专利名称：液晶施放系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶施放系统，更具体地，涉及一种能够快速施放液晶并通过在液晶施放的过程中实时检测在液晶容器中装有的液晶量来防止液晶施放的低质量的液晶施放系统。
背景技术：
近年来，由于便携式电子器件体积小、重量轻和操作功效高，已经开发出了各种便携式电子器件，例如移动电话、个人数字助理(PDA)和笔记本电脑。因此，已经开发出了多种平板显示器，例如液晶显示器(LCD)、等离子体显示板(PDP)、场发射显示器(FED)和真空荧光显示器(VFD)。在这些平板显示器中，由于LCD的驱动模式简单并且图像质量优异，所以LCD目前已经大批量生产。
图1是根据现有技术的LCD器件的剖面图。在图1中，LCD器件1包括下基板5、上基板3和形成在其间的液晶层7。下基板5是驱动器件阵列基板，并且包括多个像素(未示出)和形成在每个像素上的驱动器件，例如薄膜晶体管(TFT)。上基板3是滤色器基板，并且包括用于再现真实色彩的滤色器层。此外，在下基板5和上基板3上分别形成像素电极和公共电极。在下基板5和上基板3上都形成配向层，以排列液晶层7的液晶分子。
通过密封剂9沿周边接合下基板5和上基板3，并将液晶7限制在周边之内。此外，液晶层7的液晶分子通过形成在下基板5上的驱动器件重新取向，以控制通过液晶层7透射的光量，由此显示图像。
图2是根据现有技术的LCD器件的制造方法的流程图。在图2中，制造方法包括用于制造LCD器件的三个子工艺驱动器件阵列基板工艺，用于在下基板5上形成驱动器件；滤色器基板工艺，用于在上基板3上形成滤色器；以及单元工艺。
在步骤S101中，通过驱动器件阵列工艺，在下基板5上形成多条选通线和数据线，以限定像素区，并且在各个像素区上形成与选通线和数据线两者相连的薄膜晶体管。此外，通过驱动器件阵列工艺形成像素电极，该像素电极与薄膜晶体管相连，以根据通过薄膜晶体管施加的信号来驱动液晶层。
在步骤S104中，通过滤色器工艺在上基板3上形成用于再现色彩的R、G和B滤色器层以及公共电极。
在步骤S102和S105中，在下基板5和上基板3上形成多个配向层。然后，分别对这些配向层进行研磨，以对液晶层7的液晶分子引起表面锚定(anchoring)(即，预倾角和排列方向)。
在步骤S103中，将间隔物散布在下基板5上，用于在下基板5和上基板3之间保持均匀的单元间隙。
在步骤S106中，沿上基板3的外部印刷密封剂。
在步骤S107中，通过挤压将下基板5和上基板3组装在一起。
下基板5和上基板3都由玻璃基板制成，并且包括其上形成有驱动器件和滤色器层的多个单元板区域。
在步骤S108中，将已组装的上玻璃基板3和下玻璃基板5切割成多个单元板。
在步骤S109中，通过液晶注入孔，将液晶材料注入形成在单元板的上基板3和下基板5之间的间隙中，然后通过封装材料密封液晶注入孔。
在步骤S110中，测试已填充且已密封的单元板。
图3是用于制造根据现有技术的LCD器件的液晶注入系统的示意图。在图3中，将其中装有液晶材料14的容器12置于真空室10中，并将液晶显示板1置于容器12的上端。然后，将真空室10连接到真空泵(未示出)，以在真空室10中保持预定的真空/压力状态。此外，在真空室10中安装液晶显示板移动装置(未示出)，以将液晶显示板1从容器12上端移动到液晶材料14的表面，由此使液晶显示板1的注入孔16接触液晶材料14。因此，该方法通常称为液晶浸渍注入方法。
当在液晶显示板1的注入孔16接触液晶材料14的表面的状态下，通过使氮气(N2)流入到真空室10中来降低室10内的真空/压力水平时，由液晶显示板1内的真空/压力水平和真空室10内的真空/压力水平之间的压力差，通过注入孔16将液晶材料14注入到液晶显示板1中。在将液晶材料14完全充入液晶显示板1之后，通过密封剂密封注入孔16，以将液晶材料14密封在液晶显示板1内。因此，该方法称为真空注入方法。
然而，液晶浸渍注入方法和/或真空注入方法存在几个问题。
首先，用于将液晶材料14注入到板1中的总时间相对较长。通常，在液晶显示板1中的驱动器件阵列基板和滤色器基板之间的间隙厚度相对较窄，即几微米。因此，每单位时间只有相对少量的液晶材料14被注入到液晶显示板1中。例如，将液晶材料14完全注入到15英寸的液晶显示板中需要大约8小时，因此，降低了制造效率。
其次，在液晶注入方法期间增加了液晶材料14的消耗。实际上容器12中的少量液晶材料14被注入到液晶显示板1中。因此，在将液晶显示板1装载到真空室10的过程中，未使用的液晶材料14就暴露到大气中或暴露到某种气体中，因而使液晶材料14受到污染。因此，在将液晶材料14注入到多个液晶显示板1中之后，必须丢弃任何剩余的液晶材料14，从而增加了制造成本。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种液晶施放系统，用于将液晶直接施放到包含至少一个液晶板的大面积的玻璃基板上。
本发明的另一个目的是提供一种液晶施放系统，用于通过实时测量液晶量来实时检测液晶的施放量，以防止液晶施放的低质量。
为了实现这些和其它优点，并根据本发明的目的，正如在此具体实施并广泛描述的，提供了一种液晶施放系统，其包括容器，其中装有液晶；液晶量测量装置，用于测量装在该容器中的液晶量；排放泵，用于吸入并排放装在该容器中的液晶，该排放泵由缸体、活塞、吸入口和排放口、以及外壳构成，其中，该活塞插入在该缸体中，并且在其下部的特定区域设置有凹槽，用于通过转动和上下运动来吸入和排放液晶，该吸入口和排放口用于在该活塞运动时相应地吸入和排放液晶，在该外壳中容纳有该缸体和该活塞，并且该外壳被形成为分离型；喷嘴，用于将从该排放泵排放的液晶施放到基板上；以及控制单元，用于控制从排放泵排放的液晶的排放量，并由此用于根据通过液晶量测量装置测量的液晶量来计算并补偿液晶的施放量。
该液晶量测量装置包括用于测量液晶重量的重力计或诸如超声波传感器的体积测量传感器。
该控制单元包括施放量设定单元，用于设定要滴落到基板上的液晶的施放量；施放量补偿单元，用于根据通过液晶量测量装置测得的液晶量来计算液晶的当前施放量，并由此补偿由施放量设定单元设定的液晶施放量和所计算的当前施放量之间的差值；电机驱动单元，用于通过驱动电机来操作液晶排放泵；以及基板驱动单元，用于驱动基板并由此使用喷嘴对准液晶的施放位置。该施放量补偿单元包括施放量测量单元，用于根据通过液晶量测量装置测得的量来测量液晶的当前施放量；差值计算单元，用于计算通过施放量测量单元测得的液晶施放量和预设的液晶施放量之间的差值；施放量限制值设定单元，用于设定施放量的差值的限制值；以及比较单元，用于比较分别从差值计算单元和施放量限制值设定单元输入的施放量差值和施放量限制值，并由此将信号输出到电机驱动单元。
本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将从本发明以下结合附图的详细描述中变得更加明显。
了本发明的实施例并与本说明书一起用于解释本发明的原理，包含附图以提供对本发明的进一步理解并结合附图构成本说明书的一部分。
在附图中图1是根据现有技术的液晶显示(LCD)器件的剖面图；
图2是根据现有技术的LCD器件的制造方法的流程图；图3是用于制造根据现有技术的LCD器件的液晶注入系统的示意图；图4是通过根据本发明的液晶施放方法制造的LCD器件的剖面图；图5是通过液晶施放方法的LCD器件的制造方法的流程图；图6是液晶施放方法的基本概念的示意图；图7是根据本发明的液晶施放器的透视图；图8是根据本发明的液晶施放器的分解透视图；图9A是根据本发明的液晶施放器的液晶排放泵的透视图；图9B是液晶排放泵的分解透视图；图10是表示液晶排放泵被固定到固定单元的状态的示意图；图11A到11D是液晶排放泵的工作示意图；图12是已增大固定角度的液晶排放泵的示意图；图13是根据本发明的液晶施放系统的控制单元的方框图；图14是施放量补偿单元的方框图；以及图15是电机驱动单元的方框图。
具体实施例方式
现将详细描述本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。
为了解决现有技术的液晶注入方法(例如，液晶浸渍方法或液晶真空注入方法)的问题，最近已经提出了一种液晶滴落方法。液晶滴落方法是一种用于通过将液晶直接滴落在基板上并在基板的组装工序期间通过将各基板压在一起使滴落的液晶扩散到整个板上，而不是通过板的内部和外部之间的压力差将液晶注入到空的单元板中来形成液晶层的方法。根据上述液晶滴落方法，可以在短时间内将液晶直接滴落到基板上，以使得可以在较大面积的LCD中快速地形成液晶层。此外，由于可以直接滴落所需量液晶，所以可以使液晶消耗最小，因此，可以降低制造成本。
图4是说明根据本发明的液晶施放方法的基本概念的示意图。在图4中，可以在组装具有驱动器件的下基板105和具有滤色器的上基板103之前，将液晶材料107滴落到下基板105上。另选地，可以将液晶材料107滴落到其上形成有滤色器的上基板103上。例如，可以在薄膜晶体管(TFT)基板或滤色器(CF)基板上形成液晶材料107。
可以至少沿上基板103的外部周边部分施加密封剂109。然后，可以通过将上基板103和下基板105挤压在一起，来将上基板103和下基板105组装在一起，以形成LCD显示板101。因此，通过施加给上基板103和/或下基板105的压力，液晶材料107的液滴就会扩散到上基板103和下基板105之间，由此在上基板103和下基板105之间形成均匀厚度的液晶材料层。因此，在根据本发明的示例性LCD器件制造方法中，可以在将上基板103和下基板105接合在一起以形成LCD显示板101之前，将液晶材料107滴落到下基板105上。
图5是根据本发明的示例性LCD器件制造方法的流程图。在步骤S201中，可以使用TFT阵列工艺在上基板上形成驱动器件，例如TFT。
在步骤S204中，可以使用滤色器工艺在下基板105上形成滤色器层。TFT阵列工艺和滤色器工艺总体上类似于那些可以优选地应用于具有多个单元板区域的玻璃基板的普通工艺。这里，上基板和下基板可以包括具有大约1000×1200mm2或更大面积的玻璃基板。然而，也可以采用较小面积的玻璃基板。
在步骤S202和S205中，可以在上基板和下基板两者上形成并研磨配向层。
在步骤S203中，可以将液晶材料107滴落到下基板105的液晶显示单元板区域上。
在步骤S206中，可以沿至少上基板上的液晶显示单元板区域的外部周边部分区域施加密封剂109。
在步骤S207中，可以将上基板和下基板设置为彼此面对，并可以挤压以利用密封剂将上基板和下基板组装在一起。因此，滴落的液晶材料可以均匀地扩散到上基板和下基板以及密封剂之间。
在步骤S208中，对已组装的上基板和下基板进行处理并切割为多个液晶显示单元板。
在步骤S209中，测试液晶显示单元板。
在液晶的真空注入、液晶滴落和大面积玻璃基板的处理时间等方面，利用图5的液晶滴落方法的LCD器件制造方法不同于利用现有技术的液晶注入方法的LCD器件制造方法。就是说，在利用图2的液晶注入方法的LCD器件制造方法中，通过注入孔注入液晶，然后通过密封剂密封注入孔。然而，在利用液晶滴落方法的LCD器件制造方法中，将液晶直接滴落在基板上，因此就不需要注入孔的密封工艺。虽然图2中未示出，但是在利用液晶注入方法的LCD器件制造方法中，在注入液晶时，基板接触液晶，使得液晶会污染显示板的外表面，由此就需要用于清洗被污染基板的工艺。然而，在利用液晶滴落方法的LCD器件制造方法中，将液晶直接滴落在基板上，使得显示板不会受液晶污染，由此不需要清洗工艺。利用液晶滴落方法的LCD器件制造方法比利用液晶注入方法的LCD器件制造方法更加简单，因此提高了制造效率并提高了产量。
在利用液晶滴落方法的LCD器件制造方法中，液晶的滴落位置和液晶的滴落量对所需厚度的液晶层的形成具有很大影响。特别地，由于液晶层的厚度与液晶板的单元间隙密切相关，所以液晶的精确滴落位置和液晶的精确量对于防止液晶板的低质量非常重要。为了将精确的液晶量滴落到精确位置上，在本发明中提供了一种液晶施放器。
图6是根据本发明的另一个示例性LCD器件制造方法的透视图。在图6中，利用位于玻璃基板105上方的液晶施放器120将液晶材料107施放到玻璃基板105上。虽然未示出，但在液晶施放器120中装有液晶材料107。
当将液晶材料107滴落到玻璃基板105上时，玻璃基板105可以根据预定的速度沿x方向和y方向移动，同时液晶施放器120以预定的时间间隔排放液晶材料107。因此，可以沿x方向和y方向设置滴落到玻璃基板105上的液晶材料107，并且在其间具有预定的间隔。另选地，可以固定玻璃基板105，同时液晶施放器120沿x方向和y方向移动，来以预定的间隔滴落液晶材料107。然而，液晶材料107的形状可以由液晶施放器120的任何震动而改变，由此会产生液晶材料107的滴落位置和滴落量的误差。因此，优选地固定液晶施放器120而移动玻璃基板105。
图7是根据本发明的液晶施放器的透视图，图8是根据本发明的液晶施放器的分解透视图。在图7A和7B中，液晶施放器120可以包括容纳在外壳123内的圆柱形液晶材料容器122。液晶材料容器122由聚乙烯形成，并且在液晶材料容器122中装有液晶107。外壳123由不锈钢形成并且其中容纳有液晶材料容器122。由于聚乙烯具有高弹性，因此使用聚乙烯可以容易地形成所需形状的容器。而且，当装有液晶材料107时，聚乙烯与液晶材料107不会发生反应，因此聚乙烯主要用作为液晶材料容器122。但是，聚乙烯具有低强度，因此很容易由施加压力而变形。当液晶材料容器122变形时，液晶材料107可能不会精确地施放到基板上。因此，可以将液晶材料容器122插入到由具有高强度的不锈钢形成的外壳123内。
虽然未示出，但是可以在液晶材料容器122的上部设置供气管，以使得可以向其提供惰性气体，例如氮气。在未由液晶材料107占据的液晶材料容器122的部分中补充气体。因此，气体可对液晶材料107施压并促使液晶材料施放到基板上。
液晶材料容器122可以包含不变形的材料，例如不锈钢。因此，当液晶材料容器122由不锈钢形成时，就可以不需要外壳123，由此降低了液晶施放器120的制造成本。液晶材料容器122的内部可以涂覆含氟树脂，由此防止装在液晶材料容器122内的液晶材料107与液晶材料容器122的侧壁发生化学反应。
在液晶材料容器122的下部设置液晶排放泵140。液晶排放泵140用于以特定量排放液晶材料容器122的液晶，并由此滴落到基板上。液晶排放泵140配备有与液晶材料容器122相连的液晶吸入口147，用于在操作液晶排放泵140时相应地吸入液晶；以及形成在液晶吸入口147的相对侧的液晶排放口148，用于在操作液晶排放泵140时相应地排放液晶。
在图8中，第一连接管126连接到液晶吸入口147，并且在第一连接管126的另一端安装支撑单元127。用于支撑液晶材料容器122的支撑单元127在其上表面(即，接触液晶材料容器122的表面)配备有至少一个重力计129，例如测压元件，由此测量液晶材料容器122的重量。
在未装有液晶的空的液晶材料容器122的重量下，重力计129处于零点状态，以使得测量值为装在液晶材料容器122中的液晶的净重量。虽然未示出，将由重力计129测量的值输入给控制单元。由于装在液晶材料容器122中的液晶具有预设的重量(在控制单元中存储该值)，所以根据液晶的测量重量，可以计算装在液晶材料容器122中的液晶的变化量和剩余量。
虽然在附图中，通过插入将液晶吸入口147连接到第一连接管126，但是可以通过联结装置(例如螺钉)将液晶吸入口147连接到第一连接管126。在第一连接管126的一侧(即，在支撑单元129处)形成插针128(例如，其内部穿透的注入针)。在用于将液晶排放到第一连接管126的液晶材料容器122的下部设置由具有高收缩特性和密封特性的材料(例如，硅橡胶或丁基合成橡胶族材料)形成的衬垫(未示出)。插针128穿过该衬垫插入到液晶材料容器122中，由此将液晶材料容器122的液晶107导入到液晶吸入口147中。当将插针128插入到液晶材料容器122中时，衬垫被插针128极大地压缩，由此防止液晶107渗漏到插针128的插入区域。由于液晶吸入口147和液晶材料容器122通过插针和衬垫相互连接，因此连接结构简单并且便于连接/拆卸。
液晶吸入口147和第一连接管126可以形成为一个单元。在这种情况下，插针128形成在液晶吸入口147处并直接插入到液晶材料容器122中，由此排放液晶，因此具有简单的结构。
喷嘴150形成在液晶排放泵140的下部。喷嘴150通过第二连接管160连接到液晶排放泵140的液晶排放口148，因此将从液晶排放泵140排放的液晶107滴落到基板上。
第二连接管160可以由不透明材料形成。然而，由于以下原因，第二连接管160由透明材料形成。
当液晶滴落时，在液晶107中含有蒸汽，并且不能精确控制施放到基板上的液晶107的施放量。因此，在液晶滴落时，必须去除蒸汽。要装入液晶材料容器122的液晶107中已含有蒸汽。即使可以通过蒸汽去除装置去除液晶107中含有的蒸汽，但是不能完全去除蒸汽。此外，当从液晶材料容器122将液晶107导入到液晶排放泵140时，也会产生蒸汽。所以，不可能完全去除液晶107中含有的蒸汽。因此，去除蒸汽的最佳方法是在蒸汽产生时停止液晶施放器的操作。
由透明材料形成第二连接管160的原因是为了通过非常容易地发现液晶材料容器122中含有的蒸汽或从液晶材料容器122中产生的蒸汽来防止LCD器件的低质量。通过使用者的肉眼可以发现蒸汽，并且可以通过第一传感器126(例如，安装在第二连接管160的两端的光耦合器)进行自动检测，其中后一种情况可以更加确定地防止LCD器件的低质量。
通过第二连接管160将排放的液晶导入喷嘴150，该喷嘴150配备有保护单元152，用于保护喷嘴150不受其两端表面的外部压力等的影响。此外，在喷嘴150的下部的保护单元152处安装用于检测从喷嘴150滴落的液晶中是否含有蒸汽或在喷嘴150的表面上液晶是否聚集(masses)的第二传感器154。
液晶聚集在喷嘴150的表面上的现象阻碍了液晶107的精确滴落。当通过喷嘴150滴落液晶时，即使从液晶排放泵140排放预设量的液晶，在喷嘴150的表面上也会扩散一定量的液晶。由此，将比预设的量更少量的液晶施放到基板上。此外，当聚集在喷嘴150表面上的液晶滴落在基板上时，就会产生LCD器件的低质量。为了防止液晶聚集在喷嘴150的表面上，可以通过浸渍方法或溅射方法在喷嘴150的表面上淀积诸如含氟树脂的具有与液晶的高接触角的材料，即疏水性材料。通过淀积含氟树脂，液晶就不会扩散到喷嘴150的表面上，而以完美的液滴形状通过喷嘴150施放到基板上。
液晶排放泵140处于被插入到旋转构件157的状态，旋转构件157被固定到固定单元155。旋转构件157与第一电机131相连。当第一电机131工作时，旋转构件157旋转，并且使固定到旋转构件157的液晶排放泵140工作。
液晶排放泵140与条形的液晶容量控制构件134的一端接触。在液晶容量控制构件134的另一端形成一孔，并且将转动轴136插入该孔。在液晶容量控制构件134的孔的周边和转动轴136处形成螺纹，以使液晶容量控制构件134和转动轴136相互螺纹连接。转动轴136的一端连接到第二电机133，而其另一端连接到控制杆137。
根据液晶排放泵140对于旋转构件157的固定角度，改变通过液晶排放泵140从液晶材料容器122排放的液晶量。就是说，根据液晶排放泵140固定到旋转构件157的角度来改变液晶排放泵140的液晶容量。当驱动(自动控制的)连接到转动轴136的第二电机133或者操作控制杆137(人工控制的)时，转动轴136旋转。由此，螺纹连接到转动轴136的液晶容量控制构件134的一端沿着转动轴136往复运动(线性方向)。因此当液晶容量控制构件134的一端移动时，改变了施加给液晶排放泵140的力，由此改变了液晶排放泵140的固定角。
如上所述，第一电机131操作液晶排放泵140，由此排放液晶材料容器122的液晶，并因此滴落到基板上。此外，第二电机133控制液晶排放泵140固定到旋转构件157的固定角，由此控制从液晶排放泵140排放的液晶量。
通过液晶排放泵140滴落到基板上的液晶的单次施放量是非常微量的，因此由第二电机133控制的液晶排放泵140的变化量也是微量的。因此，为了控制液晶排放泵140的排放量，必须非常精细地控制液晶排放泵140的倾斜角。为了精细控制，采用由脉冲输入值操作的步进电机作为第二电机133。
图9A是液晶排放泵的透视图，而图9B是液晶排放泵的分解透视图。
在图9A和9B中，液晶排放泵140包括外壳141，具有液晶吸入口147和液晶排放口148；盖144，在其上部具有开口并与外壳141相连；缸体142，该缸体插入到外壳141中，用于吸入液晶；密封装置143，用于密封缸体142；O形环144a，设置在盖144的上方，用于防止液晶泄漏；以及活塞145，该活塞145通过穿过盖144的开口插入缸体142来上下运动并旋转，用于通过液晶吸入口147和液晶排放口148吸入和排放液晶107。将固定到旋转构件157上的头部(head)146a安装在活塞145上方，并且在头部146a上安装杆146b。将杆146b插入到旋转构件157的孔(未示出)中并固定，由此当通过第一电机131的力使旋转构件157旋转时，使活塞145旋转。
在图9B中，在活塞145的端部形成凹槽145a。凹槽145a具有与大约1/4(或小于1/4)的活塞145的圆形剖面面积相对应的面积。当活塞145旋转时(即，上下运动)，凹槽145a打开和关闭液晶吸入口147和液晶排放口148，由此通过液晶吸入口147和液晶排放口148吸入和排放液晶。
以下将解释液晶排放泵140的操作。
图10是表示液晶排放泵140被固定到旋转构件157的状态的示意图。在图10中，以某一角度(α)将活塞145固定到旋转构件157。将形成在活塞头部146a的杆146b插入到形成在旋转构件157内部的孔159中，以使活塞145和旋转构件157彼此连接。虽然未示出，但在孔159中配备有轴承，由此插入到孔159中的活塞145的杆146b可以前后左右运动。当第一电机131工作时，使旋转构件157旋转，由此使连接到旋转构件157的活塞145旋转。
这里，如果假设液晶排放泵相对于旋转构件157的固定角(α)，即活塞145相对于旋转构件157的固定角(α)为0，那么活塞145只沿旋转构件157进行旋转运动。然而，由于活塞145的固定角(α)实质上不为0(即，以某一角度固定活塞145)，所以活塞145不仅沿着旋转构件157旋转而且还上下运动。
如果活塞145通过以某一角度旋转而向上运动，那么在缸体142内部形成一空间，并且通过液晶吸入口147将液晶吸入到该空间中。然后，如果活塞145通过进一步旋转而向下运动，那么通过液晶排放口148排放吸入到缸体142中的液晶。这里，在通过活塞145的旋转来吸入和排放液晶时，形成在活塞145处的凹槽145a打开和关闭液晶吸入口147和液晶排放口148。
此后，将参照图11A到11D更加详细地解释液晶排放泵140的操作。
在图11A到11D中，液晶排放泵140通过4个冲程(stroke)将液晶材料容器122的液晶107排放到喷嘴150。图11A和11C是交叉冲程，图11B是通过液晶吸入口147的吸入冲程，并且图11D是通过液晶排放口148的排放冲程。
在图11A中，当旋转构件157旋转时，以某一角度(α)固定到旋转构件157的活塞145相应地旋转。此时，通过活塞145关闭液晶吸入口147和液晶排放口148。
当旋转构件157旋转大约45°时，活塞145旋转，并且通过图11B中所示的活塞145的凹槽145a打开液晶吸入口147。将活塞145的杆146b插入到旋转构件157的孔159中，由此连接旋转构件157和活塞145。因此，当旋转构件157旋转时，活塞145旋转。此时，杆146b沿旋转平面旋转。
由于活塞145以某一角度固定到旋转构件157，并且杆146b沿旋转平面旋转，所以当旋转构件157旋转时，活塞145相应地向上运动。此外，相应地，当旋转构件157旋转时，由于缸体142被固定，所以在位于活塞145下部的缸体142处形成一空间。因此，将液晶通过已由凹槽145a打开的液晶吸入口147吸入到该空间中。
继续液晶的所述吸入冲程，直到在吸入冲程开始(即，液晶吸入口147打开)之后，当旋转构件157旋转大约45°时，图11C的吸入冲程相应地开始(关闭液晶吸入口147)。
然后，如图11D中所示，当旋转构件157进一步旋转时，打开液晶排放口148并且活塞145相应地向下运动，以使得通过液晶排放口148排放吸入到缸体142内部的该空间中的液晶(排放冲程)。
如上所述，液晶排放泵140重复四个冲程，即第一交叉冲程、吸入冲程、第二交叉冲程和排放冲程，由此将装在液晶材料容器122中的液晶107排放到喷嘴150。
这里，根据活塞145上下运动的范围来改变液晶的排放量。根据液晶排放泵140固定到旋转构件157的角度来改变活塞145上下运动的范围。
图12是表示以角度β将液晶排放泵固定到旋转构件的示意图。当与以角度α固定到旋转构件157的图10的液晶排放泵140进行比较时，以角度β(＞α)固定到旋转构件157的图12的液晶排放泵140使活塞145能够向上移动得更高。就是说，液晶排放泵140固定到旋转构件157的角度越大，则活塞运动时吸入到缸体142内的液晶107的量就越多。这意味着可以通过调整液晶排放泵140固定到旋转构件157的角度来控制液晶的排放量。
通过图7的液晶容量控制构件134控制液晶排放泵140固定到旋转构件157的角度，并且通过驱动第二电机133使液晶容量控制构件134运动。就是说，通过控制第二电机133来控制液晶排放泵140固定到旋转构件157的角度。
可以通过由用户操纵角度控制杆137来人为地调整液晶排放泵140的固定角度。然而，在这种情况下，不能进行精确的调整，这需要大量时间，并且在操作过程中必须停止液晶排放泵的驱动。因此，优选地通过第二电机133来调整液晶排放泵140的固定角度。
通过传感器139(例如线性可变微分转换器)来测量液晶排放泵140的固定角度。如果固定角超过预设的角度，则传感器139发出警报，由此防止损坏液晶排放泵140。
虽然未示出，但第二电机133通过导线或无线地连接到控制单元。控制单元设定液晶的施放量并根据由重力计129(例如，测压元件)测量的值来计算所施放的液晶的当前施放量，由此控制液晶的排放量。
在图13中，控制单元200包括施放量设定单元210，用于设定要滴落到基板上的液晶的施放量；施放量补偿单元220，用于在由施放量设定单元210设定的液晶的预设施放量与液晶板上的液晶的实际施放量不同的情况下，通过控制第二电机133并由此控制液晶排放泵140的固定角度来补偿液晶的施放量；电机驱动单元230，用于通过控制第一电机131和第二电机133，由液晶排放泵140排放由施放量设定单元210预设的施放量的液晶；基板驱动单元240，用于驱动基板并由此使液晶的滴落位置与喷嘴150对准；以及输出单元250，用于输出各种信息，例如基板尺寸、板尺寸、预设的液晶施放量、当前液晶施放量、施放位置等，并且当发生异常时发出警报。
输出单元250由显示器(例如，阴极射线管(CRT)或LCD)和打印机构成，由此将各种有关滴落液晶的信息通知给用户，并通过警报等将滴落异常通知给用户。
施放量设定单元210用于设定施放到液晶板上的液晶的施放量。可以由用户将已计算出的设定量手工输入到施放量设定单元210。然而，为了更加精确地设定施放量，根据各种数据，自动设定最佳的施放量。当预设的施放量与基板上的液晶的实际施放量不同时，施放量补偿单元220补偿施放量的差值，由此防止LCD器件的低质量。
如图14中所示，将通过重力计129测量的液晶的重量输入到施放量补偿单元220。这里，用于补偿施放量的必要信息不是通过重力计129测量的重量本身，而是前一次液晶的施放重量和当前液晶施放重量之间的差值。施放量计算单元222将从重力计129实时输入的测量值(液晶的重量)与前一次的施放重量进行比较，由此计算差值，从而计算液晶的实际施放重量。此外，将正在施放的液晶的密度存储在施放量计算单元222中，以使得可以根据所计算的实际施放重量计算液晶的当前施放量。
将由施放量计算单元222计算的液晶的实际施放量输入到差值计算单元224。差值计算单元224计算所输入的实际施放量和由施放量设定单元221设定的预设施放量之间的差值，并将该差值输入到比较单元228。
将由施放量限制值设定单元226设定的施放量限制值输入到比较单元228。施放量限制值是用于液晶的设定值和实际测量值之间的差值的限制值。这里，施放量限制值设定单元226可以设定一个限制值或多个限制值。在设定一个限制值的情况下，设定施放量限制值意味着施放到液晶板上的液晶的施放量的允许值。就是说，如果以限制值内的误差来施放液晶，则产生LCD器件的低质量。相反，在设定多个限制值的情况下，每一个设定值限定了不同的值。例如，在设定两个限制值的情况下，第一限制值限定液晶施放的允许值，而第二限制值限定导致液晶施放的低质量的阈值。
就是说，如果通过比较单元228获得的液晶的测量施放量和预设施放量之间的差值在第一限制值内，那么通过液晶施放不会产生LCD器件的低质量，由此连续进行当前的液晶施放。然而，如果该差值超过第一限制值并且处于第二限制值之内，将该差值(预设的施放量和实际测量的施放量之间的差值，施放量补偿值)和第一限制值之间的差作为驱动信号输出给电机驱动单元230，由此将液晶的施放量补偿为第一限制值之内。此外，当该差值超过第二限制值时，停止液晶的施放，并通过输出单元250将警报传送给用户。
通过液晶的粘性、液晶板的尺寸和液晶的施放图案来确定第一限制值和第二限制值。
将测量值从重力计129实时地输入到施放量计算单元222，并且根据所输入的信息，实时地补偿施放量。由此，执行液晶施放量的快速补充，从而可以防止LCD器件的低质量。
施放量计算单元222计算单次施放量(即，施放到基板上的一滴的施放量)、特定次数的施放量、或者在一个单元板或一个基板上的施放量。在基板上执行特定次数的施放的原因是因为液晶的单次施放量非常微小(例如，几mg)。不能通过将液晶材料容器122的总重量与从其中减去了单次施放量的重量的液晶材料容器122的重量进行比较来精确地测量单次施放量。因此，进行特定次数的液晶施放(例如，50次或100次)并测量总施放重量。此外，可以通过将液晶施放到一个单元板或一个基板上，然后通过测量施放重量来计算液晶的施放量。为了最精确地施放液晶，最希望根据单次施放重量来计算单次施放量。
在图15中，电机驱动单元230包括脉冲值存储单元234，用于为了驱动第一电机131和第二电机133而存储与液晶施放量有关的脉冲值信息；脉冲值转换单元232，用于将从施放量设定单元210输入的单次施放量设定值和从施放量补偿单元220输入的施放量补偿值转换为脉冲值；第一电机驱动单元236，用于在输入单次施放量设定值时相应地输出驱动信号，并由此驱动第一电机131，以操作液晶排放泵140；以及第二电机驱动单元238，用于在输入通过脉冲值转换单元232转换的脉冲值时相应地输出用于驱动第二电机133的驱动信号，由此改变液晶排放泵140的固定角度。
在脉冲值存储单元234中存储与脉冲值相关的第二电机133的大量旋转角度信息。因此，相应地，当输入脉冲值时，第二电机133旋转对应的角度，同时，插入到转动轴136中的液晶容量控制构件134直线运动。最后，通过液晶容量控制构件134的运动，改变液晶排放泵140对于固定单元149的固定角度，由此改变液晶排放泵140的液晶排放量。
如上所述，第二电机133是步进电机，并且当输入大约1000个脉冲时转动一次。就是说，对于一个脉冲，第二电机133转动大约0.36°。因此，可以通过脉冲精确地控制第二电机133的旋转角度，由此可以精确地控制液晶排放泵140的排放量。
如上所述，安装在支撑单元127上的重力计129如此实时地测量施放重量，由此实时地检测液晶材料容器122中剩余的液晶量。以下是检测剩余液晶量的原因。
在液晶施放器120的液晶材料容器122中装入与限制量一样多的液晶107。因此，在将液晶施放到基板上的情况下，将液晶施放到预定数量薄片的基板上，然后必须再次将新的液晶107装入液晶材料容器122中。然而，当施放液晶时，并不总是将预设的液晶施放量施放到基板上。诸如外部环境等的因素会使液晶施放量产生微小的变化。由于施放量的微小变化，在实际施放到基板上的总施放量和预设的施放量之间会产生大的差异。例如，在液晶的实际施放量大于预设的施放量的情况下，以小于预设的量将装在液晶材料容器122中的液晶施放到多个基板中的最后一个基板上。在将少于预设量的液晶施放到特定基板上的情况下，会在常黑模式的LCD器件的情况下产生黑色亮度方面的问题，并且会在常白模式的LCD器件的情况下产生白色亮度方面的问题。
相反，在液晶的实际施放量小于液晶的预设施放量的情况下，施放装在液晶材料容器122中的所有液晶，然后在液晶材料容器122中剩余过量的液晶。在装入新的液晶时，液晶材料容器122中剩余的液晶被暴露到空气中，由此与空气的成分(尤其是水分)进行反应并受到污染。因此，必须丢弃这些液晶。特别地，在剩余液晶量多于施放到一个基板上的施放量的情况下，剩余液晶量就足以施放到该基板上。因此，丢弃剩余液晶就阻碍了制造成本的降低。
因此，即使在已设定了施放量的情况下，用户必须始终确认液晶材料容器122中剩余的液晶量，由此防止昂贵的液晶被无益地丢弃。
液晶施放器120的液晶材料容器122容纳在由不透明材料(不锈钢)形成的外壳124中，并且液晶材料容器122由具有低透明度的聚乙烯形成。因此，对于用户就不能通过其肉眼来确认液晶材料容器122内的液晶剩余量。
然而，在本发明中，在液晶施放器120中安装重力计129(例如，测压元件)，由此在液晶施放过程中实时地测量液晶材料容器122内的液晶重量，由此解决所述问题。虽然未示出，但控制单元200根据从重力计129输入的测量值来检测液晶的剩余量，并且当液晶的剩余量小于施放到一个基板上的预设量时将信号输出给电机驱动单元230，由此停止第一电机131的驱动，并由此停止液晶施放。
如上所述，将重力计(例如，测压元件)安装在液晶施放器上，并且根据由重力计实时测量的液晶重量计算液晶的当前施放量(通过从前一次施放重量减去液晶的当前重量)。实时地测量液晶重量的原因是为了实时地计算液晶的施放量。因此，可以通过直接测量液晶的体积而不是液晶的重量来计算液晶的施放量。就是说，只要可以实时地测量液晶的施放量，就可以使用任何装置。
例如，可以通过在液晶材料容器内安装超声波传感器，通过超声波的到达时间实时地测量液晶的体积来计算液晶的施放量。在这种情况下，重要的不是液晶的当前体积，而是液晶的当前体积和先前体积之间的体积差(体积差意味着施放量)。通过该体积差，可以补偿液晶的施放量。
如上所述，在本发明中，实时地测量液晶的重量或体积，由此计算施放量，从而实时地计算液晶施放量。将所计算的液晶施放量与预设的施放量进行比较。如果在所计算的施放量和预设的施放量之间产生误差，则控制液晶排放泵的角度，由此补偿施放量。因此，可以实时地精确补偿液晶施放量，从而可以防止LCD器件的低质量。
虽然在不脱离本发明的精神和实质特性的情况下，可以以多种形式实施本发明，但是还应当理解，除非另外指明，上述实施例并不限于上述说明的任何细节，而应该在如附加权利要求书所限定的精神和范围内宽泛地进行解释，因此所有变化和修改都将落入权利要求书的范围内，或者因此附加权利要求书旨在包含该范围的等价物。
权利要求
1.一种液晶施放系统，其包括容器，其中装有液晶；液晶量测量装置，用于测量装在所述容器中的液晶量；排放泵，用于吸入和排放装在所述容器中的液晶，该排放泵由缸体、活塞、吸入口和排放口、以及外壳构成，其中，该活塞插入在该缸体中，并且在其下部的特定区域设置有凹槽，用于通过活塞的转动和上下运动吸入和排放液晶，该吸入口和排放口用于在该活塞运动时相应地吸入和排放液晶，在该外壳中容纳有该缸体和该活塞，并且该外壳被形成为分离型；以及喷嘴，用于将从所述排放泵排放的液晶施放到一基板上。
2.根据权利要求1的系统，还包括液晶容量控制构件，该液晶容量控制构件接触所述排放泵，用于改变所述排放泵的固定角度并由此控制液晶的排放量。
3.根据权利要求1的系统，其中所述液晶量测量装置包括用于测量液晶重量的重力计。
4.根据权利要求3的系统，其中所述重力计包括测压元件。
5.根据权利要求1的系统，其中所述液晶量测量装置包括用于测量液晶体积的传感器。
6.根据权利要求5的系统，其中所述传感器是超声波传感器。
7.根据权利要求1的系统，还包括控制单元，用于控制从所述排放泵排放的液晶的排放量，并由此根据由所述液晶量测量装置测量的液晶量来计算和补偿液晶的施放量。
8.根据权利要求7的系统，其中所述控制单元包括施放量设定单元，用于设定要滴落到所述基板上的液晶的施放量；施放量补偿单元，用于根据由所述液晶量测量装置测量的液晶量来计算液晶的当前施放量，并由此补偿由所述施放量设定单元设定的液晶施放量和所计算的当前施放量之间的差值；电机驱动单元，用于通过驱动一电机来操作所述液晶排放泵；以及基板驱动单元，用于驱动所述基板，并由此使液晶的施放位置与所述喷嘴对准。
9.根据权利要求8的系统，其中所述施放量补偿单元包括施放量测量单元，用于根据由所述液晶量测量装置测量的液晶量来测量液晶的当前施放量；差值计算单元，用于计算由所述施放量测量单元测量的液晶施放量与预设的液晶施放量之间的差值；施放量限制值设定单元，用于设定施放量的差值的限制值；以及比较单元，用于比较分别从所述差值计算单元和所述施放量限制值设定单元输入的所述施放量差值和所述施放量限制值，并由此将一信号输出给所述电机驱动单元。
10.根据权利要求9的系统，其中所述施放量计算单元通过从先前的施放量中减去液晶的当前施放量来计算液晶施放量。
11.根据权利要求10的系统，其中所述施放量是单次施放量。
12.根据权利要求10的系统，其中所述施放量是预设次数的施放量。
13.根据权利要求10的系统，其中所述施放量是与一单元板相对应的施放量。
14.根据权利要求10的系统，其中所述施放量是与一基板相对应的施放量。
15.根据权利要求9的系统，其中如果所述限制值超过所述施放量差值，则将一信号输出给所述电机，由此补偿所述施放量。
16.根据权利要求9的系统，其中如果所述限制值超过所述施放量差值，则将一信号输出给所述电机，由此停止所述液晶施放。
17.根据权利要求8的系统，其中所述控制单元根据从所述液晶量测量装置输入的测量值来检测所述液晶材料容器内部的液晶剩余量。
18.根据权利要求17的系统，其中如果所述液晶剩余量少于预设的液晶量，则所述电机驱动单元停止所述电机的操作，由此停止所述液晶施放。
19.根据权利要求18的系统，其中所述预设的液晶量是施放到一个基板上的液晶量。
20.根据权利要求8的系统，其中所述电机驱动单元包括脉冲值存储单元，用于存储与液晶施放量相关的脉冲值信息；以及脉冲值转换单元，用于根据存储在所述脉冲值存储单元中的所述脉冲值信息以及从所述施放量补偿单元输入的施放量补偿值来将施放量设定值转换为脉冲值，并由此输出给所述电机。
全文摘要
一种液晶施放系统，其包括容器，其中装有液晶；液晶量测量装置，用于测量装在所述容器中的液晶量；排放泵，用于吸入和排放装在所述容器中的液晶，该排放泵由缸体、活塞、吸入口和排放口、以及外壳构成，其中，该活塞插入在该缸体中，并且在其下部的特定区域设置有凹槽，用于通过转动和上下运动吸入和排放液晶，该吸入口和排放口用于在该活塞运动时相应地吸入和排放液晶，在该外壳中容纳有该缸体和该活塞，并且该外壳被形成为分离型；喷嘴，用于将从所述排放泵排放的液晶施放到一基板上；以及控制单元，用于控制从所述排放泵排放的液晶的排放量，并由此根据由所述液晶量测量装置测得的液晶量来计算和补偿液晶的施放量。
文档编号G02F1/1341GK1577009SQ200410048340
公开日2005年2月9日 申请日期2004年6月25日 优先权日2003年6月27日
发明者柳重豪, 郭洙珉, 孙海晙, 安满镐, 金埈煐 申请人:Lg.飞利浦Lcd有限公司, Top Engineering株式会社