DE102006054819A1 - Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung für ein Flüssigkristalldisplay - Google Patents

Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung für ein Flüssigkristalldisplay Download PDF

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Abstract

Es ist eine Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Flüssigkristalldisplays offenbart, die so konzipiert ist, dass sie einem in einen Flüssigkristallbehälter eingefüllten Flüssigkristall Schwingungsenergie zuführt, um es dadurch zu ermöglichen, den Flüssigkristall auf sprühende Weise aufzutropfen. Die Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung ist mit Folgendem versehen: einem Flüssigkristallbehälter, in den ein Flüssigkristall eingefüllt wird, damit auf diesen Flüssigkristall ein Druck ausgeübt wird, wenn ein Gas in den Flüssigkristallbehälter geliefert wird; einer Öffnungs- und Schließvorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Flüssigkristall-Auslasslochs, das am unteren Ende des Flüssigkristallbehälters vorhanden ist; und einer Schwingungsenergie-Zuführvorrichtung zum Zuführen von Schwingungsenergie in das Innere des Flüssigkristallbehälters.

Description

    • Priorität: Republik Korea. (KR) 30. Dezember 2005 10-2005-0134751
  • Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der am 30. Dezember 2005 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. P 2005-134751, die hiermit durch Bezugnahme so eingeschlossen wird, als sei sie hier vollständig dargelegt.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung für Flüssigkristalldisplays, und spezieller betrifft sie eine Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Flüssigkristalldisplays, die so konzipiert ist, dass sie auf einen in einem Flüssigkristallbehälter gefüllten Flüssigkristall Schwingungsenergie anwendet, um es dadurch zu ermöglichen, den Flüssigkristall auf sprühende Weise aufzutropfen.
  • Erörterung der einschlägigen Technik
  • Ein Flüssigkristalldisplay verfügt allgemein über zwei Substrate, die einander zugewandt miteinander verbunden sind, und eine zwischen den beiden Substraten ausgebildete Flüssigkristallschicht.
  • Die zwei Substrate werden unter Verwendung eines Abdichtungsmaterials so miteinander verbunden, dass zwischen ihnen ein regelmäßiger Raum ausgebildet wird. Die Flüssigkristallschicht, die zwischen den zwei Substraten ausgebildet ist, dient zum Steuern der Lichtmenge, die durch sie hindurchgestrahlt wird, wenn Flüssigkristallmoleküle in ihr durch Ansteuerungselemente angesteuert werden, die auf den jeweiligen Substraten ausgebildet sind, um dadurch die Funktion des Anzeigens von Information auszuüben.
  • Ein derartiges Flüssigkristalldisplay wird hauptsächlich durch ein Flüssigkristall-Einfüllverfahren und ein Flüssigkristall-Auftropfverfahren hergestellt.
  • Dabei werden beim Flüssigkristall-Einfüllverfahren zwei Substrate, die mit Ansteuerungselementen bzw. Farbfilterelementen versehen sind, unter Verwendung eines Abdichtungsmaterials mit einer Flüssigkristall-Einfüllöffnung unter Einhaltung eines regelmäßigen Abstands miteinander verbunden. Nach dem Aushärten des Abdichtungsmaterials werden die verbundenen Substrate als Tafeleinheiten zugeschnitten. Dann wird in den Raum zwischen den zwei Substraten durch die Flüssigkristall-Einfüllöffnung hindurch ein Flüssigkristallmaterial eingefüllt.
  • Um das Flüssigkristallmaterial, genauer gesagt, eine Flüssigkristalllösung in den Raum zwischen den zwei Substraten einzufüllen, werden als Erstes die miteinander verbundenen Substrate in einen Vakuumbehälter eingesetzt, um zwischen ihnen einen Unterdruck zu erzeugen. Danach wird die Flüssigkristall-Einfüllöffnung in einen Behälter eingeführt, in dem die Flüssigkristalllösung aufgenommen ist. Wenn in einem derartigen Zustand der Innendruck des Vakuumbehälters vom Unterdruck auf den Atmosphärendruck geändert wird, kann die Flüssigkristalllösung in den Raum zwischen den zwei Substraten eingefüllt werden. Nach Abschluss des Einfüllens der Flüssigkristalllösung auf die oben angegebene Weise wird die Flüssigkristall-Einfüllöffnung unter Verwendung einer geeigneten Abdichtung abgedichtet.
  • Andererseits wird beim Flüssigkristall-Auftropfverfahren als Erstes eine geeignete Menge an Flüssigkristall auf ein beliebiges der zwei Substrate aufgetropft. Danach werden die zwei Substrate unter Verwendung eines Abdichtungsmaterials miteinander verbunden. Nachfolgend wird ein Verfahren zum Herstellen eines Flüssigkristalldisplays unter Verwendung eines herkömmlichen Flüssigkristall-Einfüllprozesses unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
  • Die 1 ist eine schematische Ansicht zum Veranschaulichen eines herkömmlichen Flüssigkristall-Einfüllprozesses.
  • Wie es in der 1 dargestellt ist, ist ein Flüssigkristallbehälter 102, in dem ein Flüssigkristall 101 aufgenommen ist, fest in einem Vakuumbehälter 103 angeordnet. Wenn mehrere Tafeln 101, die miteinander verbunden sind und jeweils über eine Flüssigkristall-Einfüllöffnung verfügen, in den Vakuumbehälter 103 eingesetzt werden, wird der Innendruck in diesem auf einem Unterdruck gehalten, um zwischen den zwei Substraten jeder Tafel eine Vakuumatmosphäre zu erzeugen, während im Vakuumbehälter 103 verbliebene Feuchtigkeit und Luftblasen entfernt werden.
  • Anschließend wird, nachdem die Flüssigkristall-Einfüllöffnung jeder Tafel in den Flüssigkristall 101 eingetaucht oder mit ihm in Kontakt gebracht wurde, Stickstoffgas (N2) in den Vakuumbehälter 103 eingeleitet, um den Innendruck in ihm vom Vakuumzustand auf den Atmosphärendruckzustand zu ändern. In diesem Fall kann, da das Innere des Vakuumbehälters 103 auf Atmosphärendruck ist, jedoch der Raum zwischen den zwei Substraten jeder Tafel 104 immer noch auf dem Unterdruck gehalten ist, der Flüssigkristall 101 durch die Flüssigkristall-Einfüllöffnung auf Grundlage der oben beschriebenen Druckdifferenz in den Raum zwischen den zwei Substraten eingefüllt werden.
  • Wenn einmal der Flüssigkristall 101 vollständig in jede Tafel 104 gefüllt ist, wird ein Abdichtungsprozess zum Abdichten der Flüssigkristall-Einfüllöffnung ausgeführt, und schließlich werden alle Tafeln 104 gewaschen.
  • Beim oben beschriebenen Flüssigkristall-Einfüllprozess besteht jedoch ein Problem hinsichtlich einer übermäßig langen Zeit, die dazu erforderlich ist, den Flüssigkristall einzufüllen, da die Flüssigkristall-Einfüllöffnung in den Flüssigkristall eingetaucht werden und mit ihm in Kontakt kommen sollte, nachdem aufeinanderfolgend das Zuschneiden von Tafeleinheiten und das Erzeugen einer Vakuumatmosphäre zwischen den zwei Substraten jeder Tafel ausgeführt wurden. So leidet der herkömmliche, oben beschriebene Flüssigkristall-Einfüllprozess unter einer Beeinträchtigung der Produktivität.
  • Darüber hinaus besteht beim Herstellen eines großflächigen Flüssigkristalldisplays die Gefahr, dass der Flüssigkristall unvollständig in die Tafel eingefüllt wird, was zu fehlerhaften Erzeugnissen führt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Demgemäß ist die Erfindung auf eine Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung für Flüssigkristalldisplays gerichtet, die eines oder mehrere Probleme aufgrund von Einschränkungen und Nachteilen bei der einschlägigen Technik im Wesentlichen vermeidet.
    •
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Flüssigkristalldisplays zu schaffen, die so konzipiert ist, dass sie Schwingungsenergie unter Verwendung von Ultraschallwellen auf einen in einen zugehörigen Flüssigkristallbehälter gefüllten Flüssigkristall anwendet, um es dadurch zu ermöglichen, den Flüssigkristall auf sprühende Weise aufzutropfen.
  • Zusätzliche Vorteile, Aufgaben und Merkmale der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt, und sie werden teilweise dem Fachmann beim Studieren des Folgenden ersichtlich, oder sie ergeben sich beim Ausüben der Erfindung. Die Ziele und andere Vorteile der Erfindung können durch die Struktur realisiert und erreicht werden, wie sie in der schriftlichen Beschreibung und den zugehörigen Ansprüchen sowie den beigefügten Zeichnungen speziell dargelegt ist.
  • Um diese Ziele und andere Vorteile zu erreichen, und gemäß dem Zweck der Erfindung, wie sie realisiert wurde und hier umfassend beschrieben wird, ist eine Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Flüssigkristalldisplays mit Folgendem versehen: einem Flüssigkristallbehälter, in den ein Flüssigkristall eingefüllt wird, damit auf diesen Flüssigkristall ein Druck ausgeübt wird, wenn ein Gas in den Flüssigkristallbehälter geliefert wird; einer Öffnungs- und Schließvorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Flüssigkristall-Auslasslochs, das am unteren Ende des Flüssigkristallbehälters vorhanden ist; und einer Schwingungsenergie-Zuführvorrichtung zum Zuführen von Schwingungsenergie in das Innere des Flüssigkristallbehälters.
  • Es ist zu beachten, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung der Erfindung beispielhaft und erläuternd sind und dazu vorgesehen sind, für eine weitere Erläuterung der beanspruchten Erfindung zu sorgen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die beigefügten Zeichnungen, die enthalten sind, um für ein weiteres Verständnis der Erfindung zu sorgen, und die in diese Anmeldung eingeschlossen sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen mindestens eine Ausführungsform der Erfindung, und sie dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, das Prinzip der Erfindung zu erläutern. In den Zeichnungen ist Folgendes dargestellt.
  • 1 ist eine schematische Ansicht zum Veranschaulichen eines herkömmlichen Flüssigkristall-Einfüllprozesses;
  • 2 ist eine Schnittansicht zum Veranschaulichen der Konfiguration einer Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung für Flüssigkristalldisplays gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 3 ist eine perspektivische Ansicht zum Veranschaulichen des Grundkonzepts eines Auftropfprozesses unter Verwendung der Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung für Flüssigkristalldisplays gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 4 ist eine Schnittansicht zum Veranschaulichen der Konfiguration einer Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung für Flüssigkristalldisplays gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht zum Veranschaulichen der Konfiguration einer in der 4 dargestellten Schwingungsenergie-Zuführvorrichtung; und
  • 6 ist eine perspektivische Ansicht zum Veranschaulichen des Grundkonzepts eines Auftropfprozesses unter Verwendung der Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung für Flüssigkristalldisplays gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
    •
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Nun wird detailliert auf die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, die in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht sind. Wo immer es möglich ist, sind in allen Zeichnungen dieselben Bezugszahlen dazu verwendet, dieselben oder ähnliche Teile zu kennzeichnen.
  • Die 2 ist eine Schnittansicht zum Veranschaulichen der Konfiguration einer Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung für Flüssigkristalldisplays gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
  • Wie es in der 2 dargestellt ist, verfügt die Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Flüssigkristalldisplays gemäß der Erfindung über einen zylindrischen Flüssigkristallbehälter 202, in den ein Flüssigkristall 201 eingefüllt wird, und ein Gehäuse 203, das so konfiguriert ist, dass es den Flüssigkristallbehälter 202 aufnimmt.
  • Der Flüssigkristallbehälter 202 besteht aus Polyethylen und das Gehäuse 203 besteht aus rostfreiem Stahl. Da Polyethylen über hervorragende Formbarkeit verfügt, die dazu ausreicht, eine gewünschte Behälterform auf vereinfachte Weise auszubilden, und da es auch keine Reaktion zu Flüssigkristallen zeigt, wird es herkömmlicher Weise zum Herstellen eines Flüssigkristallbehälters 202 verwendet. Jedoch verfügt Polyethylen über geringe Festigkeit, und es zeigt daher die Tendenz, bei einem Schlag von außen leicht verformt zu werden. Wenn der Flüssigkristallbehälter durch einen äußeren Schlag verformt wird, ist es unmöglich, Flüssigkristall an einer genauen Position aufzutropfen. Daher muss der Flüssigkristallbehälter aus Polyethylen im Gehäuse aus rostfreiem Stahl hoher Festigkeit aufgenommen werden.
  • Der Flüssigkristallbehälter 202 ist in seinem Inneren mit einer vertikalen Nadel 204 versehen, die aus einem magnetischen Material besteht. Die Nadel 204 ist auf vertikal bewegliche Weise am Flüssigkristallbehälter 202 befestigt.
  • Genauer gesagt, hat die Nadel 209 die Form eines Stabs mit einem kegelförmigen unteren Ende, das so konfiguriert ist, dass es in eine Öffnung eingeführt wird, die in einem Nadelsitz 205 aus gebrochen ist, der am Boden des Flüssigkristallbehälters 202 vorhanden ist. Um das obere Ende der Nadel 204 herum ist ein elastisches Element 208, wie eine Feder, so installiert, dass sie am Flüssigkristallbehälter 202 angeordnet ist. Bei dieser Konfiguration kann sich die Nadel 204, nachdem sie nach oben bewegt wird, durch die Rückstellkraft des elastischen Elements 208 wieder nach unten in ihre ursprüngliche Position bewegen, wodurch das kegelförmige untere Ende der Nadel 204 so verschoben werden kann, dass es die Öffnung des Nadelsitzes 205 öffnet und schließt.
  • Mit dem unteren Ende des Nadelsitzes 205 sind eine Düse 206 und eine Düsenabdeckung 207 verbunden, die mit Öffnungen vorbestimmter Größen zum Auslassen des Flüssigkristalls 201 ausgebildet sind.
  • Die Düsenabdeckung 207 dient als Verbindungseinrichtung zum Befestigen der Düse 206 an einer festen Position. Die Düse 206 wird aus einer Anzahl von Düsen mit Flüssigkristall-Auslassöffnungen verschiedener Größen ausgewählt, die frei austauschbar sind, um die aufzutropfende Menge an Flüssigkristall 201 zu regulieren.
  • Mit der Oberseite des Flüssigkristallbehälters 202 ist ein oberes Gehäuse 213 verbunden, und mit diesem ist wiederum eine Gaszuführleitung 212 verbunden.
  • Das obere Gehäuse 213, das an der Oberseite des Flüssigkristallbehälters 202 angeordnet ist, ist mit einem Magnetstab 210 mit Spaltregulierung 211 versehen. Der Magnetstab 210 besteht aus einem ferromagnetischen Material oder einem weichmagnetischen Material. Um den Außenumfang des Magnetstabs 210 herum ist eine zylindrische Magnetspule 209 montiert. Die Magnetspule 209 ist mit einer Spannungsquelle (in der Zeichnung nicht dargestellt) verbunden. Wenn der Magnetspule 209 Strom zugeführt wird, er zeugt der Magnetstab 210 eine magnetische Kraft. Durch die Wechselwirkung mit der magnetischen Kraft kann demgemäß die Nadel 204 nach oben bewegt werden. Wenn dann die Zufuhr von Strom zur Magnetspule 209 unterbrochen wird, bewegt sich die Nadel 204 aufgrund der Rückstellkraft des elastischen Elements 208 in ihre ursprüngliche Position nach unten, wodurch der Flüssigkristall 201 an einer gewünschten Position aufgetropft werden kann.
  • Nun wird der Betrieb der oben beschriebenen Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Flüssigkristalldisplays gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
  • Als Erstes wird, wenn eine vorbestimmte Menge an Flüssigkristall 201 in den Flüssigkristallbehälter 202 gefüllt ist, Stickstoffgas durch die Gaszuführleitung 212 in den Flüssigkristallbehälter 202 geleitet. Hierbei besteht der Grund für das Zuführen von Stickstoffgas darin, den Innendruck im Flüssigkristallbehälter 202 auf einem regelmäßigen Wert zu halten. Wenn ein bestimmter Bereich im Flüssigkristallbehälter 202, in den kein Flüssigkristall 201 gefüllt ist, während des Auftropfens desselben einer Druckschwankung unterliegt, kann es dazu kommen, dass eine unregelmäßige Menge an Flüssigkristall 201 aufgetropft wird. Demgemäß muss der Innendruck des Flüssigkristallbehälters 202 auf einem regelmäßigen Wert gehalten werden.
  • Anschließend wird, wenn der Magnetspule 209 Strom zugeführt wird, die Nadel 204, die aus einem magnetischen Material besteht, durch die durch den Magnetstab 210 erzeugte magnetische Kraft nach oben bewegt. Dies, da die Nadel 204 auf vertikal bewegliche Weise am Flüssigkristallbehälter 202 befestigt ist.
  • Demgemäß wird die Öffnung des Nadelsitzes 205, die durch das Ende der Nadel 204 verschlossen war, geöffnet, wodurch der Flüs sigkristall 201 durch die Öffnungen der Düse 206 und der Düsenabdeckung 207 aufgetropft werden kann.
  • Wenn andererseits die Stromzufuhr zur Magnetspule 209 unterbrochen wird, bewegt sich die Nadel 204 aufgrund der Anziehkraft des elastischen Elements 208, das zwischen dem oberen Ende der Düse 204 und dem Flüssigkristallbehälter 202 angebracht ist, nach unten, um die Öffnung des Nadelsitzes 205 zu schließen.
  • Die 3 ist eine perspektivische Ansicht zum Veranschaulichen des Grundkonzepts des Auftropfprozesses unter Verwendung der Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Flüssigkristalldisplays gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
  • Herkömmlicher Weise wird der Flüssigkristall 201 tropfenförmig auf ein Substrat 302 getropft.
  • Das Substrat 302 wird so aufgesetzt, dass es sich mit einer voreingestellten Geschwindigkeit in den Richtungen der X- und der Y-Achse bewegt, und die Auftropfvorrichtung, die durch die Bezugszahl 301 gekennzeichnet ist, wird so eingestellt, dass sie den Flüssigkristall 201 mit einem voreingestellten Zeitintervall auftropft. Daher werden Flüssigkristalltröpfchen 201a so auf das Substrat 302 aufgetropft, dass sie mit einem regelmäßigen Abstand angeordnet sind.
  • Selbstverständlich kann davon ausgegangen werden, dass das Substrat 302 über eine feste Position verfügt und nur die Auftropfvorrichtung 301 in den Richtungen der X- und der Y-Achse bewegt wird, um es zu ermöglichen, den Flüssigkristall 201 mit einem regelmäßigen Abstand aufzutropfen. Jedoch besteht in diesem Fall die Gefahr, dass die Flüssigkristalltröpfchen 201a aufgrund der Bewegungen der Auftropfvorrichtung 301 einem Rütteln unterliegen, was zu Fehlern bei der Auftropfposition und der Auftropf menge der Flüssigkristalltröpfchen 201a führen kann. Daher ist es bevorzugt, dass die Auftropfvorrichtung 301 an einer festen Position gehalten wird und das Substrat 302 bewegt wird.
  • Jedoch kann bei der oben beschriebenen Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Flüssigkristalldisplays gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, da der Flüssigkristall 201 in Form von Tröpfchen auf das Substrat 302 getropft wird, dieses unter unerwünschten Flecken leiden, was von der Menge, der Position und der Größe der Flüssigkristalltröpfchen 201a abhängt. Ferner verfügen die Flüssigkristalltröpfchen 201a über eine Grenze bei ihrer Ausbreitung, obwohl sie durch einen während eines folgenden Substratverbindungsprozesses ausgeübten Druck ausgebreitet und verschmolzen werden. Daher treten in unvermeidlicher Weise in Grenzabschnitten zwischen Flüssigkristalltröpfchen 201 und Eckabschnitten des Substrats 302 Hohlräume auf. Wie es bekannt ist, sind die Hohlräume ein Faktor, der zu Flecken in einem Schirm führt.
  • Um das oben beschriebene Problem zu lösen, wie es sich bei der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt, schlagen die Erfinder der vorliegenden Erfindung auch vor, dass dem Inneren des Flüssigkristallbehälters Schwingungsenergie zugeführt wird, um es zu ermöglichen, den Flüssigkristall auf sprühende Weise aufzutropfen. Nun wird eine Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Flüssigkristalldisplays gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung detaillierter beschrieben.
  • Die 4 ist eine Schnittansicht zum Veranschaulichen der Konfiguration einer Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung für Flüssigkristalldisplays gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • Wie es in der 4 dargestellt ist, verfügt die Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Flüssigkristalldisplays gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung über einen zylindrischen Flüssigkristallbehälter 402, in den ein Flüssigkristall 401 eingefüllt wird, und ein Gehäuse 403, das so konfiguriert ist, dass es den Flüssigkristallbehälter 402 aufnimmt.
  • Der Flüssigkristallbehälter 402 besteht aus Polyethylen und das Gehäuse 403 besteht aus rostfreiem Stahl. Da Polyethylen über hervorragende Formbarkeit verfügt, die dazu ausreicht, eine gewünschte Behälterform auf vereinfachte Weise auszubilden, und da es auch keine Reaktion zu Flüssigkristallen zeigt, wird es herkömmlicher Weise zum Herstellen eines Flüssigkristallbehälters 402 verwendet. Jedoch verfügt Polyethylen über geringe Festigkeit, und es zeigt daher die Tendenz, bei einem Schlag von außen leicht verformt zu werden. Wenn der Flüssigkristallbehälter durch einen äußeren Schlag verformt wird, ist es unmöglich, Flüssigkristall an einer genauen Position aufzutropfen. Daher muss der Flüssigkristallbehälter aus Polyethylen im Gehäuse aus rostfreiem Stahl hoher Festigkeit aufgenommen werden.
  • Der Flüssigkristallbehälter 402 ist in seinem Inneren mit einer vertikalen Nadel 404 versehen, die aus einem magnetischen Material besteht. Die Nadel 404 ist auf vertikal bewegliche Weise am Flüssigkristallbehälter 402 befestigt.
  • Genauer gesagt, hat die Nadel 409 die Form eines Stabs mit einem kegelförmigen unteren Ende, das so konfiguriert ist, dass es in eine Öffnung eingeführt wird, die in einem Nadelsitz 405 ausgebrochen ist, der am Boden des Flüssigkristallbehälters 402 vorhanden ist. Um das obere Ende der Nadel 404 herum ist ein elastisches Element 408, wie eine Feder, so installiert, dass sie am Flüssigkristallbehälter 402 angeordnet ist. Bei dieser Konfiguration kann sich die Nadel 404, nachdem sie nach oben bewegt wird, durch die Rückstellkraft des elastischen Elements 408 wieder nach unten in ihre ursprüngliche Position bewegen, wodurch das kegelförmige untere Ende der Nadel 404 so verschoben werden kann, dass es die Öffnung des Nadelsitzes 405 öffnet und schließt.
  • Mit dem unteren Ende des Nadelsitzes 405 sind eine Düse 406 und eine Düsenabdeckung 407 verbunden, die mit Öffnungen vorbestimmter Größen zum Auslassen des Flüssigkristalls 401 ausgebildet sind.
  • Die Düsenabdeckung 407 dient als Verbindungseinrichtung zum Befestigen der Düse 406 an einer festen Position. Die Düse 406 wird aus einer Anzahl von Düsen mit Flüssigkristall-Auslassöffnungen verschiedener Größen ausgewählt, die frei austauschbar sind, um die aufzutropfende Menge an Flüssigkristall 401 zu regulieren.
  • Mit der Oberseite des Flüssigkristallbehälters 402 ist ein oberes Gehäuse 413 verbunden, und mit diesem ist wiederum eine Gaszuführleitung 412 verbunden.
  • Das obere Gehäuse 413, das an der Oberseite des Flüssigkristallbehälters 402 angeordnet ist, ist mit einem Magnetstab 410 mit Spaltregulierung 411 versehen. Der Magnetstab 410 besteht aus einem ferromagnetischen Material oder einem weichmagnetischen Material. Um den Außenumfang des Magnetstabs 410 herum ist eine zylindrische Magnetspule 409 montiert. Die Magnetspule 409 ist mit einer Spannungsquelle (in der Zeichnung nicht dargestellt) verbunden. Wenn der Magnetspule 909 Strom zugeführt wird, erzeugt der Magnetstab 410 eine magnetische Kraft. Durch die Wechselwirkung mit der magnetischen Kraft kann demgemäß die Nadel 404 nach oben bewegt werden. Wenn dann die Zufuhr von Strom zur Magnetspule 409 unterbrochen wird, bewegt sich die Nadel 404 aufgrund der Rückstellkraft des elastischen Elements 408 in ihre ursprüngliche Position nach unten, wodurch der Flüssigkristall 901 an einer gewünschten Position aufgetropft werden kann.
  • Bei der Erfindung ist zusätzlich eine Schwingungsenergie-Zuführvorrichtung 413 bis 416 vorhanden, um dem in den Flüssigkristallbehälter 402 gefüllten Flüssigkristall 401 Schwingungsenergie zuzuführen.
  • Die 5 ist eine perspektivische Ansicht zum Veranschaulichen der Konfiguration der in der 4 dargestellten Schwingungsenergie-Zuführvorrichtung.
  • Wie es in der 5 dargestellt ist, verfügt die Schwingungsenergie-Zuführvorrichtung über einen Ultraschallwellengenerator 416 zum Erzeugen von Ultraschallwellen, einen Wandler 414, der im Flüssigkristallbehälter 402 installiert ist und dazu ausgebildet ist, Schwingungsbewegungen auszuführen, Signalleitungen 415 zum Übertragen der vom Ultraschallwellengenerator 416 erzeugten Ultraschallwellen an den Wandler 414 sowie Befestigungsschäfte 413 zum Befestigen des Wandlers 414 im Flüssigkristallbehälter 402 auf schwingungsfähige Weise.
  • Der Wandler 414 hat die Form einer dünnen Metallscheibe, und er ist dazu ausgebildet, auf Grundlage der Stärke der über die Signalleitungen 415 übertragenen Ultraschallwellen Schwingungsenergie zu erzeugen. Der Wandler 419 ist zentral mit einer Öffnung 505 ausgebildet, durch die die im Flüssigkristallbehälter 402 vorhandene Nadel 404 dringt.
  • Der Ultraschallwellengenerator 916 verfügt über mehrere Frequenzregulierschalter 502, mit denen die Stärke von Ultraschallwellen reguliert werden kann, und einen Schalter 503, der den EIN/AUS-Zustand des Ultraschallwellengenerators 416 steuern kann.
  • Die oben beschriebene Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung kann abhängig davon, ob der Schalter 503 des Ultraschallwellengenerators 416 im EIN- oder AUS-Zustand steht, verschiedene Flüssigkristall-Auftropfvorgänge ausführen.
  • Wenn sich der Schalter 503 beispielsweise im EIN-Zustand befindet, werden Ultraschallwellen an den Wandler 414 geliefert, wodurch dieser Schwingungsenergie erzeugen kann. Dadurch zeigt der Flüssigkristall 401 Wellenbewegungen jenseits einer kritischen Wellenhöhe. Genauer gesagt, wird, wenn der Flüssigkristall 401 einer Vertikalvibration unterliegt, an seiner horizontalen Oberfläche eine stationäre Welle erzeugt. Demgemäß wird, wenn die kritische Wellenhöhe der im Flüssigkristall 401 erzeugten stationären Welle die Grenze der Stabilität überschreitet, die Form der Welle ausgehend von einem Endabschnitt derselben als Ergebnis der übermäßigen Wellenhöhe verformt, wozu es dazu kommt, dass sich feine Teilchen mit regelmäßiger Größe abtrennen und auf sprühende Weise aufgetropft werden.
  • Wenn sich jedoch der Schalter 503 im AUS-Zustand befindet, wird keine Ultraschallwelle angewandt, und demgemäß wird der Flüssigkristall 401 in Form von Tröpfchen aufgetropft.
  • Nachfolgend wird der Betrieb der Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Flüssigkristalldisplays gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung detailliert beschrieben.
  • Als Erstes wird, wenn eine vorbestimmte Menge an Flüssigkristall 401 in den Flüssigkristallbehälter 402 gefüllt ist, demselben Stickstoffgas durch die Gaszuführleitung 412 zugeführt.
  • Hierbei besteht der Grund im Zuführen von Stickstoffgas darin, den Innendruck des Flüssigkristallbehälters 402 auf einem regel mäßigen Wert zu halten, um es zu verhindern, dass eine unregelmäßige Menge an Flüssigkristall 401 ausgetropft wird, wenn ein bestimmter Bereich im Flüssigkristallbehälter 402, in dem kein Flüssigkristall 401 gefüllt ist, während des Auftropfens desselben einer Druckschwankung unterliegt.
  • Der Ultraschallwellengenerator 416 führt dem Wandler 414 Ultraschallwellen über die Signalleitungen 415 zu.
  • Genauer gesagt, wird der am Ultraschallwellengenerator 416 vorhandene Schalter 503 auf EIN geschaltet, und Ultraschallwellen mit regelmäßiger Stärke werden durch Bedienen der Frequenzregulierschalter 502 kontinuierlich an die Signalleitungen 415 geliefert.
  • Die Signalleitungen 415 durchdringen die am Flüssigkristallbehälter 402 vorhandenen Befestigungsschäfte 413, und sie wirken so, dass sie die Ultraschallwellen dem Wandler 414 zuführen.
  • Nachdem der Wandler 414 die Ultraschallwellen von den Signalleitungen 415 empfangen hat, erzeugt er anschließend eine Schwingung, die der Stärke der Ultraschallwellen entspricht, um dem Flüssigkristall 401 Schwingungsenergie zuzuführen.
  • Als Nächstes erzeugt, wenn der Magnetspule 409 Strom zugeführt wird, der Magnetstab 410 eine magnetische Kraft, wodurch sich die Nadel 404, die aus einem magnetischen Material besteht, durch die erzeugte Magnetkraft nach oben bewegen kann.
  • Demgemäß wird die Öffnung des Nadelsitzes 405, die mit dem Ende der Nadel 404 in Kontakt gelangt, geöffnet, wodurch der Flüssigkristall 401 durch die Düse 406 und die Düsenabdeckung 907 nach außen getropft werden kann.
  • Wenn andererseits die Stromzufuhr zur Magnetspule 409 unterbrochen wird, bewegt sich die Nadel 404 durch die anziehende Kraft des elastischen Elements 408, die zwischen dem oberen Ende der Nadel 404 und dem Flüssigkristallbehälter 402 angebracht ist, nach unten, um die Öffnung des Nadelsitzes 405 zu schließen.
  • Die Menge des aufzutropfenden Flüssigkristalls 401 kann abhängig von der Größe der in der Düse 406 ausgebildeten Öffnung, dem auf den Flüssigkristall 401 ausgeübten Druck und der Stärke der Schwingung des Wandlers 414 entsprechend der Stärke der Ultraschallwellen geändert werden.
  • Die Zeit, während der die Öffnung des Nadelsitzes 405 über die Aufwärtsbewegung der Nadel 404 offen sein muss, ist durch den Abstand x zwischen der Düse 404 und dem Magnetstab 410 sowie den auf die Düse 404 ausgeübten Zug der Feder 408 bestimmt.
  • Die magnetische Kraft des Magnetstabs 410 kann entsprechend der Anzahl der Windungen der um ihn herum vorhandenen Magnetspule 409 oder durch die Stärke des ihr zugeführten Stroms reguliert werden. Der Abstand x zwischen der Nadel 404 und dem Magnetstab 410 kann durch die Spaltregulierung 411 reguliert werden.
  • Die 6 ist eine perspektivische Ansicht zum Veranschaulichen des Grundkonzepts des Auftropfprozesses unter Verwendung der Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Flüssigkristalldisplays gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • Wie es in der 6 dargestellt ist, wird der Flüssigkristall 401 dadurch auf sprühende Weise auf ein Substrat 602 aufgetropft, dass er unter Verwendung von Ultraschallwellen in Schwingung versetzt wird. Demgemäß kann der Flüssigkristall 901 über einen großen Bereich des Substrats 602 in Form feiner Teilchen aufgetropft werden.
  • Das Substrat 602 wird mit einer voreingestellten Geschwindigkeit in den Richtungen der X- und der Y-Achse bewegt, und die Auftropfvorrichtung, die durch die Bezugszahl 601 gekennzeichnet ist, tropft den Flüssigkristall 901 mit einem voreingestellten Zeitintervall auf. Daher werden Flüssigkristallteilchen 401a auf sprühende Weise auf das Substrat 602 aufgetropft, so dass sie sich über einen großen Bereich desselben verteilen.
  • Selbstverständlich kann davon ausgegangen werden, dass das Substrat 602 über eine feste Position verfügt und nur die Auftropfvorrichtung 601 in den Richtungen der X- und der Y-Achse bewegt wird, um es zu ermöglichen, den Flüssigkristall 401 mit regelmäßigem Abstand aufzutropfen.
  • Jedoch kann sich in diesem Fall der Einfüllbereich der Flüssigkristallteilchen 401a aufgrund von Bewegungen der Auftropfvorrichtung 601 ändern. Dies führt zu Fehlern bei der Auftropfposition und der Auftropfmenge der Flüssigkristallteilchen 401a, und daher ist es bevorzugt, dass die Auftropfvorrichtung 601 an einer festen Position gehalten wird und das Substrat 602 bewegt wird.
  • Wie es aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, zeigt eine Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Flüssigkristalldisplays gemäß der Erfindung die folgenden Effekte.
  • Die Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung für Flüssigkristalldisplays ist mit einer Schwingungsenergie-Zuführvorrichtung versehen, um einem in einen Flüssigkristallbehälter eingefüllten Flüssigkristall Schwingungsenergie zuzuführen, damit der Flüssigkristall auf sprühende Weise aufgetropft werden kann.
  • Dadurch kann, gemäß der Erfindung, der Flüssigkristall in Form feiner Teilchen über eine große Fläche eines Substrats auf dieses auf getropft werden. Dies zeigt den Effekt, dass es verhindert ist, dass auf dem Substrat unerwünschte Flecke erzeugt werden. Ferner besteht selbst dann, wenn während des Verbindens des Substrats ein Druck auf den Flüssigkristall ausgeübt ist, keine Gefahr, dass auf dem Substrat unerwünschte Flecke erzeugt werden, da die Flüssigkristallteilchen über den großen Bereich des Substrats verteilt sind.
  • Für den Fachmann ist es ersichtlich, dass an der Erfindung verschiedene Modifizierungen und Variationen vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken oder Schutzumfang der Erfindungen abzuweichen. So soll die Erfindung die Modifizierungen und Variationen ihrer selbst abdecken, vorausgesetzt, dass sie in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente fallen.

Claims (3)

  1. Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung von Flüssigkristalldisplays, mit: einem Flüssigkristallbehälter, in den ein Flüssigkristall eingefüllt wird, damit auf diesen Flüssigkristall ein Druck ausgeübt wird, wenn ein Gas in den Flüssigkristallbehälter geliefert wird; einer Öffnungs- und Schließvorrichtung zum Öffnen und Schließen eines Flüssigkristall-Auslasslochs, das am unteren Ende des Flüssigkristallbehälters vorhanden ist; und einer Schwingungsenergie-Zuführvorrichtung zum Zuführen von Schwingungsenergie in das Innere des Flüssigkristallbehälters.
  2. Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Schwingungsenergie-Zuführvorrichtung Folgendes aufweist: einen Ultraschallwellengenerator zum Erzeugen von Ultraschallwellen; einen Wandler, der im Flüssigkristallbehälter angeordnet ist und so ausgebildet ist, dass er die erzeugten Ultraschallwellen in Schwingungen wandelt; und mindestens einem Befestigungsschaft zum Befestigen des Wandlers im Flüssigkristallbehälter.
  3. Flüssigkristall-Auftropfvorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Ultraschallwellengenerator über mindestens einen Frequenzregulierschalter und einen EIN/AUS-Spannungsschalter verfügt.
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