可调节贴附机构的设计与应用
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摘 要：贴附机构是中大尺寸液晶玻璃偏光片贴附设备中的关键机构，贴附机构的结构合理性对贴附产品的品质有着至关重要的作用。可调节贴附机构的结构设计及关键零件的选材、加工工艺都有独特要求，以确保其在品质上具有可控制的弹性变形及一定的硬度，并达到相应的防静电要求，保证生产过程中贴附压力的精确控制及贴附产品的一致性。
关键词： 可调节机构；弹性变形；静电防治
中图分类号：TN949.199 文献标识码：B
Design of Adjustable Attaching Mechanism
YU Bai-ling, LI Jiang, SUN Bei-bei, CHEN Guo-shu
(CETC No.2 Research Institute, Taiyuan Shanxi 030024, China)
Abstract: The adjustable attachment mechanism is the key mechanism in the large size liquid crystal glass polarizer attached equipment. Rationality of the structure plays an important role in the attached product quality. Design of adjustable attaching mechanism structure, selection of key parts and process craftwork have unique requirements, to ensure its quality can be controlled elastic deformation and a certain degree of hardness, and reaches the corresponding requirements of anti-static, ensure the production process is attached to the precise control of pressure and the attached product consistency.
Keywords: adjustable mechanism; elastic deformation; electrostatic prevention
引 言
在LCD产品的生产中，偏光片的贴附是非常重要的生产环节，对LCD产品的整体质量来说至关重要，贴附设备的可操作性及人性化设计将直接影响到贴附环节产品的质量。贴附机构作为贴附设备的关键机构，是产品质量最关键的保证机构。随着市场对LCD产品质量要求的不断提高，贴附机构技术也不断创新。可调节贴附机构可以对贴附压力实现精确控制，充分保证产品的一致性，具有很大的发展潜力。
1 可调节机构的结构
为了保证贴附产品的品质，使良品率达到一定的要求，贴附机构的合理性至关重要，贴附机构设计得不合理会导致贴合出的产品产生气泡、色斑、偏位等等诸多不良。
1.1 气泡、色斑、偏位对LCD产品的影响
偏光片气泡是指将偏光片贴附于液晶玻璃表面时，由于贴附环境中的灰尘、纤维等污染物落入LCD表面、贴附工艺以及贴附方式等因素，在偏光片与液晶玻璃表面之间残留的气体。偏光片偏位由两种原因造成，一种是偏光片在定位的过程中出现定位偏差，导致偏光片贴附移位；二是在贴附过程中，贴附压力过大或者贴附压力不均匀导致贴附移位。偏光片色斑的产生是由于贴附平台平面度达不到标准或者贴附辊轮的直线度达不到标准而造成的贴附压力不均匀，贴附过程中压力的不均匀会造成显示器工作时画面中出现不均匀的块状颜色。
气泡、偏位、色斑都会对LCD液晶显示屏的质量造成影响，重点体现在显示器的显示效果上。在生产过程中要采取措施，进行防治。
1.2 可调节贴附机构
可调节贴附机构如图1所示，包含如下几个部分：贴附辊轮、加强辊轮、调节机构、调节螺钉等。贴附机构整体可以进行上下运动，通过气缸来完成，并有导轨进行导向，贴附压力的控制是通过控制气缸下行的压力来实现的，机构的两侧安装有百分表，精确调节贴附机构的下降高度以及相对于贴附平台的平行度。
偏光片与玻璃基板对好位后，依靠辊轮的滚动和挤压动作来完成贴附，如图2所示。在贴附过程中，贴附辊轮会由于受力而导致弯曲，通过加强辊轮来限制贴附辊轮，从而保证贴附辊轮的直线度，加强辊轮的限制作用是通过调节机构来实现的。图1中的调节螺钉5是粗调贴附机构与贴附平台之间的平行度，限位螺钉4可以微调贴附机构与贴附平台之间的平行度。
2 压力与弹性变形
贴附辊轮是可调节贴附机构的关键零件，其品质的好坏将直接影响贴附产品的质量，贴附辊轮的硫化胶层对贴附压力的精确控制和贴附产品的品质有着至关重要的影响。硫化胶层的厚度、材料、加工性能及防静电性能是影响其功能实现的主要因素。图3所示为贴附辊轮结构示意图。
2.1 硫化橡胶
硫化橡胶又称熟橡胶，是胶料经硫化加工后的总称。硫化后生胶内形成空间立体结构，具有较高的弹性、耐热性、拉伸强度和在有机溶剂中的不溶解性等。
在制作过程中，硫化是最后一道加工工序，也是最关键的一道工序。在这道工序中，橡胶经过一系列复杂的化学反应，由线型结构变成体型结构，失去了混炼胶的可塑性，具有了交联橡胶的高弹性，获得了优良的物理机械性能。硫化橡胶的制作采用真空浇注工艺，确保其在品质上具有可控制的弹性变形及一定的硬度要求，使其具有良好的加工性能，能够加工制作成有一定精度的零件，并达到相应的防静电要求。
2.2 硫化胶层的弹性变形
硫化橡胶层的弹性变形对可调节贴附机构贴附压力的控制有着至关重要的影响。压缩永久变形是硫化橡胶的重要性能指标之一，硫化橡胶压缩永久变形的大小，涉及到硫化橡胶的弹性与恢复。硫化橡胶只有具备足够的弹性变形量和良好的变形恢复能力，才能充分保证偏光片与液晶玻璃基板的贴附工艺，减少气泡、色斑和偏位的产生。此外，硫化橡胶层的变形要均匀，否则会出现不同部位贴附压力不一致的情况，影响贴附质量。
2.3 硫化胶层厚度的确定
硫化胶层的厚度决定了本身弹性变形的大小、变形恢复能力的强弱，同时也影响了贴附机构贴附压力的大小。硫化橡胶层厚度的确定主要考虑以下两个方面：一是要根据偏光片的大小和产品的工艺要求，确定贴附设备的贴附压力，将贴附压力与一定厚度的硫化橡胶的弹性变形所产生的应力值进行比对，确定硫化橡胶的厚度；二是要考虑机构的结构设计，有没有足够的安装空间去容纳一定厚度的硫化橡胶层，不要与其它机构或者零件造成干涉。
2.4 线状气泡的产生与消除
线状气泡是偏光片贴附过程中产生的一种很难消除的气泡，因为其成线状排列，并且极其微小，很多情况下肉眼都难以发现。线状气泡产生的位置一般在偏光片的边缘，贴附辊轮下落的位置。线状气泡产生的原因有很多，比如贴附辊轮下落的位置和速度、贴附压力的大小、产品的材质等因素。线状气泡一旦产生是很难消除的，现在生产工艺中通常使用的方法是在专业的除泡设备中进行，在一定的温度和压力下保持一段时间以后就会将残留的气泡消除干净，从而达到消除气泡提高液晶显示器件显示效果的目的。更多时候难以消除的线状气泡只能在贴附过程中进行控制，通过调节贴附机构的压力、速度、贴附位置等来避免线状气泡的产生。
3 静电控制
液晶显示器的结构示意图如图4所示，制造过程中持续地将电子元件制作在基材上，基材被不断地摩擦、移动、吸附、加压、分离而持续产生静电。由于玻璃基材的特性，静电散逸速度很慢，且需要较长的时间才能将静电消散至可接受范围，所以作业过程中基材产生的大量静电便蓄积很长一段时间。
静电的存在将会严重危害显示器的良品率，形成诸多不良，比如偏光片及驱动电路遭破坏、基材吸附尘粒、偏光片发生吸附或移动等，因此在偏光片贴附过程中要注意静电的防治。一般的静电防制方法有接地、增加湿度、限制速度、静电消散材料、离子产生器五种，具体到液晶显示器的制作过程，通常采用离子发生器，利用电荷中和原理，将玻璃基材表面蓄积的静电降至最低。一般采用高压电经由放电尖针将周围空气电离，产生正负极性或单极性离子，将玻璃基材的静电中和及静电量趋近于零。选择防静电材料来避免静电的产生也是一种经常采用的静电防治方法，在可调节贴附机构中就是选择了可以防静电的硫化橡胶来避免静电的产生，起到了很好的防治静电的作用。
4 结 论
可调节贴附机构可以实现偏光片贴附过程中的贴附压力可调，以及玻璃平台之间的平行度可调，加强辊轮同时能够保证贴附辊轮的直线度，是中大型贴附设备的关键机构，对保障产品的生产质量至关重要。在结构设计和关键零件的选材、加工制作中要充分考虑生产流程要点和工艺要点，避免出现偏光片气泡、色斑和偏位，实现贴附压力的精确控制，保证产品质量的均一性和产品良品率。
参考文献
[1] 吉慧元. 我国LCD贴片设备的发展与展望[J]. 电子工艺技术，2009，09（05）.
[2] 彭 艳. LCD的偏光片工艺技术[J]. 现代显示，2005（06）：58-61.省略。