用於使粒子帶電的設備、用於散布粒子的設備的製作方法
2023-05-13 09:31:11 2
專利名稱：用於使粒子帶電的設備、用於散布粒子的設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於使間隔粒子(spacer)帶電和散布間隔粒子的設備，更具體地，涉及一種使間隔粒子帶電的設備和一種利用前述設備對間隔粒子進行散布的設備，該設備防止間隔粒子結團並均勻地散布間隔粒子。
背景技術：
一般來說，通過控制液晶來顯示圖像的LCD(液晶顯示器)採用間隔粒子來均勻地保持液晶單元之間的間隙。當沒有在液晶中均勻散布間隔粒子或單元間隙不均勻時，顯示質量將會下降。
具體講，在製成TFT(薄膜電晶體)基板和濾色器基板之後，在TFT基板上形成密封線，作為液晶壁來密封液晶。間隔粒子是使用溼散布法或幹散布法隨機地散布在具有密封線的TFT基板上的。
所述溼散布法包括諸如將間隔粒子與異丙醇混合、在TFT基板上噴塗該混合物和使異丙醇蒸發這樣的步驟。在蒸發了異丙醇之後，間隔粒子就留在了基板上。
所述幹散布法包括諸如藉助摩擦使間隔粒子帶電和將帶電的間隔粒子噴到TFT基板上這樣的步驟，從而使間隔粒子定位在TFT基板上。
溼散布法和幹散布法各自具有優缺點，但在這兩種方法中，都不應造成間隔粒子彼此結團。當間隔粒子沒有得到均勻散布時，將無法恆定地保持單元之間的間隙。
當單元間隙得不到均勻保持或者間隔粒子沒有得到均勻散布時，必須再次重複進行散布過程，直到間隔粒子得到了均勻散布，從而增加製造工時，由於間隔粒子結團，會造成價格昂貴的間隔粒子的損耗和間隔粒子的極大浪費。
發明內容
本發明提供了一種用於使粒子帶電的設備，該設備防止了粒子發生結團。
本發明提供了一種用於散布粒子的設備，該設備能夠均勻地散布粒子。
根據本發明的一個方面，提供了一種用於使由流體帶動的間隔粒子帶有預定帶電電壓的設備，該裝置包括第一管，用於使所述間隔粒子帶有第一帶電電壓並輸出所述間隔粒子；和第二管，用於使從所述第一管輸出的所述間隔粒子帶有第二帶電電壓，所述第二管與所述第一管相連接，並具有線圈形狀。
根據另一方面，提供了一種用於散布間隔粒子的設備，包括間隔粒子饋送器，用於供給由流體運載的間隔粒子；第一管，用於使所述間隔粒子帶有第一帶電電壓並輸出所述間隔粒子；和第二管，用於使從所述第一管輸出的所述間隔粒子帶有第二帶電電壓，所述第二管與所述第一管相連接，並具有線圈形狀；和支持件，用於支撐基板，從所述第二管輸出的所述間隔粒子散布該基板上。
根據本發明的設備，通過提高間隔粒子的帶電電壓，使得間隔粒子不會結團，從而防止了圖像質量的下降，並且防止間隔粒子的浪費和LCD成本的升高。
通過參閱下面的詳細說明同時結合圖進行考慮，本發明的上述的和其它的優點將變得顯而易見，其中圖1示出LCD板的截面圖，該LCD板具有通過根據本發明示範性實施例的、用於散布粒子的設備散布的粒子；圖2示出根據本發明示範性實施例的、用於使粒子帶電的設備的概要視圖；圖3是說明發生在TFT基板上的粒子結團現象的示意圖；圖4示出根據本發明示範性實施例的、用於使粒子帶電的設備的內部結構的截面圖；圖5示出由圖4所示的用於使粒子帶電的設備得到的帶電電壓的變化過程的曲線圖；圖6示出隨圖4中的用於使粒子帶電的設備的纏繞匝數而變化的帶電電壓的曲線圖；
圖7示出隨圖4中的用於使粒子帶電的設備的繞組直徑而變化的帶電電壓的曲線圖；和圖8示出根據本發明示範性實施例的用於散布粒子的設備的概要視圖。
具體實施例方式
圖1示出LCD板的截面圖，該LCD板具有通過根據本發明示範性實施例的、用於散布粒子的設備散布的粒子。
下文中，將「間隔粒子」定義為這樣一種類型的粒子由於在摩擦或碰撞的作用下失去或得到電子而具有電極性的粒子。間隔粒子具有直徑為幾個微米的球形形狀。間隔粒子非常昂貴，因為間隔粒子非常難於生產，這是因為間隔粒子的直徑為幾個微米，並且同時，還要求間隔粒子之間幾乎沒有直徑差。
圖1中示出用在LCD的LCD板中的間隔粒子。
參照圖1，LCD板190包括TFT基板170、液晶150、濾色器基板140、驅動模塊(未示出)、間隔粒子300和封膠180。TFT173包括溝道層173a、柵極電極173d、源極電極173f、漏極電極173g和用於隔離柵極電極173b與源極173f(或漏極電極173g)的絕緣層173b和173e。
尤其是，TFT基板170包括第一透明基板177、以矩陣形式布設在該第一透明基板177上的TFT173和設置在第一透明基板177與TFT173之間的保護層(blocking layer)172，該保護層172用於防止諸如鈉離子之類的有害離子從第一透明基板177移動到TFT173。
在保護層172上形成有像素電極174，並且該像素電極174與漏極電極173g電連接。源極電極173f通過數據線(未示出)接收電源電壓，並且通過溝道層173a將施加給源極電極173f的電源電壓提供給漏極電極173g。加到漏極電極173g上的電源電壓提供給透明導電像素電極174。加到像素電極174上的電源電壓的電平取決於加到源極電極173f上的電源電壓的電平。
溝道層173a具有既可作為導電材料又可作為不導電材料的特性。為了使該溝道層173a作為導電材料工作，設置在溝道層173a上的柵極電極173d應當與溝道層173a絕緣，並且柵極電極173d應當接收電源電壓。
在第一透明基板177上方形成有第一對準層175。該第一對準層175具有由摩擦輥(未示出)形成的第一對準槽176。
第二對準層130具有由摩擦輥形成的第二對準槽135。
濾色器基板140與TFT基板177組裝在一起，安裝在TFT基板177的上表面上。
具體來講，濾色器基板140包括第二透明基板100、形成在該第二透明基板上的RGB彩色像素110、設置在RGB像素110和第二透明基板100上的共用電極120以及設置在共用電極120上的第二對齊層130。RGB像素110正對著TFT基板170的像素電極174。
在將濾色器基板140安裝到TFT基板170上之後，在TFT基板170上形成密封線180，以括出有效顯示區域(未示出)。在TFT基板170和濾色器基板140之間散布間隔粒子300，以致使其具有預定的分布狀態。間隔粒子300維持著單元間隙(該單元間隙是濾色器基板140與TFT基板170之間的距離)，以均勻地形成夾在濾色器基板140與TFT基板170之間的液晶150的厚度。
要保持單元間隙均勻，間隔粒子不與其它的間隔粒子結團是很重要的。
為了防止間隔粒子300與其它間隔粒子結團，本發明中採用了一種如圖2所示的間隔粒子充電設備200。
圖2示出根據本發明示範性實施例的、用於使粒子帶電的設備的概要視圖；圖3是說明發生在TFT基板上的粒子結團現象的示意圖；圖4示出根據本發明示範性實施例的、用於使粒子帶電的設備的內部結構的截面圖。
參照圖2，間隔粒子充電設備200包括第一充電管210和第二充電管220。
對應於圖2中所示的A-B的第一充電管210的兩端是開放的。第一充電管210具有第一曲率並且包括接收間隔粒子的入口和輸出間隔粒子的出口。下文中，將第一充電管210的入口和出口分別稱為第一間隔粒子入口和第一間隔粒子出口。藉助高速流過第一充電管210的流體，使間隔粒子從第一間隔粒子入口輸入並從第一間隔粒子出口輸出。
從第一間隔粒子出口輸出的間隔粒子通過在穿過第一充電管210時失去或得到電子得以帶電，從而具有如圖5所示的第一帶電電壓V1。
該第一帶電電壓V1小於0.5伏。不過，如果將具有大約0.5伏的第一帶電電壓V1間隔粒子散布在TFT基板170上，這些間隔粒子還是會與其它的間隔粒子結團，因為該第一帶電電壓V1過於小於參考電壓VR，該參考電壓VR是足以防止間隔粒子結團的電壓。
在間隔粒子具有第一帶電電壓之後，將這些間隔粒子散布在TFT基板170上時，這些間隔粒子將會頻繁發生結團。帶電電壓的大小是很重要的因素。
在具有小的LCD板的LCD中，這些具有小於0.5伏的第一帶電電壓的間隔粒子不會發生「間隔粒子結團現象」。
不過，在具有大型或中型的LCD板的LCD中，「間隔粒子結團現象」仍然會發生，從而會由於不均勻的單元間隙造成很差的顯示質量。
為了防止間隔粒子結團，必須與LCD的有效顯示區域的大小成比例地增大間隔粒子的帶電電壓。
當將具有小於0.5伏的帶電電壓的間隔粒子散布在大尺寸的LCD上時，如圖3所示，間隔粒子會與其它間隔粒子結團。在圖3的「A」處顯示了這些結團的間隔粒子。
當這些間隔粒子在TFT基板170上結團時，無法利用用戶的手工方法將間隔粒子清除。這樣，就必須對TFT基板170進行重新加工處理。
參照圖2，藉助第二充電管220，具有大約0.5伏的帶電電壓的間隔粒子可以得到第二帶電電壓，該第二帶電電壓要高於參考帶電電壓VR。
第二充電管220具有線圈形狀，如圖2和4所示。纏繞成線圈形狀的第二充電管220使間隔粒子300的運動更加活躍，如圖4所示。在穿過曲率遠大於第一充電管210的曲率的第二充電管220時，間隔粒子300的運動得到了極大的激化。
因此，當間隔粒子300穿過第二充電管220時，間隔粒子300的帶電電壓增大。
圖5示出由圖4所示的用於使粒子帶電的設備得到的帶電電壓的變化過程的曲線圖。
如圖5所示，穿過第二充電管220的間隔粒子300具有高於參考帶電電壓VR的第二帶電電壓V2。
為了使間隔粒子300帶上高於參考帶電電壓VR的第二帶電電壓V2，除了要考慮第二充電管220的曲率外，還要考慮它的直徑、纏繞匝數和繞組直徑。
圖6和7示出隨圖2中的第二充電管的纏繞匝數和繞組直徑而變化的帶電電壓的曲線圖。圖6中，帶電電壓是使用第一和第二充電管210和220得到的，其中第一和第二充電管採用的是內徑約為6mm的不鏽鋼管。
參照圖6，當增大第二充電管220的纏繞匝數而不改變第二充電管220的直徑時，間隔粒子300的帶電電壓分布表現為像二次方曲線一樣的曲線。當第二充電管220的纏繞匝數大於至少二時，間隔粒子300的第二帶電電壓V2逐漸增大，並且當第二充電管220的纏繞匝數為大約20時，給出最大帶電電壓。當第二充電管220的纏繞匝數大於20時，間隔粒子300的第二帶電電壓V2降低，如圖6所示。
因此，在本發明中，將內徑為約6mm的第二充電管220的纏繞匝數限定在約13到22圈的範圍之內。優選地，為了得到最大的帶電電壓，使用纏繞了超過20圈的第二充電管220。
可根據第二充電管220的內徑改變這些纏繞匝數。當依據新裝備改變第二充電管220的內徑時，第二充電管220的纏繞匝數也應當重新設置，以便為穿過第二充電管220的間隔粒子300提供最大的帶電電壓。
參照圖7，當增大第二充電管220的繞組直徑時，間隔粒子300的第二帶電電壓逐漸降低。如果第二充電管220的直徑為約6mm且繞組直徑處於約20到24mm的範圍之內，間隔粒子300可得到足以防止間隔粒子300結團的帶電電壓。
當第二充電管220的直徑為約6mm時，很難將第二充電管220製作得繞組直徑小於20mm。此外，當第二充電管220的直徑為約6mm並且第二充電管220的繞組直徑大於24mm時，間隔粒子的帶電電壓將小於參考電壓VR。
如果第二充電管220具有約6mm的內徑，那麼必須將該第二充電管220纏繞得具有約20到24mm的繞組直徑，以獲得約5伏的最大帶電電壓。此外，如果將第二充電管220的內徑變為小於或大於6mm的內徑，那麼必須相應於其內徑重新設定其纏繞匝數。
如果第二充電管220內徑為約6mm，那麼第二充電管220應具有約20mm的繞組直徑和20圈的纏繞匝數，以得到大於5伏的第二帶電電壓。
常規的間隔粒子300的帶電電壓小於0.5V，而本發明的間隔粒子300的帶電電壓是常規的間隔粒子300的帶電電壓的10倍。
結果，當間隔粒子按順序穿過第一和第二充電管210和220時，可以使間隔粒子300帶有足以防止間隔粒子300結團的第二帶電電壓V2。
下文中，將參照圖8對用於散布間隔粒子的設備200進行介紹。
圖8示出根據本發明示範性實施例的用於散布粒子的設備的概要視圖。
參照圖8，間隔粒子散布設備700包括間隔粒子饋送料500、第一充電管210、第二充電管220和支持體600。
間隔粒子饋送料500包括容器530、攪拌輥510和饋送輥520。具體地，容器530容納著大量間隔粒子300。容納在容器530中的這些間隔粒子300藉助攪拌輥510進行攪拌。經攪拌輥510攪拌的間隔粒子300由饋送輥520收集。然後，由非揮發性氣體攜帶著這些間隔粒子300並排到外部。
由饋送輥520收集到的間隔粒子300依次穿過第一和第二充電管210和220。
在穿過第一充電管210時，這些間隔粒子300帶上了第一帶電電壓V1，並且在穿過了第二充電管220時，這些間隔粒子300帶上了第二帶電電壓V2。作為示範性實施方式，該第二充電管220具有線圈形狀。
為了增大間隔粒子300的第二充電電壓，該第二充電管220為線圈形狀，且其內徑為約6mm、繞組直徑處於20到24mm的範圍之內，並且纏繞匝數為約13到24圈。
所述間隔粒子散布設備700還包括間隔粒子加速器400，其安裝在第一和第二充電管210和220之間。該間隔粒子加速器400對供給第二充電管220的間隔粒子進行加速。為了這個目的，間隔粒子加速器400供應諸如氮氣之類的非揮發性氣體，以致間隔粒子300可以以很快的速度流過第二充電管220。
穿過第二充電管220的間隔粒子300帶上高於參考帶電電壓VR的第二帶電電壓V2，如圖5所示。
將帶有第二帶電電壓V2的間隔粒子300均勻地散布到LCD板190的TFT基板170上。
依照本間隔粒子散布設備，通過增大間隔粒子的帶電電壓，間隔粒子彼此之間不會發生結團，從而防止了由不均勻單元間隙造成的圖像質量下降、防止了由於重複處理間隔粒子造成的生產間隔粒子的工時增加。而且，由於間隔粒子得到了均勻地散布，所需的間隔粒子數量也得以減少。
上面已經參照示範性實施例對本發明進行了介紹。不過，很顯然，對本領域的技術人員而言，根據前述的說明，各種修改和變化將是顯而易見。因此，本發明包含了所有這些可選修改和變化，只要它們落在所附的權利要求書的思想和範圍之內。
權利要求
1.一種用於使間隔粒子帶有預定的帶電電壓的設備，該設備包括第一管，用於使所述間隔粒子帶有第一帶電電壓並輸出所述間隔粒子；和第二管，用於使從所述第一管輸出的所述間隔粒子帶有第二帶電電壓，所述第二管與所述第一管相連接，並具有線圈形狀。
2.根據權利要求1所述的設備，其中所述第二管的曲率大於所述第一管的曲率。
3.根據權利要求1所述的設備，其中所述第二管的內徑為約6mm，並且所述第二管被纏繞成為具有約20到24mm的繞組直徑。
4.根據權利要求1所述的設備，其中所述第二管具有約6mm的直徑，並且將所述第二管纏繞約13到24圈。
5.根據權利要求1所述的設備，其中所述第二管具有約6mm的直徑，並且從所述第二管輸出的所述間隔粒子帶有約0.5到約5伏的帶電電壓。
6.一種用於散布間隔粒子的設備，包括間隔粒子饋送器，用於供給由流體運載的間隔粒子；第一管，用於使所述間隔粒子帶有第一帶電電壓並輸出所述間隔粒子；和第二管，用於使從所述第一管輸出的所述間隔粒子帶有第二帶電電壓，所述第二管與所述第一管相連接，並具有線圈形狀；和支持件，用於支撐基板，從所述第二管輸出的所述間隔粒子被散布於該基板上。
7.根據權利要求6所述的設備，其中所述第二管具有約為6mm的內徑，將所述第二管纏繞約13到約24圈，並且將所述第二管纏繞為具有約20到約24mm的繞組直徑。
8.根據權利要求6所述的設備，其中從所述第二管輸出的所述間隔粒子帶有約0.5到約5伏的帶電電壓。
9.根據權利要求6所述的設備，還包括與所述第一管相連接的氣體供應管，用於為所述第一管供應非揮發性氣體，從而提高所述間隔粒子的速度。
10.根據權利要求6所述的設備，其中所述間隔粒子饋送器包括容器，用於容納所述間隔粒子；第一輥，用於對所述容器內的所述間隔粒子進行攪拌，該輥安裝在所述容器之內；和第二輥，用於通過對其轉動速度進行調節來控制所述間隔粒子的速度。
全文摘要
本發明涉及一種用於使間隔粒子帶電的設備和一種用於利用前述設備對間隔粒子進行散布的設備。為了保持LCD的單元間隙，藉助具有第一曲率的第一充電管使間隔粒子帶有第一帶電電壓，並且藉助具有第二曲率的第二充電管使間隔粒子帶有第二帶電電壓，該第二帶電電壓的電平高得足以防止間隔粒子結團。這樣，通過提高間隔粒子的帶電電壓，間隔粒子不會發生結團，從而防止了圖像質量下降，並防止了間隔粒子的浪費。
文檔編號G02F1/13GK1613029SQ02826833
公開日2005年5月4日 申請日期2002年1月10日 優先權日2002年1月10日
發明者崔賢壽, 金旻首, 樸鉉日 申請人:三星電子株式會社