CN103852938A - 光配向光源系统及光配向工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光配向光源系统及光配向工艺，该光配向光源系统对一第一基板及一第二基板进行光配向工艺，并包括一传输装置以及一光源模块。传输装置移动第一基板及第二基板。光源模块具有至少一发光元件，当传输装置移动第一基板及第二基板经过光源模块时，发光元件对第一基板分别进行第一次曝光及第二次曝光，及发光元件对第二基板分别进行第一次曝光及第二次曝光。其中，于进行第一基板的第一次曝光及第二基板的第一次曝光时，第一基板及第二基板的移动方向相反，或者于进行第一基板的第二次曝光及第二基板的第二次曝光时，第一基板及第二基板的移动方向相反。通过本发明，可有效利用光源模块降低光配向工艺的工站时间，以降低设备设置成本。

Description

光配向光源系统及光配向工艺

技术领域

本发明是关于一种光配向光源系统及光配向工艺。

背景技术

随着科技的进步，平面显示装置已经广泛的被运用在各种领域，尤其是液晶显示装置，因具有体型轻薄、低功率消耗及无辐射等优越特性，已经渐渐地取代传统阴极射线管显示装置，而应用至许多种类的电子产品中，例如移动电话、便携式多媒体装置、笔记本电脑、液晶电视及液晶屏幕等等。

目前液晶显示装置的制造业者在提升薄膜电晶体液晶显示装置（TFTLCD）的广视角技术上，已跨入利用光配向（Photo-alignment）技术来控制液晶分子的配置方向，藉此提高液晶显示装置的光学性能与良率。其中，光配向技术是使用一紫外光源照射在一基板的一高分子薄膜（配向膜）上，使薄膜表面上的高分子结构发生不均匀性的光聚合、异构化或裂解反应，诱使薄膜表面上的化学键结构产生特殊的方向性，以进一步诱导液晶分子顺向排列，而达到光配向的目的。其中，光配向技术所使用的光配向光源系统（或称偏光曝光系统，Polarization exposure optical system）为设备成本中最高的部分。然而，现有的光配向光源系统的设计都是一组曝光机（可具有一支或多支的紫外光灯管）搭配一个基板平台（Substrate stage）来进行曝光作业（基板平台是承载玻璃基板），因此，光配向工艺的工站时间（Tact time）都浪费在基板的非真正曝光时间上，例如浪费在基板的交换、基板的对准或基板曝光角度的调整工作上，造成曝光机无法被充分、有效地利用，导致为了增加产能时，需投资更多的光配向光源系统及厂房设置空间，使得生产线建置成本相对增加很多，造成液晶显示装置的生产成本提高而使得产品的竞争力下降。

因此，如何提供一种光配向光源系统及光配向工艺，可有效利用光配向光源系统而降低光配向工艺的工站时间，以降低设备设置成本而提升产品的竞争力，已成为重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种可有效利用光配向光源系统而降低光配向工艺的工站时间，以降低设备设置成本而提升产品的竞争力的光配向光源系统及光配向工艺。

为达上述目的，依据本发明的一种光配向光源系统是对一第一基板及一第二基板进行光配向工艺，并包括一传输装置以及一光源模块。传输装置移动第一基板及第二基板。光源模块具有至少一发光元件，当传输装置移动第一基板及第二基板经过光源模块时，发光元件对第一基板分别进行第一次曝光及第二次曝光，及发光元件对第二基板分别进行第一次曝光及第二次曝光。其中，于进行第一基板的第一次曝光及第二基板的第一次曝光时，第一基板及第二基板的移动方向相反，或者于进行第一基板的第二次曝光及第二基板的第二次曝光时，第一基板及第二基板的移动方向相反。

在一实施例中，发光元件发出的光线为一偏振光线。

在一实施例中，于进行第一基板的第二次曝光及第二基板的第一次曝光时，第一基板及第二基板同方向移动。

在一实施例中，于进行第一次曝光及第二次曝光时，第一基板与第二基板是分别移动或同时移动。

在一实施例中，于进行第一基板的第一次曝光时，第二基板进行基板交换、对准及曝光角度旋转工作，于进行第二基板的第二次曝光时，第一基板进行基板交换、对准及曝光角度旋转。

在一实施例中，传输装置为线型，并带动第一基板及第二基板线性移动。

在一实施例中，光配向光源系统更包括至少一移动平台，其设置于传输装置上。

在一实施例中，移动平台为一机械式平台或一气浮式平台。

在一实施例中，该等移动平台为一第一移动平台及一第二移动平台，第一移动平台及第二移动平台分别承载第一基板及第二基板，传输装置分别通过移动第一移动平台及第二移动平台而移动第一基板及第二基板。

在一实施例中，传输装置包含一线性电机及一导轨，或一气浮式移动装置。

在一实施例中，光配向光源系统更包括一第一基板装载装置及一第二基板装载装置，其分别设置于传输装置的两端，并分别装载及卸载第一基板及第二基板。

为达上述目的，依据本发明的一种光配向工艺，其中一第一基板及一第二基板与一光配向光源系统配合，光配向光源系统包含一传输装置及一光源模块，光源模块具有至少一发光元件，当传输装置移动第一基板及第二基板经过光源模块时，发光元件对第一基板分别进行第一次曝光及第二次曝光，及发光元件对第二基板分别进行第一次曝光及第二次曝光，光配向工艺包括：传输装置带动第一基板沿一第一方向移动，以对第一基板进行第一次曝光；传输装置带动第一基板及第二基板分别沿一第二方向移动，以对第一基板进行第二次曝光，并对第二基板进行第一次曝光；以及传输装置带动第二基板沿第一方向移动，以对第二基板进行第二次曝光。

在一实施例中，第一方向与第二方向为相反方向。

在一实施例中，光配向工艺更包括：通过一第一基板装载装置于传输装置的一端对第一基板进行装载及卸载；及通过一第二基板装载装置于传输装置的另一端对第二基板进行装载及卸载。

在一实施例中，于进行第一基板的第一次曝光时，第二基板进行装载及卸载，于进行第二基板的第二次曝光时，第一基板进行装载及卸载。

在一实施例中，光配向工艺更包括分别对第一基板或第二基板进行基板对准及曝光角度旋转。

在一实施例中，第一基板进行第一次曝光时，第二基板进行基板对准及曝光角度旋转。

在一实施例中，第二基板进行第二次曝光时，第一基板进行基板对准及曝光角度旋转。

承上所述，因依据本发明的光配向光源系统及光配向工艺中，传输装置可移动第一基板及第二基板，且光源模块于进行第一基板的第一次曝光及第二基板的第一次曝光时，第一基板及第二基板的移动方向相反。或者，光源模块于进行第一基板的第二次曝光及第二基板的第二次曝光时，第一基板及第二基板的移动方向亦相反。藉此，使得本发明的光配向光源系统及光配向工艺可有效利用光配向光源系统的光源模块而降低光配向工艺的工站时间，以降低设备设置成本而提升产品的竞争力。

附图说明

图1A至图1F分别为本发明较佳实施例的一种光配向光源系统的示意图；

图2为本发明较佳实施例的一种光配向工艺的步骤流程图；以及

图3为本发明另一实施态样的光配向光源系统的示意图。

附图标记

1、1a：光配向光源系统

11、11a：传输装置

12、12a、12b：光源模块

121：发光元件

D1：第一方向

D2：第二方向

P1：第一移动平台

P2：第二移动平台

P3：第三移动平台

P4：第四移动平台

P5：第五移动平台

S01～S05：步骤

S1：第一基板

S2：第二基板

S3：第三基板

S4：第四基板

S5：第五基板

具体实施方式

以下将参照相关图式，说明依本发明较佳实施例的一种光配向光源系统及光配向工艺，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。

本发明的光配向光源系统可应用于平面切换（in-plane switch，IPS）式液晶显示装置、边缘电场切换（fringe field switching，FFS）式液晶显示装置、垂直配向模态（vertical alignment mode,VA mode）液晶显示装置或3D液晶显示装置的光配向工艺。

请参照图1A至图1F所示，其分别为本发明较佳实施例的一种光配向光源系统1的示意图。

光配向光源系统1可对一第一基板S1及一第二基板S2进行光配向工艺。于此，并非限定只可对二块基板进行光配向工艺，当然，光配向光源系统1也可通过基板交换装置进行基板的交换而对更多基板进行光配向工艺。

如图1A所示，光配向光源系统1包括一传输装置11以及一光源模块12。其中，传输装置11可例如包含一线性电机及一导轨，或包含一气浮式（Airfloating）基板移动装置。于此，传输装置11为一机械式传输装置，并包含线性电机及线性导轨为例（图未显示）。另外，光配向光源系统1更可包括至少一移动平台设置于传输装置11上。其中，移动平台可为一机械式平台或一气浮式平台（Air floating stage，以吹气的方式移动基板）。于此，如图1A所示，光配向光源系统1是以具有两移动平台（一第一移动平台P1及一第二移动平台P2），并分别为机械式移动平台为例。第一移动平台P1及第二移动平台P2设置于传输装置11上。其中，第一移动平台P1及第二移动平台P2可分别对应承载第一基板S1及第二基板S2，且传输装置11可通过带动第一移动平台P1及第二移动平台P2移动而移动第一基板S1及第二基板S2。在本实施例中，传输装置11为线型，并可带动第一移动平台P1、第一基板S1及第二移动平台P2、第二基板S2线性移动，且可同时或分别移动第一基板S1第二基板S2。

光源模块12具有至少一发光元件121，于此，光源模块12是以具有多个发光元件121为例（图中并未显示有多少数量的发光元件121，可为一、二或三…，视工艺的需求而定）。其中，发光元件121可为一灯管，而灯管发出的光线为一偏振光线，偏振光可使第一基板S1或第二基板S2上的配向膜（材料例如为聚亚酰胺，polyimide,PI）的分子结构发生不均匀性的光聚合、异构化或裂解反应，诱使配向膜表面上的化学键结构产生特殊的方向性，以进一步诱导液晶分子可顺向排列而达到光配向的目的。另外，光源模块12更可具有多个偏光片（图未显示），光线通过该等偏光片后可形成一平行光，以均匀照射在第一基板S1或第二基板S2上。当传输装置11移动第一基板S1及第二基板S2分别经过光源模块12时，发光元件121所发出的偏振光可对第一基板S1分别进行第一次曝光工艺及第二次曝光工艺，并对第二基板S2分别进行第一次曝光及第二次曝光。换言之，本实施例的第一基板S1或第二基板S2需各经两次曝光工艺，以完成其光配向工艺。于此，第一基板S1或第二基板S2通过光源12模块时，该等发光元件121发出的光线照射第一基板S1或第二基板S2的配向膜，即为上述所谓的“曝光”工艺。

另外，光配向光源系统1更可包括一第一基板装载装置及一第二基板装载装置（图未显示），第一基板装载装置及第二基板装载装置可例如包含一机械手臂，并设置于传输装置11的两端，以分别夹持以将第一基板S1及第二基板S2装载及卸载（load/unload）。换言之，第一基板装载装置可进行第一基板S1的基板装载及卸载等工作，而第二基板装载装置可进行第二基板S2的基板装载及卸载工作。于此，装载是例如以机械手臂夹持一尚未进行光配向工艺的基板置放于移动平台上，而卸载是指夹持已完成光配向工艺的基板离开移动平台。另外，当第一基板S1或第二基板S2装载完成后，可对第一基板S1或第二基板S2进行基板对准及曝光角度旋转等曝光准备工作。

以下，请分别参照图1A至图1F及图2所示，以详细说明本发明的光配向工艺的流程。其中，图2为本发明较佳实施例的一种光配向工艺的步骤流程图。

本发明的光配向工艺可包括步骤S01～步骤S03。

不过，于进行步骤S01之前，首先，如图1A所示，需通过第一基板装载装置于传输装置11的一端对第一基板S1进行装载，并通过一第二基板装载装置于传输装置11的另一端对第二基板S2进行装载，以将第一基板S1置放于第一移动平台P1上，并将第二基板S2置放于第二移动平台P2上。另外，装载完成后，如果工艺需要的话，也可对第一基板S1或第二基板S2进行基板对准及曝光角度旋转等工作，以完成曝光前的准备。

接着，再执行步骤S01，如图1B所示，传输装置11带动第一基板S1沿一第一方向D1移动，以对第一基板S1进行第一次曝光。此时，第一基板S1单独移动，而第二基板S2不移动。如图1C所示，第一基板S1线性移动至第二基板S2的旁边，使得第一基板S1及第二基板S2均位于传输装置11的一侧（图1C是以右侧为例）。

接着，执行步骤S02，如图1D所示，传输装置11带动第一基板S1及第二基板S2沿一第二方向D2移动，以对第一基板S1进行第二次曝光，并对第二基板S2进行第一次曝光。换言之，当进行第一基板S1的第二次曝光及第二基板S2的第一次曝光时，第一基板S1及第二基板S2是同时往第二方向D2移动。其中，第一方向D1与第二方向D2为相反的方向。如图1E所示，第一基板S1及第二基板S2是分别移动至传输装置11的另一侧（图1E是以左侧为例）。在本实施例中，第一方向D1为图示中的右侧方向，而第二方向D2为图示中的左侧方向，当然也可相反。

再来，执行步骤S03，如图1F所示，传输装置11带动第二基板S2沿第一方向D1移动，以对第二基板S2进行第二次曝光。于此，因于步骤S02中，第一基板S1已完成二次的曝光工艺，故于执行步骤S03的第二基板S2的第二次曝光的同时，第二基板S2是单独移动，此时，第一基板S1可进行基板的卸载，并装载另一第一基板S1于第一移动平台P1上。另外，第一基板S1也可再进行对准及曝光角度旋转等工作，以完成曝光前的准备。此时，可参照图1A所示，第二基板S2完成第二次曝光后，是位于传输装置11的右侧。

由于步骤S03中，第二基板S2进行第二次曝光的同时，第一基板S1已完成曝光前的准备工作，因此，可再重复图1B至图1F的流程，使另一第一基板S1沿第一方向D1移动，以对另一第一基板S1进行第一次曝光工作。于此，于进行另一第一基板S1的第一次曝光时，因第二基板S2已完成二次曝光的工艺，故第二基板S2也可进行基板交换（卸载及装载另一第二基板S2）、对准及曝光角度旋转等曝光前准备工作。

因此，于本发明的光配向光源系统1及光配向工艺中，如图1B及图1D所示，于进行第一基板S1的第一次曝光（往第一方向D1移动）及第二基板S2的第一次曝光（往第二方向D2移动）时，第一基板S1及第二基板S2的移动方向相反。

另外，如图1D及图1F所示，于进行第一基板S1的第二次曝光（往第二方向D2移动）及第二基板S2的第二次曝光（往第一方向D1移动）时，第一基板S1与第二基板S2的移动方向亦相反。换言之，于进行第一次曝光时，第一基板S1与第二基板S2的移动方向相反，且于进行第二次曝光时，第一基板S1与第二基板S2的移动方向亦相反。

此外，如图1B及图1F所示，进行第一基板S1的第一次曝光及第二基板S2的第二次曝光时，第一基板S 1与第二基板S2均往第一方向D1移动，且为分别移动。另外，如图1D所示，进行第一基板S1的第二次曝光及第二基板S2的第一次曝光时，第一基板S1与第二基板S2均往第二方向D2移动，且为同时移动。

承上，于本发明的光配向光源系统1及光配向工艺中，传输装置11可移动第一基板S1及第二基板S2，且光源模块12于进行第一基板S1的第一次曝光及第二基板S2的第一次曝光时，第一基板S1及第二基板S2的移动方向相反。或者，光源模块12于进行第一基板S1的第二次曝光及第二基板S2的第二次曝光时，第一基板S1及第二基板S2的移动方向亦相反。藉此，使得本发明的光配向光源系统1及光配向工艺可有效利用光配向光源系统1的光源模块12而降低光配向工艺的工站时间（Tact time），以降低设备设置成本而提升产品的竞争力。

另外，请参照图3所示，其为本发明另一实施态样的光配向光源系统1a的示意图。

在本实施态样中，与光配向光源系统1主要的不同在于，光配向光源系统1a具有的传输装置11a是围设成环状，且光配向光源系统1a具有第一移动平台P1～第五移动平台P5，并可分别对应承载第一基板S1～第五基板S5。当然并不以此为限，也可因应工艺需求而配置高于5组或小于5组的移动平台及基板。在本实施例中，传输装置11a可通过带动第一移动平台P1～第五移动平台P5移动而移动第一基板S1～第五基板S5通过光源模块12a、12b。于此，移动方向是以顺时针为例，当然也可逆时针移动。

如图3所示，当一基板通过光源模块12a时，光源模块12a的该等发光元件121所发出的光线可照射该基板，此为该基板的第一次曝光工艺。当该基板移动而通过光源模块12b时，光源模块12b的该等发光元件121所发出的光线照射该基板，此为该基板的第二次曝光工艺。如此，可完成该基板的光配向工艺。

以第一基板S1为例，当第一基板S1完成装载工作后（基板交换），第一基板S1可进行基板对准及曝光角度旋转等曝光前的准备工作，接着逆时针方向依序通过光源模块12a、12b，以完成两次的曝光工艺。其中，当第一基板S1移动至图3的第二基板S2处时，此时第二基板S2已同时移动至光源模块12a处，依此类推，第五基板P5可移动至原第一基板S1处。由于第五基板S5已完成光配向（二次曝光）工艺，故可于原第一基板S1位置处进行基板卸载及装载等基板交换工作。换言之，当图3的第一基板S1移动至下一位置时，第五基板S5也可同时移动至原第一基板S1处，以进行基板交换等工作。

综上所述，因依据本发明的光配向光源系统及光配向工艺中，传输装置可移动第一基板及第二基板，且光源模块于进行第一基板的第一次曝光及第二基板的第一次曝光时，第一基板及第二基板的移动方向相反。或者，光源模块于进行第一基板的第二次曝光及第二基板的第二次曝光时，第一基板及第二基板的移动方向亦相反。藉此，使得本发明的光配向光源系统及光配向工艺可有效利用光配向光源系统的光源模块而降低光配向工艺的工站时间，以降低设备设置成本而提升产品的竞争力。

以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求书的范围中。

Claims (20)

1.一种光配向光源系统，对一第一基板及一第二基板进行光配向工艺，其特征在于，所述光配向光源系统包括：

一传输装置，移动所述第一基板及所述第二基板；以及

一光源模块，具有至少一发光元件，当所述传输装置移动所述第一基板及所述第二基板经过所述光源模块时，所述发光元件对所述第一基板分别进行第一次曝光及第二次曝光，及所述发光元件对所述第二基板分别进行第一次曝光及第二次曝光，

其中，于进行所述第一基板的第一次曝光及所述第二基板的第一次曝光时，所述第一基板及所述第二基板的移动方向相反，或者于进行所述第一基板的第二次曝光及所述第二基板的第二次曝光时，所述第一基板及所述第二基板的移动方向相反。

2.根据权利要求1所述的光配向光源系统，其特征在于，所述发光元件发出的光线为一偏振光线。

3.根据权利要求1所述的光配向光源系统，其特征在于，于进行所述第一基板的第二次曝光及所述第二基板的第一次曝光时，所述第一基板及所述第二基板同方向移动。

4.根据权利要求1所述的光配向光源系统，其特征在于，于进行第一次曝光及第二次曝光时，所述第一基板与所述第二基板是分别移动或同时移动。

5.根据权利要求1所述的光配向光源系统，其特征在于，于进行所述第一基板的第一次曝光时，所述第二基板进行基板交换、对准及曝光角度旋转工作，于进行所述第二基板的第二次曝光时，所述第一基板进行基板交换、对准及曝光角度旋转。

6.根据权利要求1所述的光配向光源系统，其特征在于，所述传输装置为线型，并带动所述第一基板及所述第二基板线性移动。

7.根据权利要求1所述的光配向光源系统，其特征在于，所述光配向光源系统更包括：

至少一移动平台，设置于所述传输装置上。

8.根据权利要求7所述的光配向光源系统，其特征在于，所述移动平台为一机械式平台或一气浮式平台。

9.根据权利要求7所述的光配向光源系统，其特征在于，所述移动平台为一第一移动平台及一第二移动平台，所述第一移动平台及所述第二移动平台分别承载所述第一基板及所述第二基板，所述传输装置分别通过移动所述第一移动平台及所述第二移动平台而移动所述第一基板及所述第二基板。

10.根据权利要求1所述的光配向光源系统，其特征在于，所述传输装置包含一线性电机及一导轨，或一气浮式移动装置。

11.根据权利要求1所述的光配向光源系统，其特征在于，所述光配向光源系统更包括：

一第一基板装载装置及一第二基板装载装置，分别设置于所述传输装置的两端，并分别装载及卸载所述第一基板及所述第二基板。

12.一种光配向工艺，其特征在于，一第一基板及一第二基板与一光配向光源系统配合，所述光配向光源系统包含一传输装置及一光源模块，所述光源模块具有至少一发光元件，当所述传输装置移动所述第一基板及所述第二基板经过所述光源模块时，所述发光元件对所述第一基板分别进行第一次曝光及第二次曝光，及所述发光元件对所述第二基板分别进行第一次曝光及第二次曝光，所述光配向工艺包括：

所述传输装置带动所述第一基板沿一第一方向移动，以对所述第一基板进行第一次曝光；

所述传输装置带动所述第一基板及所述第二基板沿一第二方向移动，以对所述第一基板进行第二次曝光，并对所述第二基板进行第一次曝光；以及

所述传输装置带动所述第二基板沿所述第一方向移动，以对所述第二基板进行第二次曝光。

13.根据权利要求12所述的光配向工艺，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向为相反方向。

14.根据权利要求12所述的光配向工艺，其特征在于，于进行第一次曝光及第二次曝光时，所述第一基板与所述第二基板是分别移动或同时移动。

15.根据权利要求12所述的光配向工艺，其特征在于，所述光配向工艺更包括：

通过一第一基板装载装置于所述传输装置的一端对所述第一基板进行装载及卸载；及

通过一第二基板装载装置于所述传输装置的另一端对所述第二基板进行装载及卸载。

16.根据权利要求15所述的光配向工艺，其特征在于，于进行所述第一基板的第一次曝光时，所述第二基板进行装载及卸载，于进行所述第二基板的第二次曝光时，所述第一基板进行装载及卸载。

17.根据权利要求12所述的光配向工艺，其特征在于，所述光配向工艺更包括：

分别对所述第一基板或所述第二基板进行基板对准及曝光角度旋转。

18.根据权利要求17所述的光配向工艺，其特征在于，于所述第一基板进行第一次曝光时，所述第二基板进行基板对准及曝光角度旋转。

19.根据权利要求17所述的光配向工艺，其特征在于，于所述第二基板进行第二次曝光时，所述第一基板进行基板对准及曝光角度旋转。

20.根据权利要求12所述的光配向工艺，其特征在于，所述传输装置包含一线性电机及一导轨，或一气浮式移动装置。

Images