CN101551256A - 密封剂配送器及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于密封剂配送器的传感器，包括：光发射部件，用于发射激光束；光接收部件，用于接收激光束；以及围起部件，支撑并围住光发射部件和光接收部件，所述光发射部件与光接收部件限定一个开口，激光束在由通过所述开口的中心轴线穿过的平面上被反射。其中密封剂配送器包括：其上安装有基板的工作台，喷嘴，与喷嘴相耦合的注射器。所述光发射部件与所述光接收部件安装在相对于注射器的下部的相对侧，用于测量基板的主平面与喷嘴的出口之间的垂直距离。

Description

密封剂配送器及其控制方法
本申请为2005年5月12日向中国国家知识产权局提交的名称为“密封剂配送器及其控制方法”的第200510069232.3号专利申请的分案申请。
技术领域
本发明一般涉及密封剂配送器，更具体地，涉及一种用于更精确地在基板上施加(配送)密封剂的密封剂配送器及其控制方法。
背景技术
通常，与使用阴极射线管(CRT)的传统图像显示设备相比，液晶显示器(LCD)更轻并且在体积上更小。因此，随着近年来的跨越性发展，LCD已经广泛地应用于许多显示设备(例如计算机监视器和电视(TV))中。
对于LCD，在其上基板和下基板之间有一定的间隙，并且在间隙中填满了液晶。为了能让LCD在最优状态下工作，上下基板的单元间隙应该保持一致。另外，为了防止向间隙配送过多的液晶或者填充不足，使密封上下基板的密封剂涂层具有良好的定位精度、并对施加到基板的涂层量进行适当控制是非常重要的。这是因为如果单元间隙不均匀或者如果液晶施加得过多或者不足，则LCD的整个屏幕的屏幕均匀性会下降。
用于密封下基板和上基板之间的间隔的密封剂不仅可维持均匀的单元间隙，而且可密封上基板和下基板。
通过密封剂配送器将密封剂施加到基板上。密封剂配送器包括可安装基板的工作台和配有用于排出密封剂的喷嘴的头单元。
在此，喷嘴相对基板移动，并且将指定形状的密封剂施加到基板上。换言之，喷嘴可在X轴和Y轴方向相对基板移动，并且将密封剂施加到基板上。另外喷嘴可以在Z轴方向移动以便调整相对基板的高度。
图1示出了现有技术的密封剂配送器的头单元。
如从图中可以看出的，密封剂配送器的头单元包括存储密封剂的注射器20和耦合到注射器20下部的、用于排出密封剂50的喷嘴32。
长棒型支架30在水平方向上与注射器20相连接，并且喷嘴安装在支架30的末端。并且，用于测量喷嘴32和基板10之间的垂直距离的距离传感器40安装在喷嘴32的附近。
更具体地，距离传感器40与装满密封剂的注射器20间隔开预定的距离(L)。在此，注射器20和距离传感器40因其各自的体积的缘故而必须平行安装。因此为了让与注射器相通的喷嘴尽可能地靠近距离传感器的焦点，注射器和喷嘴必须以“L”形安装。
通常，使用激光距离传感器作为距离传感器40。距离传感器的底表面上具有“^”形部分，其中一侧安装发射激光束46的光发射部件42，另一侧安装用于接收激光束46的光接收部件44。
在此，光发射部件42向基板发射激光束46，而光接收部件44接收从基板反射的激光束。这样，距离传感器40可测量基板10和喷嘴32之间的距离。
当激光束路径因为基板10的施加了密封剂的表面的柔性(flexure)而发生变化时，距离传感器测量光接收部件接收的激光束，并且将测量值发送给控制器(未示出)。
然而，现有技术的密封剂配送器具有下列问题。
首先，因为喷嘴和注射器间隔指定距离，所以密封剂的流动路径弯曲为“L”形。更具体地，距离传感器和相关密封剂配送器的注射器分开安装在头单元中，而且彼此保持指定的距离。这就是为什么密封剂的流动路径具有“L”的形状。
因此，现有技术的配送器需要高压来排出密封剂，并且高粘性的密封剂的使用受到了限制。
其次，根据现有技术的密封剂配送器，喷嘴安装在支架的下部，这样密封剂在基板上排出的位置和基板上的反射激光束的位置之间具有非常大的距离。因此距离传感器不能获得从实际排出密封剂的点到喷嘴之间的精确的垂直距离。
第三，因为现有技术的密封剂配送器中的密封剂的流动路径是“L”形，所以密封剂排出得相对较慢。因此不能清楚地知道密封剂配送开始和结束的位置。
发明内容
因此，本发明致力于一种基本上克服了由于现有技术的局限性和不利性而产生的一个或者多个问题的密封剂配送器及其控制方法。
本发明的一个目的是提供一种以低压配送密封剂为特征的密封剂配送器及其控制方法。
本发明的另一目的是提供一种高精度的密封剂配送器及其控制方法。
本发明的又一个目的是提供一种特征为通过增加被配送的密封剂的响应速度来精确地控制密封剂的配送位置和配送量的密封剂配送器及其控制方法。
将在下文的说明书中阐述部分本发明的其它优点、目的和特征，并且本技术领域的普通技术人员可部分地通过查看下文或者通过对本发明的实践而明了本发明的这些优点、目的和特征。通过所撰写的说明书和权利要求以及附图中指出的具体结构可实现并获得本发明的目的和其它优点。
为了实现这些目的和其它优点并且根据本发明的目的，如在本文具体而广义地描述的那样，提供了一种密封剂配送器，包括：其上可放置基板的工作台；用于在相对基板移动的同时配送密封剂的喷嘴；与喷嘴耦合的注射器，用于存储密封剂；和安装在注射器的下部的两侧的距离传感器，用于测量基板的主平面和喷嘴出口之间的垂直距离。
优选地，所述距离传感器包括：光发射部件，用于向基板发射激光束；光接收部件，用于接收从基板反射的激光束；和传感器支撑部件，用于支撑所述光发射部件和所述光接收部件。
优选地，所述传感器支撑部件包括可让喷嘴通过的耦合开口。
更优选地，所述耦合开口设置在光发射部件和光接收部件之间。
优选地，注射器和所述喷嘴的出口具有基本上相同的中心轴线。
更优选地，从距离传感器发射的激光束的焦点、喷嘴、和注射器布置在同一轴线上。
优选地，距离传感器的光发射部件和光接收部件排列在沿着所述基板的主平面的直线上，并且光发射部件和光接收部件是合并为一体的。
优选地，所述基板和所述喷嘴之间的垂直距离保持为恒定值。
本发明的另一方面提供了一种密封剂配送器，包括：其上可放置基板的工作台；喷嘴，用于在相对基板移动的同时配送密封剂；距离传感器，用于测量基板的主平面和喷嘴的出口之间的垂直距离；和位置检测传感器，用于检测基板的主平面上的喷嘴的水平位置。
优选地，位置检测传感器和喷嘴分别位于基板的相对侧。
优选地，密封剂配送器还包括调整部件，用于调整存储密封剂的注射器的位置。
优选地，其中反射来自距离传感器的激光束的基板的主平面上的测量点位于沿着密封剂施加方向的喷嘴的前端。
更具体地，喷嘴和测量点彼此保持使激光束不干扰密封剂的最小距离。
本发明的又一方面，提供一种密封剂配送器的控制方法，该方法包括下列步骤：根据安装在基板下的位置检测传感器，设置基板的主平面上的喷嘴的水平位置；在安装在注射器的下部的两侧上的距离传感器中设置基板和喷嘴之间的垂直距离；并且将密封剂配送到设定的位置上。
优选地，用于设置喷嘴的水平位置的步骤包括下列子步骤：测量反射激光束的基板上的测量点和喷嘴之间的水平距离；以及确定所测量的水平距离是否落入了预定的允许范围内。
优选地，该方法还包括以下步骤：如果所测量的水平距离在所述允许范围之外，则修正喷嘴的水平位置。
优选地，用于设置基板和喷嘴之间的垂直距离的步骤包括以下子步骤：测量基板和喷嘴之间的垂直距离；以及确定所测量的垂直距离是否落入了预定的允许范围之内。
优选地，该方法还包括以下步骤：如果所测量的垂直距离在所述允许范围之外，则修正喷嘴和基板之间的垂直距离。
优选地，修正基板和喷嘴之间的垂直距离以保持恒定值。
优选地，注射器和用于将密封剂配送到基板的主平面的喷嘴具有基本上相同的中心轴线。
应该理解本发明的上述总体描述和下面的详细描述是示例性和解释性的，并且旨在提供所要求的本发明的进一步的解释。
附图说明
所包括的附图用于进一步理解本发明，其被并入并组成了本申请的一部分，示出了本发明的实施例，并且与说明书一起用来解释本发明的原理。在附图中：
图1是示出了现有技术的密封剂配送器的头单元的立体图；
图2是根据本发明的密封剂配送器的主要元件的主视图；
图3是沿着图2中的箭头A方向的主要元件的侧视图；
图4示出了通过位置检测传感器拍摄所检测的距离传感器的位置和喷嘴的位置；以及
图5是解释根据本发明的密封剂配送器的控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。
图2是示出了根据本发明的密封剂配送器的主要元件的主视图；图3是沿着图2中的箭头A方向的主要元件的侧视图；图4示出了通过位置检测传感器拍摄所检测的距离传感器的位置，和喷嘴的位置。
参照图2到图4，本发明的密封剂配送器包括：用于在与安装在工作台上的基板相对移动的同时排出密封剂的喷嘴130；与喷嘴130耦合的用于存储密封剂的注射器120；和安装在注射器120的下部的两侧的距离传感器140，用于测量从基板110的主平面到喷嘴130的出口的垂直距离。
用于存储密封剂的注射器120是内径在向下的方向上减少的圆锥形，并且垂直于基板110的表面安装。另外，喷嘴130耦合到注射器120的一端，并且喷嘴130的出口被安装为基本上与注射器120具有同一中心轴线。
注射器120中的密封剂150沿着直的流动路径流动并且从喷嘴排出。因此，可提高密封剂对控制密封剂的施加量的控制器的正压或者负压信号的响应速度，并且可将密封剂施加到基板的正确位置上。特别是，由于精确地设置了配送的开始点和结束点，所以可以显著地减少缺陷率。
距离传感器140包括：用于向基板110发射激光束的光发射部件142；用于接收从基板110反射的激光束的光接收部件144；和用于支撑光发射部件142和光接收部件144的传感器支撑部件145。
传感器支撑部件145安装在光发射部件142和光接收部件144的上方，环绕注射器120的下部。并且传感器支撑部件145配有位于光接收部件144和光发射部件142之间的耦合开口148，从而喷嘴130可穿过耦合开口148而位于光接收部件144和光发射部件142之间。
可选地，传感器支撑部件145可具有支撑光接收部件144的第一传感器支撑和支撑光发射部件142的第二传感器支撑。即，光接收部件144和光发射部件142分别安装在注射器的下部的两侧，并且安装有喷嘴的注射器的下部安装在光接收部件144和光发射部件142之间。
除了上述构成元件，本发明还包括头单元结构，其中从距离传感器发射的激光束的焦点、喷嘴、和注射器依次地设置在同一轴线上。
如图3中所示，距离传感器140的光发射部件和光接收部件、以及注射器120平行于基板的主平面排列。具体地，如果从图2中的箭头A的方向观看，距离传感器140绕着注射器的中心对称地安装。
优选地，距离传感器140的光发射部件142和光接收部件144结合为一体。然而，这仅仅用于解释的目的，本发明不限于此。因此，如上所述，可彼此分开地安装光发射部件和光接收部件，并在其间设置喷嘴。
距离传感器140测量喷嘴130与被施加密封剂150的基板110之间的垂直距离。为此，距离传感器140的光发射部件142向基板110发射激光束，并且光接收部件144接收从基板110反射的激光束。
如果基板110和喷嘴130之间的垂直距离因为基板110的表面上的柔性而发生变化，则从激光束反射的点起算的高度也变化。因此，不仅光接收部件144接收激光束的位置不同，而且激光束的相位也会变化。基于这些变化，距离传感器140可测量从喷嘴130到基板110的垂直距离。
将所测量的喷嘴130和基板110之间的垂直距离发送给控制器(未示出)。接着控制器(未示出)使喷嘴130和基板110彼此相对地移动，直到垂直距离为预定值。用于移动基板和喷嘴的驱动装置的示例(未示出)包括线性电动机和伺服电动机。
同时，如图2中所示，反射激光束146的基板110上的测量点112设置在距施加密封剂150的位置预定距离的位置上。如果测量点112和施加密封剂150的位置一致，则距离传感器140的距离测量会受到施加到基板110的密封剂150的干扰。因此重要的是将测量点112和喷嘴130分隔开至少使密封剂不会干扰激光束的最小的距离。此外，优选地，沿着施加密封剂的方向，测量点112位于喷嘴的前方。
然而，上述实施例仅是示例性的，并不限制本发明。有效地，测量点和施加密封剂的位置可位于预定的允许范围内。另外沿着施加密封剂的方向，测量点可位于靠近喷嘴的任何位置。
此外，位置检测传感器170安装在基板110的下方，检测喷嘴130和反射从距离传感器140发射的激光束的测量点之间的水平距离。准确地说，位置检测传感器170和喷嘴130位于相对基板110的相对侧。
虽然优选地使用照相机作为位置检测传感器170，但可使用能够检测喷嘴和测量点的位置的任何类型的传感器。
如图4中所示，通过位置检测传感器170拍摄到的画面175显示了喷嘴和测量点。
因为涂覆有密封剂150的基板110是透明玻璃，所以测量点112和喷嘴130投影在基板110上。因此位置检测传感器170将喷嘴130投影在基板110上的位置作为将施加密封剂150的位置，并且检测测量点112和喷嘴130之间的距离d。
如果测量点112和喷嘴130之间的距离d在预定的允许范围之外，则安装在头单元中的调整部件160调整与喷嘴耦合的注射器的位置。
实际上，调整部件160与注射器相连接并且精密地调整注射器的耦合位置。调整部件160包括可调整注射器120的耦合位置和角度的电动机。
可选地，如果喷嘴静止，可驱动支撑基板的工作台(未示出)来调整喷嘴和基板之间的水平距离。
图5是解释根据本发明的密封剂配送器的控制方法的流程图。下面将更详细地描述密封剂配送器的控制方法。
如图5所示，密封剂配送器的控制方法大致分为三个步骤：由位置检测传感器执行的第一设置步骤(S100)，用于设置或者指定喷嘴在基板的主平面上的水平位置；由距离传感器执行的第二设置步骤(S200)，用于设置基板和喷嘴之间的垂直距离；和密封剂配送步骤(S300)，用于向第一和第二步骤设置的位置配送或者施加密封剂。
在第一设置步骤(S100)中，当注射器下降时，与注射器耦合的喷嘴移近基板的表面。在此也允许喷嘴接触基板的表面。
接着，根据安装在基板下方的位置检测传感器对反射激光束的基板上的测量点和喷嘴的位置进行拍摄，以便检测测量点和喷嘴之间的水平距离(S110)。
一旦检测出喷嘴和测量点之间的水平距离，则确定测量的水平距离是否在预定的允许范围内(S130)。
在此，所述允许范围表示用户指定的、测量点和喷嘴之间的适当距离的范围。优选地，根据所使用的密封剂的类型和配送密封剂的压力/速度，设置不同的允许范围。
如果步骤S130中的第一确定结果表明测量点和喷嘴之间的距离在允许范围之内，则进行用于设置喷嘴和基板之间的垂直距离的第二设置步骤(S200)。
另一方面，如果测量点和喷嘴之间的水平距离在允许范围之外，则修正喷嘴的位置(S150)。在修正步骤中，安装在头单元中的调整部件修正注射器的位置以确保测量点和喷嘴之间的水平距离可落入允许范围内。在修正注射器的位置之后，优选地再次测量测量点和喷嘴之间的水平距离。
当完成了用于设置喷嘴在基板表面上的水平位置的第一设置步骤(S100)时，进入设置基板和喷嘴之间的垂直距离的第二设置步骤(S200)。
在第二设置步骤中(S200)，注射器的下部周围的距离传感器测量基板和喷嘴之间的垂直距离(S210)。因为与垂直距离的测量相关的处理已经在说明距离传感器的组成元件时进行了描述，所以在此不进行说明。
一旦测量出垂直距离，则作为第二确定步骤，确定所测量的垂直距离是否落入允许范围内(S230)。如果该第二确定步骤的结果表明垂直距离落入了允许范围内，则通过喷嘴的出口排出(或者配送)密封剂(S300)。
然而，如果第二确定结果表明垂直距离在允许范围之外，则修正喷嘴和基板之间的垂直距离(S250)。
在修正步骤S250中，与喷嘴耦合的注射器可相对于基板的表面垂直移动，或者是其它的方式的相对运动(即，基板可相对喷嘴垂直移动)。无论选择哪种方式，基板和喷嘴之间的垂直距离必须保持恒定值。
当喷嘴和基板之间的垂直距离通过修正落入了允许范围内时，通过喷嘴的出口排出(或者配送)密封剂(S300)。在密封剂配送步骤中(S300)，注射器和喷嘴在基本上绕同一轴线运动的同时排出密封剂。
该密封剂配送器及其控制方法具有下列优点。
首先，根据本发明的原理，密封剂和喷嘴具有基本上相同的轴线，这样密封剂的流动路径是直线，而这样就降低了排出(或者配送)密封剂所需的压力。这意味着可使用包括高粘性的各种类型的密封剂。
其次，其中反射激光束的基板上的测量点和施加密封剂的基板上的位置之间的距离被最小化，这样可更精确地施加密封剂。
第三，因为密封剂的流动路径是直线，所以可增加待配送的密封剂的响应速度。因此，可将准确量的密封剂施加到精确的位置上。特别地，通过更精确地设置配送的开始点和结束点，可显著减少缺陷率。
第四，通过将喷嘴和距离传感器之间的距离设置在允许范围内，可更准确地控制密封剂的施加，并且可容易快捷地替换注射器。
上述实施例仅是示例性的，并且不可理解为对本发明的限制。本技术可容易地应用于各种设备。本发明的描述旨在进行解释，而不是限制权利要求的范围。各种替代、改进、变型对于本领域的技术人员是显而易见的。
本申请要求2004年5月12日提交的韩国专利申请No.P2004-033395的优先权，通过引用并入其内容，如同在本文中完全阐述一样。

Claims (12)

1.一种传感器，包括：
光发射部件，用于发射激光束；
光接收部件，用于接收所述激光束；以及
围起部件，支撑并围住所述光发射部件和所述光接收部件，
其中所述光发射部件与所述光接收部件限定一个开口，所述激光束在由通过所述开口的中心轴线穿过的平面上被反射。
2.根据权利要求1所述的传感器，其中所述支撑部件设置在所述光接收部件和所述光发射部件的上方。
3.根据权利要求1所述的传感器，其中所述支撑部件上设置有耦合孔，所述耦合孔位于所述光发射部件与所述光接收部件之间。
4.根据权利要求1所述的传感器，其中所述支撑部件包括用于支撑所述光发射部件的第一支撑与用于支撑所述光接收部件的第二支撑。
5.根据权利要求1所述的传感器，其中所述光发射部件和所述光接收部件分开安装在所述支撑部件上。
6.根据权利要求1所述的传感器，其中所述光发射部件、所述光接收部件、以及所述支撑部件结合为一体。
7.根据权利要求1所述的传感器，其中所述传感器用于密封剂配送器，所述密封剂配送器包括：工作台，基板安装于其上，喷嘴，用于在相对于所述基板移动时配送密封剂，注射器，与所述喷嘴相耦合，用于存储所述密封剂，并且其中所述光发射部件与所述光接收部件安装在相对于所述注射器的下部的相对侧，用于测量所述基板的主平面与所述喷嘴的出口之间的垂直距离。
8.根据权利要求7所述的传感器，其中所述支撑部件设置在所述光发射部件与所述光接收部件的上方并具有耦合孔，用于使所述喷嘴穿过所述耦合孔而安装在所述光发射部件与所述光接收部件之间。
9.根据权利要求7所述的传感器，其中所述注射器与所述喷嘴的出口具有基本上相同的中心轴线，该中心轴线与通过所述开口的所述中心轴线相平行。
10.根据权利要求9所述的传感器，其中所述注射器和所述喷嘴的出口的中心轴线与通过所述开口的所述中心轴线相重叠。
11.根据权利要求7所述传感器，其中所述光发射部件发射的激光束的焦点、所述喷嘴、和所述注射器依次布置在同一轴线上。
12.根据权利要求7所述的传感器，其中所述光发射部件、光接收部件的投射点，与所述注射器在所述平面上对齐于一条直线上。
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