CN202041745U - 一种贴附滚轮及偏光板贴附机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种贴附滚轮，包括分别设置于面板(5)两侧的两个滚轮，所述两个滚轮用于将两偏光板分别贴附在所述面板(5)的两侧，其中一偏光板在面板(5)上的贴附位置相对于另一偏光板更靠近面板的边沿位置，距离面板边沿位置较近的偏光板一侧的滚轮为第一滚轮(1)，距离面板边沿位置较远的偏光板一侧的滚轮为第二滚轮(2)，所述第一滚轮底部与面板(5)接触的宽度小于第二滚轮底部与面板(5)接触的宽度。一种包含所述贴附滚轮的偏光板贴附机构。本实用新型通过贴附机构中滚轮直径及材质的改变，当面板的两侧偏光板存在位差较大时，也能保证两偏光板的正常贴附，从而解决了两偏光板因位差较大而导致的偏光板贴附不良。

Description

一种贴附滚轮及偏光板贴附机构

技术领域

本实用新型涉及一种贴附滚轮以及包括该贴附滚轮的偏光板贴附机构。

背景技术

液晶显示器可分为面板(Panel)和背光系统两部分。面板从外到里包括第一偏光板、CF玻璃基板、液晶层、TFT玻璃基板、第二偏光板等部分。其中，CF玻璃基板位于面板上部，TFT玻璃基板位于面板下部，液晶就充满在TFT玻璃基板和CF玻璃基板之间。偏光板(Polarizer)是一种只允许某方向振动的光线通过的光学片板，目前使用的偏光板大部分为碘系吸收型偏光板，其作用机制是，光线入射经过偏光板后，沿吸收轴方向振动的光线被吸收，垂直吸收轴方向的光线透过。在制作面板时，必须在CF玻璃基板侧和TFT玻璃基板侧各设置一偏光板，所设置的两偏光板中，其中一偏光板起起偏作用，另一侧偏光板起检偏作用。

目前，普通的面板中偏光板的贴附方式包括平躺式贴附方式和直立式贴附方式，目前常用的是直立式贴附方式。图2所示为直立式贴附机构进行直立式贴附的工作示意图，如图2所示，利用直立式贴附机构将第一偏光板3和第二偏光板4分别贴附在面板的两侧。该直立式贴附机构包括有X向运动单元和Y向运动单元，所示X向运动单元用于沿水平方向输送面板，Y向运动单元设置在X向运动单元的两侧，其设置方向与X向运动单元的设置方向垂直。Y向运动单元中包括有一对贴附滚轮(roller)，即第一滚轮1和第二滚轮2，所述第一滚轮1和第二滚轮2对称设置在面板5输送方向的两侧。在实际生产中，未贴附偏光板的面板5置于X向运动单元中，并被沿水平方向输送，当面板5即将到达第一滚轮1和第二滚轮2所在位置时，在面板5的两侧分别放置第一偏光板3和第二偏光板4，由于面板5从第一滚轮1和第二滚轮2中间通过，此时，由Y向运动单元向对称设置的第一滚轮1和第二滚轮2分别施加一定的压力，从而将第一偏光板3和第二偏光板4分别贴附在面板5的两侧，以实现对面板5两侧的两个偏光板同时进行贴附。

但是，随着人们需求的不断提高和技术的进步，彩色液晶显示器的主流尺寸已经达到36英寸至52英寸，而且今后面板尺寸还将加速向大型化方向发展。在实际生产过程中，根据实际需要的不同，有时面板采用非对称结构，非对称结构面板是指在面板两侧贴附偏光板之后，因面板两侧的两个偏光板的尺寸大小不相同，或者两偏光板在面板上的贴附位置不是对称设置在面板上，使面板两侧的两个偏光板之间存在一定的位差而形成。随着面板尺寸的增大，在非对称结构面板中，设置在面板两侧的两偏光板的位差的绝对值会进一步增大。如图1所示，面板两侧的两偏光板的位差指的是第一偏光板3在面板5上的位置与第二偏光板4在面板5上的位置之间的距离，即图中箭头标示的第一偏光板3和第二偏光板4之间的位差d。

目前所使用的两个贴附滚轮，即第一滚轮1和第二滚轮2，对称设置在X向运动单元的两侧，且两者的尺寸大小相同，同时两滚轮的各项技术参数也完全相同。因而，当面板5尺寸较大、且面板5采用非对称结构时，如果第一偏光板3和第二偏光板4之间的位差d过大，比如位差d超过3mm时，若仍使用上述对称式的贴附机构同时在面板5的两侧贴附偏光板，很容易导致设置在面板5一侧的滚轮已经压到该侧的偏光板上，而设置在面板5另一侧的滚轮还未压到其相应侧的偏光板上，这将导致偏光板贴附不良，容易产生贴附气泡，严重的甚至会出现偏光板无法贴附到面板5上的情况，从而产生废料。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中面板两侧偏光板使用对称式贴附机构贴附会因偏光板位差问题导致偏光板贴附不良的不足，提供一种贴附滚轮及偏光板贴附机构，以解决因面板两侧偏光板存在位差问题导致的偏光板贴附不良。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是该贴附滚轮包括分别设置于面板两侧的两个滚轮，所述两个滚轮用于将两偏光板分别贴附在所述面板的两侧，其中一偏光板在面板上的贴附位置相对于另一偏光板更靠近面板的边沿位置，所述距离面板边沿位置较近的偏光板一侧的滚轮为第一滚轮，距离面板边沿位置较远的偏光板一侧的滚轮为第二滚轮，所述第一滚轮底部与面板接触的宽度小于第二滚轮底部与面板接触的宽度。

一种方案是，所述第二滚轮的直径大于第一滚轮的直径。

优选的是，所述第二滚轮的直径为R_A，第一滚轮的直径为R_B，两者的关系为R_A＝n*R_B，其中，n的取值范围为1＜n≤5。

另一种方案是，所述第二滚轮的直径与第一滚轮的直径相等或近似相等。

优选的是，在上述两种方案中，制作第二滚轮外圆周部分所用材料的弹性模量小于制作第一滚轮外圆周部分所用材料的弹性模量。

进一步优选的是，制作第二滚轮所用材料的弹性模量小于制作第一滚轮所用材料的弹性模量。

其中，第二滚轮和第一滚轮均可采用合成橡胶制成。

当然，本申请的实现方案并不限制于上述两种方案。

一种贴附机构，包括用于输送面板的X向运动单元和用于在面板的两侧分别贴附偏光板的Y向运动单元，所述X向运动单元和Y向运动单元垂直设置，X向运动单元沿水平方向输送面板，所述Y向运动单元中包括有一对贴附滚轮，所述贴附滚轮采用上述两个贴附滚轮。

优选的是，所述两个滚轮旋转方向相反，旋转线速度相等，其中一个滚轮为主动轮，另一个滚轮为从动轮。

这里应该理解的是，本实用新型所述第二滚轮限定位于偏光板相对更远离面板边沿位置的面板一侧，而不限定其具体是位于面板的CF玻璃基板侧或TFT玻璃基板侧。

本实用新型的有益效果是：通过对两贴附滚轮中的一个滚轮的尺寸和/或材质进行改变，从而可消除或者部分消除因非对称结构面板所带来的两偏光板的位差大的影响，使得非对称结构面板中当两侧偏光板之间的位差较大时，也能够实现正常贴附，解决了因两侧偏光板位差大而导致偏光板贴附不良的问题。

附图说明

图1为面板中的第一偏光板和第二偏光板的位差示意图；

图2为偏光板贴附机构的结构示意图；

图3为现有技术中对称式贴附滚轮的结构示意图；

图4为本实用新型实施例1中贴附滚轮的结构示意图；

图5为图4中贴附滚轮受力时形变量的分析示意图。

图中：1-第一滚轮；2-第二滚轮；3-第一偏光板；4-第二偏光板；5-面板。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型贴附滚轮和偏光板贴附机构作进一步详细描述。

参考图2，在现有技术中，偏光板贴附机构一般包括X向运动单元和Y向运动单元，所述X向运动单元和Y向运动单元相互垂直设置，其中，X向运动单元用于沿水平方向输送待贴附的面板5，Y向运动单元主要用于贴附偏光板。Y向运动单元中包括有一对贴附滚轮，即第一滚轮1和第二滚轮2，第一滚轮1和第二滚轮2对称设于X向运动单元的两侧，两者直径相同，其旋转方向相反，分别用于将第一偏光板3和第二偏光板4贴附在面板5的两侧。

如图3所示，在现有技术中，贴附滚轮的材质一般采用合成橡胶制成，通常采用聚氨酯橡胶制成。第一滚轮1和第二滚轮2直径一般可为50mm，其抗张强度为70～200kgf/cm²。在对面板5进行偏光板贴附时，贴附机构对第一滚轮1和第二滚轮2施加0.2～0.4Mpa的贴附压力，使贴附滚轮与偏光板接触的底部产生2～3mm的变形量。这样，当面板5在X向运动单元上输送至Y向运动单元的位置，且第一滚轮1压到第一偏光板3、第二滚轮2压到第二偏光板4时，因而贴附机构可同时将两偏光板贴附在面板5的两侧。采用这种贴附方式时，由于第一滚轮1和第二滚轮2直径相同且弹性模量一致，通常允许第一偏光板3与第二偏光板4之间的位差d在3mm以下。

如图1所示，在实际生产中，由于面板5的尺寸较大，或者基于一些设计上的原因，使得第一偏光板3与第二偏光板4之间的位差d增大，从而可能超出现有的偏光板贴附机构的允许的最大位差贴附范围。为了描述方便，首先定义：分别位于面板5两侧的两偏光板中，与面板5边沿位置距离相对较近的偏光板所在面板的一侧为B侧，与B侧对应的滚轮为第一滚轮1；与面板边沿位置距离相对较远的偏光板所在的面板的一侧为A侧，与A侧对应的滚轮为第二滚轮2。具体来说，如果CF玻璃基板侧的偏光板的长度比TFT玻璃基板侧的偏光板的长度大时，相对而言该偏光板更靠近面板5的边沿位置，则CF玻璃基板侧为B侧，TFT玻璃基板侧为A侧；如果TFT玻璃基板侧的偏光板的长度比CF玻璃基板侧的偏光板的长度大时，相对而言该偏光板更靠近面板5的边沿位置，则TFT玻璃基板侧为B侧，CF玻璃基板侧为A侧。

根据以上定义，如图2所示，在实际生产中出现的问题为当第一滚轮1已经压到B侧的第一偏光板3上时，而第二滚轮2还未压到A侧的第二偏光板4上，从而导致第一偏光板3和面板5之间出现贴附气泡，更严重的会出现A侧的第二偏光板4无法贴附到面板5上的情况，从而导致第二偏光板4作废。

实施例1：

在本实施例中，当面板5采用非对称结构，且第一偏光板3和第二偏光板4之间的位差d较大，比如位差d大于3mm时，为保证偏光板贴附机构能在面板5的两侧同时贴附第一偏光板3和第二偏光板4，可以通过重新设计两个贴附滚轮来实现两偏光板的同时贴附。

对贴附滚轮所采取的措施是，相对于B侧第一滚轮1而言，增大A侧第二滚轮2的直径，并同时降低第二滚轮2的弹性模量。具体措施如下：

1)使A侧第二滚轮2的直径大于B侧第一滚轮1的直径

设第一滚轮1的直径R₁为R，第二滚轮2的直径R₂为n*R(n＞1)，如图5所示，贴附滚轮受贴附机构压力的作用与面板5发生挤压，使贴附滚轮发生形变，设贴附滚轮产生的压入量为H，贴附滚轮底部与面板5接触的宽度即弦长为L，则根据勾股定律有：

${(R-H)}^2=R^2-\frac{L^2}{4}\→L=\sqrt{8\mathrm{RH}-4H^2}$

由此可推知第一滚轮1底部与面板5接触的宽度即弦长L₁和第二滚轮2与面板5接触的宽度即弦长L₂分别为：

$L_1=\sqrt{8\mathrm{RH}-{4H}^2}$ $L_2=\sqrt{8\mathrm{nRH}-{4H}^2}$

以及弦长L₁与弦长L₂之间的关系为：

$\frac{L_1}{L_2}=\frac{\sqrt{2R-H}}{\sqrt{2\mathrm{nR}-H}}$

由于H＜＜R，所以

$\frac{L_1}{L_2}=\frac{1}{\sqrt{n}}...\left(1\right)$

即，通过将第二滚轮2的直径增大至n*R，则第二滚轮2底部与面板5接触的宽度相对于第一滚轮1底部与面板5接触的宽度的增加量为：

$L_2=\sqrt{n}{L}_1...\left(2\right)$

从式(2)中可推知，贴附机构在进行贴附时，虽然A侧需要贴附的第二偏光板4比B侧需要贴附的第一偏光板3距离面板5的边沿位置更远，但是通过增大A侧第二滚轮2的直径，使第二滚轮2底部与面板5接触的宽度大于B侧第一滚轮1底部与面板5接触的宽度，当B侧的第一滚轮1压到第一偏光板3上时，A侧的第二滚轮2相对于现有的贴附滚轮而言能够更快地压到第二偏光板4上，从而可消除或者部分消除因非对称结构面板所带来的两偏光板的位差大的影响，减少贴附不良。

2)使制作A侧第二滚轮2所用材料的弹性模量小于制作B侧第一滚轮1所用材料的弹性模量

根据应力应变(σ-H)曲线，可以求得应力σ、应变H以及弹性模量G满足如下关系：σ＝G×H。由于贴附机构中第一滚轮1和第二滚轮2所受应力σ相等，可得

G₂×H₂＝G₁×H₁..................(3)

其中，G₁和G₂分别为第一滚轮1和第二滚轮2的弹性模量。对于微小弧段而言，应变H与弦长L近似正比，因此式(3)可近似表示为：

G₂×L₂＝G₁×L₁..................(4)

即，第一滚轮1使用弹性模量为G₁的材料制作，第二滚轮2使用弹性模量为G₂的材料制作，由于G₁＞G₂，因此第二滚轮2底部与面板5接触的宽度与第一滚轮1底部与面板5接触的宽度的关系为：

L₂＝(G₁/G₂)L₁..................(5)

从式(5)中可推知，贴附机构在进行贴附时，虽然A侧需要贴附的第二偏光板4比B侧需要贴附的第一偏光板3更远离面板5的边沿位置，但是通过减小A侧第二滚轮2的弹性模量，可以增加第二滚轮2底部与面板5的接触宽度，这样，当B侧的第一滚轮1压到第一偏光板3上时，A侧的第二滚轮2相对于现有的贴附滚轮而言能够更快压到第二偏光板4上，从而可消除或者部分消除因非对称结构面板所带来的两偏光板的位差大的影响，减少贴附不良。

在本实施例中，第一滚轮1和第二滚轮2均采用聚氨酯橡胶制成，在制作第一滚轮1和第二滚轮2时，通过调整原料的配比，可以得到不同弹性模量的聚氨酯橡胶，以制作不同弹性模量的第一滚轮1和第二滚轮2。

当同时采用上面1)和2)两个措施来设计贴附滚轮时，综合式(2)及式(5)可知，若第一滚轮1底部与面板接触的宽度为L₁，第二滚轮2底部与面板接触的宽度为L₂，则两者的关系为：

$L_2=\sqrt{n}(G_1/G_2)L_1...\left(6\right)$

由于n＞1，G₁＞G₂，因此L₂＞L₁，即可在不改变原贴附滚轮中第一滚轮1的直径以及其制作材料的情况下，通过对第二滚轮2的直径和弹性模量进行调整，使第二滚轮2底部与面板5的接触宽度增大，从而可消除因非对称结构面板所造成的两偏光板之间的位差较大的影响，以减少贴附不良。

如前所述，图3中的两个贴附滚轮的贴附方式为现有技术，两个滚轮底部与面板接触的宽度(即变形量)L＝2～3mm；如图4所示，本实施例中，第一滚轮1的直径R₁和弹性模量G₁与图3中所示的两个贴附滚轮的直径和弹性模量相同，通过将图3中的第二滚轮2的直径增大为n*R(n＞1)，并将弹性模量从G₁降低为G₂，当选取n＝2，G₁/G₂≈1.6时，可得L₂＝5～7mm，这样，面板5中第一偏光板3与第二偏光板4之间允许的最大位差d可为5～7mm。即本实施例通过增大偏光板与面板边沿距离较大一侧的滚轮的直径，并降低该侧滚轮的弹性模量，以增大该侧滚轮的底部与面板接触的宽度，同时增大该侧滚轮受挤压时的变形量用以增大该侧滚轮底部与面板的接触宽度，有效保证了在另一侧滚轮压到偏光板的同时，该侧的滚轮也能压到该侧的偏光板上。

这里应该理解的是，n的取值与G₁/G₂的比值可以根据面板5两侧的两偏光板的位差大小及贴附效果作相应调整；同时应该理解的是，本实施例中的A侧的第二滚轮2指的是位于偏光板相对更远离面板边沿位置的一侧的滚轮，而不限定滚轮具体位于面板5的CF玻璃基板侧还是TFT玻璃基板侧。

本实施例中，由于第一滚轮1和第二滚轮2的直径大小不相同，并且制作两个滚轮所采用的材料弹性模量也不相同，为保证两个滚轮相向滚动的线速度一致，可将其中一个滚轮设置为主动轮，另一个滚轮设置为从动轮。

本实施例中偏光板贴附机构包括用于输送面板5的X向运动单元和用于在面板5的两侧分别贴附偏光板的Y向运动单元，所述X向运动单元和Y向运动单元垂直设置，X向运动单元沿水平方向输送面板5，所述Y向运动单元中包括有一对贴附滚轮，所述贴附滚轮采用图4中所述的第一滚轮1和第二滚轮2。

本实施例对贴附滚轮的直径及材质进行了改进，相对于现有的的对称式贴附机构的贴附滚轮而言，改善了因面板上两偏光板之间的位差偏大而导致的贴附不良，降低了不良贴附率，从而可增大偏光板的设计余量，可使偏光板的尺寸大小以及与面板的相对位置设计得更灵活，解决了因面板两侧偏光板的位差问题导致的偏光板贴附不良。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于，偏光板贴附机构所采用的一对贴附滚轮中，仅采用实施例1中的措施1)来实现贴附，而不采用措施2)。也就是说，使A侧第二滚轮2的直径大于B侧第一滚轮1的直径，但是使制作第一滚轮1所用材料的弹性模量和制作第二滚轮2所用材料的弹性模量保持相同。

设B侧第一滚轮1的直径R₁为R，A侧第二滚轮2的直径R₂为n*R  (n＞1)，滚轮底部与面板5接触的宽度即弦长为L，参考实施例1的分析可知，当第二滚轮2的直径增大至n*R时，第二滚轮2底部与面板5接触的宽度相对于第一滚轮1底部与面板5接触的宽度增加量为：

$L_2=\sqrt{n}{L}_1...\left(2\right)$

为了使最大位差d为5～7mm，本实施例中n的取值范围可以为1～5。但是，当仅增大第二滚轮2的直径时，为了保证贴附效果，n的取值范围相对于实施例1中的取值范围而言较大。

通过使第二滚轮2的直径大于第一滚轮1的直径，有效保证了在第一滚轮1压到第一偏光板3的同时，第二滚轮2也能压到第二偏光板4上。

实施例3：

本实施例与实施例1的区别在于，偏光板贴附机构所采用的一对贴附滚轮中，仅采用实施例1中的措施2)来实现贴附，而不采用措施1)。也就是说，使A侧第二滚轮2的直径与B侧第一滚轮1的直径保持大致相同，而使制作第二滚轮2所用材料的弹性模量小于制作第一滚轮1所用材料的弹性模量。

设B侧第一滚轮1使用弹性模量为G₁的聚氨酯橡胶材料制成，A侧第二滚轮2使用弹性模量为G₂的聚氨酯橡胶材料制成，并且G₁＞G₂。滚轮底部与面板5接触的宽度即弦长为L，参考实施例1的分析可知，第二滚轮2底部与面板5接触的宽度与第一滚轮1底部与面板5接触的宽度的关系为：

L₂＝(G₁/G₂)L₁..................(5)

为了时最大位差d为5～7mm的目标，本实施例中G₁/G₂的比值范围可以为1～3。但是，当仅降低A侧第二滚轮2的弹性模量时，为了保证贴附时第二滚轮2能同时获得相适的变形量，G₁/G₂的取值范围相对于实施例1中的取值范围而言较大。

通过使制作第二滚轮2所用材料的弹性模量小于制作第一滚轮1所用材料的弹性模量，有效保证了在第一滚轮1压到第一偏光板3的同时，第二滚轮2也能压到第二偏光板4上。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种贴附滚轮，包括分别设置于面板(5)两侧的两个滚轮，所述两个滚轮用于将两偏光板分别贴附在所述面板(5)的两侧，其中一偏光板在面板(5)上的贴附位置相对于另一偏光板更靠近面板的边沿位置，所述距离面板边沿位置较近的偏光板一侧的滚轮为第一滚轮(1)，距离面板边沿位置较远的偏光板一侧的滚轮为第二滚轮(2)，其特征在于所述第一滚轮(1)底部与面板(5)接触的宽度小于第二滚轮(2)底部与面板(5)接触的宽度。

2.根据权利要求1所述的贴附滚轮，其特征在于所述第二滚轮(2)的直径大于第一滚轮(1)的直径。

3.根据权利要求2所述的贴附滚轮，其特征在于所述第二滚轮(2)的直径为R_A，第一滚轮(1)的直径为R_B，两者的关系为R_A＝n*R_B，其中，n的取值范围为1＜n≤5。

4.根据权利要求1所述的贴附滚轮，其特征在于所述第二滚轮(2)的直径与第一滚轮(1)的直径相等。

5.根据权利要求2或3或4所述的贴附滚轮，其特征在于制作第二滚轮(2)外圆周部分所用材料的弹性模量小于制作第一滚轮(1)外圆周部分所用材料的弹性模量。

6.根据权利要求5所述的贴附滚轮，其特征在于制作第二滚轮(2)所用材料的弹性模量小于制作第一滚轮(1)所用材料的弹性模量。

7.根据权利要求6所述的贴附滚轮，其特征在于第二滚轮(2)和第一滚轮(1)均采用合成橡胶制成。

8.一种偏光板贴附机构，包括用于输送面板(5)的X向运动单元和用于在面板(5)的两侧分别贴附偏光板的Y向运动单元，所述X向运动单元和Y向运动单元垂直设置，X向运动单元沿水平方向输送面板(5)，所述Y向运动单元中包括有一对贴附滚轮，其特征在于所述贴附滚轮采用权利要求1-7之一所述的两个贴附滚轮。

9.根据权利要求8所述的偏光板贴附机构，其特征在于所述两个滚轮的旋转方向相反，旋转的线速度相等，其中一个滚轮为主动轮，另一个滚轮为从动轮。

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