CN1484076A

CN1484076A - 摩擦机装置以及利用该装置生产液晶显示元件的制造方法

Info

Publication number: CN1484076A
Application number: CNA031317030A
Authority: CN
Inventors: 河野诚; 己; 上间启己; 彦; 今野和彦
Original assignee: IINUMA PRECISE MACHINERY (SUZHOU) CO Ltd
Current assignee: IINUMA PRECISE MACHINERY (SUZHOU) CO Ltd
Priority date: 2003-07-16
Filing date: 2003-07-16
Publication date: 2004-03-24

Abstract

本发明涉及液晶显示元件制造工程中的一种摩擦机装置以及利用该装置生产液晶显示元件的制造方法。主要解决摩擦滚筒大尺寸化时使用强质纤维塑料制成滚筒所带来的问题。所采用的摩擦机装置10是：将玻璃基板20放置并固定于台子11上，摩擦滚筒12设在台子11上方，并以水平轴线为中心，将其两端支撑后进行回转，台子11在所定方向上相对摩擦滚筒12。摩擦滚筒12由强质纤维塑料制成的中空圆筒型构件，并且在该圆筒型构件的外表面上形成一层金属膜，金属膜表面上附着一摩擦布，以此组合形成摩擦滚筒。为了保证摩擦痕的品质，针对摩擦滚筒外表面设置非接触式变位传感器，通过测定滚筒偏振量来降低配向摩擦处理中的不良现象。

Description

摩擦机装置以及利用该装置生产液晶显示元件的制造方法

技术领域

本发明涉及液晶显示元件制造工程中的一种摩擦机装置以及利用该装置生产液晶显示元件的制造方法。所述液晶显示元件是指液晶显示器中的液晶显示屏单元。

背景技术

液晶显示器中的液晶显示元件包括2块玻璃基板，在2块玻璃基板的内面上设有向液晶层施加电场用的透明电极，为控制电场ON-OFF设有开关元件，为显示彩色设有彩色膜，以及为使得液晶分子配向而设有配向膜等各个部分。所谓配向膜是由涂在玻璃基板上的玻璃亚米特(POLYIMIDE)等树脂材料所形成，在配向层硬化后，由摩擦装置对其表面进行摩擦处理，使液晶按所定方向配向。最后在2块玻璃基板之间注入液晶材料形成液晶层，然后将玻璃基板的侧端封住后制成液晶显示元件。

对玻璃基板上的配向膜进行摩擦处理是液晶显示元件制造过程中的一项重要步骤，其目的是使2块玻璃基板之间的液晶材料按一定方向进行配向。以往的摩擦机装置主要由台子、摩擦滚筒和支架三部分组成，玻璃基板固定在台子的台面上，摩擦滚筒由支架支撑在玻璃基板上方，并且可以自由回转，摩擦滚筒的表面上使用两面胶布等将摩擦布(起毛布)包卷上。摩擦处理时一边将摩擦滚筒进行回转，同时摩擦布与玻璃基板的配向层表面接触，通过按一定方向的摩擦，使其与配向膜在一个方向延伸配向，由此在一定方向上将液晶材料进行配向。

为了使液晶显示器的辉度和响应性均一，在摩擦处理时，使配向层表面进行均一地摩擦，这对液晶材料能够均一地配向起着重要的作用。为此，摩擦滚筒与玻璃基板的定位控制，特别是保持摩擦滚筒与玻璃基板上的配向膜之间距离的均一性是非常必要的。

最近，在液晶显示器领域内，以显示计算机画面为代表的液晶终端显示器，以及数字电视开始后的液晶电视机，逐渐开始进入普及阶段。而对角线为20英寸的液晶终端显示器以及30至40英寸的液晶电视机已经进入商品化阶段。为了降低液晶屏的制造成本，玻璃基板的母板正在不断地的扩大(大型化)，采用对角为1米以上的一块玻璃基板制作多块液晶屏，已经变得越来越必要，因此，采用长尺寸的摩擦滚筒进行摩擦处理也是十分必要的。

然而，随着摩擦滚筒的长尺寸化，必然引起滚筒自重增加，从而产生了弯翘变形的问题。这个问题虽然可以采用强质纤维塑料作为滚筒的材质，以减轻滚筒自身重量。但是，使用强质纤维塑料后，一般还要在滚筒表面涂抹环氧树脂成膜，然后通过外形研削，在滚筒表面存留的是环氧树脂形成的树脂面。此时在摩擦滚筒表面上，用粘着胶布，特别是采用两面胶布贴附摩擦布后会存在一些问题，比如当撤换新的摩擦布时，因两面胶布被剥离，在摩擦滚筒的树脂面上会留下一些两面胶布粘着剂的残留物，这样不仅能污染滚筒表面而且还会影响摩擦处理的效果。

本发明的第一个目的是以上述问题作为技术课题，提供一种液晶显示元件在制造过程中所采用的摩擦机装置，尤其是解决使用强质纤维塑料制做摩擦滚筒时所产生的问题。

本发明的第二个目的是提供一种利用上述摩擦机装置进行摩擦处理的液晶显示元件的制造方法。

发明内容

为达到上述第一目的，本发明采用的技术方案是：一种液晶显示元件配向膜摩擦处理用摩擦机装置，包括放置和固定玻璃基板用的台子、设在玻璃基板上方且在水平方向可以回转的摩擦滚筒，以及从两端支承摩擦滚筒的支架，台子相对摩擦滚筒在所定方向上由机构牵引作水平移动，从而使摩擦滚筒对玻璃基板上的配向膜表面进行单一方向的摩擦处理；所述摩擦滚筒是由强质纤维塑料制成的中空圆筒型构件，并且在该圆筒型构件的外表面上形成一层金属膜，金属膜表面上附着一摩擦布，以此组合形成摩擦滚筒。

上述技术方案中的有关内容和变化解释如下：

1、上述方案中，所述金属膜是由铝合金通过溶射的方法所形成，而且金属膜的厚度在0.123mm以上。

2、上述方案中，为了避免摩擦滚筒在旋转偏动较大的情况下进行摩擦处理，可以针对摩擦滚筒外表面装设非接触式变位传感器，通过非接触式变位传感器来测量圆芯旋转偏动量。所述非接触式变位传感器可以采用激光式传感器、涡电流式传感器或超声波式传感器等，其中，最好是采用测定精度较高的涡电流式非接触传感器。

为达到上述第二目的，本发明采用的技术方案是：一种液晶显示元件的制造方法，包含在玻璃基板的表面上配置透明电极，在透明电极上形成玻璃亚米特类配向膜，对配向膜进行摩擦处理，将一对玻璃基板重叠贴合并在两块玻璃基板间注入液晶材料，然后将玻璃基板的侧端封住后制成液晶显示元件；上述摩擦处理是：将上述形成了配向膜的玻璃基板的配向膜面朝上放置，并固定在一个台子上；将摩擦滚筒设置在台子的上方，并由一个支架进行支撑，使其在水平方向回转自由，所采用的摩擦滚筒由强质纤维塑料制成中空的圆筒型构件，在该圆筒型构件的外表面上由一层金属膜，金属膜表面上附着摩擦布所构成；将摩擦滚筒通过摩擦布与配向膜表面接触并回转摩擦滚筒，同时将摩擦滚筒相对于台子在所定的方向上相对地移动。

上述技术方案中的有关内容和变化解释如下：

1、在上述摩擦滚筒的金属膜表面近旁设置有测定摩擦滚筒中心偏位的非接触变位传感器，更进一步包含通过非接触变位传感器测定摩擦滚筒的中心偏振。

2、根据上述非接触变位传感器的测定结构，当摩擦滚筒中心偏位的测定值超过所定值时，停止摩擦处理。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1、由于本发明是使用强质纤维塑料制成的摩擦滚筒，再在其表面上形成金属膜后，以往所存在的摩擦滚筒表面上两面胶的粘膜残留现象会消除。

2、由于设置了非接触变位传感器，摩擦处理中的摩擦滚筒的中心偏振量的测定成为可能。测定的中心偏振值超过设定值时，通过一控制器使摩擦机装置停止工作，从而降低因液晶配向处理原因而引起的液晶元件不良现象。

附图说明

附图1为本发明摩擦机装置的立体结构意示图。

以上附图中：10、摩擦机装置； 11、台子； 12、摩擦滚筒； 13a、轴承； 13b、轴承； 14、非接触变位传感器； 15、框架；15a、内侧面； 15b、内侧面； 16、空气动力泵； 17、马达； 18、升降部； 20、玻璃基板。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见附图1所示，一种液晶显示元件配向膜摩擦处理用摩擦机装置10，主要由台子11、摩擦滚筒12和支架三大部分组成，玻璃基板20通过真空吸着，固定于台子11上，在台子11上方配置有摩擦滚筒12，该摩擦滚筒以水平轴线为中心，其两端通过支架进行支撑，使其能沿轴线回转。在本实施例中，摩擦滚筒12是由强质纤维塑料，特别是炭素强质纤维塑料(CFRP)，制成的中空圆筒型构件。在该圆筒型构件的外表面上形成一层金属膜，金属膜表面上使用粘着胶布，尤其是两面胶布将摩擦布(图中没有表示)包卷上去。

使用炭素强质纤维塑料(CFRP)比较满意的是，它能够使摩擦滚筒12在长轴方向具有250Gpa，在垂直方向上具有200Gpa强度。另外，如果采用直径为139mm的炭素强质纤维塑料(CFRP)来制做摩擦滚筒12，则采用气式构件溶射法在其外表面上喷涂形成0.5mm膜厚的铝合金膜。然后在摩擦滚筒12两边装上定位销，用圆筒加工机对外表面的铝合金膜略加研磨加工处理，可以制成带铝合金涂膜的CFRP型摩擦滚筒12。

更进一步说，在摩擦机装置10中所述支架为跨越台子11的门型框架15，摩擦滚筒12由该框架15支撑而回转自由。在沿框架15两个相对向的内侧面15a和15b上，设置了可以升降自由的宝盖字型升降部18，以及能够使该升降部18沿垂直轴线(Z轴)升降的液压或气压动力泵，最好是空气动泵16。摩擦滚筒12通过轴承13a和13b支撑在升降部18的两臂之间。在框架15上，设有一个驱动马达17，摩擦滚筒12由框架15内部所设的皮带与齿轮传动机构(图中没有表示)按所希望的回转速度和回转方向驱动回转，同时，使框架15相对于台子11可以在水平方向上作相对移动。另外，在图1中，摩擦滚筒12在相对于台子11的相对移动方向Y上，按上拉方向回转。

另外，为了避免摩擦滚筒12在旋转偏动较大的情况下进行摩擦处理，在升降部18上，设有测定摩擦滚筒12中心偏振的非接触变位传感器14a和14b，两个非接触变位传感器14a和14b被安装在摩擦滚筒12的两端外侧径向进行测量。作为非接触式变位传感器14，可以采用激光式传感器，涡电流式传感器，超声波式传感器等，最好是采用测定精度较高的涡电流式非接触传感器。另外，在摩擦滚筒12相对于台子11的移动方向上，尽管摩擦滚筒12由马达17驱动回转，但摩擦滚筒12对被真空吸着于台子11上的玻璃基板20上配向膜，作相对倾斜地摩擦。进一步说，摩擦滚筒12在以垂直轴(Z轴)为中心回转的同时，可以在±45度的角度间固定，使摩擦滚筒12的轴线与玻璃基板20上的配向膜呈一定角度。

实施例二：一种液晶显示元件的制造方法，首先，在一对玻璃基板的表面上配置透明电极，在该透明电极上形成配向膜，该配向膜由有机高分子物质，特别是由玻璃亚米特(POLYAMIDE)等材料形成。因为在一般情况下，玻璃亚米特化合物在溶媒中是不溶解的，将无水酸与基阿敏(Di-amin)化合物在溶媒中进行反应合成玻璃亚米克(POLYAMIDE)酸，通常用涂漆用的抛光水(Varnish)作为玻璃亚米克(POLYAMIDE)酸的溶液。涂布在玻璃基板上后，通过加热硬化工艺，脱水硬化成玻璃亚米特(POLYAMIDE)。更详细地说，用上述玻璃亚米克(POLYAMIDE)酸N-基(Methyl)-2水化合物(Hydrlide)等的中(Amid)性系极性溶媒与具有涂漆特性的香蕉水(Cellosolve，分子式为：HOH₂CCH₂OC₂H₅)系溶媒加入到溶剂中溶解。调制成0.1-30重量％溶液，最好是1-10重量％溶液，用抛光水(Vamish)通过修正印刷，在玻璃基板上涂布形成，这是工业上的常用方法。这种涂膜在80-120度中，将溶媒蒸发后，用180-200度进行加热处理，就形成了玻璃亚米特(POLYAMIDE)系液晶配向膜。

参见附图1所示，将此方法所形成配向膜的玻璃基板20，由真空吸着固定于摩擦机装置10的台子11上。然后，借助两面胶布将摩擦布包卷在摩擦滚筒12的外表面上，摩擦滚筒12一边回转，一边与配向膜表面接触摩擦的同时，将台子11以一定的速度水平移动，对配向膜表面全体逐步摩擦处理。

伴随着摩擦滚筒的长尺寸化，滚筒自身的中心偏振也成为制约摩擦处理品质的关键性问题。根据本实施形态，通过非接触变位传感器14a和14b可以在摩擦处理同时，对摩擦滚筒12的中心偏振进行测定。特别是在本实施例中，摩擦滚筒12是由炭素强质纤维塑料(CFRP)形成的，因此其表面上形成了金属膜，使用测定精度高的涡电流变位传感器就变得可能。

由以往的经验已经知道，当摩擦滚筒12的中心偏振量超过0.015mm时，会发生被称之为摩擦痕不良的现象。这里，在本发明中，通过非接触变位传感器14a和14b，来测定摩擦处理中摩擦滚筒的中心偏振量的摆动值，当超过所定值时，通过自动或手动控制系统使摩擦机装置10停止工作。上述所定值是发生摩擦痕印时中心偏振量的极限值。比如，考虑可以将上述采用的0.015mm值取得很小，举个例子，可以是0.007mm更加好。

如果还想取得更小的话可以采用0.005mm。另外，上述所定值也可以考虑根据摩擦滚筒12的长度来决定。

摩擦处理后，对于摩擦布的脱毛以及配向膜的摩削后气体等，用超声波干燥清洁器，空气切刀等干燥清洁，然后用纯水、专用洗剂、酒精等进行湿洗，干燥。

然后，为了对准贴合2块玻璃基板，将摩擦处理后的2块玻璃基板中，一方的玻璃基板上涂布封印树脂印刷，为形成充填液晶材料的间隙，在这个玻璃基板或另一方的玻璃基板内散布一定量的分布粒子，接着将2块玻璃基板重叠对准贴合，加压硬化后，制成了液晶空片。在此液晶空片内注入液晶材料，并将注入口用UV树脂封柱。多余的液晶用湿洗净的方法洗净，干燥。在两面上贴上偏光板，完成了液晶显示元件的制作。上述重叠对准贴合还可以在内部为真空状态的真空箱体内，在基板上涂上一定量的液晶后，将玻璃基板重叠对准贴合，为使液晶不漏出来，通过密封后形成液晶显示元件，使用这种方法也可以。

Claims

1、一种液晶显示元件配向膜摩擦处理用摩擦机装置，包括放置和固定玻璃基板用的台子、设在玻璃基板上方且在水平方向可以回转的摩擦滚筒，以及从两端支承摩擦滚筒的支架，台子相对摩擦滚筒在所定方向上由机构牵引作水平移动，从而使摩擦滚筒对玻璃基板上的配向膜表面进行单一方向的摩擦处理，其特征在于：所述摩擦滚筒是由强质纤维塑料制成的中空圆筒型构件，并且在该圆筒型构件的外表面上形成一层金属膜，金属膜表面上附着一摩擦布，以此组合形成摩擦滚筒。

2、根据权利要求1所述的摩擦机装置，其特征在于：所述金属膜是由铝合金通过溶射的方法所形成。

3、根据权利要求1或2所述的摩擦机装置，其特征在于：所述金属膜的厚度在0.123mm以上。

4、根据权利要求1或2所述的摩擦机装置，其特征在于：针对摩擦滚筒外表面装设有测量圆芯旋转偏动的非接触式变位传感器。

5、根据权利要求4所述的摩擦机装置，其特征在于：所述的非接触式变位传感器包含有涡电流式传感器。

6、一种液晶显示元件的制造方法，包含在玻璃基板的表面上配置透明电极，在透明电极上形成玻璃亚米特类配向膜，对配向膜进行摩擦处理，将一对玻璃基板重叠贴合并在两块玻璃基板间注入液晶材料，然后将玻璃基板的侧端封住后制成液晶显示元件；上述摩擦处理是：

将上述形成了配向膜的玻璃基板的配向膜面朝上放置，并固定在一个台子上；

将摩擦滚筒设置在台子的上方，并由一个支架进行支撑，使其在水平方向回转自由，所采用的摩擦滚筒由强质纤维塑料制成中空的圆筒型构件，在该圆筒型构件的外表面上由一层金属膜，金属膜表面上附着摩擦布所构成；

将摩擦滚筒通过摩擦布与配向膜表面接触并回转摩擦滚筒，同时将摩擦滚筒相对于台子在所定的方向上相对地移动。

7、根据权利要求6所述的液晶显示元件的制造方法，其特征在于：在上述摩擦滚筒的金属膜表面近旁设置有测定摩擦滚筒中心偏位的非接触变位传感器，更进一步包含通过非接触变位传感器测定摩擦滚筒的中心偏振。

8、根据权利要求7所述的液晶显示元件的制造方法，其特征在于：根据上述非接触变位传感器的测定结构，当摩擦滚筒中心偏位的测定值超过所定值时，停止摩擦处理。