JPS638630A - 液晶注入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は中空の空セル内への液晶注入方法に関し、詳し
くは中空の空セル内に注入される液晶を冷却することに
よって、液晶の成分の組成が減圧工程時に変化しない状
態となし、かつ容積の大きな空セルの場合でも前記空セ
ル内に気泡が残るようなことのないよう充分な減圧状態
を得ることのできる液晶ｔｔ六人法して利用できる。

［従来の技術］ 従来、中空の空セル内への液晶注入方法として真空含浸
方法がある。この真空含浸方法を第８図に示す。これに
よると注入口１０１ａを有する空セル１０ａを、液晶２
０ａを保持する減圧室１ａ内に配２する工程と、減圧装
置６０ａにより減圧室１ａ内を１０′″２〜１Ｏ−４ｔ
Ｏｒｒはどに減圧して空セル１０ａ内を減圧する工程と
、空セル１０ａの注入口１０１ａを液晶２Ｏａ中に浸漬
した状態で増圧装ｆｆ１３０ａにより減圧室１ａ内の圧
力を大気圧に戻し、空セル１０ａ内と減圧室１ａ内の圧
力差を利用して空セル１０ａ内に液晶２０ａを注入する
工程とからなる液晶注入方法が知られていた。（例えば
、特開昭６１−７８２０号公開による。） ［Ｆｅ明が解決しようとする問題点コ 上記した従来の方法では、以下に述べるような問題点が
あった。

（イ）減圧室１ａ内を減圧して空セル内１０ａを減圧す
る工程で、減圧室７ａ内に保持された液晶２０ａが減圧
の影響で液晶２Ｏａ中の蒸気圧の高い成分く液晶２Ｏａ
中に低温での粘度の増大を防ぐため減粘剤と呼ばれる液
晶成分が配合されている。これは通常の液晶材料に比較
して分子間が小さく、蒸気圧が高い。）が前記減圧中に
蒸発し、かつ空セル１０ａ内に注入されるべき液晶２０
ａの成分の組成が変化する不具合が′Ｒ土する。

（ロ）空セル１０ａとして内部空間容積の大きいものを
用いた場合、上記（イ）のような理由により、空セル１
０ａ内に気泡が残留しないような高度な真空度に減圧す
ることができず、かつ前記液晶２０ａを注入させる内部
空間の空気を十分に排除することができず一部の気泡が
残るような場合がある。

本発明は上記問題点を解決する液晶注入方法を提供する
ことを「１的とするものである。

し問題点を解決するための手段］ 本発明の液晶注入方法は、注入口を有する空セルを、液
晶を保持する減圧室内に配置する工程と、該減圧室内を
減圧して該空セル内を減圧する工程と、該空セルの該注
入口を該液晶中に浸漬したで該減圧室内の圧力を高め該
空セル内に保持されている該液晶（よ融点近くにまで冷
却されていることを特徴とするものである。

本発明によれば減圧室内の減圧時に液晶成分が組成変化
しないとともに大きな空１ｍ容積の空セルであってもそ
の内部に気泡が残らない等の効果を奏するものである。

本発明の液晶注入方法で用いる空セルは内部を中空にし
たもので、内部に液晶が注入されていない空の状態のも
のをいう。この空セルの内部に液晶が注入されたものを
液晶セルと称す。

減圧室は密閉可能であり、空セルを５０〜１００個の単
位でまとめて内部に配置することができる。この場合に
は多数個の空セルは注入口を液晶槽に向う方向で並列に
配置した状！♂で治具によって挟持され、後で述べる移
動装置によって該多数個の空セルの注入口を同時に液晶
槽の液晶中に浸漬した状態に保持することができる。減
圧室内には液晶を入れ保持する液晶槽と、前記空セルを
保持した状態で液晶槽に近すけあるいは遠ざける方向に
移動させる装置と、減圧した状態の減圧室内に不活性気
体を導入させ減圧室内の圧力を高め大気圧に戻り増圧装
置と、減圧室内の空気を排出し減圧室内を減圧させる減
圧装置と、液晶槽の液晶の湿度をコントロール可能な温
度′Ａ？２装置とを備えている。前記空セルを移動させ
る装置と、減圧装置と、増圧装置等は、従来のものをそ
のまま使用することができる。

温度調整装置は液晶槽に保持された液晶の温度を液晶の
融点近くまで下げ、この温度を保持すること及び融点近
くまで下げた液晶の温度を加熱して空温までに高めるこ
ともできるものである。温度調整装置は熱媒体を循環さ
せて液晶の温度をコントロールするもの、あるいは電気
的に液晶の温度をコントロールするものが使用される。

［発明の作用］ 本発明の液晶注入方法によれば、液晶を保持する減圧室
に空セルが配置された後、液晶が温度調整装置によって
融点近くにまで冷却されこの状！戻で減圧装置によって
減圧室が減圧され１０−３〜１０−５ｔｏｒｒの真空と
なる。この状態で空セルは、注入口を減圧室に保持され
た液晶中に浸漬される。これと共に減圧は停止トされ、
増圧装置から減圧室内に不活性気体が導入され、減圧室
は大気圧となる。一方、温度調整装置によって減圧室内
に保持されている液晶は、加熱され約５分で常温となる
とともに粘度が小さくなる。この状態で空セル内と、減
圧室との大きな圧力差によって液晶が注入され内部空間
を満たす。

［発明の効果１ 本光１１ｉ１の液晶注入方法によれば、減圧工程におい
て、減圧室内に保持されている液晶は融点近くにまで冷
却される。このため液晶成分中の液晶の蒸気圧の高い成
分（減粘剤）は減圧室内の圧力の低下によっても蒸発し
ない。

これによって液晶成分の組成は変化Ｊることなく、減圧
室および空セル内の真空度を十分に高めることができる
。かつ空セルの内部の空間容積が大きなものであっても
、空セルの内部空間の空気を排出して気泡を残留させな
い。

従って空セル内に液晶を注入する工程では、液晶を該空
セル内に確実に注入できる。これと共に品質面で優れた
液晶をもつ液晶廿ルを製造することができる。

［実施例］ 本発明の液晶注入方法の実施例を第１図、第２図、第３
図、第４図、第５図、第６図、第７図に基づいて説明す
る。

実施例の液晶注入方法では、減圧工程において、減圧室
内に保持されている液晶は融点近くまで冷Ｗされている
ことを特色としている。

初めに本実施例で用いる減圧室１、空セル１０、液晶２
０、液晶！１３０、温度Ｗ４整装置３１、移動装置４０
．増圧装置５０、減圧装置６０等を説明する。

減圧室１は空セル１ｏと、液晶２０を入れた液晶槽３０
と、空セル１０を保持した状態で液晶槽３０に近ずけ、
あるいは遠ざける方向に移動させる移動装置４０と、減
圧室１内に不活性気体（例えば窒素ガス）を導入させる
増圧装置５０と、減圧室１内及び空セル１０内の空気を
排出し、かつ減圧室１を減圧させる減圧装置６０と、前
記液晶槽３０に接続された熱媒体循環回路３２０を有し
、予め必要温度に調整された熱媒体を液晶槽３ｏを介在
させた状態で循環させることによって、液晶１ｆＦ３０
内の液晶２０の温度をコントロール可能な温度調整装置
３１０を備えている。

空セル１０は液晶を注入され液晶はルとなるもので長さ
２５ｃｍ、幅５ｃｌのものが使用される。空セル１０は
２枚の板材１０２，１０２と、２枚の板材１０２．１０
２間に枠状に配置され両者を接着する接着層１０３とか
らなり、内部に液晶２０を収容する空間１０４と、空間
１０４に連通する液晶注入口１０１とを形成している。

液晶２０としては高蒸気圧成分（減粘剤）を含有したメ
ルク社製（ＺＬ　Ｉ−１７０１）が使用される。この液
晶２ｏの融点はマイナス１５℃、ネマチック相転移温度
はプラス６１℃である。

液晶Ｗ４３０は、壁面３０１を境にして上部に液晶２０
を入れ保持する凹部３０２と、凹部３０２を囲繞して市
川された熱媒体室３０３とが形成されている。又、液晶
槽３０は少なくとも液晶２０に熱媒体の熱を伝導する四
部３０２の部分を形成する壁面３０１で、熱伝導率の大
きい材質、例えば銅が用いられ、液晶２０との接触面に
フッ素樹脂がコーティングされている。

温度調整装置３１は減圧室１の外部に設置され熱交換器
（図示せず）を備えた温度コントローラ３１０と、減圧
室１に収容された液晶槽３０の熱媒体室３０３と、温度
コントローラ３１０と熱媒体室３０３とを、それぞれ接
続する熱媒体送出用通路３２１及び熱媒体戻し用通路３
２２とで熱媒体の循環回路３２０を形成しており、循環
回路３２０中に熱媒体の流量を調整可能な調整バルブ３
３０を備えている。又、熱媒体としてはフロンが使用さ
れる。

減圧装置６０は真空ポンプを使用できる。又、減圧室１
と減圧装置６０とを接続する通路６１０に真空バルブ６
２０を備えている。又、増圧装置５０は不活性気体を充
填したボンベを用いることができる。増圧装置５０と減
圧室１とは、リリーフバルブ（圧力調整弁）５２０を備
える通路５１０によって接続されている。

以下本実施例の液晶注入方法を述べる。

（１）注入口１０１を空セル１０を、液晶２０を減圧室
１内に配置する工程。

この工程では予め５０枚〜１００枚の空セル１０が第３
図に示されるようにそれぞれ弾性体４０１を介在して治
具板４０２．４０２間に配置され、ボルト４０３、ナツ
ト４０４で固定された後、減圧室１内の移肋装ｆｆ１４
０に、各空セル１０の注入口１０１を液晶槽３０に向け
て保持される。この状態で減圧室１が密閉にされる。

（２）減圧ｖ１内を減圧して、空セル１０内を減圧する
工程。

この工程では液晶槽３０に保持された液晶２０が室温よ
り融点（マイナス１５℃）近くにまで冷却される。この
場合には、温Ｉｆｆ調整装置３１０が作動し、温度調整
装置３１０によって一定温度（目的の冷却温度）に保た
れた熱媒体がＩＩ＋環回路３２０内を矢印のように循環
する。この熱媒体の循環によって液晶ｆｌ！３０に保持
された液晶２０は、熱媒体とほぼ同じ温度にまで冷却さ
れる。これによって液晶２０はその融点（マイナス１５
℃）近くまで温度を下げる。

上記冷却作用とともに減圧装置６０をｌ″Ｉｌ：ＩＪさ
せ減圧室１内を減圧していく。（なお減圧ｖ１の真空度
と液晶２０の温度との関係は第６図に示す通りである。

即ち、同じ減圧時間でも液晶２０の温度が低くなるほど
到達真空度を高くなることを示す。又、第７図では減圧
時の液晶２０の温度とネマチック相転移温度との関係を
示し、減圧時の液晶２０の温度をマイナス１４℃まで下
げた場合には、初期の相転移温度プラス６１℃がほとん
ど変化しない。又、これとは逆に減圧時の液晶２０の温
度が高くなる場合には相転移温度が上昇しており、液晶
２０の組成変化があることを示している。

）しかして、液晶２０の組成を変化させずに減圧室１内
の真空度が十分なものとなる。

（３〉空セル１０の注入口１０１を２０中に浸漬した状
態で減圧室１内の圧力を高め、空セル１０内に液晶２０
を注入する工程。

この工程では第１図に示Ｊ液晶セル１０は第４図に示す
ように移ａ装置４０によってその注入口１０１を液晶２
０中に浸漬される。浸漬した後、減圧装置６０の作動は
停止される。この場合、真空バルブ６２０によって通路
６１０は閉じられる。

次に増圧装置５０から不活性気体が減圧室１内に導入さ
れ、かつ減圧室１内を大気圧に戻す。その後、温度調整
装置３１０が熱媒体の一定温度を高めた状態で循環回路
３２０内を循環、流動させる。かつ液晶槽３０に保持さ
れた液晶２０を加熱し室温までに上昇させる。（なお室
温までに上昇するに必要な時間は約５分である。また必
要に応じて室温以上に加熱してもよい。）この状態で約
１時間はど放置される。液晶槽３０に保持された液晶２
０は液晶セル１０内の高い真空度と、減圧室１内部の大
気圧の圧力との大ぎな差圧によって次第に空セル１０内
の空間１０４に注入される。

注入量始時より約１時間後には空セル１０内の空間１０
４は液晶２０で満され液晶セルとなる。

この後、減圧室１を開放して液晶セルを外部に取出し、
注入口１０１を封止する。

（変形例） 本発明実施例の変形例を第８図に基づいて説明する。

なお、上記実施例の構成と同じ部分の構成及び作用の説
明は省略する。

本変形例の場合には減圧工程において、減圧室１内の液
晶槽３０に保持された液晶２０を冷却するための温度調
整装置３１として電気的に液晶２０の温度をコントロー
ルするものが使用される。

例えば通電することによってベルチェ効果が１ｑられる
ベルチェ素子３４０及び電源３５０１その他の必要部品
等を備えた電気回路３６０が使用される。又、ベルチェ
素子としてＮ型半導体およびＰ型半導体を用いることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は不発明の実施例の要部を示す概略図で、空セル
１０の注入口１０１を液晶２０に浸漬する前の状態を示
す部分断面図である。第２図は液晶注入前の空セル１０
の構造を示す縦断面図である。 第３図は？１２１００空セル１０の治具板４０２への取
付、固定状態を示す部分′ＩＪＬｉ１′ｉ側面図である
。第４図は空セル１０を第１図の示す位置より下方向に
移動させ、その注入口１０１を液晶２０ｋｍ浸漬した状
態を示す部分断面口である。第５図は本発明の実施例で
液晶槽３０に保持された液晶２０が圧力差によって空セ
ル１０内に注入される状態を示づ部分断面図である。第
６図は本発明実施例における真空時の液晶温度と到達真
空度との関係を示す図である。第７図は本発明実施例の
真空時の分断面図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）注入口を有する空セルを、液晶を保持する減圧室
   内に配置する工程と、 該減圧室内を減圧して該空セル内を減圧する工程と、 該空セルの該注入口を該液晶中に浸漬した状態で該減圧
   室内の圧力を高め該空セル内に該液晶を注入する工程と
   からなる液晶注入方法において、該減圧工程において該
   減圧室内に保持されている該液晶は融点近くにまで冷却
   されていることを特徴とする液晶注入方法。
2. （２）液晶を注入する工程で液晶を加熱して液晶粘度を
   低下させる特許請求の範囲第１項記載の液晶注入方法。