CN108580111A - 配向膜涂布装置及涂布方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及屏幕显示技术领域，公开一种配向膜涂布装置及涂布方法。该配向膜涂布装置包括载台、喷涂机构和载台移动机构，载台用于承载待涂布的基板；喷涂机构设于所述载台的上方，喷涂机构能沿第一方向做直线运动，用于向所述基板上喷涂原料；载台移动机构与所述载台相连接，用于驱动所述载台沿第二方向做直线往复运动，第二方向不平行于所述第一方向。本发明通过设置载台移动机构，能驱动载台沿第二方向做直线往复运动，由于载台的移动方向与喷涂机构的移动方向不同，从而能使实际涂覆在基板上的PI液柱呈波浪形，增加了PI液扩散的空间和方向，提升了PI液扩散效率，改善了PI液扩散效果和涂覆均匀性。

Description

配向膜涂布装置及涂布方法

技术领域

本发明涉及屏幕显示技术领域，尤其涉及一种配向膜涂布装置及涂布方法。

背景技术

目前，在薄膜晶体管液晶显示器(Liquid Crystal Display Thin FilmTransistor，简称TFT-LCD)行业中，配向膜制作方法一般是将溶有高分子化合物的PI(Polyimide，聚酰亚胺)液喷涂在需要制作配向膜的基板面上，之后加热PI液或用紫外光照射PI液，使其溶解的高分子化合物产生聚合反应，形成带有预倾角的长链大分子固体聚合物，这些聚合物与液晶分子间的作用力较强，使液晶分子按照预倾角的方向排列。

为了在基板表面形成一层厚度均匀、位置准确的PI膜，一般采用的涂覆方式有APR版转印和喷墨印刷。喷墨印刷相对于APR版转印来说，具有切换线快速、节约成本(减少APR开版成本)和易于控制等优点，因此现多采用喷墨印刷的喷涂方式。目前采用喷墨印刷进行PI液涂布的方式为：由多颗细小的圆孔喷嘴33’集成喷涂头31’，通过细小喷嘴33’沿着基板一边平行直线行走，同时吐出细小PI液注5’在待涂布基板2’表面(如图1)；在预固化制程工艺前，细小PI液柱5’沿着垂直于喷涂头31’和喷嘴33’行走的方向进行扩散，使得涂覆在基板2’上的PI液完全分布在基板2’表面(如图2)；之后进行预固化和固化处理，使PI液定型，形成PI液膜面(如图3)。

然而，在采用上述喷墨印刷方式进行涂布的过程中，因PI液不同，材料粘度差异以及基板2’表面粗糙度差异等问题，PI液柱5’涂布在基板2’上后，仅依靠沿着垂直喷涂头31’行走方向的扩散作用进行扩散，导致PI液扩散空间不足，无法达到形成完全均匀扩散的目的，当PI液不能完全均匀扩散开时，会在基板2’上出现：部分位置(如喷嘴经过的位置)PI膜较厚，部分位置(如喷嘴间隔中间位置)PI膜较薄，即导致基板2’表面出现亮暗相间的条纹状缺陷6’(如图3)，从而直接影响了产品的外观及显示均匀性。

针对上述问题，亟需提出一种能使PI液扩散均匀、避免基板上出现条纹状缺陷的配向膜涂布装置及涂布方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种配向膜涂布装置及涂布方法，能够使PI液在基板上均匀扩散，避免出现喷嘴涂覆痕迹残留现象及条纹状缺陷。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种配向膜涂布装置，包括载台、喷涂机构和载台移动机构，所述载台用于承载待涂布的基板；所述喷涂机构设于所述载台的上方，所述喷涂机构能沿第一方向做直线运动，用于向所述基板上喷涂原料；所述载台移动机构与所述载台相连接，用于驱动所述载台沿第二方向做直线往复运动，所述第二方向不平行于所述第一方向。

作为一种配向膜涂布装置的优选方案，所述第二方向垂直于所述第一方向。

作为一种配向膜涂布装置的优选方案，所述基板的形状为矩形，所述第一方向与所述基板的其中一对边平行。

作为一种配向膜涂布装置的优选方案，还包括沿第二方向设置的滑轨，所述载台能沿所述滑轨滑动。

作为一种配向膜涂布装置的优选方案，所述载台上设置有吸附机构，用于吸附所述基板。

作为一种配向膜涂布装置的优选方案，所述喷涂机构包括移动架和至少一个喷涂头，所述移动架能带动所述喷涂头沿第一方向移动，每个所述喷涂头上设有至少一个喷嘴，用于向所述基板上喷涂原料。

作为一种配向膜涂布装置的优选方案，所述喷涂机构包括多个喷涂头，每个所述喷涂头上设有多个喷嘴。

作为一种配向膜涂布装置的优选方案，所述载台移动机构包括电机和运动转化机构，所述电机的输出端与运动转化机构连接，所述运动转化机构的输出端与载台连接，所述运动转化机构用于将电机的旋转运动转化为载台的直线运动。

作为一种配向膜涂布装置的优选方案，所述运动转化机构为曲柄滑块机构、凸轮机构、偏心轮机构、槽轮机构、丝杠螺母机构、涡轮涡杆机构或齿轮齿条机构。

作为一种配向膜涂布装置的优选方案，所述运动转化机构包括滚轮和活动轴杆，所述电机的输出端与所述滚轮的转轴连接，所述滚轮的边缘与所述活动轴杆的一端连接，所述活动轴杆的另一端与所述载台连接。

作为一种配向膜涂布装置的优选方案，所述载台移动机构包括直线动力机构，所述直线动力机构的输出端与所述载台相连接。

作为一种配向膜涂布装置的优选方案，所述直线动力机构包括液压缸机构或气缸机构。

一种使用如上述任一方案所述的配向膜涂布装置的涂布方法，包括：控制所述喷涂机构沿所述第一方向做直线移动，同时控制所述载台沿第二方向做直线往复移动；在所述喷涂机构和载台的运动过程中，控制所述喷涂机构对载台上的基板连续喷涂原料。

作为一种配向膜涂布方法的优选方案，所述喷涂机构沿所述第一方向匀速运动，所述载台沿所述第二方向匀速运动。

本发明的有益效果为：

本发明通过设置载台移动机构，能驱动载台沿第二方向做直线往复运动，由于载台的移动方向与喷涂机构的移动方向不同，从而能使实际涂覆在基板上的PI液柱的图案呈波浪形，这样基板上任何一点的PI液柱均可向上下左右各方向进行扩散，因而增加了PI液扩散的空间和方向，提升了PI液扩散效率，改善了PI液扩散效果和涂覆均匀性；同时在PI液柱涂覆过程中，由于载台带动基板在第二方向发生来回交互移动，靠物理惯性作用，能加快PI液柱在第二方向的扩散速度，提升PI液扩散均匀性效果，避免因PI液扩散不均引起的喷嘴残留痕迹，改善条纹状缺陷的程度和发生频率，提升产品品质和良率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术中喷涂机构喷涂PI液柱时的示意图；

图2是现有技术中PI液柱在基板上的扩散过程图；

图3是现有技术中PI液柱在基板上扩散后的最终效果图；

图4是本发明实施例提供的配向膜涂布装置的第一状态结构示意图；

图5是本发明实施例提供的配向膜涂布装置的第二状态结构示意图；

图6是本发明实施例提供的配向膜涂布装置的第三状态结构示意图；

图7是本发明实施例提供的载台移动机构的运动速度图；

图8是本发明实施例中的PI液柱在基板上的扩散过程图；

图9是本发明实施例中的PI液柱在基板上扩散后的最终效果图。

图中：

2’-基板；31’-喷涂头；33’-喷嘴；5’-PI液柱；6’-条纹状缺陷；

1-载台；2-基板；3-喷涂机构；31-喷涂头；32-移动架；33-喷嘴；4-载台移动机构；41-滚轮；42-活动轴杆；43-固定块；5-PI液柱。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对现有PI液涂布基板时易出现条纹状缺陷的问题，目前的主要改善方案都是优化制程工艺，比如延长PI液涂布后至预固化开始前的时间，以增加PI液的扩散时间，提升PI液的涂覆均匀性。但这种改善方式，大大降低了生产效率，从而影响了整个制程的产能状况，同时也会伴随其他不良现象的发生，如PI液图案边缘积液、配向力不足等问题。

因此，如图4-图9所示，本实施例提出了一种新的配向膜涂布装置，该装置包括载台1、喷涂机构3和载台移动机构4，其中载台1上承载有待涂布的基板2；喷涂机构3设于载台1的上方，并能够沿第一方向做直线运动，喷涂机构3用于向基板2上喷涂原料，本实施例中的原料具体为PI液；载台移动机构4与载台1相连接，能够驱动载台1沿第二方向做直线往复运动，这里第二方向不平行于第一方向，即喷涂机构3和载台1分别沿着不同的方向运动。如图8所示，该设置能使实际涂覆在基板2上的PI液柱5呈波浪形(类似“S”形)，这样基板2上任何一点PI液均可向上下左右各方向进行扩散，因而增加了PI液扩散的空间和方向，提升了PI液扩散效率，改善了PI液扩散效果和涂覆均匀性；同时在PI液涂覆过程中，由于载台1带动基板2在第二方向发生来回交互移动，靠物理惯性作用，能加快PI液在第二方向的扩散速度，提升PI液扩散均匀性效果，避免因PI液扩散不均引起的喷嘴残留痕迹，改善条纹状缺陷的程度和发生频率，提升产品品质和良率。

进一步地，本实施例中还设置有滑轨，滑轨沿第二方向延伸，载台1的底部设置有滑块，通过滑块与滑轨的配合，能使载台1在滑轨中平稳的移动。本实施例中，载台1上还设置有吸附机构，用于通过吸附机构将基板2牢固吸附在载台1上，该吸附机构可以为抽真空系统、磁力系统等，只要能实现对基板2的吸附和牢固定位作用即可。作为优选，本实施例的第二方向垂直于第一方向，即载台1和喷涂机构3分别沿相互垂直的方向移动，该设置使得该涂布装置的控制更为简单、方便，得到的PI液柱5能具有更大的扩散空间。与之相适配的，上述基板2的形状优选为矩形，基板2上相对的两边与第一方向平行，基板2上相对的另外两边与第二方向平行，以便得到分布相对规律、均匀的PI液柱5。进一步地，上述喷涂机构3沿第一方向匀速运动，载台1沿第二方向匀速运动(如图7所示的矩形波状速度曲线)，该设置能够得到更加规律的波浪形的PI液柱5图案，因而更好地增大了PI液扩散的空间和方向，提升了PI液扩散效率和涂覆均匀性。如图9所示，本实施例涂布的PI液在基板2上充分扩散后的形成PI液膜面厚度均匀、表面光滑，有效避免了明暗相见的条纹状缺陷。当然，在其它实施例中，第二方向也可以不垂直于第一方向，喷涂机构3或载台1的运动速度也可以不匀速，只要能使喷涂在基板2上的PI液柱5呈曲线即可。

进一步地，上述喷涂机构3包括移动架32和固定在移动架32上的喷涂头31，其中移动架32连接有驱动装置，驱动装置驱动移动架32沿第一方向移动，从而带动喷涂头31沿第一方向移动。具体地，移动架32上可以设置一个喷涂头31，也可以设置两个或多个喷涂头31，每个喷涂头31上可以设置一个、两个或多个喷嘴33。当喷涂头31和喷嘴33足以覆盖整个基板2时，则喷涂机构3只需做一次单向的直线运动，即可完成整个喷涂过程；当喷涂头31较少或喷嘴33较少，不足以覆盖整个基板2时，则根据实际情况调整喷涂机构3的位置，控制喷涂机构3做往复直线运动，从而完成对整个基板2的喷涂。本实施例优选地，移动架32上设置多个喷涂头31，每个喷涂头31由多个小直径的喷嘴33集合而成，从而能够大大提高喷涂工作的效率，实现连续地向基板2上喷涂PI液。

本发明中，载台移动机构4包括电机和运动转化机构，电机的输出端与运动转化机构连接，运动转化机构的输出端与载台1连接，运动转化机构用于将电机的旋转运动转化为载台1的直线运动。示例性地，本实施例中运动转化机构包括滚轮41和活动轴杆42，其中电机的输出端与滚轮41的转轴连接，滚轮41的边缘与活动轴杆42的一端连接，活动轴杆42的另一端与载台1连接，用于推动载台1沿第二方向运动。具体地，该载台1上还固接有固定块43，活动轴杆42通过固定块43与载台1相连接，从而带动载台1移动。本实施例通过电机带动滚轮41以一定的转速匀速转动，从而推动载台1在第二方向内以一定的速度做直线往复运动，具体的，图4所示为该载台1运动至靠右位置时的示意图，图5所示为该载台1运动至中间位置时的示意图，图6所示为该载台1运动至靠左位置时的示意图。当然，本发明的运动转化机构除了可以采用上述的活动轴杆42与滚轮41配合的方式外，还可以采用曲柄滑块机构、凸轮机构、偏心轮机构、槽轮机构、丝杠螺母机构、涡轮涡杆机构或齿轮齿条机构等，只要能实现将电机的旋转运动转化为载台1的直线运动即可。需要说明的是，上述载台移动机构4也可以不采用电机和运动转化机构，而是直接采用直线动力机构来驱动载台1运动。具体地，直线动力机构的输出端与载台1相连接，直线动力机构可以为液压缸机构或气缸机构等。

本实施例还提出一种配向膜的涂布方法，该涂布方法使用如上述的配向膜涂布装置进行PI液的喷涂。具体地，该涂布方法包括：控制喷涂机构3沿第一方向做直线移动，同时控制载台1沿第二方向做直线往复移动；在喷涂机构3和载台1的运动过程中，控制喷涂机构3对载台1上的基板2连续喷涂PI液。这里，优选第二方向垂直于第一方向，且喷涂机构3沿第一方向匀速运动，载台1沿第二方向匀速运动，该设置使实际涂覆在基板2上的PI液柱5的图案为波浪形曲线，从而进一步增加了PI液扩散的空间和方向，提升了PI液扩散效率和产品的生产效率，避免了因PI液扩散不均引起的喷嘴残留痕迹。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (14)

1.一种配向膜涂布装置，其特征在于，包括：

载台(1)，所述载台(1)用于承载待涂布的基板(2)；

喷涂机构(3)，设于所述载台(1)的上方，所述喷涂机构(3)能沿第一方向做直线运动，用于向所述基板(2)上喷涂原料；

载台移动机构(4)，与所述载台(1)相连接，用于驱动所述载台(1)沿第二方向做直线往复运动，所述第二方向不平行于所述第一方向。

2.根据权利要求1所述的配向膜涂布装置，其特征在于，所述第二方向垂直于所述第一方向。

3.根据权利要求2所述的配向膜涂布装置，其特征在于，所述基板(2)的形状为矩形，所述第一方向与所述基板(2)的其中一对边平行。

4.根据权利要求1所述的配向膜涂布装置，其特征在于，还包括沿第二方向设置的滑轨，所述载台(1)能沿所述滑轨滑动。

5.根据权利要求4所述的配向膜涂布装置，其特征在于，所述载台(1)上设置有吸附机构，用于吸附所述基板(2)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的配向膜涂布装置，其特征在于，所述喷涂机构(3)包括移动架(32)和至少一个喷涂头(31)，所述移动架(32)能带动所述喷涂头(31)沿第一方向移动，每个所述喷涂头(31)上设有至少一个喷嘴(33)，用于向所述基板(2)上喷涂原料。

7.根据权利要求6所述的配向膜涂布装置，其特征在于，所述喷涂机构(3)包括多个喷涂头(31)，每个所述喷涂头(31)上设有多个喷嘴(33)。

8.根据权利要求1-5任一项所述的配向膜涂布装置，其特征在于，所述载台移动机构(4)包括电机和运动转化机构，所述电机的输出端与运动转化机构连接，所述运动转化机构的输出端与载台(1)连接，所述运动转化机构用于将电机的旋转运动转化为载台(1)的直线运动。

9.根据权利要求8所述的配向膜涂布装置，其特征在于，所述运动转化机构为曲柄滑块机构、凸轮机构、偏心轮机构、槽轮机构、丝杠螺母机构、涡轮涡杆机构或齿轮齿条机构。

10.根据权利要求8所述的配向膜涂布装置，其特征在于，所述运动转化机构包括滚轮(41)和活动轴杆(42)，所述电机的输出端与所述滚轮(41)的转轴连接，所述滚轮(41)的边缘与所述活动轴杆(42)的一端连接，所述活动轴杆(42)的另一端与所述载台(1)连接。

11.根据权利要求1-5任一项所述的配向膜涂布装置，其特征在于，所述载台移动机构(4)包括直线动力机构，所述直线动力机构的输出端与所述载台(1)相连接。

12.根据权利要求11所述的配向膜涂布装置，其特征在于，所述直线动力机构包括液压缸机构或气缸机构。

13.一种使用如权利要求1-12任一项所述的配向膜涂布装置的涂布方法，其特征在于，包括：

控制所述喷涂机构(3)沿所述第一方向做直线移动，同时控制所述载台(1)沿第二方向做直线往复移动；在所述喷涂机构(3)和载台(1)的运动过程中，控制所述喷涂机构(3)对载台(1)上的基板(2)连续喷涂原料。

14.根据权利要求13所述的涂布方法，其特征在于，所述喷涂机构(3)沿所述第一方向匀速运动，所述载台(1)沿所述第二方向匀速运动。