CN104597662B - 气刻配向装置及气刻配向方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种气刻配向装置及气刻配向方法。该气刻配向装置包括一承载平台(1)、及一高压气流产生器(3)；所述高压气流产生器(3)包括两个彼此平行间隔设置的立柱(31)、设于所述两个立柱(31)之间的气箱(33)、及设于所述气箱(33)底面的多个密集排布的气针(35)；所述气箱(33)能够沿立柱(31)进行升降，并能够绕垂直于两立柱(31)的轴线(Z)进行旋转；所述气箱(33)从外部管道接收并存储气体，再通过所述气针(35)喷射高压气流冲击配向膜(7)表面，对配向膜(7)进行配向，能够有效避免接触式配向在配向膜表面产生划痕、杂质和静电的问题，使配向均匀，有利于提高液晶显示器的画面质量。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示器制程领域，尤其涉及一种气刻配向装置及气刻配向方法。
背景技术
随着显示技术的发展，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等平面显示装置因具有高画质、省电、机身薄及应用范围广等优点，而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。
液晶显示面板主要是由一薄膜晶体管阵列基板(Thin Film Transistor ArraySubstrate，TFT Array Substrate)、一彩膜基板(Color Filter，CF)、以及一配置于两基板间的液晶层(Liquid Crystal Layer)所构成，其工作原理是通过在两片玻璃基板上施加驱动电压来控制液晶层的液晶分子的旋转，将背光模组的光线折射出来产生画面。
为了使液晶分子排列较规则，在阵列基板与彩膜基板靠近液晶层的一侧分别设置有经配向处理过的聚酰亚胺(Polyimide，PI)配向膜。配向膜对液晶分子有锚定作用，能够使液晶分子在相对于配向膜表面倾斜的某一极角上取向排列，这一极角就是液晶分子的预倾角。预倾角可控制液晶分子的取向，防止液晶层中反倾畴的出现，在一定程度上还可影响液晶层的透光率—电压曲线，适当的预倾角可使阈值电压降低，液晶响应速度加快。
在液晶显示器的制作过程中，配向是一项重要工艺，通过配向工艺来实现液晶分子按照特定的方向与角度排列。现有的配向方法多以摩擦(Rubbing)配向等接触式配向为主，摩擦配向方法的主要流程包括：将涂覆有PI膜的基板放置在承载平台上；然后将表面预先缠绕有摩擦布(Rubbing cloth)的摩擦辊(Rubbing roller)，以预设转速在承载平台上滚动，从而带动摩擦布以一定的压力从基板上的PI膜表面滚过，在摩擦布滚动的过程中，摩擦布表面的纤维(Pile)对PI膜表面进行摩擦，在PI膜上形成按一定方向排列的沟槽，完成配向膜的制造。然而，摩擦布与PI膜接触、摩擦后会不可避免的在配向膜表面上产生划痕、杂质和静电，造成配向不均，，影响液晶分子的定向排列，从而影响液晶显示器的画面显示质量，导致显示不均等问题的出现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种气刻配向装置，能够有效避免接触式配向在配向膜表面产生划痕、杂质和静电的问题，使配向均匀，有利于提高液晶显示器的画面质量。
本发明的目的还在于提供一种气刻配向方法，该方法为非接触式配向，能够有效避免接触式配向在配向膜表面产生划痕、杂质和静电的问题，使配向均匀，有利于提高液晶显示器的画面质量。
为实现上述目的，本发明首先提供一种气刻配向装置，包括：一承载平台、及一高压气流产生器，所述承载平台与高压气流产生器之间能够产生沿水平方向的相对运动；
所述承载平台用于承载基板、与均匀覆盖于所述基板上的配向膜；
所述高压气流产生器包括两个彼此平行间隔设置的立柱、设于所述两个立柱之间的气箱、及设于所述气箱底面的多个密集排布的气针；所述气箱能够沿立柱进行升降，并能够绕垂直于两立柱的轴线进行旋转；所述气箱从外部管道接收并存储气体，再通过所述气针喷射高压气流冲击配向膜表面，对配向膜进行配向。
所述气针喷射高压气流冲击配向膜表面，通过在所述配向膜上形成多道微沟槽或改变配向膜分子链的排布形态对配向膜进行配向。
通过控制所述高压气流气压的大小或者所述气针与配向膜之间的相对距离来控制对配向膜表面的冲击力度。
所述气箱绕垂直于两立柱的轴线进行旋转的角度范围为0°～180°。
所述气箱、及气针的材料均为耐高压材料；所述气体为压缩空气、或氮气；所述多个密集排布的气针相对气箱的底面偏向同一方向，呈对位排列、错位排列、或乱序排列。
本发明还提供一种气刻配向方法，包括如下步骤：
步骤1、提供气刻配向装置、及覆盖有配向膜的基板；
所述气刻配向装置包括：一承载平台、及一高压气流产生器，所述承载平台与高压气流产生器之间能够产生沿水平方向的相对运动；
所述高压气流产生器包括两个彼此平行间隔设置的立柱、设于所述两个立柱之间的气箱、及设于所述气箱底面的多个密集排布的气针；所述气箱能够沿立柱进行升降，并能够绕垂直于两立柱的轴线进行旋转；所述气箱从外部管道接收并存储气体，再通过所述气针喷射高压气流；
步骤2、将所述覆盖有配向膜的基板放置于所述承载平台上；
步骤3、使载有所述基板的承载平台水平移动至高压气流产生器的下方，或使所述高压气流产生器水平移动至载有所述基板的承载平台的上方，再使所述高压气流产生器的气箱绕垂直于两立柱的轴线旋转至角度；
步骤4、使所述气箱沿立柱下降，靠近但不接触所述覆盖有配向膜的基板；
步骤5、所述高压气流产生器产生高压气流，所述气针喷射高压气流冲击配向膜表面，同时使所述高压气流产生器与承载平台及覆盖有配向膜的基板在水平方向做相对匀速运动，对配向膜进行配向。
所述步骤5中气针喷射高压气流冲击配向膜表面，通过在所述配向膜上形成多道微沟槽或改变配向膜分子链的排布形态对配向膜进行配向。
通过控制所述高压气流气压的大小或者所述气针与配向膜之间的相对距离来控制对配向膜表面的冲击力度。
所述气箱绕垂直于两立柱的轴线旋转的角度范围为0°～180°；所述角度的大小及所述高压气流产生器与覆盖有配向膜的基板在水平方向做相对匀速运动的速度根据液晶分子的预倾角来确定。
所述气箱、及气针的材料均为耐高压材料；所述高压气流为压缩空气、或氮气；所述多个密集排布的气针相对气箱的底面偏向同一方向，呈对位排列、或错位排列、或乱序排列。
本发明的有益效果：本发明提供的一种气刻配向装置由承载平台、及高压气流产生器组成，所述高压气流产生器的气箱从外部管道接收并存储气体，再通过气针喷射高压气流冲击配向膜表面，对配向膜进行配向，能够有效避免接触式配向在配向膜表面产生划痕、杂质和静电的问题，使配向均匀，有利于提高液晶显示器的画面质量。本发明提供的一种气刻配向方法，通过喷射高压气流冲击配向膜表面进行配向，为非接触式配向，能够有效避免接触式配向在配向膜表面产生划痕、杂质和静电的问题，使配向均匀，有利于提高液晶显示器的画面质量。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明的气刻配向装置的三维结构示意图；
图2为本发明的气刻配向装置的气箱及气针的主视图；
图3为本发明的气刻配向装置的气箱及气针的侧视图；
图4为本发明的气刻配向装置对配向膜进行配向时气针与配向膜的位置关系示意图；
图5为本发明的气刻配向装置对配向膜进行配向后得到微沟槽的微观结构示意图；
图6为本发明的气刻配向装置对配向膜进行配向后改变配向膜分子链的排布形态的微观结构示意图；
图7为本发明的气刻配向方法的流程图；
图8为本发明的气刻配向方法的步骤3的示意图；
图9为本发明的气刻配向方法的步骤5的示意图；
图10为本发明的气刻配向方法的步骤5中气针与配向膜的位置关系图；
图11为本发明的气刻配向方法的步骤5对配向膜进行配向后得到微沟槽的微观结构示意图；
图12为本发明的气刻配向方法的步骤5对配向膜进行配向后改变配向膜分子链的排布形态的微观结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1至图3，本发明首先提供一种气刻配向装置，包括：一承载平台1、及一高压气流产生器3，所述承载平台1与高压气流产生器3之间能够产生沿水平方向的相对运动。
所述承载平台1用于承载基板5、与均匀覆盖于所述基板5上的配向膜7。
所述高压气流产生器3包括两个彼此平行间隔设置的立柱31、设于所述两个立柱31之间的气箱33、及设于所述气箱33底面的多个密集排布的气针35；所述气箱33能够沿立柱31进行升降，并能够绕垂直于两立柱31的轴线Z进行旋转；所述气箱33从外部管道接收并存储气体，再通过所述气针35喷射高压气流冲击配向膜7表面，对配向膜7进行配向。
具体的，所述气箱33绕垂直于两立柱31的轴线Z进行旋转的角度范围为0°～180°。所述气箱33、及气针35的材料均为耐高压材料，优选金属类材料，防止高压气体对气箱33、及气针35造成压迫使其产生变形。所述喷射的高压气流要求纯净、与配向膜7不产生化学反应，不破坏配向膜7的化学性质，优选的，形成所述高压气流的气体为压缩空气、或氮气。所述多个密集排布的气针35相对气箱33的底面偏向同一方向，以保证通过所述多个气针35喷射的高压气流朝向同一方向，同时，所述多个气针35可呈规整的对位排列，也可呈错位排列或乱序排列来提高其密集程度。
所述气刻配向装置的工作过程为：首先，将覆盖有配向膜7的基板5放置于所述承载平台1上；接下来载有所述基板5的承载平台1与高压气流产生器3沿水平放向相对运动，使所述承载平台1位于高压气流产生器3的下方，所述高压气流产生器3的气箱33绕垂直于两立柱31的轴线Z旋转至一特定角度；然后所述气箱33沿立柱31下降，靠近但不接触所述覆盖有配向膜7的基板5；最后，所述高压气流产生器3的气箱33从外部管道接收并存储气体，通过所述气针35喷射高压气流冲击配向膜7表面，同时使所述高压气流产生器3与承载平台1及覆盖有配向膜7的基板5在水平方向做相对匀速运动，对配向膜7进行配向。如图4所示，所述气刻配向装置对配向膜7进行配向时，所述气针35相对于配向膜7的表面倾斜一定角度。由于所述高压气流对配向膜7表面的冲击力度不同，所述气针35喷射高压气流冲击配向膜7表面，可通过在所述配向膜7上形成多道微沟槽来进行配向，如图5所示；也可通过改变配向膜7分子链的排布形态对配向膜7进行配向，如图6所示。进一步的，通过控制所述高压气流气压的大小或者所述气针35与配向膜7之间的相对距离来控制对配向膜7表面的冲击力度，进而控制所述微沟槽的深度h和宽度d；通过控制所述气箱33绕垂直于两立柱31的轴线Z进行旋转的角度的大小及所述高压气流产生器3与覆盖有配向膜7的基板5在水平方向做相对匀速运动的速度来控制液晶分子LC的预倾角α。
上述气刻配向装置利用高压气流对配向膜7进行气刻配向，并不接触配向膜7表面，从而能够有效避免接触式配向在配向膜表面产生划痕、杂质和静电的问题，使配向均匀，有利于提高液晶显示器的画面质量。
请同时参阅图7至图9，本发明还提供一种气刻配向方法，包括如下步骤：
步骤1、提供气刻配向装置、及覆盖有配向膜7的基板5。
所述气刻配向装置包括：一承载平台1、及一高压气流产生器3，所述承载平台1与高压气流产生器3之间能够产生沿水平方向的相对运动。
所述高压气流产生器3包括两个彼此平行间隔设置的立柱31、设于所述两个立柱31之间的气箱33、及设于所述气箱33底面的多个密集排布的气针35。所述气箱33能够沿立柱31进行升降，并能够绕垂直于两立柱31的轴线Z进行旋转。所述气箱33从外部管道接收并存储气体，再通过所述气针35喷射高压气流。
具体的，所述气箱33、及气针35的材料均为耐高压材料，优选金属类材料，防止高压气体对气箱33、及气针35造成压迫使其产生变形。所述高压气流为压缩空气、或氮气，与配向膜7不产生化学反应，不破坏配向膜7的化学性质。所述多个密集排布的气针35相对气箱33的底面偏向同一方向，以保证通过所述多个气针35喷射的高压气流朝向同一方向，同时，所述多个气针35可呈规整的对位排列，也可呈错位排列或乱序排列来提高其密集程度。
步骤2、将所述覆盖有配向膜7的基板5放置于所述承载平台1上。
步骤3、如图8所示，使载有所述基板5的承载平台1以速度V1水平移动至高压气流产生器3的下方，或使所述高压气流产生器3以速度V1水平移动至载有所述基板5的承载平台1的上方，再使所述高压气流产生器3的气箱33绕垂直于两立柱31的轴线Z旋转至角度A。
具体的，所述气箱33绕垂直于两立柱31的轴线Z旋转的角度范围为0°～180°。
步骤4、使所述气箱33沿立柱31下降，靠近但不接触所述覆盖有配向膜7的基板5，避免所述气箱33与配向膜7之间的距离过大导致高压气流扩散。
步骤5、如图9所示，所述高压气流产生器3产生高压气流，所述气针35喷射高压气流冲击配向膜7表面，同时使所述高压气流产生器3与覆盖有配向膜7的基板5以速度V2在水平方向做相对匀速运动，对配向膜7进行配向。
具体的，所述高压气流产生器3与承载平台1及覆盖有配向膜7的基板5在水平方向做相对匀速运动的速度V2要小于所述步骤3中承载平台1与高压气流产生器3相对靠近的速度V1。
如图10所示，在该步骤5中，所述气刻配向装置对配向膜7进行配向时，所述气针35相对于配向膜7的表面倾斜一定角度θ，该倾斜角度θ受所述气箱33绕垂直于两立柱31的轴线Z旋转的角度A的控制。
进一步的，该步骤5通过控制所述高压气流气压的大小或者所述气针35与配向膜7之间的相对距离来控制对配向膜7表面的冲击力度，高压气流气压越大或者所述气针35与配向膜7之间的相对距离越小，高压气流对配向膜7表面的冲击力度越大。当高压气流对配向膜7表面的冲击力度大于冲击力度临界值时，通过在所述配向膜7上形成多道微沟槽对配向膜7进行配向，同时冲击力度的大小控制所述微沟槽的深度h和宽度d，如图11所示；当高压气流对配向膜7表面的冲击力度小于冲击力度临界值时，通过改变配向膜7分子链的排布形态对配向膜7进行配向，如图12所示。
通过控制所述气箱33绕垂直于两立柱31的轴线Z进行旋转的角度A的大小及所述高压气流产生器3与覆盖有配向膜7的基板5在水平方向做相对匀速运动的速度V2来控制液晶分子LC的预倾角α，即所述角度A的大小及所述高压气流产生器3与覆盖有配向膜7的基板5在水平方向做相对匀速运动的速度V2根据液晶分子的预倾角α来确定。
上述气刻配向方法，通过喷射高压气流冲击配向膜7表面进行配向，为非接触式配向，能够有效避免接触式配向在配向膜表面产生划痕、杂质和静电的问题，使配向均匀，有利于提高液晶显示器的画面质量。
综上所述，本发明的气刻配向装置由承载平台、及高压气流产生器组成，所述高压气流产生器的气箱从外部管道接收并存储气体，再通过气针喷射高压气流冲击配向膜表面，对配向膜进行配向，能够有效避免接触式配向在配向膜表面产生划痕、杂质和静电的问题，使配向均匀，有利于提高液晶显示器的画面质量。本发明的气刻配向方法，通过喷射高压气流冲击配向膜表面进行配向，为非接触式配向，能够有效避免接触式配向在配向膜表面产生划痕、杂质和静电的问题，使配向均匀，有利于提高液晶显示器的画面质量。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种气刻配向装置，其特征在于，包括：一承载平台(1)、及一高压气流产生器(3)，所述承载平台(1)与高压气流产生器(3)之间能够产生沿水平方向的相对运动；
所述承载平台(1)用于承载基板(5)、与均匀覆盖于所述基板(5)上的配向膜(7)；
所述高压气流产生器(3)包括两个彼此平行间隔设置的立柱(31)、设于所述两个立柱(31)之间的气箱(33)、及设于所述气箱(33)底面的多个密集排布的气针(35)；所述气箱(33)能够沿立柱(31)进行升降，并能够绕垂直于两立柱(31)的轴线(Z)进行旋转；所述气箱(33)从外部管道接收并存储气体，再通过所述气针(35)喷射高压气流冲击配向膜(7)表面，对配向膜(7)进行配向；
通过控制所述高压气流气压的大小或者所述气针(35)与配向膜(7)之间的相对距离来控制对配向膜(7)表面的冲击力度。
2.如权利要求1所述的气刻配向装置，其特征在于，所述气针(35)喷射高压气流冲击配向膜(7)表面，通过在所述配向膜(7)上形成多道微沟槽或改变配向膜(7)分子链的排布形态对配向膜(7)进行配向。
3.如权利要求1所述的气刻配向装置，其特征在于，所述气箱(33)绕垂直于两立柱(31)的轴线(Z)进行旋转的角度范围为0°～180°。
4.如权利要求1所述的气刻配向装置，其特征在于，所述气箱(33)、及气针(35)的材料均为耐高压材料；所述气体为压缩空气、或氮气；所述多个密集排布的气针(35)相对气箱(33)的底面偏向同一方向，呈对位排列、或错位排列、或乱序排列。
5.一种气刻配向方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供气刻配向装置、及覆盖有配向膜(7)的基板(5)；
所述气刻配向装置包括：一承载平台(1)、及一高压气流产生器(3)，所述承载平台(1)与高压气流产生器(3)之间能够产生沿水平方向的相对运动；
所述高压气流产生器(3)包括两个彼此平行间隔设置的立柱(31)、设于所述两个立柱(31)之间的气箱(33)、及设于所述气箱(33)底面的多个密集排布的气针(35)；所述气箱(33)能够沿立柱(31)进行升降，并能够绕垂直于两立柱(31)的轴线(Z)进行旋转；所述气箱(33)从外部管道接收并存储气体，再通过所述气针(35)喷射高压气流；
步骤2、将所述覆盖有配向膜(7)的基板(5)放置于所述承载平台(1)上；
步骤3、使载有所述基板(5)的承载平台(1)水平移动至高压气流产生器(3)的下方，或使所述高压气流产生器(3)水平移动至载有所述基板(5)的承载平台(1)的上方，再使所述高压气流产生器(3)的气箱(33)绕垂直于两立柱(31)的轴线(Z)旋转至角度(A)；
步骤4、使所述气箱(33)沿立柱(31)下降，靠近但不接触所述覆盖有配向膜(7)的基板(5)；
步骤5、所述高压气流产生器(3)产生高压气流，所述气针(35)喷射高压气流冲击配向膜(7)表面，同时使所述高压气流产生器(3)与承载平台(1)及覆盖有配向膜(7)的基板(5)在水平方向做相对匀速运动，对配向膜(7)进行配向；
通过控制所述高压气流气压的大小或者所述气针(35)与配向膜(7)之间的相对距离来控制对配向膜(7)表面的冲击力度。
6.如权利要求5所述的气刻配向方法，其特征在于，所述步骤5中气针(35)喷射高压气流冲击配向膜(7)表面，通过在所述配向膜(7)上形成多道微沟槽或改变配向膜(7)分子链的排布形态对配向膜(7)进行配向。
7.如权利要求5所述的气刻配向方法，其特征在于，所述气箱(33)绕垂直于两立柱(31)的轴线(Z)旋转的角度范围为0°～180°；所述角度(A)的大小及所述高压气流产生器(3)与覆盖有配向膜(7)的基板(5)在水平方向做相对匀速运动的速度根据液晶分子的预倾角(α)来确定。
8.如权利要求5所述的气刻配向方法，其特征在于，所述气箱(33)、及气针(35)的材料均为耐高压材料；所述高压气流为压缩空气、或氮气；所述多个密集排布的气针(35)相对气箱(33)的底面偏向同一方向，呈对位排列、错位排列、或乱序排列。
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- 2014-12-31 CN CN201410849358.1A patent/CN104597662B/zh active Active
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| CN104597662A (zh) | 2015-05-06 |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |