液晶取向层的制作装置及方法
【专利摘要】本发明公开一种液晶取向层的制作装置及方法，为解决现有的液晶取向层的制作过程中，取向液的扩散完全取决液体自身的流动性而导致的液晶取向层出现点、线、面的不良，从而导致形成的液晶显示器的显示不良而设计。所述液晶取向层的制作装置包括用以在基板上涂覆取向液的喷涂装置，以及用以向所述取向液发射超声波的超声波发射器。本发明所述的液晶取向层的制作装置及方法，通过超声波的机械作用以及空化作用，克服了基板表面的不平整导致的取向液扩散阻力大的问题，同时使得取向液的溶质在溶剂中均匀分散，从而形成了性能良好的液晶取向层。
【专利说明】液晶取向层的制作装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及显示领域，尤其涉及液晶显示装置的液晶取向层的制作装置及方法。【背景技术】
[0002]液晶显示器通常包括相对设置的彩膜基板和阵列基板。在所述彩膜基板以及阵列基板之间还设有液晶分子层。所述彩膜基板和阵列基板在朝向液晶分子的一侧通常设有液晶取向层。现有的制作所述液晶取向层的工艺如下:
[0003]通过喷墨工艺将取向液通过喷头滴到基板上，取向液在重力、表面张力以及与基板之间侵润度的作用下，在基板上扩散成膜，再通过固化所述取向液，从而形成液晶取向层。
[0004]上述方法中，取向液的扩散完全取决取向液在重力、表面张力以及与基板之间的侵润度，由于基板本身与取向液之间的浸润度、基板表面的平整度不够以及取向液中的溶质在溶剂中分散的不均匀，很容易造成形成的液晶取向层出现点、线、局部不良。而在实际过程中，不管是阵列基板还是彩膜基板上，在形成液晶取向层之前都形成了很多用于显示的结构，这些结构导致基板的表面出现不平整，且越是高分辨率的显示器，则基板在形成液晶取向层之如的平整度就越差。
[0005]综合上述，提供一种可以避免上述问题而形成性能质量良好的液晶取向层是急需解决的问题。
【发明内容】
[0006](一)发明目的
[0007]针对上述问题，本发明旨在提供一种能使取向液在不平整的基板上均匀涂布，且使取向液中的溶质充分均匀分散在溶剂中，以形成高性能的液晶取向层的制作装置及方法。
[0008](二)技术方案
[0009]为达上述目的，本发明液晶取向层的制作装置，包括用以在基板上涂覆取向液的喷涂装置，以及用以向所述取向液发射超声波的超声波发射器。
[0010]优选地，
[0011 ] 沿与所述基板平行的方向，所述超声波发射器设置在所述喷涂装置的至少一侧。
[0012]优选地，沿与所述基板平行的方向，所述喷涂装置相对的两侧均固设有所述超声波发射器。
[0013]优选地，所述超声波发射器位于所述喷涂装置的一侧；所述制作装置还包括用以所述超声波发射器绕所述喷涂装置旋转的旋转器。
[0014]优选地，所述超声波发射器固设在所述喷涂装置的一侧；所述制作装置还包括用以使所述超声波发射器以及所述喷涂装置旋转的旋转设备。
[0015]为达上述目的，本发明液晶取向层的制作方法，包括:[0016]在基板上涂覆取向液；
[0017]向所述取向液施加超声波。
[0018]进一步地，在向所述取向液施加超声波之后，还包括采用紫外线或高温固化所述取向液，以形成液晶取向层。
[0019]进一步地，所述超声波的频率范围为40?130khz。
[0020]进一步地，所述在基板上涂覆取向液的同时向所述取向液施加超声波。
[0021]进一步地，
[0022]在基板上涂覆取向液，且在所述取向液涂覆完成后，向所述取向液施加超声波。
[0023]进一步地，所述基板为阵列基板或彩膜基板。
[0024](三)本发明液晶取向层制作装置及方法的有益效果
[0025]本发明液晶取向层制作方法及装置，通过向涂覆在基板上的液晶取向液施加超声波，使取向液在超声波的机械和空化作用下，克服基板不平整造成的阻力，在基板上均匀扩散，且同时使取向液中的溶质充分溶解在溶剂中，从而可以形成性能良好的液晶取向层。避免了取向液因基板的凹凸不平导致取向液扩散不好、使形成的液晶取向层的厚薄不均、进而导致液晶取向时杂乱无章，从而形成暗点、色斑、点线面的不良，同时取向液中的溶质更加均匀的溶解在溶剂中，从而使得取向液的均一性较好，从而使得形成的液晶取向层的均一性也更好。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明实施例二所述的液晶取向层的制作装置制作液晶取向层时的示意图之一；
[0027]图2为本发明实施例二所述的液晶取向层的制作装置制作液晶取向层时的示意图之二 ；
[0028]图3为图2所示的液晶取向层的制作装置的俯视结构示意图；
[0029]图4为本发明实施例一所述的液晶取向层制作方法流程示意图；。
【具体实施方式】
[0030]下面结合说明书附图以及实施例对本发明做进一步的说明。
[0031]实施例一:
[0032]本实施例所述液晶取向层的制作装置，包括用以涂覆取向液的喷涂装置以及用以向涂覆后取向液发射超声波的超声波发射器。
[0033]本实施例所述的液晶取向层的制作装置，在传统的设备中增加了超声波发射器，用以使取向液均匀分散在基板上，且使取向液中的溶质均匀分散在溶剂中。在具体的实施过程中所述喷涂装置与所述超声波发射器为分离设置，也可以是不分离设置。在具体的实施过程中所述超生波发射器优选设置在所述喷涂装置的喷头其中的一侧。
[0034]具体的如图1所示，本实施例所述的液晶取向层的制作装置包括相互分离的喷涂装置130以及超声波发射器140。所述喷涂装置130在基板110以及基板120上滴上取向液液滴160，所述超声波发射器140产生超声波并向取向液发射超声波，使取向液平坦的均匀的分散在基板上。如图1中170表示的为经过超声波作用后的液晶取向液的形态。在具体的实施过程中，可以将喷涂装置和超声波发射器分布在相邻的工位上，且超声波位于所述喷涂装置的下一工位，所述基板在传输带或传输机台的作用下，顺序经过所述设有喷涂装置以及超声波发射器的工位，从而完成了取向液的涂覆以及超声波处理。
[0035]采用上述结构，所述液晶取向层的制作装置保持静止，通过传输基板实现制作装置与阵列基板间相对运动，从而在传统装置的基础上进行的改进少，从而实现简便。
[0036]在具体的实施过程中，所述超声波发射器还可以与所述喷涂装置接触设置，具体的包括以下几种方式:
[0037]所述超声波发射器设置在所述喷涂装置的至少一侧。采用这种结构时，所述喷涂装置在前方喷涂将取向液喷涂出，所述超声波发射器就在后方发射超声波，从而实现边涂覆边超声作用于取向液。当仅所述喷涂装置的一侧设有所述超声波发射器，则基板与液晶取向层的制作装置的相对运动方向仅能是一个方向，但是由于超声波发射器的数目少，从而节省了设备成本。
[0038]当所述喷涂装置的相对两侧都固设有所述超声波发射器则所述基板与液晶取向层的相对运动方向包括两个方向，当控制所述液晶取向液的制作装置相对于所述基板运动时，当一块基板完成所述取向液的涂覆以及超声波的作用后空出工位，开始对后一块基板涂覆所述取向液。所述液晶取向层的制作装置可以从当前位置开始工作，而无需回复到基板的另一侧开始工作，从而提高了工作效率。具体的如图2-图3所示，所述液晶取向层的制作装置包括喷涂装置240以及固定连接在喷涂装置240两侧的超声波发射器251、252。当前所述液晶层的制作装置与所述基板的相对运动方向为如箭头260所标注的方向，则当前处于工作状态的超声波发射器为251，其产生并发射超声波250。所述喷涂装置240喷涂所述取向液220液滴，所述液滴在超声波250的作用下，形成了取向液膜230。
[0039]在具体的实施过程中，当所述超声波发射器是活动连接在所述喷涂装置的一侧时，同样的可以实现从基板的两侧开始进行取向液的滴出以及超声波作用，具体如下:
[0040]第一种:所述超声波发射器仅位于所述喷涂装置的一侧；所述制作装置还包括用以所述超声波发射器绕所述喷涂装置旋转的旋转器。在具体实现过程中，所述超生波发射器可以绕所述喷涂装置向下或向上旋转180，从一侧旋转至该侧的相对侧。具体的所述旋转器可以是包括一个环绕在所述喷涂装置外围的旋转导轨、所述超声波发射器悬挂在所述旋转导轨下方，所述超声波发射器在驱动装置的作用下可以绕所述喷涂装置运动。具体的所述驱动装置可以是旋转马达。采用上述结构，既省却了一套超声波发射器，同时所述液晶取向层的制作装置可以从基板的至少两个方向开始工作。
[0041]第二种，所述超声波发射器固设在所述喷涂装置的一侧；所述制作装置还包括用以使所述超声波发射器以及所述喷涂装置旋转的旋转设备。在本实施例将喷涂装置以及超声波发射器一同旋转，具体的所述旋转设备可以是可旋转的机械手臂等结构。同样的，上述结构既省却了一套超声波发射器，同时所述液晶取向层的制作装置可以从基板的至少两个方向开始工作。
[0042]综合上述，本实施例所述的液晶取向层的制作装置制作出的液晶取向层，具有均一性好等优点。
[0043]实施例一:
[0044]本实施例液晶取向层的制作方法包括:[0045]在基板上涂覆取向液；
[0046]向所述取向液施加超声波。
[0047]超声波通常为频率在20千赫兹以上的声波，具有方向性、穿透能力强、在液体中较人耳可听到声波的传播速度快的优点，且在具体的实现过程中，所述超声波具有很强的机械作用和空化作用。
[0048]所述机械作用表现在超声波的声波在传输过程中具有很强的震动作用，从而可以通过机械作用的震动为取向液在不平整的基板表面跨越阻力均匀分散提供了动力，同时使取向液中的溶质在溶剂中分散更加均匀。
[0049]所述空化作用是由于超声波的作用下，使取向液内部产生很多由气体形成的小气泡。产生小气泡的原因有:
[0050]第一:取向液内部在超声波的作用下，出现局部拉应力而形成负压，压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和，进而气体溢出，从而形成小气泡；
[0051]第二:强大的拉应力大于液体分子之间的内聚力，从而拉扯出现“撕裂”形成了一部分空洞实现空化。
[0052]空化作用形成的小气泡在破裂的时候会产生很高的瞬时压力，从而产生了很强的机械作用，增强溶液分子扩散的作用，小气泡的破裂同时也会作用于溶质，将聚集的溶质打散，促使溶质更好的溶解于溶剂中。
[0053]综上所述，超声波用于液晶取向层的制作，具有以下好处:通过机械作用以及空化作用，从而能使取向液很好的克服了基板表面不平整，从而在基板上扩散更加均匀，从而形成均一性良好的取向层，进而不会出现取向层局部过厚，局部厚度不够的问题。同时在超声波的震动作用下，取向液中的溶质更加均匀的分散在溶剂中从而形成的各处的取向层的均
一性更好。
[0054]在具体的实施过程中，在所述超声波作用后，需要固化所述取向液，固化的方法包括多种，具体如风干。但是为了加速固化以提高生产效率，在本实施例中优选采用紫外线固化或高温固化。
[0055]具体的实施过程至少包括以下两种实施方式:
[0056]实施方式一，如图4所示，本实施例提供的所述液晶取向层制作方法包括:
[0057]步骤S1:在基板上涂覆取向液；
[0058]步骤S2:在整个基板完成取向液的涂覆后向所述取向液施加超声波。
[0059]此外还包括步骤S3:固化所述取向液形成取向层。在具体制作时可以采用实施例一中图1中所述的装置实现。
[0060]所述液晶取向层可以是位于阵列基板上的或位于彩膜基板上的液晶取向层。
[0061]实施方式二，本实施例提供的所述液晶取向层制作方法包括:
[0062]步骤A:在基板上涂覆取向液；
[0063]步骤B:向所述取向液施加超声波；
[0064]且步骤A和步骤B同步进行。在具体的制作过程中，可以采用如图2-图3所述的制作装置来实现。
[0065]在具体的制作过程中，所述超声波的频率范围40?130khz。。通常所述超声波可以是 41khz、45khz、60khz、80khz、85khz、90khz、95khz、lOOkhz、I lOkhz、120khz、125khz。在本实施例中所述超声波的频率不低于40khz不高于130khz。上述频率的超声波机械作用以及空化作用都很强，且产生较为简单且成本低。
[0066]在具体的实现过程中，通常对所述取向液施加超声波的时间为不低于ls，具体的可以是1.5s、2s、3s等具体的参数。超声波作用的时间需要根据基板的平整度、取向层均一性要求进行设置。当采用实施方式二时可以通过控制制作装置与基板的相对运动速度来实现超声波作用时间的控制。
[0067]实施方式一和实施方式二中所述基板可以是任一用于液晶显示装置中的基板，具体的可以是彩膜基板或阵列基板；彩膜基板为设置有色阻层的基板，阵列基板为设置有像素电极以及薄膜晶体管的基板。
[0068]综合上述本实施例所述的液晶取向层的制作方法，相对于现有的液晶取向层的制作方法，通过超生波的机械和空化作用使得取向液在基板涂覆的更加均匀且取向液内溶质分布更加均匀，从而提高了取向层的品质，避免了局部过厚、局部过薄，局部溶质堆积以及局部溶质稀疏导致的取向层性能差的问题，进而避免了形成的液晶显示装置的因取向层的导致的显示不良。
[0069]以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
【权利要求】
1.一种液晶取向层的制作装置，其特征在于，包括用以在基板上涂覆取向液的喷涂装置，以及用以向所述取向液发射超声波的超声波发射器。
2.根据权利要求1所述的液晶取向层的制作装置，其特征在于， 沿与所述基板平行的方向，所述超声波发射器设置在所述喷涂装置的至少一侧。
3.根据权利要求2所述的液晶取向层的制作装置，其特征在于，沿与所述基板平行的方向，所述喷涂装置相对的两侧均固设有所述超声波发射器。
4.根据权利要求2所述的液晶取向层的制作装置，其特征在于，所述超声波发射器位于所述喷涂装置的一侧；所述制作装置还包括用以使所述超声波发射器绕所述喷涂装置旋转的旋转器。
5.根据权利要求2所述的液晶取向层的制作装置，其特征在于，所述超声波发射器固设在所述喷涂装置的一侧；所述制作装置还包括用以使所述超声波发射器以及所述喷涂装置旋转的旋转设备。
6.—种液晶取向层的制作方法,其特征在于,包括: 在基板上涂覆取向液； 向所述取向液施加超声波。
7.根据权利要求6所述的液晶取向层的制作方法，其特征在于，在向所述取向液施加超声波之后，还包括采用紫外线或高温固化所述取向液，从而形成液晶取向层。
8.根据权利要求6或7所述的液晶取向膜的制作方法，其特征在于，所述超声波的频率范围为40?130khz。
9.根据权利要求6或7所述的液晶取向膜的制作方法，其特征在于，所述在基板上涂覆取向液的同时向所述取向液施加超声波。
10.根据权利要求6或7所述的液晶取向膜的制作方法，其特征在于， 在基板上涂覆取向液，且在所述取向液涂覆完成后，向所述取向液施加超声波。
11.根据权利要求6或7所述的液晶取向膜的制作方法，其特征在于，所述基板为阵列基板或彩膜基板。
【文档编号】G02F1/1333GK103454811SQ201310415258
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】任锦宇, 王丹, 马国靖, 胡腾腾, 刘晓娜 申请人:京东方科技集团股份有限公司, 北京京东方显示技术有限公司