JP2001290164A

JP2001290164A - 液晶セルの製造方法

Info

Publication number: JP2001290164A
Application number: JP2000106327A
Authority: JP
Inventors: Hidekatsu Shigihara; 秀勝鴫原
Original assignee: Nanox Corp
Current assignee: Nanox Corp
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2001-10-19

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶セルの製造コストを大幅に下げることの
できる製造方法を提供する。【解決手段】第１バキュームカップ２３を一方の通孔
１５に被せ、第２バキュームカップ２５を一方の通孔１
４に被せ、各々白抜き矢印の通りに図示せぬ真空ポンプ
にて排気する。これで、複層ガラス２６内の密閉空間部
の空気は無くなり、減圧状態になる。上ガラス板１３は
大気圧で下向きに押される。例えば、上ガラス板１３の
サイズが３０ｃｍ×３０ｃｍであれば、約９００ｋｇで
上ガラス板１３を下ガラス板１１に向って押圧したこと
になる。【効果】従来使用していた加熱プレス機の代わりに、
上下ガラス間の密閉空間を減圧し、大気圧で上・下ガラ
ス板をプレスする。従って、高価な加熱プレス機が不要
となり、液晶セルの製造費用を大幅に下げることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶セルの製造方法
の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１３〜図１５で従来の代表的な液晶セ
ルの製造方法を説明する。図１３は従来の液晶セル用複
層ガラスの分解図であり、液晶セルを造るために下ガラ
ス板１０１にシール材１０２をプリントしスペーサ１０
３・・・（・・・は複数個を示す。）を載せる。ただし、シー
ル材１０２は口の字状に描くが、少なくとも１ヶ所は切
れ目を入れて液晶注入口としておく。この様なシール材
１０２の付いた下ガラス板１０１に上ガラス板１０４を
被せる。

【０００３】図１４は従来の加熱プレス機の原理図であ
り、この加熱プレス機１１０は、基盤１１１に支柱１１
２・・・を立て、この支柱１１２・・・に昇降材１１３を昇降
可能に取付け、この昇降材１１３に可動盤１１４を吊り
下げ、この可動盤１１４をガイド１１５，１１５及びシ
リンダユニット１１６で昇降可能とし、可動盤１１４及
び基盤１１１にヒータ１１７，１１８を内蔵したもので
あり、ごみなど異物が複層ガラス１１９（シール材プリ
ント済の下ガラス板及び上ガラス板）に侵入しないよう
に作業はクリーンルーム１２０内で行う。

【０００４】複層ガラス１１９を、基盤１１１に載せ可
動盤１１４で圧下しつつ加熱することで、シール材（熱
硬化型樹脂）を熱硬化させる。シール材が光硬化型樹脂
の場合は、ヒータの代わりにランプにて指定の光を照射
する。

【０００５】図１３及び図１４を含む総合的な液晶セル
製造方法を次図で説明する。図１５は従来の液晶セルの
製造フロー図である。ＳＴ１０１：下ガラス板に電極や端子をプリントする。ＳＴ１０２：この下ガラス板にシール材と称する熱硬化
型樹脂（又は光硬化型樹脂）をプリントする（図１３参
照）。ＳＴ１０３：上ガラス板に電極や端子をプリントする。ＳＴ１０４：下ガラス板に上ガラス板を重ね合せる（図
１３参照）。ＳＴ１０５：クリーンルーム内で加熱プレス機により複
層ガラスを加熱圧縮して、シール材を熱硬化させる（図
１４参照）。

【０００６】ＳＴ１０６：減圧室に複層ガラスを入れ、
複層ガラス内を減圧する。ＳＴ１０７：液晶注入口が液晶に浸るようにして複層ガ
ラスを液晶溜まりに浸漬する。次に、複層ガラスの外面
を大気圧に戻す（このことを復圧と言う）。すると、液
晶は圧力差により複層ガラス内部に吸上げられる。ＳＴ１０８：液晶注入口を封止剤で塞ぐ。ＳＴ１０９：これで液晶セルを得ることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図１３に示す下ガラス
板１０１と上ガラス板１０４との間に空気中のごみなど
の異物が入らぬように、図１５のＳＴ１０１からＳＴ１
０８までの作業はクリーンルーム内で行う必要がある。
クリーンルームは高価な設備であり、内部をクリーンな
空気で満たしておくために運転費用も嵩む。また、図１
４に示す加熱プレス機１１０はクリーンルーム１２０内
で使用するため防塵仕様の特殊なプレス機が必要とな
り、極めて高価な設備となる。この様な高価な加熱プレ
ス機１１０が必要なために、液晶セルの製造コストを下
げるには自ずと限界がある。

【０００８】そこで、本発明の目的は液晶セルの製造コ
ストを大幅に下げることのできる製造方法を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、下ガラス板にシール材を付け、このシー
ル材を介して下ガラスに上ガラス板を重ね合せ、この上
ガラスに開けた通孔を介して上下ガラス間の密閉空間を
減圧し、大気圧で上・下ガラス板をプレスし、シール材
を硬化させ、上下ガラス間の密閉空間に液晶を充填する
ことを特徴とする。

【００１０】従来使用していた加熱プレス機の代わり
に、上下ガラス間の密閉空間を減圧し、大気圧で上・下
ガラス板をプレスする。従って、高価な加熱プレス機が
不要となり、液晶セルの製造費用を大幅に下げることが
できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。図１は本発明の第１実施例に係
るガラス板の正面図であり、液晶セルを製造するために
必要な縦横寸法の下ガラス板１１を準備し、この下ガラ
ス板１１に紫外線硬化型樹脂又は熱硬化型樹脂からなる
シール材１２をプリントなどの手法で塗布する。一方、
上ガラス板１３を準備し、この上ガラス板１３に複数の
通孔１４，１４，１５，１５を開ける。なお、これらの
通孔１４，１４，１５，１５は前記シール材１２より僅
かに内側となる位置に開ける。

【００１２】図２は本発明の第１実施例に係るシール材
の配置図であり、シール材１２が上面となるようにして
下ガラス板１１を適当な定盤２１に載せる。この下ガラ
ス板１１にスペーサ２２を散布する。スペーサ２２の散
布法は後述する。そして、上ガラス板１３の上方に、第
１バキュームカップ２３及び液晶注入管２４を備えた第
２バキュームカップ２５を臨ませる。

【００１３】図３は本発明の第１実施例に係る複層ガラ
スの内部減圧要領図であり、ここでは下ガラス板１１に
シール材１２を介して上ガラス板１３を載せたものを複
層ガラス２６と呼ぶ。この複層ガラス２６において、第
１バキュームカップ２３を一方の通孔１５に被せ、第２
バキュームカップ２５を一方の通孔１４に被せ、各々白
抜き矢印の通りに図示せぬ真空ポンプにて排気する。こ
れで、複層ガラス２６内の密閉空間部の空気は無くな
り、減圧（真空）状態になる。上ガラス板１３は大気圧
（１ｋｇ／ｃｍ²）で下向きに押される。例えば、上ガ
ラス板１３のサイズが３０ｃｍ×３０ｃｍであれば、約
９００ｋｇで上ガラス板１３を下ガラス板１１に向って
押圧したことになる。

【００１４】前記押圧により上ガラス板１３は下降する
が、スペーサ２２・・・に当った段階で密閉空間のギャッ
プは一定になる。そこで、シール材１２が紫外線硬化型
樹脂であれば、紫外線ランプ２７，２７にて照射するこ
とでシール材１２を硬化させる。シール材１２が熱硬化
型樹脂であれば、オーブンに入れて熱的に硬化させる。
これで、上下ガラス板１１，１３間に減圧した密閉空間
が形成できたことになる。

【００１５】図４は本発明の第１実施例に係る液晶の充
填要領図であり、第２バキュームカップ２５に繋がって
いる第２真空弁２９は閉じ、第１バキュームカップ２３
での排気をしながら、液晶注入管２４を通じて、液晶３
０を複層ガラス２６内部に注入する。複層ガラス２６内
の密閉空間は真空（減圧）空間であり、液晶３０を充填
する際の妨げとなる空気等のガスは残留していない。そ
こへ、液晶を充填するので液晶は隙間無く複層ガラス２
６の密閉空間に良好に充填できる。

【００１６】図５は本発明の第１実施例に係る液晶セル
の断面図であり、液晶充填後に手早く通孔１４，１５に
封止剤３１，３１を充填し、光又は熱で硬化させる。こ
れで、加熱プレス機を使用すること無く、ハイグレード
の液晶セル３３を得ることができる。加熱プレス機が不
要であるから、プレス機を収納するほどの大きなクリー
ンルームは不要となる。

【００１７】以上に述べた説明を製造フローに基づいて
再度説明する。図６は本発明に係る液晶セルの製造フロ
ー図であり、ＳＴ××はステップ番号を示す。ＳＴ０１：下板として、所定形状に電極加工されたＩＴ
Ｏ（インジリウム・スズ・オキサイド）透明導電膜付き
ガラスを準備する。ＳＴ０２：必要に応じて電極加工を施す。ＳＴ０３：透明導電膜付きガラスの液晶セル内面となる
部分に、ボリイミド前躯体を塗布し、約３００℃で約３
０分の加熱処理を施し、次に布を用いたスクリピングに
より配向溝をつくる。この処理を配向膜処理という。ＳＴ０４：熱硬化型樹脂であるエポキシ樹脂をシール材
とし、配向処理済ガラス板にプリントする（図２参
照）。ＳＴ０５：５〜１０μｍの粒径のエポキシ系樹脂ビーズ
をアルコール液に懸濁させたものを霧吹き状に吹き付け
る。アルコールが蒸発すればビースがガラス板面に残
る。このビーズが２枚のガラス板を重ねあわせたときの
スペーサとなる。この処理をスペーサ散布という（図２のスペーサ２２・・
・参照）。

【００１８】ＳＴ０１〜ＳＴ０５は下ガラス板を対象と
した処理ステップであった。次に示すＳＴ０６〜０９は
上ガラス板を対象とした処理ステップである。無論、Ｓ
Ｔ０１〜０５とＳＴ０６〜０９は互いに独立しているの
で、同時並行やいずれか一方を先に処理することは自由
である。ＳＴ０６：上板として、所定形状に電極加工されたＩＴ
Ｏ透明導電膜付きガラスを準備する。ＳＴ０７：上ガラス板に通孔を開ける（図１参照）。ＳＴ０８：必要に応じて電極加工を施す。ＳＴ０９：前記ＳＴ０３と同様の配向膜処理を施す。

【００１９】ＳＴ１０：下ガラス板に上ガラス板を重ね
合せて複層ガラスとする。ＳＴ１１：複層ガラス内の密閉空間を減圧して上ガラス
板を下ガラス板に向けて押圧する（図３参照）。ＳＴ１２：光又は熱にてシール材を硬化させる（図３参
照）。

【００２０】ＳＴ１３：複層ガラス内部に液晶を注入す
る（図４参照）。ＳＴ１４：通孔を封止剤で塞ぐ（図５参照）。ＳＴ１５：後述の第３実施例の様に１個の複層ガラスか
ら多数個の液晶セルを得るときには、ここでカッティン
グを行う。ＳＴ１６：これで、図５に示す液晶セルが完成する。

【００２１】以上に述べた液晶セルの製造フローは、一
例を述べたものであり、本発明方法を逸脱しない範囲で
ステップを入れ替える、ステップを省く若しくは増加す
ることは差支えない。

【００２２】次に本発明の別実施例を説明する。なお、
別実施例では第１実施例と重複する説明部分は第１実施
例を参照することを条件に省略し、変更部分を主として
説明する。

【００２３】図７は本発明の第２実施例に係るガラス板
並びにシール材の配置図であり、通孔１６，１７並びに
上面にシール材１２及びスペーサ２２を備えた下ガラス
板１１と、上面にシール材１２及びスペーサ２２を備え
た中間ガラス板３４と、通孔１４，１５を備えた上ガラ
ス板１３とを積層する。そして、下ガラス板１１下方の
定盤２１に第１排気口３５及び液晶注入管３６を備えた
第２排気口３７を備え、また、上ガラス板１３の上方
に、第１バキュームカップ２３及び液晶注入管２４を備
えた第２バキュームカップ２５を臨ませる。

【００２４】図８は本発明の第２実施例に係る複層ガラ
スの内部減圧要領図であり、ここでは下ガラス板１１に
シール材１２を介して中間ガラス板３４を載せ、且つ中
間ガラス板３４にシール材１２を介して上ガラス板１３
を載せたものを複層ガラス２６と呼ぶ。この複層ガラス
２６において、図３で説明したのと同様に、第１排気口
３５及び第２排気口３７により下ガラス板１１と中間ガ
ラス板３４との間の密閉空間を減圧し、同時に第１第１
バキュームカップ２３及び第２バキュームカップ２５に
より中間ガラス板３４と上ガラス板１３との間の密閉空
間を減圧する。

【００２５】これで、複層ガラス２６の密閉空間の空気
は無くなり、減圧（真空）状態になる。上ガラス板１３
は大気圧（１ｋｇ／ｃｍ²）で下向きに押される。例え
ば、上ガラス板１３のサイズが３０ｃｍ×３０ｃｍであ
れば、約９００ｋｇで上ガラス板１３を下ガラス板１１
に向って押圧したことになる。

【００２６】前記押圧により中間ガラス板３４及び上ガ
ラス板１３は下降するが、各々スペーサ２２・・・に当っ
た段階で密閉空間のギャップは一定になる。そこで、シ
ール材１２を光又は熱にて硬化させる。次に、液晶注入
管２４，３６で複層ガラス２６の減圧空間へ液晶を充填
する。

【００２７】図９は本発明の第２実施例に係る液晶セル
の断面図であり、液晶３０，３０を充填したら迅速に通
孔１４，１５，１６，１７に封止剤３１・・・を充填し、
光又は熱で硬化させる。これで、加熱プレス機を使用す
ること無く、ハイグレードの液晶セル３３Ｂを得ること
ができる。加熱プレス機が不要であるから、プレス機を
収納するほどの大きなクリーンルームは不要となる。

【００２８】図１０は本発明の第３実施例に係るガラス
板の正面図であり、液晶セルを製造するために必要な縦
横寸法の下ガラス板１１を準備し、この下ガラス板１１
に紫外線硬化型樹脂又は熱硬化型樹脂からなるシール材
１２をプリントする。なお、この例ではシール材１２で
４個の液晶充填室３９・・・を描く。一方、上ガラス板１
３を準備し、この上ガラス板１３に複数の通孔１４・・
・，１５・・・，１８・・・を開ける。なお、これらの通孔１
４・・・，１５・・・，１８・・・は前記シール材１２より僅か
に内側の位置に開ける。

【００２９】図１１は本発明の第３実施例に係るバキュ
ームカップの配置図であり、下ガラス板１１にシール材
１２を介して上ガラス板１３を載せてなる複層ガラス２
６を適当な定盤２１に載せる。そして、上ガラス板１３
の上方に、第１バキュームカップ２３、液晶注入管２４
を備えた第２バキュームカップ２５、第３バキュームカ
ップ４１を臨ませる。

【００３０】第１〜第３バキュームカップ２３，２５，
４１を通孔１４，１５，１８に被せ、複層ガラス２６の
密閉空間を減圧する。これで、複層ガラス２６の密閉空
間の空気は無くなり、減圧（真空）状態になる。上ガラ
ス板１３は大気圧（１ｋｇ／ｃｍ²）で下向きに押され
る。例えば、上ガラス板１３のサイズが３０ｃｍ×３０
ｃｍであれば、約９００ｋｇで上ガラス板１３を下ガラ
ス板１１に向って押圧したことになる。この状態でシー
ル材１２を光又は熱で硬化させる。

【００３１】次に、中央の第２真空弁２９を閉じ、第１
バキュームカップ２３及び第３バキュームカップ４１で
減圧しつつ、中央の液晶注入管２４から液晶を複層ガラ
ス２６の密閉空間へ注入する。

【００３２】図１２は本発明の第３実施例に係る液晶充
填済複層ガラスの平面図であり、液晶充填後に手早く通
孔１４・・・，１５・・・，１８・・・に封止剤３１・・・を充填
し、光又は熱で硬化させる。そして、カットライン４２
・・・に沿って複層ガラス２６を切断する。切断後に液晶
充填室３９・・・の樹脂入り口４３・・・を封止する。具体的
には、樹脂入り口４３・・・に光硬化型樹脂又は熱硬化型
樹脂を充填し、光を照射する又は加熱することで封止剤
を硬化させる。この結果、４個の液晶セルを得ることが
できる。これで、加熱プレス機を使用すること無く、ハ
イグレードの液晶セルを多数個得ることができる。加熱
プレス機が不要であるから、プレス機を収納するほどの
大きなクリーンルームは不要となる。

【００３３】尚、図２などで説明した液晶注入管２４
は、第２バキュームカップ２５と一体化したが、第２バ
キュームカップ２５とは別体であってもよい。また、実
施例ではシール材を下ガラス板にプリントしたが、シー
ル材は上ガラス板にプリントすることもできる。

【００３４】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、下ガラス板にシール材を付け、この
シール材を介して下ガラスに上ガラス板を重ね合せ、こ
の上ガラスに開けた通孔を介して上下ガラス間の密閉空
間を減圧し、大気圧で上・下ガラス板をプレスし、シー
ル材を硬化させ、上下ガラス間の密閉空間に液晶を充填
することを特徴とし、従来使用していた加熱プレス機の
代わりに、上下ガラス間の密閉空間を減圧し、大気圧で
上・下ガラス板をプレスする。従って、高価な加熱プレ
ス機が不要となり、液晶セルの製造費用を大幅に下げる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係るガラス板の正面図

【図２】本発明の第１実施例に係るシール材の配置図

【図３】本発明の第１実施例に係る複層ガラスの内部減
圧要領図

【図４】本発明の第１実施例に係る液晶の充填要領図

【図５】本発明の第１実施例に係る液晶セルの断面図

【図６】本発明に係る液晶セルの製造フロー図

【図７】本発明の第２実施例に係るガラス板並びにシー
ル材の配置図

【図８】本発明の第２実施例に係る複層ガラスの内部減
圧要領図

【図９】本発明の第２実施例に係る液晶セルの断面図

【図１０】本発明の第３実施例に係るガラス板の正面図

【図１１】本発明の第３実施例に係るバキュームカップ
の配置図

【図１２】本発明の第３実施例に係る液晶充填済複層ガ
ラスの平面図

【図１３】従来の液晶セル用複層ガラスの分解図

【図１４】従来の加熱プレス機の原理図

【図１５】従来の液晶セルの製造フロー図

【符号の説明】

１１…下ガラス板、１２…シール材、１３…上ガラス
板、１４〜１８…通孔、２３，２５…バキュームカッ
プ、２４…液晶注入管、２７…紫外線ランプ、３０…液
晶、３１…封止剤、３３，３３Ｂ…液晶セル。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下ガラス板にシール材を付け、このシー
ル材を介して下ガラスに上ガラス板を重ね合せ、この上
ガラスに開けた通孔を介して上下ガラス間の密閉空間を
減圧し、大気圧で上・下ガラス板をプレスし、前記シー
ル材を硬化させ、上下ガラス間の密閉空間に液晶を充填
することを特徴とした液晶セルの製造方法。