CN100541300C - 用于液晶显示装置的液晶滴注设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于液晶显示装置的液晶滴注设备。公开了一种用于在制造液晶显示装置中使用的液晶滴注设备，其被设计成向充入液晶容器中的液晶施加振动能量，从而使得可以按喷雾方式滴注液晶。该液晶滴注设备包括：液晶容器，在其中充有液晶，使得如果向所述液晶容器中供应气体则向所述液晶施加压力；开闭装置，其用于将设置在所述液晶容器的下端处的液晶排放孔打开和封闭；以及振动能量提供装置，其用于向所述液晶容器的内部提供振动能量。

Description

用于液晶显示装置的液晶滴注设备
技术领域
本发明涉及用于液晶显示装置的液晶滴注设备，更具体地说，涉及一种用于在制造液晶显示装置中使用的液晶滴注设备，该液晶滴注设备被设计成对充入液晶容器中的液晶施加振动能量，从而使得能够按喷雾方式滴注液晶。
背景技术
通常，液晶显示装置包括被相耦合以相互面对的两块基板，和形成在这两块基板之间的液晶层。
通过使用密封材料将这两块基板相互接合，使得在这两块基板之间限定规定间隔。形成在这两块基板之间的液晶层用于在该液晶层的液晶分子被形成在相应基板上的驱动元件驱动时对透过该液晶层的光的量进行控制，从而执行显示信息的功能。
主要通过液晶注入方法和液晶滴注方法来制造这种液晶显示装置。
在液晶注入方法中，通过使用具有液晶注入口的密封材料，将分别形成有驱动元件和滤色器元件的两块基板相互接合，并使其二者之间具有规定间隔。在将该密封材料固化之后，以单位板为单位对所接合的基板进行切割。然后，通过液晶注入口将液晶材料注入到这两块基板之间的间隔中。
为了将液晶材料注入到这两块基板之间的间隔中，更具体来说，为了将液晶溶液注入到这两块基板之间的间隔中，首先，将所接合的基板置于真空容器中以在这两块基板之间产生真空压力。然后，将液晶注入口插入在其中容纳有液晶溶液的容器中。在这种状态下，如果真空容器的内部压力从真空压力改变成大气压，则可以将液晶溶液注入到这两块基板之间的间隔中。在如上所述地完成了对液晶溶液的注入之后，通过使用合适的密封手段将液晶注入口密封。
另一方面，在液晶滴注方法中，首先，将合适量的液晶滴到两块基板中的任何一块上。然后，通过使用密封材料将这两块基板相互接合。
以下，参照附图对使用常规液晶注入工艺制造液晶显示装置的方法进行描述。
图1是例示了常规液晶注入工艺的示意图。
如图1所示，将在其中容纳有液晶101的液晶容器102固定地设置在真空容器103中。如果将彼此接合并且各自具有液晶注入口的多个板104放置在真空容器103中，则将真空容器103的内部压力保持在真空压力下，以在各板的两块基板之间创造真空气氛，同时去除残留在真空容器103中的水分和气泡。
随后，在将各板的液晶注入口浸入液晶101中或使各板的液晶注入口与液晶101相接触后，将氮(N2)气引入真空容器103中，以将真空容器103的内部压力从真空状态改变为大气压力状态。在此情况下，由于真空容器103的内部具有大气压，而各板104的两块基板之间的间隔仍然保持在真空压力下，因此基于上述压力差液晶101将能够经由液晶注入口注入到这两块基板之间的间隔中。
一旦已将液晶101完全充入各板104中，就执行用于将液晶注入口密封的密封工艺，最后，分别对所有板104进行清洗。
然而，由于在依次执行了单位板的切割并在各板的两块基板之间产生真空气氛之后应当将液晶注入口浸入液晶中或使液晶注入口与液晶相接触，因此上述液晶注入工艺存在以下问题：需要非常长的时间来注入液晶。由此，如上所述的常规液晶注入工艺具有生产率低下的问题。
此外，在制造大面积的液晶显示装置的情况下，存在未将液晶完全注入到板中的风险，从而导致缺陷产品。
发明内容
因此，本发明旨在提供一种用于液晶显示装置的液晶滴注设备，其基本上克服了由于现有技术的局限和缺点而导致的一个或更多个问题。
本发明的一个目的是提供一种用于在制造液晶显示装置中使用的液晶滴注设备，该液晶滴注设备被设计成利用超声波向充入该液晶滴注设备的液晶容器中的液晶施加振动能量，从而使得能够按喷雾方式滴注液晶。
本发明的附加优点、目的以及特征将在下面的说明中部分地加以阐述，并且对于本领域的技术人员在考查以下内容时将部分地显见，或者可以从本发明的实践中获知。通过文字说明及其权利要求以及附图中具体指出的结构，可以实现并获得本发明的这些目的和其它优点。
为实现这些目的和其他优点并且根据本发明的目的，如在此所具体实现和广泛描述的，提供了一种用于在制造液晶显示装置中使用的液晶滴注设备，该液晶滴注设备包括：液晶容器，其中充有液晶，使得如果向所述液晶容器中供应气体则向所述液晶施加压力；开闭装置，其用于将设置在所述液晶容器的下端的液晶排放孔打开和封闭；以及振动能量提供装置，其用于向所述液晶容器的内部提供振动能量。
应当明白，本发明的以上一般性描述和以下详细描述都是示例性和说明性的，旨在提供对根据权利要求所述的本发明的进一步说明。
附图说明
附图被包括进来以提供对本发明的进一步的理解并被并入且构成本申请的一部分，附图示出了本发明(多个)实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：
图1是例示了常规液晶注入工艺的示意图；
图2是例示了根据本发明第一实施例的用于液晶显示装置的液晶滴注设备的结构的剖面图；
图3是例示了使用根据本发明第一实施例的用于液晶显示装置的液晶滴注设备的滴注工艺的基本概念的立体图；
图4是例示了根据本发明第二实施例的用于液晶显示装置的液晶滴注设备的结构的剖面图；
图5是例示了图4所示的振动能量提供装置的结构的立体图；以及
图6是例示了使用根据本发明第二实施例的用于液晶显示装置的液晶滴注设备的滴注工艺的基本概念的立体图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的多个优选实施例，其示例在附图中示出。只要有可能，就在所有附图中使用相同的标号表示相同或相似的部分。
图2是例示了根据本发明第一实施例的用于液晶显示装置的液晶滴注设备的结构的剖面图。
如图2所示，根据本发明的用于在制造液晶显示装置中使用的液晶滴注设备包括：圆筒形液晶容器202，在其中充有液晶201；以及壳体203，将其构造成容纳该液晶容器202。
液晶容器202由聚乙烯制成，壳体203由不锈钢制成。由于聚乙烯具有足以使用简单方式来形成期望的容器形状的极好的可成形性，而且不与液晶发生反应，因此其通常被用于形成液晶容器202。然而，聚乙烯具有较低的强度，因而趋于容易由外部冲击而导致变形。如果液晶容器由外部冲击而导致变形，则可能使得不可能将液晶滴注在精确的位置处。因此，必须将聚乙烯液晶容器容纳在高强度的不锈钢壳体中。
在液晶容器202中设置有由磁性材料制成的垂直针204。按可垂直移动的方式将该针204固定于液晶容器202。
具体来说，针204呈条形，并具有圆锥形下端，该圆锥形下端被构造成插入到贯穿在针座205中的孔中，该针座205设置在液晶容器202的底部中。围绕针204的上端安装有诸如弹簧的弹性部件208，使得将针204设置在液晶容器202中。使用本结构，在针204向上移动之后，针204将能够通过弹性部件208的恢复力而再向下移动到其初始位置，由此可以使针204的圆锥形下端移位以将针座205的孔打开和封闭。
在针座205的下端耦合有喷嘴206和喷嘴盖207，喷嘴206和喷嘴盖207形成有具有预定尺寸的、用于排放液晶201的孔。
喷嘴盖207充当用于将喷嘴206固定于固定位置处的耦合装置。喷嘴206是从具有不同尺寸的液晶排放孔的多种喷嘴中选择的，并且可自由地替换以对要滴注的液晶201的量进行调节。
将上壳体213耦合到液晶容器202的顶部，接着，将供气管212连接到上壳体213。
设置在液晶容器202的顶部的上壳体213安装有具有间隙调节器211的磁条210。磁条210由铁磁材料或软磁材料制成。围绕磁条210的外周安装有圆筒形电磁线圈209。电磁线圈209连接到电源(图中未示出)。如果向电磁线圈209供电，则磁条210产生磁力。因此，通过与磁力的相互作用，针204可以向上移动。然后，如果切断对电磁线圈209的供电，则针204受到弹性部件208的恢复力而向下移动到其初始位置，从而使得可以将液晶201滴注在期望的位置上。
下面，对根据本发明第一实施例的用于在制造液晶显示装置中使用的上述液晶滴注设备的操作进行描述。
首先，如果将预定量的液晶201充入液晶容器202中，则通过供气管212向液晶容器202中供应氮气。
这里，供应氮气的原因是要将液晶容器202的内部压力保持在规定水平上。如果在滴注液晶201的过程中液晶容器202中的未充有液晶201的某个区域经受了压力变化，则可能导致滴注不定量的液晶201。因此，必须将液晶容器202的内部压力保持在一规定水平上。
随后，如果向电磁线圈209施加电力，则由磁性材料制成的针204受到从磁条210产生的磁力而向上移动。这是因为将针204按可垂直移动的方式固定于液晶容器202。
因此，打开了针座205的由针204的端部封闭的孔，从而可以通过喷嘴206和喷嘴盖207的孔来滴注液晶201。
另一方面，如果切断对电磁线圈209的供电，则针204受到连接在针204的上端与液晶容器202之间的弹性部件208的吸引力而向下移动，以将针座205的孔封闭。
图3是例示了使用根据本发明第一实施例的用于在制造液晶显示装置中使用的液晶滴注设备的滴注工艺的基本概念的立体图。
通常，液晶201以滴形式滴注在基板302上。
将基板302设定成按预设速率沿X轴和Y轴方向移动，并将被指定为标号301的滴注设备设定成按预设时间间隔滴注液晶201。因此，将液晶小滴201a滴注在基板302上，使得它们按等间距排列。
当然，可以假设基板302具有固定位置而仅滴注设备301沿X轴和Y轴方向移动，以使得可以按规定间距滴注液晶201。然而，在此情况下，存在液晶小滴201a可能由于滴注设备301的移动而发生抖动的风险，这可能导致液晶小滴201a的滴注位置和滴注量的误差。因此，优选的是，将滴注设备301保持在固定位置处而使基板302移动。
然而，在根据本发明第一实施例的用于在制造液晶显示装置中使用的上述液晶滴注设备中，由于液晶201以小滴的形式滴注在基板302上，因此取决于液晶小滴201a的量、位置以及尺寸，基板302可能被滴注了不希望的斑点。此外，尽管通过在随后的基板接合工艺过程中所施加的压力使所滴注的液晶小滴201a扩散并融合起来，但是液晶滴201a的扩散是有限的。因此，在液晶小滴201a与基板302的角部之间的边界部分中会不可避免地出现空隙。如公知的那样，这些空隙是在屏上产生斑点的一个因素。
为了解决在本发明第一实施例中说明的上述问题，本发明的发明人还提出向液晶容器的内部施加振动能量以使得能够按喷雾方式滴注液晶。下面，对根据本发明第二实施例的用于在制造液晶显示装置中使用的液晶滴注设备进行更详细的描述。
图4是例示了根据本发明第二实施例的用于液晶显示装置的液晶滴注设备的结构的剖面图。
如图4所示，根据本发明第二实施例的用于在制造液晶显示装置中使用的液晶滴注设备包括：在其中充有液晶401的圆筒形液晶容器402，和被构造成容纳该液晶容器402的壳体403。
液晶容器402由聚乙烯制成，壳体403由不锈钢制成。由于聚乙烯具有足以使用简单方式来形成期望的容器形状的极好的可成形性，而且不与液晶发生反应，因此其通常被用于形成液晶容器402。然而，聚乙烯具有较低的强度，因而趋于容易由外部冲击而导致变形。如果液晶容器由外部冲击而导致变形，则可能使得不可能将液晶滴注在精确的位置处。因此，必须将聚乙烯液晶容器容纳在高强度的不锈钢壳体中。
在液晶容器402中设置有由磁性材料制成的垂直针404。按可垂直移动的方式将该针404固定于液晶容器402。
具体来说，针404呈条形，并具有圆锥形下端，该圆锥形下端被构造成插入到贯穿在针座405中的孔中，该针座405设置在液晶容器402的底部中。围绕针404的上端安装有诸如弹簧的弹性部件408，使得将针404设置在液晶容器402中。使用本结构，能够由弹性部件408的恢复力将针404向下推到其初始位置，由此可以使针404的圆锥形下端移位以将针座405的孔打开和封闭。
在针座405的下端耦合有喷嘴406和喷嘴盖407，喷嘴406和喷嘴盖407形成有具有预定尺寸的、用于排放液晶401的孔。
喷嘴盖407充当用于将喷嘴406固定于固定位置处的耦合装置。喷嘴406是从具有不同尺寸的液晶排放孔的多种喷嘴中选择的，并且可以自由地替换以对要滴注的液晶401的量进行调节。
将上壳体430耦合到液晶容器402的顶部，接着，将供气管412连接到上壳体430。
设置在液晶容器402的顶部的上壳体430安装有具有间隙调节器411的磁条410。磁条410由铁磁材料或软磁材料制成。围绕磁条410的外周安装有圆筒形电磁线圈409。电磁线圈409连接到电源(图中未示出)。如果向电磁线圈409供电，则磁条410产生磁力。因此，通过与磁力的相互作用，针404向上移动。然后，如果切断对电磁线圈409的供电，则针404受到弹性部件408的恢复力而向下移动到其初始位置，从而使得可以将液晶401滴注在期望的位置上。
在本实施例中，还设置了振动能量提供装置413到416，以向充入液晶容器402中的液晶401施加振动能量。
图5是例示了图4所示的振动能量提供装置的结构的立体图。
如图5所示，振动能量提供装置包括：超声波发生器416，其用于生成超声波；转换器414，其被安装在液晶容器402中并适于执行振动运动；信号线415，其用于将从超声波发生器416生成的超声波传输到转换器414；以及固定轴413，其用于按可振动方式将转换器414固定在液晶容器402中。
转换器414呈薄金属盘的形状，并适于基于通过信号线415传输的超声波的量级来产生振动能量。在转换器414的中央形成有孔501，使得设置在液晶容器402中的针404穿过孔501。
超声波发生器416具有：能够对超声波的量级进行调节的多个频率调节开关502，和能够对超声波发生器416的开/关状态进行控制的开关503。
基于超声波发生器416的开关503是处于开状态还是关状态，根据本发明第二实施例的上述液晶滴注设备可以执行不同的液晶滴注操作。
例如，当开关503处于开状态时，向转换器414施加超声波，以使得转换器414可以生成振动能量。由此，液晶401显示出超过临界波高度的波动。
具体来说，如果液晶401受到垂直振动，则在液晶401的水平面上产生驻波。因此，如果在液晶401中产生的驻波的临界波高度超过稳定性极限，则作为过大的波高度的结果，该波形从该波的端部扭曲，从而导致细微颗粒按规则尺寸分离并按喷雾方式滴注。
然而，当开关503处于关状态时，不施加超声波，由此，液晶401按滴的形式滴注。
以下，对根据本发明第二实施例的用于在制造液晶显示装置中使用的液晶滴注设备的操作进行详细描述。
首先，如果将预定量的液晶401充入液晶容器402中，则通过供气管412向液晶容器402中供应氮气。
这里，供应氮气的原因是要将液晶容器402的内部压力保持在规定水平上，以防止在对液晶401进行滴注的过程中当液晶容器402中的未充有液晶401的某个区域经受了压力变化时滴注不定量的液晶401。
超声波发生器416通过信号线415向转换器414施加超声波。
具体来说，将设置在超声波发生器416处的开关503打开，在频率调节开关502的操作下向信号线415持续地施加具有规定量级的超声波。
信号线415穿过设置在液晶容器402中的固定轴413，并起到向转换器414施加超声波的作用。
随后，在从信号线415接收到超声波之后，转换器414产生与这些超声波的量级相对应的振动，以向液晶401施加振动能量。
接着，如果向电磁线圈409施加电力，则磁条410产生磁力，从而使得由磁性材料制成的针404能够在所产生的磁力的作用下而向上移动。
因此，将针座405的与针404的端部相接触的孔打开，从而可以通过喷嘴406和喷嘴盖407向外部滴注液晶401。
另一方面，如果切断对电磁线圈409的供电，则针404受到连接在针404的上端与液晶容器402之间的弹性部件408的吸引力而向下移动，从而将针座405的孔封闭。
可以根据形成在喷嘴406中的孔的尺寸、施加给液晶401的压力以及转换器414的与超声波的量级相对应的振动量级来改变要滴注的液晶401的量。
由针404与磁条410之间的间距x以及设置在针404处的弹簧408的拉力来确定通过针404的向上运动来打开针座405的孔所需的时间。
可以根据围绕磁条410设置的电磁线圈409的圈数或施加给电磁线圈409的电力的量级来调节磁条410的磁力。可以通过间隙调节器411来调节针404与磁条410之间的间距x。
图6是例示了使用根据本发明第二实施例的用于在制造液晶显示装置中使用的液晶滴注设备的滴注工艺的基本概念的立体图。
如图6所示，通过使用超声波使液晶401振动，来按喷雾方式将液晶401滴注在基板602上。因此，可以按细微颗粒的形式将液晶401滴注在基板602的宽范围上。
基板602按预设速率沿X轴和Y轴方向移动，并且被指定为标号601的滴注设备按预设时间间隔滴注液晶401。因此，将液晶颗粒401a按喷雾方式滴注在基板602上，使得它们分布在基板602的宽范围上。
当然，可以假设基板602具有固定位置而仅滴注设备601沿X轴和Y轴方向移动，以使得可以按规定间距滴注液晶401。
然而，在此情况下，液晶颗粒401a的注入范围可能由于滴注设备601的移动而变化。这会导致液晶颗粒401a的滴注位置和滴注量的误差，因此，优选的是，将滴注设备601保持在固定位置处而使基板602移动。
如根据以上说明显见的，根据本发明的用于在制造液晶显示装置中使用的液晶滴注设备具有以下效果。
用于液晶显示装置的液晶滴注设备配备有振动能量提供装置，以向充入液晶容器中的液晶施加振动能量，从而使得能够按喷雾方式滴注液晶。
由此，根据本发明，可以在基板的宽面积上将液晶按细微颗粒的形式滴注在基板上。这具有防止在基板上产生不希望的斑点的效果。此外，即使在对基板进行接合的过程中对液晶施加压力，也不会有在基板上产生不希望的斑点的风险，这是因为液晶颗粒分布在基板的宽范围上。
对于本领域的技术人员，很明显，可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下对本发明进行各种变化和修改。由此，本发明旨在覆盖本发明的这些变化和修改，只要它们落在所附权利要求及其等同物的范围内。
本申请要求于2005年12月30日提交的韩国专利申请No.P2005-134751的优先权，通过引用将其并入于此，如同在此对其进行全面阐述一样。

Claims (18)

1、一种用于在制造液晶显示装置中使用的液晶滴注设备，该液晶滴注设备包括：
液晶容器，其充有液晶，使得如果向所述液晶容器中供应气体则向所述液晶施加压力；
开闭装置，其用于将设置在所述液晶容器的下端处的液晶排放孔打开和封闭；以及
振动能量提供装置，其用于向所述液晶容器的内部提供振动能量。
2、根据权利要求1所述的液晶滴注设备，其中所述振动能量提供装置包括：
超声波发生器，其用于产生超声波；
转换器，其被设置在所述液晶容器中并适于将超声波转换成振动；以及
至少一个固定轴，其用于将所述转换器固定在所述液晶容器中。
3、根据权利要求2所述的液晶滴注设备，其中所述超声波发生器包括至少一个频率调节开关和电力通/断开关。
4、根据权利要求1所述的液晶滴注设备，该液晶滴注设备还包括用于容纳所述液晶容器的壳体。
5、根据权利要求4所述的液晶滴注设备，其中所述液晶容器是由聚乙烯形成的，并且所述壳体是由不锈钢形成的。
6、根据权利要求1所述的液晶滴注设备，其中所述开闭装置包括由磁性材料制成的垂直针，所述垂直针按可垂直移动的方式布置在所述液晶容器的内部。
7、根据权利要求6所述的液晶滴注设备，其中所述针的圆锥形下端被构造成插入到设置在所述排放孔处的针座中。
8、根据权利要求6所述的液晶滴注设备，其中围绕所述针的上端安装有弹性件，使得所述弹性件被布置在所述液晶容器的上方。
9、根据权利要求8所述的液晶滴注设备，其中所述弹性件是弹簧。
10、根据权利要求7所述的液晶滴注设备，其中所述针座的下端与喷嘴和喷嘴盖耦合。
11、根据权利要求1所述的液晶滴注设备，其中上壳体与所述液晶容器的顶部耦合，并且与所述上壳体连接有供气管。
12、根据权利要求11所述的液晶滴注设备，其中所述上壳体安装有具有间隙调节器的磁条。
13、根据权利要求12所述的液晶滴注设备，其中所述磁条由铁磁材料或软磁材料制成。
14、根据权利要求12所述的液晶滴注设备，其中在围绕所述磁条的外周处安装有电磁线圈。
15、根据权利要求1所述的液晶滴注设备，其中所述液晶是按喷雾方式施加的。
16、根据权利要求6所述的液晶滴注设备，其中所述振动能量供应装置包括：
超声波发生器，其用于产生超声波；
转换器，其被设置在所述液晶容器中并适于将超声波转换成振动；以及
至少一个固定轴，其用于将所述转换器固定在所述液晶容器中。
17、一种用于施加液晶的方法，该方法包括：
利用权利要求1的液晶滴注设备、通过利用超声波进行振动来将液晶喷到基板上。
18、一种用于施加液晶的方法，该方法包括：
利用权利要求6的液晶滴注设备将液晶喷到基板上。
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