1、液晶灌注機的研制開發董哲 趙曉東 (中國電子科技集團公司第二研究所,山西太原 030024) 摘要: 文章介紹了液晶灌注的工藝,工作原理,并詳細闡述了液晶灌注設備的技術特性,機械結構,電器控制等部分,其中分段抽真空以及消除液晶里的氣泡是本設備的特點.關鍵詞: 液晶 真空 氣泡Abstract: This paper introduces LCD technology infusion and perfusion equipment described in detail the technical characteristics of the LCD, the mechanical struc

2、ture, electrical control parts, of which the LCD segment and the elimination of vacuum inside the bubble is the device characteristics.Keywords: LCD Vacuum Bubble1. 概述隨著LCD制品從TN、STN、C-STN、TFT檔次的不斷提升，對液晶注入裝置的要求也相應提高，如真空腔的機體材料、內表面的粗糙度、焊接后產生的氧化夾渣、藥皮殘留、真空機組油氣返侵等等，都有可能是影響TFT產品的不利因素。新型液晶灌注機導入了全新的設計理念，適合高檔

3、次產品和TFT產品的生產使用。文章介紹的設備是LCD生產的專用設備，廣泛應用于TN、STN、TFT-LCD玻盒的液晶灌注。該機采用先進的PLC控制，可靈活實現不同的灌注工藝要求，腔體內部結構簡潔，易于清潔。設備主要的功能特點有充氣管路系統增加了氮氣保持閥門，讓腔體內始終保持在高純氮氣氛下灌液，提高灌液的效果；充氣管路設有智能化流量計，流量可以進行三段設置;此外也可根據客戶的要求， 可實現多段曲線真空度設置功能。設備還包括：真空室，真空抽氣系統，充氣裝置，電路控制部分。具有結構緊湊、操作方便、使用可靠安全，自動化程度高等優點，同時可自動和手動操作。2 . 技術指標及特性2.1.外形尺寸：約105

4、012801730（mm）（寬深高） 2.2. 真空室內腔尺寸：760560700（mm）（寬深高）2.3可移動工作架： 3層、可拆變2.4.抽氣速度：15分鐘達1 Pa2.5. 極限真空度：510-1 Pa2.6. 充氣流量控制范圍：（0.420）L/min2.7.總 功 率：約8kW2.8.供氣壓力：(0.40.7) MPa2.9.供水壓力：(0.20.3) MPa2.10. 真空機組配置：日本ULVAC DIS501寧波ULVAC NB300A日本ULVAC DIS501抽速500L/MIN寧波ULVAC NB300A 抽速 70L/s3.結構特點設備由真空灌注主體和電氣控制部分組成,圖

5、一,設備整體外觀圖 圖一 設備整體外觀圖真空灌注主體主要包括以下部分a) 真空室 真空腔體是為實現液晶灌注創造真空環境的主要條件，真空環境的好與壞，直接影響產品的質量與產量。真空腔體的內膽全部采用SUS304制造，腔體內壁進行機械拋光電解拋光處理。門封采用雙鉸鏈，雙鎖緊裝置，鎖緊手柄采用手輪形，其上設有兩個長方形視窗，并且在真空腔體的后部加有兩個照明燈（照明燈選用黃燈或加濾光膜），最大限度地擴大了觀察視角，使操作者可以更方便，更清晰地觀察腔體內工件灌注液晶的情況。b) 工裝架及升降結構 工裝架為框架式結構，分為固定架和移動架兩部分(圖二,工裝架)，采用不銹鋼和鋁合金制成。固定架預設二層和三層位

6、置，由四根方鋼管做支柱連接形成固定架；移動架由裝在真空室底部的氣缸完成提升和下降的工作，移動架也預設二層和三層位置與固定架相對應。為保證移動架平穩運行，在固定架和移動架之間裝有兩根精密導柱和高精度直線軸承組成滑動框架，移動架和固定架都可拆變成一層、兩層、三層使用。 圖二 工裝架 圖三 升降機構示意圖 升降運動由安裝在真空箱底部的推升氣缸完成（氣缸選用SMC帶鎖緊型氣缸），由電氣自動控制其氣缸的換向，完成提升和下降運動。增加中間行程,以方便液晶槽對位時的高度控制。氣缸具有鎖定功能，當移動架在上升位置時，如遇停電、停氣 等突發狀況，氣缸便自動鎖緊，不會因自動下降造成產品損失(圖三 升降機構示意圖)

7、。c) 真空抽氣系統真空抽氣系統主要有無油干泵、羅茨泵、氣動高真空擋板閥、真空管路等組成，真空計采用進口美國產品，可預設十組參數，每組分9段控制真空度，每段真空度保持時間可設定。實現了多段控制真空度。真空機組配置： 日本ULVAC DIS501寧波ULVAC NB300A日本ULVAC DIS501抽速500L/MIN寧波ULVAC NB300A 抽速 70L/s真空機組放置于腔體下部，采用真空管道與真空腔連接方便真空機組的維護與機組的排氣d） 充氣系統充氣閥控制閥真空室充氣可按以下步驟進行：1）快充：充氣閥真空室 2）慢充：充氣閥控制閥真空室充氣系統可以分快充和慢充兩步進行。慢充采用日本流量

8、計可分三段流量進行充氣，每段充氣時間可以設定，在0.420（L/min）范圍內能夠任意調節每段充氣的流量。充氣系統中設計有空氣、氮氣轉換閥門，以方便用戶根據產品工藝要求有選擇性的使用氣體。充氣管路系統設計有氮氣保持閥門，當氮氣充入腔體達到大氣壓或略高時，門略微打開一點，讓腔體內始終保持在高純氮氣氛下灌液，為確保腔體內氣壓不會高于大氣壓產生危險，由壓力檢測開關給出信號，當壓力超過設定安全值時，氮氣保持閥門打開，釋放過壓氣體，回到設定安全值閥門關閉。這樣可消除灌液過程中有可能存在的空氣污染現象，適合高檔次產品和TFT產品的生產使用，對于低檔次產品更能提高其產品質量。充氣流量值可以在儀表設定，流量值

9、為數字顯示。充氣口設在真空箱背后，并在噴氣口做擋板，使氣體不會直接噴到玻盒上，而是噴到擋板上后，再彌漫至整個腔內。管路材料全部采用不銹鋼。e) 機架機架是支撐整個設備的主要部分，它是由槽鋼焊接而成，四面都裝有鋁型材，有可拆下的門。真空室和電氣控制部分安裝在機架的上方。f） 水路系統水路主要是提供羅茨泵的冷卻用水，在無水冷的情況下，不得打開羅茨泵，否則會損壞羅茨泵，水路由進水咀接1FW510-03-00水流報警器，然后進羅茨泵，冷卻后水由出水口流出。水壓為0.2M0.3M，當水壓不足時，水壓報警器發出報警信號。4.工作原理 4.1 待灌玻盒裝入后，關上門，在真空計上設定真空度值、在觸屏上設定相關

10、的工藝參數，按下啟動按扭，開始自動程序（也可在觸屏上運行手動操作程序）。開啟干泵同時打開慢抽管道閥，慢抽通道加設有手動球閥，可通過它改變通道截面積來調整抽速（也可作為液晶脫泡時用）。 4.2真空度到達3000Pa時羅茨泵開啟同時主抽道閥打開慢抽道閥關閉。根據工藝需要，排氣時間可以設定一到兩個真空壓力值。 4.3真空度到達灌注所需的壓力值一段時間后，液晶托板通過安裝在真空腔底部的氣缸推升至設定位置與玻盒灌液口接觸，融合一段時間后，注入氮氣，充氮氣時必須打開門鎖緊，注入過程始終處于高純氮的潔凈氣氛中，注入時間到打開門，取出灌好的玻盒，完成一個自動周期。如需連續生產，可將已裝備好的待灌工件欄送入真空腔體內，進行下一個灌注周期。 YYN氣缸下降到初始位自動抽氣閥開啟動機械泵開氣缸上升到上限位真空度為3000帕排氣定時注入定時充氣閥關閉快充氣閥開氣壓為要求值？到大氣壓否？周期結束報警提示抽氣閥關、羅茨泵停、滿充氣閥開15秒后機械泵停熔合定時NYNNY真空度為要求值？羅茨泵開Y 圖四 液晶灌注機自動流程圖 5.結束語 文章中的液晶灌注設備外觀漂亮,性能穩定,尤其在消除液晶中氣泡的時候,利用分段抽真空,很好控制了液晶在腔體中的分濺,