CN100549787C - 用于使粒子带电的设备、用于散布粒子的设备 - Google Patents

用于使粒子带电的设备、用于散布粒子的设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于使间隔粒子带电的设备和一种用于利用前述设备对间隔粒子进行散布的设备。为了保持LCD的单元间隙，借助具有第一曲率的第一充电管使间隔粒子带有第一带电电压，并且借助具有第二曲率的第二充电管使间隔粒子带有第二带电电压，该第二带电电压的电平高得足以防止间隔粒子结团。这样，通过提高间隔粒子的带电电压，间隔粒子不会发生结团，从而防止了图像质量下降，并防止了间隔粒子的浪费。

Description

用于使粒子带电的设备、用于散布粒子的设备
技术领域
本发明涉及一种用于使间隔粒子(spacer)带电和散布间隔粒子的设备，更具体地，涉及一种使间隔粒子带电的设备和一种利用前述设备对间隔粒子进行散布的设备，该设备防止间隔粒子结团并均匀地散布间隔粒子。
背景技术
一般来说，通过控制液晶来显示图像的LCD(液晶显示器)采用间隔粒子来均匀地保持液晶单元之间的间隙。当没有在液晶中均匀散布间隔粒子或单元间隙不均匀时，显示质量将会下降。
具体讲，在制成TFT(薄膜晶体管)基板和滤色器基板之后，在TFT基板上形成密封线，作为液晶壁来密封液晶。间隔粒子是使用湿散布法或干散布法随机地散布在具有密封线的TFT基板上的。
所述湿散布法包括诸如将间隔粒子与异丙醇混合、在TFT基板上喷涂该混合物和使异丙醇蒸发这样的步骤。在蒸发了异丙醇之后，间隔粒子就留在了基板上。
所述干散布法包括诸如借助摩擦使间隔粒子带电和将带电的间隔粒子喷到TFT基板上这样的步骤，从而使间隔粒子定位在TFT基板上。
湿散布法和干散布法各自具有优缺点，但在这两种方法中，都不应造成间隔粒子彼此结团。当间隔粒子没有得到均匀散布时，将无法恒定地保持单元之间的间隙。
当单元间隙得不到均匀保持或者间隔粒子没有得到均匀散布时，必须再次重复进行散布过程，直到间隔粒子得到了均匀散布，从而增加制造工时，由于间隔粒子结团，会造成价格昂贵的间隔粒子的损耗和间隔粒子的极大浪费。
发明内容
本发明提供了一种用于使粒子带电的设备，该设备防止了粒子发生结团。
本发明提供了一种用于散布粒子的设备，该设备能够均匀地散布粒子。
根据本发明的一个方面，提供了一种用于使由流体带动的间隔粒子带有预定带电电压的设备，该装置包括：第一管，用于使所述间隔粒子带有第一带电电压并输出所述间隔粒子；和第二管，用于使从所述第一管输出的所述间隔粒子带有第二带电电压，所述第二管与所述第一管相连接，并具有线圈形状。
根据另一方面，提供了一种用于散布间隔粒子的设备，包括：间隔粒子馈送器，用于供给由流体运载的间隔粒子；第一管，用于使所述间隔粒子带有第一带电电压并输出所述间隔粒子；和第二管，用于使从所述第一管输出的所述间隔粒子带有第二带电电压，所述第二管与所述第一管相连接，并具有线圈形状；和支持件，用于支撑基板，从所述第二管输出的所述间隔粒子散布该基板上。
根据本发明的设备，通过提高间隔粒子的带电电压，使得间隔粒子不会结团，从而防止了图像质量的下降，并且防止间隔粒子的浪费和LCD成本的升高。
附图说明
通过参阅下面的详细说明同时结合图进行考虑，本发明的上述的和其它的优点将变得显而易见，其中：
图1示出LCD板的截面图，该LCD板具有通过根据本发明示范性实施例的、用于散布粒子的设备散布的粒子；
图2示出根据本发明示范性实施例的、用于使粒子带电的设备的概要视图；
图3是说明发生在TFT基板上的粒子结团现象的示意图；
图4示出根据本发明示范性实施例的、用于使粒子带电的设备的内部结构的截面图；
图5示出由图4所示的用于使粒子带电的设备得到的带电电压的变化过程的曲线图；
图6示出随图4中的用于使粒子带电的设备的缠绕匝数而变化的带电电压的曲线图；
图7示出随图4中的用于使粒子带电的设备的绕组直径而变化的带电电压的曲线图；和
图8示出根据本发明示范性实施例的用于散布粒子的设备的概要视图。
具体实施方式
图1示出LCD板的截面图，该LCD板具有通过根据本发明示范性实施例的、用于散布粒子的设备散布的粒子。
下文中，将“间隔粒子”定义为这样一种类型的粒子：由于在摩擦或碰撞的作用下失去或得到电子而具有电极性的粒子。间隔粒子具有直径为几个微米的球形形状。间隔粒子非常昂贵，因为间隔粒子非常难于生产，这是因为间隔粒子的直径为几个微米，并且同时，还要求间隔粒子之间几乎没有直径差。
图1中示出用在LCD的LCD板中的间隔粒子。
参照图1，LCD板190包括TFT基板170、液晶150、滤色器基板140、驱动模块(未示出)、间隔粒子300和封胶180。TFT 173包括沟道层173a、栅极电极173d、源极电极173f、漏极电极173g和用于隔离栅极电极173b与源极173f(或漏极电极173g)的绝缘层173b和173e。
尤其是，TFT基板170包括第一透明基板177、以矩阵形式布设在该第一透明基板177上的TFT 173和设置在第一透明基板177与TFT 173之间的保护层(blocking layer)172，该保护层172用于防止诸如钠离子之类的有害离子从第一透明基板177移动到TFT 173。
在保护层172上形成有像素电极174，并且该像素电极174与漏极电极173g电连接。源极电极173f通过数据线(未示出)接收电源电压，并且通过沟道层173a将施加给源极电极173f的电源电压提供给漏极电极173g。加到漏极电极173g上的电源电压提供给透明导电像素电极174。加到像素电极174上的电源电压的电平取决于加到源极电极173f上的电源电压的电平。
沟道层173a具有既可作为导电材料又可作为不导电材料的特性。为了使该沟道层173a作为导电材料工作，设置在沟道层173a上的栅极电极173d应当与沟道层173a绝缘，并且栅极电极173d应当接收电源电压。
在第一透明基板177上方形成有第一对准层175。该第一对准层175具有由摩擦辊(未示出)形成的第一对准槽176。
第二对准层130具有由摩擦辊形成的第二对准槽135。
滤色器基板140与TFT基板177组装在一起，安装在TFT基板177的上表面上。
具体来讲，滤色器基板140包括第二透明基板100、形成在该第二透明基板上的RGB彩色像素110、设置在RGB像素110和第二透明基板100上的共用电极120以及设置在共用电极120上的第二对齐层130。RGB像素110正对着TFT基板170的像素电极174。
在将滤色器基板140安装到TFT基板170上之后，在TFT基板170上形成密封线180，以括出有效显示区域(未示出)。在TFT基板170和滤色器基板140之间散布间隔粒子300，以致使其具有预定的分布状态。间隔粒子300维持着单元间隙(该单元间隙是滤色器基板140与TFT基板170之间的距离)，以均匀地形成夹在滤色器基板140与TFT基板170之间的液晶150的厚度。
要保持单元间隙均匀，间隔粒子不与其它的间隔粒子结团是很重要的。
为了防止间隔粒子300与其它间隔粒子结团，本发明中采用了一种如图2所示的间隔粒子充电设备200。
图2示出根据本发明示范性实施例的、用于使粒子带电的设备的概要视图；图3是说明发生在TFT基板上的粒子结团现象的示意图；图4示出根据本发明示范性实施例的、用于使粒子带电的设备的内部结构的截面图。
参照图2，间隔粒子充电设备200包括第一充电管210和第二充电管220。
对应于图2中所示的A-B的第一充电管210的两端是开放的。第一充电管210具有第一曲率并且包括接收间隔粒子的入口和输出间隔粒子的出口。下文中，将第一充电管210的入口和出口分别称为第一间隔粒子入口和第一间隔粒子出口。借助高速流过第一充电管210的流体，使间隔粒子从第一间隔粒子入口输入并从第一间隔粒子出口输出。
从第一间隔粒子出口输出的间隔粒子通过在穿过第一充电管210时失去或得到电子得以带电，从而具有如图5所示的第一带电电压V1。
该第一带电电压V1小于0.5伏。不过，如果将具有大约0.5伏的第一带电电压V1间隔粒子散布在TFT基板170上，这些间隔粒子还是会与其它的间隔粒子结团，因为该第一带电电压V1过于小于参考电压VR，该参考电压VR是足以防止间隔粒子结团的电压。
在间隔粒子具有第一带电电压之后，将这些间隔粒子散布在TFT基板170上时，这些间隔粒子将会频繁发生结团。带电电压的大小是很重要的因素。
在具有小的LCD板的LCD中，这些具有小于0.5伏的第一带电电压的间隔粒子不会发生“间隔粒子结团现象”。
不过，在具有大型或中型的LCD板的LCD中，“间隔粒子结团现象”仍然会发生，从而会由于不均匀的单元间隙造成很差的显示质量。
为了防止间隔粒子结团，必须与LCD的有效显示区域的大小成比例地增大间隔粒子的带电电压。
当将具有小于0.5伏的带电电压的间隔粒子散布在大尺寸的LCD上时，如图3所示，间隔粒子会与其它间隔粒子结团。在图3的“A”处显示了这些结团的间隔粒子。
当这些间隔粒子在TFT基板170上结团时，无法利用用户的手工方法将间隔粒子清除。这样，就必须对TFT基板170进行重新加工处理。
参照图2，借助第二充电管220，具有大约0.5伏的带电电压的间隔粒子可以得到第二带电电压，该第二带电电压要高于参考带电电压VR。
第二充电管220具有线圈形状，如图2和4所示。缠绕成线圈形状的第二充电管220使间隔粒子300的运动更加活跃，如图4所示。在穿过曲率远大于第一充电管210的曲率的第二充电管220时，间隔粒子300的运动得到了极大的激化。
因此，当间隔粒子300穿过第二充电管220时，间隔粒子300的带电电压增大。
图5示出由图4所示的用于使粒子带电的设备得到的带电电压的变化过程的曲线图。
如图5所示，穿过第二充电管220的间隔粒子300具有高于参考带电电压VR的第二带电电压V2。
为了使间隔粒子300带上高于参考带电电压VR的第二带电电压V2，除了要考虑第二充电管220的曲率外，还要考虑它的直径、缠绕匝数和绕组直径。
图6和7示出随图2中的第二充电管的缠绕匝数和绕组直径而变化的带电电压的曲线图。图6中，带电电压是使用第一和第二充电管210和220得到的，其中第一和第二充电管采用的是内径约为6mm的不锈钢管。
参照图6，当增大第二充电管220的缠绕匝数而不改变第二充电管220的直径时，间隔粒子300的带电电压分布表现为像二次方曲线一样的曲线。当第二充电管220的缠绕匝数大于至少二时，间隔粒子300的第二带电电压V2逐渐增大，并且当第二充电管220的缠绕匝数为大约20时，给出最大带电电压。当第二充电管220的缠绕匝数大于20时，间隔粒子300的第二带电电压V2降低，如图6所示。
因此，在本发明中，将内径为约6mm的第二充电管220的缠绕匝数限定在约13到22圈的范围之内。优选地，为了得到最大的带电电压，使用缠绕了超过20圈的第二充电管220。
可根据第二充电管220的内径改变这些缠绕匝数。当依据新装备改变第二充电管220的内径时，第二充电管220的缠绕匝数也应当重新设置，以便为穿过第二充电管220的间隔粒子300提供最大的带电电压。
参照图7，当增大第二充电管220的绕组直径时，间隔粒子300的第二带电电压逐渐降低。如果第二充电管220的直径为约6mm且绕组直径处于约20到24mm的范围之内，间隔粒子300可得到足以防止间隔粒子300结团的带电电压。
当第二充电管220的直径为约6mm时，很难将第二充电管220制作得绕组直径小于20mm。此外，当第二充电管220的直径为约6mm并且第二充电管220的绕组直径大于24mm时，间隔粒子的带电电压将小于参考电压VR。
如果第二充电管220具有约6mm的内径，那么必须将该第二充电管220缠绕得具有约20到24mm的绕组直径，以获得约5伏的最大带电电压。此外，如果将第二充电管220的内径变为小于或大于6mm的内径，那么必须相应于其内径重新设定其缠绕匝数。
如果第二充电管220内径为约6mm，那么第二充电管220应具有约20mm的绕组直径和20圈的缠绕匝数，以得到大于5伏的第二带电电压。
常规的间隔粒子300的带电电压小于0.5V，而本发明的间隔粒子300的带电电压是常规的间隔粒子300的带电电压的10倍。
结果，当间隔粒子按顺序穿过第一和第二充电管210和220时，可以使间隔粒子300带有足以防止间隔粒子300结团的第二带电电压V2。
下文中，将参照图8对用于散布间隔粒子的设备200进行介绍。
图8示出根据本发明示范性实施例的用于散布粒子的设备的概要视图。
参照图8，间隔粒子散布设备700包括间隔粒子馈送料500、第一充电管210、第二充电管220和支持体600。
间隔粒子馈送料500包括容器530、搅拌辊510和馈送辊520。具体地，容器530容纳着大量间隔粒子300。容纳在容器530中的这些间隔粒子300借助搅拌辊510进行搅拌。经搅拌辊510搅拌的间隔粒子300由馈送辊520收集。然后，由非挥发性气体携带着这些间隔粒子300并排到外部。
由馈送辊520收集到的间隔粒子300依次穿过第一和第二充电管210和220。
在穿过第一充电管210时，这些间隔粒子300带上了第一带电电压V1，并且在穿过了第二充电管220时，这些间隔粒子300带上了第二带电电压V2。作为示范性实施方式，该第二充电管220具有线圈形状。
为了增大间隔粒子300的第二充电电压，该第二充电管220为线圈形状，且其内径为约6mm、绕组直径处于20到24mm的范围之内，并且缠绕匝数为约13到24圈。
所述间隔粒子散布设备700还包括间隔粒子加速器400，其安装在第一和第二充电管210和220之间。该间隔粒子加速器400对供给第二充电管220的间隔粒子进行加速。为了这个目的，间隔粒子加速器400供应诸如氮气之类的非挥发性气体，以致间隔粒子300可以以很快的速度流过第二充电管220。
穿过第二充电管220的间隔粒子300带上高于参考带电电压VR的第二带电电压V2，如图5所示。
将带有第二带电电压V2的间隔粒子300均匀地散布到LCD板190的TFT基板170上。
依照本间隔粒子散布设备，通过增大间隔粒子的带电电压，间隔粒子彼此之间不会发生结团，从而防止了由不均匀单元间隙造成的图像质量下降、防止了由于重复处理间隔粒子造成的生产间隔粒子的工时增加。而且，由于间隔粒子得到了均匀地散布，所需的间隔粒子数量也得以减少。
上面已经参照示范性实施例对本发明进行了介绍。不过，很显然，对本领域的技术人员而言，根据前述的说明，各种修改和变化将是显而易见。因此，本发明包含了所有这些可选修改和变化，只要它们落在所附的权利要求书的思想和范围之内。

Claims (4)

1、一种用于散布液晶设备所采用的间隔粒子的设备，包括：
间隔粒子馈送器，用于供给由流体运载的间隔粒子；
第一管，用于使所述间隔粒子带有第一带电电压并输出所述间隔粒子；和
第二管，用于使从所述第一管输出的所述间隔粒子带有比第一带电电压高的第二带电电压，所述第二管与所述第一管相连接，并具有线圈形状，其中所述第二带电电压高于防止间隔粒子结团的参考电压；
设置在第一管和第二管之间的间隔粒子加速器，其中该间隔粒子加速器对输出到第二管的间隔粒子的速度进行加速；和
支持件，用于支撑基板，从所述第二管输出的所述间隔粒子被散布于该基板上，其中间隔粒子馈送器包括：
容器，用于容纳所述间隔粒子；
搅拌辊，用于对所述容器内的所述间隔粒子进行搅拌；和
馈送辊，用于收集间隔粒子并将间隔粒子馈送到第一管。
2、根据权利要求1所述的设备，其中所述第二管具有约为6mm的内径，将所述第二管缠绕13到24圈，并且将所述第二管缠绕为具有20到24mm的绕组直径。
3、根据权利要求1所述的设备，其中从所述第二管输出的所述间隔粒子带有高于0.5伏且低于或等于5伏的带电电压。
4、根据权利要求1所述的设备，其中所述间隔粒子加速器包括与所述第一管相连接的气体供应管，用于为所述第一管供应非挥发性气体。
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Granted publication date: 20091014