专利名称：涂布头单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在制造IXD(液晶显示器)的过程中将液晶涂布到玻璃面板上的 LC(liquid crystal,液晶)涂布机的涂布头单元。
背景技术：
IXD (液晶显示器)是以向排列为矩阵形状的液晶单元独立地提供基于图像信息 的数据信号并以此控制液晶单元的透光性的方式来显示预期图像的图像显示器。
为了制造LCD，过去使用真空注入方法，但近来已广泛使用涂布液晶的方法。液晶 涂布方法包括将液晶直接涂布到玻璃面板上，然后通过将另一片玻璃面板接合到上述玻璃 面板来施加压力而使涂布的液晶均匀地涂布到玻璃面板的整个区域上，从而形成液晶层。
典型地，由LC涂布机进行液晶涂布过程。在韩国专利公开No. 2010-0011868A、美 国专利公开No. 2010/0224071A1、美国专利公开No. 2009/0071974A1等中提出了多种类型 的LC涂布机。
韩国专利公开No. 2010-0011868中公开的一种LC涂布机包括缸体和活塞，活塞安 装在缸体中的液晶接收空间中，以便可向上和向下移动。当活塞向上移动时，液晶流入缸体 中。当活塞向下移动时，已处于接收空间中的液晶排出缸体。从缸体排出的液晶量取决于 活塞移动之前与移动之后之间的位移。活塞借助于使活塞沿Z轴移动的马达在缸体中向下 移动。活塞向下移动的距离取决于输入到马达的单位脉冲。
美国专利公开No. 2010/0224071A1中公开的一种液晶排出装置构造为使得通过 向后移动柱塞而将液晶充入测量单元中，并且通过向前移动柱塞而将液晶从测量单元排 出，且所述排出装置以类似于注射器的方式操作。在该技术中，从测量单元排出的液晶量也 取决于柱塞移动之前与移动之后之间的位移。
美国专利公开No. 2009/0071974A1中公开的一种液晶排出装置构造为使得液晶 通过柱塞在缸体中往复运动而流入缸体或从缸体排出。同样，在该技术中，从缸体排出的液 晶量由柱塞移动之前与移动之后之间的位移确定。
上述现有技术的相同之处在于，使用了体积控制方法来排出液晶，其中，当由活 塞、柱塞等所实现的移动构件移动以减小包含液晶的接收空间的体积时，液晶从接收空间 排出，尽管操作活塞和柱塞的方法彼此不同。
另外，在LC涂布机中，需要将预设的精确液晶量涂布到玻璃面板上。为此，保持每 滴液晶量与预设的量相同是很重要的。在LC涂布机使用改变液晶接收空间的体积来涂布 液晶的方法的情况下，待涂布的液晶液滴量由移动构件在液晶接收空间中移动之前与移动 之后之间的位移来确定。因此，在使用体积控制方法的LC涂布机中，移动构件必须能准确 地移动预设的距离，以使涂布的液晶液滴量等于预设的量。另外，移动构件典型地由移动构 件驱动单元来操作。用于控制移动构件驱动单元的操作信号输入到移动构件驱动单元。因 此，移动构件的位移取决于操作信号的幅度。但是，即使每次将相同幅度的操作信号输入到 移动构件驱动单元，移动构件的位移也可能由于例如加工误差、装配误差、或移动构件驱动单元的退化或故障而变化。因此，在使用体积控制方法的LC涂布机中，为了使涂布的液晶 液滴量等于预设的量，需要控制移动构件，使得每次移动构件移动时移动构件都准确地移 动预设的距离。为了实现这个目的，必须测量移动构件的位移。发明内容
因此，针对以上现有技术中产生的问题提出本发明，并且本发明的目的是提供一 种涂布头单元，其中测量移动构件的真实位移使得移动构件可准确地移动预设的距离，从 而可以准确地涂布预设量的液晶。
为了实现以上目的，在一方面中，本发明提供一种涂布头单元，包括排出装置，所 述排出装置具有液晶接收构件和移动构件，所述液晶接收构件中具有液晶接收空间，液晶 流出通道形成在液晶接收构件中的预定位置处，所述移动构件用于在所述接收空间中移动 以减小接收空间的体积，使得液晶通过液晶流出通道从接收空间排出；移动部件，当移动构 件运动时所述移动部件沿移动构件的移动方向与移动构件整体移动；静止部件，当移动构 件运动时所述静止部件相对于移动构件的移动方向静止；以及位移测量装置，用于测量移 动部件相对于静止部件的位移。
位移测量装置可包括非接触式位移传感器或接触式位移传感器。
非接触式位移传感器包括线性标尺和线性编码器、或激光位移传感器。
接触式位移传感器可包括线性可变差动变压器(LVDT)。
在另一方面中，本发明提供一种涂布头单元，包括排出装置，所述排出装置具有 液晶接收构件和移动构件，所述液晶接收构件中具有液晶接收空间，液晶流出通道形成在 液晶接收构件中的预定位置处，所述移动构件用于在接收空间中移动以减小接收空间的体 积，使得液晶通过液晶流出通道从接收空间排出；静止部件，当移动构件运动时所述静止部 件相对于移动构件的移动方向静止；以及位移测量装置，用于测量移动构件相对于静止部 件的位移。
位移测量装置可包括非接触式位移传感器或接触式位移传感器。
非接触式位移传感器包括线性标尺和线性编码器、或激光位移传感器。
接触式位移传感器可包括线性可变差动变压器(LVDT)。
由以下结合附图的详细描述，可以更加清晰地理解本发明前述的和其他的目的、 特征和优点，其中
图1是根据本发明第一实施例的涂布头单元的侧视图2是图1的涂布头单元的正视部分截面图3a至3d是连续示出使用根据本发明第一实施例的涂布头单元的液晶接收构件 和移动构件来吸入和排出液晶的过程的截面图4是示出在根据本发明第一实施例的涂布头单元中由线性标尺和线性编码器 实现的位移测量装置的一个示例的视图5是示出在根据本发明第一实施例的涂布头单元中由激光位移传感器实现的 位移测量装置的另一示例的视图6是示出在根据本发明第一实施例的涂布头单元中由线性可变差动变压器实 现的位移测量装置的另一示例的视图7是示出在根据本发明第二实施例的涂布头单元中由线性标尺和线性编码器 实现的位移测量装置的一个示例的视图8是示出在根据本发明第二实施例的涂布头单元中由激光位移传感器实现的 位移测量装置的另一示例的视图；以及
图9是示出在根据本发明第二实施例的涂布头单元中由线性可变差动变压器实 现的位移测量装置的另一示例的视图。
具体实施方式
下文中将结合附图详细描述本发明的优选实施例。
在LC涂布机中设置有根据本发明的至少一个涂布头单元。涂布头单元在相对于 玻璃面板移动时将液晶涂布到玻璃面板上。根据本发明的涂布头单元使用体积控制方法 涂布液晶，其中，当液晶接收空间的体积通过移动构件的移动而减小时，液晶从接收空间排 出。本发明的涂布头单元的特征在于位移测量装置，所述位移测量装置用于测量移动构件 移动之前与移动之后之间的位移。在本发明中，将公开两种用于测量移动构件的位移的方 法。第一种测量方法是间接测量移动构件的位移，其方式为，测量涂布头单元的部件之中与 移动构件整体移动的部件的位移。第二种测量方法是直接测量移动构件的位移。
首先，将参考本发明第一实施例描述间接测量移动构件的位移的方法。
图1是根据本发明第一实施例的涂布头单元的侧视图。图2是图1的涂布头单元 的正视部分截面视图。
根据本发明第一实施例的涂布头单元包括排出装置、移动部件、静止部件和位移 测量装置。排出装置包括液晶接收构件300和移动构件400，并且排出装置排出预定量的液 晶。当移动构件400运动时，移动部件沿移动构件400的移动方向与移动构件400整体移 动。当移动构件400运动时,静止部件相对于移动构件400的移动方向静止。位移测量装 置测量移动部件相对于静止部件的位移。此外，根据本发明第一实施例的涂布头单元还包 括支撑组件200、驱动单元、液晶瓶520和管件530。支撑组件200以可移动方式与涂布头 单元支撑框架130联接。驱动单元连接到移动构件400，并使移动构件400相对于液晶接收 构件300移动。液晶瓶520中储存待涂布到玻璃面板上的液晶。管件530的第一端部设置 在液晶瓶520中，并且其第二端部连接到排出装置。储存在液晶瓶520中的液晶在由喷嘴 610涂布到玻璃面板上之前通过管件530供应到排出装置中。
参见图3a至图3d，根据本发明的排出装置包括液晶接收构件300和移动构件 400。液晶接收构件300具有将液晶容纳在其中的接收空间310、以及液晶流出通道330，液 晶通过液晶流出通道330从接收空间310排出。接收空间310与液晶流出通道330连通。 排出装置构造为，使得液晶从液晶瓶520流入接收空间310，然后通过液晶流出通道330排 出。液晶接收构件300还具有液晶流入通道320，液晶通过液晶流入通道320流入接收空间 310 中。
移动构件400在接收空间310中移动以减小接收空间310的体积，使得已处于接 收空间310中的液晶通过液晶流出通道330排出。换句话说，根据本发明的排出装置使用体积控制方法排出液晶。例如，液晶接收构件300可包括缸体,并且移动构件400可包括活 塞。移动构件400包括插入接收空间310中的抽吸部件410、以及整体地设置于抽吸部件 410的上端部的联接部件420。凹陷部分412形成在抽吸部件410的圆周外表面的预定位置 处。移动构件400插入液晶接收构件300的接收空间310中，以便可绕移动构件400的轴 线转动，并可沿竖直方向移动。在移动构件400已插入接收空间310中的状态下，液晶流入 通道320和液晶流出通道330都不通过抽吸部件410的圆周外表面与接收空间310连接。 但是，当移动构件400转动预定角度时，面向凹陷部分412的液晶流入通道320或液晶流出 通道330可与接收空间310连通。换句话说，液晶接收构件300的液晶流入通道320和液 晶流出通道330由于凹陷部分412而轮流打开。
图3a至3d连续示出使用根据本发明第一实施例的涂布头单元的液晶接收构件 300和移动构件400来吸入和排出液晶的过程。从图3a的位置起，其中移动构件400的凹 陷部分412面向液晶接收构件300的液晶流入通道320，当移动构件400向上移动时，如图 3b所示，液晶借助于压力差通过液晶流入通道320流入接收空间310中。随后，如图3c所 示，移动构件400绕其自身轴线转动，使得凹陷部分412面向液晶流出通道330。之后，如图 3d所示，当移动构件400向下移动时，进入接收空间310的液晶通过液晶流出通道330排 出。在此过程中，移动构件400可向下移动与一次上行冲程相同的距离，使得所有液晶一次 性排出接收空间310。替代地，移动构件400可分阶段地向下移动在上行冲程期间移动的总 距离，使得液晶逐步排出接收空间310。
这样，在根据第一实施例的排出装置中，通过设置在液晶接收构件300的接收空 间310中的移动构件400的转动和线性运动来实现液晶的吸入和排出。使移动构件400转 动和线性移动的驱动单元包括转动驱动单元700和线性驱动单元800。
参见图1和图2，转动驱动单元700包括第一马达710，第一马达710安装在支撑 组件200中，以便可沿竖直方向移动。移动构件400的联接部件420以可移动方式与第一 马达710的转动轴712联接。转动驱动单元700为移动构件400提供转动力，以使移动构 件400转动。
线性驱动单元800包括连接构件810、第二马达840和滚珠丝杠850。连接构件 810与转动驱动单元700联接并具有通孔812，通孔812在其圆周内表面上设置有内螺纹。 第二马达840产生转动力。滚珠丝杠850穿过连接构件810的通孔812。滚珠丝杠850的 第一端部与第二马达840的转动轴联接，并且其第二端部以可转动方式与支撑组件200联 接。滚珠丝杠850通过第二马达840的操作而转动。连接构件810通过滚珠丝杠850的转 动而向上或向下移动。与连接构件810联接的转动驱动单元700与连接构件810整体地向 上或向下移动。由此，与转动驱动单元700联接的移动构件400线性地向上或向下移动。
在第一实施例中，位移测量装置构造为使得测量移动部件相对于静止部件的位 移。术语“移动部件”是指沿移动构件400移动以从接收空间310排出液晶的方向与移动构 件400整体移动的涂布头单元的元件。术语“静止部件”是指当移动构件400移动以从接 收空间310排出液晶时相对于移动构件400的移动方向静止的涂布头单元的元件。换句话 说，涂布头单元的静止部件包括，不相对于涂布头单元沿任意方向移动而为静止的元件，或 能够相对于涂布头单元沿特定方向移动但至少当移动构件400运动时相对于移动构件400 的移动方向静止的元件。这是因为，静止部件可以是用于测量移动构件400位移的参考，只要当移动构件400运动时静止部件的位置相对于移动构件400的移动方向静止即可。另一 方面，移动部件包括至少当移动构件400运动时相对于移动构件400的移动方向与移动构 件400整体移动的涂布头单元的元件。假设当移动构件400移动时移动部件的位移与移动 构件400的位移相同，可以通过测量移动部件的位移来测量移动构件400的位移。
位移测量装置可以包括能够检测移动部件相对于静止部件的位移的各种接触式 或非接触式位移传感器中的一种。接触式位移传感器是指，与静止部件和移动部件接触并 测量移动部件相对于静止部件的位移的位移传感器。例如，接触式位移传感器可由线性可 变差动变压器(LVDT)实现。非接触式位移传感器是指，在不与静止部件或移动部件接触的 情况下测量移动部件相对于静止部件的位移的位移传感器。例如，非接触式位移传感器可 包括线性编码器、激光位移传感器、超声波位移传感器、光学位移传感器等。
图4是示出在根据本发明第一实施例的涂布头单元中由线性标尺和线性编码器 实现的位移测量装置的一个示例的视图。图5是示出在根据本发明第一实施例的涂布头单 元中由激光位移传感器实现的位移测量装置的另一示例的视图。图6是示出在根据本发明 第一实施例的涂布头单元中由线性可变差动变压器实现的位移测量装置的另一示例的视 图。
参见图4，位移测量装置的一个示例可包括线性标尺911和线性编码器912。线性 标尺911紧固到与移动构件400整体移动的涂布头单元的移动部件。线性编码器912紧固 到涂布头单元的静止部件，其方式为线性编码器912的感测表面面向线性标尺911。线性标 尺911具有形成在以规则间隔彼此间隔开的位置处的缝隙。线性编码器912检测形成在线 性标尺911中的缝隙以测量移动部件的位移。优选地，线性标尺911的长度至少等于或大 于移动构件400移动的距离。
当移动部件相对于静止部件移动时，线性标尺911和线性编码器912也相对于彼 此移动。因此，可由线性标尺911和线性编码器912测量移动部件相对于静止部件的位移。 测量结果传递到控制单元，与预设的位移参考值进行比较，然后用来控制对移动构件进行 操作的驱动单元。这样，可由位移测量装置准确地测量移动部件相对于涂布头单元的静止 部件的位移。因此，当移动构件400在液晶涂布过程中未能移动预设的位移时，可以对此进 行补偿。
在图4所示的实施例中，线性标尺911紧固到连接构件810，并且线性编码器912 紧固到支撑组件200。换句话说，移动部件是连接构件810，并且静止部件是支撑组件200。 但是，移动部件可以是当移动构件400运动时沿与移动构件400的移动方向相同的方向与 移动构件400整体移动的其他元件中的一个，例如，第一马达710、第一马达710的转动轴 712等等。静止部件还可以是当移动构件400运动时相对于移动构件400的移动方向静止 的那些元件中的另一元件。
另外，在图4中，虽然线性标尺911和线性编码器912被示为分别紧固到涂布头 单元的移动部件和涂布头单元的静止部件，但是也可以是相反的构造，其中线性编码器912 可紧固到移动部件，并且线性标尺911可紧固到静止部件。
图5示出位移测量装置的另一示例。参见图5，位移测量装置的这个示例由激光位 移传感器913实现。激光位移传感器913紧固到静止部件，并且当移动构件400移动时测 量移动部件相对于涂布头单元的静止部件的位移。
在图5中，激光位移传感器913示为紧固到作为静止部件的支撑组件200，并以连 接构件810的上表面作为测量表面来测量连接构件810的位移。但是，由激光位移传感器 913所使用以测量移动部件的位移的测量表面可以是，当移动构件400运动时沿与移动构 件400的移动方向相同的方向与移动构件400整体移动的其他元件的多个部分之一。此 外，激光位移传感器913紧固到其上的静止部件不仅可以是支撑组件200，而且可以是当移 动构件400运动时相对于移动构件400的移动方向静止的涂布头单元的其他元件之一。
图6示出位移测量装置的另一示例。在此示例中，位移测量装置由线性可变差动 变压器914实现。线性可变差动变压器914紧固到作为静止部件的支撑组件200。线性可 变差动变压器914具有与连接构件810的上表面接触的接触器915，连接构件810是移动部 件。线性可变差动变压器914的接触器915压在连接构件810上，并且当连接构件810运 动时与连接构件810 —起移动。线性可变差动变压器914将接触器915的位移转换成电信 号，由此可测量连接构件810的位移。
接下来，将参考第二实施例描述直接测量移动构件的位移的方法。
图7是示出在根据本发明第二实施例的涂布头单元中由线性标尺和线性编码器 实现的位移测量装置的一个示例的视图。图8是示出在根据本发明第二实施例的涂布头单 元中由激光位移传感器实现的位移测量装置的另一示例的视图。图9是示出在根据本发明 第二实施例的涂布头单元中由线性可变差动变压器实现的位移测量装置的另一示例的视 图。
除了位移测量装置直接测量移动构件的位移而不是测量移动部件之外，第二实施 例的涂布头单元与第一实施例的涂布头单元相似。下文将描述第二实施例，并着重于第二 实施例与第一实施例之间的不同之处。
根据本发明第二实施例的涂布头单元包括排出装置、静止部件和位移测量装置。 排出装置包括液晶接收构件300和移动构件400。排出装置从液晶储存单元吸入液晶，然后 排出预定量的液晶。当移动构件400运动时，静止部件相对于移动构件400的移动方向静 止。位移测量装置测量移动构件400相对于静止部件的位移。此外，虽然未在附图中示出， 但根据本发明第二实施例的涂布头单元不仅可包括连接到移动构件400以使移动构件400 相对于液晶接收构件300移动的驱动单元，而且还可包括以与图1所示实施例相同的方式 操作涂布头单元所需的其他公知元件。
第二实施例的排出装置的构造与第一实施例的排出装置的构造相同，并且其操作 方法也与第一实施例的操作方法相同。但是，与第一实施例的位移测量装置不同，第二实施 例的位移测量装置构造为使得直接检测移动构件400的位置。
参见图7，举例来说，位移测量装置包括线性标尺921和线性编码器922。线性标 尺921紧固到移动构件400。线性编码器922紧固到涂布头单元的静止部件550，其方式为 线性编码器922的感测表面面向线性标尺921。线性标尺921和线性编码器922的操作方 法与图4实施例的操作方法相同。
线性标尺921紧固到移动构件400的抽吸部件410。线性标尺921可设置在移动 构件400的任何部分上，只要线性标尺921的整个长度可紧固到移动构件400。当移动构 件400在液晶接收构件300中线性移动时，相对于移动构件400的移动方向静止的线性编 码器922检测形成在线性标尺921中的缝隙，从而测量移动构件400的位移。
这样，当移动构件400移动时，由位移测量装置直接测量移动构件400的位移。因此，测量移动构件400位移的结果可比间接测量移动构件400位移的结果更准确。S卩，在图 4所示实施例的情况下，通过测量移动部件的位移来间接测量移动构件400的位移是基于移动构件400的位移与移动部件的位移相同这一假设。因此，在图4的情况下，如果由于例如移动部件与移动构件400之间的间隙而使移动部件的位移变得与移动构件400的位移不同，那么测得的位移可能不同于移动构件400的真实位移。另一方面，在图7实施例的情况下，测得的位移与移动构件400的真实位移之间有差异的可能性小。
另外，只要移动构件400的结构允许线性编码器922紧固到其上，那么线性编码器 922就可紧固到移动构件400，并且线性标尺921可紧固到涂布头单元的静止部件。
参见图8，作为第二实施例的位移测量装置的另一示例，这种装置可由激光位移传感器923实现。激光位移传感器923紧固到涂布头单元的静止部件560，静止部件560相对于移动构件400移动的方向静止。当移动构件400移动时，激光位移传感器923测量移动构件400相对于涂布头单元的静止部件560的位移。
优选地，移动构件400与激光位移传感器923相关的测量表面垂直于移动构件400 的移动方向，但本发明不限于此。除了平行于移动构件400的移动方向的表面之外，移动构件400的所有表面都可用作测量表面。
图9示出第二实施例的位移测量装置的另一示例。如图9所示，位移测量装置可由线性可变差动变压器924实现。线性可变差动变压器924紧固到静止部件570，并具有与移动构件400的联接部件420的上表面接触的接触器925。线性可变差动变压器924的接触器925压在移动构件400上，并且当移动构件400运动时与移动构件400 —起移动。线性可变差动变压器924将接触器925的位移转换成电信号，由此可测量移动构件400的位移。
如上所述，在本发明中，因为由位移测量装置来测量移动构件的位移，所以针对每个液晶排出冲程可准确地测 量移动构件的真实位移，从而能涂布精确量的液晶。
虽然为了示例性目的仅公开了优选实施例以描述本发明的范围和主旨，但是使用位移测量装置对移动构件的位移进行测量以及比较移动构件的真实位移是否与预设的参考位移相同并不限于上述实施例。换句话说，在不脱离本发明必要特征的情况下，可以根据本发明的技术特征进行各种修改、增加以及替换，只要它们是现有技术中引入的各式LC涂布机和使用体积控制方法的LC涂布机中的一种，在所述体积控制方法中液晶通过移动构件的移动从接收空间排出。
权利要求
1.一种涂布头单元，包括排出装置，所述排出装置包括液晶接收构件，所述液晶接收构件中具有液晶接收空间，液晶流出通道形成在所述液晶接收构件中的预定位置处；以及移动构件，所述移动构件用于在所述接收空间中移动以减小所述接收空间的体积，使得液晶通过所述液晶流出通道从所述接收空间排出；移动部件，当所述移动构件运动时所述移动部件沿所述移动构件的移动方向与所述移动构件整体移动；静止部件，当所述移动构件运动时所述静止部件相对于所述移动构件的移动方向静止；以及位移测量装置，用于测量所述移动部件相对于所述静止部件的位移。
2.根据权利要求1所述的涂布头单元，其中，所述位移测量装置包括非接触式位移传感器。
3.根据权利要求2所述的涂布头单元，其中，所述非接触式位移传感器包括线性标尺和线性编码器、或激光位移传感器。
4.根据权利要求1所述的涂布头单元，其中，所述位移测量装置包括接触式位移传感器。
5.根据权利要求4所述的涂布头单元，其中，所述接触式位移传感器包括线性可变差动变压器LVDT。
6.一种涂布头单元,包括排出装置，所述排出装置包括液晶接收构件，所述液晶接收构件中具有液晶接收空间，液晶流出通道形成在所述液晶接收构件中的预定位置处；以及移动构件，所述移动构件用于在所述接收空间中移动以减小所述接收空间的体积，使得液晶通过所述液晶流出通道从所述接收空间排出；静止部件，当所述移动构件运动时所述静止部件相对于所述移动构件的移动方向静止；以及位移测量装置，用于测量所述移动构件相对于所述静止部件的位移。
7.根据权利要求6所述的涂布头单元，其中，所述位移测量装置包括非接触式位移传感器。
8.根据权利要求7所述的涂布头单元，其中，所述非接触式位移传感器包括线性标尺和线性编码器、或激光位移传感器。
9.根据权利要求6所述的涂布头单元，其中，所述位移测量装置包括接触式位移传感器。
10.根据权利要求10所述的涂布头单元，其中，所述接触式位移传感器包括线性可变差动变压器LVDT。
全文摘要
本文公开一种在制造LCD的过程中将液晶涂布到玻璃面板上的涂布头单元。涂布头单元包括排出装置、移动部件、静止部件和位移测量装置。排出装置包括液晶接收构件，液晶接收构件具有液晶排出通道和在其中的液晶接收空间。排出装置还包括以可移动方式设置在接收空间中的移动构件。当移动构件移动以减小接收空间的体积时，液晶通过液晶流出通道从接收空间排出。移动部件沿移动构件的移动方向与移动构件整体移动。静止部件相对于移动构件的移动方向静止。位移测量装置测量移动部件相对于静止部件的位移。
文档编号B05C11/10GK102989638SQ20121007552
公开日2013年3月27日 申请日期2012年3月21日 优先权日2011年9月9日
发明者郑载宽 申请人:塔工程有限公司