CN116520612B - 光学组件及光学膜处理装置 - Google Patents

Abstract

本申请属于光学膜处理设备技术领域，具体涉及一种光学组件及光学膜处理装置。该光学组件包括发光构件和光介质层，光介质层具有入射面，发光构件的出光侧朝向入射面设置，发光构件发出的照射光线的传播方向与入射面的法线方向之间的夹角为θ，经入射面反射后的反射光线用于光配向，θ＝γ±3°，其中γ为布儒斯特角。本申请实施例利用发光构件和光介质层即可得到满足配向要求的光线，而光介质层的制造成本低于线栅偏振片的制造成本，因此本申请可解决目前的光配向的成本较高的问题。

Description

光学组件及光学膜处理装置

技术领域

本申请属于光学膜处理设备技术领域，具体涉及一种光学组件及光学膜处理装置。

背景技术

在液晶显示领域中需要对液晶进行配向，液晶的配向方法包括摩擦配向和光配向。其中，光配向利用线性偏极的紫外光照射在具有感光剂的高分子聚合物配向膜上，使得高分子聚合物具有配向能力，由于光配向为非接触式配向，其可避免待配向平面被污染，因此近年来得到了快速发展。

传统的光配向是利用线栅偏振片将紫外光转化为线偏振光进行配向，而线栅偏振片一般采用纳米压印及刻蚀的方法制作，其造价昂贵，因此目前的光配向的成本较高。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种光学组件及光学膜处理装置，能够解决目前光配向的成本较高的问题。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供了一种光学组件，包括发光构件和光介质层，光介质层具有入射面，发光构件的出光侧朝向入射面设置，发光构件发出的照射光线的传播方向与入射面的法线方向之间的夹角为θ，经入射面反射后的反射光线用于光配向，θ＝γ±3°，其中γ为布儒斯特角。

第二方面，本申请实施例还提供了一种光学膜处理装置，包括拆卷组件、收卷组件和如上述的光学组件，拆卷组件与收卷组件间隔设置，且拆卷组件与收卷组件之间具有配向区域，入射面朝向配向区域。

本申请实施例中，光学组件包括发光构件和光介质层，发光构件的出光侧朝向光介质层的入射面，由发光构件发出的照射光线可照射至光介质层的入射面，且照射光线的入射角为θ，且θ＝γ±3°，其中，γ为布儒斯特角，这可使由光介质层的入射面反射后的反射光线具有较大偏振消光比，进而使该反射光线能够满足配向要求，如此可将该反射光线用于光配向。由此可见，本申请实施例利用发光构件和光介质层即可得到满足配向要求的光线，而光介质层的制造成本低于线栅偏振片的制造成本，因此本申请可解决目前的光配向的成本较高的问题。

附图说明

图1为本申请第一实施例公开的光学组件的结构示意图；

图2为本申请第一实施例公开的光学组件的安装示意图；

图3为本申请第二实施例公开的光学组件的结构示意图；

图4为本申请第三实施例公开的光学组件的结构示意图；

图5为本申请子介质层的层数与反射率的关系示意图；

图6为本申请第四实施例公开的光学组件的轴侧示意图；

图7为本申请第四实施例公开的发光件的排布示意图；

图8为本申请第五实施例公开的光学组件的结构示意图；

图9为本申请第一实施例公开的光学组件的转动过程示意图；

图10为本申请第五实施例公开的光学组件的转动过程示意图；

图11为本申请第六实施例公开的光学组件的结构示意图；

图12为本申请实施例公开的光学膜处理装置的结构示意图。

附图标记说明：

100-发光构件、110-发光源、120-第二导光件、121-第二反射面、130-发光件、200-光介质层、201-入射面、202-出射面、210-子介质层、300-吸光层、400-第一导光件、410-第一反射面、500-光衰减器、600-拆卷组件、700-收卷组件、810-配向区域、820-固化区域、900-待配向产品。

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清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的光学组件及光学膜处理装置进行详细地说明。

如图1至图11所示，本申请实施例公开了一种光学组件，包括发光构件100和光介质层200，光介质层200具有入射面201，发光构件100的出光侧朝向入射面201设置。可选地，发光构件100可包括发光源110，发光源110可以为能够发出紫外光线的发光体，如准直紫外发光二极管；光介质层200可选用能够透过UV光的透明介质，如石英玻璃或高硅氧玻璃等。

发光构件100发出的照射光线的传播方向与入射面201的法线方向之间的夹角为θ，经入射面201反射后的反射光线用于光配向，θ＝γ±3°，其中γ为布儒斯特角。本申请实施例中，光学组件包括发光构件100和光介质层200，发光构件100的出光侧朝向光介质层200的入射面201，由发光构件100发出的照射光线可照射至光介质层200的入射面201，且照射光线的入射角为θ，且θ＝γ±3°，其中，γ为布儒斯特角，这可使由光介质层200的入射面201反射后的反射光线具有较大偏振消光比，进而使该反射光线能够满足配向要求，如此可将该反射光线用于光配向。由此可见，本申请实施例利用发光构件100和光介质层200即可得到满足配向要求的光线，而光介质层200的制造成本低于线栅偏振片的制造成本，因此本申请可解决目前的光配向的成本较高的问题。

需要说明的是，上述的偏振消光比为偏振透过方向的光强与垂直方向的光强的比值，它是衡量一束光线偏振度的指标，偏振消光比越大，光线的线偏振度越高。在光配向领域中，若偏振消光比低于下限值，液晶配向则会发生异常，甚至将导致无法正常配向。当入射光线以非布儒斯特角入射时，反射光线为非完全偏振光，这会降低反射光线的偏振消光比，而光配向领域一般要求配向光线的偏振消光比大于或等于15：1，此时该配向光线的发散角小于或者等于3°，因此当入射光线的入射角度θ＝γ±3°时，反射光线能够满足配向要求，其中，γ为布儒斯特角。

以图2视角为例，可使经入射面201反射后的反射光线沿竖直方向出射，将发光构件100发出的照射光线的传播方向与水平方向的之间的夹角定义为a，将入射面201与竖直方向之间的夹角定义为b，入射光线与介质法线方向之间的夹角为θ，根据角度关系可推测出b＝90°-θ，a＝2θ-90°，根据入射光线所在介质层的折射率和光介质层200的折射率可得到布儒斯特角γ，进而可得到入射角度θ，而根据入射角度θ则可得到a、b的具体值，根据a、b可安装光学组件。当然，经入射面201反射后的反射光线也可不沿竖直方向出射，其可与竖直方向之间具有夹角c，在安装光学组件时，需要在a、b的基础上加/减c。

光学组件一般设于曝光装置的外壳中，照射光线照射至光介质层200上时，会有一部分照射光线自光介质层200的出射面202透射出去而照射在外壳上，经外壳反射后的透射光线可能会照射在待配向产品900的待配向面上，而透射光线为部分偏振光，部分偏振光的偏振消光比低于下限值，这会使得液晶配向发生异常。在一种可选的实施例中，请参阅图3，光学组件还包括吸光层300，吸光层300设于光介质层200的背离发光构件100的一侧。本实施例中，吸光层300可吸收从光介质层200的出射面202透射出的透射光线，从而避免透射光线影响液晶配向。可选地，这里的吸光层300可设于曝光装置的外壳的内壁，也可设于外壳的内壁与光介质层200之间。

在一种可选的实施例中，请参阅图4，光介质层200包括沿光介质层200的法线方向间隔设置的多个子介质层210，也就是说，各子介质层210的所在的平面相互平行，相邻两个子介质层210之间具有光传播通道。具体地，相邻两个子介质层210间隔设置可使从上一层子介质层210透射出的透射光线照射在其下一层子介质层210的入射面201上，而各子介质层210所在的平面相互平行可使每个子介质层210的入射角度均相等，即：每个子介质层210的入射角度均等于θ，如此由各子介质层210的入射面201反射的光线均可用于光配向。需要说明的是，若多个子介质层210贴设叠置则相当于增加了光介质层200的厚度，而无法达到本申请实施例的目的。可选地，相邻两个子介质层210之间可填充低折射率的介质，或者填充空气层，该低折射率的介质或者空气层可形成上述的光传播通道。

本实施例中，各子介质层210依次沿远离发光构件100的方向排布，当发光构件100发出的照射光线照射在最靠近发光构件100的第一层子介质层210上时，一部分被第一层子介质层210反射，一部分可从第一层子介质层210透射出去，反射光线可照射至待配向面上对液晶进行配向，透射光线可经过光传播通道照射至第二层子介质层210的入射面201上，此时该透射光线的一部分可被第二层子介质层210反射，一部分可从第二层子介质层210透射出去，被第二层子介质层210反射后的透射光线可照射至待配向面上对液晶进行配向，从第二层子介质层210透射后的透射光线可通过光传播通道可依次照射至位于第二层子介质层210的后方的子介质层210的入射面201上。由此可见，本实施例设有多个子介质层210，各子介质层210均可将照射于其入射面201的入射光线的一部分反射至待配向面上，也就是说，多个间隔设置的子介质层210可将从第一子介质层210透射出去的部分透射光线反射至待配向面上，从而可增加照射至待配向面上的配向光线的能量，提高发光构件100发出的照射光线的能量利用率。

进一步地，请参阅图5，图5的横轴代表子介质层210的层数，纵轴代表光介质层200的对照射光线的反射率，可见，子介质层210的层数越多，反射率越高，但当子介质层210增加到4层以上时，反射率增长幅度较小，因此可将子介质层210设置为4层。

在一种可选的实施例中，请参阅图9至图10，光学组件具有安装平面，发光构件100可在安装平面内转动，且转动轴线与安装平面垂直，以调节光配向的配向角度，其中，安装平面与待配向平面平行。需要说明的是，由于发光构件100的转动轴线与安装平面垂直，且安装平面与待配向平面平行，因此发光构件100在转动的过程中，发光构件100发出的照射光线的传播方向与光介质层200的法线方向之间的夹角θ的大小不会改变，因此被光介质层200反射的反射光线可用于光配向。

本实施例中，图8和图9中的双箭头线为配向方向，单箭头线为发光构件100的照射光线的传播方向，以待配向平面与水平面平行为例，发光构件100在安装平面内转动时，发光构件100的出光侧的朝向会发生变化，从而使得发光构件100发出的照射光线的传播方向、以及照射光线照射在光介质层200上的入射位置发生变化，进而使从光介质层200反射的反射光线的出射位置、以及反射光线照射在待配向平面的位置发生变化，如此可实现对配向角度的调节。由此可见，转动发光构件100可调节反射光线照射在待配向平面上的位置，从而可调节光配向的配向角度。可选地，请参阅图9，当发光构件100仅包括发光源110时，发光源110可在安装平面内转动；请参阅图10，当发光构件100包括发光源110和第二导光件120时，可使发光源110相对固定，使第二导光件120在安装平面内转动。此外，可手动驱动发光构件100转动，也可通过驱动件驱动发光构件100转动，本申请不对发光构件100的转动方式以及转动结构作限定。

在一种可选的实施例中，发光构件100的数量为至少两个，至少两个发光构件100沿待配向产品900的宽度方向间隔设置，如此可增加光学组件可配向的宽度，以实现大面积的光配向；在实际的操作中，可选择性地开启不同数量的发光构件100，从而可使光学组件能够对不同宽度的待配向产品900进行光配向。可选地，这里的待配向产品900可以是光学膜，相邻两个发光构件100之间可具有间隙；或者，相邻两个发光构件100贴合设置。

发光构件100在其两端的边缘处的发光强度较低，这会使得待配向平面的部分区域接收到的配向光线的光强较弱，如此可能会降低光配向效果。在一种可选的实施例中，请参阅6至图7，发光构件100沿待配向产品900的长度方向设置至少两排，每排发光构件100包括至少两个发光件130，至少两个发光件130沿待配向产品900的宽度方向间隔设置，相邻两排发光构件100中的各发光件130错位设置，且至少一个发光件130的在待配向产品900的宽度方向上的至少一端与与其相邻的发光件130的一部分相对。可选地，发光件130可包括发光源110；或者，发光件130可包括发光源110和第二导光件120。

具体地，若发光构件100共具有N排，将N排发光构件100中的第M排发光构件100中的发光件130定义为第一发光件，将与第M排发光构件100相邻的一排的发光构件100定义为第L排发光构件100，将第L排发光构件100中的发光件130定义为第二发光件。其中，与第M排发光构件100相邻的第L排发光构件100可能是一排，也可能是两排，本申请以第L排发光构件100为一排为例，来解释“至少一个发光件130的在待配向产品900的宽度方向上的至少一端与与其相邻的发光件130的一部分相对”的含义：第M排发光构件100中的至少一个第一发光件的至少一端，与，第L排发光构件100中的与第一发光件相邻的第二发光件的一部分相对，也就是说，在待配向产品900的长度方向上，上述的至少一个第一发光件的至少一端的正投影，与，与其相邻的第二发光件的一端的正投影重合。需要说明的是，在第L排发光构件100中，与第一发光件相邻的第二发光件可能为两个，也可能为一个，在与第一发光件相邻的第二发光件为两个时，两个第二发光件的一端分别与第一发光件的两端相对。由此可见，本实施例中，至少一个发光件130的在待配向产品900的宽度方向上的至少一端与与其相邻的发光件130的一部分相对，从而可使其中一排发光构件100中具有至少一个与相邻一排的发光构件100中的发光件130的边缘重叠的发光件130，相邻两排的发光构件100中的发光件130的边缘重合后，两者的边缘区域处的光强可叠加，从而增加发光件130的边缘区域的发光强度，进而解决上述的由于发光件130的边缘区域的发光强度低，而降低光配向效果的问题。

在一种可选的实施例中，请参阅图11，光介质层200还具有与入射面201相背设置的出射面202，光学组件还包括第一导光件400，第一导光件400具有第一反射面410，第一反射面410朝向出射面202设置，第一反射面410可反射由出射面202透射出的透射光线，以用于光固化。本实施例中，从光介质层200透射出的透射光线可照射在第一导光件400的第一反射面410上，透射光线经第一反射面410反射后可对光配向处理之后的光学膜进行光固化处理。可见，本实施例的光学组件增加第一导光件400后可实现光配向和光固化两种功能，达到一物多用的目的。

不同的光学膜对配向光线的光能量的要求不同，在一种可选的实施例中，光学组件还包括光衰减器500，光衰减器500的入光侧朝向入射面201设置，以用于接收经入射面201反射后的反射光线。本实施例中，光衰减器500可接收经光介质层200反射后的反射光线，从而减小反射光线的光能量，以满足不同光学膜对光能量的需求。进一步地，本实施例还可与上一实施例组合，由于光配向所需的光能量小于光固化所需的光能量，因此本申请可通过调整光源的功率以及结合光衰减器500分别得到适应光配向和光固化所需的光能量。

在一种可选的实施例中，请参阅图8，发光构件100包括发光源110和第二导光件120，第二导光件120具有第二反射面121，第二反射面121分别朝向发光源110和入射面201设置，经第二导光件120反射后的照射光线的传播方向与入射面201的法线方向之间的夹角为θ，即发光源110发出的光线经第二导光件120反射后射入光介质层200。本实施例中，设置第二导光件120后可灵活调整发光源110的位置，便于安装发光源110。进一步地，可将发光源110水平设置，如此可避免在发光源110倾斜设置时，由于其自身的重力导致发光源110移动的问题。可选地，第二导光件120可选择镜面铝器件。

如图12所示，本申请实施例还公开了一种光学膜处理装置，包括拆卷组件600、收卷组件700和如上述任一项实施例所述的光学组件，拆卷组件600与收卷组件700间隔设置，且拆卷组件600与收卷组件700之间具有配向区域810，入射面201朝向配向区域810。本申请实施例中，光学组件包括发光构件100和光介质层200，发光构件100的出光侧朝向光介质层200的入射面201，由发光构件100发出的照射光线可照射至光介质层200的入射面201，且照射光线的入射角为θ，且θ＝γ±3°，其中，γ为布儒斯特角，这可使由光介质层200的入射面201反射后的反射光线具有较大偏振消光比，进而使该反射光线能够满足配向要求，如此可将该反射光线用于光配向。由此可见，本申请实施例利用发光构件100和光介质层200即可得到满足配向要求的光线，而光介质层200的制造成本低于线栅偏振片的制造成本，因此本申请可解决目前的光配向的成本较高的问题。需要说明的是，光学膜处理装置还可包括涂布装置、干燥装置、冷却装置等，本申请不再赘述。

进一步地，拆卷组件600与收卷组件700之间还具有固化区域820，第一反射面410朝向固化区域820。

本申请上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (8)

1.一种光学组件，其特征在于，包括发光构件(100)和光介质层(200)，所述光介质层(200)具有入射面(201)，所述发光构件(100)的出光侧朝向所述入射面(201)设置，

所述发光构件(100)发出的照射光线的传播方向与所述入射面(201)的法线方向之间的夹角为θ，经所述入射面(201)反射后的反射光线用于光配向，

θ＝γ±3°，其中所述γ为布儒斯特角，

所述光介质层(200)包括沿所述光介质层(200)的法线方向间隔设置的多个子介质层(210)，相邻两个所述子介质层(210)之间具有光传播通道；

所述光介质层(200)还具有与所述入射面(201)相背设置的出射面(202)，所述光学组件还包括第一导光件(400)，所述第一导光件(400)具有第一反射面(410)，所述第一反射面(410)朝向所述出射面(202)设置，所述第一反射面(410)可反射由所述出射面(202)透射出的透射光线，以用于光固化。

2.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述光学组件还包括吸光层(300)，所述吸光层(300)设于所述光介质层(200)的背离所述发光构件(100)的一侧。

3.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述光学组件具有安装平面，所述发光构件(100)可在所述安装平面内转动，且转动轴线与所述安装平面垂直，以调节光配向的配向角度，

其中，所述安装平面与待配向平面平行。

4.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述发光构件(100)的数量为至少两个，所述至少两个发光构件(100)沿待配向产品(900)的宽度方向间隔设置。

5.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述发光构件(100)沿待配向产品(900)的长度方向设置至少两排，每排所述发光构件(100)包括至少两个发光件(130)，所述至少两个发光件(130)沿所述待配向产品(900)的宽度方向间隔设置，

相邻两排所述发光构件(100)中的各所述发光件(130)错位设置，且至少一个所述发光件(130)的在所述待配向产品(900)的宽度方向上的至少一端与与其相邻的发光件(130)的一部分相对。

6.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述光学组件还包括光衰减器(500)，所述光衰减器(500)的入光侧朝向所述入射面(201)设置，以用于接收经所述入射面(201)反射后的反射光线。

7.根据权利要求1所述的光学组件，其特征在于，所述发光构件(100)包括发光源(110)和第二导光件(120)，所述第二导光件(120)具有第二反射面(121)，所述第二反射面(121)分别朝向所述发光源(110)和所述入射面(201)设置，经所述第二导光件(120)反射后的照射光线的传播方向与所述入射面(201)的法线方向之间的夹角为所述θ。

8.一种光学膜处理装置，其特征在于，包括拆卷组件(600)、收卷组件(700)和如权利要求1至7中任一项所述的光学组件，

所述拆卷组件(600)与收卷组件(700)间隔设置，且所述拆卷组件(600)与所述收卷组件(700)之间具有配向区域(810)，所述入射面(201)朝向所述配向区域(810)。