CN114609815A - 一种厚玻璃基板液晶盒制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种厚玻璃基板的液晶盒制作方法,采用几何尺寸相同的镀制有ITO导电膜的厚玻璃基板分别作为上基板和下基板;上下基板经过超声清洗后,进行烘干处理;在上下玻璃基板的ITO膜表面液晶配向液涂敷、固化,并进行配向处理;在下玻璃基板表面涂布框胶后,放置在基板贴合的定位治具中;将上玻璃基板涂敷配向膜的一面朝下,两端错开3‑5mm后进行上下玻璃基板的贴合;在绿光等的倾斜照射下,观察液晶空盒的反射干涉条纹,用定位治具上的微调螺栓对液晶盒厚进行调整;待通光孔径内的干涉条纹数量满足液晶光学元件的面形要求后固定微调螺栓;用紫外光源对框胶进行预固化;将液晶盒从治具中取出,放入在烘箱中进行热固化,完成液晶空盒的制作。本发明通过机械调整治具结合光学干涉监测分析的方法,解决了厚玻璃基板的液晶盒的均匀性控制工艺技术问题,所用工艺简单,无需复杂机器设备,可以满足具有面形指标的液晶光学元件的制作要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种厚玻璃基板的液晶盒制作方法,属于液晶光子技术领域。
背景技术
基于液晶电光响应特性所研制的光学元件可精密控制激光束的偏振态、振幅和相位,使激光光束达到所需要的输出特性,并且在无须机械转动、响应速度快、相位延迟量随驱动电压连续可调等方面具有突出的优势。液晶相位延迟器、液晶偏振片、液晶光阀等光学元件已经被用于高功率激光装置的光束整形等功能。而在这些激光系统中对光学元件的面形指标有着比较高的要求,这就提出了对液晶光学元件的光学均匀性要求。
目前液晶盒广泛使用1毫米左右厚度薄玻璃基板,通过在液晶盒内喷洒间隔粒子或者制作柱状间隔子来支撑上下玻璃基板,实现均匀的液晶盒厚,采用真空贴合方法进行液晶空盒的制作。但是应用于激光技术领域的液晶光学器件,通常需要采用后玻璃基板来进行元件的面形制备的控制,而目前没有相关的设备或制作方法用于厚玻璃基板的液晶盒制作。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的不足,针对高功率激光系统等特殊应用领域的液晶光子产品的制作要求,提出了一种基于特殊治具和光学方法的厚玻璃基板液晶盒制作方法,该方法简捷、成本低,制备出的液晶盒盒厚均匀。该方法包括以下主要步骤:
(1)采用几何尺寸相同的镀制有ITO导电膜的厚玻璃基板分别作为上基板和下基板,上下基板经过超声清洗后,进行烘干处理;
(2)在上下玻璃基板的ITO膜表面涂敷液晶配向液,固化配向膜,并进行配向处理;
(3)在下玻璃基板表面涂布框胶后,放置在基板贴合的定位治具中,将上玻璃基板涂敷配向膜的一面朝下,两端错开3-5mm后进行上下玻璃基板的贴合;
(4)用定位治具上的微调螺栓对液晶盒厚进行调整,待液晶盒厚均匀后后固定微调螺栓;
(5)对框胶进行固化,完成液晶空盒的制作。
本发明的厚玻璃基板液晶盒制作完成后,可利用真空灌晶的方式实现液晶的注入,并在液晶盒的灌晶口用框胶密封,再次进行高温老化处理后即得到灌入了液晶的液晶盒。
本发明的优点是:
本发明的厚玻璃基板的液晶盒制作方法,采用旋涂或印刷的工艺进行配向液的涂敷,上下基板的贴合采用专门设计的机械治具和光学方法进行辅助微调的方法来实现。厚玻璃液晶盒的制作工艺过程被大大简化,制作周期短,生产效率高,成品率高,且制作出的液晶盒的尺寸受限小,适于高功率激光系统等特殊应用场景的液晶光学元件的制作。
附图说明
图1为本发明实施例的液晶盒制作步骤流程图;
图2为本发明实施例的液晶盒结构的侧视图;
图3为本发明实施例的液晶盒结构的俯视图;
图4为本发明液晶盒的贴合及盒厚均匀性微调治具的整体示意图;
图5为本发明液晶盒的贴合及盒厚均匀性微调治具的侧视图;
图6为本发明液晶盒的贴合操作时,将下基板放入下定位板孔位时的俯视图;
图7为本发明液晶盒的贴合操作时,将下基板放入下定位板孔位时的侧视图;
图8为本发明液晶盒的贴合操作时,将上基板放入下定位板孔位时的俯视图;
图9为本发明液晶盒的贴合操作时,将上基板放入下定位板孔位时的侧视图;
图10为本发明液晶盒的盒厚微调时的绿光观察到的液晶盒的反射干涉图样;
图11为本发明灌晶后的液晶盒的透射波前。
具体实施方式
下面结合附图和实施例子对本发明作进一步的说明。下述实施例中,厚玻璃液晶盒的制作过程如图1所示,包括以下步骤:
第一步,已经镀制ITO导电膜层的厚玻璃基板11、12依次经过弱碱液、去离子水等水槽进行12KHz超声波清洗15分钟,再经过纯水冲洗10分钟后进行红外干燥处理30分钟。
第二步,在上、下玻璃基板11和12的ITO膜层13和14表面旋涂日本Nissan化学公司的液晶配向液SE-2170,涂敷后的配向液先采用红外80°预固化,接着进行200°/60分钟的热固化处理。
第三步,对配向膜15、16进行摩擦配向处理后再次使用去离子水清洗超声清洗、干燥处理。
第四步,在三井化学公司框胶17中混合爱邦电子公司的3微米直径的间隔粒子18后,下基板12上配向膜16朝上,在膜面四周涂布留有灌晶口的框胶17(如图3所示),并将下基板放置在图6和图7所示贴合治具的下定位板22的定位孔中。
第五步,将上玻璃11基板配向膜膜面15朝下,放入贴合治具的上定位板24定位孔中;
第六步,将贴合治具的调平支架26在四根定位柱21上用螺母27固定,在贴合治具前方打开绿光平面光源,一边观察干涉液晶盒的反射式干涉条纹(图10所示),一边对调平支架27上的微调螺栓28进行液晶盒厚调整,直至均匀性满足均匀性要求。
第七步,采用紫外固化灯对框胶进行预固化,采用100mW/cm2的365nm的紫外光下照射1分钟。
第八步,将预固化的液晶盒从贴合治具中取出放入洁净烘箱进行热固化处理,烘烤温度为120度,烘烤时间60分钟。自然降温后取出液晶盒,框胶和上下玻璃基板形成液晶空盒19完成液晶盒的制作。
图11是基板厚度为2mm,通光口径为10mm x 10mm的灌晶后的液晶盒的透射波前,PVt为0.241λ(波长为632.8nm,测量设备为ZYGO干涉仪)。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单的变换,都应当视为本发明由所递交的权利要求确定的专利保护范围。
Claims (6)
1.一种厚玻璃基板的液晶盒的制作方法,其特征在于,包括如下步骤:
A.准备阶段:
A1.采用几何尺寸相同的镀制有ITO导电膜的厚玻璃基板分别作为上基板和下基板,上下基板经过超声清洗后,进行烘干处理;
A2.在上下基板的ITO膜表面分别涂敷液晶配向液、固化后进行配向处理;
A3.在下基板表面涂布框胶;
B.贴合与调整阶段:
B1.制作贴合调整治具:包括治具底板20、定位螺栓21、下定位板22、垫圈23、上定位板24、垫圈25、调整支架26、固定螺母27、微调螺栓28。
所述的下定位板22设有供下基板放置的下定位孔,所述的上定位板24设有供上基板放置的上定位孔。
B2.将下定位板22通过定位螺栓21放置在治具底板20上,将下玻璃基板12涂覆有配向膜和框胶的一面朝上放置在下定位板22的定位孔中。
B3.在定位螺栓21上套一个垫圈23,再把上定位板24放置在垫圈23上面,垫圈23用于隔离上定位板与下基板接触,将上基板11涂覆有配向膜的一面朝下放置到上定位板的孔位中,使上下基板错开3-5mm贴合;。
B4.在定位螺栓21上再套一个垫圈25,再把调整支架26放在垫圈25上面,接着用螺母27固定调整支架。
B5.打开在调整治具前方的绿光平面光源,使绿光源能无遮挡地照射到上基板11的表面,观察液晶空盒的反射干涉条纹,分别微调四个螺栓26,当干涉条纹消失,则满足液晶盒厚已经非常均匀。
B6.对框胶分别进行紫外固化和热固化,完成液晶空盒的制作。
2.如权利要求1所述厚玻璃基板液晶盒的制作方法,其特征在于,步骤A1中所述超声清洗包含有机溶剂清洗、去离子水清洗和红外干燥处理。
3.如权利要求1所述厚玻璃基板液晶盒的制作方法,其特征在于,步骤A2中所述液晶配向液涂敷为旋涂或印刷涂敷配向液,配向液的固化为热固化或UV固化;所述配向处理为摩擦配向或光配向。
4.如权利要求1所述厚玻璃基板液晶盒的制作方法,其特征在于,步骤B2、B3中所述上下厚玻璃基片采用贴合治具是指下玻璃基板首先定位,上玻璃基板根据错位的几何尺寸要求进行水平面内的定位后进行上下玻璃基板的贴合。
5.如权利要求1所述厚玻璃基板液晶盒的制作方法,其特征在于,步骤B4、B5中所述微调螺栓对液晶盒厚进行调整是在绿光等的倾斜照射下,观察液晶空盒的反射干涉条纹,用定位治具上的微调螺栓对液晶盒厚进行调整,通过通光孔径内的干涉条纹数量和形态判断液晶盒厚的均匀性。
6.如权利要求1所述厚玻璃基板液晶盒的制作方法,其特征在于,步骤B6中所述对框胶进行固化是指紫外光源对框胶进行预固化,将液晶盒从基板贴合治具中取出,放入烘箱中进行热固化。
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