CN1797087A - 能够测量液晶剩余量的液晶分配装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶分配装置，其包括一个包含液晶材料的液晶材料容器；用于从该液晶材料容器中吸取液晶材料并且排出所吸取的液晶材料的排料泵；用来分配所排出的液晶材料的喷嘴；和用来测量液晶材料容器中剩余的液晶材料的重量的测重设备。该测重设备通过测量该容器中的剩余液晶材料的重量来实时检查容器中剩余的液晶材料的量。

Description

能够测量液晶剩余量的液晶分配装置

技术领域

本发明涉及液晶分配装置，尤其是一种能够有效地利用液晶材料的液晶分配装置，其依靠实时测量液晶材料容器中所包含的液晶材料的重量来实时检查该容器中的液晶剩余量。

背景技术

随着各种便携式电子设备例如移动电话，个人数字助理(PDA)，笔记本电脑等等连续地发展，具有紧凑结构，轻重量，低功耗特性的各类平板显示设备例如液晶显示器(LCD)，等离子体显示面板(PDP)，场致发光显示器(FED)和真空荧光显示器(VFD)也在连续不断地发展。LCD由于其易于驱动以及出色的显示图象的能力而得到广泛使用。

LCD设备是一种利用折射率各项异性在屏幕上显示信息的设备。如图1所示，LCD设备1通常包括一个下基板5，一个上基板3和一个形成于其间的液晶层7。下基板5(也即驱动设备阵列基板)包括多个像素(未示出)，每个像素都形成有驱动设备(例如薄膜晶体管(TFT))和像素电极。上基板3(也即滤色片基板)包括用于显示颜色的滤色片层以及公共电极。在下基板5和上基板3上都形成有用来使液晶层7的液晶分子定向的定向层。

下基板5和上基板3由设置在它们周边区域的密封材料9粘附在一起，并且液晶层7限定于该周边区域所规定的区域内。通过使驱动设备在像素电极和公共电极之间产生电场来控制像素的光透射特性。所产生的电场使液晶层7的液晶分子重新定向，从而显示画面。

图2示出现有技术中制造LCD设备的方法的流程图。参照图2，上述现有技术中制造LCD设备的方法通常包括三个子工艺：TFT阵列基板形成工艺；滤色片基板形成工艺；和液晶单元形成工艺。

在步骤S101进行TFT阵列基板形成工艺，由此在下基板5(例如玻璃基板)上形成限定像素区域阵列的多条栅线和数据线。TFT与每个像素区域内的栅线和数据线相连，且像素电极与该薄膜晶体管相连，以根据该薄膜晶体管所施加的信号驱动随后所提供的液晶层。

在步骤S104进行滤色片工艺，由此在上基板3(也即玻璃基板)上形成用于实现预定颜色的R，G和B滤色片层以及公共电极。

在步骤S102和S105中，在下基板5和上基板3两者的整个表面都形成定向层。随后，对该定向层进行摩擦，以在液晶层7的液晶分子内产生预定的表面锚定(anchoring)特性(也即预倾角和对准方向)。

在步骤S103中，将衬垫料(spacer)分散到下基板5上。在步骤S106中，将密封材料印刷在上基板3的周边区域。在步骤S107中，将下基板5和下基板3按压并且粘合在一起(也即组装)，而在步骤S103中所分散的衬垫料确保了在所组装的下基板5和上基板3之间形成的盒间隙(cell gap)均匀一致。

在步骤S108中，将由所装配的上基板5和下基板3形成的大的玻璃基板切割成单位面板。具体地，每个下基板5和上基板3包括多个单位面板区域，在每个区域内形成有各自的TFT阵列和滤色片。

在步骤S109中，将液晶材料通过密封材料中限定的液晶注入孔注入每个单位面板的盒间隙中。在每个盒间隙完全填充了液晶材料后，将该液晶注入孔密封。然后在步骤S110中，对填充且密封的单位面板进行测试。这里，所述注入是通过压力差完成的。

图3示出了一个用于制造现有技术的LCD设备的现有技术的液晶注入系统。

参照图3，将装有一批液晶材料14的容器12放进与真空泵(未示出)相连的真空室10中。随后，采用单位面板装卸设备(未示出)将如上参照图2所述形成的单位面板1布置在该容器12的上部。接着，操作真空泵，将真空室10内的压力减小到一个预定的真空态。然后由单位面板装卸设备放低单位面板1，使得液晶注入孔16与这批液晶材料14的表面接触。在形成这个接触之后，通过液晶注入孔16就可以汲取容器12中所装的液晶材料14，并且液晶材料14进入单位面板1的盒间隙中。因此上述注入方法通称为浸渍注入法。

在形成接触后，通过将氮气(N2)泵入真空室10，由此增大真空室10内的压力，就可以增大将液晶材料14汲取到单位面板1的盒间隙中的速度。随着真空室内压力的增大，在单位面板1的盒间隙和真空室10内部之间产生压力差。因而，能够将更多的装在容器12中的液晶材料14注入单位面板1的盒间隙内，并且以增大的注入速度进行。如上所述，一旦液晶材料14完全充满单位面板1的盒间隙，就将注入孔16用密封剂密封，因此注入的液晶材料14就密封在单位面板1内。因此上述注入法通称为真空注入法。

不考虑它们的有用性，前述的浸渍和真空注入法因几个原因而存在问题。

首先，根据浸渍/真空注入法，将液晶材料14完全充满单位面板1的盒间隙所需要的总的时间量可能相对较长。具体地，单位面板1的盒间隙的厚度仅仅是几微米宽。因此，在每单位时间内仅仅能够将少量的液晶材料14注入到单位面板1中。例如，将液晶材料14完全注入到15英寸的液晶显示面板的盒间隙中可能要花费8小时，由此降低了制造LCD设备的效率。

其次，与实际注入到单位面板1的相对少量的液晶材料14来说，前述浸渍/真空注入法需要过量的液晶材料14。因为容器12所装的液晶材料14暴露于大气或者在将单位面板1装载进和卸载出真空室10期间的某些其它处理气体中，容器12所装的液晶材料14易于受到污染。因此，必须要将未注入的液晶材料14丢弃，由此降低了昂贵的液晶材料的利用效率，增加了制造单位面板1的成本。

发明内容

因而，本发明涉及一种分配液晶材料的装置和方法，其基本上克服了由于现有技术的局限性和缺点带来的一个或者多个问题。

本发明的一个优点在于提供了一种液晶分配装置及其分配方法，其能够将液晶材料直接分配到包括至少一个液晶面板的大玻璃基板上。

本发明的另一优点在于提供了一种液晶分配装置，其能够在分配液晶材料期间通过实时测量剩余的液晶材料的重量来检查剩余于液晶材料容器中的液晶材料的量。

为了实现与本发明的目的相符的这些和其它优点，如这里所具体并且广义地描述的，本发明提供了一种液晶分配装置，包括：装载液晶材料的液晶材料容器；用于从该液晶材料容器中吸取液晶材料以及将吸取的液晶材料排出的排料泵；用于将所排出的液晶材料分配的喷嘴；以及用于测量该液晶材料容器中剩余的液晶材料的重量的测重装置。

该排料泵包括：具有吸料口和排料口的缸体；以及插在该缸体内的活塞，其下部具有一个槽，该活塞通过所述吸料口吸取液晶材料并且通过所述排料口排出液晶材料。所述测重设备测量放在其上的液晶容器的重量，其包括安装在固定单元的称重传感器。。

应该理解，前面概略性的描述和后面详细的描述是示例性和解释性的，目的是对所要求保护的本发明提供进一步的解释。本发明前述和其它的目的，特征，方面和优点将在下面结合附图所进行的具体描述中变得更加清楚。

附图说明

这些附图提供了对本发明的进一步的理解，它们与说明书相结合并且构成说明书的一部分，示出了本发明的实施例，和说明书一起用来解释本发明的原理。

在附图中：

图1示出现有技术LCD设备的截面图；

图2示出制造LCD设备的现有技术的方法的流程图；

图3示出用来制造现有技术LCD设备的现有技术的液晶注入系统；

图4示出根据本发明的液晶分配方法所制造的LCD设备；

图5A示出根据本发明的液晶分配方法制造LCD设备的概括性方法的流程图；

图5B示出在制造根据本发明的一个实施例的LCD设备中的分配液晶(LC)的方法的流程图；

图6示出一种液晶分配方法；

图7示出根据本发明所述的液晶分配装置的透视图；

图8示出根据本发明的液晶分配装置的分解透视图；

图9A示出根据本发明的液晶分配装置的液晶排料泵的透视图；

图9B示出液晶排料泵的分解透视图；

图10示出固定到一个固定元件的液晶排料泵的视图；

图11A到11D示出根据本发明的液晶排料泵的操作图；以及

图12示出了以一个增大的固定角固定到一个固定元件的液晶排料泵的视图。

具体实施方式

现在将详细地讨论本发明的实施例，其中的例子以附图示出。

为了解决与前述现有技术的浸渍/真空注入法相关的问题，提出了液晶分配法。根据该液晶分配法，可以通过将液晶材料直接分配到上基板或者下基板之一形成液晶层。随后，通过将上基板和下基板按压并且粘合在一起(也即装配上基板和下基板)，所分配的液晶材料就遍布在整个基板上。因而，采用液晶分配法可以比采用现有技术的浸渍/真空注入法更快地形成液晶层。此外，液晶分配法所消耗的液晶材料比现有技术的浸渍/真空注入法任一种都要少。

图4示出采用液晶分配法制造的LCD设备的截面图。

参照图4，在装配下基板105和上基板103之前，将液晶材料107以液滴形式直接分配到下基板105上。下基板105包括前述的TFT阵列基板，而上基板103包括前述的滤色片(CF)基板。可将液晶材料107分配在上基板103上。也即，采用液晶分配法可以将液晶材料分配到TFT基板上或者CF基板上。然而，当粘合两个基板的时候，其上已经分配了液晶材料的基板应该位于下面。

将密封材料109涂布在上基板103的周边区域。如上所述，当将基板按压并且粘合在一起的时候，分配的液晶材料107就遍布在下基板105和上基板103之间，形成具有基本均匀厚度的液晶层的LCD面板101。具体地，在本发明中，将液晶层107分配在下基板上，然后用密封材料109将下基板和上基板粘合在一起。

图5示出根据本发明的液晶分配法制造LCD设备的方法的流程图。

在步骤S200和S204，以TFT阵列基板形成工艺在下基板105上形成驱动设备例如TFT的阵列，以滤色片基板形成工艺在上基板103上形成滤色片。这两个工艺可以按照图2所示的现有技术制造方法来实施，并且是在大的玻璃基板上实施的，在该玻璃基板上形成多个面板区域。根据本发明所述的制造方法可以有效地用于至少大约100×1200mm²的玻璃基板，这比现有技术的制造方法的面积更大。

在步骤S201和S205，在下基板105和上基板103两者的整个表面上形成定向层，然后进行摩擦或者光定向(photo-align)。在步骤S202，将液晶材料直接分配到下基板105上所限定的的单位面板区域上。尽管此图中示出是将液晶分配到TFT阵列基板上的，但是应该理解，也可以将液晶分配到滤色片基板上。在步骤S203，测量液晶分配设备120中剩余的液晶。在步骤S206，将密封材料提供(例如印刷)在上基板103所限定的单位面板区域的周边区域。

在步骤S207，将上基板103和下基板105对准，随后按压并粘合在一起(也即装配)。一旦装配好上基板103和下基板105，所分配的液晶材料就均匀地遍布于上基板和下基板之间由密封材料所限定的区域内。

在步骤S208，将装配的上基板和下基板切割为多个单位LCD面板。最后，在步骤S209对单位LCD面板进行测试。

从上面讨论的来看，采用图5所示的液晶分配法制造单位LCD面板不同于采用图2所示的现有技术浸渍/真空注入法制造单位LCD面板。

具体地，如图2所示的现有技术的制造方法的工艺包括将液晶材料经由限定于密封材料内的液晶注入孔注入到预定的盒间隙中，之后密封该液晶注入孔。尽管图2中没有示出，但是一旦将液晶材料注入到单位面板的盒间隙中，单位面板1的外表面就会与装载于容器内的液晶材料14相接触，因此在盒间隙完全填充了所述液晶材料之后必须将其洗涤。

然而，图5所示的液晶分配工艺包括直接在基板上分配液晶材料，由此不需要形成任何后面的密封或者液晶注入孔。此外，因为是将液晶材料直接分配在基板上，所以不必对随后形成的LCD面板的外表面进行清洗，以除去液晶材料。因而，采用液晶分配法可以比采用现有技术的浸渍/真空注入法更简单地制造LCD面板。此外，液晶分配法具有比现有技术的浸渍/真空注入法更高的成品率。

为了采用液晶分配法制造LCD面板，分配位置(也即基板上将要分配的液晶材料的液滴的位置)和分配量(也即在每个液晶材料的液滴内的液晶材料的量)对于具有所需厚度的液晶层的形成影响很大。因为液晶层的厚度与LCD面板的盒间隙密切相关，由此必须精确控制分配位置和分配量，以避免制造出有缺陷的LCD面板。因而，本发明的原理提供一个液晶分配装置，其确保精确控制实际的分配位置和分配量，使之符合预定的分配位置和分配量。

图5B提供了一个对本发明一个实施例中的液晶分配法的更具体的图解。如图所示，在步骤S300，将液晶分配到玻璃基板上。该步骤与图5A中的步骤S202类似。在步骤S301，测量液晶分配设备中剩余的液晶。步骤S302提供所测值，以便能够对剩余LC的所测值和步骤S303中的参考值进行比较。如步骤S304所示，如果剩余液晶的所测值不小于参考值，那么可以进行下一个分配步骤S300。如果剩余液晶的所测值小于参考值，那么在步骤S305中就提供一个应该更换该液晶容器的标记。在步骤S306中更换该液晶容器，并且在步骤S307中继续分配液晶的操作。

图6示出根据本发明原理所述的液晶分配法。

参照图6，将液晶分配装置设在下基板105(例如玻璃基板)上方。此外，从该液晶分配装置120中分配液晶材料的液滴。

图7示出根据本发明原理的液晶分配装置的透视图，图8示出该液晶分配装置的分解透视图。

参照图7和图8，本发明的液晶分配装置120包括填充有液晶材料的圆柱形液晶材料容器123，其由容器固定单元122固定，并且包含在它的内部。

液晶材料容器123可以由聚乙烯形成。由于聚乙烯相对于液晶材料基本上是不活泼的，因此由聚乙烯形成的液晶材料容器123可以防止液晶材料与液晶材料容器123的侧壁发生化学反应。另外，因为聚乙烯是一种容易变形的材料，因此可以将容器制造成所需的形状。

然而，该液晶材料容器可以由金属材料例如不锈钢形成，并且可以在液晶材料容器123的内壁涂覆例如含氟树脂这样的材料，以防止液晶材料与液晶材料容器123的内壁发生化学反应。

在液晶材料容器123的上部设有一个供气管(未示出)，以将惰性气体(例如氖气)输入液晶材料容器123内没有被其中所包含的液晶材料占据的部分。该气体用来对液晶材料容器123加压，以便于将其中所包含的液晶材料分配到基板上。

参照图8，根据本发明的原理，在容器固定单元122的底部设有至少一个测重设备(天平)124(例如称重感应器)。该测重设备在将容器123放在其上由容器固定单元122固定的时候测量包含有液晶材料的液晶材料容器123的重量。因为将测重设备124设置为对于容器自身的重量指示零点，因此能够测量容器123中剩余的液晶材料的重量。然后，测重设备124将所测的重量转换为容量(volume)并且输出它的容量。

在容器123的下部设有液晶排料泵140。使用液晶排料泵140来将一定量的容器123中所包含的一定量的液晶材料分配到基板上。因此，在液晶排料泵140的相对两侧形成液晶吸料口147和液晶排料口148。在操作液晶分配装置120期间，液晶吸料口147把从容器123中吸入的液晶材料输送到液晶排料泵140。类似地，在操作液晶分配装置120期间，液晶排料口148把从液晶排料泵140排出的液晶材料输送到喷嘴150。

如图8所示，第一连接管126连接到液晶吸料口147。根据本发明的一个方面，可以通过插入第一连接管126将液晶吸料口147连接到第一连接管126。根据本发明的另一方面，可以经由一个连接装置(例如，螺丝等)将液晶吸料口147连接到第一连接管126。

在固定液晶材料容器123的容器固定单元122的底部中心形成一个孔(或者窗口)，由此将液晶材料容器123的下表面对外暴露。在第一连接管126的一侧形成一个空心销(例如注射针)128，并且在容器123的下部设有一个垫片(pad)(未示出)，其由高度可压缩材料形成并且能够形成气密密封(例如硅，丁基橡胶等)。将销128插入，穿过垫片进入容器123内。一旦插入销128，该垫片就挤压销128的外壁，从而防止液晶材料泄漏到销128的外面，并且包含于容器123内的液晶材料输送到液晶吸料口147。因为液晶吸料口147和容器123是通过上述销/垫片结构结合在一起的，因此可以简单地使液晶吸料口147与容器123连接以及分开。

液晶吸料口147可以与第一连接管126整体地形成。在这种情况下，在液晶吸料口147处形成销128，并且将该销穿过垫片直接插入液晶材料容器123，以便将容器123内的液晶材料输送到液晶吸料口147。因此，该结构可以得到简化。

连接到液晶吸料口147的第一连接管126可以不通过销/垫片结构连接到容器123，而连接到在该液晶容器147一侧或者上部形成的孔。在操作液晶排料泵140期间，液晶材料容器123内的液晶材料通过液晶吸料口147输送到液晶排料泵140。

在液晶排料泵140的下部设置一个喷嘴150。将喷嘴150通过第二连接管160连接到液晶排料泵140的液晶排料口148，以便把从液晶排料泵140中排出的液晶材料分配到基板上。

第二连接管160可以由不透明材料形成，也可以由透明材料形成。用透明材料形成第二连接管160的理由如下。

当液晶材料含有蒸汽的时候，不能精确地控制所分配的液晶材料的分配量。然而，液晶材料容器123所装的液晶材料可能在某些时候(at some point)包含蒸汽。另外，在液晶排料泵140处，蒸汽可能会引入到液晶材料中。既不能精确地控制蒸汽的存在以及蒸汽量，即使采用除蒸汽设备在将液晶材料分配到基板上之前又不能将其完全除去。因此，防止分配量得不到精确控制以及因此防止制造有缺陷的LCD面板的最好方法是当确定蒸汽存在的时候立即停止液晶分配装置的操作并且除去蒸汽。

因而，第二连接管160可以用透明材料形成，从而能够进行适宜的视觉上的观察，以确定液晶材料中所包含的蒸汽是否存在，防止制造出有缺陷的LCD面板。蒸汽可以通过肉眼观察，但也可以在第二连接管160的相对一侧设置第一传感器162(例如，光耦合器等)，以自动检测所排出的液晶材料内的蒸汽的存在情况。

在喷嘴150的两侧设有保护单元152，排出的液晶材料通过第二连接管160引入喷嘴内，该保护单元保护喷嘴150免受外部压力等。此外，在喷嘴150的保护单元152处设有第二传感器154，以检测从喷嘴150分配的液晶材料内的蒸汽的存在情况，和/或在检测喷嘴150表面所积累的液晶材料的存在情况。

当液晶材料在喷嘴150的表面上积累的时候，液晶材料的实际分配量可能会偏离预定量。因为液晶材料遍布整个喷嘴150，所以液晶材料作为液滴实际分配到基板上的量会少于预定量。此外，积累在喷嘴150表面的残留的液晶材料部分可能会分配到基板上，因而导致制造出有缺陷的LCD面板。因此，为了防止在喷嘴150的表面积累残留液晶材料，可以以任何适宜的方法(例如浸渍法，溅射法等)在喷嘴150的衬底上沉积与液晶材料形成大接触角的材料，也即疏水性材料例如含氟树脂等等。结果，通过给喷嘴150设置如氟树脂等材料，液晶材料就不会扩散到喷嘴150的表面，而是通过喷嘴150作为完整的液滴分配到基板上。

同时，将液晶排料泵140插入旋转元件157中。将旋转元件157固定到固定单元155并且连接到第一马达131。因此，当操作第一马达131的时候，旋转元件157旋转，结果，引起固定到该旋转元件157的液晶排料泵140运行。

因此，液晶排料泵140与棒状液晶容量控制元件134的一侧接触。在液晶容量控制元件134的另一侧形成一个孔，并且将传动轴(rotational shaft)136插入该孔中。在该孔和传动轴136的圆周形成螺旋，以便将液晶容量控制元件134耦合到传动轴136。另外，将传动轴136的一端连接到第二马达133，其另一端连接到控制杆137。

由液晶排料泵140分配的液晶材料量根据液晶材料排料泵140与旋转元件157之间的同定角(也即，将液晶排料泵140的一部分固定到旋转元件157的角度)改变。也即，液晶排料泵140的液晶容量根据该固定角改变。传动轴136或者在驱动第二马达133时自动旋转，或者在操作控制杆137时手动旋转。一旦旋转传动轴136，与传动轴136螺旋连接(screw-couple)的液晶容量控制元件134其一端就会沿着传动轴136的线形轴移动。根据液晶容量控制元件134一端的移动，施加到液晶排料泵140上的力就会改变，液晶排料泵140的固定角也因此改变。

因而，第一马达131运转，使得液晶排料泵140将来自液晶材料容器123的液晶材料分配到基板上，同时第二马达133运转，以控制固定角，且由此控制在液晶排料泵140运转时由该排料泵分配的液晶材料的量。

作为一个液滴分配的液晶材料的量是非常小的，并且在分配量方面的偏差也是非常小的。因此，必须精确控制液晶排料泵的倾斜角(也即固定角)的微小偏差，以控制液晶排料泵140的排料量。为了达到对固定角的这种精确控制，第二马达133可以采用由脉冲输入值操作的步进马达。

图9A示出液晶分配装置的液晶排料泵140的透视图。图9B示出该液晶排料泵的分解透视图。

参照图9A和9B，液晶排料泵140包括：外壳141，其中该外壳141包括液晶吸料口147和排料口148；连接到外壳141的盖子144，其上部包括一个开口；插在外壳141中的缸体142，用来传送从液晶容器123中吸取的液晶材料；密封盖缸体142的密封设备143；盖子144上部的○形环144a，用于防止液晶从液晶排料泵140中泄漏；穿过盖子144的开口插在缸体142中的活塞145，该活塞145在缸体142内上下旋转和活动，以通过液晶吸料口147和排料口148分别吸入和排出液晶材料。顶端146a设在活塞145的上部，且固定到旋转元件157(图8)，并且在顶端146a上设有一个横杆146b。该横杆146b插在并且固定在旋转元件157的孔(未示出)中。因而，当旋转元件157在第一马达131的作用下旋转的时候活塞145可以旋转。

在活塞145的端部形成有一个槽145a。槽145a占据活塞145的横截面面积不超过大约25％。槽145a可以通过旋转活塞145打开和关闭液晶吸料口147和液晶排料口148，从而通过液晶吸料口147和液晶排料口148吸入和排出液晶材料。

现在参照图10更具体地解释液晶排料泵140的操作。

图10示出固定到旋转元件157的液晶排料泵140的视图。

参照图10，液晶排料泵140的活塞145以预定的角度α(也即固定角)固定到旋转元件157。形成于活塞头部146a的横杆146b插到在旋转元件157内形成的孔159中，以便将活塞146连接到旋转元件157。在孔159内提供一个轴承(未示出)，以便活塞145的横杆146b可以相对于孔159前后并且左右运动。一旦启动第一马达131，旋转元件157就旋转，由此使连接(也即固定)到旋转元件157的活塞145旋转。

如果液晶排料泵相对于旋转元件157的固定角(α)也即活塞145相对于旋转元件157的固定角(α)是0°，则活塞145仅仅根据旋转元件157的旋转运动来旋转。然而，由于活塞相对于旋转元件157的固定角(α)基本上不是0°(也即，由于活塞是以一定的角度固定的)，因此活塞145根据旋转元件157的旋转运动旋转并且同时纵向运动。

活塞145在缸体142的内部空间旋转一个预定量并且向上运动，从而在缸体142内产生空隙(void)。在液晶吸料口147内的液晶材料被吸入缸体142的空隙内。活塞145在缸体内进一步旋转，活塞145就向下运动，将已经吸入到缸体142内的液晶材料排到液晶排料口148内。在前述吸入(或者抽吸)和排出操作中，通过活塞145的旋转，形成于活塞145上的槽145a打开和关闭液晶吸料口147和液晶排料口148。

现在参照图11A到11D更详细地描述液晶排料泵140的操作。

参照图11A到11D，装在液晶材料容器123内的液晶材料通过液晶排料泵140的四个冲程排泄到喷嘴150。图11A和11C示出交叉冲程(cross stroke)；图11B示出液晶吸料口147处的吸入冲程；图11D示出液晶排料口148处的排出冲程。

参照图11A，以一定固定角(α)固定于旋转元件157的活塞145根据旋转元件157的旋转而旋转。在图11A所示的交叉冲程中，活塞145将液晶吸料口147和液晶排料口148都关闭。

一旦将旋转元件157旋转大约45°，活塞145就在缸体142内旋转，以设置槽145a，而将液晶吸料口147开启(也即与液晶吸料口147是液体导通的)，如图11B所示。活塞145的横杆146b插在旋转元件157的孔159中，将旋转元件157连接到活塞145。因而，当横杆146b沿着旋转平面旋转的时候，活塞145根据旋转元件157的旋转运动而旋转。

因为活塞145是以一个预定的固定角固定到旋转元件157上并且横杆146b沿着旋转平面旋转，所以活塞145根据旋转元件157的旋转运动向上运动，而在固定的缸体下面留下一个空间。因而，液晶材料就由槽145a穿过液晶吸料口147吸进缸体142的这个空间。

在开始了吸入冲程后(也即在液晶吸料口147打开后)，液晶材料的吸入过程一直继续，直到旋转元件157再旋转大约45°而开始了如图11C所示的交叉冲程为止(也即，直到液晶吸料口147关闭为止)。

参照图11D，进一步旋转该旋转元件157，活塞145向下运动并且在缸体142内旋转，从而将槽设置为打开液晶排料口148的状态(也即与液晶排料口148处于液体导通状态)。一旦槽145a的设置使得液晶排料口148处于打开状态，液晶材料就从缸体142和槽145a中经过液晶排料口148排出(排出冲程)。

如上所述，液晶排料泵140重复四个连续的冲程(也即第一交叉冲程，吸入冲程，第二交叉冲程，和排出冲程)，将装在也即材料容器123内的液晶材料排到喷嘴140。

由液晶排料泵140排出的液晶材料量可能会根据活塞145上下运动的程度而改变。这里，活塞145运动的程度受到将液晶排料泵140固定到旋转元件157的固定角的控制。

图12示出液晶排料泵140以预定角β固定到旋转元件的视图。

如上参照图10所描述的，图10所示的液晶排料泵140是以固定角α固定到旋转元件157上的。然而，如图12所示，液晶排料泵140是以固定角β固定到旋转元件157上的，其中β＞α。因而，图12所示的活塞145相对于旋转元件157的上升程度比图10所示的活塞145的上升程度要大。因而，随着固定角的增大，活塞向上运动的程度增加，由此增加了吸入到缸体142的液晶材料的量。这也意味着排出的液晶材料的量可以由固定角来控制。

根据本发明的另一方面，固定角由图7所示的液晶容量控制元件134控制。液晶容量控制元件134通过驱动第二马达133而运动。因此，液晶排料泵140的固定角可以通过控制第二马达133来控制。

或者，可以通过手动调节控制杆137的角度来控制固定角。然而，这个方法存在问题：由于不可能进行精确的调节，因此要花费长时间来完成该调节过程，因而必须要中断液晶排料泵的操作。因而，最好通过第二马达133来控制液晶排料泵140的固定角。

液晶排料泵140的固定角是由传感器139例如线形变化差动变压器来测量的。如果固定角超过了预定角，传感器139给用户发出一个警报，以防止液晶排料泵140遭受损坏。

在液晶分配装置120中，在液晶排料泵140运转后，液晶容器123内的液晶材料的量随着液晶材料分配到基板上而减少。在分配液晶材料的操作期间，操作员应该检查在液晶材料容器123中的液晶材料剩余量。现在更具体地解释其中的理由。

液晶分配装置的液晶材料容器123填充的是一定限量的液晶材料。因此，在将一定量的液晶材料分配到预定数量的基板上后，应该将容器123再次填充液晶材料。然而，液晶材料分配到基板上不一定是预定量的。由于各种因素，分配的液晶材料量可能会微小地变化，这使得分配的液晶材料的实际量较大地偏离预定量。例如，如果分配的液晶材料的实际量大于预定量，则最后分配到多个基板中的一个基板上的液晶材料可能会小于预定量。如果分配到一个基板上的液晶材料的量小于预定量，则常黑模式的LCD设备在黑色亮度方面存在问题，而常白模式的LCD设备在白色亮度方面存在问题。

与此相反，如果分配的液晶材料的实际量小于预定量，则当分配操作完成的时候，有过量的液晶材料残留在液晶材料容器123中。因为当再次填充液晶材料到容器中的时候，容器123中所残留的液晶材料可能会暴露于空气中，并且与空气中的成分(特别是潮气)反应，所以应该将残留的液晶材料抛弃。特别是，如果液晶材料的残留量大于分配的液晶材料的预定量，那么抛弃液晶材料可能成为在制造LCD设备中降低成本的一个障碍。

因而，即使设定了分配到基板上的液晶材料的量，操作员还是应该通过检查液晶材料容器123中剩余的液晶材料的量来防止价格不菲的液晶材料被抛弃。

另外，因为液晶分配装置120中的液晶材料容器123通常是由不透明的材料(例如不锈钢，聚乙烯，等等)制成的，所以对于操作员来说，依靠肉眼检查容器123中剩余的液晶材料量是不可能的。此外，尽管可以进行可视的监测，但是实时地检查容器123中剩余的液晶材料量也是不可能的。

然而，本发明通过提供一种具有测重设备124的液晶分配装置而解决了这些问题。分配到基板上的液晶材料具有特定的密度值。因而通过测量在液晶材料容器123内的液晶材料的重量，就可以算出残留的液晶材料的体积。

参照图7和图8，本发明中所采用的测重设备124设在容器固定单元122处，其上放置液晶材料容器123，并且设定没有装液晶材料的空容器123的指示值为零。因而，测重设备124所测得的容器123的重量代表在容器123内剩余的液晶材料的重量。另外，有一个输出单元(未示出)连接到测重设备124，以便输出所测得的剩余液晶材料的重量，并且用户将测得的重量转换为体积，以此检查液晶材料的剩余量。这里，通过将分配的液晶材料的密度输入该输出单元，该输出单元就可以在将该测得的液晶材料的重量转换为体积而输出液晶材料的体积。

至此，如所描述的，在本发明中，液晶分配装置装有一个用来测量剩余的液晶材料的重量的测重设备。因而，能够在分配液晶材料期间对液晶材料容器内剩余的液晶材料的量进行检查。结果，液晶材料可以得到有效的使用，并且可以避免昂贵的液晶材料的浪费。此外，可以有效地避免因不够足量的液晶材料而导致制造出有缺陷的LCD面板。

在上面的描述中，在固定液晶材料容器123的容器固定单元122处设有一个用来测量液晶材料107的重量的测量设备即测重设备，其测量容器123内的残留的液晶材料的量。然而，这样的结构仅是本发明的一个例子，本发明不限于此。对本领域普通技术人员来说，显然，在不脱离本发明的精神或者要旨的前提下，本发明可以进行各种修改和变化，例如，采用了位于不同位置的不同的机械测重设备，电磁测重设备或者光学测重设备的LCD设备。因而，本发明意欲囊括该发明的这些修改和变化，只要他们位于所附权利要求及其等效权利要求的范围内。

Claims (33)

1.一种液晶分配装置，包括：

装载液晶材料的液晶材料容器；

用于从所述液晶材料容器中吸取液晶材料以及将吸取的液晶材料排出的排料泵；

用于分配所排出的液晶材料的喷嘴；和

用于测量所述液晶材料容器中剩余的液晶材料的重量的测重装置。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于，所述排料泵包括：

具有吸料口和排料口的缸体；和

插在所述缸体内且在其下部具有一个槽的活塞，所述活塞通过所述吸料口吸取液晶材料并且通过所述排料口排出液晶材料。

3.按照权利要求2的装置，还包括一个固定所述排料泵的固定单元。

4.按照权利要求3的装置，其特征在于，所述固定单元包括一个旋转元件，其固定到所述排料泵的活塞并且使活塞旋转。

5.按照权利要求4的装置，其特征在于，所述活塞包括一个横杆，而所述旋转元件包括一个孔，使得所述横杆与孔结合，将所述活塞固定到所述旋转元件。

6.按照权利要求5的装置，其特征在于，所述横杆是可旋转地插在所述孔中的。

7.按照权利要求4的装置，其特征在于，所述排料泵的液晶容量取决于所述活塞固定到所述旋转元件的固定角。

8.按照权利要求7的装置，其特征在于，所述液晶容量随着所述固定角的增大而增加。

9.按照权利要求1的装置，还包括一个用来控制由所述排料泵排出的液晶材料的量的液晶容量控制元件，并通过改变其与所述排料泵接触的排料泵的固定角来实现控制。

10.按照权利要求9的装置，还包括：

用来驱动所述液晶容量控制元件的马达；和

结合到所述液晶容量控制元件并且因驱动所述马达而旋转从而线性移动液晶容量控制元件的传动轴。

11.按照权利要求10的装置，其特征在于，所述马达是子马达。

12.按照权利要求10的装置，其特征在于，所述马达是步进马达。

13.按照权利要求10的装置，其特征在于，还包括一个设在所述传动轴端部的控制杆，用来手动控制所述液晶容量控制元件。

14.按照权利要求1的装置，其特征在于，还包括：

用于将所述容器和所述排料泵连接起来的第一连接管；和

设在第一连接管末端的空心销，其中液晶材料被吸进所述空心销。

15.按照权利要求14的装置，其特征在于，所述容器设有垫片，所述销插入穿过所述垫片，并且所述垫片对所述销进行挤压，防止液晶材料沿所述销泄漏出去。

16.按照权利要求15的装置，其特征在于，所述垫片是由弹性材料形成的。

17.按照权利要求16的装置，其特征在于，所述弹性材料是硅橡胶和丁基橡胶其中之一。

18.按照权利要求1的装置，还包括第一连接管，它将所述液晶容器中的孔与所述液晶排料泵连接起来。

19.按照权利要求18的装置，其特征在于，所述孔位于所述液晶容器的一侧。

20.按照权利要求19的装置，其特征在于，所述孔位于所述液晶容器的上部。

21.按照权利要求1的装置，还包括将所述排料泵和所述喷嘴连接起来的第二连接管。

22.按照权利要求21的装置，其特征在于，所述第二连接管是由透明材料形成的。

23.按照权利要求21的装置，其特征在于，还包括设在所述第二连接管附近的第一检测单元，用来检测由所述排料泵排出的液晶材料内所包含的蒸汽的存在。

24.按照权利要求1的装置，其特征在于，还包括设在所述喷嘴附近的第二检测单元，用来检测所述喷嘴上所积累的液晶材料。

25.按照权利要求1的装置，其特征在于，还包括一个固定所述液晶材料容器的固定单元。

26.按照权利要求25的装置，其特征在于，所述测重设备设在所述固定单元处。

27.按照权利要求26的装置，其特征在于，所述测重设备包括至少一个称重传感器。

28.一种液晶分配装置，包括：

装载液晶材料的液晶材料容器；

将液晶材料从所述容器中释放出来的排泄设备；

用于分配所释放的液晶材料的喷嘴；和

用于测量所述液晶材料容器中剩余的液晶材料的重量的测重装置。

29.一种液晶器件的制造方法，包括：

提供第一和第二基板；

在所述第一和第二基板中至少一个基板上分配液晶材料；

粘合所述第一和第二基板；

其中，所述分配所述液晶材料的步骤包括：

提供液晶材料在容器中；

从所述容器中释放出所述液晶材料；

将所释放出的液晶材料分配到所述第一和第二基板中至少一个基板上；以及

测量所述容器中的液晶材料的量。

30.按照权利要求29的方法，其特征在于，所述测量所述液晶的量的步骤是在分配所释放的液晶之后进行的。

31.按照权利要求30的方法，其特征在于，所述测量所述容器中的液晶材料的量的步骤提供了一个所述容器内剩余的液晶的测量值，并且还包括：

将所述测量值和一个参考值进行比较；以及

如果所述测量值小于所述参考值则提供一个具有液晶的新容器。

32.按照权利要求30的方法，其特征在于，所述测量所述容器内的液晶材料的量的步骤提供了一个所述容器内剩余的液晶的测量值，并且还包括：

将所述测量值和一个参考值进行比较；以及

如果所述测量值小于所述参考值则将另外的液晶提供给所述容器。

33.按照权利要求30的方法，其特征在于，所述测量的步骤包括求出所述容器中液晶的重量。

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