摩擦设备的制作方法

专利名称：摩擦设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及液晶显示器(LCD)制造中的摩擦(Rubbing)技术，特 别是一种摩擦设备。
背景技术：
在LCD生产制造领域，PI ( Polyimide )膜是确保液晶分子按预定要求取 向并形成一定预倾角的功能性膜层，通常也称为配向膜。摩擦工艺是指在配 向膜上形成沟槽，在液晶(LiquidCrystal,简称LC )分子和配向膜之间构成 所需的锚定力(Anchoring Energy)，使LC分子可沿摩擦方向(沟槽)顺序 排列，以使LC分子在配向膜内的排列达到预倾角的要求。摩擦工艺中要保 证摩擦后的沟槽均匀，以防止个别地方锚定力过于强或过于弱而导致LC分 子排列不均匀，LC分子的角度偏离预倾角，从而造成LCD显示不良。通常 也将摩擦工艺中产生的配向膜上形成的沟槽不良称之为摩擦显示异常
(RubbingMura),有数据表明摩擦工艺中的不良率会达到0.5% ~ 1.0% (月 产量在100万件以下)，因此，如何减少摩擦显示异常是LCD生产中所需要 解决的技术问题。
图1为现有技术摩擦工艺的示意图。如图l所示，滚筒2表面贴附有摩 擦布(Rubbing Cloth)，作为待摩擦基板3的TFT基板或CF基板可放置在 承载平台1上，具体地，现有技术摩擦工艺过程如下贴有配向膜的待摩擦 基板3放置在承载平台1上后，滚筒2以一定的转速在承载平台1上滚动， 从而使贴附在滚筒2表面的摩擦布以一定的压力从待摩擦基板3上的配向膜 表面滚过，在配向膜上形成沟槽。摩擦布表面设置有按照一定方向排列的纤 维(Pile)，通常纤维的方向为与摩擦布表面所在平面成30。左右，若纤维是尼龙类材料还可使用化学溶液进行浸泡，以使纤维保持方向性。因此，待摩
擦基板3表面的配向膜经过滚筒2滚过后，配向膜会在表面设置有按一定方 向排列的纤维的摩擦布的作用下形成均一的沟槽，当将TFT基板和CF基板 贴合并注入LC分子后，LC分子就会在TFT基板和CF基板表面的配向膜沟 槽内按顺序排列，以达到LC分子的预倾角。
作为待摩擦基板的TFT基板和CF基板表面通常是崎岖不平的，即表面 具有高度差，例如TFT基板上的像素电极部分与TFT部分就具有一定的高 度差。现有技术的摩擦工艺中，由于摩擦布作用的基板表面的高度差比较大， 摩擦布表面的纤维在越过高度差的过程中纤维的取向容易改变，或者经过长 时间反复作用后纤维易受损，甚至出现纤维折断以及分叉等不良；同时，由 于摩擦布除了作用于配向膜外，还与配向膜边缘区域的金属部分、绝缘层以 及丙稀酸树脂(CF的黑矩阵材料)等接触，因此摩擦布表面的纤维受到多种 材料的影响，其中摩擦静电的影响会使纤维和配向膜作用后表面带负电荷， 而由于库仑静电作用的不均一会改变纤维的取向(角度)，因此，长时间作 用后，摩擦布表面的电荷积累越多，纤维的取向改变越大，此外，纤维和其 它材料作用后的带电量和电荷种类的不同，同样会造成纤维的取向改变，甚 至会带来其它更大的危害。
从以上现有技术方案可以看出，现有技术存在以下技术缺陷 一方面， 由于摩擦布作用的基板表面具有一定的高度差，长时间作用后纤维容易发生 损坏，纤维取向改变，造成摩擦布局部不良，使得摩擦布的寿命降低；另一 方面，由于摩擦布作用于TFT基板或CF基板后，摩擦布表面受到的静电荷 的作用且容易发生电荷积累，纤维的取向也容易改变，同样会造成摩擦布局 部不良，降低摩擦布的使用寿命。此外，由于摩擦布的局部不良会导致在配 向膜上形成的沟槽不良，使得LC分子在配向膜上形成的角度偏离预倾角， 造成LCD显示不良，使得LCD不良品增多，摩擦工艺的品质无法保证，摩 擦工艺的稳定性比较差，生产率低。

实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种摩擦设备，以解决现有技术中摩擦工艺中 摩擦布容易损坏的技术问题，提高摩擦布的寿命，提高摩擦工艺的稳定性， 提高产品品质和生产效率。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种摩擦设备，包括承载平台、用 于在所述承载平台上滚动的滚筒和取送更换基板的传送装置，所述承载平台
相对滚筒做水平移动，所述滚筒表面设置有摩擦布；所述承载平台上设置有 第一承栽面和第二承载面，其中，所述第一承载面用于承放待摩擦基板，所 述第二承载面上设置有用于修复所述摩擦布表面纤维的预摩擦基板。
其中，相对所述第二承载面，所述第一承载面设置在靠近所述传送装置 的位置。在垂直于所述承载平台水平移动的方向上，所述预摩擦基板的尺寸 约等于所述待摩擦基板的尺寸。所述滚筒在所述预摩擦基板上摩擦的时间与 所述传送装置更换新的待摩擦基板所需的时间大致相等。所述预摩擦基板与 所述待摩擦基板之间的距离为50mm 200mm。所述预摩擦基板包括基板本 体，所述基板本体上设置有预摩擦层。进一步地，所述预摩擦层为氧化铟锡 材料层或钼铝合金层。所述预摩擦层的厚度可为200nm~ 1000nm。
本实用新型技术方案中，通过在摩擦设备上设置用于修复摩擦布表面纤 维的预摩擦基板，使得摩擦设备工作中可有效地对摩擦布进行修复和成型， 有效降低了摩擦布的受损程度，提高了摩擦布的使用寿命，同时通过预摩擦 基板对摩擦布进行修复，可有效提高摩擦工艺的稳定性和可靠性，提高产品 品质和生产效率。


图1为现有技术摩擦工艺的示意图2为本实用新型预摩擦设备中应用的预摩擦基板的结构示意图；图3为本实用新型摩擦设备实施例一的结构示意图； 图4为本实用新型摩擦设备实施例二的结构示意图； 图5为滚筒与预摩擦基板的作用时间和纤维成型之间的关系示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。 发明人在实现本实用新型的过程中发现，现有摩擦工艺中的摩擦显示异 常主要由摩擦布不良、TFT或CF基板设计不良和PI材料特性以及设备精度 和清洁度造成的，其中因摩擦布而导致的摩擦显示异常最为突出，约占整个 不良的75%。为此，发明人提供了一种摩擦设备对摩擦工艺中的摩擦布表面 的纤维进行固定和修复，减少摩擦布不良，提高摩擦布的使用寿命和摩擦工 艺的品质。
图2为本实用新型预摩擦设备中应用的预摩擦基板的结构示意图。本实 用新型技术方案中利用预摩擦基板实现对摩擦布的修复，为对本实用新型摩 擦设备有更好的了解，下面对本实用新型摩擦设备实施例中应用的预摩擦基 板进行说明。具体地，如图2所示，预摩擦基板包括基板本体31,基板本体 31上设置有用于修复摩擦布表面纤维的预摩擦层32。其中，基板本体31可 以为玻璃基板，预摩擦层32的厚度可为200nm ~ 1000nm。
实际应用中，预摩擦层32可以为氧化铟锡材料(ITO)层。该氧化铟锡 材料层具有以下优点(1 )氧化铟锡材料层具有较小的高度差，通常单一的 涂层即可使平坦度达到十几纳米的级别；(2)摩擦静电低，电荷不易积累；
(3) 氧化铟锡层的表面张力小，不容易积累碎屑(Particle)，如PI碎屑等；
(4) 氧化铟锡材料具有较强的硬度，氧化铟锡层即使经过上千次的摩擦也不 会产生碎屑或表面划伤，使得预摩擦基板表面可一直保持平滑效果。具体地， 氧化铟锡材料具有以下物理化学特性，其中物理特性为①氧化铟锡材料的 薄膜强度一般为580kg/mm2，大于玻璃的550kg/mm2 ;②氧化铟锡材料与玻璃基板的附着力很强；③氧化铟锡材料薄膜耐磨性好；化学特性为①氧 化锢锡材料耐石威性好，可在5。/。的NaOH溶液中长时间浸泡；②氧化铟锡材 料耐酸性好，25。C环境中，可在6。/。的HCl溶液中长时间浸泡；③氧化铟 锡材料耐有机溶剂，可在丙酮、乙醇、乙醚等有才几溶剂中长时间浸泡。同时， 氧化铟锡材料与玻璃基板的附着力可用拉力实验简单反映，氧化铟锡材料薄 膜的耐磨性可用红粉(Fe203)研磨0.5h,检查膜层是否有划痕、脱落、起皮 现象，检查方块电阻是否发生变化。实际应用中，由于氧化铟锡材料层表面 平滑，具有较小的高度差，因此，摩擦布与表面设置有氧化铟锡材料层的预 摩擦基板作用后，摩擦布表面纤维的弯曲程度一致，变形力度均一，纤维的 取向可得到改善，整体性能得到提高；同时，由于预摩搭t基板表面材料只有 氧化铟锡材料层，具有均一的表面特性，因此，当表面纤维受损后的摩擦布 与该预摩擦基板频繁作用，在平坦表面以及均一表面特性的作用下，摩擦布 表面的纤维可有效得到修复和成型，特别是长时间不间断的修复和成型，纤 维取向性和耐弯曲程度提高，摩擦布的品质和寿命均可得到提高。
此外，预摩擦层也可以为其它材料构成，如钼铝合金层。具体地，根据 实际的需要，可利用各种材料来构成预摩擦层，只要满足预摩擦层具有好的 修复纤维的特性，如摩擦静电低，硬度强以及表面张力小等。
图3为本实用新型摩擦设备实施例一的结构示意图。本实施例摩擦设备 包括承载平台1、用于在承载平台l上滚动的滚筒2和取送更换基板的传送 装置，本实施例中的传送装置具体为机械手4，其中，承载平台l相对于滚 筒2做水平移动，滚筒2表面设置有摩擦布，承载平台1上还设置有第一承 载面11和第二承载面12,第一承载面11用于承载待摩擦基板3，第二承载 面12上设置有预摩擦基板30,该预摩擦基板30用于修复摩擦布表面纤维， 且第一承载面11设置在远离机械手4的位置。具体地，本实施例技术方案中 的预摩擦基板30可为上述图2中所述的预摩擦基板。
实际应用中，由于本实施例承载平台1上设置有用于放置预摩擦基板30的第二承载面12,且预摩擦基板30—直放置在第二承栽面12上，这样，整 个摩擦工艺中，在滚筒2与放置在第一承载面11上的待摩擦基板3作用后， 立即与放置在第二承载面12上的预摩擦基板30作用，当滚筒2与预摩擦基 板30作用后，再用机械手4更换新的待摩擦基板3继续工作。可以看出，整 个摩擦工艺中，不需要频繁的拿取和放置预摩擦基板30,滚筒2与待摩擦基 板3作用后直接与预摩擦基板30作用，从而实现对滚筒2表面设置的摩擦布 进行修复和成型。此外，由图2中预摩擦基板的说明可以看出，本实施例中 的预摩擦基板30的预摩擦层具有较小的高度差和均一的表面特性，因此，摩 擦布与该预摩擦基板30作用后，摩擦布表面受损的纤维会在预摩擦基板30 表面预摩擦层的作用下得到修复和成型，特别是经过长时间不间断的修复和 成型，可有效减少摩擦布的受损程度，提高摩擦布的使用寿命，使得摩擦布 能够达到较好的修复效果。
本实施例技术方案中，通过设置用于固定放置预摩擦基板的第二承载面， 并通过预摩擦基板对摩擦布表面纤维进行修复和成型，有效提高了滚筒表面 摩擦布上纤维的取向性和耐弯曲程度，降低了摩擦布损坏的程度，提高了摩 擦布的使用寿命，同时，也提高了摩擦工艺的稳定性，保证了产品品质，提 高了摩擦的工作效率和产品质量。
图4为本实用新型摩擦设备实施例二的结构示意图。本实施例摩擦设备 包括承载平台1、用于在承载平台l上滚动的滚筒2和取送更换基板的传送 装置，本实施例中的传送装置具体为机械手4，其中，承载平台l相对于滚 筒2做水平移动，滚筒2表面设置有摩擦布，承载平台1上还设置有第一承 载面11和第二承载面12，第一承载面11用于承载待摩擦基板3，第二承载 面12上放置有预摩擦基板30，该预摩擦基板30用于修复摩擦布表面纤维， 且第一承载面11设置在靠近机械手4的位置。具体地，本实施例技术方案中 的预摩擦基板30可为上述图2中所述的预摩擦基板。
实际应用中，由于第一承载面11设置在靠近机械手4的位置，因此，整个摩擦工艺中，第一承载面11位于靠近用于取送更换待摩擦基板3的机械手 4的位置，相对于上述实施例一，本实施例摩擦工艺中，在滚筒2和预摩擦 基板30作用的时间内，机械手4可更换第一承栽面ll上已作用过的待摩擦 基板，当滚筒2表面的摩擦布与预摩擦基板30作用后，即可立即对放置在第 一承载面11上的新的待摩擦基板进行处理。具体地，本实施例中滚筒2在预 摩擦基板30上摩擦的时间与传送装置更换新的待摩擦基板所需的时间大致 相等，这样可以有效提高摩擦设备的利用率和工作效率。
实际应用中，由于上述实施例一中的第一承载面在整个摩擦工艺中设置 在远离机械手的位置，因此，相对于现有摩擦工艺流程，需要对现有的机械 手进行改造，加长机械手的支撑臂，以实现对待摩擦基板的处理，而这不利 于对现有摩擦工艺中的摩擦设备进行转换，增加了摩擦工艺中设备转换的成 本，同时，对机械手进行改造，加长支撑臂，会影响整个摩擦工艺的精度； 而本实施例中，由于将第一承载面设置在靠近机械手的位置，因此不需要对 现有摩擦工艺中的机械手进行改造，在现有摩擦工艺设备的基础上，只要对 摩擦设备进行更换，即可实现对滚筒表面的摩擦布进行修复和成型，减少了 改造设备带来的成本增加以及精度降低的可能性，且由于在滚筒和预摩擦基 板作用的时间内可以更换新的待摩擦基板，因此，可有效减少对摩擦布进行 修复而带来的摩擦工艺时间的增加，降低了摩擦布修复对现有产线生产节拍 (生产时间)的影响。实际应用中，与现有技术摩擦工艺相比，本实施例摩 擦工艺中节拍时间延长低于8%,但是，由于摩擦布寿命的提高，以及产品 品质和工作效率的提高，因此，对整个产线的产量几乎没有影响。
本实施例技术方案在实现上述实施例技术效果的基础上，通过将第一承 载面设置在靠近机械手的位置，预摩擦基板设置在远离机械手的位置，使得 更换摩擦工艺设备更加筒单，降低了更换摩擦工艺设备的成本，提高了摩擦 工艺设备的工作精度，同时，保证了产品的产量，提高了工作效率。
上述各实施例中，在垂直于承载平台水平移动的方向上，预摩擦基板的尺寸约等于待摩擦基板的尺寸。实际应用中，可根据待摩擦基板本身尺寸的 大小，设置合适尺寸的预摩擦基板，具体地，若待摩擦基板为
1100mm*1300mm时，预摩4察基板的长边可设置为1100mm，短边为500mm~ 1100mm，或者，预摩擦基板的长边设置为1300mm，短边为500mm ~ 1300mm, 使得预摩擦基板在垂直于承载平台水平移动的方向上的尺寸等于待摩擦基板 的尺寸。此外，由于实际应用中承载平台的运行速度是每秒钟30mm 80mm， 滚筒的转速为每秒钟800转~ 1600转，为保证摩擦布的修复效果，滚筒通过 预摩擦基板的时间应该足够长，如20s ~ 40s,则在该时间段内滚筒可转过2000 周~ 4500周，滚筒表面摩擦布上的每根纤维可与预摩擦基板进行2000 ~ 4500 次左右的作用，有助于摩擦布表面纤维的固定，取得较好的修复效果，因此， 预摩擦基板的尺寸要尽可能足够大。但是，如果预摩擦基板的尺寸过长，会 使摩擦布修复时间增长，必然增加整个摩擦工艺的时间，降低了产量，如果 预摩擦基板的尺寸过短，又难以起到较好的固定和修复摩擦布表面纤维形貌 的效果。图5为滚筒与预摩擦基板的作用时间和纤维成型之间的关系示意图。 由图5可以看出，实际应用中通过测量摩擦布表面纤维的方位角形貌固定的 程度发现，若滚筒经过预摩擦基板的时间在20s-40s即可达到较好的纤维固 定和修复效果，因此，将预摩擦基板的长边设置为1100mm，短边为500mm~ 1100mm，或者，预摩擦基板的长边设置为1300mm，短边为500mm ~ 1300mm, 以达到较好的纤维固定和^"复效果。
实际应用中，预摩擦基板与待摩擦基板之间的距离可为50mm 200mm。 具体地，实际生产中，由于机械手取放待摩擦基板时，比预摩擦基板长出的 距离为80mm 120inm，因此，将预摩擦基板与待摩擦基板之间的距离可设 置为50mm 200mm，使得滚筒和预摩擦基板作用时，机械手可方便地取放 待摩擦基板，以便为下一次对另一待摩擦基板进行摩擦做好准备，以最大程 度提高产线的工作效率。
此外，上述各实施例中的预摩擦基板也可以为玻璃基板。由于单一的玻璃基板表面也可以达到较小的高度差和均一的表面特性，同样可以达到修复 摩擦布的目的，同时，由于玻璃基板制作更加简单，成本比较低，可有效降 低摩擦工艺中设备的成本。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对 其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域 的普通技术人员应当理解其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或 者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实 用新型技术方案的精神和范围。
ii
权利要求1、一种摩擦设备，包括承载平台、用于在所述承载平台上滚动的滚筒和取送更换基板的传送装置，所述承载平台相对滚筒做水平移动，所述滚筒表面设置有摩擦布；其特征在于，所述承载平台上设置有第一承载面和第二承载面，其中，所述第一承载面用于承放待摩擦基板，所述第二承载面上设置有用于修复所述摩擦布表面纤维的预摩擦基板。
2、 根据权利要求1所述的摩擦设备，其特征在于，相对所述第二承载面， 所述第一承载面设置在靠近所述传送装置的位置。
3、 根据权利要求1所述的摩擦设备，其特征在于，在垂直于所述承载平 台水平移动的方向上，所述预摩擦基板的尺寸约等于所述待摩擦基板的尺寸。
4、 根据权利要求1所述的摩擦设备，其特征在于，所述预摩擦基板为玻 璃基板。
5、 根据权利要求1所述的摩擦设备，其特征在于，所述预摩擦基板包括 基板本体，所述基板本体上设置有预摩擦层。
6、 根据权利要求5所述的摩擦设备，其特征在于，所述预摩擦层为氧化 铟锡材料层或钼铝合金层。
7、 根据权利要求5或6所述的摩擦设备，其特征在于，所述预摩擦层的 厚度为200nrn 1000nm。
8、 根据权利要求1所述的摩擦设备，其特征在于，所述预摩擦基板与所 述待摩擦基板之间的距离为50mm ~ 200mm。
专利摘要本实用新型涉及一种摩擦设备。该摩擦设备包括承载平台、用于在所述承载平台上滚动的滚筒和取送更换基板的传送装置，所述承载平台相对滚筒做水平移动，所述滚筒表面设置有摩擦布；所述承载平台上设置有第一承载面和第二承载面，其中，所述第一承载面用于承放待摩擦基板，所述第二承载面上设置有用于修复所述摩擦布表面纤维的预摩擦基板。本实用新型摩擦设备技术方案可有效对摩擦工艺中的摩擦布进行修复和成型，提高了摩擦布的使用寿命，提高了摩擦工艺的稳定性和可靠性，提高了产品品质和生产效率。
文档编号G02F1/1337GK201429757SQ200920106260
公开日2010年3月24日 申请日期2009年3月18日 优先权日2009年3月18日
发明者宋勇志, 煦 王 申请人:北京京东方光电科技有限公司