偏光片劃線機的研制

洪小英

(四川信息職業技術學院 機電系，四川 廣元 628017)

1 偏光片生產背景

目前FPD 平板顯示行業所使用的偏光片都必須做相應的標識或劃線，附貼生產偏光片時必須嚴格按照偏光片的標識生產。一旦標識錯誤或者生產時未按照WI(工作指引)文件執行，那么顯示屏的顯示效果將會有明顯的色彩差異或者完全不正常，乃至無任何顯示。偏光片的種類繁多，有黑白型，CSTN 型，TFT 型，OLED 型等等，各類型顯示屏都有自己的偏光片設計要求，尤其是對偏光片的吸收軸，透過軸，光學補償膜角度有著特定的要求。目前，每個項目的劃線標識方式不一致，有的項目采用打點標識，有的采用斜線標識，有的使用橫線標識，還有的使用箭頭標識;因此，附貼生產的方法也是不一樣。生產經常因為標識的不一致而導致附貼生產出錯，顯示異常而返工返修，降低了生產的效率，增加了產品的成本。

2 偏光片標記現狀

偏光片廠家通常都只生產大尺寸偏光片。使用廠家在使用前將大張偏光片按新的劃線標識方法劃線，再安排裁切成小片。現在的生產模式有兩種:1)如圖1 的手工附貼偏光片;2)如圖2 的使用半自動貼片機的生產。用剛試產的“28 項目”、“35 項目”做過測試。在生產“28 項目”、“35 項目”各10 K，合計20 K 數量。附貼偏光片時，嚴格按照以下的新標準。

圖1 手工附貼偏光片

圖2 半自動貼片機的生產過程

1)不能改變偏光片的固有屬性及對應的設計標準。

2)不能改變偏光片的附貼生產工藝及條件。

3)新的劃線標識方法及附貼生產必須易操作，且提高生產效率及產品優良率。

4)新的劃線標識方法及附貼生產必須滿足批量生產的要求。

在測試過程中，大張偏光片在切割前的劃線標識易出錯是最主要的問題。針對這個問題可以通過對偏光片切片組員工進行相應知識的培訓及考核，讓切片組嚴格按照圖樣劃線及生產。為了增加切片組劃線的效率設計了劃線機。

3 劃線機的結構設計

劃線機需要高效，能一次畫出多條線條，這就需要設計一款劃線機，可以一次完成如圖3 的劃線效果。圖4 是劃線機的示意圖，該劃線機主要包括6 大部分結構。偏光片的底座，偏光片的定位機構、運動臂、運動臂支撐體、運動臂導軌以及油性筆固定裝置。其中導軌和偏光片的定位機構均固定在底座上面。

圖3 劃線效果

圖4 劃線機示意圖

3.1 支撐機構

劃線機偏光片的支撐機構，主要是有兩個作用，一是放置偏光片，二是用來支撐整個設備。可以選擇鋼板或者電木板，要求該面光滑平整。整面做支撐是不合適的，故用角鋼制造一個支撐底座，將電木板底座面板用螺釘固定在支撐底座上。

3.2 導軌和偏光片定位機構設計

導軌主要是用來限制運動臂的運動軌跡，導軌應與底座有一定的距離，以便于支撐體的滑動。故設計4 個軸承座，用螺釘安裝在底板上，用以固定導軌，導軌和軸承座采用45 鋼制造。軸承座的頂部用一顆固定螺釘限制導軌的位置。

偏光片在劃線前需要準確的放置在電木面板上，在劃線的時候需要準確的放置偏光片。由于偏光片有一定硬度和厚度，切片前多為長方形，并且尺寸并不是完全一致，因此只需要限定偏光片相鄰的兩條直角邊，故設計了兩塊限位板，采用螺釘與底板連接，銷釘定位，分別限定前面和左側的位置。

3.3 運動臂滑動機構的設計

運動臂主要是加持油筆，帶動油筆運動。運動臂主要有兩大運動:1)沿著運動臂的導軌做直線運動;2)沿著運動臂的固定軸心做旋轉運動。直線運動主要實現劃線的軌跡。而沿軸心的旋轉運動，主要是考慮油筆的安裝和角度。偏光片厚度僅為0.4 mm，一般是一疊一起放置，畫完一張，去除一張。運動臂的旋轉，可以更方便地實現油筆的安裝和高度位置的調整。采用兩根壓縮彈簧，放置在運動臂墊板和運動臂支撐體之間。彈簧自然狀態時，保持運動臂成水平狀態，安裝油筆時，壓住運動臂，使其可做10°～20°旋轉。

3.4 油筆的夾持機構設計

要實現高效的劃線，偏光片是每完成一張劃線就需要取出，也就是說偏光片的豎直方向的位置是在不停地變化。油筆是通過 一個固定筆套夾持，在筆套上設計一顆緊定螺釘，以適用于不用直徑的油筆安裝。固定筆套用一個滑座連接固定在運動臂上，與豎直方向設計有一定的角度。在固定筆套和滑座之間設計一壓縮彈簧，利用彈簧的彈力，讓油筆在偏光片位置改變的時候，依然可以緊緊的貼住偏光片實現劃線。

圖5 劃線機裝配圖

4 總體裝配工作和效率測試結果

圖5 為劃線機樣機的裝配圖，樣機中設計了7 組油筆夾持機構，可根據實際的需要來確定油筆的數目，運動臂上有刻度尺，劃線的間距可以根據實際需要來調整。調整好油筆的高度和間距，推動浮動手柄，使運動臂沿導軌運動，便可以快速的劃線。此外在樣機的機箱底部留出了電機的空間，可以后續開發由電機驅動的劃線機。

完成樣機后核算該樣機的批量生產成本不足1 000元。利用樣機生產“28 項目”，“35 項目”各10 K，合計20 K數量，測試效率比手動劃線提高了8 倍。

5 結語

在追逐高效率和高品質的今天，傳統的手工劃線方法已經無法滿足市場的需求。開發一種適用于中小尺寸偏光片的劃線機，具有很好的市場前景。該設備結構簡單、成本低，具有很好的操控性能，勞動強度不大，工作效率高。經過中試生產得到結論，該設備具有很強的推廣意義。此外，該設備還可以用于其他一些需要劃線標記的場合。

［1］高鴻錦，董友梅.《液晶與平板顯示技術》［M］.北京:北京郵電大學出版社，2007.

［2］黃子強.《液晶顯示原理》［M］(第二版).長沙:國防工業大學出版社，2008.