CN103301967B - 一种配向膜料液喷头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种配向膜料液喷头，所述喷头包括排布于其底部的若干个喷嘴，每个喷嘴包括：料液腔，所述料液腔底部、顶部分别设置有相互对应的输液通道、料液推压器，所述料液推压器用于将所述料液从所述输液通道推压输出；料液源，所述料液源与装设在所述料液腔上的供液通道连通，用于往所述料液腔内输送料液；还包括设置于所述输液通道的控制阀，用于控制所述输液通道的开闭状态，从而限制所述料液输出。本发明通过在喷嘴上装设控制阀和吹气装置，防止料液在喷嘴上聚集凝结而堵塞喷嘴或者堆积造成的大液滴，从而避免了喷印不均，甚至不出料的情况，大大提高配向膜生产质量。

Description

一种配向膜料液喷头
技术领域
本发明涉及液晶显示器技术领域，尤其是对一种配向膜料液喷头的改进。
背景技术
一般的液晶显示器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，液晶显示器以薄膜晶体管(ThinFilmTransistor；TFT)液晶显示器为主。薄膜晶体管液晶显示器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(LiquidCrystalModule；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(AlignmentFilm)，配置在基板显示区的配向膜经过摩擦或者光照射等工艺方式产生配向能力，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。在涂膜步骤中，一般采用滚轮印刷(RollerCoater)；另一种PI膜涂布方式是列印涂布(又称为：INKJET)。
该INKJET的工作状态如图1所示，配向膜料液储存在所述INKJET喷头110上，通过布设在喷头110上的大量微细的喷嘴120将料液喷出。在印刷基台140上承载有玻璃基板130，通过印刷基台140的移动或者INKJET喷头110自身的移动，从喷嘴120喷出的料液落在玻璃基板130上形成均匀的配向膜液滴。然后所述配向膜液滴通过自身的扩散、凝结成配向膜。INKJET方法中会设计多组喷头110，以满足涂布整个玻璃基板130的需要，通过控制不同方位的喷头110出液或不出液，来控制料涂布在玻璃基板130上的位置。
其中，现有的喷嘴120结构如图2所示，其包括：
一料液腔121，所述料液腔121底部、顶部分别设置有相互对应的输液通道124、料液推压器122，所述料液推压器122用于将所述料液从所述输液通道124推压输出。
料液腔121内还设有一内环槽123围绕所述输液通道124设置，所述内环槽123与所述供液通道125连通，用于暂存所述料液源126补给的料液；所述内环槽123与所述输液通道124之间设有凸起127，用于限制从供液通道125输入的料液的流动方向。
以及一料液源126，所述料液源126与装设在所述料液腔121上的供液通道125连通，用于往所述料液腔121内输送料液。
使用这种INKJET喷嘴需要配合工艺上的要求。液滴较大容易使得料液扩散不均，还容易使得液滴与Glass造成冲击形成DropMura等问题，因此避免上述问题就要求喷嘴越小越好。实际的生产过程上，喷嘴工作时间占整个配向膜制作工艺时间不到30％。也就是说大部分时间喷嘴都是在等待设备调试、物料进出等工序，而处于空闲状态(IDLE)，真正的喷印工艺时间不长。
较长的空闲时间，较小的喷嘴出口，意味着配向膜料液具有较长的时间停留在喷嘴中，容易造成其他问题。例如，配向膜料液含有高分子聚合物，有一定的粘性和固含量(一般液晶显示领域固含量为3～8％左右)，随着料液在喷嘴上停留时间延长，料液中的溶剂很容易挥发导致高分子聚合物凝结，形成大液滴，影响制作出的配向膜质量。若大液滴过长时间不被喷出，凝结的高分子聚合物甚至会对喷嘴出口造成堵塞，料液不能正常吐出的问题。
如何对上述喷嘴进行改进或采用有效方法控制配向膜料液的输出时机，解决配向膜高分子聚合物的凝结，甚至堵塞喷嘴的问题，是人们亟待解决的。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种配向膜料液喷头，能控制料液流出的时机，根据实际生产需要及时开启或关闭料液输出通道。这种配向膜料液喷头包括排布于其底部的若干个喷嘴，每个喷嘴包括：
料液腔，所述料液腔底部、顶部分别设置有相互对应的输液通道、料液推压器，所述料液推压器用于将所述料液从所述输液通道推压输出；
料液源，所述料液源与装设在所述料液腔上的供液通道连通，用于往所述料液腔内输送料液；
还包括设置于所述输液通道的控制阀，用于控制所述输液通道的开闭状态，从而限制所述料液输出。
优选地，所述控制阀包括电磁阀以及控制所述电磁阀活动状态的驱动器。
优选地，所述电磁阀包括：
活动装设于所述输液通道上的磁吸性衔铁，所述衔铁与所述输液通道的横截面存在：第一夹角，使得所述衔铁阻隔所述料液从输液通道中流出；以及第二夹角，使得所述衔铁允许所述料液从输液通道流出；
以及装设于所述输液通道的一侧并与所述衔铁对应的电磁性阀体，通过所述驱动器控制所述阀体对所述衔铁的磁吸力大小，达到控制所述第一夹角和第二夹角之间的相互变化。
优选地，所述衔铁与所述输液通道过渡配合。
优选地，所述喷嘴还包括一吹气装置与所述输液通道出口对应，用于吹脱聚集于所述输液通道出口的多余料液。
优选地，所述吹气装置包括设于所述输液通道一侧并与所述输液通道连通的气管，以及与所述气管连接并为所述气管提供流动气源的鼓风器。
优选地，所述料液推压器为陶瓷谐振器。
优选地，所述料液腔还包括一内环槽围绕所述输液通道设置，所述内环槽与所述供液通道连通，用于暂存所述料液源补给的料液；所述内环槽与所述输液通道之间设有凸起，用于限制从供液通道输入的料液的流动方向。
优选地，所述喷嘴还包括一中央控制器分别与所述料液源、料液推压器、驱动器及鼓风器连接。
本发明主要通过增加控制阀和吹气装置，通过控制阀来控制输液通道的开闭达到限制料液输出时机的目的；配合吹气装置使得处于空闲状态下的喷嘴输液通道出口一直有气流通过，可以保持喷嘴的料液出口的畅通，料液也不会聚集凝结而堵塞喷嘴或者堆积造成的大液滴，从而避免了喷印不均，甚至不出料而情况，大大提高配向膜生产质量。
附图说明
图1为现有技术的喷头工作状态示意图。
图2为图1中单个喷嘴沿AA’剖切线处的结构示意图。
图3为本发明喷嘴的结构示意图。
图4为本发明喷嘴的另一结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易理解，下面结合本发明具体实施例，详细说明如下：
本发明主要解决现有技术中喷嘴容易造成堵塞和液滴聚结等问题。
本实施例的喷头由若干个喷嘴组装而成，并对喷嘴结构进行了改进，其内部结构可参见图3所示，每个喷嘴20包括：
料液腔21，所述料液腔21底部、顶部分别设置有相互对应的输液通道24、料液推压器22，所述料液推压器22用于将所述料液从所述输液通道24推压输出。其中，本实施例的料液推压器22可为陶瓷谐振器。
所述料液腔21内还设有内环槽23。所述内环槽23围绕所述输液通道24设置，所述内环槽23与所述供液通道25连通，用于暂存所述料液源26补给的料液；所述内环槽23与所述输液通道24之间设有凸起27，用于限制从供液通道25输入的料液的流动方向，先通过内环槽23暂存再流入该输液通道24。
以及，一料液源26，所述料液源26与装设在所述料液腔21上的供液通道25连通，通过供液通道25往所述料液腔21内输送料液。
喷嘴20还包括设置于所述输液通道24上的控制阀A，用于控制所述输液通道24的开闭状态，从而限制所述料液输出。控制阀A并不限于液压、气动，还可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。本实施例的控制阀A是通过一电磁阀50以及控制该电磁阀50活动状态的驱动器51实现的。如图3所示，所述电磁阀50包括：活动装设于所述输液通道24中的磁吸性衔铁52，以及装设于所述输液通道24的一侧(料液腔21壁内)并与所述衔铁52上下对应的电磁性阀体53。其中，所述阀体53可以是常用的带铁芯螺线管，通过驱动器51给阀体53通电后产生磁性，磁性强弱还可以由驱动器51的供电电流所控制。为保证阀体53的稳定性，阀体53不与所述输液通道24相连通。
为了便于该衔铁52在输液通道24上的固定，优选将所述衔铁52分为相互铰接的活动部52b和固定部52a。所述固定部52a从喷嘴20一侧插入固定于输液通道24侧壁内、并与所述阀体53顶部相接；所述活动部52b凸伸于该输液通道24中，活动部52b形状大小与所述输液通道24孔径相当，使得活动部52b能绕其与固定部52a的铰接处在输液通道24中受磁力吸附而转动。通过所述驱动器51控制所述阀体53对所述衔铁52的磁吸力大小，使衔铁52活动部52b在输液通道24中转动，达到控制所述输液通道24的开闭状态，控制所述料液输出的时机。进一步地，为了更优化衔铁52结构和功能，活动部52b与固定部52a的铰接可以是一种具有记忆性的连接，即当活动部52b所受到的阀体53磁吸力消失后，活动部52b能自动恢复至与固定部52a呈同一水平线的状态。当然，在其他实施例中，活动部52b也可以在其他施力体(例如，后续的吹气装置B产生的气流推力)的作用下转动复位。且，衔铁52和阀体53是活动装设于该喷嘴20中，可方便地拆装和随时更换。
所述衔铁52的活动部52b与所述输液通道24的横截面存在：第一夹角，使得所述衔铁52阻隔所述料液从输液通道24中流出；以及第二夹角，使得所述衔铁52允许所述料液从输液通道24流出。
例如，当所述活动部52b与所述输液通道24横截面平行(或重叠)或近乎平行，定义此时为第一夹角(约为0°)，活动部52b可与所述输液通道24形成过渡配合。也就是说，活动部52b阻隔了输液通道24内料液的流通，使输液通道24成闭合状态。
当所述活动部52b与所述输液通道24横截面垂直或近乎垂直，结合图4所示，定义此时为第二夹角(约为90°)，此时活动部52b与料液流出方向平行或近乎平行，所述料液能从输液通道24顺利流出。通过所述驱动器51控制所述阀体53对所述衔铁52的磁吸力大小，达到控制所述第一夹角和第二夹角之间的相互变化。
在其他实施例中，衔铁也可以只有活动部直接铰接在输液通道24内侧，实现在输液通道24内能受磁力吸附而转动的目的。
为进一步地解决配向膜料液聚集凝结的问题，吹脱聚集于所述输液通道24出口的多余料液，如图3所示，本实施例的喷嘴20底部还包括一吹气装置B与所述输液通道24出口对应，该吹气装置B的位置相对所述控制阀A更靠近输液通道24出口(料液输出终端)设置。具体地，吹气装置B包括设于所述输液通道24一侧并与所述输液通道24连通的气管61，以及与所述气管61连接并为所述气管61提供流动气源的鼓风器62。在其他实施例中，气管61也可以活动设于整个喷嘴20底部、输液通道24出口一侧均可实现吹脱料液的目的。
并且，为了更好地调控各个元器件的工作状态，设置一外部中央控制器70分别与所述料液源26、料液推压器22、驱动器51及鼓风器62连接。
下面结合图3、图4，介绍这种配向膜料喷头的工作流程：
S1：按照图3在所述喷嘴20上组装料液推压器22、控制阀A、吹气装置B，然后将多个喷嘴20组装成喷头(图中未示出)。所述料液源26从所述供液通道25往喷嘴20的料液腔21中注入配向膜料液。料液首先在凸起27的引导下暂存在内环槽23中，待内环槽23内料液盛满溢出而流入输液通道24中。移动喷头对准印刷基台(图中未示出)，等待玻璃基板(图中未示出)的装入。
S2：当喷头处于空闲状态(IDLE)，喷嘴20也相应处于空闲状态，中央控制器70指令驱动器51断开与所述阀体53连接，使阀体53自身不产生磁性从而对所述衔铁52不产生磁吸力，衔铁52的活动部52b与输液通道24的横截面形成第一夹角，阻隔输液通道24内全部或大部分料液的流出。同时，中央控制器70指令鼓风器62启动，使气管61不断对输液通道24出口鼓风，气流不断流动使残留或渗出的料液无法积聚或凝结。
S3、当喷头由空闲状态转入工作状态，移动喷头对准置于印刷基台上的玻璃基板，此时喷嘴20相应地也进入工作状态。中央控制器70保持鼓风器62开启的情况下，启动驱动器51与所述阀体53连接。此时，驱动器51为所述阀体53通电使阀体53产生足够大的磁性吸附衔铁52，尤其是吸附活动部52b向阀体53转动。在活动部52b一边转动，一边使输液通道24形成通路，料液腔21中的料液随之通过输液通道24流出。
活动部52b在转动而未完全与输液通道24贴合时，气管61一直保持吹气，使输液通道24出口保持一定气流流动，防止料液在输出初始有气泡产生。直到活动部52b完成打开，料液按照预设的液滴大小均匀滴出，气管61此时完全关闭。
当阀体53吸附活动部52b完全转动至紧贴输液通道24内侧，活动部52b与输液通道24横截面形成第二夹角，如图4所示。此时，设于阀体53下方的气管61其出气孔被活动部52b阻挡，避免了料液输出过程的气流扰动，料液可从通畅的输液通道24中顺利流出。在料液流出的同时，中央控制器70指令所述料液推进器22启动，保证该料液按照一定液滴大小、喷印速度准确喷印至玻璃基板预设位置。喷印过程中，中央控制器70监控料液腔21内料液容量，及时指令料液源26为料液腔21补给新的料液。
S4：当一次喷印完成，中央控制器70指令料液推进器22停止工作，同时指令控制阀A的驱动器51断开与阀体53的供电，使衔铁52活动部52b回复至第一夹角的状态。活动部52b转动过程中，气管61逐渐被打开，不断往输液通道24吹出气体，使残留在输液通道24出口的料液不会凝固或者聚成大滴，从而达到杜绝喷嘴20被堵塞的目的。此时，喷头再次进入空闲状态。
重复S2、S3、S4若干次，直到完成配向膜的制作。
本发明主要通过增加控制阀和吹气装置，通过控制阀来控制输液通道的开闭达到限制料液输出时机目的；配合吹气装置使得处于空闲状态下的喷嘴输液通道出口一直有气流通过，可以保持喷嘴的料液出口的畅通，料液也不会聚集凝结而堵塞喷嘴或者堆积造成的大液滴，从而避免了喷印不均，甚至不出料而情况，大大提高配向膜生产质量。

Claims (7)

1.一种配向膜料液喷头，所述喷头包括排布于其底部的若干个喷嘴(20)，每个喷嘴(20)包括：
料液腔(21)，所述料液腔(21)底部、顶部分别设置有相互对应的输液通道(24)、料液推压器(22)，所述料液推压器(22)用于将所述料液从所述输液通道(24)推压输出；
料液源(26)，所述料液源(26)与装设在所述料液腔(21)上的供液通道(25)连通，用于往所述料液腔(21)内输送料液；
其特征在于，还包括设置于所述输液通道(24)的控制阀(A)，用于控制所述输液通道(24)的开闭状态，从而限制所述料液输出；
所述控制阀(A)包括电磁阀(50)以及控制所述电磁阀(50)活动状态的驱动器(51)；
所述电磁阀(50)包括：
活动装设于所述输液通道(24)上的磁吸性衔铁(52)，所述衔铁(52)与所述输液通道(24)的横截面存在：第一夹角，使得所述衔铁(52)阻隔所述料液从输液通道(24)中流出；以及第二夹角，使得所述衔铁(52)允许所述料液从输液通道(24)流出；
以及装设于所述输液通道(24)的一侧并与所述衔铁(52)对应的电磁性阀体(53)，通过所述驱动器(51)控制所述阀体(53)对所述衔铁(52)的磁吸力大小，达到控制所述第一夹角和第二夹角之间的相互变化。
2.根据权利要求1所述配向膜料液喷头，其特征在于，所述衔铁(52)与所述输液通道(24)过渡配合。
3.根据权利要求1所述配向膜料液喷头，其特征在于，所述喷嘴(20)还包括一吹气装置(B)与所述输液通道(24)出口对应，用于吹脱聚集于所述输液通道(24)出口的多余料液。
4.根据权利要求3所述配向膜料液喷头，其特征在于，所述吹气装置(B)包括设于所述输液通道(24)一侧并与所述输液通道(24)连通的气管(61)，以及与所述气管(61)连接并为所述气管(61)提供流动气源的鼓风器(62)。
5.根据权利要求1所述配向膜料液喷头，其特征在于，所述料液推压器(22)为陶瓷谐振器。
6.根据权利要求1所述配向膜料液喷头，其特征在于，所述料液腔(21)还包括一内环槽(23)围绕所述输液通道(24)设置，所述内环槽(23)与所述供液通道(25)连通，用于暂存所述料液源(26)补给的料液；所述内环槽(23)与所述输液通道(24)之间设有凸起(27)，用于限制从供液通道(25)输入的料液的流动方向。
7.根据权利要求1～6任一项所述配向膜料液喷头，其特征在于，所述喷嘴(20)还包括一中央控制器(70)分别与所述料液源(26)、料液推压器(22)、驱动器(51)及鼓风器(62)连接。
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