CN104614897A - 一种光配向设备及生产系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种光配向设备及生产系统。该光配向设备包括承载装置、灯箱和换灯装置；所述承载装置包括基台轨道和设置于基台轨道上的基台，所述基台用于搬运待配向的基板；所述灯箱位于基台轨道的上方，且能沿所述基台轨道方向移动；所述换灯装置设置于基台轨道的一端，且可带动所述灯箱做升降运动以完成换灯操作。该光配向设备相比于现有侧抽式换灯方式，其所占用空间范围小，有效解决了因空间受限制而不方便换灯的问题。而且，该光配向设备操作简单，有效提高生产效率，使产品的产能增加，适用于高能量曝光及高端薄膜晶体管液晶显示器光敏配向膜取向工艺。

Description

一种光配向设备及生产系统

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种光配向设备及生产系统。

背景技术

目前，TFT-LCD(英文名称为Thin Film Transistor-Liquid CrystalDisplay，中文名称为薄膜晶体管液晶显示器)面板可视为两片玻璃基板中间夹着一层液晶，上层的玻璃基板与彩色滤光片贴合，而下层的玻璃则有电晶体镶嵌于上，液晶填充于上、下基板之间的空隙内，在上、下玻璃基板的内侧面上为取向膜结构。取向膜表面经过处理形成各向异性，对液晶分子有一定的锚定作用。当电流通过电晶体产生电场变化，造成液晶分子偏转，借以改变光线的偏极性，再利用偏光片决定画素的明暗状态。此外，上层玻璃因与彩色滤光片贴合，形成每个画素各包含红蓝绿三颜色，这些发出红蓝绿色彩的画素便构成了面板上的影像画面。通过电场控制液晶分子的转向来控制光透过率进行显示。摩擦取向工艺具有稳定性高、可靠性好以及适合大面积处理等优点，在短期内仍将是工业生产的主要技术。但摩擦取向工艺存在尘埃污染、静电危害、非平面的基板难以应用、能耗高、不经济、在一块基板上很难实现分区域不同方向取向等问题，因此还需要对传统的摩擦取向工艺继续研究。在取向材料的研究方面，寻找适合各种预倾角要求的材料一直是各国关注的重点；在取向理论方面，摩擦取向的机理尚需进一步探讨。

光配向技术通过紫外光对取向膜进行曝光取向的，是非接触式的取向方式。利用紫外光敏聚合物单体材料光化学反应产生的各向异性，使液晶分子定向排列。首先需要在一个衬底如ITO(英文名称为Indium Tin Oxide，中文名称为铟锡氧化物)玻璃上涂敷一层光敏高分子膜，然后用紫外偏振光照射，只有与偏振光偏振方向平行的光敏基团发生光化学反应，在取向膜上产生各向异性，从而诱导液晶分子取向。光控取向技术可以避免由于静电、灰尘所造成的污染，可以通过调节光线的入射角度调节微像素区的液晶倾角，制得多畴器件，可以改善显示器件的视角问题。液晶的光取向不但可以用于液晶显示，而且可以用于集成光学元件、光储存等领域，因而得到了研究人员的广泛重视。

现有技术中已经存有一些光敏取向膜曝光设备，采用的是侧抽式换灯方式，即，从设备的侧面将灯抽出，这种换灯方式需要两倍灯长的换灯空间，其占用空间范围较大；尤其是对于结构较小的产线，在空间受到约束时不可能完成换灯；而且，由于长灯管采用的是石英材质制成，在这种侧抽式换灯时很容易导致灯管破碎，增加生产成本。

因此，针对以上不足，需要一种能够在换灯时占用空间小，操作方便的光配向设备及生产系统。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是现有侧抽式换灯方式占用空间大，在空间受限制时不方便换灯的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种光配向设备，其包括承载装置、灯箱和换灯装置；所述承载装置包括基台轨道和设置于基台轨道上的基台，所述基台用于搬运待配向的基板；所述灯箱位于基台轨道的上方，且能沿所述基台轨道方向移动；所述换灯装置设置于基台轨道的一端，且可带动所述灯箱做升降运动。

其中，所述换灯装置包括纵向伸缩单元，所述纵向伸缩单元包括两个关于基台轨道对称设置的纵向伸缩杆，所述两个纵向伸缩杆之间设有允许所述灯箱通过的区域，在每个纵向伸缩杆上对称设有用于夹持所述灯箱的横向伸缩杆。

其中，所述纵向伸缩单元的数量为多个，多个所述纵向伸缩单元均位于同一条直线上，所述灯箱的数量与所述纵向伸缩单元的数量相等。

其中，所述灯箱内自上而下依次设有反光镜、线光源、滤波装置及偏振装置。

其中，所述线光源为紫外光水银灯管。

其中，所述基台轨道的两侧设有灯箱导轨，所述灯箱导轨与基台轨道平行设置，所述灯箱在驱动单元的带动下沿所述灯箱导轨移动。

其中，所述基台包括第一基台和第二基台，所述灯箱位于第一基台和第二基台之间，所述第一基台与第二基台分别在动力单元的带动下沿所述基台轨道移动。

其中，该光配向设备还包括用于容纳承载装置、灯箱及换灯装置的外框，所述外框的顶部设有换灯窗口，所述换灯窗口用于允许所述灯箱在升降运动时通过。

其中，所述外框的侧壁上设有用于取放待配向基板的玻璃取放窗口。

此外，本发明还提供一种生产系统，其包括所述的光配向设备。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明光配向设备在其一端设置有换灯装置，通过换灯装置带动灯箱做升降运动以完成换灯操作。该光配向设备相比于现有侧抽式换灯方式，占空空间范围小，尤其对于结构较小的产线时，有效解决因空间受限制而不方便换灯的问题；而且，该光配向设备操作简单，有效提高生产效率，使产品的产能增加，适用于高能量曝光及高端薄膜晶体管液晶显示器光敏配向膜取向工艺。

附图说明

图1为本发明实施例光配向设备的立体图；

图2为本发明实施例光配向设备的俯视图；

图3为本发明实施例灯箱的立体图；

图4为本发明实施例灯箱的剖视图；

图5为本发明实施例线光源的结构示意图；

图6为本发明实施例换灯装置的立体图；

图7为本发明实施例第一基台使用状态的俯视图；

图8为本发明实施例第二基台使用状态的俯视图；

图9为本发明实施例第一灯箱被提升时的俯视图；

图10为本发明实施例第二灯箱被提升时的俯视图；

图11为本发明实施例第三灯箱被提升时的俯视图；

图12为本发明实施例第一灯箱被提升时的立体图；

图13为本发明实施例第二灯箱被提升时的立体图；

图14为本发明实施例第三灯箱被提升时的立体图。

其中，1：基台轨道；2：基台；3：灯箱；4：纵向伸缩单元；5：横向伸缩杆；6：反光镜；7：线光源；8：滤波装置；9：偏振装置；10：灯箱导轨；11：外框；12：玻璃取放窗口；13：灯箱支撑架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-2所示，本实施例提供的光配向设备包括承载装置、灯箱3及换灯装置，承载装置包括基台轨道1和设置于基台轨道1上的基台2，基台2用于搬运待配向的基板，其中该基板可为涂覆有光敏配向膜的玻璃。灯箱3可将光源发出的紫外光调制成特定波长的线性偏振光，从而形成光配向区域，而待配向的基板可在基台2的带动下进入该光配向区域内。而且，该灯箱3能沿基台轨道1方向(基台轨道1长度方向)移动，在换灯时可移动至换灯装置所在位置。换灯装置恰恰设置于基台轨道1的一端，可带动灯箱3做升降运动以进行换灯，即，换灯装置驱动灯箱3提升至高位时更换灯箱3上的线光源7，换灯完毕后又由换灯装置将灯箱3复原至低位。

该光配向设备在设备一端进行换灯，相比于现有侧抽式换灯方式，占空空间范围小，尤其对于结构较小的产线时，有效解决因空间受限制而不方便换灯的问题；而且，该光配向设备操作简单，有效提高生产效率，使产品的产能增加，适用于高能量曝光及高端薄膜晶体管液晶显示器光敏配向膜取向工艺。

结合图1、图2及图6所示，换灯装置包括纵向伸缩单元4，纵向伸缩单元4包括两个关于基台轨道1对称设置的纵向伸缩杆，两个纵向伸缩杆之间设有允许所述灯箱3通过的区域，具体设计时只要满足两个纵向伸缩杆之间的距离大于灯箱3的宽度即可。其中，纵向伸缩杆可在垂直方向上进行伸长与收缩，在每个纵向伸缩杆上对称设有用于夹持所述灯箱3的横向伸缩杆5。其中，横向伸缩杆5可在水平方向上进行伸长与收缩。当灯箱3移动至两个纵向伸缩杆之间时，利用横向伸缩杆5将灯箱3夹持牢固，并在纵向伸缩杆的带动下进行升降运动。

当然，纵向伸缩单元4的数量并不局限于某种特定形式，其可视灯箱3的数量而灵活设置。例如：当纵向伸缩单元4为多个时，多个纵向伸缩单元4均位于同一直线上，沿垂直于基台轨道1的方向由内向外依次设置，且灯箱3的数量与纵向伸缩单元4的个数相等。

具体的，结合图9-14所示，灯箱3的数量为3个，分别为依次设置的第一灯箱、第二灯箱及第三灯箱，其中第一灯箱位于最前端(靠近于换灯装置)；与之对应，纵向伸缩单元4的数量也为3个，分别为由内向外依次设置的第一纵向伸缩单元、第二纵向伸缩单元和第三纵向伸缩单元；其中，第一纵向伸缩单元距基台轨道1中心线的距离最短，第二纵向伸缩单元次之，第三纵向伸缩单元最远。首先，当第一灯箱到达换灯区域时，结合图9、图12所示，最远端的第三纵向伸缩单元开始动作，将第一灯箱提升至第一高位进行换灯；然后，结合图10、图13所示，第二灯箱被第二纵向伸缩单元提升至第二高位进行换灯，且第二高位的距离小于第一高位；最后，结合图11、图14所示，第三灯箱被第一纵向伸缩单元提升至第三高位进行换灯，第三高位的距离小于第二高位。换灯完毕后，按照逆顺序恢复至原位。

而且，结合图3-5所示，灯箱3内自上而下依次设有反光镜6、线光源7、滤波装置8及偏振装置9。通过灯箱3内上述各个器件之间的配合作用形成光配向区域，从而完成对薄膜晶体管液晶显示器中的光敏配向膜进行配向。

具体的，反光镜6的形状为弧面形状，反光镜6的内弧面与线光源7相对设置，可将线光源7发出的光线汇聚并进行反射，从而避免光线的发散损失，进而提高了光源的利用率。

进一步的，如图5所示，线光源7为紫外光水银灯管，适用于高能量光敏去向膜材料，在大世代薄膜晶体管液晶显示器的光配向技术应用上具有优势，达到适用于高端薄膜晶体管液晶显示器光敏配向膜取向工艺的目的。

对于滤波装置8而言，其位于线光源7的下方，透过滤波装置8的线光源7的光线具有特定的波长范围，该波长范围的光线能使待配向基板表面的光敏取向膜材料由各向同性转变为各向异性，使得待配向基板表面形成良好的取向特性。

同时，偏振装置9位于滤波装置8的下方，且在待配向基板的上方，用于将线光源7发出的光调节为线偏振光。

为了达到操作方便，自动化程度高的效果，在基台轨道1的两侧设有灯箱导轨10，灯箱导轨10与基台轨道1平行设置，以使两者的延伸方向保持一致。而且灯箱3在驱动单元的带动下沿灯箱导轨10移动，从而使灯箱3可顺利移动至换灯装置位置。当然，灯箱3在被换灯装置升降移动时，其需要脱离灯箱导轨10。

考虑到产线布局及结构特点，同时也是为了提高产能，使其适用于高能量的工艺参数需求。将基台2的数量设为两个(双基台)，基台2包括第一基台和第二基台，第一基台与第二基台分别在动力单元的带动下沿基台轨道1移动。其中，动力单元可以为马达，以方便操作。

结合图7、图8所示，初始状态时，第一基台与第二基台分别位于基台轨道1的两端，灯箱3通过灯箱支撑架13位于两者之间，且位于基台轨道1的上方。运行过程中，首先，将待配向的基板分别预置于第一基台和第二基台上，第一基台运行至灯箱3的下方进行光配向；然后，在第一基台恢复至原位的同时，第二基台运行至灯箱3的下方进行光配向；之后依次按照上述步骤反复进行。

此外，该光配向设备还包括用于容纳承载装置、灯箱3及换灯装置的外框11，如图1所示，外框11作为该设备的外壳，在外框11的顶部设有换灯窗口，换灯窗口位于靠近换灯装置的一端，用于允许灯箱3在升降运动时通过，从而保证灯箱3在被提升至高位时可从换灯窗口处伸出于外框11的外部，方便换灯操作。

而且，在外框11的侧壁上设有用于取放待配向基板的玻璃取放窗口12，玻璃取放窗口12可与第一基台与第二基台的初始位置对应设置，以方便快速取放待配向的基板。

此外，本发明还提供一种生产系统，用于生产显示装置，其包括上述光配向设备。该生产系统由于采用上述光配向设备，不仅可使显示装置内取向膜的取向更加均匀，提高生产效率，而且还可以有效解决因空间受限制而不方便换灯的问题。

综上所述，本发明光配向设备在其一端设置有换灯装置，通过换灯装置带动灯箱做升降运动以完成换灯操作。该光配向设备相比于现有侧抽式换灯方式，占空空间范围小，尤其对于结构较小的产线时，有效解决因空间受限制而不方便换灯的问题；而且，该光配向设备操作简单，有效提高生产效率，使产品的产能增加，适用于高能量曝光及高端薄膜晶体管液晶显示器光敏配向膜取向工艺。

本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种光配向设备，其特征在于，包括承载装置、灯箱和换灯装置；所述承载装置包括基台轨道和设置于基台轨道上的基台，所述基台用于搬运待配向的基板；所述灯箱位于基台轨道的上方，且能沿所述基台轨道方向移动；所述换灯装置设置于基台轨道的一端，且可带动所述灯箱做升降运动。

2.根据权利要求1所述的光配向设备，其特征在于，所述换灯装置包括纵向伸缩单元，所述纵向伸缩单元包括两个关于基台轨道对称设置的纵向伸缩杆，所述两个纵向伸缩杆之间设有允许所述灯箱通过的区域，在每个纵向伸缩杆上对称设有用于夹持所述灯箱的横向伸缩杆。

3.根据权利要求2所述的光配向设备，其特征在于，所述纵向伸缩单元的数量为多个，多个所述纵向伸缩单元均位于同一条直线上，所述灯箱的数量与所述纵向伸缩单元的数量相等。

4.根据权利要求1所述的光配向设备，其特征在于，所述灯箱内自上而下依次设有反光镜、线光源、滤波装置及偏振装置。

5.根据权利要求4所述的光配向设备，其特征在于，所述线光源为紫外光水银灯管。

6.根据权利要求1所述的光配向设备，其特征在于，所述基台轨道的两侧设有灯箱导轨，所述灯箱导轨与基台轨道平行设置，所述灯箱在驱动单元的带动下沿所述灯箱导轨移动。

7.根据权利要求1所述的光配向设备，其特征在于，所述基台包括第一基台和第二基台，所述灯箱位于第一基台和第二基台之间，所述第一基台与第二基台分别在动力单元的带动下沿所述基台轨道移动。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的光配向设备，其特征在于，还包括用于容纳承载装置、灯箱及换灯装置的外框，所述外框的顶部设有换灯窗口，所述换灯窗口用于允许所述灯箱在升降运动时通过。

9.根据权利要求8所述的光配向设备，其特征在于，所述外框的侧壁上设有用于取放待配向基板的玻璃取放窗口。

10.一种生产系统，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的光配向设备。