專利名稱：用于注射液晶的注射器以及使用其注射液晶的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于注射液晶的注射器(syringe)，以及使用所述注射器來注射液晶 的設(shè)備和方法，且更特定來說，涉及能夠通過調(diào)整柱塞(plunger)在注射器主體(syringe main body)中的插入體積(inserted volume)而精確地控制液晶的注射量的用于注射液晶 的注射器，以及使用所述注射器來注射液晶的設(shè)備和方法。
背景技術(shù)：
一般來說，液晶顯示器(liquid crystal display, LCD)是指使用液晶的雙折射 (double refraction)而顯示圖像的裝置。此類IXD裝置包含下部襯底，其上形成薄膜晶 體管(thin film transistor, TFT)和像素電極圖案(pixel electrod印attern)；上部襯 底，其上形成共同電極(common electrode)和彩色濾光片(color filter)；以及液晶層， 其插在所述下部襯底與所述上部襯底之間。LCD裝置通過根據(jù)施加到液晶層的兩端的電壓 改變液晶的光學(xué)透射率(opticaltransmittance)且借此調(diào)整透射穿過所述彩色濾光片的 光的強(qiáng)度而顯示圖像。下部襯底和上部襯底經(jīng)制備以用于制造IXD裝置。接下來，使用液晶注射設(shè)備將 液晶均勻地滴落在下部襯底和上部襯底中的一者的整個(gè)表面上。在此狀態(tài)下將下部襯底和 上部襯底氣密性地按壓到彼此。因此，完成LCD裝置的制造。此處，當(dāng)液晶的量不足夠時(shí)，可能在兩個(gè)襯底之間產(chǎn)生氣泡(airbubbles)。當(dāng)液晶 的量過多時(shí)，可能出現(xiàn)污點(diǎn)(stain)。圖1顯示根據(jù)相關(guān)技術(shù)的用于注射液晶的注射器。相關(guān)技術(shù)的液晶注射器 (liquid crystal injection syringe)采用類似于普通注射器的注射器泵系統(tǒng)(syringe pump system) 0如圖1中所示，液晶注射器包含注射器主體10，其包含噴嘴(nozzle) 11, 通過所述噴嘴11而放入和放出液晶；以及活塞(piston) 20，其包含頭部(head)21，所述頭 部21與注射器主體10的內(nèi)壁緊密接觸。頭部21 —般具備密封環(huán)(sealant ring) 23，其沿 著注射器主體10的內(nèi)壁摩擦滑行，以實(shí)現(xiàn)頭部21與內(nèi)壁之間的緊密接觸。隨著活塞20移 動(dòng)，頭部21朝噴嘴11推出液晶，進(jìn)而注射液晶。當(dāng)注射器主體10的內(nèi)壁的表面足夠均勻以維持頭部21與注射器主體10之間的 緊密接觸時(shí)，可通過頭部21的移動(dòng)注射恒定量的液晶。然而，如果由于加工誤差或當(dāng)注射 器主體10的內(nèi)壁或頭部21的密封環(huán)23由于使用而磨損時(shí)，注射器主體10的內(nèi)壁具有非 均勻的表面A，那么可能在內(nèi)壁與頭部21之間產(chǎn)生間隙。這可能導(dǎo)致難以精確地控制液晶 的注射量。而且，液晶可能甚至從注射器主體10中泄漏。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于注射液晶的注射器，其能夠通過將不與主體的內(nèi)壁接觸的柱 塞插入到所述主體的內(nèi)部空間中且通過所述柱塞的插入體積來控制注射量而精確地控制 液晶的注射量。
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根據(jù)示范性實(shí)施例，一種用于注射液晶的注射器包含主體單元，其包括將被填充 液晶的內(nèi)部空間；以及柱塞，其經(jīng)配置以插入在所述內(nèi)部空間中以及從所述內(nèi)部空間中抽 出，其中通過調(diào)整所述柱塞在所述內(nèi)部空間中的插入體積而控制所述液晶的注射量。主體單元可包含主體，其包含內(nèi)部空間和彼此連通的兩端；噴嘴，其安置在所述 主體的一端處；以及外殼，其經(jīng)配置以覆蓋所述主體的另一端，其中所述柱塞可經(jīng)配置以穿 過所述外殼插入在所述主體中以及從所述主體中抽出。外殼可包含插入部分，其安置在所述外殼的一端處且插入在所述主體的另一端 中；以及密封部分，其安置在所述外殼的另一端處以密封所述主體的另一端，且所述插入部 分包括與所述主體的內(nèi)壁接觸的至少一個(gè)填密部件(packing member)。所述填密部件可包 含0形環(huán)。經(jīng)配置以封圍所述柱塞的密封部件可提供在所述外殼處。所述柱塞可具有不與所述主體的內(nèi)壁接觸的外緣且具有整體均一的橫截面面積。柱塞在所述主體單元的內(nèi)部空間中的最大插入體積可為所述主體單元的內(nèi)部空 間的約50%到約95%。根據(jù)另一示范性實(shí)施例，一種用于注射液晶的設(shè)備包含注射器單元，其包含主 體單元，其具有將被填充液晶的內(nèi)部空間；以及柱塞，其經(jīng)配置以插入在所述內(nèi)部空間中以 及從所述內(nèi)部空間中抽出，進(jìn)而通過調(diào)整所述柱塞在所述內(nèi)部空間中的插入體積而控制所 述液晶的注射量；以及柱塞驅(qū)動(dòng)單元，其經(jīng)配置以控制所述柱塞的移動(dòng)。所述注射器單元的主體單元可包含噴嘴，其經(jīng)配置以注射液晶。所述液晶注射設(shè) 備可進(jìn)一步包含液晶引入單元，其經(jīng)配置以引入液晶的注射流；以及液晶饋送單元，其經(jīng) 配置以將液晶饋送到所述主體單元，所述液晶引入單元和所述液晶饋送單元經(jīng)配置以選擇 性地連接到所述噴嘴。所述噴嘴可連接到路徑切換閥。所述液晶引入單元可包含連接到路徑切換閥的第 一路徑和安置在所述第一路徑的一端處的子噴嘴。所述液晶饋送單元可包含連接到所述路 徑切換閥的第二路徑和安置在所述第二路徑的一端處的液晶貯存器。柱塞驅(qū)動(dòng)單元可包含連接到所述柱塞的一端的致動(dòng)器。根據(jù)又一示范性實(shí)施例，一種用于注射液晶的方法包含將液晶放入注射器的主 體單元中；以及將柱塞插入所述主體單元中，以從所述主體單元中注射出對(duì)應(yīng)于所述柱塞 的插入體積的量的液晶。在插入所述柱塞的過程中，所述柱塞在所述主體單元中的插入體積可與所述液晶 的注射量成比例。


根據(jù)結(jié)合附圖所作的以下描述，可更詳細(xì)地理解示范性實(shí)施例，在附圖中圖1是顯示根據(jù)相關(guān)技術(shù)的用于注射液晶的注射器的視圖。圖2是顯示根據(jù)示范性實(shí)施例的用于注射液晶的注射器的視圖。圖3是顯示用于注射液晶的注射器的主要元件的視圖。圖4是顯示根據(jù)示范性實(shí)施例的用于注射液晶的設(shè)備的視圖。圖5A到圖5C是顯示根據(jù)示范性實(shí)施例的液晶注射設(shè)備的操作的視圖。
具體實(shí)施例方式下文中，將參考附圖詳細(xì)描述特定實(shí)施例。然而，可以不同形式實(shí)施本發(fā)明，且不 應(yīng)將本發(fā)明解釋為限于本文中所陳述的實(shí)施例。而是，提供這些實(shí)施例以使得本揭示內(nèi)容 將是詳盡且完整的，且將全面地把本發(fā)明的范圍傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在圖中，相同的 參考數(shù)字始終指代相同的元件。圖2顯示根據(jù)示范性實(shí)施例的用于注射液晶的注射器。圖3顯示根據(jù)示范性實(shí)施 例的液晶注射器的主要元件，且圖4顯示根據(jù)示范性實(shí)施例的用于注射液晶的設(shè)備。參看圖式，液晶注射器包含主體單元100，其具有將被填充液晶的內(nèi)部空間S ；以 及柱塞200，其插入在所述主體單元100的所述內(nèi)部空間S中以及從所述內(nèi)部空間S中抽 出，且適于通過調(diào)整所述柱塞200相對(duì)于內(nèi)部空間S的插入體積而控制液晶的注射量。主體單元100包含主體110，其中具有內(nèi)部空間S，所述主體110的兩端彼此流體 連通；噴嘴120，其安置在所述主體110的一端處；以及外殼130，其覆蓋所述主體110的另 一端。主體110經(jīng)配置以在插入柱塞200時(shí)注射放入內(nèi)部空間S中的液晶。為此目的， 可將主體110形成為其中具有內(nèi)部空間S的管狀(tubular shape)。主體110可由例如金 屬、塑料和玻璃等各種材料形成。所述主體110的內(nèi)部空間S在垂直方向上通過兩端而開 放。舉例來說，主體110可具有包含從主體110的上部部分線性延伸到下部部分的內(nèi)部空 間S的管狀。然而，由于柱塞200不與主體110的內(nèi)壁直接接觸，所以只要保證用于填充液 晶的一定空間和柱塞200的移動(dòng)，就可改變內(nèi)部空間S的形狀。噴嘴120包含噴口(nozzle orifice) 121，其安置在主體110的一端處且與主體 110的內(nèi)部空間S流體連通，進(jìn)而形成填充主體110的內(nèi)部空間S的液晶的注射路徑。噴嘴 120可具有任何形狀，只要具有充當(dāng)液晶的注射路徑的噴口 121即可。外殼130安置在主體110的另一端處以覆蓋所述另一端。外殼130包含插入部 分(insertion portion) 131，其安置在所述外殼130的一端處，以插入在主體110的另一端 中；以及密封部分(sealing portion) 133，其安置在外殼130的另一端處，以密封主體110 的另一端。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，柱塞200穿過外殼130插入主體110中以及從主體110中抽出。至少一個(gè)填密部件(packing member) 135提供在插入部分131中以接觸主體110 的內(nèi)壁。0形環(huán)可用作填密部件135。填密部件135可防止液晶從主體110的內(nèi)部空間S 中泄漏。另外，外殼130可進(jìn)一步包含密封部件300，其封圍柱塞200以防止由于柱塞200 頻繁移動(dòng)而磨損而產(chǎn)生異物(foreign substance)?？蓪U密封件(rod seal)應(yīng)用于密封 部件300，以便保持柱塞200在垂直方向上對(duì)準(zhǔn)。柱塞200通過插入主體110的內(nèi)部空間S中以及從所述內(nèi)部空間S中抽出而注射 放入內(nèi)部空間s中的如柱塞200的插入體積那么多的液晶。柱塞200經(jīng)配置以使得其外緣 不與主體110的內(nèi)壁接觸，同時(shí)具有均一的橫截面面積。舉例來說，柱塞200可具有具均一 橫截面面積的圓柱形形狀。然而，不限于此，柱塞200可具有具多邊形或橢圓截面形狀的條 形狀。尤其是，根據(jù)示范性實(shí)施例，可將柱塞200相對(duì)于內(nèi)部空間S的最大插入體積設(shè)定
6為內(nèi)部空間S的約50% 95%。此原因在于，當(dāng)將柱塞200插入內(nèi)部空間S中不到內(nèi)部空 間S的50%時(shí)，所注射的液晶的總量太小而可能降低工作效率。另一方面，當(dāng)將柱塞200插 入內(nèi)部空間S中超過內(nèi)部空間S的95%時(shí)，雖然可增加總量，但可能出現(xiàn)柱塞200與主體 110之間的非所要的接觸。此外，可將連接部分(connection part) 210提供在柱塞200的一端處，以促進(jìn) 柱塞200與柱塞驅(qū)動(dòng)單元(plunger drive unit)的連接。連接部分210可具有連接孔 (connection hole)211。接下來，將如圖4中所示介紹用于使用上述注射器來注射液晶的設(shè)備。液晶注射 設(shè)備包含注射器單元(syringe unit) 1000，其由以下各項(xiàng)構(gòu)成主體單元100，其具有將被 填充液晶的內(nèi)部空間S ；以及柱塞200，其經(jīng)配置以插入在內(nèi)部空間S中以及從內(nèi)部空間 S中抽出，且進(jìn)而通過調(diào)整柱塞200在內(nèi)部空間S中的插入體積而控制液晶的注射量。另 外，液晶注射設(shè)備包含柱塞驅(qū)動(dòng)單元400，其控制柱塞200的移動(dòng)；液晶引入單元(liquid crystalintroduction unit) 600，其引入從注射器單元1000注射的液晶流；以及液晶饋送 單元(liquid crystal feed unit) 700，其將液晶饋送到注射器單元1000。液晶引入單元 600和液晶饋送單元700選擇性地連接到注射器單元1000。由于注射器單元1000采用上述的液晶注射器，所以將省略對(duì)其的詳細(xì)描述。注射器單元1000的主體單元100包含噴嘴120，通過所述噴嘴120注射液晶。另 外，路徑切換閥(path switching valve) 500連接到所述噴嘴120。液晶引入單元600包含連接到路徑切換閥500的第一路徑610和安置在第一路徑 610的一端處的子噴嘴(sub nozzle)620。液晶饋送單元700包含連接到路徑切換閥500的第二路徑710和安置在第二路徑 710 的一端處的液晶貯存器(liquid crystal storage) 720。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，液晶引入單元600和液晶饋送單元700可通過路徑切換閥500的操 作而選擇性地連接到注射器單元1000。柱塞驅(qū)動(dòng)單元400在主體110的內(nèi)部空間S內(nèi)移動(dòng)柱塞200，進(jìn)而將貯存在液晶貯 存器720中的液晶引入到內(nèi)部空間S中，或通過噴嘴120或子噴嘴620注射出流入到內(nèi)部 空間S中的液晶。此處，柱塞驅(qū)動(dòng)單元400可采用能夠?qū)⒅?00移動(dòng)所要程度的任何結(jié)構(gòu)。舉例 來說，可使用致動(dòng)器(actuator)。致動(dòng)器可包含連接軸(connection shaft)410，其連接到柱塞200的連接 部分；移動(dòng)部分(moving part)420，其提供到連接軸410的至少一端；移動(dòng)軸(moving shaft) 430，移動(dòng)部分420沿著其移動(dòng)；以及驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(drive motor) 440，其驅(qū)動(dòng)移動(dòng)軸430 以便一起移動(dòng)移動(dòng)部分420和連接軸410。然而，不限于上述結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)440可直接連接 到柱塞200的連接部分210以控制柱塞200的移動(dòng)。作為示范，步進(jìn)馬達(dá)(st印ping motor) (尤其是具有高達(dá)24，000步(st印)的最大分辨率(resolution)的混合式馬達(dá)(hybrid motor))可用作驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。然而，可使用能夠執(zhí)行精細(xì)運(yùn)動(dòng)控制(fine motion control)的 其它各種馬達(dá)，舉例來說，在垂直方向上使柱塞200移動(dòng)約0.01cm到10cm的馬達(dá)。此處， 驅(qū)動(dòng)馬達(dá)使柱塞200移動(dòng)預(yù)定的均一距離。根據(jù)所述實(shí)施例，使用柱塞驅(qū)動(dòng)單元400將柱塞200插入主體110的內(nèi)部空間S中
7達(dá)所要距離，進(jìn)而從主體110中注射對(duì)應(yīng)于柱塞200的插入體積的量的液晶。根據(jù)此方法， 用戶可以所要量和所要次數(shù)執(zhí)行對(duì)主體110中的液晶的注射，因?yàn)樗⑸涞囊壕Я颗c柱塞 200在具有固定容積的內(nèi)部空間S中的插入體積成比例。下文中，將闡釋用于使用上述的液晶注射設(shè)備來注射液晶的方法。圖5A到圖5C是顯示根據(jù)所述實(shí)施例的液晶注射設(shè)備的操作的視圖。參看圖5A，在注射器單元1000的主體110未填充液晶L的狀態(tài)中，注射器單元 1000的噴嘴120通過路徑切換閥500連接到液晶饋送單元700的第二路徑710，且柱塞200 完全插入在主體110的內(nèi)部空間S中。在此狀態(tài)中，將液晶L放入注射器單元1000的主體110中。為此，如圖5B中所示， 通過將驅(qū)動(dòng)馬達(dá)440向后驅(qū)動(dòng)，從主體110的內(nèi)部空間S中拉出柱塞200。因此，歸因于內(nèi) 部空間S與液晶貯存器720之間的內(nèi)部壓力差異，通過第二路徑710將液晶L汲取到主體 110 中。在主體110的內(nèi)部空間S被填充所要量的液晶L之后，將液晶L注射出內(nèi)部空間 S。為此，如圖5C中所示，通過將驅(qū)動(dòng)馬達(dá)440向前驅(qū)動(dòng)，將柱塞200推入主體110的內(nèi)部 空間S中。因此，通過噴嘴120將填充內(nèi)部空間S的與柱塞200的插入體積成比例的量的 液晶L注射到第一路徑610。注射到第一路徑610的液晶L流動(dòng)通過子噴嘴620并滴落到 襯底。此處，可通過用戶經(jīng)由驅(qū)動(dòng)馬達(dá)440調(diào)整柱塞200的插入體積而精確地控制液晶L 的注射量。根據(jù)以上實(shí)施例，注射與柱塞在主體中的插入體積成比例的量的液晶。因此，可實(shí) 現(xiàn)液晶的精確注射，而不管主體與柱塞之間的接觸程度和接觸部分的磨損如何。此外，由于主體和柱塞經(jīng)配置為不彼此接觸，所以可防止主體和柱塞的磨損。因 此，可防止主體中的液晶的泄漏。而且，可不產(chǎn)生柱塞的磨損微粒(abrasion particles).雖然已參考特定實(shí)施例描述了用于注射液晶的注射器以及使用所述注射器的液 晶注射設(shè)備和方法，但其不限于此。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易理解，在不脫離由所附 權(quán)利要求書界定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對(duì)其作出各種修改和改變。
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權(quán)利要求
一種用于注射液晶的注射器，包括主體單元，包括將被填充液晶的內(nèi)部空間；以及柱塞，經(jīng)配置以插入在所述內(nèi)部空間中以及從所述內(nèi)部空間中抽出，其中通過調(diào)整所述柱塞在所述內(nèi)部空間中的插入體積而控制所述液晶的注射量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于注射液晶的注射器，其特征在于所述主體單元包括主體，包括所述內(nèi)部空間和彼此連通的兩端；噴嘴，安置在所述主體的一端處；以及外殼，經(jīng)配置以覆蓋所述主體的另一端，其中所述柱塞經(jīng)配置以穿過所述外殼插入在所述主體中以及從所述主體中抽出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于注射液晶的注射器，其特征在于所述外殼包括插入部分，安置在所述外殼的一端處且插入在所述主體的所述另一端中；以及密封部分，安置在所述外殼的另一端處以密封所述主體的所述另一端，且所述插入部分包括與所述主體的內(nèi)壁接觸的至少一個(gè)填密部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于注射液晶的注射器，其特征在于所述填密部件包括0形環(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于注射液晶的注射器，其特征在于經(jīng)配置以封圍所述 柱塞的密封部件提供在所述外殼處。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于注射液晶的注射器，其特征在于所述密封部件包括桿密 封件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于注射液晶的注射器，其特征在于所述柱塞具有不與所述 主體單元的內(nèi)壁接觸的外緣且具有均一的橫截面面積。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求7所述的用于注射液晶的注射器，其特征在于所述柱 塞在所述主體單元的所述內(nèi)部空間中的最大插入體積為所述主體單元的所述內(nèi)部空間的 50%到 95%。
9.一種用于注射液晶的設(shè)備，包括注射器單元，包括主體單元，具有將被填充液晶的內(nèi)部空間；以及柱塞，經(jīng)配置以插 入在所述內(nèi)部空間中以及從所述內(nèi)部空間中抽出，進(jìn)而通過調(diào)整所述柱塞在所述內(nèi)部空間 中的插入體積而控制所述液晶的注射量；以及柱塞驅(qū)動(dòng)單元，經(jīng)配置以控制所述柱塞的移動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于注射液晶的設(shè)備，其特征在于所述注射器單元的所述 主體單元包括噴嘴，所述噴嘴經(jīng)配置以注射所述液晶，且所述用于注射液晶的設(shè)備進(jìn)一步包括液晶引入單元，經(jīng)配置以引入所述液晶的注射 流；以及液晶饋送單元，經(jīng)配置以將所述液晶饋送到所述主體單元，所述液晶引入單元和所 述液晶饋送單元經(jīng)配置以選擇性地連接到所述噴嘴。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于注射液晶的設(shè)備，其特征在于所述噴嘴連接到路徑切 換閥，所述液晶引入單元包括連接到所述路徑切換閥的第一路徑和安置在所述第一路徑的 一端處的子噴嘴，且所述液晶饋送單元包括連接到所述路徑切換閥的第二路徑和安置在所述第二路徑的一端處的液晶貯存器。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于注射液晶的設(shè)備，其特征在于所述柱塞驅(qū)動(dòng)單元包括 連接到所述柱塞的一端的致動(dòng)器。
13.一種使用注射器注射液晶的方法，包括 將液晶放入注射器的主體單元中；以及將柱塞插入所述主體單元中，以從所述主體單元中注射出對(duì)應(yīng)于所述柱塞的插入體積 的量的所述液晶。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的使用注射器注射液晶的方法，其特征在于在插入所述柱塞 的過程中，所述柱塞在所述主體單元中的所述插入體積與所述液晶的所述注射量成比例。
全文摘要
所揭示的是一種能夠通過調(diào)整插入在主體單元中的柱塞的插入體積而精確地控制液晶的注射量的用于注射液晶的注射器，以及一種使用所述注射器來注射液晶的設(shè)備和方法。所述注射器包含主體單元，其經(jīng)配置以具有將被填充所述液晶的內(nèi)部空間；以及柱塞，其經(jīng)配置以插入在所述內(nèi)部空間中以及從所述內(nèi)部空間中抽出，且進(jìn)而通過調(diào)整所述柱塞在所述內(nèi)部空間中的插入體積而控制液晶的注射量。
文檔編號(hào)G02F1/1341GK101937151SQ20101018241
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月29日
發(fā)明者李龍, 邊世勛, 金義中 申請(qǐng)人:Ap系統(tǒng)股份有限公司