专利名称：液晶显示器中的单元间隙的测量方法
技术领域：
本发明涉及液晶显示器，更特别地，涉及液晶显示器中的单元间隙的测量方法。
背景技术：
液晶显示器是广泛使用的平板显示器之一。液晶显示器包括提供有诸如像素电极和共电极的场致(field-generating)电极以及夹置于其间的液晶(LC)层。通过向场致电极施加电压以在液晶层中产生电场，液晶显示器显示图像，该电场确定了液晶层中的液晶分子的方向以调节入射光的偏振。
根据液晶显示器的制造方法，将用于调准液晶材料的液晶分子的配向膜(alignment film)涂布在两个面板上，并进行调准处理。在两个面板中的一个上散布隔离物，并且在面板周围印刷密封剂，以使密封剂具有液晶注入孔。通过热压使两个面板调准并彼此连接。通过液晶注入孔向两个面板之间注入液晶材料，并且密封液晶注入孔，从而形成液晶单元。
最近，制造由一个具有多个液晶单元区的素玻璃(mother glass)组成的面板组件以改进制造液晶显示器中的效率。在液晶材料注入之前，通过将面板组件划线(scribe)，将面板组件分割成液晶单元区。
然而，此工艺存在缺陷。通常，由于测量装置经常设置得很远，需要移动面板或单元，所以很难测量面板组件或液晶单元。
而且，通常，在液晶显示器的制造过程中结合两个面板之后，检查液晶材料的填充状态。然而，即使当检测到在填充状态中存在缺陷，也很难确定根本原因，这是由于具有重力造成的缺陷、间隔件的高度、以及液晶材料的量的问题都可产生这种缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于容易测量单元间隙的方法、一种包括该方法的液晶显示器的制造方法、用于制造单元间隙的装置、以及包括该装置的系统。
在本实施例中，一种用于制造具有两个面板的液晶显示器的系统，两个面板中的至少一个具有用于制造液晶单元的液晶单元区，以及形成在液晶单元区外部的单元间隙测量图样，该系统包括密封剂涂布单元，用于在两个面板中的一个上沉积密封剂。该系统还具有液晶沉积单元，用于在液晶单元区和单元间隙测量图样上沉积液晶材料。该系统还具有基板连接单元，用于容纳来自密封剂涂布单元或液晶沉积单元的两个面板，并且使两个面板结合以产生扩展区，扩展区由根据结合的在被沉积液晶材料覆盖的两个面板区域中的增加而产生。还包括单元间隙测量单元，用于根据沉积在单元间隙测量图样上的液晶材料的扩展区，测量两个面板之间的单元间隙。
在本发明的另一实施例中，提供了一种液晶显示器的制造方法，该方法包括在素玻璃的两个面板中的一个上散布隔离物，素玻璃具有至少一个液晶单元区以及形成在液晶单元区外部的单元间隙测量图样；在两个面板中的一个上沉积密封剂；在液晶单元区和单元间隙测量图样的面板上沉积液晶材料，面板上沉积有密封剂；使两个面板结合，以产生扩展区，扩展区由根据结合的在被沉积液晶材料覆盖的两个面板区域中的增加而产生；以及通过检测在单元间隙测量图样上沉积的液晶材料的扩展区，测量两个面板之间的单元间隙。
在本发明另一实施例中，提供了一种单元间隙的测量方法，该方法包括在第一面板上形成单元间隙测量图样，单元间隙测量图样为网格状或网状，用于限定多个相同区域；在第一面板的单元间隙测量图样上沉积液晶材料；使第一面板与面对第一面板的第二面板结合，以产生扩展区，扩展区由根据结合的在被沉积液晶材料覆盖的两个面板区域中的增加而产生；以及通过检测在单元间隙测量图样上沉积的液晶材料的扩展网格区的数量，测量两个面板之间的单元间隙。
图1是使用根据本发明实施例的系统制造的用于液晶显示器的液晶面板组件的平面图；图2是图1所示的液晶面板沿II-II′线截取的截面图；图3是根据本发明优选实施例的用于制造液晶显示器的系统的示意性框图，该系统包括有用于测量单元间隙的装置；图4是示出用在根据本发明实施例的单元间隙测量方法中的测量图样结构的平面图；图5是示出用于测量根据本发明实施例的系统的单元间隙的装置结构的示意图；以及图6A至图6C是示出使用用于测量根据本发明实施例的系统的单元间隙的装置来测量单元间隙的过程的平面图。
具体实施例方式
下文中将参照附图更加全面地描述本发明，在附图中示出了本发明的优选实施例。然而，本发明可以许多不同的形式实现，而不能认为局限于文中提出的实施例。
在附图中，为了清楚起见，扩大了各层的厚度及区域。相同的标号始终表示相同的元件。应当理解，当提到诸如层、薄膜、区域、基片或面板的元件“位于”另一个元件上，是指其直接位于另一个元件上，或者也可能存在介于其间的元件。相反，当某个元件被提到“直接位于”另一个元件上时，意味着不存在介于其间的元件。
首先，说明根据本发明实施例制造的液晶面板组件的结构。
图1是根据本发明实施例制造的用于液晶显示器的液晶面板组件的平面图，图2是图1所示的液晶面板沿图1的II-II′线截取的截面图。图中示出了在面板组装过程完成之后的液晶面板组件。
如图1及图2所示，液晶面板组件600包括一个素玻璃(motherglass)以及多个液晶单元。如图1所示，在示例性的面板组件600上设置四个液晶单元区111、121、131、141，该面板组件包括彼此面对的两个绝缘面板100、200及由注入在面板100、200之间的液晶材料形成的液晶层3。球状隔离物(spacer)400混合在液晶层3中。隔离物400在面板100、200之间保持预定的单元间隙，以使面板100、200基本上平行。此外，每个液晶单元区111、121、131、141的边缘周围形成密封剂150，以将液晶层3密封在面板100、200之间。密封剂150可包括隔离物，以平行的方式支撑两个面板100、200，这些隔离物通常是通过光刻胶工艺形成的柱状隔离物。
而且，液晶面板组件600包括多个单元间隙测量图样500，该单元间隙测量图样位于由密封剂150包围的区域的外部，并且用于测量两个面板100、200之间的间隙。该单元测量图样500用于在组合面板100、200之后使用液晶材料占据的区域来测量单元间隙，下面，将参照附图对此进行详细地说明。
在根据本发明实施例的液晶显示器的制造方法中，将液晶层3注入液晶面板600没有被分割成液晶单元区111、121、131、141的区域中。沿切割线“a”及“b”，并且只在液晶注入过程和面板组装过程完成之后，进行分割分离的单元区111、121、131、141。
液晶面板600的面板100、200包括多个已知元件，用于从液晶显示器阵列中生成图像，例如多条信号线，用于传输诸如扫描信号或图像信号的电信号，该信号线彼此交叉以限定像素区。面板100、200还包括多个薄膜晶体管，是用于控制图像信号的开关元件；以及多个像素电极和共电极，用于产生电场以驱动液晶分子。此外，面板100、200包括多个红色、绿色、蓝色滤色器，用于显示图像映像。单元间隙测量图样500形成在与不透明层(诸如，信号线、遮光件、或滤色器)相同的层中。
通常地，诸如像素电极和共电极的场致电极(field-gneratingelectrode)可分别配置在两个面板100、200上，或者配置在两个面板100、200中的一个上，并且可包括多个切口(cutout)作为区域控制装置，以增加视角。
平行于两个面板100、200的液晶层3的分子导向器(moleculardirector)可从一个面板向另一个面板转动，并且在没有电场时可相对于两个面板100、200的表面垂直排列。
图3是根据本发明优选实施例的用于制造液晶显示器的内嵌式(in-line)液晶显示器面板制造系统的示意性框图，该系统包括有用于测量单元间隙的装置。图4是示出用在根据本发明实施例的单元间隙测量方法中的测量图样结构的平面图。图5是示出用于测量根据本发明实施例的系统的单元间隙的装置结构的示意图。图6A至图6C是示出测量根据本发明实施例的单元间隙的平面图。
如图3所示，用于制造根据本发明优选实施例的液晶显示器的系统包括第一加载单元1000、隔离物散布单元2000、密封剂涂布单元3000、液晶沉积单元4000、面板结合单元5000、第二加载单元7000、面板连接单元6000、单元间隙测量单元8000及卸载单元9000。
在第一加载单元1000、隔离物散布单元2000、密封剂涂布单元3000、液晶沉积单元4000、面板结合单元5000、面板连接单元6000、第二加载单元7000、单元间隙测量单元8000及卸载单元9000之间的内嵌式传送单元1110、1120、1130、1140、1150、1170、1180，用于将面板100、200从一个处理单元传送到下一个处理单元。第二加载单元7000通过内嵌式传送单元1160与面板结合单元5000连接。由于在面板100、200之间形成真空的状态下，在面板连接单元6000处产生面板100、200的结合，因此内嵌式传送单元1150、1170可被配置成与真空室(chamber)连接。
下面，将详细地说明使用上述系统制造液晶显示器。
首先，将在第一加载单元1000上加载的面板100通过内嵌式传送单元1110输送到隔离物散布单元2000。在隔离物散布单元2000的面板100内表面上以预定的密度散布隔离物400。此时，优选地，隔离物400为球状或柱状，并且具有大于面板100、200之间的期望单元间隙10％～30％的直径。此外，如果只单纯地散布隔离物400，而不将其固定到面板100上，在制造过程中的外部震动或沉积隔离物过程中液晶材料的流动可使隔离物400从它们预定的位置处移动，因此导致面板100、200之间的不均匀单元间隙。由此，优选地，在散布之后，将隔离物400粘附到面板100。本发明允许以任何方式来实现上述过程，例如，可通过使用粘合剂涂布隔离物400来实现，该粘合剂可由环氧基聚合物制成。接下来，将紫外线照射到面板100和在其上散布的隔离物400上，以使在隔离物400上部的粘合剂熔化并且向下流动以完全包围隔离物400的下部并且使它们附着到面板100的它们的位置。除了以这种方式散布隔离物400以外，可以在面板100上沉积绝缘层并且使其图样化以通过光刻工艺形成多个柱状隔离物。当通过光刻工艺交换隔离物400的散布时，不产生额外的过程，并且这种可选的工艺对于具有均匀且预定位置的大型面板具有特别的优势。此时，在面板100上形成单元间隙测量图样500(可通过典型的制造工艺完成)，优选地，单元间隙测量图样500与诸如信号线、遮光件、以及滤色器的不透明层形成在相同的层。可以需要额外的过程来形成单元间隙测量图样500。优选地，单元间隙测量图样500包括网格状或网状，用于限定多个相同的区域(例如，1mm×1mm)。
如上所述，通过内嵌式传送单元1120将面板100从隔离物散布单元2000输送到密封剂涂布单元3000。在密封剂涂布单元3000处的面板100上沉积密封剂150。密封剂150形成封闭结构，即，密封剂150不包括现有技术中的液晶注入孔。此外，可通过热硬化材料或紫外线硬化材料形成密封剂150，并且可以包括隔离物，用于更好地保持面板100、200之间的单元间隙。
由于没有液晶注入孔形成在密封剂150中，因此很难控制提供在面板100、200之间的液晶材料的量。太多液晶材料会导致对密封剂150的损害，而不足量的液晶材料造成区域中没有完全充满液晶材料。为了解决这个问题，优选地，在密封剂150中形成缓冲区，以使液晶材料完全填满显示部分并且任何多余的液晶材料流入缓冲区中。
此时，优选地，使用反应阻止层涂布密封剂150，以阻止液晶层3和密封剂150进行反应，并且紫外线硬化材料被用于密封剂150。
然而，在面板100、200连接之前，通过内嵌式传送单元1130，将面板100从密封涂布单元3000输送到液晶沉积单元4000。，接下来，使用液晶沉积器(未示出)，沉积预定量的液晶材料以使液晶层3形成为与液晶单元区111、121、131、141的尺寸相对应。此时，如图6A所示，在单元间隙测量图样500上沉积预定量的液晶材料点(dot)310。液晶材料点310位于单元间隙测量图样500的中心，并且液晶材料点310的量均匀。此时，液晶沉积器可为注射型的装置，以将液晶材料提供到特定区域中，即，液晶单元区111、121、131、141中。液晶沉积器可为喷射型装置，其包括夹具(jig)和连接该夹具的喷嘴，该液晶沉积器可以将液晶材料喷射在液晶单元区111、121、131、141的整个表面之上。
在液晶沉积单元4000中进行的过程之后，通过内嵌式传送单元1140将面板100输送到面板结合单元5000。与此同时，通过内嵌式传送单元1160，将在第二加载单元7000上加载的面板200输送到面板结合单元5000。
接下来，通过内嵌式传送单元1150将两个面板100、200输送到为真空室的面板连接单元6000。在面板连接单元6000中面板100、200以真空状态彼此结合，从而形成液晶面板组件600(参照图1及图2)。在面板连接单元6000中，面板100、200分别安装到压缩板上，以使它们平行地对准。接下来，压缩板向彼此施加均匀的力，以使面板100、200挤压在一起。作为这个力的结果，散布在面板100上(并且在一些情况下，被提供在密封剂150中)的隔离物400(参见图2)发生变形。此外，由于压缩力，沉积在面板100上的液晶材料散布在液晶单元区111、121、131、141的整个区域之上(参照图1)，以形成液晶层3(参照图2)。
随后，在通过压缩板施加力以在面板100、200之间获得期望的间隙之后，使用曝光单元(未示出)将紫外线照射到面板100、200上，以使密封剂150完全硬化。由此，面板100、200结合。优选地，在压缩面板100、200的过程中或者当进行硬化工艺时，将面板100、200精确地对准。此外，优选地，使用空气增压法以将平均的气压施加到面板100、200。此时，通过来自面板100、200的压力使沉积在单元间隙测量图样500上的液晶材料点310扩展，产生“扩展区”或在由液晶材料点310覆盖的区域中增加。依靠面板100、200的单元间隙，改变液晶材料点310的扩展程度。因此，由液晶材料点310占据的区域由面板100、200的单元间隙决定，其随后根据单元间隙测量图样500的网格状或网状的变化而改变。
接下来，通过内嵌式传送单元1150将液晶面板组件600(参照图1)从面板连接单元6000输送到单元间隙测量单元8000，以测量面板100、200的单元间隙。在根据本发明的单元间隙的测量方法中，在单元间隙测量图样500中液晶材料点310占据的区域以单元间隙测量图样500的平方单位进行测量。例如，由于在相同质量的情况下，液晶材料的体积相同，如图6B所示，如果当液晶材料点310所占据的区域的数量约为36个时，单元间隙为4.0μm，如图6C所示，如果当液晶材料点310所占据的区域的数量约为26个时，单元间隙为5.85μm。根据本发明实施例的单元间隙测量单元8000包括检测液晶材料点310的扩展区的测量仪器810和两个偏光器820、830，两个偏光器的偏光轴 彼此交叉以更精确地测量液晶材料点310所占据的网格区域的数量。当测量单元间隙时，液晶面板组件600位于两个偏光器820、830之间，由液晶材料点310的折射率各向异性的质量更加精确地检测液晶材料点310所占据的区域，液晶材料的折射率各向异性产生通过两个偏光器的光的相位推延，并且通过光的相位推延，确定光的透射。如上所述，参照根据液晶材料基本量的基本单元间隙，测量仪器810检测液晶材料点310的扩展区并且测量面板100、200之间的单元间隙。在本发明中，检测到液晶材料点310的扩展区并且测量到面板100、200之间的单元间隙。由此，当检测到在液晶单元区111、121、131、141中液晶层3的填充状态时，则更容易基于带有测量到的单元间隙结果，确定产生填充状态缺陷的原因。当产在面板100、200之间没有完全地充满液晶层3时，如果液晶材料点310的扩展区的数量正常，则可认为隔离物400的直径或柱状隔离物的高度大于预定尺寸。如果液晶材料点310的扩展区的数量很少，则可以认为填充在面板100、200之间的液晶层3的量不充分。而且，当液晶层3的量过多，并且液晶层3的一部分流入液晶单元区111、121、131、141的边缘时，如果液晶材料点310的扩展区的数量正常，则可认为隔离物400的直径或柱状隔离物的高度小于预定尺寸。如果液晶材料点310的扩展区的数量很多，则可以认为填充在面板100、200之间的液晶层3的量过多。在此过程中，单元间隙测量单元8000的测量仪器810可以显示检测到的单元间隙或根据上述描述的结论的缺陷原因。
液晶单元区111、121、131、141的单元间隙与单元间隙测量图样500中部分的检测到的单元间隙不同。由此，由诸如上述的外部测量装置，通过测量由液晶材料点310占据的单元间隙测量图样500的平方单位的数量，首先测量液晶单元区111、121、131、141的单元间隙。
在上述步骤之后，通过内嵌式传送单元1180将结合的面板100、200(即，形成的液晶面板组件600)从单元间隙测量单元8000输送到卸载单元9000。接下来，将液晶面板组件600输送到切割单元(未示出)，其中，将液晶面板组件600切割成对应于液晶单元区111、121、131、141的部分，由此，获得用于液晶显示器液晶单元。
如上所述，包括多个网格或网状的单元间隙测量图样500用于本发明，由此，很容易地测量单元间隙，从而更加容易地确定缺陷的原因。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种用于制造具有两个面板的液晶显示器的系统，所述两个面板中的至少一个面板具有用于制造液晶单元的液晶单元区，以及形成在所述液晶单元区外部的单元间隙测量图样，所述系统包括密封剂涂布单元，用于在所述两个面板中的一个上沉积密封剂；液晶沉积单元，用于在所述液晶单元区和所述单元间隙测量图样上沉积液晶材料；基板连接单元，用于容纳来自所述密封剂涂布单元或所述液晶沉积单元的所述两个面板，并且使所述面板结合以产生扩展区，所述扩展区由根据所述结合的在被所述沉积液晶材料覆盖的所述两个面板区域中的增加而产生；以及单元间隙测量单元，用于根据沉积在所述单元间隙测量图样上的液晶材料的所述扩展区，测量所述两个面板之间的单元间隙。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述单元间隙测量单元包括测量仪器，用于检测沉积在所述单元间隙测量图样上的液晶材料的所述扩展区。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述单元间隙测量单元还包括两个交叉的偏光器，位于所述两个面板的相对侧。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述单元间隙测量图样为网格状或网状，用于限定多个相同区域。
5.一种液晶显示器的制造方法，包括在素玻璃的两个面板中的一个上散布隔离物，所述素玻璃具有至少一个液晶单元区以及形成在所述液晶单元区外部的单元间隙测量图样；在所述两个面板中的一个上沉积密封剂；在所述液晶单元区和所述单元间隙测量图样的所述面板上沉积液晶材料，所述面板上沉积有所述密封剂；使所述两个面板结合，以产生扩展区，所述扩展区由根据所述结合的在被所述沉积液晶材料覆盖的所述两个面板区域中的增加而产生；以及通过检测在所述单元间隙测量图样上沉积的液晶材料的所述扩展区，测量所述两个面板之间的单元间隙。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述单元间隙测量图样为网格状或网状，用于限定多个相同区域。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述测量还包括在所述两个偏振轴交叉的偏光器之间放置所述两个面板；以及检测由所述液晶材料占据的所述网格区的数量。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述单元间隙测量图样包括与形成在所述两个面板上的至少一个薄膜相同的层。
9.一种单元间隙的测量方法，所述方法包括在第一面板上形成单元间隙测量图样，所述单元间隙测量图样为网格状或网状，用于限定多个相同区域；在所述第一面板的所述单元间隙测量图样上沉积液晶材料；使第一面板与面对所述第一面板的第二面板结合，以产生扩展区，所述扩展区由根据所述结合的在被所述沉积液晶材料覆盖的所述两个面板区域中的增加而产生；以及通过检测在所述单元间隙测量图样上沉积的液晶材料的所述扩展网格区的数量，测量所述两个面板之间的单元间隙。
10.一种单元间隙测量装置，包括测量仪器，用于检测沉积在液晶面板的所述单元间隙测量图样上的液晶材料的所述扩展区。
11.根据权利要求2所述的单元间隙测量装置，还包括两个交叉的偏光器，当测量所述单元间隙时，分别位于所述两个液晶面板的上方和下方。
全文摘要
本发明提供了一种制造液晶显示器的系统，其包括密封剂涂布单元，用于在两个面板中的一个上沉积密封剂，该面板具有至少一个液晶单元区和形成在液晶单元区外部的单元间隙测量图样；液晶沉积单元，用于在液晶单元区和单元间隙测量图样上沉积液晶材料；基板连接单元，用于容纳来自密封剂涂布单元或液晶沉积单元的两个面板，随后，在真空状态中将面板结合以完成液晶面板的制造；以及单元间隙测量单元，用于通过检测沉积在单元间隙测量图样上的液晶材料的扩展区，测量两个面板之间的单元间隙。
文档编号G02F1/133GK1800952SQ200610000309
公开日2006年7月12日 申请日期2006年1月4日 优先权日2005年1月3日
发明者张良圭 申请人:三星电子株式会社