《配向膜的固化方法》是精電（河源）顯示技術有限公司於2017年2月28日申請的專利，該專利的公布號為CN106896539B，授權公布日為2018年6月19日，發明人是王艷卿、趙漢華。
《配向膜的固化方法》包括步驟：提供玻璃基板，使用配向膜塗布設備在所述玻璃基板上塗布配向膜溶液；利用傳送機構將塗布有配向膜溶液的玻璃基板送入與所述配向膜塗布設備密封對接的隧道爐內，並將所述玻璃基板依次傳送至排列在所述隧道爐內的預固化加熱區的多個加熱板上加熱以進行預固化；將完成預固化的所述玻璃基板依次傳送到排列至所述隧道爐中的主固化加熱區的多個加熱板上加熱以進行第一階段主固化；將完成第一階段主固化的所述玻璃基板從所述隧道爐送出裝籃後，搬運到焗爐內加熱以進行第二階段主固化，從而完成配向膜的固化。該發明實施例公開的配向膜的固化方法，既可以保證產品品質，又可以提高生產效率。
2020年7月14日，《配向膜的固化方法》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《配向膜的固化方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：配向膜的固化方法
- 申請人：精電（河源）顯示技術有限公司
- 申請日：2017年2月28日
- 申請號：2017101136746
- 公布號：CN106896539B
- 公布日：2018年6月19日
- 發明人：王艷卿、趙漢華
- 地址：廣東省河源市河源大道南128號
- Int.Cl.：G02F1/13(2006.01)I、G02F1/1337(2006.01)I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
在液晶顯示器的結構中，配向膜的主要作用是對液晶分子的錨定作用，使液晶分子沿著設定的方向排列，並保持一定的預傾角，配向膜的製作工藝對液晶顯示器的顯示效果及性能起著關鍵作用。
在液晶顯示器的製作過程中，配向膜塗布後需要經過高溫烘烤，以揮發掉配向膜溶液中的溶劑成份，使配向膜固化粘結在玻璃基板表面。在此過程中，配向膜的固化溫度和時間的設定對液晶顯示器的顯示效果及性能有著重要影響。垂直排列型液晶顯示器由於其高對比度、高可靠性等優異性能已被廣泛套用，然而由於其液晶分子的排列方式不同於扭曲向列型液晶顯示器，垂直排列型液晶顯示器使用的配向膜對固化溫度、時間及環境潔淨度有更高的要求，2017年前行業中配向膜的固化方式主要是通過遂道爐熱板固化或者焗爐固化兩種方式分別進行。
《配向膜的固化方法》的發明人在實施該發明時發現，單獨利用遂道爐熱板進行配向膜的固化時，遂道爐熱板固化可以直接對接配向膜塗布設備，玻璃基板塗配向膜後可以直接經傳送輪進入遂道爐的熱板上加熱，不需要搬運周轉，減少污染。但是，如果配向膜要求的固化時間較長，則需要增加遂道爐的熱板數量，或者增加在每塊熱板上的停留時間。增加熱板數量則需要投入更多的設備和場地，造成成本增加；如果增加在每塊熱板上的停留時間，則會影響產能，導致生產效率降低。而單獨利用進行配向膜的固化時，焗爐相對遂道爐有設備成本低、占用場地少的優勢，固化溫度和時間方便調整，且焗爐空間大，可以批量化生產，效率較高。但使用焗爐則需要將塗布好配向液的玻璃基板裝籃後搬運到焗爐內，由於配向膜在未乾燥時容易吸附異物，其間周轉過程中容易使產品受到污染。
發明內容
專利目的
《配向膜的固化方法》實施例的目的是提供一種配向膜的固化方法，能有效改善配向膜在生產固化過程中的生產效率和品質，既可以保證產品品質，又可以提高生產效率。
技術方案
《配向膜的固化方法》包括步驟：提供玻璃基板，使用配向膜塗布設備在所述玻璃基板上塗布配向膜溶液；利用傳送機構將塗布有配向膜溶液的玻璃基板送入與所述配向膜塗布設備密封對接的隧道爐內，並將所述玻璃基板依次傳送至排列在所述隧道爐內的預固化加熱區的多個加熱板上加熱以進行預固化；將完成預固化的所述玻璃基板依次傳送到排列至所述隧道爐中的主固化加熱區的多個加熱板上加熱以進行第一階段主固化；將完成第一階段主固化的所述玻璃基板從所述隧道爐送出裝籃後，搬運到焗爐內加熱以進行第二階段主固化，從而完成配向膜的固化。
作為上述方案的改進，進行預固化的溫度為30℃～75℃，時間為0.5～3分鐘；進行第一階段主固化的溫度為45℃～215℃，時間為10～15分鐘；進行第二階段主固化的溫度為150～200℃，時間為30～60分鐘。
作為上述方案的改進，排列在所述隧道爐內的預固化加熱區的多個加熱板以及排列在所述隧道爐內的主固化加熱區的多個加熱板均連線溫控器，通過溫控器控制每一所述加熱板的溫度。
作為上述方案的改進，排列在所述隧道爐內的預固化加熱區的多個加熱板為四塊，溫度依次控制為30℃、40℃、75℃、70℃。
作為上述方案的改進，將所述玻璃基板置於預固化加熱區的每一所述熱板的時間均為24秒。
作為上述方案的改進，排列在所述隧道爐內的主固化加熱區的多個加熱板為十五塊，溫度依次控制為105℃、130℃、150℃、180℃、200℃、212℃、213℃、211℃、210℃、215℃、210℃、200℃、150℃、100℃、45℃。
作為上述方案的改進，將所述玻璃基板置於所述主固化加熱區的每一加熱板的時間均為48秒。
作為上述方案的改進，通過控制器設定所述焗爐內溫度為180℃，對所述玻璃基板的加熱時間為60分鐘。
作為上述方案的改進，所述傳送機構為傳動輪或機械臂。
作為上述方案的改進，在所述玻璃基板上塗布的所述配向膜溶液的厚度均勻且為550埃。
改善效果
與2017年2月之前的技術相比，《配向膜的固化方法》公開的配向膜的固化方法通過傳送機構將塗布有配向膜溶液的玻璃基板送入所述配向膜塗布設備密封對接的隧道爐內，並先將所述玻璃基板依次傳送至排列在所述隧道爐內的預固化加熱區的多個加熱板上加熱以進行預固化，然後將完成預固化的所述玻璃基板依次傳送到排列至所述隧道爐中的主固化加熱區的多個加熱板上加熱以進行第一階段主固化，最後將完成第一階段主固化的所述玻璃基板從所述隧道爐送出裝籃後，搬運到焗爐內加熱以進行第二階段主固化，從而完成配向膜的固化。可見，該發明是採用隧道爐熱板固化和焗爐固化結合的方式來實現配向膜的整個固化過程，其中採用遂道爐熱板對塗布配向膜液後的玻璃基板進行預固化和第一階段主固化，因遂道爐是直接對接配向膜塗布設備且完全封閉，可以保證配向膜在初始固化過程中的環境潔淨度，有效避免配向膜固化初期受到環境污染，降低異物污染造成的不良，以保證品質；然後再用焗爐對大批量玻璃基板進行第二階段主固化，彌補遂道爐熱板固化時間的不足，有效提高生產效率。因此，該發明能夠有效配向膜在2017年2月之前的生產固化過程中無法兼顧生產效率和品質的問題，實施該發明既可以保證產品品質，又可以提高生產效率。該發明尤其適用於垂直排列型液晶顯示器的配向膜的生產固化過程。
附圖說明
圖1是《配向膜的固化方法》實施例中一種配向膜的固化方法的流程步驟示意圖。
圖2是該發明實施例中一種配向膜的固化方法的流程走向示意圖。
圖3是實施該發明實施例中一種配向膜的固化方法的隧道爐的結構示意圖。
圖4是實施該發明實施例中一種配向膜的固化方法的焗爐的結構示意圖。
技術領域
《配向膜的固化方法》涉及液晶面板的生產技術領域，尤其涉及一種配向膜的固定方法。
權利要求
1.一種配向膜的固化方法，其特徵在於，包括步驟：提供玻璃基板，使用配向膜塗布設備在所述玻璃基板上塗布配向膜溶液；利用傳送機構將塗布有配向膜溶液的玻璃基板送入與所述配向膜塗布設備密封對接的隧道爐內，並將所述玻璃基板依次傳送至排列在所述隧道爐內的預固化加熱區的多個加熱板上加熱以進行預固化；將完成預固化的所述玻璃基板依次傳送到排列至所述隧道爐中的主固化加熱區的多個加熱板上加熱以進行第一階段主固化；將完成第一階段主固化的所述玻璃基板從所述隧道爐送出裝籃後，搬運到焗爐內加熱以進行第二階段主固化，從而完成配向膜的固化。
2.如權利要求1所述的配向膜的固定方法，其特徵在於：進行預固化的溫度為30℃～75℃，時間為0.5～3分鐘；進行第一階段主固化的溫度為45℃～215℃，時間為10～15分鐘；進行第二階段主固化的溫度為150～200℃，時間為30～60分鐘。
3.如權利要求1所述的配向膜的固定方法，其特徵在於：排列在所述隧道爐內的預固化加熱區的多個加熱板以及排列在所述隧道爐內的主固化加熱區的多個加熱板均連線溫控器，通過溫控器控制每一所述加熱板的溫度。
4.如權利要求1～3任一項所述的配向膜的固定方法，其特徵在於：排列在所述隧道爐內的預固化加熱區的多個加熱板為四塊，溫度依次控制為30℃、40℃、75℃、70℃。
5.如權利要求4所述的配向膜的固定方法，其特徵在於：將所述玻璃基板置於預固化加熱區的每一所述熱板的時間均為24秒。
6.如權利要求1～3任一項所述的配向膜的固定方法，其特徵在於：排列在所述隧道爐內的主固化加熱區的多個加熱板為十五塊，溫度依次控制為105℃、130℃、150℃、180℃、200℃、212℃、213℃、211℃、210℃、215℃、210℃、200℃、150℃、100℃、45℃。
7.如權利要求6所述的配向膜的固定方法，其特徵在於：將所述玻璃基板置於所述主固化加熱區的每一加熱板的時間均為48秒。
8.如權利要求1或2所述的配向膜的固定方法，其特徵在於：通過控制器設定所述焗爐內溫度為180℃，對所述玻璃基板的加熱時間為60分鐘。
9.如權利要求1所述的配向膜的固定方法，其特徵在於：所述傳送機構為傳動輪或機械臂。
10.如權利要求1所述的配向膜的固定方法，其特徵在於：在所述玻璃基板上塗布的所述配向膜溶液的厚度均勻且為550埃。
實施方式
參見圖1和圖2，圖1是《配向膜的固化方法》實施例中一種配向膜的固化方法的流程步驟示意圖。圖2是該發明實施例中一種配向膜的固化方法的流程走向示意圖。該實施例提供的一種配向膜的固化方法包括步驟S101～S104：
S101、提供玻璃基板，使用配向膜塗布設備在所述玻璃基板上塗布配向膜溶液。
其中，在此必需先說明的是，提供的玻璃基板在進入配向膜塗布設備塗布配向膜溶液製程之前已完成其他先前製程。
玻璃基板可以是薄膜電晶體基板或彩色濾光片基板，玻璃基板一般情況下包括非顯示區域和顯示區域。
在該步驟中，所述配向膜塗布設備可採用噴塗設備，通過噴塗設備或其他方式將適量的配向膜溶液滴入所述玻璃基板的顯示區域內，並通過其他部件（例如干涉板）使所述玻璃基板的顯示區域上的配向膜溶液快速均勻擴散。其中，在所述玻璃基板上塗布的所述配向膜溶液的厚度均勻且為550埃。
S102、利用傳送機構將塗布有配向膜溶液的玻璃基板送入與所述配向膜塗布設備密封對接的隧道爐內，並將所述玻璃基板依次傳送至排列在所述隧道爐內的預固化加熱區的多個加熱板上加熱以進行預固化。
S103、將完成預固化的所述玻璃基板依次傳送到排列至所述隧道爐中的主固化加熱區的多個加熱板上加熱以進行第一階段主固化。
其中，步驟S102和S103用於實現玻璃基板上塗布的所述配向膜溶液的預固化和第一階段主固化，均在隧道爐內進行。因遂道爐是直接對接配向膜塗布設備且完全封閉，採用遂道爐熱板對塗布配向膜液後的玻璃基板進行預固化和第一階段主固化，可以保證配向膜在初始固化過程中的環境潔淨度，有效避免配向膜固化初期受到環境污染。
其中，隧道爐的結構如圖3所示，隧道爐包括密封的固化腔室2，該固化腔室1包括從隧道爐入口到隧道爐出口的方向上依次設定的預固化加熱區21和主固化加熱區22。利用傳送機構將玻璃基板100從配向膜塗布設備通過隧道爐入口直接送入隧道爐，並依次經過預固化加熱區21、主固化加熱區22後通過該隧道爐出口送出。其中，預固化加熱區21在傳送機構的輸送方向上排列多個加熱板211，在該實施例中，例如，在預固化加熱區21中設定四個加熱板211，每個加熱板通過上加熱板和下加熱板構成。主固化加熱區22在傳送機構的輸送方向上排列多個加熱板221，在該實施例中，例如，在預固化加熱區21中設定15個加熱板221，每個加熱板通過上加熱板和下加熱板構成。另外，排列在所述隧道爐內的預固化加熱區21的多個加熱板211以及排列在所述隧道爐內的主固化加熱區22的多個加熱板221均連線溫控器（圖未示），通過溫控器控制每一所述加熱板（211、221）的表面溫度。
具體實施時，先通過傳送機構將塗布有配向膜溶液的玻璃基板送入與所述配向膜塗布設備密封對接的隧道爐內的預固化加熱區21進行預固化，使玻璃基板依次經過預固化加熱區21的每個加熱板211（具體置於每個加熱板211的上加熱板和下加熱板之間）進行加熱。
在該步驟中，對塗覆所述玻璃基板的配向膜溶液進行預固化，預固化的目的是為了使部分的配向膜溶液進行反應，可較好地固定在所述玻璃基板上。可選的，所述進行預固化的溫度為30℃～75℃，時間為0.5～3分鐘。進一步的，例如，在預固化加熱區21中設定四個加熱板211，通過溫控器控制所述四個加熱板211的溫度（沿傳送機構方向）分別為30℃、40℃、75℃、70℃，並通過傳送機構控制所述玻璃基板經過及停留在每一所述加熱板211的時間為24秒，從而完成玻璃基板上的配向膜溶液的預固化。
可以理解的是，該領域技術人員可根據實際的反應情況在上述範圍內確定具體的預固化條件的溫度和時間。
接著，繼續通過傳送機構將完成預固化的所述玻璃基板送到所述隧道爐中的主固化加熱區22進行第一階段主固化，使玻璃基板依次經過主固化加熱區22的每個加熱板22（具體置於每個加熱板221的上加熱板和下加熱板之間）進行加熱。
在該步驟中，對完成預固化的所述玻璃基板的配向膜溶液進行第一階段主固化，第一階段主固化的目的是為了通過高溫使配向膜溶液中的溶劑成分揮發掉，使配向膜基本能夠固化粘結在所述玻璃基板的表面上。可選的，所述進行第一階段主固化的溫度為45℃～215℃，時間為10～15分鐘。進一步的，例如，在預固化加熱區21中設定15個加熱板221，通過溫控器控制所述15個加熱板221的溫度（沿傳送機構方向）分別為105℃、130℃、150℃、180℃、200℃、212℃、213℃、211℃、210℃、215℃、210℃、200℃、150℃、100℃、45℃，並通過傳送機構控制所述玻璃基板經過及停留在每一所述加熱板221的時間為48秒，從而完成玻璃基板上的配向膜溶液的第一階段主固化。
在該步驟中，可以理解的是，該領域技術人員可根據實際的反應情況以及配向膜的類型在上述範圍內確定具體的第一階段主固化條件的溫度和時間。
可見，步驟S102～S103通過傳送機構將塗布有配向膜溶液的玻璃基板送入與所述配向膜塗布設備密封對接的隧道爐內，並依次送入隧道爐內的預固化加熱區和主固化加熱區的不同加熱板進行加熱，完成配向膜溶液的預固化和第一階段主固化，並通過傳送機構將完成配向膜溶液的預固化和第一階段主固化的玻璃基板從所述隧道爐送出以裝籃。其中，所述傳送機構為傳動輪或機械臂。
S104、將完成第一階段主固化的所述玻璃基板從所述隧道爐送出裝籃後，搬運到焗爐內加熱以進行第二階段主固化，從而完成配向膜的固化。
在步驟中，將完成配向膜溶液的預固化和第一階段主固化的玻璃基板從所述隧道爐送出以裝籃後，搬運到焗爐內加熱以進行第二階段主固化，在該第二階段主固化，可對玻璃基板進行大批量的加熱操作，從而提高生產效率。
如圖4所示，該實施例採用的焗爐是一種大型的電加熱烘箱，包括爐體31、設定在爐體內腔的用於支撐玻璃基板100進行加熱的支撐鐵欄32以及設於爐體內壁上用於對爐體內腔的溫度進行加熱的加熱元件33。其中，爐內溫度和運行時間可以通過控制器（圖未示）進行設定。利用圖4所示的焗爐可以對玻璃基板上的配向膜完成第二階段的主固化。
具體實施時，將從隧道爐送出並裝籃後的玻璃基板放入到焗爐的支撐鐵欄32上，然後通過控制器控制所述焗爐內的溫度以及對所述玻璃基板的加熱時間以對玻璃基板進行加熱，從而完成第二階段主固化。其中，第二階段主固化的溫度可設定為150～200℃，時間為30～60分鐘。例如，可通過控制器設定所述焗爐內溫度為180℃，對所述玻璃基板的加熱時間為60分鐘。
在該步驟中，對完成預固化及第一階段主固化的所述玻璃基板的配向膜溶液進行第二階段主固化，第二階段主固化的目的是為了通過大批量高溫烘烤使配向膜溶液中的溶劑成分充分發揮掉，使配向膜能夠完全固化粘結在所述玻璃基板的表面上。
在該步驟中，可以理解的是，該領域技術人員可根據實際的反應情況以及配向膜的類型在上述範圍內確定具體的第二階段主固化條件的溫度和時間。
榮譽表彰
2020年7月14日，《配向膜的固化方法》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
