專利名稱：具有液晶余量確認功能的液晶分配裝置及其測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到液晶分配裝置，具體涉及到能夠確定要分配到基板上的液晶材料量并且能夠確定液晶容器內(nèi)液晶材料余量的一種液晶分配裝置。
LCD是利用液晶材料的各向異性的折射特性在屏幕上顯示信息。參見

圖1，典型的LCD1包括通過密封劑9連接到上基板(即一個彩色濾光器基板)3的下基板(即一個驅(qū)動器件陣列基板)5。一個液晶材料層7將下基板5和上基板3隔開。在下基板5上形成許多象素(未示出)，并且在各個象素上形成諸如薄膜晶體管(TFT)等驅(qū)動器件。在上基板3上形成一個彩色濾光器層使LCD顯示彩色。還要分別在下基板5和上基板3上形成象素電極和公共電極。在下基板5和上基板3上形成一個對準層來統(tǒng)一對準液晶材料層7內(nèi)部的分子。可以用驅(qū)動器件選擇排列液晶材料層內(nèi)的分子。這樣，隨著對液晶材料內(nèi)部分子取向的控制，就能選擇控制透過LCD各部位的光量來傳送信息。
LCD器件的制造工藝大致可分為驅(qū)動器件陣列制造步驟，在下基板5上形成驅(qū)動器件，彩色濾光器制造步驟，在上基板3上形成彩色濾光器，還有一個單元制造步驟。以下要參照圖2解釋這些制造步驟。
參見圖2，在驅(qū)動器件陣列基板制造步驟(S101)中，在形成在下基板5上的許多柵極線和數(shù)據(jù)線的交叉點上形成許多象素區(qū)，并且將布置在各個象素區(qū)內(nèi)的薄膜晶體管連接到柵極線和對應的一條數(shù)據(jù)線。還要將象素電極連接到各自的薄膜晶體管來驅(qū)動液晶材料層。這樣就能按照提供給薄膜晶體管的信號驅(qū)動液晶材料層。
在彩色濾光器制造步驟(S104)中，在上基板3上形成用來產(chǎn)生彩色和公共電極的紅(R)、綠(G)、藍(B)彩色濾光器層。
在下基板5和上基板3上分別形成對準層。然后摩擦形成在基板上的對準層，誘導液晶材料層內(nèi)部的分子遵從預定的準傾斜角和下基板5與上基板3之間的對準方向(S102和S105)。接著在下基板5上布置墊片，在上、下基板之間維持均勻的單元間隙(S103)。在上基板3的外部施加密封劑(S106)并將下基板5擠壓和附著在上基板3上(S107)。
下基板5和上基板3是用玻璃基板形成的，其面積尺寸大于任何單個面板的面積。這樣就能在附著的玻璃基板內(nèi)布置具有驅(qū)動器件和彩色濾光器層的多個對應的面板區(qū)。然后，在制造單個液晶顯示面板時將附著的玻璃基板切割成單個面板(S108)。接著通過一個液晶注入口向各個單個液晶顯示面板的兩個基板之間形成的單元間隙內(nèi)注入液晶材料(S109)。在注入液晶材料之后密封液晶材料注入口(S109)并且檢查各個單個的液晶顯示面板(S110)。
為了通過液晶材料注入口注入液晶材料，需要在液晶顯示面板的外部與內(nèi)部之間形成一個壓力差。圖3表示用來向液晶顯示面板的單元間隙內(nèi)注入液晶材料的一種裝置。
參見圖3，液晶材料14被裝在一個容器12內(nèi)容器被布置在真空艙室10內(nèi)，真空艙室連接到一個能夠在真空艙室內(nèi)產(chǎn)生并維持真空的真空泵(未示出)。液晶顯示面板移動裝置(未示出)被安裝在真空艙室10內(nèi)部，并且從容器12的上部朝液晶材料14的表面向下移動獨立的液晶顯示面板。按照公知的液晶注入方法，要使各個液晶顯示面板的液晶注入口16接觸到液晶材料。隨后向真空艙室內(nèi)泵入氮氣(N2)從初始真空壓力起增大壓力。隨著真空艙室10內(nèi)壓力的上升，接觸到液晶注入口16的液晶材料14因液晶顯示面板內(nèi)部與含有泵入的氮氣的真空艙室內(nèi)部之間的壓力差被擠入(或注入)液晶顯示面板的單元間隙。在單元間隙被液晶材料14完全充滿之后，用密封劑密封注入露16。
然而，至少是出于以下原因，按照上述步驟注入液晶材料是有缺點的。
首先，要完成向液晶顯示面板1注入液晶材料14所需的時間量會很長。例如，驅(qū)動器件陣列和彩色濾光器基板之間的單元間隙非常窄(例如是在數(shù)微米的量級)，因此，一時間只能向液晶顯示面板注入很少量的液晶材料。這樣，用上述的注入方法向一個典型的15-英寸液晶顯示面板注入液晶材料大約需要八小時。因此，采用這種液晶注入方法會過度增加制造LCD所需的時間。
其次，采用上述的液晶注入方法所需的液晶層材料數(shù)量極大。盡管只有少量液晶從容器12中流出，卻會有大量液晶暴露于空氣或是氮氣。這樣會使大量液晶材料與氮氣或是空氣中的其他氣體發(fā)生反應而受到污染。結(jié)果就會因在注入步驟之后必須丟棄沒有被注入液晶顯示面板的那些液晶材料而增加制造LCD的成本。
本發(fā)明的優(yōu)點是提供了一種直接在玻璃基板上分配液晶材料的裝置，基板的面積要大于至少一個單個LCD面板的面積。
以下要說明本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點，一部分可以從說明書中看出，或是通過對本發(fā)明的實踐來學習。采用說明書及其權(quán)利要求書和附圖中具體描述的結(jié)構(gòu)就能實現(xiàn)并達到本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點。
為了按照本發(fā)明的意圖實現(xiàn)上述目的和其他優(yōu)點，以下要具體和廣泛地說明，所提供的一種液晶分配裝置能夠向至少一個單個LCD面板區(qū)內(nèi)的基板上分配液晶材料，它包括一個具有排放孔的針板，通過排放孔向基板上分配液晶；一個針，它能在用針堵塞排放孔的下位置和使針離開排放孔的上位置之間移動，用來使針朝下位置偏置的一個彈簧件；以及用來提供磁力使針朝上位置偏置的一個電磁線圈，為電磁線圈供電使針能夠朝上位置偏置的一個電源；一個氣源，在針被偏置到上位置時提供加壓氣體迫使液晶材料通過排放孔；以及一個主控制單元，用來確定要分配到基板上的液晶材料量，并用來確定液晶分配裝置內(nèi)部的液晶材料余量。
按照本發(fā)明的一實施例，主控制單元從液晶分配裝置中所含的預定量液晶中扣除已分配液晶材料的一個確定的總量，從而確定液晶分配裝置內(nèi)部液晶材料的余量。
按照本發(fā)明的另一實施例，主控制單元包括一個分配單位量確定單元，用來確定要分配到基板上的液晶材料的單位量，一個分配計數(shù)器單元，它通過確定從電源為電磁線圈供電的次數(shù)來確定已經(jīng)分配的液晶材料的單位量次數(shù)，一個分配總量確定單元，它根據(jù)要分配的液晶材料的單位量和已經(jīng)分配的液晶材料的單位量次數(shù)來確定分配到基板上的液晶材料的總量，以及一個余量確定單元，它從液晶分配裝置中所含的液晶材料初始量中扣除已分配到基板上的液晶材料的總量，從而確定液晶分配裝置內(nèi)部液晶材料的余量。
按照本發(fā)明的又一實施例，用來確定液晶分配裝置內(nèi)部的液晶材料余量的一種方法包括以下步驟，根據(jù)要分配的液晶材料單位量和已分配液晶材料的次數(shù)確定分配到基板上的液晶材料的總量，并且從液晶分配裝置中所含的預定量液晶材料中扣除已分配到基板上的液晶材料的總量，從而確定液晶分配裝置內(nèi)部液晶材料的余量。
按照本發(fā)明的再一實施例，如果確定液晶分配裝置內(nèi)部液晶材料的余量小于一個預定的最小門限量，產(chǎn)生一個代表向液晶分配裝置填充液晶材料的指令信號?；蛘呤牵绻_定液晶分配裝置內(nèi)部液晶材料的余量大于這一預定的最小門限量并且已經(jīng)向預定數(shù)量的基板分配了液晶材料，就發(fā)送一個指令信號向另外的基板分配液晶分配裝置內(nèi)部剩余的液晶材料。
為了實現(xiàn)按照本發(fā)明目的的上述及其他優(yōu)點，以下要具體和廣泛地說明，還可以提供這樣一種液晶分配裝置，它包括用來容納要分配到基板上的液晶材料的一個透明液晶容器，為液晶容器供應加壓氣體，布置在液晶容器下部的一個噴嘴，通過噴嘴分配液晶材料，還有一個閥門結(jié)構(gòu)使液晶容器內(nèi)部的液晶材料能夠在來自供應氣體的壓力下進入噴嘴。
按照本發(fā)明的再一實施例，閥門結(jié)構(gòu)包括一個具有排放孔的針板，通過排放孔從液晶容器向噴嘴排放液晶材料，布置在液晶容器內(nèi)部并且能相對針板往復移動的一個針件，在針件接觸到針板時能防止液晶材料進入排放孔，和用來移動針件遠離針板的一個電磁線圈，以便使液晶材料能夠進入排放孔。
按照本發(fā)明的再一實施例，噴嘴包括一個排放孔，液晶材料可以通過排放孔分配，和一個用來固定排放孔的支撐部。按照本發(fā)明的再一實施例，液晶容器是用石英等材料制成的。
為了實現(xiàn)按照本發(fā)明目的的上述及其他優(yōu)點，以下要具體和廣泛地說明，還可以提供這樣一種液晶分配裝置，它包括充滿要分配到基板上的液晶材料的一個液晶容器，為液晶容器供應加壓氣體，與液晶容器相鄰布置并且被液晶容器所含的液晶材料充滿的一個透明管，布置在液晶容器下部的一個噴嘴，通過它可以分配液晶材料，以及一個閥門結(jié)構(gòu)，它通過來自供氣的壓力從液晶容器向噴嘴提供液晶材料。
按照本發(fā)明的一實施例，液晶容器可以用諸如不銹鋼等不透明材料制成，管可以是一種由涂敷有氟化樹脂的石英材料制成的透明管，在管內(nèi)也含有液晶容器內(nèi)部的液晶材料，并且用管來測量液晶容器中的液晶測量余量。
按照本發(fā)明的另一實施例還提供了這樣一種液晶分配裝置，它包括含有液晶的液晶分配單元，用來直接在基板上分配液晶材料，以及布置在液晶分配單元內(nèi)部的一個重量測量單元，用來測量液晶分配單元內(nèi)部剩余的液晶材料的重量。
按照本發(fā)明的另一實施例，液晶分配單元包括充滿要分配到基板上的液晶的一個液晶容器，為液晶容器供氣，用來固定液晶容器的一個上蓋，布置在液晶容器下部的一個噴嘴，通過它可以向基板上分配液晶材料，以及一個閥門結(jié)構(gòu)，它通過來自供氣的壓力從液晶容器向噴嘴提供液晶材料。
按照本發(fā)明的另一實施例，重量測量單元可以具有一個刻度，并且布置在上蓋的下表面和一個固定件的上表面之間，使液晶分配單元的重量作用在刻度上，并且能夠確定液晶分配單元內(nèi)部的液晶材料余量?？梢詫⒁壕Р牧嫌嗔康闹亓孔儞Q成體積并且用一個顯示單元顯示。
應該意識到以上的概述和下文的詳細說明都是解釋性的描述，都是為了進一步解釋所要求保護的發(fā)明。
在附圖中圖1表示一種現(xiàn)有技術(shù)液晶顯示(LCD)器件的截面圖；圖2表示現(xiàn)有技術(shù)的LCD制造方法的一個流程圖；
圖3表示向現(xiàn)有技術(shù)的LCD器件中注入液晶材料；圖4表示采用按照本發(fā)明一實施例的液晶分配方法來制造LCD；圖5表示用一種液晶分配方法的一種LCD制造方法的流程圖；圖6表示采用按照本發(fā)明另一實施例的液晶分配方法來制造LCD；圖7A和7B表示按照本發(fā)明一實施例的液晶分配裝置；圖8表示圖7A和7B中所示主控制單元的功能框圖；圖9表示按照本發(fā)明一實施例用來測量液晶容器內(nèi)部液晶材料余量的一種方法的流程圖；圖10表示按照本發(fā)明另一實施例的一種液晶分配裝置；圖11表示按照本發(fā)明再一實施例的一種液晶分配裝置；以及圖12A和12B表示用刻度測量剩余的液晶材料。
為了解決上述液晶注入方法的問題而提出了以下液晶分配方法。液晶分配方法是直接在基板上分配液晶材料并且通過擠壓基板在基板的整個表面上均勻分布分配的液晶材料而形成一個液晶層。上述液晶分配方法允許液晶材料在短時間內(nèi)安排在基板上，這樣就能快速執(zhí)行在大型LCD面板中形成液晶層的步驟。由于有預定量的液晶材料被分配到基板上，液晶材料的消耗很小，并且能降低制造LCD的成本。
圖4表示采用按照本發(fā)明一實施例的液晶分配方法來制造LCD。
參見圖4，可以在將上面形成驅(qū)動器件的下基板105和上面形成彩色濾光器的上基板103粘接到一起之前分配液晶材料。這樣就能以液滴形式在下基板105上分配液晶材料107?；蚴窃谏匣?03上分配液晶材料107。在粘接步驟中，無論用哪個基板支撐液晶材料107，支撐液晶材料107的基板都應該布置在另一個基板下面，使液晶材料107布置在兩個基板之間。
可以沿著上基板103的邊沿分配密封劑109，在上基板103和下基板105被擠壓到一起時實現(xiàn)粘接。隨著上、下基板103和105分別受壓，液晶材料107就會散布，這樣就能在上、下基板103和105之間形成具有均勻厚度的液晶層。接著可以將粘接的基板分離成單個LCD面板。如此就能在最終裝配液晶顯示面板101之前用這種液晶分配方法在下基板105上分配液晶材料107。
圖5表示采用一種液晶分配方法的一種LCD器件制造方法的流程圖。
參見圖5，在下基板和上基板上分別形成驅(qū)動器件(例如是TFT)和彩色濾光器層，TFT陣列制作和彩色濾光器制作的步驟分別與圖2中所示的驅(qū)動器件陣列基板制作和彩色濾光器制作步驟相同。下基板和上基板可以是包括多個獨立面板區(qū)的玻璃基板。若在LCD的制作中采用液晶分配方法，能夠有效地將面積可達1000×1200mm2的玻璃基板加工成單個面板。
可以在下基板和上基板上形成一個對準層。接著要摩擦對準層(S202和S205)，并將液晶材料分配到下基板之內(nèi)的液晶顯示面板區(qū)上(S203)。還可以在對應著上基板之內(nèi)的液晶顯示面板區(qū)的外部施加密封劑(S206)。
接著將上、下基板彼此對置并通過密封劑擠壓和附著到一起。在兩個基板受壓時，分配的液晶材料會均勻散布到面板的整個表面上(S207)。采用上述液晶分配方法就能在附著的上、下玻璃基板之內(nèi)同時形成多個液晶顯示面板。接著將附著的玻璃基板單獨切割(S208)成多個獨立的LCD面板。然后檢查獨立的LCD面板(S209)。
按照上述液晶分配方法制作LCD比圖2所示的液晶注入方法要優(yōu)越，能夠在上、下基板之間快速形成液晶材料層。圖2所示的液晶注入方法需要在完成注入之后用密封劑密封注入口。然而，若按這種液晶分配方法來制作LCD，不存在需要密封的注入口。若按液晶注入方法制作LCD，面板在注入過程中會接觸到容器內(nèi)的液晶材料。這樣，LCD面板的外表面就會受到污染并需要一個清潔步驟。然而，若按液晶分配方法來制作LCD，可以將液晶材料直接分配到基板上。這樣，LCD面板的外表面就不會受到污染，因而不需要額外的清潔步驟。因此，采用液晶分配方法制作LCD的方法比較簡單，更加有效，并且其產(chǎn)量比采用液晶注入方法制作LCD的方法高。
若采用液晶分配方法來制作LCD，必須要形成與LCD面板內(nèi)單元間隙的尺寸成正比的預定厚度的液晶材料層。因此，必須要精確控制液晶液滴的位置及其液晶材料含量。為此按照本發(fā)明的原理提供了一種裝置，按精確布置的液滴來分配液晶材料，每個液滴包含精確定量的液晶材料。
圖6表示采用按照本發(fā)明一實施例的液晶分配方法來制造LCD。
參見圖6，可以用液晶分配裝置120將液晶材料107分配到下基板105(包括多個面板區(qū))上。按照本發(fā)明的原理，液晶分配裝置120可以布置在下基板105上方，并且包含所要分配的液晶材料，但在圖6中沒有表示。
液晶材料107通常是以液滴的形式分配到基板上。按照本發(fā)明的第一實施例，基板105能夠在x和y方向上按預定速度移動，而液晶分配裝置120保持在固定位置并按預定次數(shù)分配液晶材料。這樣就能在基板105上布置液晶材料的液滴并且沿x和y方向按預定間隔彼此分開。按照本發(fā)明的第二方面，基板105保持在固定位置，而液晶分配裝置120在x和y方向上移動，向基板上分配液晶材料。和第一實施例的效果一樣，能夠在基板105上布置液晶材料的液滴并且沿x和y方向按預定間隔彼此分開。然而，按照第二方面，由于液晶分配裝置120的移動，分配到基板105上的液晶材料不夠均勻。這樣，布置到基板105上的液滴的位置及其液晶材料含量就可能偏離預定的位置和含量。因此，按照第一實施例來分配液晶材料要優(yōu)于第二方面。
圖7A和7B表示按照本發(fā)明一實施例的液晶分配裝置。圖7A表示在不分配液晶材料時的液晶分配裝置。圖7B表示在分配液晶材料時的液晶分配裝置。
參見圖7A和7B，這種液晶分配裝置包括一個圓筒形液晶容器124。按照本發(fā)明的一實施例，制造液晶容器124的材料具有高塑模性、高塑性，并且與液晶材料不發(fā)生反應(例如是聚乙烯)。然而，聚乙烯等材料的強度較低，容易受力變形。當液晶容器124變形時，就不能在基板上精確地分配液晶材料。
為此可將容器124插在一個殼122內(nèi)。按照本發(fā)明的一實施例，殼122可以用具有高強度的材料制成(例如是不銹鋼等)。連接到外部供氣單元152的供氣管153可以布置在液晶容器124的上部。由外部供氣單元提供的惰性氣體例如是氮氣(N2)通過供氣管輸送到液晶容器124內(nèi)部沒有被液晶材料107占據(jù)的那部分。這樣，氣體就會對液晶材料107施壓并促使對外分配液晶材料。
按照本發(fā)明的一實施例，液晶容器124可以用不會變形的材料(例如不銹鋼等金屬材料)制成。如果液晶容器124是用不銹鋼等金屬材料制成的，就不需要殼122，這樣能降低液晶分配單元120的制造成本。按照這一實施例，可以在液晶容器124內(nèi)部涂敷氟化樹脂來防止液晶容器124內(nèi)部所含的液晶材料107與金屬發(fā)生化學反應。
按照本發(fā)明的一實施例，盡管沒有表示，可以有一個突起從液晶容器124下部伸出，并可在殼122內(nèi)形成一個開口用來接收這一突起。這樣就能將液晶容器124的突起插入殼122的開口并連接到第一連接部141。第一螺母(母螺紋部)可以布置在突起上，而第一螺釘(公螺紋部)可以設(shè)置在第一連接部141的第一側(cè)。這樣就能通過第一螺母和第一螺釘將突起和第一連接部141連接到一起。
按照本發(fā)明的一實施例，第二螺母可以設(shè)置在第一連接部141的第二側(cè)，而第二螺釘可以設(shè)置在第二連接部142的第一側(cè)。這樣就能通過第二螺母和第二螺釘將第一和第二連接部141和142彼此連接。一個針板143可以被插入第一連接部141的第二螺母。這樣，在第二連接部142的第二螺釘被插入并連接到第一連接部141的第二螺母時，就能將針板143布置在第一和第二連接部141和142之間。液晶材料107可以通過針板143內(nèi)形成的排放孔(未示出)從液晶分配裝置120中排出。
按照本發(fā)明的一實施例，可以在第二連接部142上布置一個噴嘴145，并且通過第二螺母和第二螺釘連接到第一連接部141。噴嘴145包括連接到第二螺母和一個排放口146的一個支撐部147，通過排放孔可以將液晶分配裝置120內(nèi)部的液晶材料107分配到基板上。按照本發(fā)明的一實施例，排放口146可以從支撐部147上突出。按照本發(fā)明的一實施例，支撐部147可以包括第二螺釘。在噴嘴145內(nèi)形成的排放口146具有很小的直徑，能夠精確控制液晶材料的分配。
按照本發(fā)明的一實施例，可以在支撐部147中形成一個排放管并且延伸進入針板143的排放孔。排放管可以連接到排放口146。
可以將一個針136插入液晶容器124，使針136的第一端接觸到針板143。按照本發(fā)明的一實施例，針136的第一端可以是圓錐形的，其直徑與排放孔的直徑基本吻合。當針136接觸到針板143時，針會堵塞排放孔。
按照本發(fā)明的原理，針136的第二端可以靠近液晶分配裝置120的上殼126布置，在那里設(shè)有一個彈簧128和一個磁棒132。磁棒132由鐵磁或軟磁性材料制成。間隙控制單元134可以連接到磁棒132上方的針136?？梢試@磁棒132的至少一部分布置一個圓筒形電磁線圈130。盡管沒有表示，電磁線圈130可以連接到一個電源單元150接收電源。在接收到電功率時，電磁線圈130可以對磁棒132施加一個磁力。
按照本發(fā)明的一實施例，針136和磁棒132可以彼此分開預定的距離x。如果為電磁線圈130提供電功率，就會對磁棒132施加一個磁力使針136接觸到磁棒132。如果不為電磁線圈130提供電功率，彈簧128的彈力就會將針136推到其原始位置。從針板143上往復移動針136就能打開或關(guān)閉在針板143中形成的排放孔。由于針136的第一端和針板143會隨著是否為電磁線圈130提供電功率而反復接觸，針136的第一端和針板143可能會損壞。為此可以用能有效防止變形的材料(例如是硬金屬)制成針136的第一端和針板143。還應該用磁性材料制作針136，使其能夠受磁棒132的磁力吸引。
參見圖7B，在為電磁線圈130提供電功率時，針136脫離針板并且打開排放孔。這樣，提供給液晶容器124的氮氣就會對液晶材料107施壓并致使其通過噴嘴145分配。所分配的液晶材料107的量取決于排放孔打開的時間長短和液晶容器124內(nèi)部的氮氣壓力。排放孔打開的時間長短取決于針136與磁棒132之間的距離x，電磁線圈施加在磁棒132上的磁力，以及彈簧128的固有彈力。施加在磁棒132上的磁力與電磁線圈130的繞組數(shù)或提供給電磁線圈130的電功率的大小成正比?？梢杂瞄g隙控制單元134控制針136與磁棒132之間的距離x。
按照本發(fā)明的原理，流量控制閥154可以布置在供氣管153處，從氣源152向液晶容器124供氣。流量控制閥154按照主控制單元160提供的控制信號調(diào)節(jié)進入液晶容器124的氣體流量。這樣就能用主控制單元160和流量控制閥154維持液晶容器124內(nèi)部的預定壓力。除了控制流量控制閥154之外，主控制單元160還控制電源150提供給電磁線圈130的電功率量。按照本發(fā)明的一實施例，主控制單元160向電源150輸出一個控制信號，指示電源150為電磁線圈130提供預定的電功率。按照本發(fā)明的另一實施例，主控制單元160根據(jù)要分配的單位量和所分配的液晶材料次數(shù)計算液晶容器124內(nèi)部液晶材料107的余量。
如下文所要具體說明的，確定液晶分配裝置內(nèi)部的液晶材料余量能夠防止制成具有不均勻液晶材料層的LCD。另外，確定液晶分配裝置內(nèi)部的液晶材料余量能夠提高液晶材料的使用效率。
通常，液晶容器124最初是含有預定量的液晶材料107。在液晶材料被分配到預定數(shù)量的基板上之后，必須向液晶容器124添加新的液晶材料。在分配過程中所分配的液晶材料的單位量并非始終含有等量的液晶材料。每一單位分配內(nèi)的液晶材料量會因受液晶分配裝置外部環(huán)境的干擾因素的影響而改變。盡管液晶材料的單位量可能稍有改變，然而其輕微的偏差會明顯影響到按照接收液晶材料的基板的預定數(shù)量被消耗的液晶材料量。例如，如果所分配液晶的每一單位量稍稍大于預定的單位量，在液晶分配裝置內(nèi)剩下的液晶材料就可能不夠分配給連續(xù)處理的一系列基板當中至少一個的量。如果分配到一個基板上的液晶材料量不足，標準的黑背景和標準的白背景LCD就不能有效地轉(zhuǎn)換黑白色組成的圖像。
如果在給預定數(shù)量的基板分配完液晶材料之后，在液晶容器124內(nèi)部剩下的液晶容器124中所含的過量的液晶材料在向液晶容器124中添加新液晶時就會暴露于空氣。在添加新液晶材料時，液晶分配裝置內(nèi)所剩的液晶材料會與空氣中的成分(例如是濕氣)發(fā)生反應而受到污染。受污染的液晶材料必須放棄。如果液晶容器124內(nèi)剩下的液晶材料量足夠分配給一個額外的基板，就會因不必要地放棄液晶材料而增加LCD的制造成本。按照本發(fā)明的原理，如果液晶容器中液晶材料的余量大于足夠分配給一個基板的液晶材料量，就可以將液晶容器內(nèi)部剩下的液晶材料分配給一個基板。這樣就能減少被放棄的沒有分配的液晶材料量，從而降低LCD的制造成本。
按照本發(fā)明的原理能夠確定液晶容器124內(nèi)部所含的液晶材料量，避免昂貴的液晶被不必要地放棄。
圖8表示圖7A和7B中所示主控制單元的功能框圖。
參見圖8，主控制單元160包括一個分配單位量確定單元162，用來確定要分配到基板上的液晶材料的單位量，一個分配計數(shù)器單元163，它通過確定針136相對于針板143往復移動的次數(shù)來確定已經(jīng)分配的液晶材料的單位量次數(shù)，一個分配總量確定單元164，它根據(jù)分配單位量確定單元162所確定的要分配的液晶的單位量和分配計數(shù)器單元163所確定的已經(jīng)分配的液晶材料的單位量次數(shù)來確定分配到基板上的液晶材料的總量，以及一個余量確定單元166，它從液晶容器124內(nèi)所含的液晶材料初始量中扣除由分配總量確定單元164確定的已分配的液晶材料的總量，從而確定液晶容器124內(nèi)部液晶材料的余量，一個輸出單元168用來輸出各種類型的信息，例如有已分配液晶材料的總量和液晶容器124內(nèi)的液晶材料余量，以及一個報警單元169，如果確定液晶容器內(nèi)部液晶材料的余量小于一個預定的最小門限量(例如是需要分配到預定數(shù)量基板上的液晶材料量)，就產(chǎn)生一個代表向液晶容器124填充液晶材料的指令信號，如果在已經(jīng)向預定數(shù)量的基板分配了液晶材料之后確定液晶容器124內(nèi)部液晶材料的余量大于這一預定的最小門限量，并且液晶容器124內(nèi)部液晶材料的余量大于要分配給一個預定基板的液晶材料量，就發(fā)送一個指令信號向一個基板分配液晶分配裝置內(nèi)部剩余的液晶材料。按照本發(fā)明的一實施例，分配計數(shù)器單元163是通過確定從電源150向電磁線圈130供電的次數(shù)來確定已分配液晶材料的單位量次數(shù)。
按照本發(fā)明的一實施例，要分配到一個基板上的液晶材料的單位量可以預定并且用人工設(shè)置。主控制單元160根據(jù)液晶材料的單位量控制流量控制閥154向液晶容器124供應對應著該預定量的氣體。同時，主控制單元160還能控制電源150向電磁線圈130提供對應著該預定量的功率。按照本發(fā)明的一實施例，針136與磁棒132之間的預定距離x可以由人工設(shè)置。
分配計數(shù)器單元163是通過確定從電源150向電磁線圈130供電的次數(shù)來確定已分配液晶材料的單位量次數(shù)。分配總量確定單元164能根據(jù)已分配的液晶材料的單位量次數(shù)和要分配的液晶材料單位量來確定已分配的液晶材料的總量。余量確定單元166從液晶容器124內(nèi)所含的液晶材料初始量中扣除已分配的液晶材料的總量，從而確定液晶容器124內(nèi)部液晶材料的余量。
按照本發(fā)明的一實施例，輸出單元168用來輸出各種類型的信息，例如有液晶容器124內(nèi)的液晶材料余量。輸出單元168可包括一個顯示裝置例如是陰極射線管(CRT)或液晶顯示(LCD)裝置，以及一個輸出裝置，例如是打印機。
圖9表示按照本發(fā)明一實施例用來測量液晶容器124內(nèi)部液晶材料余量的一種方法的流程圖。
參見圖9，可以通過主控制單元160輸入和設(shè)置要分配的液晶的單位量和個別分配位置。然后，液晶分配裝置120可以按照輸入信息啟動液晶材料分配程序(S301)。主控制單元160隨后確定從電源150向電磁線圈130供電的次數(shù)，從而確定所分配的液晶材料單位量的次數(shù)(S302)。接著根據(jù)前兩個處理步驟中作出的確定來計算已分配液晶材料的總量(S303)。
接著從液晶容器124內(nèi)部所含液晶材料的初始量中扣除已分配的液晶材料總量，從而確定在液晶容器124內(nèi)部液晶材料107的余量(S304)。如果確定液晶容器124內(nèi)部的液晶材料余量小于預定的余量最小門限量，就產(chǎn)生一個指示向液晶容器124填充液晶材料107的指令信號(S305，S306)。如果液晶容器124內(nèi)部的液晶材料余量大于預定的最小門限量，而且在已經(jīng)在預定數(shù)量基板上分配了液晶材料107之后，就產(chǎn)生一個指示向一個額外的基板上滴注液晶材料的指令信號(S307)。
按照本發(fā)明的原理，可以由主控制單元160確定已分配的液晶材料總量。接著可以通過計算來確定液晶容器124內(nèi)部液晶材料的余量?？梢愿鶕?jù)外部條件測量少量的液晶材料，使液晶容器124內(nèi)部實際的液晶余量與所確定的液晶容器124內(nèi)部的液晶材料余量之間基本上不存在差別。然而，主控制單元160包括比較復雜和昂貴的控制系統(tǒng)，這樣會增加制造LCD的成本。
按照本發(fā)明的原理提供了一種裝置，用來確定液晶容器124內(nèi)部液晶材料的余量，不需要使用主控制單元160。
按照本發(fā)明的一實施例，可以用視覺確定液晶容器124內(nèi)部液晶材料的余量。為此可以用明顯透明的材料制作液晶容器124，能夠隨時用視覺確定液晶容器124內(nèi)部液晶材料107的余量。
盡管可以用任何透明材料制作液晶容器124，還應該考慮到透明材料抵抗變形的能力。當液晶容器124在分配過程中發(fā)生變形時，基板上的液晶材料液滴就會錯位，而其中所含的液晶材料量可能會偏離其最佳的位置/數(shù)量。因此，用來制作液晶容器124的透明材料應該能夠基本上避免變形。按照本發(fā)明的一實施例，可以用耐變形并且耐外力的透明材料例如是石英制作液晶容器124。按照本發(fā)明的一實施例，可以在透明材料制成的液晶容器124上布置一個可用來確定液晶余量的刻度。
圖10表示按照本發(fā)明另一實施例的一種液晶分配裝置。
參見圖10，可以用固定在不透明液晶容器124橫向面上的一個透明管225確定液晶容器224內(nèi)部液晶材料的余量。可以將管225連接到液晶容器224的橫向底部，并且制成與液晶容器224基本上相同的高度。按照本發(fā)明的一實施例，管225可以布置在液晶容器224的任何部位。按照本發(fā)明的另一實施例，管225可以布置在液晶容器207的下部，以便能確定液晶容器224內(nèi)部所含的所有液晶材料207。這樣，管225中同樣含有液晶容器224內(nèi)部的液晶材料207。按照本發(fā)明另外一實施例，可以通過測量管225內(nèi)所含液晶測量207的高度來確定液晶容器224內(nèi)部液晶材料207的余量。如果液晶容器224內(nèi)部液晶材料的余量小于或大于預定的最小門限量(例如是從容器內(nèi)所含液晶材料的初始量中扣除已分配液晶的總量所確定的液晶材料量)，就調(diào)整要分配液晶材料的基板的數(shù)量。這樣就能有效地分配液晶材料。
按照本發(fā)明的一實施例，可以用耐變形并且耐外力的透明材料例如是具有高強度的石英來制作管225，或是用諸如聚四氟乙烯等氟化物樹脂制成一個軟管。還可用于透明并且與液晶材料207基本上無反應的任何適當?shù)牟牧现瞥晒?25。按照本發(fā)明的一實施例，可以在液晶容器224的上部布置一個能夠接收管225的環(huán)形固定件227。
圖11表示按照本發(fā)明再一實施例的一種液晶分配裝置。
參見圖11，可以用一個刻度確定液晶容器內(nèi)部的液晶材料余量。例如是在液晶容器324的上蓋325下方布置一個刻度327。按照本發(fā)明的一實施例，上蓋325將上殼326固定在液晶容器324上。按照本發(fā)明的另一實施例，上蓋325能夠?qū)⒁壕Х峙溲b置320固定在一個能夠驅(qū)動液晶分配裝置320的驅(qū)動裝置(未示出)上。這樣就能在上蓋325的下表面下面布置至少一個刻度327，并且確定液晶容器324的重量。只要能確定液晶容器324的重量，就能用刻度327直接確定液晶容器327內(nèi)部液晶材料307的重量。例如，在液晶容器324不含任何液晶材料307時，可以將刻度327調(diào)整到讀數(shù)‘零’。接著在液晶容器324內(nèi)裝入液晶材料307并且對液晶材料307進行皮重測量。按照本發(fā)明的原理，被裝入液晶容器324內(nèi)的液晶材料307具有預定的密度。這樣，在確定了液晶材料307的皮重之后就能確定液晶容器324內(nèi)部液晶材料余量的體積/質(zhì)量。然后可以顯示所確定的值。
按照本發(fā)明的原理，液晶分配裝置320被固定在驅(qū)動裝置上并且在受其驅(qū)動的同時向基板上分配液晶材料。如上所述，將基板對準液晶分配裝置就能精確地分配液晶材料。按照本發(fā)明的一實施例，在一個基板的第一面板區(qū)上分配完液晶材料之后，驅(qū)動裝置能夠?qū)⒁壕Х峙溲b置320移動到該基板的第二面板區(qū)，在第二面板區(qū)內(nèi)的預定位置精確地分配液晶材料。
圖12A和12B表示用刻度測量剩余的液晶材料。
參見圖12A，液晶分配裝置320被固定在一個驅(qū)動裝置350上。參見圖12B，可以用布置在液晶容器324上蓋325下面的刻度327測量液晶容器324內(nèi)部的液晶測量余量的重量。
如圖12A和12B所示，可以用一個環(huán)形支撐件352接收液晶分配裝置320的上部。按照本發(fā)明的一實施例，支撐件352的直徑可以大于液晶容器324的直徑但是基本上等于上蓋325的直徑。這樣，如果將液晶分配裝置320布置在支撐件352上方并且將液晶分配裝置320插入支撐件352，上蓋325的下面就會接觸到支撐件352的上面。如此就能用支撐件352固定液晶分配裝置320。
按照本發(fā)明的一實施例，可以在上蓋325的下面設(shè)置至少一個刻度327?？潭忍幵谏仙w324和支撐件352之間。按照本發(fā)明另外一實施例，上蓋325僅僅接觸到刻度327而不會接觸到支撐件352的上部，這樣，液晶分配裝置320的全部重量就會施加在刻度327上。如此就能用刻度327確定液晶分配裝置320的重量。
如上所述，刻度327在液晶分配裝置320被基本上清空時校準到讀數(shù)‘零’。因此，在液晶分配裝置320內(nèi)部留有液晶材料307時從刻度327獲得的任何讀數(shù)就能指示出液晶容器324內(nèi)部液晶材料的重量。按照本發(fā)明的再一實施例，可以在刻度327上連接一個顯示裝置來產(chǎn)生代表液晶分配裝置內(nèi)部所剩液晶材料皮重的信號?？梢詫⑵ぶ刈儞Q成體積，由此指示出液晶分配裝置內(nèi)部所剩液晶材料307的余量。
按照本發(fā)明的原理能夠隨時確定液晶容器內(nèi)部的液晶材料余量。這樣就能避免過多地放棄昂貴的液晶材料，從而降低LCD的制造成本。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員無需脫離本發(fā)明的原理和范圍就能對本發(fā)明作出各種各樣的修改和變換。因此，本發(fā)明旨在覆蓋屬于附帶的權(quán)利要求書及其等效物范圍內(nèi)的修改和變換。
權(quán)利要求
1.一種在基板上分配液晶材料的液晶分配裝置，包括分配液晶材料的液晶分配單元，液晶分配單元包括一個具有排放孔的噴嘴，通過排放孔向基板上分配液晶材料，在下位置和上位置之間選擇移動一個針，用來使針朝下位置偏置的一個彈簧件，以及用來提供磁力使針朝上位置偏置的一個電磁線圈，處在下位置的針能夠堵塞排放孔，而處在上位置的針離開排放孔；為電磁線圈提供電功率的一個電源，電磁線圈在接收電功率時將針偏置到上位置；為液晶分配單元提供加壓氣體的一個氣源，在針處于上位置時，加壓氣體能夠擠壓液晶材料通過排放孔；以及一個主控制單元，用來確定分配到基板上的液晶材料量，并通過從液晶分配單元內(nèi)液晶材料的初始量當中扣除所確定的已分配液晶量而確定液晶分配單元內(nèi)部的液晶材料余量。
2.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，主控制單元包括一個分配單位量確定單元，用來確定要分配到基板上的液晶材料的單位量；一個分配計數(shù)器單元，它根據(jù)從電源為電磁線圈供電的次數(shù)來確定已分配到一個基板上的液晶材料的單位量次數(shù)；一個分配總量確定單元，它根據(jù)分配的液晶材料的單位量和所分配的液晶材料的單位量次數(shù)來確定分配到基板上的總量；以及一個余量確定單元，它根據(jù)已分配液晶材料的總量和液晶分配單元內(nèi)所含液晶材料的初始量確定液晶分配單元內(nèi)部液晶材料的余量。
3.按照權(quán)利要求2的裝置，其特征在于，主控制單元還包括一個輸出單元，用來輸出代表已分配液晶材料的總量和液晶材料余量的信息；以及一個報警單元，如果液晶分配單元內(nèi)部液晶材料的余量小于一個預定的最小門限量，就產(chǎn)生一個指示信號。
4.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，液晶分配單元還包括含有液晶的液晶容器。
5.一種液晶分配裝置，包括含有液晶的一個液晶分配單元，原理直接在基板上分配液晶；以及一個控制單元，根據(jù)滴注到基板上的液晶的單個液滴量和滴注次數(shù)計算出滴注到基板上的液晶的總液滴量，并且從所含的液晶中扣除計算的總液滴量來確認液晶分配單元中的液晶余量。
6.一種用來測量液晶分配裝置內(nèi)部的液晶材料余量的方法，包括以下步驟根據(jù)要分配的液晶材料的單位量和已分配液晶材料的次數(shù)確定分配的液晶材料的總量；并且從液晶分配裝置內(nèi)所含液晶材料的初始量中扣除確定已分配的液晶材料的總量，從而確定液晶分配裝置內(nèi)部液晶材料的余量。
7.按照權(quán)利要求6的方法，其特征在于，確定已分配液晶材料總量的步驟包括設(shè)置要分配的液晶材料的單位量；確定向液晶分配裝置所包括的電磁線圈提供電功率的次數(shù)，從而確定所分配的液晶材料單位量的次數(shù)；以及根據(jù)單位量和所分配單位量的次數(shù)確定所分配的液晶材料總量。
8.按照權(quán)利要求6的方法，其特征在于，還包括在分配之后將所確定的液晶材料量與應該剩下的液晶材料的一個預定的最小門限量相比較；并且在所確定的液晶材料余量小于液晶材料的預定的最小門限量時產(chǎn)生一個信號。
9.按照權(quán)利要求8的方法，其特征在于，還包括在所確定的液晶材料余量大于液晶材料的預定的最小門限量并且已經(jīng)在預定數(shù)量的基板上分配完液晶材料時報警，在一個基板上分配液晶材料。
10.一種液晶分配裝置，包括用來容納要分配到基板上的液晶材料并且能接收加壓氣體的一個透明液晶容器；布置在液晶容器下部的一個噴嘴，通過噴嘴分配液晶材料；以及一個閥門結(jié)構(gòu)，使液晶容器內(nèi)部的液晶材料能夠在所接收氣體的壓力下進入噴嘴。
11.按照權(quán)利要求10的液晶分配裝置，其特征在于，閥門結(jié)構(gòu)包括一個具有排放孔的針板，通過排放孔從液晶容器向噴嘴排放液晶材料；布置在液晶容器內(nèi)部的一個針件，針件能相對針板往復移動，在針件接觸到針板時選擇防止液晶材料進入針板的排放孔；以及用來偏置針件遠離針板的一個電磁線圈，以便使液晶材料能夠進入針板的排放孔。
12.按照權(quán)利要求11的裝置，其特征在于，電磁線圈包括布置在針件上部的一個磁棒，通過電磁線圈和磁棒對針件施加磁力能使針件相對于針板往復移動。
13.按照權(quán)利要求10的裝置，其特征在于，液晶容器是用石英制成的。
14.按照權(quán)利要求10的裝置，其特征在于，還包括布置在液晶容器下部的連接部，用來將液晶容器連接到噴嘴。
15.按照權(quán)利要求10的裝置，其特征在于，噴嘴包括能排放液晶材料的排放口；以及用來固定排放口的支撐部。
16.一種液晶分配裝置，包括含有要分配到基板上的液晶材料并能接收供氣的一個液晶容器；布置在液晶容器上的一個透明管，液晶材料至少能部分充入管中；布置在液晶容器下部的一個噴嘴，通過它可以分配液晶材料；以及一個閥門結(jié)構(gòu)，它通過來自供氣的壓力使液晶容器內(nèi)部的液晶材料進入噴嘴。
17.按照權(quán)利要求16的裝置，其特征在于，閥門結(jié)構(gòu)包括具有排放孔的針板，通過排放孔從液晶容器向噴嘴排放液晶材料；布置在液晶容器內(nèi)部的一個針件，針件能相對針板往復移動，在針件接觸到針板時選擇防止液晶材料進入針板的排放孔；以及用來偏置針件遠離針板的一個電磁線圈，以便使液晶材料能夠進入針板的排放孔。
18.按照權(quán)利要求17的裝置，其特征在于，電磁線圈包括布置在針件上部的一個磁棒，通過電磁線圈和磁棒對針件施加磁力能使針件相對于針板往復移動。
19.按照權(quán)利要求16的裝置，其特征在于，還包括布置在液晶容器下部的連接部，用來將液晶容器連接到噴嘴。
20.按照權(quán)利要求16的裝置，其特征在于，噴嘴包括能排放液晶材料的排放口；以及用來固定排放口的支撐部。
21.按照權(quán)利要求16的裝置，其特征在于，液晶容器是用不透明材料制成的。
22.按照權(quán)利要求16的裝置，其特征在于，液晶容器是用不銹鋼制成的。
23.按照權(quán)利要求16的裝置，其特征在于，管是用石英制成的。
24.按照權(quán)利要求16的裝置，其特征在于，管是用氟化物構(gòu)成的。
25.按照權(quán)利要求16的裝置，其特征在于，管被布置在液晶容器下部。
26.按照權(quán)利要求16的裝置，其特征在于，管的高度基本上等于液晶容器的高度。
27.按照權(quán)利要求16的裝置，其特征在于，還包括布置在液晶容器上用來固定管的固定件。
28.一種液晶滴注裝置，包括液晶分配單元，用來容納可分配到基板上的液晶材料；以及連接到液晶分配單元的一個重量測量單元，用來確定液晶分配單元內(nèi)部剩余的液晶材料的重量。
29.按照權(quán)利要求28的液晶分配裝置，其特征在于，液晶分配單元包括用來容納要分配的液晶材料并且接收供氣的一個液晶容器；固定在液晶容器上的一個上蓋；布置在液晶容器下部的一個噴嘴，通過它可以分配液晶材料，以及一個閥門結(jié)構(gòu)，它通過來自供氣的壓力使液晶容器內(nèi)部所含的液晶材料進入噴嘴。
30.按照權(quán)利要求28的裝置，其特征在于，重量測量單元包括布置在上蓋下面的至少一個刻度。
31.按照權(quán)利要求28的裝置，其特征在于，還包括用來移動液晶分配單元的驅(qū)動裝置；以及將液晶分配單元固定在驅(qū)動裝置上的固定件。
32.按照權(quán)利要求31的裝置，其特征在于，固定件包括能夠接收布置的固定件上方的液晶分配單元的環(huán)。
33.按照權(quán)利要求32的裝置，其特征在于，固定件的上面能夠接觸到上蓋的下面。
34.按照權(quán)利要求33的裝置，其特征在于，還包括布置在固定件上面和上蓋下面之間的一個刻度，刻度能夠確定液晶分配單元的重量。
35.按照權(quán)利要求30的裝置，其特征在于，還包括一個顯示單元，它能夠顯示液晶分配單元內(nèi)部液晶余量的重量。
36.按照權(quán)利要求35的裝置，其特征在于，顯示單元顯示液晶材料余量的體積。
全文摘要
用一種液晶分配裝置確定液晶容器內(nèi)部的液晶余量。該裝置包括余量容納所分配液晶材料的液晶分配單元，能夠直接向基板上分配液晶材料，以及一個主控制單元，用來根據(jù)所分配液晶材料的單位量和已分配單位量的次數(shù)確定分配到基板上的液晶材料總量，并通過從液晶分配單元內(nèi)所含液晶材料的初始量當中扣除所確定的已分配總量來確定液晶材料的余量。
文檔編號B67D7/06GK1447172SQ03120538
公開日2003年10月8日 申請日期2003年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月15日
發(fā)明者權(quán)赫珍, 孫海晙, 金完洙 申請人:Lg.菲利浦Lcd 株式會社