JP4813072B2 - 液晶滴下量測定システム及びこれを利用した液晶滴下量の測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、液晶滴下量測定システム及び方法に関するものである。

一般的に、液晶表示装置は、電極が形成されている上下部表示板、及びその間に注入されている液晶物質から構成される。上下部表示板は縁部に形成されており、これらは液晶物質を封じ込める密封材で結合されている。そして、液晶表示装置は上下部表示板の間に散布しているスペーサによって支持されている。

このような液晶表示装置は、二つの表示板の間に注入されている誘電率異方性を有する液晶物質に電極を利用して電界を印加し、この電界の強さを調節して透過する光の量を調節することによって画像を表示する。

基板の大型化に伴い、液晶表示装置を製造するための液晶注入方法は、従来の真空液晶注入方法から液晶滴下方法に移行している。液晶滴下方法とは、密封材により、所定の閉殻形状の枠組で定義された活性領域に対応する下部表示板に液晶を滴下させた後、真空中でアセンブリーして密封材を硬化する方法である。

このような液晶滴下方法は、生産性側面からは真空注入方法に比べて有利である。しかしながら、滴下後に真空中でアセンブリー工程を行うため、液晶量が正確でない場合には液晶量不足によるＡＵＡ（Active unfilled area；ＡＵＡ）不良又は液晶量過剰による枠組みギャップなどの不良が発生し易い。

つまり、液晶滴下量がセルギャップ及びセル内部圧を決定するため、液晶は１％誤差以内で正確に滴下されなければならない。液晶滴下量を正確に調節するためには、液晶滴下量を正確に測定しなければならない。セル内部圧を定数に維持するために、液晶滴下量はコラムスペーサの高さによって決定される。もし、実際の液晶滴下量が設定した液晶滴下量より大きい場合には、−２０度以下の低い温度では空気バブルが発生してしまう。また、実際の液晶量が設定した液晶滴下量より小さい場合には、５０度以上の高い温度では液晶が均一とならずまばらになってしまう。

また、液晶滴下量は時間によって少しずつ変わるので、液晶滴下器が正確にセットアップされた場合でも特定周波数で液晶滴下量を測定しなければならない。

このために、まずは電子天秤にテスト液晶を数回滴下して液晶滴下量を測定し、液晶滴下量を測定する時間を短縮して、液晶滴下量の変動を最小化する方法がある。そして、測定した滴下量に基づいてディスペンサーのパラメータを調節するように測定結果をフィードバックする。しかしながら、この場合、テスト液晶の量は１乃至４ｍｇ程度と小さいため、１０回以上のテスト液晶を滴下しなければならない。したがって、テスト液晶の消費が多く、費用が増加するという問題点がある。ここで、数十滴の液晶を集めて一滴あたりの液晶の重量と偏差とは、実際の一滴あたりの重量や偏差ではなく平均値を意味する。

そこで、本発明は、液晶滴下量を正確で迅速に測定する液晶滴下量測定システム及びその方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、発明１は、基板上に液晶を滴下する液晶滴下器と、前記基板上に滴下された前記液晶の滴下量を測定する少なくとも１つの液晶滴下量測定器と、を含む液晶滴下量測定システムであって、前記液晶滴下量測定器は、前記基板上に滴下された前記液晶に光を照射する光源と、前記光源から照射されて前記液晶を通過した光を認識するカメラと、前記液晶の体積を測定して適切な滴下量を計算し、前記適切な滴下量をフィードバックする制御部と、フィードバックした前記適切な滴下量に基づいて、前記液晶の滴下量を調節する調節部と、を含む。そして、前記液晶滴下量測定器は、前記液晶滴下器の上部に位置していることを特徴とする液晶滴下量測定システムを提供する。

この構成により、液晶滴下量測定器は、実際の工程進行において滴下される液晶の実際の体積を直接測定し、リアルタイムで液晶滴下量を液晶滴下器にフィードバックして液晶滴下量を調節することができる。つまり、液晶滴下量測定器は、実際の液晶滴下工程において基板上に滴下される液晶の体積を測定する。したがって、液晶滴下量を測定するための別途の装置や工程を必要としないため費用が節減され、迅速なフィードバックが可能である。また、液晶の滴下量を測定するにあたり前もって行う液晶滴下のテストを必要としないため、テスト液晶の消費がなく費用を削減できるだけでなく、測定時間も短縮させることができるので、より正確な液晶滴下工程が可能になる。また、複数滴下した液晶の重量を用いて液晶滴下量を測定するのではなく、１回の滴下液晶の体積を用いて液晶滴下量を測定するため、液晶滴下量が特定の力によって左右されることはなく液晶滴下量の正確な偏差を計算することができる。

また、これにより、液晶滴下量測定器は基板から遠ざかっているため、実際に滴下される液晶や基板上にほこりや異物の影響を与えることはない。即ち、滴下される液晶や基板上の、ほこりや異物による影響を防止することができる。

発明２は、前記発明１において、前記光源と前記基板との間には、前記光源からの光を伝搬する第１導光管が設置されており、前記基板と前記カメラとの間には、前記カメラに光を伝搬する第２導光管が設置されていることを特徴とする液晶滴下量測定システムを提供する。

発明３は、前記発明１または２において、前記第１導光管の光射出側には拡散板が設置されていることを特徴とする液晶滴下量測定システムを提供する。

また、前記課題を解決するために、発明４は、基板上に液晶滴下器によって液晶を滴下する段階と、前記基板上に滴下された前記液晶の体積を、前記液晶滴下器の上部に配置されている液晶滴下量測定器で測定する段階と、測定された前記液晶の体積に基づいて前記基板上に滴下された滴下量を計算し、液晶滴下器にフィードバックして液晶滴下量を調節する段階と、を含むことを特徴とする液晶滴下量の測定方法を提供する。

この構成により、液晶滴下量測定器は、実際の工程進行において滴下される液晶の実際の体積を直接測定し、リアルタイムで液晶滴下量を液晶滴下器にフィードバックして液晶滴下量を調節することができる。つまり、液晶滴下量測定器は、実際の液晶滴下工程において基板上に滴下される液晶の体積を測定する。したがって、液晶滴下量を測定するための別途の装置や工程を必要としないため費用が節減され、迅速なフィードバックが可能である。また、液晶の滴下量を測定するにあたり前もって行う液晶滴下のテストを必要としないため、テスト液晶の消費がなく費用を削減できるだけでなく、測定時間も短縮させることができるので、より正確な液晶滴下工程が可能になる。また、複数滴下した液晶の重量を用いて液晶滴下量を測定するのではなく、１回の滴下液晶の体積を用いて液晶滴下量を測定するため、液晶滴下量が特定の力によって左右されることはなく液晶滴下量の正確な偏差を計算することができる。

発明５は、前記発明４において、前記液晶滴下量測定器は複数台あって、前記複数の液晶滴下量測定器で液晶の体積を測定する段階をさらに含む液晶滴下量の測定方法を提供する。

これにより、液晶滴下量の正確な偏差を計算することができる。

本発明によると、高速カメラを利用して滴下される液晶の実際の体積を測定するため、計測は頻繁に行われリアルタイムで液晶滴下量を液晶滴下器に連続的にフィードバックして液晶滴下量を調節することができる。

したがって、液晶の使用効率が上がり、液晶滴下量を測定するための別途の装置や工程が不要であるため費用が節減され、迅速なフィードバックが可能である。

また、テスト液晶による余分な液晶の消費がないので、費用だけでなく測定時間も短縮させることができ、より正確な液晶滴下工程が可能になる。

また、複数個の滴下液晶の重量を利用して液晶滴下量を測定する代わりに、１回の滴下液晶の体積を利用して液晶滴下量を測定するため液晶滴下量の正確な偏差を計算することができる。

以下より、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように、本発明の実施例について添付した図面を参照して詳細に説明する。しかし、本発明は多様な相違した形態で実現でき、ここで説明する実施例に限定されない。本発明の実施例による液晶滴下量測定システム及びその測定方法について、図面を参照して詳細に説明する。
＜液晶滴下量測定システム１＞
図１は、本発明の一つの実施例による液晶滴下量測定システムの図である。図２は、本発明の一つの実施例による液晶滴下量測定システムの複数設置図である。

図１に示したように、本発明の一実施例による液晶滴下量測定システムは、基板１００上に液晶５を滴下する液晶滴下器１０と、液晶滴下量を測定する液晶滴下量測定器２０、３０、４０とを含む。

液晶滴下器１０は、位置調節器１５に設置され、位置調節器１５によって基板１００上部で移動し、基板１００の所定の位置に液晶６を滴下する。

液晶滴下量測定器は、光源２０と、カメラ４０と、制御部（図示せず）と、調節部（図示せず）とを含む。光源２０は、滴下する液晶５に光を照射する。カメラ４０は、光源２０から照射されて液晶を通過した光を認識し、液晶５の体積を撮像する。制御部（図示せず）は、カメラ４０が撮像した液晶の映像を基に液晶の体積を測定し、適切な滴下量を計算して適切な滴下量をフィードバックする。調節部（図示せず）は、フィードバックした適切な滴下量に基づいて、液晶の滴下量を調節する。カメラ４０は、高速の電荷結合装置であるＣＣＤ（charge coupled device；以下ＣＣＤ）カメラを利用し、急速に滴下される液晶５の体積を光学的に認識する。光源２０の射出側には拡散板３０が設置されている。拡散板３０は、光源２０から射出した光２１が拡散板３０を通過する場合に光２２を分散させて液晶５をより広く照らすようにする。また、拡散板３０は、滴下される液晶５を通過した光２２をカメラ４０がより多く受光できるようにする。

また、図示していないが、制御部及び調節部は液晶滴下器１０に内蔵されていてもよい。

液晶滴下器１０から滴下される液晶の形状はＣＣＤカメラ４０によって撮像され、滴下される１滴の液晶５に対するいくつかの画像が液晶５の体積を測定するために用いられる。具体的には、液晶５は約２ｍｇの重量で液晶滴下器１０によって滴下される。この時、ＣＣＤカメラ４０は、滴下される一滴の液晶５の体積画像を１０ショット以上撮像する。したがって、測定される液晶体積の正確度は一層向上する。そして、滴下される液晶５の形状は完壁な球の形状ではないので、複数のイメージから測定された体積画像のデータから液晶量の平均値が算出される。これにより、液晶量を正確に測定することができる。

そして、液晶滴下量測定器は液晶滴下器１０と基板１００との間に位置している。このような構成により、実際の工程進行において滴下される液晶５の実際の体積をカメラで直接撮像し、制御部により撮像された体積を測定して適切な滴下量が計算され、リアルタイムで適切な液晶滴下量を液晶滴下器１０にフィードバックし、適切な滴下量に基づいて調節部により液晶滴下量を調節することができる。つまり、液晶滴下量測定器は、実際の液晶滴下工程において基板１００上に滴下される液晶の体積を測定する。したがって、液晶滴下量を測定するための別途の装置や工程を必要としないため費用が節減され、迅速なフィードバックが可能である。また、液晶の滴下量を測定するにあたり前もって行う液晶滴下のテストを必要としないため、テスト液晶の消費なく費用を削減できるだけでなく、測定時間も短縮させることができるので、より正確な液晶滴下工程が可能である。

また、複数滴下した液晶の重量を用いて液晶滴下量を測定するのではなく１回の滴下液晶の体積を用いて液晶滴下量を測定する。そのため、１つの液晶の計測頻度は高く、液晶の使用効率も上がる。また、液晶滴下量が特定の力によって左右されることはなく液晶滴下量の正確な偏差を計算することができる。

また、製品に滴下する液晶で滴下量を計算するため、基本的に連続フィードバック系になり滴下制度が上がり、不具合が発生しても即座に発見し修正することができる。
＜液晶滴下量測定方法＞
次に、本発明の液晶滴下量測定システムを用いて液晶滴下量を測定する方法について説明する。

まず、基板１００上に液晶を滴下する。

次に、滴下する液晶の体積を液晶滴下量測定器で測定する。この時、液晶滴下量測定器の光源２０から滴下する液晶５に照射された光はＣＣＤカメラ４０によって認識され、制御部（図示せず）は液晶の体積を測定する。そして、測定された液晶の体積を利用して液晶滴下量を計算し、液晶滴下器１０にフィードバックして、調節部は液晶滴下量を調節する。

一方、図２に示したように、複数の液晶滴下量測定器２１、２２、３１、３２、４１、４２で液晶の体積を測定することもできる。図２では、より正確な測定のために滴下される液晶５の形状を２又は３方向から撮像し、滴下される液晶の体積を測定している。

＜液晶滴下量測定システム２＞
次に、図３に、ほこり又は異物防止のための本発明の他の実施例による液晶滴下量測定システムを示す。

図３に示したように、本発明の一実施例による液晶滴下量測定システムは、基板１００上に液晶５を滴下する液晶滴下器１０と、液晶滴下量を測定する液晶滴下量測定器２００と、を含む。

液晶滴下器１０は位置調節器１５に設置され、位置調節器１５によって基板１００上部で移動し、基板１００の所定の位置に液晶６を滴下する。

液晶滴下量測定器２００は、光源２０と、カメラ４０と制御部（図示せず）と、調節部（図示せず）とを含む。光源２０は、滴下する液晶５に光を照射する。カメラ４０は、光源２０から照射されて液晶を通過した光を認識する。制御部は、液晶の体積を測定して適切な滴下量を計算し、適切な滴下量をフィードバックする。調節部は、フィードバックした適切な滴下量に基づいて、液晶の滴下量を調節する。液晶滴下量測定器の光源２０及びカメラ４０は、は液晶滴下器１０上に位置している。

これにより、基板１００から遠ざかっているため、実際に滴下される液晶や基板上にほこりや異物の影響を与えることはない。即ち、滴下される液晶や基板上の、ほこりや異物による影響を防止する。

そして、光源２０及びカメラ４０は基板１００上に設置されているので、滴下する液晶に光源２０が光を照らし、照らした光をカメラ４０が受光するために、光源２０と滴下する液晶５との間には第１導光管５１が設置されており、滴下する液晶５とカメラ４０との間には第２導光管５２が設置されている。

カメラ４０には、電荷結合装置（ＣＣＤ）カメラを採用している。このカメラ４０で急速に滴下する液晶５の体積を光学的に撮像することにより、制御部により液晶滴下量が測定される。

第１導光管５１の光射出側には拡散板３０が設置されている。光源２０から射出した光２１は第１導光管５１を経て拡散板３０を通過する。このとき、拡散板３０は、第１導光管５１から出力された光２２を分散させて液晶５をより広く照らすようにし、滴下される液晶５を通過した光２２、２３が第２導光管５２を経てカメラ４０によってより多く受光されるようにする。

液晶滴下器１０から滴下される液晶の形状はＣＣＤカメラ４０によって撮像され、滴下される一滴の液晶５に対するいくつかの画像が液晶５の体積を測定するために用いられる。具体的には、液晶５は約２ｍｇの重量で液晶滴下器１０によって滴下される。この時、ＣＣＤカメラ４０は、滴下される一滴の液晶５の体積画像を１０ショット以上撮像する。したがって、測定される液晶体積の正確度は一層向上する。そして、滴下される液晶５の形状は完全な球の形状ではないので、複数のイメージから測定された体積画像のデータより液晶量の平均値を算出する。これにより、液晶量を正確に測定することができる。

この構成により、液晶滴下量測定器２００は、実際の工程進行において滴下される液晶５の実際の体積を直接測定し、リアルタイムで液晶滴下量を液晶滴下器１０にフィードバックして液晶滴下量を調節することができる。つまり、液晶滴下量測定器２００は、実際の液晶滴下工程において基板１００上に滴下される液晶の体積を連続的に測定する。したがって、液晶滴下量を測定するための別途の装置や工程を必要としないため費用が節減され、迅速なフィードバックが可能である。また、液晶の滴下量を測定するにあたり前もって行う液晶滴下のテストを必要としないため、テスト液晶の消費がなく費用を削減できるだけでなく、測定時間も短縮させることができるので、より正確な液晶滴下工程が可能になる。

また、複数滴下した液晶の重量を用いて液晶滴下量を測定するのではなく、１回の滴下液晶の体積を用いて液晶滴下量を測定する。そのため、１つの液晶の計測頻度は高く、液晶の使用効率もあがる。また、液晶滴下量が特定の力によって左右されることはなく液晶滴下量の正確な偏差を計算することができる。
＜液晶滴下量測定システム３＞
また、ほこり又は異物をさらに防止する場合の液晶滴下量測定システム構造を図４ａ及び図４ｂに示されている。図４Ａに示したように、液晶滴下量測定システムは、テスト基板上に液晶５を滴下するテスト液晶滴下器１１、及びテスト液晶滴下量を測定する液晶滴下量測定器３００を含む。

テスト液晶滴下器１１は、基板１００上の、実際の液晶滴下工程を行う位置以外に位置し、テスト液晶５を滴下する。

液晶滴下量測定器３００は、光源２０と、カメラ４０と、制御部（図示せず）と、調節部（図示せず）と、を含む。光源２０は滴下する液晶５に光を照射する。カメラ４０は、光源２０から照射され液晶を通過した光を認識し、液晶５の体積を撮像する。制御部（図示せず）は、液晶の体積を測定して適切な滴下量を計算し、適切な滴下量をフィードバックする。調節部（図示せず）は、フィードバックした適切な滴下量に基づいて、液晶の滴下量を調節する。テスト液晶滴下器１１及び液晶滴下量測定器３００は、基板１００上の、実際の液晶滴下工程を行う位置以外に位置するので、実際に滴下される液晶及び基板１００上には位置しない。従って、基板１００上にほこりや異物が侵入することを防止し、基板１００はほこりや異物による影響を受けることはない。

そして、光源２０と滴下する液晶５との間には第１導光管５１が設置されており、滴下する液晶５とカメラ４０との間には第２導光管５２が設置されている。第１導光管５１及び第２導光管５２は、光源２０が滴下する液晶５に光を照らす。

カメラ４０には、電荷結合装置（ＣＣＤ）カメラが用いられ、急速に滴下される液晶５の体積を光学的に撮像し、制御部は液晶滴下量を測定する。

第１導光管５１の射出側には拡散板３０が設置されていて、光源から射出した光２１は第１導光管５１を経て拡散板３０を通過する。この場合、拡散板３０は、第１導光管５１から出力された光２２を分散させて液晶５をより広く照らすようにし、滴下される液晶５を通過した光２２、２３は第２導光管５２を経てカメラ４０によって多く受光される。

また、図４Ａのテスト滴下により測定された液晶滴下量の結果に基づいて補正を行う。図４Ｂは、補正を行った液晶滴下器１０を用いて、基板１００上に液晶５を滴下する。液晶滴下器１０は位置調節器１５に設置され位置調節器１５によって基板１００上部で移動し、基板１００の所定の位置に液晶６を滴下する。

以上、本発明の好ましい実施例について詳細に説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、これより様々な変形及び均等な他実施例が可能であるという点が理解できる。したがって、本発明の権利範囲はこれに限定されるわけではなく、本発明の請求範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者のいろいろな変形及び改良形態もまた本発明の権利範囲に属する。

本発明の一つの実施例による液晶滴下量測定システムを示した図。 本発明の一つの実施例による液晶滴下量測定システムを複数設置した場合の 図。 本発明の他の実施例による液晶滴下量測定システムを示した図。 本発明の他の実施例による液晶滴下量測定システムを示した図。 本発明の他の実施例による液晶滴下量測定システムを示した図。

１０、１１ 液晶滴下器
１５ 位置調節器
２０ 光源
３０ 拡散板
４０ カメラ
５１、５２ 導光管
１００ 基板
２００、３００ 液晶滴下量測定器

Claims (5)

1. 基板上に液晶を滴下する液晶滴下器と、前記基板上に滴下された前記液晶の滴下量を測定する少なくとも１つの液晶滴下量測定器と、を含む液晶滴下量測定システムであって、
   前記液晶滴下量測定器は、
   前記基板上に滴下された前記液晶に光を照射する光源と、
   前記光源から照射されて前記液晶を通過した光を認識するカメラと、
   前記液晶の体積を測定して適切な滴下量を計算し、前記適切な滴下量をフィードバックする制御部と、
   フィードバックした前記適切な滴下量に基づいて、前記液晶の滴下量を調節する調節部と、
   を含み、
   前記液晶滴下量測定器は、前記液晶滴下器の上部に位置していることを特徴とする液晶滴下量測定システム。
2. 前記光源と前記基板との間には、前記光源からの光を伝搬する第１導光管が設置されており、
   前記基板と前記カメラとの間には、前記カメラに光を伝搬する第２導光管が設置されていることを特徴とする、請求項１に記載の液晶滴下量測定システム。
3. 前記第１導光管の光射出側には拡散板が設置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の液晶滴下量測定システム。
4. 基板上に液晶滴下器によって液晶を滴下する段階と、
   前記基板上に滴下された前記液晶の体積を、前記液晶滴下器の上部に配置されている液晶滴下量測定器で測定する段階と、
   測定された前記液晶の体積に基づいて前記基板上に滴下された滴下量を計算し、液晶滴下器にフィードバックして液晶滴下量を調節する段階と、
   を含むことを特徴とする液晶滴下量の測定方法。
5. 前記液晶滴下量測定器は複数台あって、
   前記複数の液晶滴下量測定器で液晶の体積を測定する段階をさらに含む、請求項４に記載の液晶滴下量の測定方法。
   

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