专利名称：液晶分配设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶分配设备，尤其涉及一种具有易于修理的多部件可分离的针。
LCD基于液晶的折射各向异性显示信息。如
图1所示，LCD1包括下衬底5、上衬底3和设置在上衬底3与下衬底5之间的液晶层7。下衬底5包括驱动装置的阵列和多个象素(图中未示)。各驱动装置通常为位于每一个象素上的薄膜晶体管(TFT)。上衬底3包括产生色彩的滤色器。此外，一象素电极和一公共电极分别形成于下衬底5上和上衬底3上。准直层形成于下衬底5上和上衬底3上。这些准直层用来均匀准直液晶层7。
用一种密封材料9使得下衬底5和上衬底3相贴附。工作时，液晶分子一开始受到准直层的取向，然后根据视频信息再次受到驱动装置的取向，以便控制透过液晶层的光以产生图像。
制造LCD装置需要在下衬底5上形成驱动装置、在上衬底3上形成滤色器和执行一个盒处理过程(接下来描述该过程)。以下参照图2描述这些过程。
首先，在步骤S101，在下衬底5上形成多条垂直交叉的控制线和数据线，由此在控制线与数据线之间限定象素区域。在每一个象素区域中形成接至一控制线和一数据线的一个薄膜晶体管。而且，在每一个象素区域中形成接至薄膜晶体管的象素电极。这能够根据通过薄膜晶体管施加的信号驱动液晶层。
在步骤S104，在上衬底3上形成(再现色彩的)R(红)、G(绿)和B(蓝)滤色器层和一公共电极。然后，在步骤S102和S105，在下衬底5上和上衬底3上形成准直层。摩擦这些准直层，以引起液晶分子的表面锚定(surfface anchoring)(产生一前倾角和一准直方向)。之后，在步骤S103，将保持一恒定、均匀盒间隙的隔板(spacer)分散设置到下衬底5上。
然后，在步骤S106和S107，将一密封材料施加到外部上，使所得到的密封结构有一液晶注入口。该液晶注入口用来注入液晶。然后通过压迫密封材料将上衬底3和下衬底5贴附到一起。
尽管前面已经描述了如何形成单独一个板区域，不过实际上形成多个单位板面积是比较经济有利的。为此，下衬底5和上衬底3是含多个单位板区域的大玻璃衬底，每一个衬底上有含液晶注入口的密封件所包围的一驱动装置阵列或一滤色器阵列。为了隔离各个单位板，在步骤S108，将装配完的玻璃衬底切割成各个单位板。之后，在步骤S109，通过液晶注入口将液晶注入各个单位板中，然后密封液晶注入口。最后，在步骤S110，检验各个单位板。
如上所述，通过液晶注入口注入液晶。通常由压强导致液晶的注入。图3示出一液晶注入装置。如图所示，把装有液晶的容器12和多个单独的单位板1置入一真空室10内，使得各单位板1位于容器12之上。真空室10接至一真空泵，真空泵产生预定真空。一液晶显示板移动装置(图中未示)移动各单位板1，使它们接触液晶14，以使每一个注入口16处于液晶14中。
当通过使氮气(N2)流入而增大真空室10内真空度时，通过液晶注入口16将液晶14注入各单位板1中。在液晶14完全填满各单位板1之后，用一密封材料密封每一个单独的单位板1的液晶注入口16。
尽管通常很成功，不过在用压强注入液晶14方面存在问题。首先，将液晶14注入各单位板1内所需的时间过长。通常，驱动装置阵列衬底与滤色器衬底之间的间隙非常窄，其数量级为微米。这样，在单位时间内，只能注入非常少量的液晶14。例如，约需8小时的时间将液晶14注入一单独的15英寸单位板1内。这降低了生产效率。
其次，液晶14消耗过大。实际只将容器12内少量的液晶14注入了各单位板1内。由于暴露在空气中或其他某种气体中的液晶14可能受到化学反应的污染，所以应当废弃剩下的液晶14。这增加了液晶生产成本。
因此，最好是有一种将液晶置于衬底之间的改进方法和设备。
本发明的另一个优点在于提供一种液晶分配设备，其有一针插入一液晶容器内，针用来打开/关闭针板(needle sheet)的排放孔，且针是可拆开的，以能修复用旧或损坏的部分。
本发明的其他特征和优点将在以下的说明书中描述，并且根据说明书的描述，它们一部分变得很明显，或者可以通过对本发明的实践学会。通过说明书及其权利要求书以及附图所特别指出的结构，本发明的这些目的和其他优点得以实现和得到。
为了实现根据本发明目的的这些和其他优点，如这里所具体和概括性描述的那样，提供一种液晶分配设备，该设备包括一液晶容器，用来盛装液晶；一壳体，用来接纳液晶容器；一针板，与液晶容器相邻设置并且有一排放孔，液晶通过该排放孔排放；一活动针，包括可拆开的第一针部分和第二针部分，该活动针插入液晶容器内，且能够打开和关闭排放孔；一弹簧，它使得针压向排放孔；一电磁线圈和一磁棒，它们与针相邻，用来产生磁力以移动针打开排放孔；和一喷嘴，用来滴落通过排放孔所排放的液晶。
最好是，第一针部分包括一突起，而第二针部分包括一凹进部分。该突起和凹进部分能够将第一和第二针部分接合在一起。针最好还包括一接合部件，该部件防止第一和第二针部分不适当地分开。该接合部件可以是一开口圆环。
应理解的是，前面总的描述和下面详细的描述都是示例性和解释性的，意欲用它们提供对所要求保护的本发明的进一步解释。
这些附图中图1是示出一普通LCD的剖视图；图2是一流程图，它示出一LCD的传统制造方法；图3是示出该LCD传统制造方法中的液晶注入图；图4是示出采用根据本发明的液晶滴落法制造的典型LCD图；图5是一流程图，它示出根据该液晶滴落法制造LCD的一个典型方法；图6是示出该液晶滴落法基本概念的图；图7A示出其中没有从一液晶滴落设备上滴落液晶的状态；图7B示出其中液晶正从一液晶滴落设备上底上滴落的状态；图8是图7A和7B的分解透视图；图9是示出一针的分解放大图。
为了解决传统液晶注入法的问题，近来已介绍了一种新颖的液晶滴落法。这种液晶滴落法通过将液晶直接施加到一衬底上，然后通过将衬底压到一起来分散所施加的液晶，从而形成一液晶层。根据这种液晶滴落法，在很短的时间内将液晶施加到衬底上，从而能够迅速形成液晶层。另外，由于是直接施加液晶，所以可以减少液晶的浪费，由此减少了污染问题，并且降低了成本。
图4示出这种基本的液晶滴落法。如图所示，将液晶直接滴落(施加)到下衬底105上，之后装配下衬底105和上衬底103。另一方面，可以将液晶107滴落到上衬底103上。也就是说，可以将液晶形成于一TFT(薄膜晶体管)衬底上或一CF(滤色器)衬底上。但是，其上施加有液晶的衬底应当是装配过程中的下衬底。
将一密封材料109施加到上衬底(图4中的衬底103)的外面部分上。然后将上衬底(103)和下衬底(105)紧密配合并压到一起。此时，通过压力扩散液晶滴(107)，由此在上衬底103与下衬底105之间形成具有均匀厚度的液晶层。
图5示出采用该液晶滴落法制造LCD的方法流程。如图所示，在步骤S201和S202中，制造和处理TFT阵列，形成一准直层并且摩擦它。在步骤S204和S205中，制造和处理一滤色器阵列，形成一准直层并且摩擦它。然后，如步骤S203所示，将液晶滴落(施加)到一个衬底上。图5中，TFT阵列衬底如图所示接受液晶滴，而在某些应用中可能更好的是滤色器衬底。另外，如步骤S206所示，将密封剂印制到一个衬底上，在图5中，该衬底是滤色器衬底(在某些应用中可能更好的是TFT阵列衬底)。应当指出的是，TFT阵列制造方法和滤色器制造方法通常类似于传统LCD制造方法中所采用的那些方法。通过借助将液晶直接滴落到一衬底上来施加液晶，可以使用大型玻璃衬底(1000×1200mm2，或更大)制造LCD，这比可采用传统制造方法的衬底大得多。
之后，使上衬底和下衬底相互面对设置，并且压迫它们，用密封材料将它们相互贴附到一起。这种压迫使所滴落的液晶均匀散布到整个板上。在步骤S207中执行这一过程。通过该过程，用装配好的玻璃衬底制成多个具有液晶层的单位液晶板区域。然后，在步骤S208，处理这些玻璃衬底，并且将其切割成多个液晶显示单位板。参照步骤S209，然后检验最终得到的各液晶板，由此完成LCD板的制造过程。
如下描述图5中所示方法与图2中所示方法之间的差别。尤其对于大型玻璃衬底来说，明显的差别包括滴落与注入液晶之间的差别；制造时间方面的差别。另外，液晶注入法通过一密封口注入液晶，然后必须密封该密封口。而在液晶滴落法中，直接将液晶滴落到一衬底上，因而无需一密封口。此外，在液晶注入法中，剩余的液晶可能受到污染，而在液晶滴落法中，避免了污染的问题。由于液晶滴落法更简单，所以提高了生产效率和产量。
在该液晶滴落法中，为了形成具有理想厚度的液晶层，应当小心控制液晶的滴落位置和液晶的滴落量。图6示出采用一液晶分配设备120将液晶107滴落到一衬底105(最好是一大玻璃衬底)上。如图所示，将液晶分配设备120安装到衬底105之上。
通常，将液晶107作为限定明确的液滴滴落到衬底105上。衬底105优选根据一预定图案沿x和y方向移动，而液晶分配设备120以预定速度排放液晶。因此，液晶107液滴以预定图案设置，从而以预定空间分开这些液滴。另一方面，衬底105可以固定，而移动液晶分配设备120。不过，可以通过液晶分配设备120的移动来抖落液晶液滴。这种抖动可能会引起误差产生。因此，优选固定液晶分配设备120而移动衬底105。
图7(a)示出其中液晶没有滴落状态下的液晶分配设备120。图7(b)示出其中液晶正在滴落状态下的液晶分配设备120。图8是该液晶分配设备120的分解透视图。
参见图7A、7B和图8，如图所示，液晶分配设备120包括一圆筒形聚乙烯液晶容器124，它装入一不锈钢壳体122内。通常，聚乙烯具有优良的可塑性，它易于制成各种形状，而且不与液晶107反应。但是，聚乙烯在结构上不牢固，故易于变形。甚至如果壳体由聚乙烯制成，则其可能变形得足以使液晶无法滴落到适当的位置。因此，将聚乙烯液晶容器124置于不锈钢壳体122内。
一接至外部输气装置(图中未示)的输气管(图中也未示)最好接至液晶室124的上部。通过该输气管输入一种气体如氮气，用以填充没有液晶的空间。这种气体压迫液晶，这样能够对来自液晶分配设备120的液晶施加压力。
一开口123(见图8)形成于壳体122的下端部上。形成于液晶容器124下端上的突起138插入该开口123内，以使液晶容器与壳体122接合。突起138接至第一连接部分141。如图8所示，突起138与第一连接部分以螺纹连接在一起。
第一连接部分141的另外一端也有螺纹，以便能与第二连接部分142相配合。具有一排放孔144的针板(needle sheet)143位于第一连接部分141与第二连接部分142之间。通过该排放孔144有选择地把液晶容器124内的液晶107排放到第二连接部分142中。
一喷嘴145接至第二连接部分142。喷嘴145包括一排放口146，用以将液晶107作为定义明确的小液滴滴落。喷嘴145还包括一支撑部分147，该支撑部分147拧入第二连接部分142内，用以将喷嘴145接至第二连接部分142。如此形成从排放孔144延伸到排放口146的排放管。通常，喷嘴145的排放口146的直径非常小，以便精确地控制液晶液滴。
包括第一针部分136和第二针部分137的针135插入液晶容器124内。第一针部分136接触针板143。第一针部分136接触针板143的端部成圆锥形，用以适于装入排放孔144内，以便关闭排放孔144。
第一针部分136和第二针部分137可拆开构成。如图9所示，第一针部分136包括一接触针板143的圆锥形端部和另一端上的螺纹突起136a。还如图9所示，第二针部分137的一端有一与突起136a配合的螺纹凹槽137a。在突起136a与凹槽137a之间设置一固定联结器139，它能防止第一针部分136与第二针部分137在不希望的情况下分开。固定联结器139最好是一开口锁紧垫圈(split lock washer)。
工作时，固定联结器139插到突起136a上，该突起与凹槽137a相配合，第一和第二针部分通过螺纹紧固地连接在一起。
将针135设计和构造成能拆开。针135在液晶分配设备120中是一个非常重要的部件。实际上，第一针部分136和针板143形成一个套件。如果一个损坏了，那么两个都要更换。这是非常重要的，因为用来打开和关闭排放孔144的针135的上下移动会产生震动。此外，与其长度相比，针135非常细，这意味着针135易于变形和受到其他损坏。这种损坏可能导致排放孔144不必要的泄露，这意味着液晶可能在不应滴落时滴落。
本发明的原理用来使得第一针部分136与第二针部分137能够拆开。这样，只有损坏的部分需要更换，这减少了更换费用。当第二针部分137损坏时这一点尤其有利，因为针板143不必更换(原因在于第一针部分136可继续使用)。不过，应当理解的是，第二针部分137应当有磁性。
尽管已经描述了一个具体的可分离针135，不过本发明的原理并不限于这种特殊的针。例如，可以不用固定部件139就能将第一针部分136和第二针部分137接合到一起。而且，可以在第一针部分136上形成一螺栓，而在第二针部分137上形成一螺母。
再一次参见图7A、7B和图8，弹簧128设置在位于上壳体126中的第二针部分137的一端上。接至间隙控制单元134的磁棒132位于第二针部分137该端之上。磁棒132由一种铁磁材料制成，或者由一种软磁材料制成。将圆筒形电磁线圈130置于包围磁棒132的位置。电磁线圈130间歇得电。这种间歇的电产生磁力，该磁力与磁棒132相互作用以逆着弹簧128的力移动针135，如此打开了针板143的排放孔144。这就是第二针部分137应当有磁性的原因。当停止供电时，针136借助弹簧128的弹力返回其静止位置，如此关闭该排放孔。
第一针部分136的这一端反复与针板143相接触。因此，第一针部分136的这一端和针板143可能会受到反复接触带来的反复震动的损坏。所以，希望用一种相对于震动较为坚固的材料制成第一针部分136的这一端和针板143。例如，可以用硬金属如不锈钢来防止震动带来的损坏。因此，第一针部分136和针板143最好包括不锈钢。
如图7(b)所示，当针板143的排放孔144打开时，输送给液晶容器124的气体(氮气)压迫液晶，迫使液晶107流过喷嘴。应当指出的是，液晶107的液滴大小取决于排放孔打开的时间和气压。由第二针部分137与磁棒132之间的间隔(x)、电磁线圈130产生的磁力和弹簧128的张力确定打开时间。可以通过形成电磁线圈130的绕组数控制磁力，或者通过外加电力的幅值控制磁力。间隔x可以由间隙控制单元134控制。
而且，虽然图中未示，不过可以将电磁线圈130安装得包围第二针部分137。这种情况下，由于第二针部分137由一种磁性材料制成，所以当向电磁线圈130供电时，第二针部分137受到磁化。这样，针135将上升，接触磁棒132。
如上所述，针135包括两个可以拆开的针部分。因此，针135可以得到修理，这减小了针变形或受到损坏时的更换费用。这在第二针部分137变形或受到损坏时尤其有利，因为只有第二针部分137必须更换。这避免了更换针板137的需要。
如上所述，根据本发明，提供一种液晶分配设备，它包括可以分离和接合的一个针，因此，在针变形或损坏时，可以以较低的价格更换针。本发明的液晶分配设备并不限于一种专门的液晶分配设备，而是可以用于所有用来滴落液晶的设备。
对本领域的普通技术人员来说很明显的是，可以在不脱离本发明的实质或范围的情况下，在该制造液晶显示器的设备和方法中作各种修改和变换。这样，假定这些修改和变换落在所附权利要求书及其等同物的范围内，意欲使本发明覆盖这些修改和变换。
权利要求
1.一种液晶分配设备，包括一液晶容器，用来盛装液晶；一针板，与液晶容器的一端相邻设置并且有一用于排放液晶的排放孔；一活动针结构，包括可拆开的至少第一针部分和第二针部分，该活动针结构插入液晶容器内，其中该针结构用于有选择地接触排放孔，以便打开和关闭该排放孔；一弹簧，用于将该针结构压向排放孔；一针移动装置，用来响应于外加动力移动针；和一喷嘴，与液晶容器的一端相邻设置，用来将液晶滴落到一衬底上。
2.权利要求1的设备，还包括一紧固结构，用来将第一针部分紧固到第二针部分上。
3.权利要求2的设备，其中在第一针部分上形成一突起，而在第二针部分上形成一凹进部分，且其中该突起和凹进部分能够配合以将第一针部分紧固到第二针部分上。
4.权利要求3的设备，其中紧固结构还包括一圆环，用于保持该突起与凹进部分的配合。
5.权利要求4的设备，其中所述圆环利用弹力保持突起与凹进部分的配合。
6.权利要求1的设备，还包括一接合部件，该接合部件将液晶容器接合到喷嘴上。
7.权利要求1的设备，其中一电磁线圈与第二针相邻设置。
8.权利要求7的设备，其中第二针由一种磁性材料制成。
9.权利要求1的设备，其中该液晶分配设备还包括一壳体，该壳体容装液晶容器。
10.一种液晶分配设备，包括一液晶容器，用来盛装液晶和一种压缩气体；一针板，与液晶容器的一端相邻设置并且有一排放孔；一针结构，包括可拆开的第一针部分和第二针部分，该针结构可移动地插入液晶容器内，以便打开和关闭排放孔；一第二针部分上的弹簧，它使得第一针部分的一端压向排放孔以便关闭排放孔；一电磁线圈，用来有选择地产生一磁力，该磁力吸引第二针部分以便打开排放孔；和一喷嘴，设置在液晶容器的下部上，用来喷射液晶以使其流过排放孔。
11.一种液晶分配设备，包括一液晶容器，用来盛装液晶；一针板，与液晶容器的一端相邻设置并且有一用于排放液晶的排放孔；一活动针结构，包括可拆开的至少第一针部分和第二针部分，该活动针结构插入液晶容器内，该针结构用于接触排放孔，以便打开和关闭该排放孔。
12.权利要求11的设备，其中该液晶分配设备还包括一弹簧，用于将该针结构压向排放孔。
13.权利要求12的设备，其中该液晶分配设备还包括一针移动装置，用来响应于外加动力有选择地移动针。
14.权利要求13的设备，其中针移动装置包括一电磁线圈，该电磁线圈吸引第二针部分。
15.权利要求14的设备，其中针移动装置还包括一磁棒，该磁棒帮助电磁线圈吸引第二针部分。
16.权利要求14的设备，其中第二针由一种磁性材料制成。
17.权利要求13的设备，其中该液晶分配设备还包括一喷嘴，该喷嘴与液晶容器的一端相邻设置，用来将液晶滴落到一衬底上。
18.权利要求17的设备，还包括一接合部件，该接合部件将液晶容器接合到喷嘴上。
全文摘要
一种液晶分配设备，有一多部件、可拆开的针，该针能够在针变形或损坏时易于修理。
文档编号G02F1/1341GK1445589SQ0212785
公开日2003年10月1日 申请日期2002年8月1日 优先权日2002年3月15日
发明者权赫珍, 孙海晙 申请人:Lg.菲利浦Lcd株式会社