CN103934133A - 一种喷头以及喷涂方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷头以及基于该喷头的喷涂方法，其中喷头包括储液腔、气泡发生器、主喷嘴和高压管路，所述储液腔用于储存液体原料，所述高压管路用于传输高压气体，气泡发生器用于利用高压气体产生微气泡，并将微气泡注入到主喷嘴中待喷涂的液体原料中，所述主喷嘴与储液腔连接，用于将包覆有微气泡的液体原料以液滴形式喷出。通过改变现有喷头结构，向主喷嘴中注入高压的微气泡，当液体原料从主喷嘴中喷出后，以包覆有微气泡的液滴滴在基底上，微气泡微爆，液滴短时间内实现充分的分散，最终在基底上形成均匀的液体膜层，可以避免膜层厚度不均匀问题的发生，大大降低产品不良率。

Description

一种喷头以及喷涂方法

技术领域

本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种喷头以及使用该喷头的喷涂方法。

背景技术

LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)是当今显示领域的主流产品，配向膜作为液晶显示器的重要组成部分，在制作完成的彩膜基板和阵列基板上分别涂覆一层配向膜，之后再滴注液晶进行对盒，配向膜起到使液晶分子在液晶盒内整排列的作用。配向膜一般是涂覆一层聚酰亚胺(Polyimide，简称PI)材料的薄膜，即涂覆一层PI液固化形成配向膜。

配向膜涂覆一般是通过以下两种完成：版铜转印方式和喷涂(Inkjet)方式，但是在液晶显示器的制作工艺中最常用的是喷涂方式。现有技术中采用喷涂方式使用图1所示喷头进行配向膜制作过程的示意图如图1所示，PI液1存储在储液腔12中，并在外界压力作用下通过喷嘴2喷出，在基底4上形成PI液滴3，其中基底4为彩膜基板或阵列基板。其中PI液滴3滴在基底4上之后需要一定时间进行充分扩散才能形成厚度均匀的PI膜。

但是在实际加工工艺中，由于基底表面存在段差，不利于PI液滴3的扩散，而且PI液滴3进行扩散的时间有限，因此常常会由于PI液扩散不充分导致PI液固化成形成的PI膜厚度不均匀，得到的显示器进行显示时出现画面不均匀的现象，即Mura，产品不良率上升。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何避免PI膜不均匀问题的发生，降低产品不良率。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种喷头，包括储液腔、气泡发生器、主喷嘴和高压管路，所述储液腔用于储存液体原料，所述高压管路用于传输高压气体，气泡发生器用于利用高压气体产生微气泡，并将微气泡注入到主喷嘴中待喷涂的液体原料中，所述主喷嘴与储液腔连接，用于将包覆有微气泡的液体原料以液滴形式喷出。

进一步地，还包括高压空气压缩机，与高压管路连接，用于产生高压气体。

进一步地，所述高压管路包括一主管和多个支管，主管用于将高压气体输送到各支管中，支管设置在主管与主喷嘴之间，用于将高压气体以微气泡的形式输送到各主喷嘴中，且支管的数目等于主喷嘴的数目。

进一步地，还包括控制器，设置在支管上，用于对支管中高压气体在出口端产生微气泡的时间、频率以及微气泡的大小进行控制。

进一步地，气泡发生器设置在支管的出口端，包括挡板振子和气泡喷嘴，所述气泡喷嘴的进气端连接在支管的出气端，所述挡板振子设置在气泡喷嘴与支管的衔接处，用于对高压气体进入气泡喷嘴的通路进行控制。

进一步地，所述挡板振子与控制器连接，在控制器的控制下周期性的打开和关闭。

进一步地，所述气泡发生器与所述主喷嘴为一体式结构，所述气泡发生器被包覆在所述主喷嘴的内部；

或者所述气泡发生器与所述主喷嘴为分装式结构，所述气泡发生器设置在所述主喷嘴的外部，且气泡喷嘴喷出的微气泡与主喷嘴中的液体原料融合。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种使用上述喷头的喷涂方法，包括：

将高压气体以微气泡的形式注入到主喷嘴中待喷涂的液体原料中；将包覆微气泡的液体原料以液滴形式喷出。

进一步地，所述微气泡直径的大小在0～D之间，其中D为主喷嘴的内径。

进一步地，所述微气泡在形成时具体包括：微气泡的形成具体包括：在控制器的控制下对微气泡形成的时间、形成的频率以及微气泡的大小进行控制。

(三)有益效果

本发明实施例提供的喷头，包括储液腔、主喷嘴和高压管路，所述储液腔用于储存液体原料，所述高压管路用于传输高压气体，气泡发生器用于利用高压气体产生微气泡，并将微气泡注入到主喷嘴中待喷涂的液体原料中，所述主喷嘴与储液腔连接，用于将包覆有微气泡的液体原料以液滴形式喷出。通过改变现有喷头结构，向主喷嘴中注入高压的微气泡，当液体原料从主喷嘴中喷出后，以包覆有微气泡的液滴滴在基底上，微气泡微爆，液滴短时间内实现充分的分散，最终在基底上形成均匀的液体膜层，可以避免膜层厚度不均匀问题的发生，大大降低产品不良率。同时本发明还提供了上述喷头将液体原料喷涂在基底上的喷涂方法。

附图说明

图1是使用现有技术中喷头进行配向膜制作过程中的示意图；

图2是本发明实施例一中提供的一种喷头的结构示意图；

图3是本发明实施例一中气泡发生器中挡板振子关闭时的示意图；

图4是本发明实施例一中气泡发生器中挡板振子打开时的示意图；

图5是本发明实施例一中气泡发生器与主喷嘴为一体式结构的示意图；

图6是本发明实施例一中气泡发生器与主喷嘴为分装式结构的示意图

图7为采用本发明实施例一中的喷头制作配向膜的制作过程示意图。

图中编号代表的含义分别是：

1，PI液；2，主喷嘴；3，PI液滴；4，基底；5，高压管路；51，主管；52，支管；6，控制器；7，微气泡；8，包覆有微气泡的PI液滴；9，PI液膜；10，挡板振子；11，气泡喷嘴；12，储液腔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一

本发明实施例一提供了一种喷头，结构示意图如图2所示，包括：储液腔12、气泡发生器(图中未示出)、主喷嘴2和高压管路5，储液腔12用于储存液体原料，高压管路5用于传输高压气体，气泡发生器用于利用高压气体产生微气泡7，并将微气泡7注入到主喷嘴2中待喷涂的液体原料中，主喷嘴2与储液腔12连接，用于将包覆有微气泡7的液体原料以液滴形式喷出。

进一步地，喷头中还包括高压空气压缩机，与高压管路5连接，用于产生高压气体。具体的，本实施例中的高压气体是为压缩干燥空气(Compress Dry Air，简称CDA)。

进一步地，高压管路5包括一主管51和多个支管52，主管51用于将高压气体输送到各支管52中，支管52设置在主管51与主喷嘴2之间，用于将高压气体以微气泡7的形式输送到各主喷嘴2中，且支管52的数目等于主喷嘴2的数目。

进一步地，喷头中还包括控制器6，设置在支管52上，用于对支管52中高压气体在出口端产生微气泡7的时间、频率以及微气泡7的大小进行控制。优选地，本实施例中的控制器6为高频控制器6，利用高频控制器6对微气泡7的产生的时间、频率和大小可以实现精确控制。其中高频控制器6的形态和结构还有很多种，本实施例图2中只是以一种常规结构为例，但并不表明对高频控制器6的结构和形态进行具体限定。

进一步地，喷头中的气泡发生器设置在支管52的出口端，用于利用高压管路支管中的高压气体产生微气泡7，并将产生的微气泡7喷出。具体的，气泡发生器的结构示意图如图3和4所示，包括挡板振子10和气泡喷嘴11，气泡喷嘴11的进气端连接在支管52的出气端，支管的中存有高压气体CAD，挡板振子10设置在气泡喷嘴11与支管52的衔接处，用于对高压气体进入气泡喷嘴11的通路进行控制。

进一步地，挡板振子10与控制器6连接，在控制器6的控制下周期性的打开和关闭。具体的，挡板振子10上的某个位置有一连接线引出，与控制器6连接，连接线的长度根据挡板振子10与控制器6的相对位置决定，图3为气泡发生器中挡板振子10关闭时的示意图，图4为气泡发生器中挡板振子10打开时的示意图。挡板振子10关闭，支管52中的高压气体无法进入到气泡喷嘴11中，没有微气泡7产生；挡板振子10打开后，支管52中的高压气体进入到气泡喷嘴11中，产生微气泡7，并从气泡喷嘴11中喷出。

进一步地，气泡发生器与主喷嘴2为一体式结构，气泡发生器被包覆在主喷嘴2的内部，如图5所示；或者气泡发生器与主喷嘴2为分装式结构，气泡发生器设置在主喷嘴2的外部，且气泡喷嘴11喷出的微气泡7与主喷嘴2中的液体原料融合，如图6所示。无论采用一体式结构还是采用分装式结构，主喷嘴2和气泡发生器均分别与高压管路5的支管52和储液腔12连接。

本实施例中以配向膜的制程为例，采用上述喷头进行配向膜的制作过程具体如下：

首先是由高压空气压缩机产生高压气体，经过高压管路5中主管51的输送进入到各个支管52中，进一步在控制器6的控制下，气泡产生器产生微气泡7，并按照一定的频率、预设的时间气泡喷嘴11中喷出高压的微气泡7。储液腔12中存储PI液1，工作时主喷嘴2中也充满PI液1，注入高压的微气泡7之后形成包覆有微气泡的PI液8滴，再由主喷嘴2向外喷出。之后，包覆有微气泡的PI液滴8滴在基底4上，由于中间的微气泡7是高压的，在空气中发生微爆，将PI液滴8分散为更小的液滴涂覆在基底4上，有利于PI液滴8快速扩散，彼此中间进行融合，形成均匀的PI液膜9。

上述配向膜的制作过程示意图如图7所示。

其中对于微气泡7的产生过程为：挡板振子10处于关闭状态时，不产生微气泡7，挡板振子10打开时，通过支管52与气泡喷嘴11之间的通路打开，高压气体进入到气泡喷嘴11的喷嘴位置，产生微气泡7。由于挡板振子10的打开-关闭动作频率较高，气泡大小可以由高频控制器准确控制。

对于微气泡7的尺寸要求是不能过大，即不能大于主喷嘴2的内径，PI液1涂覆后还要进行加热预烘的过程，由于喷涂方式比铜板转印方式制作配向膜的PI液1粘度要小，也不会出现不破裂的情况，但是也不能太小，太小了可能会影响分散效果。还需要说明的是，本实施例中PI液1下滴是在外界施加压力的情况下才吐出的。

除了控制微气泡7的大小，高频控制器还用于对微气泡7的形成时间和频率进行控制，将微气泡7的形成时间控制在稍早于PI液1吐出动作的时间，保证微气泡7没有移动的反应时间。由于PI液1持续吐出，微气泡7一直处于动态环境，控制好两个微气泡7形成的时间间隔，即产生频率也已保证为不会出现一个或多个微气泡7融合成一个大气泡的情况。

还需要说明的是，无论是采用一体式结构还是分装式结构，都要控制好气泡喷嘴11喷出微气泡7的位置，即微气泡7喷出后立即被周围的PI液1包围形成包覆有微气泡的PI液滴8立即从主喷嘴2喷出，保证包覆有微气泡的PI液滴8不会长时间停留在主喷嘴2中。

基于上述，本发明实施例一提供的喷头在PI液滴中融入高压的微气泡，使得从主喷嘴喷出的包覆有微气泡的PI液滴滴在基底上之后迅速发生微爆，使得PI液滴分散为更小的液滴涂覆在基底上，有利于PI液的扩散，相邻的PI液滴微爆后在短时间内进行融合，因此能在固化时间内形成均匀的PI液膜。

实施例二

基于上述，本发明还提供了一种基于实施例一中喷头对液体原料进行喷涂的喷涂方法，具体包括：

将高压气体以微气泡的形式注入到主喷嘴中待喷涂的液体原料中；

将包覆微气泡的液体原料以液滴形式喷出。

进一步地，微气泡直径的大小在0～D之间，其中D为主喷嘴的内径。对于微气泡的尺寸要求是不能过大，即不能大于主喷嘴的内径，，PI液涂覆后还要进行加热预烘的过程，由于喷涂方式比铜板转印方式制作配向膜的PI液粘度要小，也不会出现不破裂的情况，但是也不能太小，太小了可能会影响分散效果，因此需要根据工艺要求通过控制控制器来得到符合要求大小的微气泡。

进一步地，微气泡的形成具体包括：在控制器的控制下对微气泡的时间、频率以及微气泡的大小进行控制。对微气泡的这些控制可以保证最后形成均匀的PI液膜。

采用本实施例中的喷涂方法进行PI液的喷涂，不仅具有喷涂方法用料省、制程短的特点，还具有上述实施例一的有益效果，此处不再赘述。

本发明实施例一中的喷头以及实施例二中提供的喷涂方法只是以PI液的涂覆为例进行说明，但是需要注意的是，上述喷头以及喷涂方法并不局限于PI液，对于其它液体材料也适用，具体使用时需要根据液体浓度以及涂覆厚度等要求来调整控制器。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种喷头，其特征在于，包括储液腔、气泡发生器、主喷嘴和高压管路，所述储液腔用于储存液体原料，所述高压管路用于传输高压气体，气泡发生器用于利用高压气体产生微气泡，并将微气泡注入到主喷嘴中待喷涂的液体原料中，所述主喷嘴与储液腔连接，用于将包覆有微气泡的液体原料以液滴形式喷出。

2.如权利要求1所述的喷头，其特征在于，还包括高压空气压缩机，与高压管路连接，用于产生高压气体。

3.如权利要求1所述的喷头，其特征在于，所述高压管路包括一主管和多个支管，主管用于将高压气体输送到各支管中，支管设置在主管与主喷嘴之间，用于将高压气体以微气泡的形式输送到各主喷嘴中，且支管的数目等于主喷嘴的数目。

4.如权利要求3所述的喷头，其特征在于，还包括控制器，设置在支管上，用于对支管中高压气体在出口端产生微气泡的时间、频率以及微气泡的大小进行控制。

5.如权利要求4所述的喷头，其特征在于，气泡发生器设置在支管的出口端，包括挡板振子和气泡喷嘴，所述气泡喷嘴的进气端连接在支管的出气端，所述挡板振子设置在气泡喷嘴与支管的衔接处，用于对高压气体进入气泡喷嘴的通路进行控制。

6.如权利要求4所述的喷头，其特征在于，所述挡板振子与控制器连接，在控制器的控制下周期性的打开和关闭。

7.如权利要求5所述的喷头，其特征在于，所述气泡发生器与所述主喷嘴为一体式结构，所述气泡发生器被包覆在所述主喷嘴的内部；

或者所述气泡发生器与所述主喷嘴为分装式结构，所述气泡发生器设置在所述主喷嘴的外部，且气泡喷嘴喷出的微气泡与主喷嘴中的液体原料融合。

8.一种使用权利要求1-7任一项所述的喷头的喷涂方法，其特征在于，包括：

将高压气体以微气泡的形式注入到主喷嘴中待喷涂的液体原料中；

将包覆微气泡的液体原料以液滴形式喷出。

9.如权利要求8所述的喷涂方法，其特征在于，所述微气泡直径的大小在0～D之间，其中D为主喷嘴的内径。

10.如权利要求8所述的喷涂方法，其特征在于，还包括微气泡的形成过程，具体包括：在控制器的控制下对微气泡形成的时间、形成的频率以及微气泡的大小进行控制。