CN1869794A

CN1869794A - 对组基板的紫外光照射装置

Info

Publication number: CN1869794A
Application number: CN 200510073866
Authority: CN
Inventors: 黄郁豪
Original assignee: Chi Mei Optoelectronics Corp
Current assignee: Chi Mei Optoelectronics Corp
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2005-05-25
Publication date: 2006-11-29

Abstract

一种紫外光照射装置(UV Curing Apparatus)，该装置至少包括：一承载部，用以承载一对母板；及一光学部，用以照射该对母板。光学部至少包括一背光模块，位于承载部的一侧，用以使光线均匀照射至该对母板，其中背光模块包括一光源和一导光板，或是一光源组和多片导光板的组合。本发明的紫外光照射装置利用背光模块(Backlight Unit)进行紫外光照射，以提升光线照射至母板的均匀度。另外，若配合点状光源，还可进一步提升照度和缩短制作工艺时间。

Description

对组基板的紫外光照射装置

技术领域

本发明是关于一种对组基板的紫外光照射装置，且特别是关于一种可节省耗电量和改善照光均匀度的紫外光照射装置。

背景技术

薄膜晶体管平面显示器，特别是薄膜晶体管液晶显示器(以下简称TFT-LCD或液晶显示屏幕)，主要是利用成矩阵状排列的薄膜晶体管，配合适当的电容、转接垫等电子组件来驱动液晶像素，以产生丰富亮丽的图形。由于TFT-LCD具有外型轻薄、耗电量少以及无辐射污染等特性，因此被广泛地应用在笔记本计算机(notebook)、个人数字助理(PDA)等携带式信息产品上，甚至已有逐渐取代传统桌上型计算机的CRT显视器的趋势。

传统的TFT-LCD基本上包含有一下基板，其上具有许多排列成矩阵的薄膜晶体管、像素电极(pixel electrode)、互相垂直交错(orthogonal)的扫描线(scan or gate line)以及信号线(data or signal line)；一具有彩色滤光镜(colorfilter，CF)的上基板；以及填充于下基板与上基板之间的液晶材料(无数的液晶分子)，其中上基板与下基板可为透明的玻璃基板。组合时，将准备好的上基板(上好框胶)与下基板(滴注好液晶)对位(aligner)，经过紫外光照射(UVcure)以预先固化框胶，之后再热压成形(hot press)。

图1为一种传统的紫外光照射装置(UV)的简单示意图。传统的紫外光照射装置10，是以一承载部12承载一对待照射的母板14，例如是一具有CF的上基板和一具有TFT的下基板；承载部12上方则以数根长型紫外光灯管(UV Lamp)16作为光源(Light Source)，其中装置10内部安装有反射镜18以使光线能尽量反射到母板14上。承载部12具有一升降装置122，可依照程序需求而带动母板14上升或下降。首先，进入照射装置10的母板14先停留在过渡区A；接着，再上升至照射区C，以接受紫外光灯管16的照射；照射完毕后，将母板14移至冷却区B，进行冷却(例如利用冷空气的循环达到冷却的目的)；待母板14冷却至一定温后，则回到过渡区A，并自照射装置10内部移出，以进行后续制作工艺。

然而在TFT-LCD的母板日益大型化的趋势下，传统的紫外光照射装置10会产生以下的问题：

(1)母板越大，长型紫外光灯管的平均照度值越低，因此达到母板所需的总照射能量的时间就越长。

(2)母板表面积越大，所需的长型紫外光灯管的长度越长；而太长的灯管将使紫外光在母板表面分布的均匀性难以控制，且制作工艺中照度监控的困难度增加。另外，更换灯管的困难性也越高。

(3)对冷却系统而言，使用越长的紫外光灯管，用来冷却的装置就必须加大，以达到更高标准的冷却效率和冷却均一性。这也连带地提高了成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种紫外光照射装置，利用背光模块(Backlight Unit)进行紫外光照射，以提升光线照射至母板的均匀度。另外，若配合点状光源，还可进一步提升照度和缩短制作工艺时间。

根据本发明的目的，提出一种紫外光照射装置(UV Curing Apparatus)，至少包括：一承载部，用以承载一对母板；及一光学部，用以照射该对母板。光学部至少包括一背光模块，位于承载部的一侧，用以使光线均匀照射至该对母板，其中背光模块至少包括一导光板和一光源，且光源位于导光板的侧边处。

根据本发明的目的，提出另一种紫外光照射装置，至少包括：一承载部，用以承载一对母板；及一光学部，用以照射该对母板，光学部至少包括；一背光模块，位于承载部的一侧，用以使光线均匀照射至该对母板。背光模块至少包括：一导光板组合，由多张导光板以n×m矩阵方式组合而成(n和m为大于1的正整数)；和一光源组合，包括多个光源，该些光源与该些导光板的位置相对应，以使光线到达该些导光板。

为让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图，作详细说明如下：

附图说明

图1为一种传统的紫外光照射装置(UV)的简单示意图；

图2为本发明第一实施例的紫外光照射装置(UV)的简单示意图；

图3为本发明第一实施例的第一种背光模块的示意图；

图4为本发明第一实施例的第二种背光模块的示意图；

图5为本发明第二实施例的紫外光照射装置(UV)的简单示意图；

图6A为依照本发明第三实施例的一种导光板和长形灯管的组合；及

图6B为依照本发明第三实施例的一种导光板和点状光源的组合。

标号说明

10、20、40：紫外光照射装置

12、22：承载部

122：升降装置

14、24、44：母板

16：紫外光灯管

18：反射镜

222：提高装置

26、36、45、46：背光模块

261、361、561、661：导光板

262：光源

263：反射板

264：扩散薄膜

362、662：点状光源

365：支撑架

562：长形紫外光灯管

A：过渡区

B：冷却区

C：照射区

具体实施方式

本发明提出一种紫外光照射装置，利用背光模块(Backlight Unit)进行紫外光照射，以提升光线照射至母板的均匀度。另外，背光模块中的光源若使用点状光源(Spot UV)，还可提升照度和节省光源的耗电量。以下以内部结构略为不同的紫外光照射装置为实施例做详细的说明，然而，该些实施例并不会限缩本发明欲保护的范围。亦本发明的技术并不限于实施例中所叙述的模式。

第一实施例

请参照图2，其为本发明第一实施例的紫外光照射装置(UV)的简单示意图。第一实施例的紫外光照射装置20以一承载部22承载一对待照射的母板24，其中该对母板24可包含一或多个面板。照射装置20中，用以照射该对母板24的光学部包括一背光模块26，使紫外光可均匀地照射至母板24。另外，承载部22还可设置一提高装置222，以使承载部22和背光模块26间隔一适当距离。

在第一实施例中，背光模块26设置在母板24下方，使紫外光由下往上照射。图3为本发明第一实施例的第一种背光模块的示意图。背光模块26主要包括导光板(light guide plate)261和光源(light source)262，且光源262位于导光板261的侧边处。光源262系用以产生光线，一般以长型灯管作为光源262时则优选地以一屏蔽(lamp cover)遮蔽以作为保护。冷阴极灯管(ColdCathode Fluorescent lamp，CCFL)为常见的长型光源262，灯管线(lampwire)(未显示)则自灯管座延伸出来与一连接器电性连接。灯管内并填充一惰性气体，且管壁内侧涂布有荧光体。当外加一电压于灯管两侧的电极时，从电极跑出的电子撞击并激发惰性气体(如氙)，使其释放出紫外线，此紫外线照射到涂在管壁内侧的荧光体而成为可见光，以作为提供给导光板261的光源。

导光板261用以改变光的路径。因此自光源262所散发的光线可经过导光板261的引导而到达母板24。导光板262的尺寸与母板24的尺寸大致相等。

另外，背光模块26优选地还包括：反射板263和多张光学薄膜(例如扩散薄膜(diffusion sheet)264)。导光板261下方的反射板(reflecting plate)263则贴有一反射膜(未显示)，用来反射欲漏出导光板261外的光线，以提升光线的反射效率。扩散薄膜264则用来对光线作进一步的处理，例如聚光、扩散、柔和或均匀亮度。

本发明除了使用背光模块以提升紫外光照射的均匀度外，还可使用点状光源(UV spot lamp)取代长型灯管。

图4为本发明第一实施例的第二种背光模块的示意图。第二种背光模块36系在导光板361上方以一支撑架(spot holder)365设置多个点状光源362，以提供紫外光线。另外，背光模块36中也可优选地包括扩散薄膜(例如在导光板361上方)和反射板(例如在导光板361下方)，以提高光线的均匀性和效率。

使用点状光源362的优点如下：

(一)可增加紫外光光线的照度，以USIHO公司的长形UV灯管型号U6001-4604照度为150w/cm²，和USIHO公司的点状UV光源型号UMX-Q-256BY照度为1000w/cm²为例。一般CCFL的背光模块，当光进入导光板后约有80％的光自正面射出。若假设因其它光学设计的因素使得点状光源自发射到进入导光板共损失了50％，则点状UV光源可提供的实际照度为1000w/cm²×0.5×0.8＝400w/cm²。因此，整个照度可从150w/cm²提升至400w/cm²。

(二)缩短制作工艺时间，进行一对母板的紫外光照射程序所需的时间为：母板加载和载出的时间+承载部移动的时间(A-C-B-A)和冷却时间+照射时间。

承前所述，点状光源所提供的实际照度较长形灯管为高，则照射时间势必可以缩短。若假设其它的制作工艺时间不变，则单一母板的紫外光照射程序所需的时间和传统的技术相比，制作工艺时间明显缩短。

(三)点状光源的冷却装置体积小(可以小风扇维持冷却过程)，而不需如传统装置般使用大型散热装置，因此本发明的紫外光照射装置具有体积小的优点。

(四)照度监控较容易，在每个点状光源内部可安装传感器(sensor)，以确保其发光状况，光源传送至导光板间可使用光纤，可于点检时确认其状态是否良好。

(五)点状光源体积小，交换容易。

(六)节省耗电量，CCFL较点状光源耗电。

(七)若其中有某一或数个点状光源异常时，只需针对异常的光源做更换，而不会浪费成本。

第二实施例

请参照图5，其为本发明第二实施例的紫外光照射装置(UV)的简单示意图。第二实施例和第一实施例的区别在于：第一实施例的紫外光照射装置20具有一组背光模块26，设置于母板24下方，第二实施例的紫外光照射装置40则具有两组背光模块，分别设置于母板44的上下两侧，以同时对两侧进行紫外光照射。同样的，母板24可包含一或多个面板。

图5中，第一背光模块45位于母板44下方，使紫外光的光线经导光板自下而上照射母板44，而第二背光模块46位于母板44上方，使紫外光的光线自上而下经导光板照射母板44。其中，第一背光模块45和第二背光模块46之可使用长形灯管(如图3所示的结构)，也可使用点状光源(如图4所示的结构)。

除了具有如第一实施例所提及的优点外，对于两侧均需要紫外光照射的母板而言，第二实施例更提供了一种简易并省时的方式，而且降低了传统技术上因180度翻转过程不够稳定所造成的基板对组错位(mis-assembly)的风险。

另外，除了第一、第二实施例所提出的装置型态，业内人士应可理解本发明并不限于此，紫外光照射装置也可仅包含一组位于母板上方的背光模块，使紫外光经导光板由上至下对母板进行照射。

另外，本发明的背光模块中所使用的导光板并不限定为单一片的导光板，也可利用多片导光板做组合，并与适当的光源装置做配合，而达到本发明的目的。请参考第三实施例。

第三实施例

图6A为依照本发明第三实施例的一种导光板和长形灯管的组合。图6B为依照本发明第三实施例的一种导光板和点状光源的组合。在第三实施例中，导光板组合由多张导光板以n×m矩阵方式组合而成，其中n和m为大于1的正整数，n和m可以相等也可以相异，并没有特别限制。至于光源可以采用长形灯管也可采用点状光源，其位置与该些导光板的位置相对应，以使光线到达该些导光板。

图6A中系使用多支长形灯管562作为光源，其设置位置例如是对应于该些导光板561的交界处。长形灯管562之间可以独立或串联方式做电路控制和监测。当然，长形灯管562也可以设置于其它可提供导光板561光线的位置，视实际应用状况而定。

图6B中使用多个点状光源662作为光源，其设置位置例如是对应于该些导光板661的周围。点状光源662之间可以独立或串联方式做电路控制和监测。当然，点状光源662也可以设置于其它可提供导光板661光线的位置，例如位于该些导光板661的一侧，视实际应用状况而定。

另外，业内人士当可思及，第三实施例所提及的背光模块型态可应用在本发明的任何一紫外光照射装置，例如是第一和第二实施例中所叙述的装置。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何业内人士，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视后附的权利要求书所界定者为准。

Claims

1.一种紫外光照射装置，包括：

一承载部，用以承载一对母板；及

一光学部，用以照射该对母板，该光学部至少包括；

一背光模块，位于该承载部的一侧，用以使光线均匀照射至该对母板，其中该背光模块至少包括一导光板和一光源，且该光源位于该导光板的侧边处。

2.根据权利要求1所述的紫外光照射装置，其中该背光模块位于该承载部的下方，使光线经过该导光板后自下往上照射该对母板。

3.根据权利要求1所述的紫外光照射装置，其中该背光模块位于该承载部的上方，使光线经过该导光板后自上往下照射该对母板。

4.根据权利要求1所述的紫外光照射装置，其中该光学部包括一第一背光模块和一第二光学模块，分别位于该承载部的下方和上方，使光线可同时照射该对母板的两侧。

5.根据权利要求1所述的紫外光照射装置，其中该背光模块还包括一反射板，设置于该导光板的一侧，用以将光线反射至该导光板上。

6.根据权利要求1所述的紫外光照射装置，其中该背光模块还包括至少一扩散膜，设置于该导光板与该对母板之间，用以均匀扩散自该导光板射出的光线。

7.一种紫外光照射装置，包括：

一承载部，用以承载一对母板；及

一光学部，用以照射该对母板，该光学部至少包括；

一背光模块，位于该承载部的一侧，用以使光线均匀照射至该对母板，该背光模块至少包括：

一导光板组合，由多张导光板以n×m矩阵方式组合而成(n和m为自然数)；和

一光源组合，包括多个光源，该些光源与该些导光板的位置相对应，以使光线到达该些导光板。

8.根据权利要求7所述的紫外光照射装置，其中该些光源为多个点状光源。

9.根据权利要求7所述的紫外光照射装置，其中该背光模块位于该承载部的下方，使光线经过该导光板组合后自下往上照射该对母板。

10.根据权利要求7所述的紫外光照射装置，其中该背光模块位于该承载部的上方，使光线经过该导光板组合后自上往下照射该对母板。

11.根据权利要求7所述的紫外光照射装置，其中该光学部包括一第一背光模块和一第二光学模块，分别位于该承载部的下方和上方，使光线可同时照射该对母板的两侧。