CN104903787B - 摩擦及光配向装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种摩擦及光配向装置。本发明的一实施方式涉及的摩擦及光配向装置可以包括：门架，位于放置液晶显示元件基板的工作台之上；灯，位于门架的内部，产生用于执行光配向的光；光配向盒，结合于门架的外部，用于改变从灯射出的光的特性，其中，门架能够与摩擦辊或者所述光配向盒选择性地结合。
Description
技术领域
本发明涉及一种摩擦及光配向装置，具体涉及能够同时执行机械摩擦和光配向的装置。
背景技术
液晶显示装置的一般结构为，在两张玻璃(glass)基板之间形成有液晶层，且在两张玻璃基板的内表面上形成有用于施加电场的透明电极、用于开关所述电场的开关元件、用于显示颜色的滤色镜以及用于使液晶分子配向的配向膜等。在两张玻璃基板之间密封液晶材料以制作液晶显示元件。配向膜由涂布于基板上的聚酰亚胺树脂(PI)等树脂层来构成，配向膜固化之后通过由摩擦装置进行的摩擦处理来使液晶在规定方向配向。
在普通的摩擦装置中，摩擦辊的两端可旋转地支撑在固定有玻璃基板的工作台的上部，摩擦布(绒布)通过两面胶带等而粘贴于摩擦辊的表面上。通过该摩擦辊的旋转，接触玻璃基板的配向层表面的摩擦布向规定方向摩擦配向层，从而使液晶材料向该方向配向。
这种机械摩擦的优点在于，容易进行配向处理，因而适合大量生产，并且能够稳定地进行配向。
然而，所述机械摩擦通过使摩擦布直接接触配向膜来进行配向，因此引起各种问题，如灰尘颗粒(particle)引起的液晶单元(cell)污染、静电引起的设置于基板上的TFT元件被破坏、摩擦后需要额外的洗净工序、大面积配向时其配向不均匀等，从而降低液晶显示装置制造时的成品率。
发明内容
所要解决的技术问题
本发明旨在解决上述问题而提出，其目的在于，提供一种既发挥利用摩擦辊进行的配向处理的优点的同时也能够为了弥补其缺陷而执行光配向的摩擦及光配向装置。
通过下面描述的实施例，本发明的其它目的将变得更为明确。
解决技术问题的方法
本发明的一实施方式涉及的摩擦及光配向装置，可以包括：门架，位于放置液晶显示元件基板的工作台之上；灯，位于门架的内部，产生用于执行光配向的光；光配向盒，结合于门架的外部，用于改变从灯射出的光的特性，其中，门架与摩擦辊或者光配向盒选择性地结合。
本实施方式涉及的摩擦及光配向装置，可以具有一个或者多个如下实施例。例如，门架上可以设有水平框架，灯可以位于水平框架的内部，水平框架上可以设有支撑体，摩擦辊以及光配向盒可以结合于支撑体。
摩擦辊和光配向盒相对于支撑体可以具有相同的结合结构。此外，光配向盒可以包括偏振元件以及冷光镜。
本发明的另一实施方式涉及的摩擦及光配向装置，可以包括：门架，位于放置液晶显示元件基板的工作台之上；光配向模块，其结合于门架的外部，其中，光配向模块的内部设有灯，该灯产生用于执行光配向的光；门架能够与光配向盒或者摩擦辊选择性地结合。
本实施方式涉及的摩擦及光配向装置，可以具有一个或者多个如下实施例。例如，门架上可以设有支撑体，该支撑体可以与摩擦辊以及光配向模块结合；摩擦辊和光配向模块相对于支撑体可以具有相同的结合结构。此外，光配向模块可以具有偏振元件以及冷光镜。
本发明的又另一实施方式涉及的摩擦及光配向装置，可以包括：门架，位于放置液晶显示元件基板的工作台之上，其中，门架的内部设有用于执行光配向的灯以及偏振元件，门架能够与摩擦辊相互结合和分离。
本实施方式涉及的摩擦及光配向装置，可以具有如下实施例。例如，门架上可以设有水平框架，灯以及偏振元件可以位于该水平框架上，而水平框架上可以设有支撑体，摩擦辊结合在该支撑体上。
发明效果
本发明提供一种摩擦及光配向装置，能够选择性地或者同时使用摩擦配向以及光配向，从而能够提高液晶显示装置的制造成品率，并且能够制造出高画质的液晶显示装置。
附图说明
图1是例示出本发明的第一实施例涉及的摩擦及光配向装置的立体图。
图2是图1中例示的摩擦及光配向装置的门架的示意图。
图3是结合于图2中例示的门架上的摩擦辊的立体图。
图4是结合于图2中例示的门架上的光配向盒的立体图。
图5是示出在图2中例示的门架上结合有图4中例示的光配向盒的情形的示意图。
图6是例示出本发明的第二实施例涉及的摩擦及光配向装置的光配向模块的立体图。
图7是例示出本发明的第三实施例涉及的摩擦及光配向装置的门架的示意图。
具体实施方式
本发明可以进行各种变形，也可以有多种实施例，下面在附图中例示出具体实施例并进行详细说明。然而，应当理解为，本发明并非限定于具体的实施形式，而是包括本发明的思想及技术范围内的所有变形、等同物乃至替代物。在对本发明进行说明时，如果认为有关本发明的公知技术的具体说明可能混淆本发明的要旨，则省略对其的详细说明。
本申请中所使用的术语只是用来说明具体的实施例，并非旨在限定本发明。除非文章中有明确的其它含义，否则单数表示包括复数表示。在本申请中，诸如“包括”或者“具有”等术语只是用来表示存在说明书中记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或者这些的组合，并不排除存在或增加一个或多个其它特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或者这些的组合的可能性。
水平及垂直、主及辅助等术语虽然可用于说明各种构成要素，然而所述构成要素不应被所述术语限定。所述术语只是用来区分一个构成要素和另一个构成要素。
下面，参照附图对本发明涉及的实施例进行详细说明，在参照附图进行说明时，与图的编号无关，对相同或类似的构成要素赋予相同的附图标记，并省略对其的重复说明。
下面，参照图1至图5，对本发明的第一实施例涉及的摩擦及光配向装置100进行说明。
图1是例示出本发明的第一实施例涉及的摩擦及光配向装置100的立体图，图2是图1中例示的摩擦及光配向装置100的门架(gantry)120的示意图。并且，图3是摩擦辊190的立体图，图4是光配向盒220的立体图。
参照图1至图2，在本发明的第一实施例涉及的摩擦及光配向装置100中，在门架120上可以设有灯210以执行光配向，而在执行光配向时，在门架120的外部可以结合光配向盒220(参照图4)以获得所需的偏振方向等光的特性。此外，在第一实施例涉及的摩擦及光配向装置100中，在门架120的外部可以结合摩擦辊190(参照图3)，用以执行摩擦(rubbing)。因此，本实施例涉及的摩擦及光配向装置100可以选择性地或者同时执行机械的摩擦和光配向，所以能够发挥摩擦和光配向的优点进行配向。
第一实施例涉及的摩擦及光配向装置100包括：门架120、主基座150以及辅助基座152、载台驱动装置160、载台170以及工作台174。并且，为了通过摩擦进行配向，可以在门架120的外部选择性地结合有摩擦辊190。此外，为了执行光配向，可以在门架120的内部设有灯210以及反射镜212，可以在门架120的外部选择性地结合有光配向盒220，以替代摩擦辊190。
位于工作台174上的液晶显示元件(未图示)通过由载台驱动装置160产生的线性往复运动而经过门架120的下部。在此过程中，形成在液晶显示元件上的配向膜(未图示)通过设置在门架120上的摩擦辊190进行摩擦处理，或者通过设置在门架120上的灯210以及结合于门架120上的光配向盒220来进行所需方向的光配向。
工作台174上放置作为作业对象的液晶显示元件。工作台174通过具有规定高度的支架172相对位于载台170的上部。工作台174上可以设有偏振传感器(Polarized AngleSensor)(未图示)，用以测量光配向时所照射的光的偏振程度。
工作载台170接收载台驱动装置160的驱动力，从而沿着导轨164在门架120的下部进行线性往复运动。可以在载台170的下部结合有相当于载台驱动装置160原动力的驱动线圈(未图示)。
载台驱动装置160相当于使载台170进行直线运动的线性电机(linear motor)。载台驱动装置160包括：固定件162，相当于磁铁(magnet)；驱动线圈(未图示)，结合于载台170的下部；导轨164，相当于载台170的移动路径。当驱动线圈上被施加电流时，通过与相当于固定件162的磁铁之间的电磁相互作用而产生使载台170移动的力。
当然，载台驱动装置160除了线性电机以外也可以使用利用电机的滚珠丝杠等各种驱动源。
载台驱动装置160位于主基座150上。并且，在主基座150的左右两侧面分别具有辅助基座152。在辅助基座152上设有用于驱动门架120的门架旋转单元142以及升降单元140。
门架旋转单元142使门架120向顺时针或者逆时针方向旋转规定角度(例如，0～45度)。即，门架旋转单元142可以改变载台170与摩擦辊190所形成的角度，由此能够进行TN模式(Twisted Nematic mode)或者IPS模式(In-Plane Switching mode)的摩擦处理。
升降单元140用于调节门架120的水平框架122相对于工作台174的高度。因此，通过调节升降单元140，能够调节摩擦辊190或者光配向盒220相对于放置在工作台174上的液晶显示元件的高度。
门架120的左右垂直框架134上设有倾斜调节单元144。倾斜调节单元144用于调节门架120的水平框架122的倾斜角(tilt angle)。
门架120上选择性地结合用于摩擦的摩擦辊190或者用于光配向的光配向盒220。门架120包括：水平框架122，以规定高度位于工作台174的上侧；垂直框架134，从水平框架122的左右端部垂直延伸。
长方体形状的水平框架122具有内部空间128，该内部空间128中设有用于光配向的灯210和反射镜212。此外，在水平框架122下部的左右两侧设有支撑体126，其用于与摩擦辊190或者光配向盒220结合。此外，水平框架122的下表面中的一部分相当于能使从灯210射出的光透过的透光部124。
灯210产生用于进行光配向的光，可以是相当于由微波(microwave)产生紫外线(UV)的灯，此时，水平框架122的内部空间可以是相当于微波的谐振器。从灯210射出的光通过透光部124之后通过结合于水平框架122下部的光配向盒220的偏振元件224以及冷光镜226，之后到达放置于工作台174上的液晶显示元件基板的配向层(未图示)。
用于光配向的灯210，除了微波UV灯以外，当然，也可以使用其它各种灯。
灯210可以由具有能够覆盖液晶显示元件基板整个幅度的长度的单个灯管来形成，或者可以由短于该长度的多个灯管来形成。此外，灯210可以在水平框架122的内部配置成一列，或者相互平行地配置成两列以上。
从灯210射出的光被反射镜212反射之后朝向透光部124。反射镜212用于提高灯210的聚光效率，其长度略大于灯210的长度。此外，反射镜212的截面可以呈抛物线形状。
配置在水平框架122下部的一对支撑体126的作用是，与摩擦辊190或者光配向盒220的两端部结合并予以支撑。形成在摩擦辊190两端部的结合结构与形成在光配向盒220两端部的结合结构相同，因此，支撑体126能够与摩擦辊190或者光配向盒220容易结合。
可以在水平框架122的内部设有用于冷却灯210的冷却装置(未图示)。
支撑体126可在水平方向(以箭头表示)左右移动规定距离，因此，能够调节摩擦辊190或者光配向盒220相对于放置于工作台174上的液晶显示元件基板的位置。此外，在左右支撑体126中的任一个上可以设有电机(未图示)，该电机用于向摩擦辊190提供旋转力。
本实施例涉及的摩擦及光配向装置100包括微波发生器180，微波发生器用于使灯210发光。由微波发生器180产生的微波通过波导管182传输到门架120的水平框架122内部之后，通过谐振使灯210感应而发光。微波发生器180可以位于与摩擦及光配向装置100隔着规定距离之处。
为了对液晶显示元件基板执行摩擦工序，图3例示出的摩擦辊190结合于门架120的支撑体126。摩擦辊190包括：圆筒部192，呈圆筒状；辊法兰194，结合在圆筒部192的两端部；以及转轴196，与辊法兰194结合。
圆筒部192的周围结合有摩擦布(未图示)，用于摩擦配向膜。在圆筒部192的左右端部结合有辊法兰194，该辊法兰194用于与支撑体126结合，而在辊法兰194的中央结合有转轴196，该转轴196用于与支撑体126结合。相当于摩擦辊190两端部的结合结构的辊法兰194以及转轴196可以与光配向盒220的两端部的结合结构相同。
为了组装摩擦辊190，水平移动支撑体126以扩大左右支撑体126之间的幅度，然后将摩擦辊190的辊法兰194以及转轴196结合到支撑体126上。如此，将摩擦辊190结合到门架120上后，通过升降单元140来调节摩擦辊190与液晶显示元件基板的接触压力，通过门架旋转单元142来调节液晶显示元件基板与摩擦辊190所形成的角度，并通过倾斜调节单元144来调节摩擦辊190的倾斜角。
调节完摩擦辊190对于液晶显示元件基板的接触压力、角度以及倾斜角之后，操作载台驱动装置160以使工作台174移动，则摩擦辊190与液晶显示元件基板的配向膜接触而旋转以执行摩擦工序。此外，在摩擦工序的过程中，也可以分别调节摩擦辊190对于液晶显示元件基板的接触压力、角度以及倾斜角。
执行完摩擦工序之后，在执行光配向之前，可以对配向膜进行预处理(pre-treatment)，以提高配向处理效率。预处理可以是将由摩擦辊190进行第一次配向处理的配向膜利用热风等加热到规定温度的工序。这种预处理工序能够提高之后通过光照射进行光配向工序时配向膜对照射光的反应性，即便是用较小的有效能量(effective energy)也能够进行有效的配向处理。
本实施例涉及的摩擦及光配向装置100可以在执行第一次摩擦工序以及预处理之后进行第二次光配向，然而，也可以只执行通过摩擦辊190进行的摩擦工序或者光配向中的任一种。
为了对液晶显示元件基板执行光配向，从门架120取下摩擦辊190后结合光配向盒220。
在光配向盒220的左右两侧面设有转轴222以及辊法兰223，其结构与设置在摩擦辊190左右两侧面的转轴196及辊法兰194的结构相同。因此，分离摩擦辊190之后，能够将光配向盒220毫无困难地结合到支撑体126上。
在光配向盒220的内部设有偏振元件224以及冷光镜226。
偏振元件224用于使由灯210射出的光在规定方向偏振，可以是线栅(wire grid)。通过偏振元件224产生的偏振光到达光配向膜，使光配向膜排列成具有与偏振方向垂直的方向。此外，偏振元件224能够改变其偏振方向。
冷光镜226的作用如下，过滤由灯210射出的光中引起温度上升的红外线等，从而抑制光配向盒220以及工作台174等温度上升。
光配向盒220可以具有清除(cleaning)功能，以除去由摩擦辊190进行摩擦工序之后所产生的颗粒(particle)。此外，光配向盒220上还可以增设有能够消除摩擦工序之后所产生的静电的装置。
图5是例示出在门架120上结合有光配向盒220的情形的示意图。
参照图5，为了执行光配向，从门架120取下摩擦辊190之后，将光配向盒220结合到支撑体126上。光配向盒220可以以紧贴于门架120下部的方式结合，由此，能够使由灯210产生的UV光不向外部泄漏而全部入射到光配向盒220中。
此外，通过运行微波发生器180产生微波以从灯210发出UV光。从灯210射出的UV光透过门架120的透光部124，再分别透过光配向盒220的偏振元件224以及冷光镜226之后到达配向膜，从而执行光配向。
本实施例涉及的摩擦及光配向装置100，例示出了具有一个门架120并选择性的结合摩擦辊190或者光配向盒220的结构，然而，其它实施例涉及的摩擦及光配向装置可以具有两个门架并选择性的结合摩擦辊190或者光配向盒220。此时，两个门架上可以只结合摩擦辊190或者光配向盒220。
下面，参照图6对本发明的第二实施例涉及的摩擦及光配向装置的光配向模块300进行说明。
图6是例示出本发明的第二实施例涉及的摩擦及光配向装置的光配向模块300的立体图。
参照图6，本实施例涉及的摩擦及光配向装置的特征在于包括光配向模块300。光配向模块300中设有反射镜324、灯326、偏振元件328以及冷光镜332。此外，光配向模块300可以选择性地结合在门架的外部以用于光配向，此时，门架的内部不设置灯。因此，本实施例涉及的摩擦及光配向装置与第一实施例涉及的摩擦及光配向装置100的结构相同，只是不同之处在于，反射镜324及灯326并不位于门架的内部而是设置在光配向模块300的内部。
光配向模块300包括盒320、反射镜324、灯326、偏振元件328以及冷光镜332。光配向模块300可以结合在门架上以用于光配向。
盒320形成光配向模块300的外部躯体，在其内部设有反射镜324、灯326、偏振元件328以及冷光镜332。盒320具有对于微波的谐振器结构，因此，由微波发生器320产生的微波传到其内部而谐振。通过在盒320内部谐振的微波，从灯326感应出UV光。
在盒320的左右两侧面设有转轴322及辊法兰333。转轴322及辊法兰333与摩擦辊190的转轴196及辊法兰194具有相同结构。因此，光配向模块300能够容易地结合到摩擦辊190结合的支撑体126上。
设置在盒320内部的反射镜324、灯326、偏振元件328以及冷光镜332与第一实施例涉及的摩擦及光配向装置100的反射镜212、灯210、偏振元件224以及冷光镜226相同，因此省略具体说明。
在本实施例涉及的摩擦及光配向装置中，结合于门架上的光配向模块300具备灯326，因此，能够在门架的水平框架122的内部空间收容微波发生器180和冷却装置(未图示)等。此外，光配向模块300的盒320可以具有能够防止微波向外部泄漏的结构(例如，网状(mesh)结构)。此外，光配向模块300可以额外具有能够去除进行摩擦工序后所产生的颗粒(particle)的功能以及消除静电的功能。
下面，参照图7对本发明的第三实施例涉及的摩擦及光配向装置进行说明。
图7是例示出本发明的第三实施例涉及的摩擦及光配向装置的门架400的示意图。
参照图7，本实施例涉及的摩擦及光配向装置的特征在于，在门架400的水平框架420的内部设有灯430、偏振元件436以及冷光镜438。因此，本实施例涉及的摩擦及光配向装置，为了光配向无需结合图4中例示的光配向盒220，只要取下结合于门架400外部的摩擦辊190即可。
水平框架420具有内部空间424，而在内部空间424中设有反射镜432、灯430、偏振元件436以及冷光镜438。并且，水平框架420上设有能使从灯430射出的光透过的透光部422。此外，在水平框架420的下表面上设有一对支撑体426，用于与摩擦辊190结合。
支撑体426上只结合用于摩擦的摩擦辊190。
在本实施例涉及的摩擦及光配向装置的门架400内部所具有的灯430、反射镜432、偏振元件436以及冷光镜438与第一实施例涉及的摩擦及光配向装置的灯210、反射镜212、偏振元件224以及冷光镜226相同，因此省略具体说明。
以上参照本发明的一实施例进行了说明，然而，本领域的一般技术人员应理解为，在不脱离所附的权利要求书中记载的本发明的思想及领域的范围内能够对本发明进行各种修改及变更。
Claims (6)
1.一种摩擦及光配向装置，其特征在于，包括：
门架，位于放置液晶显示元件基板的工作台之上；
灯，位于所述门架的内部，产生用于执行光配向的光；以及
光配向盒，结合于所述门架的外部，用于改变从所述灯射出的光的特性，
所述门架能够与摩擦辊或者所述光配向盒选择性地结合，
所述门架上设有水平框架，所述灯位于所述水平框架的内部，
所述水平框架上设有支撑体，所述摩擦辊以及所述光配向盒结合在所述支撑体上。
2.根据权利要求1所述的摩擦及光配向装置，其特征在于，
所述摩擦辊和所述光配向盒相对于所述支撑体具有相同的结合结构。
3.根据权利要求1所述的摩擦及光配向装置，其特征在于，
所述光配向盒包括偏振元件以及冷光镜。
4.一种摩擦及光配向装置，其特征在于，包括：
门架，位于放置液晶显示元件基板的工作台之上；以及
光配向模块，其结合于所述门架的外部，
所述光配向模块的内部设有灯，该灯产生用于执行光配向的光；
所述门架能够与所述光配向盒或者摩擦辊选择性地结合，
所述门架上设有支撑体，所述支撑体与所述摩擦辊以及所述光配向模块结合，
所述摩擦辊和所述光配向模块相对于所述支撑体具有相同的结合结构。
5.根据权利要求4所述的摩擦及光配向装置，其特征在于，
所述光配向模块具有偏振元件以及冷光镜。
6.一种摩擦及光配向装置，其特征在于，包括：
门架，位于放置液晶显示元件基板的工作台之上，
所述门架的内部设有用于执行光配向的灯以及偏振元件，
所述门架能够与摩擦辊相互结合和分离，
所述门架上设有水平框架，所述灯以及所述偏振元件位于所述水平框架上，
所述水平框架上设有支撑体，所述摩擦辊结合在所述支撑体上。
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