JP4578856B2 - 液晶滴下装置及び液晶滴下方法 - Google Patents
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Description
第1に、液晶パネル1への液晶注入時間が長い。一般に、液晶パネルの駆動素子アレイ基板とカラーフィルタ基板間の間隔は数μm程度で非常に狭いため、単位時間当たり非常に少ない量の液晶のみが液晶パネルの内部に注入される。例えば、約15インチの液晶パネルを製作する場合、液晶を完全に注入するにはほぼ8時間がかかるが、このような長時間の液晶注入により、液晶パネル製造工程が長くなって製造効率が低下する。
このとき、前記差値が第2限界値を超過すると滴下を中断し、差値が第1限界値より小さいと現在の滴下を進行し続ける。
図1は、液晶滴下方式の基本的な概念を示す図である。図示するように、前記液晶滴下方式においては、駆動素子が形成された下部基板105とカラーフィルタが形成された上部基板103とを合着する前に、下部基板105上に滴状に液晶107を滴下する。前記液晶107は、カラーフィルタが形成された上部基板103上に滴下することもできる。言い換えれば、液晶滴下方式において液晶の滴下の対象となる基板は、TFT基板及びCF基板の何れの基板も可能である。但し、液晶が滴下された基板は、基板の合着時に下部に位置させるべきである。
図6a及び図6bに示すように、前記液晶吐出ポンプ140は、液晶吸入口147及び液晶吐出口148が形成されたケース141と、上部に開口が形成され、前記ケース141に結合されるキャップ144と、前記ケース141の内部に挿入されて液晶が吸入されるシリンダ142と、前記シリンダ142をシールするシール手段143と、前記キャップ144の上部に位置し、液晶が漏洩されることを防止するオーリング(o-ring)144aと、前記キャップ144の開口を通してシリンダ142に挿入され、上下及び回転運動を行うことで液晶吸入口147及び液晶吐出口148を通して液晶107を吸入及び吐出するピストン145と、から構成されている。前記ピストン145の上部には、回転部材157に固定されるヘッド146aが設置されており、前記ヘッド146aには、バー146bが設置されている。前記バー146bは、回転部材157に形成されたホール(図示せず)に挿入固定され、第1モータ131の力により前記回転部材157が回転運動を行うとき、前記ピストン145を回転運動させる。
図8a〜図8dに示すように、液晶吐出ポンプ140は、4行程を通して液晶容器122の液晶107をノズル150に吐出する。図8a及び図8cは交叉行程で、図8bは液晶吸入口147による吸入行程で、図8dは液晶吐出口148による液晶吐出行程である。
前記回転部材157が約45゜回転することによってピストン145も回転して、図8bに示すように、液晶吸入口147がピストン145の溝145aにより開放される。一方、回転部材157のホール159にはピストン145のバー146bが挿入されて、前記回転部材157とピストン145とを結合する。よって、回転部材157の回転によりピストン145が回転し、このとき、前記バー146bは、回転面に沿って回転する。
このような液晶の吸入は、吸入行程が開始された後(即ち、液晶吸入口147が開放された後)、回転部材157が約45゜回転して図8cに示すような交叉行程が開始されるまで(液晶吸入口147が閉塞されるまで)続く。
このように、液晶吐出ポンプ140は、第1交叉行程、吸入行程、第2交叉行程及び吐出行程からなる4行程を繰り返すことで、液晶容器122に充填された液晶107をノズル150に吐出する。 このとき、液晶の吐出量は、ピストン145の上下運動範囲によって異なり、ピストン145の上下運動範囲は、回転部材157に固定される液晶吐出ポンプ140の角度によって異なってくる。
もちろん、前記液晶吐出ポンプ140の固定角度を角度調節レバー137により作業者が手動で調節することもできるが、この場合、正確な調節が不可能で、時間が多くかかるだけでなく、作業中に液晶吐出ポンプ140の動作を中断しなければならないという欠点も発生する。よって、第2モータ133により液晶吐出ポンプ140の固定角度を調節することが好ましい。
前記滴下量設定部210は、液晶パネルに滴下すべき液晶の滴下量を設定するもので、既に算出された設定量を作業者が手動操作して入力することもできるが、各種データに基づき、自動に最適の滴下量を設定することがより正確な滴下量の設定のために好ましい。
前記総滴下量算出部214は、入力されるパネルのサイズ(d)及びセルギャップ(t)に基づいて液晶パネルの滴下量(Q)を計算し(Q=d×t)、基板上に形成されるパネルの枚数により基板に滴下すべき総滴下量を算出する。
図14は、液晶滴下機を利用して複数の液晶パネルが形成された基板に液晶を滴下する方法を示す図である。図示の方法は、制御部200を利用して設定された量の液晶を基板(または液晶パネル)に滴下する方法を示す。
このように、複数の液晶滴下機120a〜120dを独立して制御することで、基板に形成された複数の液晶パネルに滴下される液晶の滴下量を常に精密に制御できるようになる。
122 液晶容器
123 ケース
128 ピン
131 第1モータ
133 第2モータ
134 液晶容積量調節部材
136 回転軸
137 調節レバー
140 液晶吐出ポンプ
142 シリンダ
145 ピストン
145a 溝
147 液晶吸入口
148 液晶吐出口
155 固定部
150 ノズル
154 第2センサ
162 第1センサ
160 連結管
200 制御部
210 滴下量設定部
220 滴下量補正部
230 モータ駆動部
240 基板駆動部
250 出力部
Claims (12)
- 液晶が充填された容器と、
シリンダ、前記シリンダ内に挿入され、下部の所定領域に溝が形成されて回転及び上下運動を行うことで液晶を吸入及び吐出するピストン、前記ピストンの運動により液晶が吸入及び吐出される吸入口及び吐出口、並びに前記吐出ポンプのピストンが固定されて前記ピストンを回転運動させる回転部材を含む固定部を含み、前記容器に充填された液晶を吸入して吐出する吐出ポンプと、
前記吐出ポンプと接触し、該吐出ポンプの固定角度を変化させることで液晶の吐出量を調節する液晶容積量調節部材と、
前記液晶容積量調節部材を駆動するモータと、
前記液晶容積量調節部材と螺合され、モータの駆動により回転して前記液晶容積量調節部材を直線運動させる回転軸と、
前記ピストンに形成され、前記回転部材に形成されたホールと回動自在に結合することで前記ピストンを前記回転部材に固定するバーと、
前記吐出ポンプから吐出された液晶を基板に滴下するノズルと、
前記容器と吐出ポンプとを連結する第1連結管と、
前記第1連結管の端部に設置されて容器に挿入され、内部が通孔されて容器の液晶が流入するピンと、
前記容器に形成されて前記ピンが挿入され、前記ピンの挿入時、収縮して前記ピンが挿入された領域から液晶が漏洩されることを防止するパッドと、
前記吐出ポンプとノズルとを連結する第2連結管と、
前記吐出ポンプから吐出される液晶に気泡が含まれているかを感知する第1感知部と、
前記ノズルの表面に液晶が凝結したことを感知する第2感知部と、
前記吐出ポンプから滴下される液晶の吐出量を制御し、液晶の滴下量が限界値を超過する場合、前記吐出ポンプを制御して該吐出ポンプから吐出される液晶の量を補正する制御部であって、基板に滴下すべき液晶の滴下量を設定する滴下量設定部と、前記滴下量設定部により設定された液晶の滴下量と実際に基板に滴下された液晶の滴下量との差を補正する滴下量補正部と、液晶の滴下量に対するパルス値情報が保存されたパルス値保存部、及び前記パルス値保存部に保存されたパルス値情報に基づき、前記滴下量設定部から入力された1回滴下量の設定値と前記滴下量補正部から入力された滴下量の補正値をパルス値に換算してモータに出力するパルス値換算部から構成され、前記モータを駆動して吐出ポンプを作動させるモータ駆動部と、基板を駆動して液晶の滴下位置をノズルと整列させる基板駆動部から構成される制御部とを含み、
前記滴下量補正部は、基板に滴下される液晶の滴下量を測定する滴下量測定部と、前記滴下量測定部により測定された液晶の滴下量と設定された液晶の滴下量の差値を計算する差値計算部と、前記滴下量の差値の限界値を設定する滴下量限界値設定部と、前記差値計算部及び滴下量限界値設定部からそれぞれ入力される滴下量の差値と限界値とを比較して前記モータ駆動部に信号を出力する比較部から構成され、
前記滴下量設定部は、液晶パネルのサイズ、基板に形成される液晶パネルの枚数、液晶パネルのセルギャップ、液晶の粘度、及び液晶パネルに形成されるパターン配置のような情報が入力される入力部と、前記入力部を通して入力された液晶パネルのサイズ、基板に形成される液晶パネルの枚数、及び液晶パネルのセルギャップに基づき、基板に滴下すべき液晶の総滴下量を算出する総滴下量算出部と、前記算出された液晶の総滴下量に基づき、液晶の1回滴下量を算出する1回滴下量算出部と、前記算出された液晶の総滴下量、液晶の粘度、及び液晶パネルに形成されるパターンの配置に基づき、液晶の滴下位置を算出する滴下位置算出部から構成され、
前記限界値は、前記差値を超過する場合、前記モータに信号を出力して液晶の滴下量の補正を行う第1限界値と、前記差値を超過する場合、モータに信号を出力して液晶の滴下を中断する第2限界値から構成され、前記差値が前記第1限界値以内の場合、前記補正を行わず液晶の滴下を続け、前記第1限界値が液晶の滴下量の0.3%であり、前記第2限界値が液晶の滴下量の0.5%であることを特徴とする液晶滴下装置。 - 前記吐出ポンプの液晶の容積量は、ピストンが回転部材に固定される角度によって異なることを特徴とする請求項1記載の液晶滴下装置。
- 前記角度が増加するほど、液晶の容積量が増加することを特徴とする請求項2記載の液晶滴下装置。
- 前記モータは、サーボモータであることを特徴とする請求項1記載の液晶滴下装置。
- 前記モータは、ステップモータであることを特徴とする請求項1記載の液晶滴下装置。
- 前記回転軸の端部に設置され、前記液晶容積量調節部材を手動で操作する調節レバーを更に含むことを特徴とする請求項1記載の液晶滴下装置。
- 前記パッドは、シリコンまたはブチルゴム系からなることを特徴とする請求項1記載の液晶滴下装置。
- 前記第2連結管は、透明な物質からなることを特徴とする請求項1記載の液晶滴下装置
- 前記滴下量測定部は、重量計を含むことを特徴とする請求項1記載の液晶滴下装置。
- 液晶パネルのサイズ、基板に形成される液晶パネルの枚数、及び液晶パネルのセルギャップに基づき、液晶の総滴下量を算出する段階と、
液晶の粘度、及び液晶パネルに形成されるパターンの配置に基づき、液晶の滴下位置を算出する段階と、
基板を駆動して液晶が充填された容器と、シリンダ、前記シリンダ内に挿入され、下部の所定領域に溝が形成されて回転及び上下運動を行うことで液晶を吸入及び吐出するピストン、前記ピストンの運動により液晶が吸入及び吐出される吸入口及び吐出口、並びに前記吐出ポンプのピストンが固定されて前記ピストンを回転運動させる回転部材を含む固定部を含み、前記容器に充填された液晶を吸入して吐出する吐出ポンプと、前記吐出ポンプと接触し、該吐出ポンプの固定角度を変化させることで液晶の吐出量を調節する液晶容積量調節部材と、前記吐出ポンプを駆動する第1モータと、前記液晶容積量調節部材を駆動する第2モータと、前記液晶容積量調節部材と螺合され、前記第2モータの駆動により回転して前記液晶容積量調節部材を直線運動させる回転軸と、前記吐出ポンプから吐出された液晶を基板に滴下するノズルと、前記容器と吐出ポンプとを連結する第1連結管と、前記第1連結管の端部に設置されて容器に挿入され、内部が通孔されて容器の液晶が流入するピンと、前記吐出ポンプとノズルとを連結する第2連結管とを含む液晶滴下機を滴下位置に一致させる段階と、
前記算出された滴下量をパルス値に換算する段階と、
換算されたパルス値を第2モータに入力して駆動する段階と、
前記第2モータにより吐出ポンプの角度を調節する調節部材を作動させる段階と、
前記液晶滴下機の第1モータを駆動して吐出ポンプを作動させることで基板上に液晶を滴下する段階と、
設定された回数の液晶の滴下を行う段階と、
重量計に備えられた容器に設定された回数だけ液晶を滴下する段階と、
1回滴下された液晶量を算出する段階と、
設定された滴下量と測定された滴下量の差値を算出する段階と、
前記差値を限界値と比較して液晶の滴下を制御する段階であって、前記差値を第2限界値と比較する段階と、前記差値を第1限界値と比較する段階と、前記差値が前記第1限界値より大きく、前記第2限界値以内の場合に液晶の滴下量を補正するように、前記差値に対するパルス値を換算する段階と、前記算出されたパルス値を前記第2モータに入力して前記吐出ポンプの固定角度を調節する段階を含む液晶の滴下を制御する段階と、
前記差値が前記第2限界値を超過すると滴下を中断する段階と、
前記差値が前記第1限界値以内の場合、前記補正をせずに現在の滴下を進行し続ける段階とを含み、
前記第1限界値が液晶の滴下量の0.3%であり、前記第2限界値が液晶の滴下量の0.5%であることを特徴とする液晶滴下方法。 - 前記第1モータ及び第2モータは、サーボモータであることを特徴とする請求項10記載の液晶滴下方法。
- 前記第2モータは、ステップモータであることを特徴とする請求項10記載の液晶滴下方法。
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