CN202351590U - 光配向装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种对薄膜晶体管液晶显示器中的光配向膜进行配向的设备，特别是涉及一种光配向装置。本实用新型包括配向单元；所述配向单元包括配向光源和调光单元；所述调光单元包括聚光狭缝、偏振器件和滤光装置，调光单元用于将配向光源的光调制成所需波长的线偏振光；还包括带动装置，所述配向单元安装在带动装置上，带动装置用于控制并带动配向单元移动。本实用新型结构简单，成本低，能够通过使用较小尺寸的配向光源和调光单元完成对大面积基板的光照配向。

Description

光配向装置

技术领域

本实用新型涉及一种对薄膜晶体管液晶显示器中的光配向膜进行配向的设备，特别是涉及一种光配向装置。

背景技术

随着社会进步及科技发展，薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)已经成为当今时代显示领域的主流产品，在工业生产、日常生活中起到了至关重要的作用，越来越受到人们的青睐。

目前，液晶分子通常的取向方法是对涂有光配向膜(PI)的玻璃基板进行摩擦(Rubbing)，这种方法简单、方便，然而在摩擦工艺中却难以避免产生机械划痕、污染或静电，影响了液晶分子取向的均匀性。另外一种光控取向方法是近年来发展起来的一种液晶取向新技术，即通过紫外光(UV)照射，引发基片上的光取向材料膜发生光致聚合、光致异构或光致分解反应，产生表面的各向异性，进而诱导液晶分子取向的方法，此方法是一种非接触的液晶定向技术，克服了摩擦取向的缺点。因而光取向技术要较摩擦取向技术先进很多。

光配向工艺的关键有两点：光配向装置及光配向材料。光配向装置过于昂贵是目前阻止光取向技术大规模应用于FFS模式液晶面板生产的主要原因，若能降低光配向装置的价格，则能在很大程度上推动光取向技术在FFS模式液晶面板生产中的大规模应用。

为适应大尺寸的基板，现有技术中光配向装置尺寸一般也比较大。相应的，光配向装置中的配向光源和偏振器件的尺寸也较大，而配向光源和偏振器件是光配向装置中最为昂贵部件。因此，如何缩小光配向装置的尺寸以减小光配向装置的成本，同时使其可以适用于大尺寸基板的光配向作业，是目前光配向工艺中亟待解决的问题。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种结构简单、成本低并且可以对薄膜晶体管液晶显示器中的光配向膜进行光配向的装置。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种光配向装置，该装置包括配向单元；所述配向单元包括配向光源和调光单元；所述调光单元包括聚光狭缝、偏振器件和滤光装置，调光单元用于将配向光源的光调制成所需波长的线偏振光；还包括带动装置，所述配向单元安装在带动装置上，带动装置用于控制并带动配向单元移动。

其中，带动装置为三轴联动的控制平台，该带动装置包括X、Y、Z方向的导轨，每个导轨上均安装有步进电机，步进电机用于驱动配向单元在导轨上移动；所述步进电机连接计算机，计算机用于控制步进电机的运行。

本实用新型中所述的X、Y方向是指平行于基板平面的两个垂直的方向，Z方向是指垂直于基板平面的方向。

其中，配向光源为产生紫外光的发光器件。

其中，配向光源、偏振器件和滤光装置的长度为所述光配向装置进行配向的基板的1/3～1/2。

其中，还包括一基台，基台位于配向单元的下方，所述基台用于承载基板。

其中，调光单元，从配向光源到基板方向依次为：聚光狭缝、偏振器件和滤光装置。

其中，调光单元包括上下两个聚光狭缝，从配向光源到基板方向依次为：上聚光狭缝、偏振器件、下聚光狭缝和滤光装置。

其中，聚光狭缝的宽度为3.8cm～4cm。

其中，滤光装置的光可透过波段在230纳米～380纳米之间。

(三)有益效果

上述技术方案具有如下优点：本实用新型通过光控取向的方法对基板上的光配向膜进行配向，相比现有的摩擦工艺得到的预倾角更小(由光配向工艺制备的FFS面板的预倾角可以达到0°，而由摩擦工艺最终得到的预倾角通常在2°～3°)；此外还避免了摩擦工艺会出现的摩擦不匀或其他不良缺陷。本实用新型配向单元相对基板小很多，所使用的配向光源尺寸较小，与之匹配的偏振器件尺寸也相应小了，这将极大的降低光配向设备的制造成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例部分结构的示意图。

其中，1：灯罩；2：灯管；3：上聚光狭缝；4：偏振装置；5：下聚光狭缝；6：滤光装置；7：基台。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

当该光配向装置应用于第5.5代液晶面板生产线时，所需进行配向的阵列基板和彩膜基板的尺寸为1100mm×1300mm。具体如图1所示，本实施例光配向装置包括配向单元、带动装置和基台7，在该实施例中基台的尺寸为1100mm×1300mm，基台7上承载基板，与基台同尺寸。基板上涂覆有光交联型光配向膜材料。

配向单元位于基板的上方，配向单元安装在带动装置上。带动装置(带动装置图中未示出)是一个三轴联动的控制平台，包括X、Y、Z方向的导轨，每个导轨上均安装有步进电机，步进电机带动配向单元在导轨上移动；所述步进电机连接计算机，由计算机进行编程控制，这样就可以通过配向单元的自由移动，控制基板光照配向的面积，进而实现以小型配向单元对大尺寸基板的光配向膜进行光照配向。

配向单元包括配向光源和位于配向光源和基板之间的调光单元，调光单元包括从配向光源到基板方向依次设置的上聚光狭缝3、偏振器件4、下聚光狭缝5和滤光装置6。

本实施例中配向光源为紫外光灯管2，灯管2的长度为400mm。

上聚光狭缝3和下聚光狭缝5均顺着灯管2长度方向设置，偏振器件4和滤光装置6的长度与灯管2长度匹配，也为400mm。

可根据所需进行配向的阵列基板或彩膜基板的尺寸设定配向光源和偏振器件尺寸，综合考虑光配向装置的成本和光配向效率，配向光源和偏振器件的长度优选阵列基板或彩膜基板的1/3～1/2。

紫外光从灯管2发出，经过上聚光狭缝3后形成一接近平行光的面光源，经过偏振器件4后形成的线偏振光再先后经过下聚光狭缝5和滤光装置6，出射后照射在基板的光配向膜上。通过计算机控制配向单元在基板上方沿X、Y方向移动，对基板各位置进行光照配向。

为使出射光更为接近平行光，聚光狭缝的宽度优选为3.8cm～4cm，本实施例中聚光狭缝的宽度为3.9cm。

为提高光的使用效率，可在紫外光源上加装一灯罩1，该灯罩1能够将照向非需要方向的光反射到所需方向。

对光交联型光配向膜材料进行配向使用的配向光的波长一般分布在313纳米附近，因此本实施例中滤光装置6能够将波长远离313纳米的紫外线偏振光过滤掉。

当然，根据所选用光配向膜材料的不同，对紫外光波长的要求也不一样，例如采用光降解型光配向膜时，所需配向光波长一般分布在254纳米附近，此时所选用的滤光装置6需要将波长远离254纳米的紫外线偏振光过滤掉。所以，根据本实用新型应用中光配向膜材料的不同，滤光装置6的透过波段可在230纳米～380纳米之间选择。

上述实施例中采用上下两个聚光狭缝仅是为使出射光的平行性更好而采用的优选方案，在实际中仅使用一个聚光狭缝同样可以完成本实用新型。本实用新型调光单元中的聚光狭缝、偏振器件和滤光装置为功能独立的结构，它们的设置顺序可以根据需要改变，只需保证紫外光灯管发出的光逐次通过上述结构后得到所需波长并接近平行光的线偏振出射光即可。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.光配向装置，包括配向单元；所述配向单元包括配向光源和调光单元；所述调光单元包括聚光狭缝、偏振器件和滤光装置，调光单元用于将配向光源的光调制成所需波长的线偏振光；其特征在于，还包括带动装置，所述配向单元安装在带动装置上，带动装置用于控制并带动配向单元移动。

2.如权利要求1所述的光配向装置，其特征在于，所述带动装置为三轴联动的控制平台，该带动装置包括X、Y、Z方向的导轨，每个导轨上均安装有步进电机，步进电机用于驱动配向单元在导轨上移动；所述步进电机连接计算机，计算机用于控制步进电机的运行。

3.如权利要求1所述的光配向装置，其特征在于，所述配向光源为产生紫外光的发光器件。

4.如权利要求2所述的光配向装置，其特征在于，所述配向光源、偏振器件和滤光装置的长度为所述光配向装置进行配向的基板长度的1/3～1/2。

5.如权利要求1所述的光配向装置，其特征在于，还包括一基台，基台位于配向单元的下方，所述基台用于承载基板。

6.如权利要求1所述的光配向装置，其特征在于，所述调光单元，从配向光源到基板方向依次为：聚光狭缝、偏振器件和滤光装置。

7.如权利要求1所述的光配向装置，其特征在于，所述调光单元包括上下两个聚光狭缝，从配向光源到基板方向依次为：上聚光狭缝、偏振器件、下聚光狭缝和滤光装置。

8.如权利要求1所述的光配向装置，其特征在于，所述聚光狭缝的宽度为3.8cm～4cm。

9.如权利要求1所述的光配向装置，其特征在于，所述滤光装置的透过光波段在230纳米～380纳米之间。

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