CN100462795C - 取向液和隔垫物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种取向液喷洒隔垫物的设备，包括：输送管；储槽，与输送管输出端相连；喷头，与储槽底部连接；支撑平台，设置在喷头的下方；排出管，设置在支撑平台的下部。其中，喷头为网状结构，且喷头为多个，多个喷头结构相同，采用单排、相等间距设置或采用多排、相等间距设置。本发明同时公开了一种取向液和隔垫物的制备方法。本发明能够提高球型隔垫物分散均匀性，解决易结团的问题；能够简化生产工序；能够避免摩擦工艺中常发生的隔垫物移动划伤取向层、微小颗粒污染、静电破坏等现象，从而提高显示品质。

Description

取向液和隔垫物的制备方法
技术领域
本发明涉及LCD制造设备和制造方法领域，尤其涉及与液晶显示器件制造工艺中的取向液和球型隔垫物的制备方法。
背景技术
随着科技的进步和信息技术的迅猛发展，薄膜晶体管型液晶显示器(TFT-LCD)正逐渐取代传统的阴极射线管(CRT)成为显示器的主流产品，用于生产TFT LCD的玻璃基板尺寸也随着技术完善而逐渐增大，因此对玻璃基板加工工艺的难度也随之进一步增加。
在LCD(液晶显示器)的传统制造工艺过程中，一般是通过转印方式涂覆取向液，如图1所示，取向液喷头1将取向液喷洒在匀液辊3上，并在压液辊2的作用下，将取向液均匀的涂敷在转印板4上，转印板4旋转并与基台6上的玻璃基板5挤压，从而将转印板4上的取向液转印到玻璃基板5上。在玻璃基板上完成取向液的转印后，要采用摩擦装置对取向液进行机械摩擦使其在面板内保持均一的排列和特定的取向。
取向层制作完成之后，采用干分散方式分散隔垫物以保持液晶层厚度的均匀性，完成对盒工序。如图2所示，隔垫物在过滤器6中过滤后，由压缩空气N2将其输送到喷嘴8，与此同时，并通过摩擦带电装置9使隔垫物带上相同的电荷，避免喷洒过程中引起团聚，喷嘴8在相同内压的作用下将隔垫物喷洒在位于支撑杆10上的玻璃基板5上，废气和玻璃基板5外的隔垫物通过鼓风机11排出。
上述现有技术中，存在许多本身无法克服的缺点：配向膜厚度的均一性难于确保；摩擦取向层的方式易产生机械划伤、颗粒污染及静电破坏等现象；干分散方式存在球型隔垫物分散不均匀、易结团等问题；在对盒前，分散隔垫物的玻璃不能随意移动及翻转。而且随着玻璃基板尺寸的增大，上述工艺过程存在着越来越多的问题，目前，已有专利中提出用取向液喷洒隔垫物的方法，参见中国专利申请号：93106295.0，该专利技术明显解决了隔垫物易团聚等问题，简化了工艺流程，但其采用高速旋转基台来保持取向层厚度均一的方法效果不佳且容易污染设备，其后采用的摩擦方式容易使隔垫物发生移动且取向层摩擦程度不一致，这些问题如果不及时控制，都会对LCD的正常显示产生极大的影响，容易产生漏光、亮度不均一等诸多不良。基于上述原因，迫切需要对以上工艺进行进一步的改善。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种取向液喷洒隔垫物的设备及利用该设备制备取向液和隔垫物的方法，其主要目的之一是提高球型隔垫物分散均匀性，解决易结团的问题；目的之二是将涂覆取向液与喷洒球型隔垫物两工序合二为一，简化生产工序；目的之三是免除摩擦工序，避免摩擦工艺中常发生的隔垫物移动划伤取向层、微小颗粒污染、静电破坏等现象。
为了实现上述目的，本发明提供一种取向液喷洒隔垫物的设备，包括：输送管；储槽，与输送管输出端相连；多个喷头，与储槽底部连接；支撑平台，设置在喷头的下方；排出管，设置在支撑平台的下部；所述的喷头为网状结构。
上述方案中，所述多个喷头结构相同，采用单排、相等间距设置或采用多排、相等间距设置。
为了实现上述目的，本发明提供一种取向液和隔垫物的制备方法，包括：
步骤1，将基板放置于支撑平台上，将隔垫物掺入取向溶液中混合均匀后，经过输送管输送到达储槽，通过储槽下面的多个喷头在相同的内压下实现均匀的喷洒，从而在玻璃表面形成均匀的取向层；步骤2，将完成步骤1的基板经过预热处理形成固态取向层薄膜，并使隔垫物均匀分布并牢固的粘附在基板表面；
步骤3，将完成步骤2的基板放置在基台上，在基板上放置掩模版，通过对位标记与基板进行对位后，采用线性偏振光倾斜照射到基板上的取向层，完成取向层的取向；
步骤4，将完成步骤3的基板进行高温烘烤去除溶剂。
上述方案中，所述步骤1中的取向溶液为采用N-甲基吡咯烷酮作为稀释剂，将乙烯基肉桂酸酯与聚酰亚胺按比例混合后稀释形成的，且混合比例具体可为95:5的体积比。所述步骤3中在基板上放置的掩模版在基板显示区全部采用镂空工艺制作而成，其他部分采用不透明材质。所述步骤3中采用的线性偏振光为紫外光。所述步骤3采用线性偏振光倾斜照射的方向与取向层设定的预倾角方向平行。
本发明相对于现有技术，由于采用多喷头设备构造，该设计采用相同间距、相同口径的喷头直列组合方式，喷头均采用网状构造，使得取向液在喷出时能够均匀扩散。另外，还可根据需要将喷头网孔的尺寸、喷头的高度、喷头之间的间距进行优化，从而使隔垫物的分散比较均匀，无结团现象。
同时，本发明将涂覆取向液与喷洒隔垫物两工序合二为一，简化了工艺流程，缩短了工艺周期。
再者，本发明为避免机械摩擦方式过程中常发生的隔垫物移动划伤、微小颗粒划伤或污染、静电破坏等现象，采用了光致取向方式，通过玻璃基板显示区内的取向层发生各向异性的光聚作用，从而使取向层均匀的取向。
下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步更为详细地说明。
附图说明
图1是现有技术的取向液涂覆工艺示意图；
图2是现有技术的隔垫物干式分散方式示意图；
图3是本发明提出的新型取向液喷洒及隔垫物分散设备进行取向液喷洒和隔垫物分散示意图；
图4是本发明提出的多喷头设备构造之一示意图及利用它进行喷洒时喷洒量的分布图；
图5是本发明提出的多喷头设备构造之二示意图；
图6是采用本发明的光致取向液喷洒球型隔垫物后，取向液与隔垫物的分层情况示意图；
图7是采用本发明的光致取向法截面图；
图8是采用本发明的光致取向时的掩模版与平台上玻璃基板对位的平面示意图。
图中标记：1、取向液喷嘴；2、压液辊；3、匀液辊；4、转印板；5、玻璃基板；6、基台；7、过滤器；8、喷头；9、摩擦带电装置；10、支撑平台；11、鼓风机；12、输送管；13、储槽；14、输出管；15、单喷头喷洒量分布；16、多喷头喷洒量分布；17、取向层；18、隔垫物；19、掩模版；20、玻璃基板显示区；21、线性偏振紫外光；22、对位标记。
具体实施方式
图3所示为本发明的取向液喷洒隔垫物装置，其包括输送管12，储槽13，同储槽13底端连接的多个喷头8；多个喷头8的下方设置有支撑平台10，一排出管14设置在支撑平台10的下部。本发明装置的工作原理是：将玻璃基板5放置支撑平台10上，隔垫物与光致取向液混合均匀后，经过输送管12到达储槽13，通过储槽8下面的多喷头8设备在相同的内压下实现均匀的喷洒，从而在玻璃表面形成均匀的取向层，多余的取向液通过排出管14排出。
图4所示为本发明提出的多个喷头8设备构造之一，该设计，采用单排、相同间距、相同口径的喷头直列组合方式，喷头均采用网状构造，使得取向液在喷出时能够均匀扩散。其中，单喷头喷洒量分布15中：w表示单个喷头在玻璃基板上取向液的喷洒范围，h表示单个喷头在玻璃基板上的最大喷洒量，L表示喷头与喷头的间距。多喷头喷洒量分布16中：W表示多喷头组合的喷洒范围，要求W不小于玻璃基板的宽度，以保证在玻璃基板内喷洒的均一性。d表示在多喷头组合的喷洒范围内发生的喷洒量的微小差异。H表示多喷头组合的喷洒量。通过调节喷头的高度，可以调节w和h间的比例，而调节喷头网孔的尺寸可以调节单个喷头喷洒量的分布曲线。调节L，可以调节多喷头组合的H值。为达到均一的取向层厚度和隔垫物分散的均匀性，需要将d值尽量减小，因此该设置条件下，需要将喷头网孔的尺寸、喷头的高度和喷头之间的间距进行优化，达到最佳效果。在上述条件优化后，隔垫物的分散比较均匀，无结团现象。
图5所示为本发明提出的多个喷头8设备构造之二，该设计，采用多排、相同间距、相同口径的喷头直列组合方式。其中，S表示同排相邻喷头间的间距，不同排喷头与喷头间的间距为S/2。与图4所示的设备构造一相同，通过多参数之间的优化可以实现均一的取向层厚度和隔垫物分散的均匀性。
下面详述本发明取向液和隔垫物的制备方法。
首先，如图3所示，将玻璃基板5放置于支撑平台10上，用N-甲基吡咯烷酮(NMP)，将乙烯基肉桂酸酯与聚酰亚胺按一定的比例进行混合后稀释做取向溶液，本实施例中具体为95:5的体积比混合。隔垫物掺入取向溶液中混合均匀后，经过输送管12到达储槽13，通过储槽13下面的多个喷头8在相同的内压下实现均匀的喷洒，从而在玻璃表面形成均匀的取向层，多余的取向液通过排出管14排出。
本步骤中，采用将取向层溶液与隔垫物搅拌均匀，利用多喷头设备将此溶液喷洒至玻璃表面，该过程即是涂覆取向层与喷洒隔垫物工序同时进行。因为隔垫物18比重大于取向剂溶液比重，所以在溶液覆盖玻璃表面时呈下沉趋势并被取向层17密封包裹，图6所示即为喷洒后取向层与隔垫物的分层情况。
本步骤中由于将涂覆取向液与喷洒隔垫物两工序合二为一，简化了工艺流程，缩短了工艺周期。
然后，将取向液经过预热处理形成取向层，取向液经预热处理后形成固态取向层薄膜，隔垫物均匀分布并牢固的粘附在玻璃表面上。
接着，如图7和图8所示，在基台6上的玻璃基板5上放置掩模版19，通过对位标记22与玻璃基板5进行对位后，在掩模版19遮挡的条件下，采用线性偏振紫外光21倾斜(方向与设定的预倾角方向平行)照射到取向层17上，使玻璃基板显示区20内的取向层17发生各向异性的光聚作用，致使液晶分子均匀的取向。
最后，将完成上述步骤的基板进行高温烘烤去除溶剂。
在上述工艺过程中，所使用的光取向溶液是用N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为稀释剂，将乙烯基肉桂酸酯与聚酰亚胺(PI)按95:5的体积比混合后稀释形成的。乙烯基肉桂酸酯是一种常用的光聚合取向材料，但其稳定性差且预倾角大小难于控制。加入聚酰亚胺后，大大增强了热稳定性，且随着聚酰亚胺含量的增加，预倾角也随之变大。从而沿预设的预倾角方向照射线性偏振紫外光，不经过机械摩擦方式就能在取向层表面形成特定方向的沟槽。
此外，隔垫物在溶液喷洒后由于重力作用下沉至玻璃表面并被取向液密封包裹，须在紫外光照射前预热一定时间，除去混合溶液中的水份形成取向薄层，否则玻璃基板在移动过程中易发生隔垫物移位、取向层不均匀等现象。
再者，线性偏振紫外光照射须在掩模版遮挡的条件下进行，致使玻璃基板显示区发生特定取向，其它区域则不发生取向；照射方向要与预设的预倾角方向保持平行，从而取向层方向才能达到预设的效果。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当按照需要可使用不同材料和设备实现之，即可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种基板上取向液和隔垫物的制备方法，包括：
步骤1，将基板放置于支撑平台上，将隔垫物掺入取向溶液中混合均匀后，经过输送管输送到达储槽，通过储槽下面的多个喷头在相同的内压下实现均匀的喷洒，从而在玻璃表面形成均匀的取向层；
步骤2，将完成步骤1的基板经过预热处理形成固态取向层薄膜，并使隔垫物均匀分布并牢固的粘附在基板表面；
步骤3，将完成步骤2的基板放置在基台上，在基板上放置掩模版，通过对位标记与基板进行对位后，采用线性偏振光倾斜照射到基板上的取向层，完成取向层的取向；
步骤4，将完成步骤3的基板进行高温烘烤去除溶剂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的取向溶液为采用N-甲基吡咯烷酮作为稀释剂，将乙烯基肉桂酸酯与聚酰亚胺按比例混合后稀释形成的。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述乙烯基肉桂酸酯与聚酰亚胺的混合比例为95:5的体积比。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3中在基板上放置的掩模版在基板显示区全部采用镂空工艺制作而成，其他部分采用不透明材质。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3中采用的线性偏振光为紫外光。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3采用线性偏振光倾斜照射的方向与取向层设定的预倾角方向平行。
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