CN106042594B - 多气缸全贴合装置及方法 - Google Patents

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Abstract

多气缸全贴合装置及方法，属于光学显示技术领域，本发明为解决采用现有全贴合工艺对大尺寸的显示屏进行贴合，存在贴合不良率高、生产效率低的问题。本发明装置包括承载单元、工作腔体单元、加热单元、模具单元和气压驱动单元；承载单元用于承载待贴合光学器件，工作腔体单元用于给待贴合光学器件提供真空环境，加热单元用于给待贴合光学器件提供热学环境；气压驱动单元通过模具单元将待贴合光学器件中的各部件贴合在一起。本方案把固有的整体金属下压模块分割成多个独立的模块，从而克服大尺寸金属板由于幅面过大导致表面平整度达不到要求，再加上受热形变，引起全贴合过程受热受压不均衡致使气泡产生贴合良率不高的缺陷。

Description

多气缸全贴合装置及方法
技术领域
本发明涉及属于光学显示技术领域。
背景技术
随着电子消费产品不断飞速的发展，人们对于产品的品质、观感和显示效果的要求越来越高。近年来手机、平板、触屏显示器等都越来越多的采用了全贴合工艺即是以水胶或光学胶将面板与触摸屏以无缝隙的方式完全黏贴在一起。具体全贴和工艺结构如图1所示，盖板玻璃101加设柔性电路板及传感器构成触摸屏(图1中只给出盖板玻璃101，略去其它附属结构)，液晶显示屏包括上偏光片103、彩膜玻璃104、液晶层105、TFT玻璃106和下偏光片107；触摸屏和液晶显示屏之间通过贴合材料102绑定在一起；背光源108为其提供背光。
由于全贴合工艺取消了屏幕间的空气，相较于传统的框贴方式有如下几种优势：1.更佳的显示效果，大幅降低光线的反射、减少透出光线损耗从而提升亮度；2.屏幕隔绝灰尘和水汽，有效的保持屏幕的洁净度；3.减少噪声干扰提升触控操作的流畅感；4.使机身更轻薄。
近几年随着全贴合技术的不断应用和发展，小尺寸的液晶显示产品的贴合，无论是以水胶方式还是光学胶的方式都已比较成熟，市面上也有许多完善的成套贴合设备。
由于小尺寸的液晶显示产品越来越不能满足人们的需求，不少商家把苗头转向了大尺寸触摸屏。因此大尺寸触摸屏的应用也越来越广泛，例如大型购物中心的导购显示屏。类似于这种大尺寸的触摸屏由于涉及到多人次的大量使用，或者露天放置，所以必须给触摸屏的表面加一定厚度的钢化玻璃。而传统的框贴方式又存在显示效果差、易脏、结构强度不够等问题，全贴合的工艺已经势在必行。而大尺寸的液晶显示屏由于幅面大，全贴合工艺相对复杂，要求也更高。通常大尺寸贴合需满足以下几个要求：1.高度真空的环境；2.相对稳定的加热温度；3.均匀的压力。解决这几个问题才能保证大尺寸全贴合产品高良率的批量生产。
采用现有全贴合工艺对大尺寸的显示屏进行贴合时，模具中大尺寸金属板由于幅面过大导致表面平整度达不到要求，再加上受热形变，引起全贴合过程受热受压不均衡致使气泡产生贴合不良率高。后续还得有脱泡过程，生产效率低。
发明内容
本发明目的是为了解决采用现有全贴合工艺对大尺寸的显示屏进行贴合，存在贴合不良率高、生产效率低的问题，提供了一种多气缸全贴合装置及方法。
本发明所述多气缸全贴合装置包括承载单元、工作腔体单元、加热单元、模具单元和气压驱动单元；承载单元用于承载待贴合光学器件，工作腔体单元用于给待贴合光学器件提供真空环境，加热单元用于给待贴合光学器件提供热学环境；气压驱动单元通过模具单元将待贴合光学器件中的各部件贴合在一起。
承载单元包括承载平台，承载平台的下表面设置两条相互平行的滑块，承载平台通过两个滑块在滑轨上移动，进入或远离工作腔体单元的下方；承载平台的上表面设置有密封圈；密封圈用于承载单元和工作腔体单元扣合时的密封。
工作腔体单元包括开口向下的金属箱体，金属箱体的侧壁上设置有真空抽气口，金属箱体的顶板上设置两组升降链接杆，用于带动工作腔体单元的升降。
模具单元由m个条形金属下压模块共同构成，m个条形金属下压模块平行匀布在同一平面内，相邻两个条形金属下压模块之间存在间隙，且通过锁扣固定相对位置关系；
气压驱动单元包括m个液压装置，每个液压装置的气缸压杆均从金属箱体的顶板穿入工作腔体单元内部，并固定在一个条形金属下压模块的上表面，m个液压装置带动m个条形金属下压模块同步上下运动；每个气缸压杆与金属箱体的顶板之间均通过密封圈密封。
加热单元包括加热垫，所述加热垫设置有温度探头；加热垫胶固在m个条形金属下压模块的下表面，加热垫的面积与模具单元的面积相当，且大于待贴合光学器件的面积。
多气缸全贴合方法包括以下步骤：
步骤一、通过升降链接杆将金属箱体升高至初始位置；将加热垫加热至工作温度，并保持恒温；
步骤二、将待贴合光学器件放至承载平台的上表面；
步骤三、承载平台通过两个滑块沿滑轨上移动至金属箱体的下方；金属箱体下降至金属箱体与承载平台扣合在一起，并通过密封圈密封，形成密封腔体；
步骤四、通过金属箱体的侧壁的真空抽气口对密封腔体进行快速抽真空操作，为待贴合光学器件提供真空环境；
步骤五、m个气缸压杆同时工作，带动m个条形金属下压模块同步下降，并通过加热垫压在待贴合光学器件上，保持3～5秒；
步骤六、打破真空环境，m个气缸压杆同时工作，带动m个条形金属下压模块同步上升；
步骤七、通过升降链接杆将金属箱体升高回到初始位置，完成贴合工作。
本发明的优点：本发明了一种利用多气缸分块组合下压的方式，使得大尺寸液晶产品均匀受力的装置。相较于传统的设备，本方案把固有的整体金属下压模块分割成多个独立的模块，从而克服大尺寸金属板由于幅面过大导致表面平整度达不到要求，再加上受热形变，引起全贴合过程受热受压不均衡致使气泡产生贴合良率不高的缺陷。由于各个下压模块面积小，表面平整度高，又出力一致可使得产品一次成型避免气泡产生，也就免除了传统工艺的脱泡过程，大大提升了生产效率。
附图说明
图1是背景技术中涉及的液晶显示产品的全贴合工艺结构原理图；
图2是实施方式一所述多气缸全贴合装置的结构示意图，初始位置；
图3是实施方式一所述多气缸全贴合装置的结构示意图，压合位置；
图4是承载平台的俯视图；
图5是模具单元的仰视图；
图6是实施方式二所述多气缸全贴合装置的结构示意图，初始位置；
图7是实施方式二所述多气缸全贴合装置的结构示意图，压合位置。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图2至图5说明本实施方式，本实施方式所述多气缸全贴合装置包括承载单元、工作腔体单元、加热单元、模具单元和气压驱动单元；承载单元用于承载待贴合光学器件6，工作腔体单元用于给待贴合光学器件6提供真空环境，加热单元用于给待贴合光学器件6提供热学环境；气压驱动单元通过模具单元将待贴合光学器件6中的各部件贴合在一起。
承载单元包括承载平台1，承载平台1的下表面设置两条相互平行的滑块1-1，承载平台1通过两个滑块1-1在滑轨上移动，进入或远离工作腔体单元的下方；承载平台1的上表面设置有密封圈1-2；密封圈1-2用于承载单元和工作腔体单元扣合时的密封。
工作腔体单元包括开口向下的金属箱体2，金属箱体2的侧壁上设置有真空抽气口2-1，金属箱体2的顶板上设置两组升降链接杆2-2，用于带动工作腔体单元的升降。
模具单元由m个条形金属下压模块4共同构成，m个条形金属下压模块4平行匀布在同一平面内，相邻两个条形金属下压模块4之间存在间隙，且通过锁扣固定相对位置关系；
气压驱动单元包括m个液压装置，每个液压装置的气缸压杆5均从金属箱体2的顶板穿入工作腔体单元内部，并固定在一个条形金属下压模块4的上表面，m个液压装置带动m个条形金属下压模块4同步上下运动；每个气缸压杆5与金属箱体2的顶板之间均通过密封圈密封。
加热单元包括加热垫3，所述加热垫3设置有温度探头3-1；加热垫3胶固在m个条形金属下压模块4的下表面，加热垫3的面积与模具单元的面积相当，且大于待贴合光学器件6的面积。通过温度探头3-1操作人员能实时知道腔体内生产温度。开始工作之前，先把加热垫3加热到工作所需的温度，外部温控装置通过温度探头3-1来实时检测加热垫3的实际温度，当加热垫3加热到所需温度以后温控装置通过通断电的方式来实现温度的保持。
基于上述多气缸全贴合装置实现的，多气缸全贴合方法包括以下步骤：
步骤一、通过升降链接杆2-2将金属箱体2升高至初始位置；将加热垫3加热至工作温度，并保持恒温；
步骤二、将待贴合光学器件6放至承载平台1的上表面；
步骤三、承载平台1通过两个滑块1-1沿滑轨上移动至金属箱体2的下方；金属箱体2下降至金属箱体2与承载平台1扣合在一起，并通过密封圈1-2密封，形成密封腔体；
步骤四、通过金属箱体2的侧壁的真空抽气口2-1对密封腔体进行快速抽真空操作，为待贴合光学器件6提供真空环境；
抽真空操作由真空泵完成，通过真空抽气口2-1快速抽气，从而在金属腔体内快速的形成真空环境。
步骤五、m个气缸压杆5同时工作，带动m个条形金属下压模块4同步下降，并通过加热垫3压在待贴合光学器件6上，保持3～5秒；
m个气缸压杆5同时工作下压带动金属模具把加热垫3压在待贴合光学器件6上，每个气缸都由独立的电磁阀和精密调压阀控制。在精密调压阀上设定好所需压力使m个气缸压杆5出力一致，从而保证待贴合光学器件6均匀稳定的受力。
步骤五完成后，贴合前期步骤已经完成。
步骤六、打破真空环境，m个气缸压杆5同时工作，带动m个条形金属下压模块4同步上升；
真空泵停止工作并通过泄气阀破坏腔体内的真空环境，
步骤七、通过升降链接杆2-2将金属箱体2升高回到初始位置，完成贴合工作。
由于整个过程中待贴合光学器件6一直在真空环境中通过多气缸的方式均匀的受热和受压，经过实际大量的测试，贴合良率很高，不需要再进行传统的脱泡工艺，这大大的提供了工作效率和有效的降低了设备成本。
具体实施方式二：下面结合图4至图7说明本实施方式，本实施方式所述多气缸全贴合装置包括承载单元、工作腔体单元、加热单元、模具单元和气压驱动单元；承载单元用于承载待贴合光学器件6，工作腔体单元用于给待贴合光学器件6提供真空环境，加热单元用于给待贴合光学器件6提供热学环境；气压驱动单元通过模具单元将待贴合光学器件6中的各部件贴合在一起。
承载单元包括承载平台1，承载平台1的下表面设置两条相互平行的滑块1-1，承载平台1通过两个滑块1-1在滑轨上移动，进入或远离工作腔体单元的下方；承载平台1的上表面设置有密封圈1-2；密封圈1-2用于承载单元和工作腔体单元扣合时的密封。
工作腔体单元包括开口向下的金属箱体2，金属箱体2的侧壁上设置有真空抽气口2-1，金属箱体2的顶板上设置两组升降链接杆2-2，用于带动工作腔体单元的升降。
模具单元由m个条形金属下压模块4共同构成，m个条形金属下压模块4平行匀布在同一平面内，相邻两个条形金属下压模块4之间存在间隙，且通过锁扣固定相对位置关系；
气压驱动单元包括m个液压装置，每个液压装置的气缸压杆5均从金属箱体2的顶板穿入工作腔体单元内部，并固定在一个条形金属下压模块4的上表面，m个液压装置带动m个条形金属下压模块4同步上下运动；每个气缸压杆5与金属箱体2的顶板之间均通过密封圈密封。
加热单元包括加热垫3，所述加热垫3设置有温度探头3-1；加热垫3胶固在承载平台1的上表面，且位于待贴合光学器件6的下方；加热垫3的面积与模具单元的面积相当，且大于待贴合光学器件6的面积。
基于上述多气缸全贴合装置实现的，多气缸全贴合方法包括以下步骤：
步骤一、通过升降链接杆2-2将金属箱体2升高至初始位置；将加热垫3加热至工作温度，并保持恒温；
步骤二、将待贴合光学器件6放至承载平台1上的加热垫3的上表面；
步骤三、承载平台1通过两个滑块1-1沿滑轨上移动至金属箱体2的下方；金属箱体2下降至金属箱体2与承载平台1扣合在一起，并通过密封圈1-2密封，形成密封腔体；
步骤四、通过金属箱体2的侧壁的真空抽气口2-1对密封腔体进行快速抽真空操作，为待贴合光学器件6提供真空环境；
步骤五、m个气缸压杆5同时工作，带动m个条形金属下压模块4同步下降，并压在待贴合光学器件6上，保持3～5秒；
步骤六、打破真空环境，m个气缸压杆5同时工作，带动m个条形金属下压模块4同步上升；
步骤七、通过升降链接杆2-2将金属箱体2升高回到初始位置，完成贴合工作。
与实施方式一的区别在于，加热垫3位于待贴合光学器件6的下方，其它一致，因此，工作原理相同，不再赘述。

Claims (6)

1.多气缸全贴合装置，其特征在于，包括承载单元、工作腔体单元、加热单元、模具单元和气压驱动单元；承载单元用于承载待贴合光学器件(6)，工作腔体单元用于给待贴合光学器件(6)提供真空环境，加热单元用于给待贴合光学器件(6)提供热学环境；气压驱动单元通过模具单元将待贴合光学器件(6)中的各部件贴合在一起；
工作腔体单元包括开口向下的金属箱体(2)，金属箱体(2)的侧壁上设置有真空抽气口(2-1)，金属箱体(2)的顶板上设置两组升降链接杆(2-2)，用于带动工作腔体单元的升降；
模具单元由m个条形金属下压模块(4)共同构成，m个条形金属下压模块(4)平行匀布在同一平面内，相邻两个条形金属下压模块(4)之间存在间隙，且通过锁扣固定相对位置关系；
气压驱动单元包括m个液压装置，每个液压装置的气缸压杆(5)均从金属箱体(2)的顶板穿入工作腔体单元内部，并固定在一个条形金属下压模块(4)的上表面，m个液压装置带动m个条形金属下压模块(4)同步上下运动；每个气缸压杆(5)与金属箱体(2)的顶板之间均通过密封圈密封。
2.根据权利要求1所述多气缸全贴合装置，其特征在于，承载单元包括承载平台(1)，承载平台(1)的下表面设置两个相互平行的滑块(1-1)，承载平台(1)通过两个滑块(1-1)在滑轨上移动，进入或远离工作腔体单元的下方；承载平台(1)的上表面设置有密封圈(1-2)；密封圈(1-2)用于承载单元和工作腔体单元扣合时的密封。
3.根据权利要求2所述多气缸全贴合装置，其特征在于，加热单元包括加热垫(3)，所述加热垫(3)设置有温度探头(3-1)；加热垫(3)胶固在m个条形金属下压模块(4)的下表面，加热垫(3)的面积与模具单元的面积相当，且大于待贴合光学器件(6)的面积。
4.根据权利要求2所述多气缸全贴合装置，其特征在于，加热单元包括加热垫(3)，所述加热垫(3)设置有温度探头(3-1)；加热垫(3)胶固在承载平台(1)的上表面，且位于待贴合光学器件(6)的下方；加热垫(3)的面积与模具单元的面积相当，且大于待贴合光学器件(6)的面积。
5.多气缸全贴合方法，该方法是基于权利要求3所述的多气缸全贴合装置实现的，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、通过升降链接杆(2-2)将金属箱体(2)升高至初始位置；将加热垫(3)加热至工作温度，并保持恒温；
步骤二、将待贴合光学器件(6)放至承载平台(1)的上表面；
步骤三、承载平台(1)通过两个滑块(1-1)沿滑轨上移动至金属箱体(2)的下方；金属箱体(2)下降至金属箱体(2)与承载平台(1)扣合在一起，并通过密封圈(1-2)密封，形成密封腔体；
步骤四、通过金属箱体(2)的侧壁的真空抽气口(2-1)对密封腔体进行快速抽真空操作，为待贴合光学器件(6)提供真空环境；
步骤五、m个气缸压杆(5)同时工作，带动m个条形金属下压模块(4)同步下降，并通过加热垫(3)压在待贴合光学器件(6)上，保持3～5秒；
步骤六、打破真空环境，m个气缸压杆(5)同时工作，带动m个条形金属下压模块(4)同步上升；
步骤七、通过升降链接杆(2-2)将金属箱体(2)升高回到初始位置，完成贴合工作。
6.多气缸全贴合方法，该方法是基于权利要求4所述的多气缸全贴合装置实现的，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、通过升降链接杆(2-2)将金属箱体(2)升高至初始位置；将加热垫(3)加热至工作温度，并保持恒温；
步骤二、将待贴合光学器件(6)放至承载平台(1)上的加热垫(3)的上表面；
步骤三、承载平台(1)通过两个滑块(1-1)沿滑轨上移动至金属箱体(2)的下方；金属箱体(2)下降至金属箱体(2)与承载平台(1)扣合在一起，并通过密封圈(1-2)密封，形成密封腔体；
步骤四、通过金属箱体(2)的侧壁的真空抽气口(2-1)对密封腔体进行快速抽真空操作，为待贴合光学器件(6)提供真空环境；
步骤五、m个气缸压杆(5)同时工作，带动m个条形金属下压模块(4)同步下降，并压在待贴合光学器件(6)上，保持3～5秒；
步骤六、打破真空环境，m个气缸压杆(5)同时工作，带动m个条形金属下压模块(4)同步上升；
步骤七、通过升降链接杆(2-2)将金属箱体(2)升高回到初始位置，完成贴合工作。
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