CN1278170C - 摩擦装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种摩擦装置，包括一悬挂并另外支持带基薄膜以沿一个方向传送该带基薄膜的底辊组件；一悬挂并另外支持摩擦布，并沿带基薄膜传送方向的相反方向移动该摩擦布，因而通过摩擦布与带基薄膜之间的接触实现摩擦处理的摩擦辊组件；及一设置在摩擦辊组件下方，并相对于带基薄膜的传送方向按顺时针方向或逆时针方向在0-180°的范围内将整个摩擦辊组件旋转一特定角度的旋转装置。

Description

摩擦装置

                         发明背景

(a)发明领域

本发明涉及一种用于生产光学补偿膜的摩擦装置，更特别地，本发明涉及允许相对于带基薄膜的移动方向随意地设定摩擦角度，并应用连续的卷装进出方法使薄膜的相互连接成为可能的一种摩擦装置。

(b)背景技术

液晶显示屏的光学特性使用偏光膜、相位延迟膜和光学补偿膜控制。光学补偿膜包括具有预定取向的液晶聚合体，并起调节液晶屏的色移和对比度系数的作用以确保宽的视角。传统的改变偏振方式的λ/4相位延迟膜可被用作光学补偿膜。

这样一种光学补偿膜通过在带基薄膜的表面上进行摩擦处理以便在带基薄膜的表面上形成预定方向的沟谷，其后液晶材料在带基薄膜上沉积以使液晶分子定向在沟谷之间而制造。

在传统的摩擦处理方法中，摩擦布和带基薄膜各自分别缠绕在摩擦辊和底辊上，并处于摩擦布与带基薄膜接触的状态中，摩擦辊按带基薄膜的移动方向相反的方向旋转，其结果，在摩擦布与带基薄膜之间发生了摩擦。摩擦方向一般是带基薄膜移动的方向。

但是，有时候有必要将光学补偿膜的光传输轴设定为与偏光膜或另一光学补偿膜的光传输轴成一预定角度。光学补偿膜的光传输轴由摩擦方向确定，而偏光膜的光传输轴与偏光膜的伸展方向一致。

因此，参照图1，偏光膜1被沿方向A拉紧以便产生光传输轴在方向A上的偏光膜1。进一步，当带基薄膜3沿A方向移动时也对其进行A方向的摩擦处理，因而液晶材料沉积在带基薄膜3上以产生光学补偿膜5，然后该光学补偿膜5按预定的角度斜着切割。

随后，偏光膜1和光学补偿膜5被结合成一整体而各自具有预定角度的光传输轴。(在附图中的方向B表示光学补偿膜5_的光传输轴。)

但是，在上述方法中，因为膜在结合成一整体之前是在不同的生产线上分别生产的，生产过程复杂且总的生产成本上升了。而且，在上述方法中膜被切割下来不用的部分被简单地丢弃了，这是一种浪费。

因此，本发明公开了一种偏轴摩擦方法，其中带基薄膜的移动方向与摩擦方向不同因而获得了相对于带基薄膜纵向在随意方向上倾斜的光传输轴。偏轴摩擦一般通过以一旋转摩擦布斜向移过带基薄膜而进行。

韩国公开专利2000-12120号公开了一种涉及偏轴摩擦工艺的方法，即，公开了一种方法，其中一些底辊被偏轴设置以便使某些带基薄膜被相对于旋转摩擦布斜向定位。但是，该方法和其它的使用偏心摩擦的传统方法有许多缺陷。

特别是，传统的偏心摩擦方法摩擦角度不能超过60°，因此不可能达到90°或更大的摩擦角度。由于可应用的摩擦角度上的这种局限，也限制了可得到用于生产的光学补偿膜的光传输轴的多样性。

另外，由于某些带基薄膜的斜向定位，可能会在带基薄膜上在不希望的方向上形成定向面，或者由于摩擦的产生而在带基薄膜中形成皱折。这对涂覆在带基薄膜上的液晶材料的质量和均匀度产生了消极影响。

最后，应用传统的偏轴摩擦难于实现各种摩擦角度和随意调节摩擦角度。这排除了进行卷装进出过程以结合光学补偿膜、偏光膜及其它光学补偿膜的可能性。因此，生产过程仍然复杂，且生产成本仍较高。

                         发明内容

本发明的一个目的是提供一种可实现不同摩擦角度且容易调节摩擦角度以生产出可用于不同类型的液晶显示器的光学补偿膜，及应用连续的卷装进出过程使光学补偿膜、偏光膜和其它光学补偿膜的相互连接成为可能因而简化了整体生产过程的摩擦装置。

在一实施例中，本发明提供了一种包括一悬挂并另外支持带基薄膜以沿一个方向传送该带基薄膜的底辊组件；一悬挂并另外支持摩擦布，并沿带基薄膜传送方向的相反方向移动该摩擦布，因而通过摩擦布与带基薄膜之间的接触实现摩擦处理的摩擦辊组件；及一设置在摩擦辊组件下方，并相对于带基薄膜的传送方向按顺时针方向或逆时针方向在0-180°的范围内将整个摩擦辊组件旋转一特定角度的旋转装置。

该底辊组件包括支持带基薄膜并防止其滑动的第一和第二导辊，及一使带基薄膜与摩擦布接触的接触辊。优选在第一和第二导辊的外表面上设置胶粘剂以防止带基薄膜的滑动。

该摩擦辊组件包括一用电动机转动的主动辊、一向摩擦布提供张力的张力导辊及一导引该摩擦布的导辊。优选在主动辊和导辊之间的位置设置一防皱板以防止在摩擦布中产生皱折。

                      附图简要说明

并入说明书中并构成其一部分的附图图解说明了本发明的一实施例，并与说明书一起用来解释本发明的原理。

图1为结合光学补偿膜和偏光膜的传统方法的示意图。

图2为按照本发明的优选实施例的摩擦装置的侧视图。

图3为图2中带基薄膜和底辊组件的俯视图。

图4为图2中摩擦布和摩擦辊组件的俯视图。

图5和6为图2中摩擦布和摩擦辊组件处于被旋转装置转动的状态的俯视图。

图7为按照本发明的优选实施例结合光学补偿膜和偏光膜的方法的示意图。

图8为按照本发明的另一优选实施例的底辊组件的侧视图。

图9为按照本发明的另一优选实施例的底辊组件的侧视图。

图10为用于描述带基薄膜的叠合角度的示意图。

图11为用于描述光学补偿膜的摩擦角度和摩擦速度的示意图。

               优选实施方式的详细说明

现参照附图对本发明的优选实施例进行详细说明。

图2为按照本发明的优选实施例的摩擦装置的侧视图。摩擦装置2包括一悬挂并另外支持带基薄膜4以传送该带基薄膜4的底辊组件6；一悬挂并另外支持摩擦布8，并沿带基薄膜4传送方向的相反方向移动该摩擦布8的摩擦辊组件10；及转动整个摩擦辊组件10以改变摩擦角度的旋转装置12。

底辊组件6包括支持带基薄膜4并防止其滑动的第一和第二导辊14和16，及使带基薄膜4与摩擦布8接触并改变摩擦深度和摩擦长度的接触辊18。带基薄膜4为柔软的聚合体膜如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或三乙酸纤维素(TAC)以允许进行卷装进出处理。

同样参照图3，第一导辊14、第二导辊16和接触辊18其轴方向都按方向A排列以使带基薄膜4沿垂直于A方向的B方向移动。整个底辊组件6通过一卷扬机(winder)(未显示)驱动，且带基薄膜4的传送速度和张力水平可通过卷扬机的旋转速度加以控制。

支持摩擦布8的摩擦辊组件10包括一由电动机(未显示)转动的主动辊20、一向摩擦布8提供张力以防止在摩擦布8中产生皱折的张力导辊22及起导引摩擦布8的作用的导辊24。张力导辊22可被上下移动(在图2中)以调节摩擦布8的张力。此外，防止在摩擦布8中产生降低摩擦布8效率的皱折的防皱板26被设置在主动辊20和导辊24之间的位置。

参照图4，主动辊20、导辊24和张力导辊22其轴方向也都按方向A排列以使摩擦布8被沿方向B传送。在摩擦辊组件10的元件按底辊组件6的元件相同的方式排列的情况下，摩擦角度，也就是带基薄膜4和摩擦布8的传送方向之间的角度，为0°。

整个摩擦辊组件10被设置在摩擦辊组件10下方的旋转装置12转动，因而使摩擦辊组件10的旋转轴发生变化。旋转装置12包括一摩擦辊组件10安装其上的旋转台28、一转动旋转台28的驱动电动机30及一控制旋转台28的旋转度(即转动角度)的控制器32。

参照图5，通过旋转装置12的运转，整个摩擦辊组件10按(例如)逆时针方向被转动一预定角度，其结果，摩擦辊组件10的旋转轴被变到C方向以使摩擦布8的传送方向变成D方向，因此，在带基薄膜4的方向B与摩擦布8的方向D之间形成一摩擦角度θ。

在本发明的优选实施例中，90°的摩擦角度很容易实现。旋转装置12能够相对于带基薄膜4按顺时针方向和逆时针方向在0-180°的范围内改变摩擦方向。

因此，在本发明的优选实施例中，摩擦布8的传送方向通过旋转装置12的运转很容易被改变而不需要重新定位带基薄膜4，而且具有不同光传输轴的光学补偿膜可很容易地被生产出来。另外，光学补偿膜、偏光膜和其它光学补偿膜的相互连接可在卷装进出过程中形成而因此简化了生产程序。

特别是，参照图7，应用摩擦装置2在相对于带基薄膜4的传送方向(B方向)的D方向进行摩擦处理，随后，液晶材料被沉积在带基薄膜4上因而产生一光学补偿膜，其次，沿A方向张紧的偏光膜34被粘附到光学补偿膜上并通过连续的卷装进出过程使膜结合到一起。

因此，光学补偿膜、偏光膜和其它光学补偿膜可在一连续的过程中被结合，且所得到的膜经切割以获得最终的产品。由于这种能力，膜利用效率得到了提高，且使生产变得容易从而降低了总的生产成本。另外，由于可通过旋转装置12的运转轻易改变摩擦角度，具有不同光传输轴的光学补偿膜可很容易在连续的卷装进出过程中生产出来。

在摩擦方向与带基薄膜4被传输的方向不同的情况下，由于在带基薄膜4和摩擦布8之间产生的摩擦力的作用，带基薄膜4可能发生滑动或在带基薄膜4上可能形成皱折。因此，参照图8，胶粘剂36如硅橡胶被应用到第一和第二导辊14和16的外表面上以因此防止带基薄膜4的滑动或其上皱折的形成的问题。

另外，参照图9，第一导辊14、第二导辊16和接触辊18的位置可被改变以调节带基薄膜4的叠合角度，其结果，可很容易地控制摩擦长度、摩擦深度、摩擦密度等。如图10所示，叠合角度(Ψ)由从接触辊18的中心(O)延伸到带基薄膜4与接触辊18开始发生接触的两点C1和C2的两条线之间的角度确定。

更详细地说，第一和第二导辊14和16被可动地安装以使其可定位在更接近或更远离的位置(即如图2中使其可在水平方向上移动)，且接触辊18被设置以使其位置可相对于摩擦布发生变化(即如图2中使其可在垂直方向上移动)。

通过辊子14、16和18的位置的这种改变，叠合角度(Ψ)可以在0-270°的范围内变化。摩擦长度、摩擦深度、摩擦密度等可通过改变叠合角度(Ψ)进行调节。

在图11中，V_S表示带基薄膜的传送速度，而Raxis表示相对于带基薄膜4的传送方向发生与摩擦角θ一样大的倾斜的摩擦布8的旋转轴。另外，摩擦速度V_S被分成与带基薄膜4的传送方向平行的分量R_P和与带基薄膜4的传送方向垂直的分量R_N。

因为摩擦布8是按与带基薄膜4的传送方向相反的方向旋转，与带基薄膜4的实际传送方向平行的摩擦速度R₀按下述方程式计算。

[方程式1]

R₀＝R_P-V_S

因此，总的摩擦速度V_T和有效摩擦角度Θ_eff分别如下述方程式2和3所示。

[方程式2]

$V_T=\sqrt{{R_O}^2+{R_N}^2}$

[方程式3]

${\mathrm{\Θ}}_{\mathrm{eff}}=\arcsin \left(\frac{R_N}{V_T}\right)$

摩擦长度与叠合角度(Ψ)、接触辊18的直径和摩擦速度成比例，且与带基薄膜4的传送速度成反比，因此，带基薄膜4与摩擦布8的接触时间(t)和摩擦长度(l_t)分别如下述的方程式4和5所示。

[方程式4]

$t=\frac{(\mathrm{\πd\Ψ}/360)}{\mathrm{Vs}}$

[方程式5]

l_t＝V_T×t

在本发明的优选实施例中，为将带基薄膜4上的液晶材料定向到最佳的可能方向上，对上述方程式中的各种变量进行控制，并可很容易地获得最有效的摩擦角度、摩擦深度等。

通过使用本发明的摩擦装置，摩擦角度可很容易地在0-180°的范围内按顺时针方向和逆时针方向变化因而可生产出可在不同类型的液晶显示器中使用的光学补偿膜。另外，光学补偿膜、偏光膜和其它光学补偿膜的相互连接可在卷装进出过程中形成因而简化了生产程序。

虽然在上面对本发明的优选实施例进行了详细的描述，但应该明白，在于此提示的发明原理的基础上，本领域技术人员可能发现许多的变换和/或修改，它们仍应属于附加的权利要求所确定的本发明的精神和范围内。

Claims (12)

1、一种摩擦装置，包括

一悬挂并另外支持带基薄膜以沿一个方向传送该带基薄膜的底辊组件；

一悬挂并另外支持摩擦布，并沿带基薄膜传送方向的相反方向移动该摩擦布，因而通过摩擦布与带基薄膜之间的接触实现摩擦处理的摩擦辊组件；及

一设置在摩擦辊组件下方，并相对于带基薄膜的传送方向按顺时针方向或逆时针方向在0-180°的范围内将整个摩擦辊组件旋转一特定角度的旋转装置，

其中，该底辊组件包括支持该带基薄膜并防止其滑动的第一和第二导辊，和使该带基薄膜与该摩擦布接触的接触辊，并且

其中该第一导辊、该第二导辊和该接触辊能在水平或垂直方向上重新定位以调节该带基薄膜的叠合角度，叠合角度为从接触辊的中心向带基薄膜最初与接触辊接触的两点引出的两条线之间的角度。

2、如权利要求1所述的摩擦装置，其中该带基薄膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯或三乙酸纤维素。

3、如权利要求1所述的摩擦装置，其中该第一导辊、该第二导辊和该接触辊使其旋转轴都在同一方向上排列，以便该带基薄膜被沿垂直于该第一导辊、该第二导辊和该接触辊的旋转轴的方向传送。

4、如权利要求1所述的摩擦装置，进一步包含在该第一导辊和第二导辊外表面上设置胶粘剂以防止该带基薄膜的滑动。

5、如权利要求4所述的摩擦装置，其中该胶粘剂为硅橡胶。

6、如权利要求1所述的摩擦装置，其中该第一导辊和该第二导辊在水平方向上移动以使其相对位置更接近或更远离。

7、如权利要求1所述的摩擦装置，其中该接触辊沿上下方向移动以定位在更接近或更远离该摩擦布的位置上。

8、如权利要求1所述的摩擦装置，其中该摩擦辊组件包括一由发动机转动的主动辊、一向摩擦布提供张力的张力导辊及一导引该摩擦布的导辊。

9、如权利要求8所述的摩擦装置，其中该张力导辊被上下移动以调节摩擦布中的张力。

10、如权利要求8所述的摩擦装置，进一步包括一被设置在位于该主动辊和该导辊之间的位置的防皱板，该防皱板防止在该摩擦布中产生皱折。

11、如权利要求8所述的摩擦装置，其中该主动辊、张力导辊和导辊使其旋转轴都在同一方向上排列，以便该摩擦布被沿垂直于该主动辊、张力导辊和导辊的旋转轴的方向传送。

12、如权利要求1所述的摩擦装置，其中该旋转装置包括一该摩擦辊组件被安装于其上的旋转台、一转动该旋转台的驱动电动机及一控制该旋转台的转动角度的控制器。

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