CN102085511A - 配向膜干燥装置及干燥方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种配向膜干燥装置及干燥方法,用于干燥形成在基板的一第一表面经溶剂稀释过的配向膜材料,所述装置包括:加热台,用于对基板的一第二表面进行加热,所述加热台上均匀分布若干气孔;周边支撑机构,设置于所述加热台四周,用于支撑所述基板的第二表面的边缘;若干支撑销,均匀分布于所述加热台的上表面内;以及升降机构,控制所述周边支撑机构和所述支撑销进行升降。本发明能够消除配向膜在干燥过程中的干燥不均现象,使配向膜质量达到最佳化,提高液晶面板显示特性,提升液晶面板的质量和合格率。
Description
【技术领域】
本发明涉及液晶显示技术领域,特别是涉及一种配向膜干燥装置及对配向膜进行干燥的方法。
【背景技术】
随着光电技术和半导体技术的不断发展,液晶面板(Liquid Crystal Display;LCD)已广范应用于社会的各个领域。一般的液晶面板主体主要由两片玻璃基板以及配置在两玻璃基板间的液晶层构成。目前,液晶面板以薄膜晶体管(Thin Film Transistor;TFT)液晶面板为主。薄膜晶体管液晶面板的制作工艺一般分为三个部份:两片玻璃基板上图形的制作,液晶密封到两片玻璃基板之间形成液晶显示单元(CELL),液晶显示单元组装成模块(Liquid Crystal Module;LCM)。为了节约成本和实现产品多元化,玻璃基板上并不是只有一个液晶显示单元,而是在基板上横竖整齐地排列多个液晶显示单元,并且随着产品型号和尺寸的不同,基板上液晶显示单元排列的个数和位置也随之变化。基板上的多个液晶显示单元在完成液晶密封之后通过切割工艺形成单个液晶显示单元。
在将液晶密封到两片玻璃基板之间形成液晶显示单元的制作工艺过程中,两片玻璃基板的液晶显示单元区域(简称显示区,其他区域简称非显示区,下同)分别会配置一层配向膜(Alignment Film),配置在基板显示区的配向膜经过摩擦工艺产生配向能力,从而对液晶层起到配向作用,使液晶沿着固定方向均一排列。
配向膜的形成步骤包含:(1)涂膜步骤,将溶剂稀释过的配向膜材料通过印刷等工艺形成于基板表面;(2)干燥步骤,以100℃左右的温度使溶剂蒸发只留下分布均一的配向膜;(3)焙烧步骤,以180℃以上的温度使配向膜固化。在干燥步骤中,一般采用基板直接放置到热板(Hot Plate)上进行加热,如图1所示,其简要干燥过程为搬送臂将基板100放置在支撑销110上,支撑销下降至容纳孔120内将基板放置到经加热器130加热的热板140上进行加热干燥,干燥结束后支撑销升起举起基板,搬送臂将基板搬走;另外,中国公开第CN1423159号发明专利也揭示一种液晶显示组件的制造方法及干燥装置,其利用温风进行干燥。如图2所示,其简要干燥过程为:搬送臂将基板200放置在支撑销210上,基板上方有均热容器220,储存经过加热器230加热的温风,然后温风通过喷嘴240吹到基板表面进行干燥,干燥结束后搬送臂搬走基板。无论是上述哪一种干燥方式,都是直接对基板表面的配向膜直接进行干燥,且皆存在一个缺点,即位置固定的容纳孔120或支撑销210接触到基板显示区时,由于接触点受热速度和显示区其它区域受热速度不一致,配向膜在干燥过程中存在干燥差异,导致配向膜产生不均,进一步对配向膜表面的液晶分子配列造成影响,最终导致液晶面板显示特性不良,降低液晶面板的质量和合格率。
【发明内容】
本发明的一个目的在于提供一种配向膜干燥装置,其能够消除配向膜在干燥过程中的干燥不均现象,使配向膜质量达到最佳化,提高液晶面板显示特性,提升液晶面板的质量和合格率。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种配向膜干燥装置,用于干燥形成在基板的一第一表面经溶剂稀释过的配向膜材料,包括:
加热台,用于对基板的一第二表面进行加热,所述加热台上均匀分布若干气孔;
周边支撑机构,设置于所述加热台四周,用于支撑所述基板的第二表面的边缘;
若干支撑销,均匀分布于所述加热台的上表面内;以及
升降机构,控制所述周边支撑机构和所述支撑销进行升降。
较佳地,所述周边支撑机构包含若干与加热台平行设置的支撑爪,所述周边支撑机构通过所述支撑爪支撑所述基板的第二表面的边缘。
在本发明的一实施方式中,还包含排气装置,所述排气装置向上或向下排气,排气时间和排气量能够调节。
在本发明的一实施方式中,所述加热台由上至下依次包含第一传热层、第一绝缘层、加热层以及第二绝缘层。
较佳地,相邻所述气孔之间的间距为1~10毫米。
较佳地,所述气孔纵向开设在所述第一传热层上,所述第一传热层内部设置气流通道,每个所述气孔与所述气流通道连通。
较佳地,所述加热台还包含第二传热层,所述第二传热层设置于所述第二绝缘层下方。
较佳地,所述第一传热层为铝板。
较佳地,所述加热层划分有若干温差分区,所述温差分区的个数大于或等于1。
在本发明的一实施方式中,所述第一、第二绝缘层采用绝缘材料,所述绝缘材料中包含云母。
在本发明的一实施方式中,所述第一、第二传热层采用导热材料,所述导热材料中包含铝。
在本发明的一实施方式中,所述第一、第二传热层表面还涂覆有黑色二次电解质材料,所述黑色二次电解质材料将加热台上的热能转化为红外线,红外线再被基板吸收转化为热能以加热所述基板。
在本发明的一实施方式中,所述基板的第一表面包含显示区,所述经溶剂稀释过的配向膜材料形成在所述显示区上,每个所述基板的显示区数量为6个。
本发明的另一个目的在于提供一种配向膜干燥方法。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种采用前述装置对配向膜进行干燥的方法,包含如下步骤:
(a)提供一基板,所述基板具有涂布有经溶剂稀释过的配向膜材料的第一表面,将所述基板放置在所述支撑销上,所述支撑销抵接在所述基板的一第二表面;
(b)所述支撑销承载所述基板下降到第一预设位置;
(c)所述加热台的气孔中吹出热风,同时所述周边支撑机构上升,以支撑所述基板的第二表面的边缘;
(d)所述支撑销下降至第二预设位置;
(e)对所述基板的第一表面的经溶剂稀释过的配向膜材料进行干燥;以及
(f)干燥结束,所述支撑销上升接触到所述基板的第二表面,所述气孔停止吹出热风。
在本发明的一实施方式中,所述步骤(f)后,还包含步骤:
(g)所述支撑销继续上升,且所述周边支撑机构下降,暴露出所述基板的第二表面的边缘;以及
(h)将经过干燥的基板转移。
较佳地,在所述第一预设位置时,所述支撑销距离所述加热台高度为2~7毫米;在所述第二预设位置时,所述支撑销与所述基板的距离为1~7毫米。
较佳地,在步骤(c)中,加热台310的气孔311a中吹出的热风使所述基板360悬浮离开所述支撑销350,以进一步减轻支撑销350对干燥配向膜时产生的影响。
较佳地,所述步骤(e)中对所述基板的第一表面的配向膜进行干燥的时间为1~3分钟,温度为80~150℃。
在本发明的一实施方式中,还包含排气步骤(i),所述排气步骤(i)在所述步骤(e)进行的过程中间隔进行。
在本发明的一实施方式中,还包含排气步骤(i),所述排气步骤(i)在所述步骤(e)进行的过程中连续进行。
在本发明的一实施方式中,所述配向膜材料为聚酰亚胺。
本发明的有益效果在于,通过向基板第二表面吹热风,使基板配向膜区域所在的部分悬浮在空中,不与任何物质接触,从而避免配向膜区域因和支撑销接触导致配向膜干燥后产生薄厚不均现象。本发明可以使基板在干燥过程中受热均一,快速、均匀地将经溶剂稀释过的配向膜材料例如聚酰亚胺(Polyimide;PI)液中的溶剂挥发掉,在基板上形成均一、质量稳定的配向膜,从而使各个区域的液晶获得均一的配向力,提高液晶面板显示特性,提升液晶面板的质量和合格率。
【附图说明】
图1为现有技术中热板干燥装置的结构示意图。
图2为现有技术中温风干燥装置的结构示意图。
图3为本发明中配向膜干燥装置的结构示意图。
图4为本发明具体实施方式中加热台的剖面结构示意图。
图5为本发明具体实施方式中加热台的俯视示意图。
图6为本发明具体实施方式的流程图。
【具体实施方式】
为让本发明上述目的、特征及优点更明显易懂,下文特举本发明较佳实施例,并配合附图,作详细说明如下:
如图3所示,为本发明中配向膜干燥装置的结构示意图。一种配向膜干燥装置300,用于干燥形成在基板360的一第一表面(即上表面)360a经溶剂稀释过的配向膜材料,配向膜干燥装置300包括:加热台310,用于对基板360的一第二表面(即下表面)360b进行加热,所述加热台310上均匀分布若干气孔;周边支撑机构330,设置于所述加热台310四周,在本具体实施方式中,所述周边支撑机构330上设置有若干支撑爪340,用于支撑所述基板360的第二表面360b的边缘,在其它实施方式中,周边支撑机构330的结构不限于此;若干支撑销350,均匀分布于所述加热台310上;以及升降机构(未图示),用于控制所述周边支撑机构330和所述支撑销350进行升降。
本具体实施方式中,基板360的规格为1300×1100×0.7毫米的玻璃基板,但不限于此。所述基板360包含显示区361,所述经溶剂稀释过的配向膜材料形成在所述显示区361上,每个所述基板360的第一表面360a可以有多个显示区361,显示区361的数量以6个为佳。显示区361上覆盖有经溶剂稀释过的聚酰亚胺(Polyimide;PI)作为配向膜材料。
结合图4、图5所示,为本发明的一个具体实施方式中加热台的剖面结构示意图和加热台俯视图。在该具体实施方式中,所述加热台310由上至下依次包含第一传热层311、第一绝缘层312、加热层313、第二绝缘层314以及第二传热层315。所述气孔311a纵向开设于所述第一传热层311,相邻气孔311a之间的间距d为1~10毫米,所述第一传热层311内部设置气流通道311b,每个所述气孔311a与所述气流通道311b连通。
所述加热台310并不仅限于此种结构,例如在其它实施方式中,也可以省略第二传热层315。本具体实施方式中,设置第二传热层315的作用在于,当若干加热台310堆叠起来同时对多个基板360进行配向膜干燥时,上面的加热台310在对在自身基板360进行干燥的同时,其第二传热层315可以由上向下为位于它下面的其它加热台310上的基板360进行加热,从而提高了加热效率,且节省热能。
考虑到加热台310在加热过程中产生的热聚集效应会使得加热台310中心的温度略高于边缘的温度,有可能造成基板360表面的配向膜材料受热不均而使最后形成的配向膜厚度不均匀,所述加热层313可根据温度差异划分出若干温差分区,所述温差分区的个数大于或等于1,在这些温差分区中分别选用不同类型或数量的发热材料,以使配向膜中心部位和边缘的受热尽量均一。
在本具体实施方式中,所述第一、第二绝缘层312、314采用的绝缘材料中包含云母(Mica);所述第一、第二传热层311、315采用铝板等导热材料制成;所述加热层313采用电热丝。实际应用中不限于上述材料。
所述第一、第二传热层311、315表面还可以涂覆黑色二次电解质材料,用以将加热台310上的热能转化为红外线,红外线再被基板360吸收转化为热能加热基板360。同时,涂覆的材料还可以起到保护加热台310表面、防止加热台310表面裂化产生胶粒(particle)的作用。
所述第一传热层311内部的气流通道311b与各气孔311a连通,加热台310需要产生热风时,采用干洁气体(Clean Dry Air,CDA)作为气源通入气流通道311b,再经由各个气孔311a吹出。具体而言,气孔311a均匀密集分布在加热台310上,CDA经过气孔311a前经过预加热装置(未图示)的预加热,从气孔311a吹出时形成温度均匀的垂直向上的热风气流320。加热台310的加热层313和CDA预加热装置通过温度控制系统(未图示)进行温度调节,使加热台310表面和热风气流都始终保持在80~150℃。
本发明的所述周边支撑机构330可采用无机或有机材料制成,周边支撑机构330安装在加热台310四周,由升降装置(未图示)控制其升降;本具体实施方式中,周边支撑机构330上有多个支撑爪340,这些支撑爪340与加热台310平行,均匀地分布在加热台310四周,用来支撑基板360的边缘。周边支撑机构330也可以采用其他结构,能够平稳支撑基板360边缘即可。
所述支撑销350均匀分布于所述加热台310面内,可采用无机或有机材料制成,用于在加热开始和加热结束时支撑基板360,支撑销350由升降装置控制其升降。
本发明的干燥装置外形可以采用开放式设计或者密闭式设计。密闭设计时,加热台、周边支撑机构以及支撑销等都密封在一个腔室内,腔室上安装百遮板(shutter),机械手取放基板360时,遮板打开,于基板干燥过程时,遮板处于关闭状态。
在本发明的其它具体实施方式中,例如采用密封式设计时,为了保证腔室内的温度和气压,还可设置排气装置,排气装置的排气方向可以向上或向下,排气装置的位置也可以根据具体需要进行设计,排气量大小能够调节,排气操作可以根据需要间隔或连续进行。
如图6所示,为本发明具体实施方式的流程图。采用前述装置对配向膜进行干燥时,包含如下步骤:
步骤S10,提供一基板360,所述基板360的一第一表面360a涂布有经溶剂稀释过的配向膜材料,将所述基板360放置在支撑销350上,所述支撑销350抵接在所述基板360的一第二表面360b。
步骤S20,所述支撑销350承载所述基板360下降到第一预设位置,便于所述加热台310传递热量给所述基板360的第二表面360b。本具体实施方式中,在第一预设位置时,所述支撑销距離加热台高度为2~7毫米。
步骤S30,由所述加热台310的气孔311a中吹出热风,同时周边支撑机构330上升,以支撑爪340支撑所述基板360的第二表面360b的边缘。
步骤S40,所述支撑销350继续下降至第二预设位置。本具体实施方式中,在所述第二预设位置时,所述支撑销与基板的距离为1~7毫米。
步骤S50,利用所述加热台310的热辐射以及从所述气孔311a吹出的热风对所述基板的第一表面360a的配向膜材料进行干燥。在此步骤中,干燥时间为1~3分钟,加热台表面和热风气流始终保持在80~150℃。
步骤S60,干燥过程结束,所述支撑销350上升接触到所述基板的第二表面360b,热风停止吹浮。
在本发明的一实施方式中,所述步骤S60后,还包含步骤:
步骤S70,所述支撑销350继续上升,且所述周边支撑机构330下降,暴露出所述基板360的第二表面360b的边缘;以及
步骤S80,将经过干燥的所述基板360转移。
在本发明的一实施方式中,还包含排气步骤S51,所述排气步骤S51在所述步骤S50进行的过程中间隔进行或连续进行。
本发明已由上述相关实施例加以描述,然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是,已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地,包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包括于本发明的范围内。
Claims (10)
1.一种配向膜干燥装置,用于干燥形成在基板的一第一表面经溶剂稀释过的配向膜材料,其特征在于:包括:
加热台,用于对基板的一第二表面进行加热,所述加热台上均匀分布若干气孔;
周边支撑机构,设置于所述加热台四周,用于支撑所述基板的第二表面的边缘;
若干支撑销,均匀分布于所述加热台的上表面内;以及
升降机构,控制所述周边支撑机构和所述支撑销进行升降。
2.根据权利要求1所述的配向膜干燥装置,其特征在于:所述周边支撑机构包含若干与加热台平行设置的支撑爪,所述周边支撑机构通过所述支撑爪支撑所述基板的第二表面的边缘。
3.根据权利要求1所述的配向膜干燥装置,其特征在于:还包含排气装置,所述排气装置向上或向下排气,排气时间和排气量能够调节。
4.根据权利要求1所述的配向膜干燥装置,其特征在于:相邻所述气孔之间的间距为1~10毫米。
5.根据权利要求1所述的配向膜干燥装置,其特征在于:所述加热台由上至下依次包含第一传热层、第一绝缘层、加热层以及第二绝缘层。
6.根据权利要求5所述的配向膜干燥装置,其特征在于:所述气孔纵向开设在所述第一传热层上,所述第一传热层内部设置气流通道,每个所述气孔与所述气流通道连通。
7.一种配向膜干燥方法,采用如权利要求1所述的装置,其特征在于:包含如下步骤:
(a)提供一基板,所述基板具有涂布有经溶剂稀释过的配向膜材料的第一表面,将所述基板放置在所述支撑销上,所述支撑销抵接在所述基板的一第二表面;
(b)所述支撑销承载所述基板下降到第一预设位置;
(c)所述加热台的气孔中吹出热风,同时所述周边支撑机构上升,以支撑所述基板的第二表面的边缘;
(d)所述支撑销下降至第二预设位置;
(e)对所述基板的第一表面的经溶剂稀释过的配向膜材料进行干燥;以及
(f)干燥结束,所述支撑销上升接触到所述基板的第二表面,所述气孔停止吹出热风。
8.根据权利要求7所述的配向膜干燥方法,其特征在于:在所述第一预设位置时,所述支撑销与所述加热台的距离为2~7毫米;在所述第二预设位置时,所述支撑销与所述基板的距离为1~7毫米。
9.根据权利要求7所述的配向膜干燥方法,其特征在于:所述步骤(e)中进行干燥的时间为1~3分钟,温度为80~150℃。
10.根据权利要求7所述的配向膜干燥方法,其特征在于:还包含排气步骤(i),所述排气步骤(i)在所述步骤(e)进行的过程中间隔进行或连续进行。
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