專利名稱：液晶顯示器中的單元間隙的測量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器，更特別地，涉及液晶顯示器中的單元間隙的測量方法。
背景技術：
液晶顯示器是廣泛使用的平板顯示器之一。液晶顯示器包括提供有諸如像素電極和共電極的場致(field-generating)電極以及夾置于其間的液晶(LC)層。通過向場致電極施加電壓以在液晶層中產生電場，液晶顯示器顯示圖像，該電場確定了液晶層中的液晶分子的方向以調節(jié)入射光的偏振。
根據液晶顯示器的制造方法，將用于調準液晶材料的液晶分子的配向膜(alignment film)涂布在兩個面板上，并進行調準處理。在兩個面板中的一個上散布隔離物，并且在面板周圍印刷密封劑，以使密封劑具有液晶注入孔。通過熱壓使兩個面板調準并彼此連接。通過液晶注入孔向兩個面板之間注入液晶材料，并且密封液晶注入孔，從而形成液晶單元。
最近，制造由一個具有多個液晶單元區(qū)的素玻璃(mother glass)組成的面板組件以改進制造液晶顯示器中的效率。在液晶材料注入之前，通過將面板組件劃線(scribe)，將面板組件分割成液晶單元區(qū)。
然而，此工藝存在缺陷。通常，由于測量裝置經常設置得很遠，需要移動面板或單元，所以很難測量面板組件或液晶單元。
而且，通常，在液晶顯示器的制造過程中結合兩個面板之后，檢查液晶材料的填充狀態(tài)。然而，即使當檢測到在填充狀態(tài)中存在缺陷，也很難確定根本原因，這是由于具有重力造成的缺陷、間隔件的高度、以及液晶材料的量的問題都可產生這種缺陷。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于容易測量單元間隙的方法、一種包括該方法的液晶顯示器的制造方法、用于制造單元間隙的裝置、以及包括該裝置的系統(tǒng)。
在本實施例中，一種用于制造具有兩個面板的液晶顯示器的系統(tǒng)，兩個面板中的至少一個具有用于制造液晶單元的液晶單元區(qū)，以及形成在液晶單元區(qū)外部的單元間隙測量圖樣，該系統(tǒng)包括密封劑涂布單元，用于在兩個面板中的一個上沉積密封劑。該系統(tǒng)還具有液晶沉積單元，用于在液晶單元區(qū)和單元間隙測量圖樣上沉積液晶材料。該系統(tǒng)還具有基板連接單元，用于容納來自密封劑涂布單元或液晶沉積單元的兩個面板，并且使兩個面板結合以產生擴展區(qū)，擴展區(qū)由根據結合的在被沉積液晶材料覆蓋的兩個面板區(qū)域中的增加而產生。還包括單元間隙測量單元，用于根據沉積在單元間隙測量圖樣上的液晶材料的擴展區(qū)，測量兩個面板之間的單元間隙。
在本發(fā)明的另一實施例中，提供了一種液晶顯示器的制造方法，該方法包括在素玻璃的兩個面板中的一個上散布隔離物，素玻璃具有至少一個液晶單元區(qū)以及形成在液晶單元區(qū)外部的單元間隙測量圖樣；在兩個面板中的一個上沉積密封劑；在液晶單元區(qū)和單元間隙測量圖樣的面板上沉積液晶材料，面板上沉積有密封劑；使兩個面板結合，以產生擴展區(qū)，擴展區(qū)由根據結合的在被沉積液晶材料覆蓋的兩個面板區(qū)域中的增加而產生；以及通過檢測在單元間隙測量圖樣上沉積的液晶材料的擴展區(qū)，測量兩個面板之間的單元間隙。
在本發(fā)明另一實施例中，提供了一種單元間隙的測量方法，該方法包括在第一面板上形成單元間隙測量圖樣，單元間隙測量圖樣為網格狀或網狀，用于限定多個相同區(qū)域；在第一面板的單元間隙測量圖樣上沉積液晶材料；使第一面板與面對第一面板的第二面板結合，以產生擴展區(qū)，擴展區(qū)由根據結合的在被沉積液晶材料覆蓋的兩個面板區(qū)域中的增加而產生；以及通過檢測在單元間隙測量圖樣上沉積的液晶材料的擴展網格區(qū)的數量，測量兩個面板之間的單元間隙。


圖1是使用根據本發(fā)明實施例的系統(tǒng)制造的用于液晶顯示器的液晶面板組件的平面圖；圖2是圖1所示的液晶面板沿II-II′線截取的截面圖；圖3是根據本發(fā)明優(yōu)選實施例的用于制造液晶顯示器的系統(tǒng)的示意性框圖，該系統(tǒng)包括有用于測量單元間隙的裝置；圖4是示出用在根據本發(fā)明實施例的單元間隙測量方法中的測量圖樣結構的平面圖；圖5是示出用于測量根據本發(fā)明實施例的系統(tǒng)的單元間隙的裝置結構的示意圖；以及圖6A至圖6C是示出使用用于測量根據本發(fā)明實施例的系統(tǒng)的單元間隙的裝置來測量單元間隙的過程的平面圖。
具體實施例方式
下文中將參照附圖更加全面地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而，本發(fā)明可以許多不同的形式實現，而不能認為局限于文中提出的實施例。
在附圖中，為了清楚起見，擴大了各層的厚度及區(qū)域。相同的標號始終表示相同的元件。應當理解，當提到諸如層、薄膜、區(qū)域、基片或面板的元件“位于”另一個元件上，是指其直接位于另一個元件上，或者也可能存在介于其間的元件。相反，當某個元件被提到“直接位于”另一個元件上時，意味著不存在介于其間的元件。
首先，說明根據本發(fā)明實施例制造的液晶面板組件的結構。
圖1是根據本發(fā)明實施例制造的用于液晶顯示器的液晶面板組件的平面圖，圖2是圖1所示的液晶面板沿圖1的II-II′線截取的截面圖。圖中示出了在面板組裝過程完成之后的液晶面板組件。
如圖1及圖2所示，液晶面板組件600包括一個素玻璃(motherglass)以及多個液晶單元。如圖1所示，在示例性的面板組件600上設置四個液晶單元區(qū)111、121、131、141，該面板組件包括彼此面對的兩個絕緣面板100、200及由注入在面板100、200之間的液晶材料形成的液晶層3。球狀隔離物(spacer)400混合在液晶層3中。隔離物400在面板100、200之間保持預定的單元間隙，以使面板100、200基本上平行。此外，每個液晶單元區(qū)111、121、131、141的邊緣周圍形成密封劑150，以將液晶層3密封在面板100、200之間。密封劑150可包括隔離物，以平行的方式支撐兩個面板100、200，這些隔離物通常是通過光刻膠工藝形成的柱狀隔離物。
而且，液晶面板組件600包括多個單元間隙測量圖樣500，該單元間隙測量圖樣位于由密封劑150包圍的區(qū)域的外部，并且用于測量兩個面板100、200之間的間隙。該單元測量圖樣500用于在組合面板100、200之后使用液晶材料占據的區(qū)域來測量單元間隙，下面，將參照附圖對此進行詳細地說明。
在根據本發(fā)明實施例的液晶顯示器的制造方法中，將液晶層3注入液晶面板600沒有被分割成液晶單元區(qū)111、121、131、141的區(qū)域中。沿切割線“a”及“b”，并且只在液晶注入過程和面板組裝過程完成之后，進行分割分離的單元區(qū)111、121、131、141。
液晶面板600的面板100、200包括多個已知元件，用于從液晶顯示器陣列中生成圖像，例如多條信號線，用于傳輸諸如掃描信號或圖像信號的電信號，該信號線彼此交叉以限定像素區(qū)。面板100、200還包括多個薄膜晶體管，是用于控制圖像信號的開關元件；以及多個像素電極和共電極，用于產生電場以驅動液晶分子。此外，面板100、200包括多個紅色、綠色、藍色濾色器，用于顯示圖像映像。單元間隙測量圖樣500形成在與不透明層(諸如，信號線、遮光件、或濾色器)相同的層中。
通常地，諸如像素電極和共電極的場致電極(field-gneratingelectrode)可分別配置在兩個面板100、200上，或者配置在兩個面板100、200中的一個上，并且可包括多個切口(cutout)作為區(qū)域控制裝置，以增加視角。
平行于兩個面板100、200的液晶層3的分子導向器(moleculardirector)可從一個面板向另一個面板轉動，并且在沒有電場時可相對于兩個面板100、200的表面垂直排列。
圖3是根據本發(fā)明優(yōu)選實施例的用于制造液晶顯示器的內嵌式(in-line)液晶顯示器面板制造系統(tǒng)的示意性框圖，該系統(tǒng)包括有用于測量單元間隙的裝置。圖4是示出用在根據本發(fā)明實施例的單元間隙測量方法中的測量圖樣結構的平面圖。圖5是示出用于測量根據本發(fā)明實施例的系統(tǒng)的單元間隙的裝置結構的示意圖。圖6A至圖6C是示出測量根據本發(fā)明實施例的單元間隙的平面圖。
如圖3所示，用于制造根據本發(fā)明優(yōu)選實施例的液晶顯示器的系統(tǒng)包括第一加載單元1000、隔離物散布單元2000、密封劑涂布單元3000、液晶沉積單元4000、面板結合單元5000、第二加載單元7000、面板連接單元6000、單元間隙測量單元8000及卸載單元9000。
在第一加載單元1000、隔離物散布單元2000、密封劑涂布單元3000、液晶沉積單元4000、面板結合單元5000、面板連接單元6000、第二加載單元7000、單元間隙測量單元8000及卸載單元9000之間的內嵌式傳送單元1110、1120、1130、1140、1150、1170、1180，用于將面板100、200從一個處理單元傳送到下一個處理單元。第二加載單元7000通過內嵌式傳送單元1160與面板結合單元5000連接。由于在面板100、200之間形成真空的狀態(tài)下，在面板連接單元6000處產生面板100、200的結合，因此內嵌式傳送單元1150、1170可被配置成與真空室(chamber)連接。
下面，將詳細地說明使用上述系統(tǒng)制造液晶顯示器。
首先，將在第一加載單元1000上加載的面板100通過內嵌式傳送單元1110輸送到隔離物散布單元2000。在隔離物散布單元2000的面板100內表面上以預定的密度散布隔離物400。此時，優(yōu)選地，隔離物400為球狀或柱狀，并且具有大于面板100、200之間的期望單元間隙10％～30％的直徑。此外，如果只單純地散布隔離物400，而不將其固定到面板100上，在制造過程中的外部震動或沉積隔離物過程中液晶材料的流動可使隔離物400從它們預定的位置處移動，因此導致面板100、200之間的不均勻單元間隙。由此，優(yōu)選地，在散布之后，將隔離物400粘附到面板100。本發(fā)明允許以任何方式來實現上述過程，例如，可通過使用粘合劑涂布隔離物400來實現，該粘合劑可由環(huán)氧基聚合物制成。接下來，將紫外線照射到面板100和在其上散布的隔離物400上，以使在隔離物400上部的粘合劑熔化并且向下流動以完全包圍隔離物400的下部并且使它們附著到面板100的它們的位置。除了以這種方式散布隔離物400以外，可以在面板100上沉積絕緣層并且使其圖樣化以通過光刻工藝形成多個柱狀隔離物。當通過光刻工藝交換隔離物400的散布時，不產生額外的過程，并且這種可選的工藝對于具有均勻且預定位置的大型面板具有特別的優(yōu)勢。此時，在面板100上形成單元間隙測量圖樣500(可通過典型的制造工藝完成)，優(yōu)選地，單元間隙測量圖樣500與諸如信號線、遮光件、以及濾色器的不透明層形成在相同的層?？梢孕枰~外的過程來形成單元間隙測量圖樣500。優(yōu)選地，單元間隙測量圖樣500包括網格狀或網狀，用于限定多個相同的區(qū)域(例如，1mm×1mm)。
如上所述，通過內嵌式傳送單元1120將面板100從隔離物散布單元2000輸送到密封劑涂布單元3000。在密封劑涂布單元3000處的面板100上沉積密封劑150。密封劑150形成封閉結構，即，密封劑150不包括現有技術中的液晶注入孔。此外，可通過熱硬化材料或紫外線硬化材料形成密封劑150，并且可以包括隔離物，用于更好地保持面板100、200之間的單元間隙。
由于沒有液晶注入孔形成在密封劑150中，因此很難控制提供在面板100、200之間的液晶材料的量。太多液晶材料會導致對密封劑150的損害，而不足量的液晶材料造成區(qū)域中沒有完全充滿液晶材料。為了解決這個問題，優(yōu)選地，在密封劑150中形成緩沖區(qū)，以使液晶材料完全填滿顯示部分并且任何多余的液晶材料流入緩沖區(qū)中。
此時，優(yōu)選地，使用反應阻止層涂布密封劑150，以阻止液晶層3和密封劑150進行反應，并且紫外線硬化材料被用于密封劑150。
然而，在面板100、200連接之前，通過內嵌式傳送單元1130，將面板100從密封涂布單元3000輸送到液晶沉積單元4000。，接下來，使用液晶沉積器(未示出)，沉積預定量的液晶材料以使液晶層3形成為與液晶單元區(qū)111、121、131、141的尺寸相對應。此時，如圖6A所示，在單元間隙測量圖樣500上沉積預定量的液晶材料點(dot)310。液晶材料點310位于單元間隙測量圖樣500的中心，并且液晶材料點310的量均勻。此時，液晶沉積器可為注射型的裝置，以將液晶材料提供到特定區(qū)域中，即，液晶單元區(qū)111、121、131、141中。液晶沉積器可為噴射型裝置，其包括夾具(jig)和連接該夾具的噴嘴，該液晶沉積器可以將液晶材料噴射在液晶單元區(qū)111、121、131、141的整個表面之上。
在液晶沉積單元4000中進行的過程之后，通過內嵌式傳送單元1140將面板100輸送到面板結合單元5000。與此同時，通過內嵌式傳送單元1160，將在第二加載單元7000上加載的面板200輸送到面板結合單元5000。
接下來，通過內嵌式傳送單元1150將兩個面板100、200輸送到為真空室的面板連接單元6000。在面板連接單元6000中面板100、200以真空狀態(tài)彼此結合，從而形成液晶面板組件600(參照圖1及圖2)。在面板連接單元6000中，面板100、200分別安裝到壓縮板上，以使它們平行地對準。接下來，壓縮板向彼此施加均勻的力，以使面板100、200擠壓在一起。作為這個力的結果，散布在面板100上(并且在一些情況下，被提供在密封劑150中)的隔離物400(參見圖2)發(fā)生變形。此外，由于壓縮力，沉積在面板100上的液晶材料散布在液晶單元區(qū)111、121、131、141的整個區(qū)域之上(參照圖1)，以形成液晶層3(參照圖2)。
隨后，在通過壓縮板施加力以在面板100、200之間獲得期望的間隙之后，使用曝光單元(未示出)將紫外線照射到面板100、200上，以使密封劑150完全硬化。由此，面板100、200結合。優(yōu)選地，在壓縮面板100、200的過程中或者當進行硬化工藝時，將面板100、200精確地對準。此外，優(yōu)選地，使用空氣增壓法以將平均的氣壓施加到面板100、200。此時，通過來自面板100、200的壓力使沉積在單元間隙測量圖樣500上的液晶材料點310擴展，產生“擴展區(qū)”或在由液晶材料點310覆蓋的區(qū)域中增加。依靠面板100、200的單元間隙，改變液晶材料點310的擴展程度。因此，由液晶材料點310占據的區(qū)域由面板100、200的單元間隙決定，其隨后根據單元間隙測量圖樣500的網格狀或網狀的變化而改變。
接下來，通過內嵌式傳送單元1150將液晶面板組件600(參照圖1)從面板連接單元6000輸送到單元間隙測量單元8000，以測量面板100、200的單元間隙。在根據本發(fā)明的單元間隙的測量方法中，在單元間隙測量圖樣500中液晶材料點310占據的區(qū)域以單元間隙測量圖樣500的平方單位進行測量。例如，由于在相同質量的情況下，液晶材料的體積相同，如圖6B所示，如果當液晶材料點310所占據的區(qū)域的數量約為36個時，單元間隙為4.0μm，如圖6C所示，如果當液晶材料點310所占據的區(qū)域的數量約為26個時，單元間隙為5.85μm。根據本發(fā)明實施例的單元間隙測量單元8000包括檢測液晶材料點310的擴展區(qū)的測量儀器810和兩個偏光器820、830，兩個偏光器的偏光軸 彼此交叉以更精確地測量液晶材料點310所占據的網格區(qū)域的數量。當測量單元間隙時，液晶面板組件600位于兩個偏光器820、830之間，由液晶材料點310的折射率各向異性的質量更加精確地檢測液晶材料點310所占據的區(qū)域，液晶材料的折射率各向異性產生通過兩個偏光器的光的相位推延，并且通過光的相位推延，確定光的透射。如上所述，參照根據液晶材料基本量的基本單元間隙，測量儀器810檢測液晶材料點310的擴展區(qū)并且測量面板100、200之間的單元間隙。在本發(fā)明中，檢測到液晶材料點310的擴展區(qū)并且測量到面板100、200之間的單元間隙。由此，當檢測到在液晶單元區(qū)111、121、131、141中液晶層3的填充狀態(tài)時，則更容易基于帶有測量到的單元間隙結果，確定產生填充狀態(tài)缺陷的原因。當產在面板100、200之間沒有完全地充滿液晶層3時，如果液晶材料點310的擴展區(qū)的數量正常，則可認為隔離物400的直徑或柱狀隔離物的高度大于預定尺寸。如果液晶材料點310的擴展區(qū)的數量很少，則可以認為填充在面板100、200之間的液晶層3的量不充分。而且，當液晶層3的量過多，并且液晶層3的一部分流入液晶單元區(qū)111、121、131、141的邊緣時，如果液晶材料點310的擴展區(qū)的數量正常，則可認為隔離物400的直徑或柱狀隔離物的高度小于預定尺寸。如果液晶材料點310的擴展區(qū)的數量很多，則可以認為填充在面板100、200之間的液晶層3的量過多。在此過程中，單元間隙測量單元8000的測量儀器810可以顯示檢測到的單元間隙或根據上述描述的結論的缺陷原因。
液晶單元區(qū)111、121、131、141的單元間隙與單元間隙測量圖樣500中部分的檢測到的單元間隙不同。由此，由諸如上述的外部測量裝置，通過測量由液晶材料點310占據的單元間隙測量圖樣500的平方單位的數量，首先測量液晶單元區(qū)111、121、131、141的單元間隙。
在上述步驟之后，通過內嵌式傳送單元1180將結合的面板100、200(即，形成的液晶面板組件600)從單元間隙測量單元8000輸送到卸載單元9000。接下來，將液晶面板組件600輸送到切割單元(未示出)，其中，將液晶面板組件600切割成對應于液晶單元區(qū)111、121、131、141的部分，由此，獲得用于液晶顯示器液晶單元。
如上所述，包括多個網格或網狀的單元間隙測量圖樣500用于本發(fā)明，由此，很容易地測量單元間隙，從而更加容易地確定缺陷的原因。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包括在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種用于制造具有兩個面板的液晶顯示器的系統(tǒng)，所述兩個面板中的至少一個面板具有用于制造液晶單元的液晶單元區(qū)，以及形成在所述液晶單元區(qū)外部的單元間隙測量圖樣，所述系統(tǒng)包括密封劑涂布單元，用于在所述兩個面板中的一個上沉積密封劑；液晶沉積單元，用于在所述液晶單元區(qū)和所述單元間隙測量圖樣上沉積液晶材料；基板連接單元，用于容納來自所述密封劑涂布單元或所述液晶沉積單元的所述兩個面板，并且使所述面板結合以產生擴展區(qū)，所述擴展區(qū)由根據所述結合的在被所述沉積液晶材料覆蓋的所述兩個面板區(qū)域中的增加而產生；以及單元間隙測量單元，用于根據沉積在所述單元間隙測量圖樣上的液晶材料的所述擴展區(qū)，測量所述兩個面板之間的單元間隙。
2.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述單元間隙測量單元包括測量儀器，用于檢測沉積在所述單元間隙測量圖樣上的液晶材料的所述擴展區(qū)。
3.根據權利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述單元間隙測量單元還包括兩個交叉的偏光器，位于所述兩個面板的相對側。
4.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述單元間隙測量圖樣為網格狀或網狀，用于限定多個相同區(qū)域。
5.一種液晶顯示器的制造方法，包括在素玻璃的兩個面板中的一個上散布隔離物，所述素玻璃具有至少一個液晶單元區(qū)以及形成在所述液晶單元區(qū)外部的單元間隙測量圖樣；在所述兩個面板中的一個上沉積密封劑；在所述液晶單元區(qū)和所述單元間隙測量圖樣的所述面板上沉積液晶材料，所述面板上沉積有所述密封劑；使所述兩個面板結合，以產生擴展區(qū)，所述擴展區(qū)由根據所述結合的在被所述沉積液晶材料覆蓋的所述兩個面板區(qū)域中的增加而產生；以及通過檢測在所述單元間隙測量圖樣上沉積的液晶材料的所述擴展區(qū)，測量所述兩個面板之間的單元間隙。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述單元間隙測量圖樣為網格狀或網狀，用于限定多個相同區(qū)域。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述測量還包括在所述兩個偏振軸交叉的偏光器之間放置所述兩個面板；以及檢測由所述液晶材料占據的所述網格區(qū)的數量。
8.根據權利要求6所述的方法，其中，所述單元間隙測量圖樣包括與形成在所述兩個面板上的至少一個薄膜相同的層。
9.一種單元間隙的測量方法，所述方法包括在第一面板上形成單元間隙測量圖樣，所述單元間隙測量圖樣為網格狀或網狀，用于限定多個相同區(qū)域；在所述第一面板的所述單元間隙測量圖樣上沉積液晶材料；使第一面板與面對所述第一面板的第二面板結合，以產生擴展區(qū)，所述擴展區(qū)由根據所述結合的在被所述沉積液晶材料覆蓋的所述兩個面板區(qū)域中的增加而產生；以及通過檢測在所述單元間隙測量圖樣上沉積的液晶材料的所述擴展網格區(qū)的數量，測量所述兩個面板之間的單元間隙。
10.一種單元間隙測量裝置，包括測量儀器，用于檢測沉積在液晶面板的所述單元間隙測量圖樣上的液晶材料的所述擴展區(qū)。
11.根據權利要求2所述的單元間隙測量裝置，還包括兩個交叉的偏光器，當測量所述單元間隙時，分別位于所述兩個液晶面板的上方和下方。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制造液晶顯示器的系統(tǒng)，其包括密封劑涂布單元，用于在兩個面板中的一個上沉積密封劑，該面板具有至少一個液晶單元區(qū)和形成在液晶單元區(qū)外部的單元間隙測量圖樣；液晶沉積單元，用于在液晶單元區(qū)和單元間隙測量圖樣上沉積液晶材料；基板連接單元，用于容納來自密封劑涂布單元或液晶沉積單元的兩個面板，隨后，在真空狀態(tài)中將面板結合以完成液晶面板的制造；以及單元間隙測量單元，用于通過檢測沉積在單元間隙測量圖樣上的液晶材料的擴展區(qū)，測量兩個面板之間的單元間隙。
文檔編號G02F1/133GK1800952SQ200610000309
公開日2006年7月12日 申請日期2006年1月4日 優(yōu)先權日2005年1月3日
發(fā)明者張良圭 申請人:三星電子株式會社