから構成されている。駆動部Ｂから説明すると、図において、２１はヘッド２２を有する駆動シャフトである。そして、この駆動シャフト２１には上記ヘッド２２の直下にバネ受け２３が嵌合されており、このバネ受け２３とその下方に取り付けられている軸受け押さえ２５との間の駆動シャフト２１の周囲には、上端をバネ受け２３に取り付け、下端を軸受け押さえ２５に止着するようにしてバネ２４が巻き付けられている。
【００２０】
また、駆動シャフト２１の上記軸受け押さえ２５の下端には、軸受け２６が嵌着されており、この軸受け２６はその下面が後述する上側ベローズ受け部２８で係止されている。そして、この上側ベローズ受け部２８と、その下方において駆動シャフト２１に嵌め込まれている下側ベローズ受け部２８′との間には駆動シャフト２１を囲むようにベローズ（蛇腹）２７が取り付けられている。２９はピストンであって、このピストン２９は上方が下側ベローズ受け部２８′の下方に突き出ている駆動シャフト２１に被せることができるように中程までが中空の円柱形状であって、その上端周縁部を下側ベローズ受け部２８′の下端に当接させるようにして、駆動シャフト２１とピストン２９の同一位置に穿設した孔にピン３０を挿通することで繋止されている。
【００２１】
次に、上記のような構造からなる駆動部Ｂの周囲を外枠Ｃ〜Ｆで包被してディスペンサーＡを得るに当たって、その作成手順を説明すると、まず軸受け２６を嵌入しうる大きさに内部を中空とした円筒状の外枠Ｄ内に軸受け２６を嵌入し、その上部を軸受け押さえ２５にて固着する。軸受け２６の下方は外枠Ｄの下部より突出した状態になっている。また、軸受け押さえ２５もその内部は駆動シャフト２１を挿通させるために中空に作られている。
【００２２】
次いで、下方に上側ベローズ受け部２８と下側ベローズ受け部２８′が間隔を有して取り付けられている駆動シャフト２１の、上記上側ベローズ受け部２８と下側ベローズ受け部２８′の間で駆動シャフト２１の周囲に僅かな間隙を保つようにしてベローズ２７を取り付ける。その取り付けは、ベローズ２７の上端を上記上側ベローズ受け部２８の下縁に、下端を下側ベローズ受け部２８′の上縁にそれぞれ溶接によって行えばよい。
【００２３】
このようにして、下方周囲にベローズ２７を取り付けた駆動シャフト２１を、上記で外枠Ｄ内に嵌入した軸受け２６内および軸受け２６の上部を外枠Ｄに固着している軸受け押さえ２５内に、軸受け２６の下方から上記上側ベローズ受け部２８を外枠Ｄの下縁に当接するまで差し込む。
【００２４】
次に、上記にて外枠Ｄの下縁に上側ベローズ受け部２８が当接するように差し込んだ駆動シャフト２１の周囲に、コイル状のバネ２４を挿入し、該駆動シャフト２１の上方からバネ受け２３を入れて固定する。その後、駆動シャフト２１の上端にヘッド２２を固着する。また、下側ベローズ受け部２８′より下方に突出している駆動シャフト２１には、上述したようにピストン２９を繋止する。
【００２５】
次に、底部が開口している円筒形状で、該底部の外方に筒状側壁３２から連なるフランジ状部３１が形成されている外枠Ｃを、駆動シャフト２１のヘッド２２側からバネ２４部分を覆うように被せ、上記フランジ状部３１を上記外枠Ｄの上面に当接させる。
【００２６】
上記外枠Ｃの筒状側壁３２の一方側の上方寄りには開口３４が設けられ、この開口３４には駆動部Ｂ内を真空排気する時、あるいは不活性ガスを導入する時の配管（図示せず）のための接続管３３が嵌入されている。
【００２７】
また、外枠Ｃのフランジ状部３１には複数個所にネジ止め用のネジ孔３５が形成されており、上記外枠Ｄにも該ネジ孔３５に符合する位置にネジ孔３５ａが形成されている。上記外枠Ｃのフランジ状部３１下縁には外枠ＣとＤとを気密よく当接させるためのＯリング３６が装着されている。
【００２８】
上記外枠Ｄの下方には、駆動シャフト２１の軸受け２６下方に当接する上側ベローズ受け部２８に取り付けたベローズ２７の中程までを覆うように外枠Ｅを当接させる。この外枠Ｅには上記した外枠Ｄのネジ孔３５ａに符合する位置にネジ溝３７が形成されており、ネジ孔３５、３５ａからネジ溝３７にてネジ止め３８することで、上記外枠Ｃ、ＤおよびＥが固着される。
【００２９】
さらに、外枠Ｅの下方には、駆動シャフト２１の下方に連結されているピストン２９を覆うように外枠Ｆが取り付けられる。この外枠Ｆは、上方が開口し、上端外方に側壁４１から連なるフランジ状部４２を有する円筒形状で、その下方は内方にテーパー状とした、いわゆる漏斗状になっていて、液晶を溜める液溜め部４３、および管部４３ａを形成している。そして、液溜め管部４３ａに連なる下方の内径の小さい管部は液晶送出部４４である。また、４５は外枠Ｆの側壁４１に設けた開口であり、この開口４５は液晶Ｌを液溜め部４３に供給する供給口、あるいはこのディスペンサーＡの使用に当たって真空減圧の際の液晶内の気泡を排出する排出口となるものである。この外枠Ｆと外枠Ｅは両者のフランジ部でクランプ（図示せず）止めにより固着される。かくして、上記ピストン２９の下端は上記漏斗状液溜め部４３内の液晶Ｌに浸る部位に位置している。
【００３０】
上記外枠Ｆの液晶送出部４４の下方には、細管５１が取り付けられる。この細管５１は、注射針のような細い金属製の管であり、根元に細管固定部５２を備えている。そして、細管５１はこの細管固定部５２を外枠Ｆの下方に固定することにより上記外枠Ｆの液晶送出部４４の下方に位置させる。さらに、細管固定部５２は、保護筒５３を外枠Ｆの下方周縁に螺合することで固定される。
【００３１】
上記の構成よりなるディスペンサーＡの動作について説明すると、まず、細管５１から放出される液晶Ｌを液溜め部４３に供給する。この供給は、例えば、外枠Ｆの側壁４１に設けた開口４５から注射器等を液溜め部４３に挿入して行う。また、外枠Ｆを外枠Ｅとクランプ止めする前に入れておくことも可能である。
【００３２】
かくして、液溜め部４３に液晶Ｌを入れてから、外枠Ｃの接続管３３に配管した真空ポンプにて駆動部Ｂ内を排気する。同時に液晶Ｌ内の脱泡を気密室に付設されたポンプにより外枠Ｆの開口４５から行った後、同じく上記接続管３３に不活性ガスボンベから繋がっている配管により、駆動不活性ガスをディスペンサーＡの駆動部Ｂ内に導入すると、ガスは圧力によってバネ部２４内の空隙から軸受け押さえ２５、軸受け２６の駆動シャフト２１との間隙を通ってベローズ２７内に至り、その過程でバネ２４が圧縮されベローズ２７が伸長しつつ駆動シャフト２１が下降することにより、それに連動するピストン２９が液溜め４３のシリンダー状管部４３ａに接する位置まで下降して液溜め部４３内の液晶Ｌを押し出し、下方の細管５１の先端から一滴の液晶が放出される。
【００３３】
この液晶溜め管部４３ａの内径は、ピストン２９が下降進入するための僅かなクリアランスはあるものの、ピストン２９の外径とほぼ同じ大きさになっている。
【００３４】
次に、上記した構造のこの発明になるディスペンサーＡを用いたこの発明の液晶注入方法について説明する。図２はこの発明の液晶注入方法の一実施例を示す液晶注入工程の説明図である。なお、図２においてディスペンサーＡは、その構造は図１に基づいて上述した通りであるので、その概略のみを示した。従って、以下で言及するディスペンサーＡに関する説明は図１を参照する。
【００３５】
図２において、２枚の基板をシール剤で貼り合わせ、上面中央部に液晶注入口２を、内部に液晶注入部３を形成した液晶セル１が基板カセット４に収納されて、気密室５内に配置されている。さらに、この気密室５内には液溜め部４３に液晶Ｌを入れたディスペンサーＡが、その細管５１が液晶セル１の液晶注入口２に合致するようにして上記液晶注入口２の若干上方に配置されている。６は、気密室５を排気する真空ポンプであり、Ｖ−１は排気調節バルブ、７、８は気密室５に取り付けたピラニ真空計と圧力計である。また、Ｖ−２およびＶ−３は排気した気密室５を大気圧に戻す際に用いる不活性ガスの導入、排出を調節するバルブである。
【００３６】
一方、上記のように気密室５内に配置されたディスペンサーＡは、その上部で上下動調節モーター９に接続しており、その上下動によって液晶注入口２に接触させるようになっている。また、ディスペンサーＡの接続管３３には該ディスペンサーＡ内を排気するため、および該ディスペンサーＡ内に窒素ガスのような不活性ガスを導入するための真空ポンプ１０や不図示の不活性ガスボンベとの配管１１が接続されている。そして、Ｖ−４は排気バルブ、Ｖ−５は不活性ガス導入バルブ、Ｖ−６は不活性ガスの導入流量調節バルブである。
【００３７】
上記気密室５内のディスペンサーＡの細管５１とその下方の液晶セル１の注入口２との間には光センサー１２が設けられている。この光センサー１２は、ディスペンサーＡの細管５１からの液晶の一滴の滴下を感知するもので、感知した信号は光ファイバーで直結されたコントローラー（図示せず）に送られるようになっている。そして、上記した各調節バルブもコントローラーに接続していて、上記液晶の一滴の滴下の信号により各調節バルブの開閉が自動的に行われ、上記の液晶注入部３への液晶の滴下操作が繰り返されて所定量の液晶注入が行われるのである。
【００３８】
次に、図２による液晶注入の具体的な一例を説明すると、まず、バルブＶ−１を開いて真空ポンプ６により気密室５内および液晶セル１内を減圧する。同時に、気密室５内にあるディスペンサーＡの液溜め部４３内の液晶Ｌの脱泡も開口４５から行われる。また、同時に気密室５内にセットしたディスペンサーＡの駆動部Ｂについては、バルブＶ−４を開いて真空ポンプ１０により減圧排気を行う。その後、バルブＶ−１、Ｖ−４を閉じ、モーター９によりディスペンサーＡを液晶セル１の注入口２近傍まで下降させた後、バルブＶ−５、Ｖ−６を開いてディスペンサーＡの駆動部Ｂ内に１．５〜２．０ｋｇ／ｃｍ2 圧程度の駆動不活性ガスを吹き込む。駆動部Ｂに吹き込まれたガスは、駆動部Ｂのバネ部２４の空隙から軸受け押さえ２５や軸受け２６と駆動シャフト２１の間隙を通ってベローズ２７内に流れるが、このガス圧により駆動シャフト２１とともに、駆動シャフト２１にピン３０で連結されているピストン２９が下降する。ピストン２９が下降すると、液溜め部４３の液晶Ｌ中に浸っている下端が液溜め部４３のシリンダー状管部４３ａに進入する。
【００３９】
この液溜め管部４３ａの内径は、上述したようにピストン２９の外径とほぼ等しいので、ピストン２９の下端が液溜め管部４３ａに嵌入して加圧した状態となることから、液溜め管部４３ａ内の液晶Ｌを押し出し、下方の細管５１から液晶の一滴が滴下されるのである。
【００４０】
しかして、細管５１から液晶セル１の注入口２に液晶の一滴が滴下されると、この滴下を感知した光センサー１２からの信号がコントローラーに送られ、バルブＶ−５を閉、Ｖ−４が開となって、ディスペンサーＡの駆動部Ｂ内の不活性ガスが真空ポンプ１０により吸引される。その結果、駆動部Ｂ内のバネ２４、ベローズ２７が縮んで駆動シャフト２１が上昇し、ピストン２９の下端が液溜め管部４３ａの進入位置から加圧前の液溜め部４３内の位置まで復帰する。この復帰の信号がコントローラーに送られると、バルブＶ−４が閉、Ｖ−５が開となって、不活性ガス導入による液晶滴下が行われる。このような操作が自動的に繰り返されて液晶セル１の液晶注入部３内への所定量の液晶注入が容易に行われるのである。
【００４１】
図３は、この発明の液晶注入方法の他の実施例を示すものであり、液晶セル１の液晶注入部３に液晶を注入する注入口２、２を液晶セル１の上下に設け、この上下の注入口から同時に液晶を注入することで、液晶セルへの液晶注入を短時間で効率よく行うことができる。
【００４２】
この場合、上方の注入口２からは上述した手順でディスペンサーＡによる滴下注入を行い、下方の注入口２からは従来公知の接触法で行えばよい。図３では、ステンレスやフッ素樹脂等の板状物１３の表面に形成した浅い凹部１４に表面張力で盛り上げるように入れた液晶Ｌを注入口に接触させて行うフロート法を示した。
【００４３】
図４は、この発明の液晶注入方法のさらに他の実施例を示すものであり、図３と異なるのは上下に注入口２、２を設けた液晶セル１と、上方の注入口２に液晶を滴下注入するディスペンサーＡと、下方の注入口２から液晶を注入するのに用いる表面に形成した凹部１４に表面張力で盛り上げるように液晶Ｌを入れた板状物１３がそれぞれ別々の気密室５、５ａ、５ｂにセットされていて、気密室５が液晶注入室、５ａ、５ｂが脱泡室と区別されていることである。
【００４４】
そして、ディスペンサーＡがセットされている気密室５ａと液晶を表面の凹部に入れた板状物１３がセットされている気密室５ｂは、何れも液晶セル１がセットされている気密室５とはゲートバルブ１５で連結されている。まず、真空ポンプ６、６ａにより各真空室を減圧にして排気および液晶内の脱泡処理を行う。同時にディスペンサーＡ内の排気も行う。次に、ゲートバルブ１５を操作し、上下動モーター９にて液晶セル１がセットされている気密室５内にディスペンサーＡと板状物１３を移動させ、それぞれ上下の注入口２、２に近づける。その後、ディスペンサーＡは図１に基づいた上述した操作を行うことで、上方の注入口２から液晶の滴下注入を行う。また、下方の板状物１３も上下動調節モーター９によって下方の注入口２に接触させ、気密室５を大気圧に戻した時の液晶セル内外の圧力差と毛細管現象により液晶の注入を行うことができる。
【００４５】
なお、上記した図３および図４の液晶注入方法は、液晶セルの数が１枚の場合に限るものではなく、多数枚の場合であっても、ディスペンサーＡおよび板状物１３を複数個並列させることで容易に対応することができる。
【００４６】
また、この発明のディスペンサーＡは、図５（ａ）のように、液晶セル１に複数の注入口２、２′が設けられている場合には、ディスペンサーＡの細管５１の先端をこれら注入口２、２′に対応するように分岐細管５１ａとすることによって、または液晶セル１あるいはディスペンサーＡを移動させることによって、１個のディスペンサーＡで液晶注入を行うことができる。さらに、図５（ｂ）の２ａのように注入口の幅が広い場合であっても、細管の先端を三方分岐細管５１ｂとすることで注入口２ａ全体に亘って液晶の滴下を行うことができるので、所定量の液晶を短時間で注入することができる。
【００４７】
この他、近年、液晶セルの生産効率を挙げてコストダウンをはかるために、１枚のガラス基板に多数個の液晶セルを構成する多数個取り工法の導入が開発されつつある。そのような２連セルやそれ以上の構成のセルの場合であっても、この発明の液晶注入方法およびディスペンサーＡを用いるならば、短時間で、しかも簡単に液晶注入を行うことができる。
【００４８】
上記したこの発明の液晶注入方法およびディスペンサーは詳細に説明した液晶の注入に限られるものではなく、低粘度の機能材料を数μｍのような狭い間隙に注入するような技術分野においても応用が可能である。
【００４９】
また、上記したこの発明において、ディスペンサーの駆動シャフトを作動させる加圧ガスとして不活性ガスを用いて説明してきたが、不活性ガスのほかにドライエアーを用いることも可能であり、不活性ガスとドライエアーの混合体を用いてもよい。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の液晶注入方法は、請求項１によれば、液晶のロスを最小限に止めて低コストで実施することができる。また、請求項２、３によれば、上記の効果に加えて液晶注入時間を大幅に短縮できるとともに、精度の高い液晶注入を実現することができる。さらに請求項５、６に記載のディスペンサーを用いるならば、液晶滴下を司るピストンの上下動を不活性ガスの加圧導入によって行わせるようにしたので、低廉な設備でありながら、高精度で液晶注入ができ、かつ液晶セルの数や大きさ、あるいは注入口の数に対応した使用が可能であるなど、実用上の効果は非常に大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のディスペンサーの側断面概略図である。
【図２】この発明の液晶注入方法の一実施例を示す液晶注入装置の概略図である。
【図３】この発明の液晶注入方法の他の実施例を示す液晶注入装置の概略図である。
【図４】この発明の液晶注入方法の他の実施例を示す液晶注入装置の概略図である。
【図５】液晶セルの注入口とディスペンサー細管先端の形状を示す説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は従来の液晶注入方法を示す説明図である。
【図７】従来のディスペンサーの構造を示す概略図である。
【符号の説明】
Ａ    ディスペンサー
Ｂ    ディスペンサーの駆動部
Ｌ    液晶
１    液晶セル
２    液晶注入口
５    ５ａ、５ｂ  気密室
１２  光センサー
２１  駆動シャフト
２４  バネ
２６  軸受け
２７  ベローズ
２９  ピストン
３０  ピン
３３  接続管
３５、３５ａ  ネジ孔
３７  ネジ溝
４３  液溜め部
４３ａ  液溜め管部
４４  液晶送出部
５１  細管
【図１】
0003773326.tif 000002
【図２】
0003773326.tif 000003
【図３】
0003773326.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003773326.tif 000006
【図６】
0003773326.tif 000007
【図７】
0003773326.tif 000008