CN111589674A - 紫外固化装置及紫外固化方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种紫外固化装置和紫外固化方法，紫外固化装置，用于对待固化模组进行紫外固化，包括：紫外光源，与所述待固化模组相对设置，所述紫外光源的出光方向与所述待固化模组所在平面垂直；折光器，围绕所述待固化模组设置，所述折光器包括反射面，所述紫外光源发射的紫外光经所述反射面反射至所述待固化模组的外周面。通过在待固化模组周围设置折光器，使得紫外光源在对待固化模组朝向紫外光源的一面进行紫外固化的同时，在折光器的反射面的作用下，对待固化模组的外周面进行紫外固化，从而能够一次性完成对待固化模组正面及外周面的紫外固化，提高了紫外固化的效率。

Description

紫外固化装置及紫外固化方法

技术领域

本申请涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种紫外固化装置和方法。

背景技术

现有技术中，在液晶显示屏侧面密封采用UV固化胶或液晶显示屏边缘处在正面照射时，由于结构遮挡造成固化不完全的情况下，在对液晶显示屏进行紫外固化时，除了对屏幕正面进行紫外光照射外，还需要对液晶显示屏侧面进行紫外光照射，至少需要两道工序，致使紫外固化效率低下。

现有技术中，在液晶显示屏侧面密封采用UV固化胶或液晶显示屏边缘处在正面照射时，由于结构遮挡造成固化不完全的情况下，在对液晶显示屏进行紫外固化时，除了对屏幕正面进行紫外光照射外，还需要对液晶显示屏侧面进行紫外光照射，至少需要两道工序，致使紫外固化效率低下。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种紫外固化装置和方法，用以简化对不同面进行紫外固化时所需的操作，解决紫外固化效率低下的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种紫外固化装置，用于对待固化模组进行紫外固化，包括：

紫外光源，与所述待固化模组相对设置，所述紫外光源的出光方向与所述待固化模组所在平面垂直；

折光器，围绕所述待固化模组设置，所述折光器包括反射面，所述紫外光源发射的紫外光经所述反射面反射至所述待固化模组的外周面。

通过在待固化模组周围设置折光器，使得紫外光源在对待固化模组朝向紫外光源的一面进行紫外固化的同时，在折光器的反射面的作用下，对待固化模组的外周面进行紫外固化，从而能够一次性完成对待固化模组正面及外周面的紫外固化，提高了紫外固化的效率。相较于传统紫外固化装置，采用折光器结构节省了紫外固化的工序，并且结构简单，无需设计复杂的光源和治具。

在可选的实施方式中，所述紫外固化装置还包括承载件，所述折光器及所述待固化模组设置在所述承载件上，所述紫外光源与所述承载件可彼此平行地相对移动。

在可选的实施方式中，所述承载件为传送带，所述传送带带动所述折光器及所述待固化模组移动；和/或所述紫外固化装置还包括机械臂，所述紫外光源设置在所述机械臂上，所述机械臂带动所述紫外光源移动。

在可选的实施方式中，所述紫外固化装置还包括控制器，所述控制器与所述紫外光源及所述承载件的驱动装置通信连接，用于控制所述紫外光源的光源强度以及控制所述驱动装置驱动所述承载件移动。

通过设置控制器控制所述紫外光源的光源强度以及控制所述驱动装置驱动所述承载件移动，保证待固化模组各个位置的紫外光的辐照量处于合适的范围，避免局部曝光不足或过度曝光，使得待固化模组能充分进行紫外固化。

在可选的实施方式中，所述紫外固化装置还包括位置感应器和多个标识物，所述位置感应器与所述紫外光源位置相对固定地设置；多个所述标识物设置在所述折光器和所述待固化模组上；所述位置感应器与所述控制器连接。

通过设置位置感应器和多个标识物，能准确确定折光器和待固化模组进入和离开紫外光源照射区域的时刻，进而使控制器准确控制紫外光源的光源强度以及控制所述驱动装置驱动所述承载件的移动。

在可选的实施方式中，所述折光器包括多个三棱镜，所述多个三棱镜围绕所述待固化模组设置且首尾连接，所述反射面为所述三棱镜的纵截面的斜边所在面。

在可选的实施方式中，所述三棱镜的纵截面为等腰直角三角形，所述等腰直角三角形的第一直角边所在面与所述紫外光源的出光方向垂直，所述紫外光自第一直角边所在面射入所述三棱镜，在所述等腰直角三角形的斜边所在面处发生全反射，并自所述等腰直角三角形的第二直角边所在面射出。

在可选的实施方式中，所述三棱镜的纵截面的斜边所在面镀有介质膜，用以增强反射率。

通过在三棱镜的纵截面的斜边镀介质膜，增强了斜边的反射率，提高对紫外光的反射利用率从而减少能量损失。

在可选的实施方式中，所述紫外光源为线光源或包括多个呈直线或阵列排列的LED。

通过采用线光源或多个呈直线或阵列排列的LED组成紫外光源，可以适应各种不同形状的待固化模组。

第二方面，本发明实施例提供一种紫外固化方法，应用于紫外固化装置的控制器，所述紫外固化装置还包括与所述控制器连接的紫外光源、传送带及位置感应器，所述紫外固化方法包括：

获取所述位置感应器检测的位置信息；

根据所述位置信息控制所述紫外光源的光源强度和/或所述传送带的运行速度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种紫外固化装置的结构图；

图2为本申请实施例提供的一种折光器的结构图；

图3为本申请实施例提供的一种紫外固化装置沿A-A的截面示意图；

图4为本申请实施例提供的一种三棱镜的截面示意图。

图标：101-紫外光源；102-折光器；103-承载件；200-待固化模组；201-第一三棱镜；202-第二三棱镜；203-第三三棱镜；204-第四三棱镜；401-第一直角边；402-斜边；403-第二直角边。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种紫外固化装置的结构图，该紫外固化装置包括紫外光源101和折光器102。

紫外光源101与待固化模组200相对设置，紫外光源101的出光方向与待固化模组200所在平面垂直；折光器102围绕待固化模组200设置，折光器102包括反射面，紫外光源101发射的紫外光经反射面反射至待固化模组200的外周面。

紫外光源101发射的紫外线垂直照射在待固化模组200所在的平面上，对待固化模组200朝向紫外光源101的一面进行紫外固化。由于待固化模组200周围设置有折光器102，在对待固化模组200的正面进行紫外固化时，紫外光源101发射的紫外线有一部分还会照射到折光器102上。照射在折光器102上的紫外光会在折光器102的反射面上发生反射，紫外线的照射方向发生改变，使得紫外线可以照射在待固化模组200的外周面(即待固化模组200的各个侧面)，进而对待固化模组200的外周面进行紫外固化。

通过在待固化模组200周围设置折光器102，使得紫外光源101在对待固化模组200朝向紫外光源101的一面进行紫外固化的同时，在折光器102的反射面的作用下，对待固化模组200的外周面进行紫外固化，从而能够一次性完成对待固化模组200正面及外周面的紫外固化，提高了紫外固化的效率。相较于传统紫外固化装置，采用折光器结构节省了紫外固化的工序，并且结构简单，无需设计复杂的光源和治具。

具体的，紫外光源101与待固化模组200相对设置，紫外光源101可以根据待固化模组200需要固化的位置，设置在待固化模组200所在平面的上方或者下方。通常情况下，紫外光源101设置在待固化模组200的上方，对待固化模组200进行紫外固化。但是，不同的待固化模组200内部结构有所差异，有时候需要将紫外光源101设置在待固化模组200的下方，对待固化模组200的下平面进行紫外固化。此时，需要对折光器102进行相应的调整，使得折光器102能将从下方垂直射入的紫外线反射到待固化模组200的外周面。

可选的，紫外光源101可以为线光源或包括多个呈直线或阵列排列的LED。紫外光源101为线光源时，可以采用冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)或热阴极荧光管(Hot Cathode Fluorescent Lamp，HCFL)。紫外光源101还可以由多个呈直线或阵列排列的LED组成。

需要说明的是，紫外光源101的形状可以根据待固化模组200的形状进行调整。举例来说，当待固化模组200为矩形时，紫外光源101可以由多个LED排列成一条直线，排列的方向与紫外光源101与待固化模组200相对运动的方向垂直。当待固化模组200为其他形状时，紫外光源101可以由多个LED组成对应的形状，对待固化模组200进行紫外固化。通过采用线光源或多个呈直线或阵列排列的LED组成紫外光源，可以适应各种不同形状的待固化模组。

可选的，折光器102采用玻璃或亚克力制成。折光器102的基材可以是玻璃或亚克力等透明材料，通过模铸、模压或冷加工形成中空或实心且带有反射面的结构，其反射面光学抛光，具有反射紫外光的能力。

可选的，该折光器102包括多个三棱镜，多个三棱镜围绕待固化模组200设置且首尾连接，反射面为三棱镜的纵截面的斜边所在面。

请一并参阅图2至图3，图2为本申请实施例提供的一种折光器的结构图，折光器102包括第一三棱镜201、第二三棱镜202、第三三棱镜203和第四三棱镜204，待固化模组200可以为矩形液晶显示屏，第一三棱镜201、第二三棱镜202、第三三棱镜203和第四三棱镜204首尾连接，设置在待固化模组200的周围。

需要说明的是，第一三棱镜201、第二三棱镜202、第三三棱镜203和第四三棱镜204可以由工作人员人工套装到待固化模组200上，也可以通过设置光电定位装置，检测到待固化模组200的位置后，由机械装置套装到待固化模组200上，本申请不以此为限。

图3为本申请实施例提供的一种紫外固化装置的截面示意图。紫外光源101垂直发射紫外线照射待固化模组200，待固化模组200朝向紫外光源101的一面接收紫外光进行紫外固化。紫外光源101发射紫外线还照射第一三棱镜201、第二三棱镜202、第三三棱镜203和第四三棱镜204，紫外光在各个三棱镜反射面的作用下，经过反射后照射在待固化模组200的侧面。图3中只画出了经过第二三棱镜202和第四三棱镜204的紫外光形成的光路，可以理解，经过第一三棱镜201和第三三棱镜203的紫外光形成光路的原理与上述两个三棱镜形成光路的原理相似。

可选的，请参阅图4，图4为本申请实施例提供的一种三棱镜的截面图，该三棱镜的纵截面为等腰直角三角形，等腰直角三角形的第一直角边401所在面与紫外光源101的出光方向垂直，紫外光自第一直角边401所在面射入三棱镜，在等腰直角三角形的斜边402(即折光器102的反射面)所在面处发生全反射，并自等腰直角三角形的第二直角边403所在面射出。

可选的，三棱镜的纵截面的斜边402所在面镀有介质膜，用以增强反射率。在较佳情况下，自第一直角边401所在面射入三棱镜的紫外光的方向均与第一直角边401所在面垂直，在斜边402所在面处发生全反射，自第二直角边403所在面射出三棱镜。但是考虑到空气中的粒子、灰尘等影响，自第一直角边401所在面射入三棱镜的紫外光不全是垂直于第一直角边401所在面。此时，存在小于全反射临界角的紫外光。为了能尽可能提高反射利用率以减少能量损失，可以在斜边402所在面镀上介质膜，用以增强反射率。

继续参阅图1，可选的，紫外固化装置还包括承载件103，折光器102及待固化模组200设置在承载件103上，紫外光源101与承载件103可彼此平行地相对移动。

具体的，承载件103可以为传送带，传送带带动折光器102及待固化模组200移动。紫外光源101可以固定设置在传送带上方，折光器102及待固化模组200放置在传送带上，传送带带动折光器102及待固化模组200经过紫外光源101的照射区域，对待固化模组200进行紫外固化。

可选的，紫外固化装置还包括机械臂，紫外光源101除了可以相对固定地设置在传送带上方，还可以设置在机械臂上，机械臂带动紫外光源101移动。此时，承载件103可以为一固定平台，折光器102及待固化模组200放置固定平台上，保持不动。机械臂带动紫外光源101移动，对待固化模组200进行紫外固化。

需要说明的是，紫外固化装置可以同时包括传送带和机械臂，根据实际需求，可以选择机械臂带动紫外光源101移动或是传送带带动折光器102及待固化模组200移动亦或是两者同时移动，使待固化模组200完成紫外固化。

可选的，紫外固化装置还包括控制器，控制器与紫外光源101及承载件103的驱动装置通信连接，用于控制紫外光源101的光源强度以及控制驱动装置驱动承载件103移动。

在紫外固化过程中，为了使紫外固化采用的UV光学胶发生充分的光化学作用，需要其接受的紫外光辐照量达到一定的程度。待固化模组200的各个侧面和朝向紫外光源101的一面所需要的紫外光辐照量存在差异，在待固化模组200在进行紫外固化的时候，为了保证待固化模组200各个位置的紫外光的辐照量处于合适的范围，避免局部曝光不足或过度曝光，控制器可以控制驱动装置驱动承载件103以不同速率进行移动或控制紫外光源101以不同的光源强度照射不同的位置。

在紫外光源101固定不动，传送带带动折光器102及待固化模组200移动的情况下，控制器控制紫外光源101的光源强度保持不变，控制传送带在紫外光源101照射折光器102和照射待固化模组200时处于不同速度；也可以控制传送带保持匀速运动，控制紫外光源101以不同的光源强度照射折光器102和待固化模组200，以保证待固化模组200各个位置的紫外光辐照量处于合适的范围，避免局部曝光不足或过度曝光。

可选的，控制器控制紫外光源101的光源强度的方法可以为控制紫外光源101的电流大小或调整PWM占空比。

为了确定折光器102和待固化模组200进入和离开紫外光源101照射区域的时刻，紫外固化装置可以包括：位置感应器和多个标识物。位置感应器与紫外光源101位置相对固定地设置(例如，位置感应器可以相对固定地设置在紫外光源101一侧)；多个标识物设置在折光器102和待固化模组200上；位置感应器与控制器连接。

具体的，位置感应器可以设置在紫外光源101一侧，与紫外光源101的位置相对固定，用于检测紫外光源101的照射区域中是否有标识物。标识物设置在折光器102和待固化模组200上。

以下结合一个具体示例说明控制器如何根据位置感应器和多个标识物，确定折光器102和待固化模组200进入和离开紫外光源101照射区域的时刻。

当待固化模组200为矩形时，多个标识物可以分别设置在折光器102和待固化模组200沿传送带运动方向的两侧(即，分别设置在第一三棱镜201沿传送带运动方向的两侧，第三三棱镜203沿传送带运动方向的两侧，以及待固化模组200沿传送带运动方向的两侧)。当折光器102进入紫外光源101的照射区域时，位置感应器检测到设置在第一三棱镜201远离第三三棱镜203的一侧的标识物，将该时刻记录为T1；当折光器102随传送带运动至位置感应器检测到设置在第一三棱镜201靠近第三三棱镜203的一侧的标识物时，将该时刻记录为T2；当传送带继续运动至位置感应器检测到设置在待固化模组200靠近第一三棱镜201的一侧的标识物时，将该时刻记录为T3；当随传送带运动至位置感应器检测到设置在待固化模组200靠近第三三棱镜203的一侧的标识物时，将该时刻记录为T4；当折光器102随传送带运动至位置感应器检测到设置在第三三棱镜203靠近第一三棱镜201的一侧的标识物时，将该时刻记录为T5；当折光器102随传送带运动至位置感应器检测到设置在第三三棱镜203远离第一三棱镜201的一侧的标识物时，将该时刻记录为T6。

确定折光器102和待固化模组200进入和离开紫外光源101照射区域的时刻后，根据预先测定的紫外光源101电流或PWM占空比和光源强度的关系以及预先确定的待固化模组200正面照射和侧面照射所需要的紫外光辐照量数值，控制紫外光源101在T1-T2、T3-T4、T5-T6的光源强度，保证待固化模组200各个位置的紫外光的辐照量处于合适的范围。

可以理解，维持紫外光源101光源强度不变，控制传送带的运行速度的方法与上述方法类似，为使说明书简洁，在此不做赘述。

通过设置位置感应器和多个标识物，能准确确定折光器和待固化模组进入和离开紫外光源照射区域的时刻，进而使控制器准确控制紫外光源的光源强度以及控制承载件的移动速度。

需要说明的是，控制器可以通过有线或无线方式与紫外光源101、承载件的驱动装置及位置感应器通信连接。其中，可以通过wifi、红外、蓝牙、蜂窝、zigbee、NFC等方式进行无线方式连接，本申请不以此为限。

基于同一发明构思，本申请实施例中还提供一种紫外固化方法，应用于紫外固化装置的控制器，紫外固化装置还包括与控制器连接的紫外光源、传送带及位置感应器，紫外固化方法包括：获取位置感应器检测的位置信息；根据位置信息控制紫外光源的光源强度和/或传送带的运行速度。

可以理解，本申请提供的紫外固化方法与前述控制器与紫外光源、传送带及位置感应器的交互对应，为使说明书简洁，相同或相近部分可互相参照，在此不再赘述。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种紫外固化装置，用于对待固化模组进行紫外固化，其特征在于，包括：

紫外光源，与所述待固化模组相对设置，所述紫外光源的出光方向与所述待固化模组所在平面垂直；

折光器，围绕所述待固化模组设置，所述折光器包括反射面，所述紫外光源发射的紫外光经所述反射面反射至所述待固化模组的外周面。

2.根据权利要求1所述的紫外固化装置，其特征在于，所述紫外固化装置还包括承载件，所述折光器及所述待固化模组设置在所述承载件上，所述紫外光源与所述承载件可彼此平行地相对移动。

3.根据权利要求2所述的紫外固化装置，其特征在于，所述承载件为传送带，所述传送带带动所述折光器及所述待固化模组移动；和/或所述紫外固化装置还包括机械臂，所述紫外光源设置在所述机械臂上，所述机械臂带动所述紫外光源移动。

4.根据权利要求2所述的紫外固化装置，其特征在于，所述紫外固化装置还包括控制器，所述控制器与所述紫外光源及所述承载件的驱动装置通信连接，用于控制所述紫外光源的光源强度以及控制所述驱动装置驱动所述承载件移动。

5.根据权利要求4所述的紫外固化装置，其特征在于，所述紫外固化装置还包括位置感应器和多个标识物，所述位置感应器与所述紫外光源位置相对固定地设置；多个所述标识物设置在所述折光器和所述待固化模组上；所述位置感应器与所述控制器连接。

6.根据权利要求1所述的紫外固化装置，其特征在于，所述折光器包括多个三棱镜，所述多个三棱镜围绕所述待固化模组设置且首尾连接，所述反射面为所述三棱镜的纵截面的斜边所在面。

7.根据权利要求6所述的紫外固化装置，其特征在于，所述三棱镜的纵截面为等腰直角三角形，所述等腰直角三角形的第一直角边所在面与所述紫外光源的出光方向垂直，所述紫外光自第一直角边所在面射入所述三棱镜，在所述等腰直角三角形的斜边所在面处发生全反射，并自所述等腰直角三角形的第二直角边所在面射出。

8.根据权利要求6所述的紫外固化装置，其特征在于，所述三棱镜的纵截面的斜边所在面镀有介质膜，用以增强反射率。

9.根据权利要求1所述的紫外固化装置，其特征在于，所述紫外光源为线光源或包括多个呈直线或阵列排列的LED。

10.一种紫外固化方法，其特征在于，应用于紫外固化装置的控制器，所述紫外固化装置还包括与所述控制器连接的紫外光源、传送带及位置感应器，所述紫外固化方法包括：

获取所述位置感应器检测的位置信息；

根据所述位置信息控制所述紫外光源的光源强度和/或所述传送带的运行速度。

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