CN103728785B - 光配向设备与光配向方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光配向设备，包含发光装置、平台、管路组与鼓风机。发光装置具有紫外光光源与容置空间。紫外光光源位于容置空间中。当紫外光光源发射紫外光时，容置空间中的至少部分空气将转换为多个臭氧分子。平台位于发光装置下方。管路组具有第一开口与至少一第二开口。第一开口连通于容置空间，且第二开口朝向平台。鼓风机连通于管路组。鼓风机用以从管路组的第一开口吸取在容置空间中的臭氧分子，并将臭氧分子从管路组的第二开口排出。
Description
技术领域
本发明是有关一种光配向设备与一种光配向方法。
背景技术
有关液晶显示面板的液晶配向制程包括摩擦(rubbing)定向法、光配向(photoalignment)法、斜向蒸着法、离子束配向法与奈米配向法等各种配向技术。其中，摩擦定向法已被显示面板制造商广泛使用。摩擦定向法是利用绒布滚轮摩擦配向膜的表面，使得配向膜的分子结构可沿同一方向排列。然而，当滚轮摩擦配向膜时，易造成粉尘颗粒与静电残留，而影响产品良率。
光配向法是利用紫外光偏光照射基板上的配向材料而使配向材料具有光学异向性。由于光配向法不需以滚轮摩擦配向膜，因此能提升产品良率与生产设备的稳定度。近年来，光配向法已应用于IPS(In-PlaneSwitching)显示面板。已知的光配向法除了利用紫外光照射基板上的配向材料外，还可利用加热设备与氧气供应设备提升配向材料的反应速率。然而，加热设备与氧气供应设备均需额外购买，且会增加能源的消耗，难以降低生产成本。
发明内容
本发明的一技术态样为一种光配向设备。
根据本发明一实施方式，一种光配向设备包含发光装置、平台、管路组与鼓风机。发光装置具有紫外光光源与容置空间。紫外光光源位于容置空间中。当紫外光光源发射紫外光时，容置空间中的至少部分空气将转换为多个臭氧分子。平台位于发光装置下方。管路组具有第一开口与至少一第二开口。第一开口连通于容置空间，且第二开口朝向平台。鼓风机连通于管路组。鼓风机用以从管路组的第一开口吸取在容置空间中的臭氧分子，并将臭氧分子从管路组的第二开口排出。
在本发明上述实施方式中，当紫外光光源发射紫外光时，容置空间中的空气可转换为高温的臭氧分子，因此鼓风机可透过管路组的第一开口吸取容置空间中的臭氧分子，并将臭氧分子从管路组的第二开口排出。如此一来，当平台承载覆盖配向膜材料的基板时，基板可接触从管路组的第二开口排出的臭氧分子并照射紫外光，使配向膜材料的配向性得以提升。
本发明的另一技术态样为一种光配向设备。
根据本发明一实施方式，一种光配向设备包含紫外光光源、平台、滤光片与管路组。紫外光光源具有第一波段与第二波段。平台位于发光装置下方。滤光片位于紫外光光源与平台之间，且滤光片分隔出第一容置空间与第二容置空间。紫外光光源设置于第一容置空间。平台设置于第二容置空间。第一波段无法穿透滤光片，而第二波段可穿透滤光片。管路组连通第一容置空间与第二容置空间。
本发明的又一技术态样为一种光配向方法。
根据本发明一实施方式，一种光配向方法包含下列步骤：提供覆盖配向膜材料的基板于平台上。利用紫外光光源照射配向膜材料。利用紫外光光源的第一波段将部分空气转换为多个臭氧分子。回收臭氧分子，且传输至基板。
附图说明
图1绘示了根据本发明的一实施方式的光配向设备的示意图。
图2绘示了图1的光配向设备使用时且基板尚未移进曝光区域的示意图。
图3绘示了图2的光配向设备使用时且基板位于曝光区域中的示意图。
图4绘示了图1的光配向设备与已知设备对于基板上的配向膜材料的配向性-UV剂量关系图。
图5绘示了根据本发明另一实施方式的光配向设备的示意图。
图6绘示了图5的光配向设备使用时且基板尚未移进曝光区域的示意图。
图7绘示了图6的光配向设备使用时且基板位于曝光区域中的示意图。
图8绘示根据本发明一实施方式的光配向方法的流程图。
符号说明
100：光配向设备100a：光配向设备
110：发光装置112：紫外光光源
113：第一容置空间113’：第二容置空间
114：壳体115：通道
116：滤光片117：入光面
118：出光面119：偏光片
120：平台122：平面
130：管路组132：第一开口
133：第三开口134：第二开口
134a：第二开口135：第四开口
136：第一管路138：第二管路
140：鼓风机150：移动装置
210：基板A：曝光区域
D：方向e1：进入侧
e2：移出侧L1：紫外光
L2：紫外光L3：线段
L4：线段L5：线段
P：路径S1：步骤
S2：步骤S3：步骤
S4：步骤
具体实施方式
以下将以附图揭示本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些已知惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示。
图1绘示根据本发明一实施方式的光配向设备100的示意图。如图所示，光配向设备100包含发光装置110、平台120、管路组130与鼓风机140。其中，发光装置110具有紫外光光源112与第一容置空间113。紫外光光源112位于第一容置空间113中。平台120位于发光装置110下方。管路组130具有第一开口132与第二开口134。第一开口132连通于第一容置空间113，且第二开口134朝向平台120。鼓风机140连通于管路组130。
当紫外光光源112发射紫外光时，第一容置空间113中的至少部分空气会受紫外光照射而转换为多个臭氧分子。鼓风机140可从管路组130的第一开口132吸取在第一容置空间113中的臭氧分子，并将臭氧分子从管路组130的第二开口134排出。
在本实施方式中，发光装置110包含壳体114与滤光片116。壳体114具有通道115，且通道115的两端分别连通第一容置空间113与管路组130的第一开口132。滤光片116位于壳体114上，且滤光片116与壳体114定义出第一容置空间113。滤光片116位于紫外光光源112与平台120之间，且滤光片116分隔出第一容置空间113、第二容置空间113’。其中，第二容置空间113’可意指发光装置110外的空间。滤光片116具有相对的入光面117与出光面118。入光面117面对紫外光光源112，出光面118面对至少部分的平台120。滤光片116可用来过滤小于或等于240nm(例如200nm至240nm)的波段的光线，其材质可以包含玻璃，但不以玻璃为限。具体而言，当光线照射滤光片116时，波段为大于240nm的光线方可穿透滤光片116。
此外，光配向设备100还可包含偏光片119。偏光片119位于发光装置110与平台120之间。具体而言，请参阅第3图，偏光片119位于滤光片116背对第一容置空间113的出光面118上，使得偏光片119位于滤光片116与平台120之间。当光线穿透滤光片116与偏光片119时，光线可形成偏光而照射于基板210(见第3图)，以对覆盖基板210的配向膜材料进行配向。于本实施例中，偏光片119并未接触到臭氧分子与波长为240nm以下的紫外光，可增加使用寿命。但本发明不以此为限，于另一变形例中，偏光片119亦可设置在滤光片116上方，使得偏光片119位于发光装置110与滤光片116之间。
平台120设置于第二容置空间113’。当紫外光光源112发射紫外光时，紫外光在平台120所在的平面122上形成曝光区域A，且曝光区域A的相对两侧分别定义为进入侧e1与移出侧e2。管路组130的第二开口134位于进入侧e1。在本实施方式中，光配向设备100还包含移动装置150，使得平台120可由移动装置150带动而在发光装置110下方水平移动。
在本实施方式中，管路组130包含第一管路136与第二管路138。其中，第一管路136的两端分别具有第一开口132与第三开口133，且第三开口133连通鼓风机140的进气口。第二管路138的两端分别具有第二开口134与第四开口135，且第四开口135连通鼓风机140的出气口。然而，管路组130所具有的管路数量与管线设计并不用以限制本发明，只要管路组130可连通第一容置空间113与第二容置空间113’便可。
在以下叙述中，将详细说明光配向设备100在使用时的状态。
图2绘示了图1的光配向设备100使用时且基板210尚未移进曝光区域A的示意图。覆盖配向膜材料的基板210位于平台120上。紫外光光源112具有第一波段与第二波段。第一波段可以为小于或等于240nm，第二波段可以为大于240nm。紫外光光源112可发出具第一波段与第二波段的紫外光L1。当紫外光L1经过滤光片116时，第一波段的紫外光无法穿透滤光片116而存留于第一容置空间113，使得周围空气(即第一容置空间113中的部分空气)因第一波段的紫外光而转换为臭氧分子；另外，第二波段的紫外光L2则可穿透滤光片116。当开启紫外光光源112时，臭氧分子则会被紫外光光源112加热，而使得臭氧分子的温度大致介于40至60℃。
鼓风机140可透过管路组130的第一开口132吸取第一容置空间113中的臭氧分子，并将臭氧分子从管路组130的第二开口134排出，使臭氧分子可被回收而传输至平台120上的基板210。也就是说，臭氧分子可沿路径P移动。如此一来，基板210可接触到从管路组130的第二开口134排出的高温臭氧分子，使基板210在照射紫外光L2前，可先被预热并处在臭氧环境中。
当移动装置150以方向D移动时，基板210随平台120以方向D由进入侧e1移进曝光区域A，可确保基板210的表面在移进曝光区域A前，已先通过第二开口134的下方预热并接触臭氧分子。换言之，光配向设备100可回收紫外光光源112产生的热气与臭氧分子，并传输至基板210。
图3绘示了图2的光配向设备100使用时且基板210位于曝光区域A中的示意图。同时参阅图2与图3，当基板210由进入侧e1移进曝光区域A而照射到紫外光L2时，滤光片116在平台120上的正投影与基板210在平台120上的正投影至少部分重迭，使得基板210上的配向膜材料可由第二波段的紫外光L2扫过。由于基板210已被预热并处在臭氧环境中，因此当紫外光L2照射到基板210上的配向膜材料时，可提升配向膜材料的反应速率与配向性。接着，移动装置150可将平台120由曝光区域A的移出侧e2移出，但并不用以限制本发明。
本发明的光配向设备100不需额外的加热设备与氧气供应设备便可提升配向膜材料的反应速率与配向性，因此能降低设备成本与电力成本。
图4绘示了图1的光配向设备100与已知设备对于基板上的配向膜材料的配向性-UV剂量关系图。其中，线段L3为具配向膜材料的基板经图1的光配向设备100后的量测结果。线段L4为具配向膜材料的基板仅照射紫外光后的量测结果。线段L5为具配向膜材料的基板经加热与照射紫外光后的量测结果。由图4可知，配向膜材料经光配向设备100后的配向性最佳。具体而言，由于光配向设备100所提供的高温臭氧分子可用来加热具配向膜材料的基板，因此比对线段L3与线段L4时，可发现线段L3的配向性优于线段L4。此外，虽然线段L5的基板经加热制程，虽可使反应加快，但配向性较差。光配向设备100所提供的臭氧分子可用来提升配向膜材料的配向性，因此比对线段L3与线段L5时，仍可发现线段L3的配向性优于线段L5。
应了解到，在以下叙述中，已叙述过的元件与连接关系将不再重复赘述，合先说明。
图5绘示了根据本发明另一实施方式的光配向设备100a的示意图。光配向设备100a包含发光装置110、平台120、管路组130与鼓风机140。与图1的实施方式不同的地方在于：管路组130具有两第二开口134、134a，且第二开口134位于曝光区域A的进入侧e1，第二开口134a位于曝光区域A的移出侧e2。移动装置150可将平台120由进入侧e1移进曝光区域A并从移出侧e2移出。
在以下叙述中，将详细说明光配向设备100a在使用时的状态。
图6绘示了图5的光配向设备100a使用时且基板210尚未移进曝光区域A的示意图。鼓风机140可透过管路组130的第一开口132吸取第一容置空间113中的臭氧分子，并将臭氧分子从管路组130的第二开口134、134a排出。在图6的状态中，基板210可接触到从管路组130的第二开口134排出的高温臭氧分子，使基板210在照射紫外光L2前，可先被预热并处在臭氧环境中。
当移动装置150以方向D移动时，基板210随平台120以方向D由进入侧e1移进曝光区域A，可确保基板210的表面在移进曝光区域A前，已先通过第二开口134的下方预热并接触臭氧分子。
图7绘示了图6的光配向设备100a使用时且基板位于曝光区域A中的示意图。同时参阅图6与图7，当基板210由进入侧e1移进曝光区域A而照射到紫外光L2时，基板210上的配向膜材料可由第二波段的紫外光L2扫过。在本实施方式中，基板210可同时接触到第二开口134、134a排出的高温臭氧分子，可使基板210的温度更加均匀。接着，移动装置150可将平台120由曝光区域A的移出侧e2移出。
图8绘示了根据本发明一实施方式的光配向方法的流程图。首先在步骤S1中，提供覆盖配向膜材料的基板于平台上，此平台具水平移动的功能。当基板随平台移动至紫外光光源下方时，接着在步骤S2中，利用紫外光光源照射配向膜材料。由于紫外光光源经过滤光片，使得第一波段无法通过滤光片，而第二波段可穿透滤光片。之后在步骤S3中，利用紫外光光源的第一波段将部分空气转换为臭氧分子。接着在步骤S4中，回收臭氧分子，且传输至基板。例如可利用管路组与鼓风机将紫外光光源周围的臭氧分子传输至基板。然而，上述各步骤的顺序并不用以限制本发明，举例来说，紫外光光源可以先开启，使得紫外光光源的第一波段将部分空气转换为臭氧分子。接着回收臭氧分子，且传输至平台上的基板。之后才以紫外光光源照射配向膜材料。
虽然本发明已以实施方式揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉本技术领域者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当由权利要求书界定为准。
Claims (12)
1.一种光配向设备，包含：
一发光装置，具有一紫外光光源与一容置空间，该紫外光光源位于该容置空间中，其中当该紫外光光源发射一紫外光时，该容置空间中的至少部分空气将转换为多个臭氧分子；
一平台，位于该发光装置下方；
一管路组，具有一第一开口与至少一第二开口，其中该第一开口连通于该容置空间，且该第二开口朝向该平台；以及
一鼓风机，连通于该管路组，该鼓风机用以从该管路组的该第一开口吸取在该容置空间中的该些臭氧分子，并将该些臭氧分子从该管路组的该第二开口排出。
2.如权利要求1所述的光配向设备，其特征在于，该发光装置包含：
一壳体；以及
一滤光片，位于该壳体上，且与该壳体定义出该容置空间。
3.如权利要求2所述的光配向设备，其特征在于，还包含：
一偏光片，位于该发光装置与该平台之间。
4.如权利要求2所述的光配向设备，其特征在于，该滤光片在该平台上的正投影与一基板在该平台上的正投影至少部分重迭。
5.如权利要求1所述的光配向设备，其特征在于，该紫外光在该平台所在的一平面上形成一曝光区域，该曝光区域具有一进入侧；
该光配向设备还包含：
一移动装置，用以将该平台由该进入侧移进该曝光区域，其中该第二开口位于该进入侧。
6.如权利要求5所述的光配向设备，其特征在于，该第二开口的数量为二，该曝光区域更具有一移出侧，该第二开口其中的一位于该进入侧，另一位于该移出侧。
7.一种光配向方法，包含下列步骤：
提供一覆盖一配向膜材料的基板于一平台上；
利用一紫外光光源照射该配向膜材料；
利用该紫外光光源的一第一波段将部分空气转换为多个臭氧分子；以及
回收该些臭氧分子，且传输至该基板。
8.如权利要求7所述的光配向方法，其特征在于，该些臭氧分子的温度介于40至60℃。
9.如权利要求7所述的光配向方法，其特征在于，该第一波段为小于或等于240nm。
10.如权利要求7所述的光配向方法，其特征在于，还包含：
回收该紫外光光源产生的热气，且传输至该基板。
11.如权利要求7所述的光配向方法，其特征在于，进一步包含：
该紫外光光源经过一滤光片，使得该第一波段无法通过该滤光片，与周围空气形成该些臭氧分子；而一第二波段可穿透该滤光片，照射于该基板上。
12.一种光配向设备，包含：
一紫外光光源，具有一第一波段与一第二波段；
一平台，位于该紫外光光源下方；
一滤光片，位于该紫外光光源与该平台之间，且该滤光片分隔出一第一容置空间与一第二容置空间，而该紫外光光源设置于该第一容置空间，该平台设置于该第二容置空间，其中该第一波段无法穿透该滤光片，而该第二波段可穿透该滤光片；以及
一管路组，连通该第一容置空间与该第二容置空间。
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