CN204406005U - 光取向设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光取向设备。所述光取向设备包括：多个承载基台，每个承载基台用于承载基板；曝光装置，所述曝光装置用于对处于其照射范围内的基板进行曝光；驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述曝光装置移动，使所述曝光装置的照射范围依次经过多个承载基台上的基板；装卸载装置，用于将位于所述曝光装置的照射范围外的承载基台上的已完成曝光的基板卸载，以及，向位于所述曝光装置的照射范围外的承载基台上装载新的基板。上述光取向设备减少了完成对一个基板的曝光所需的时间，从而提高了生产效率，增加了产能；同时，还提高了曝光装置的利用率。

Description

光取向设备

技术领域

本实用新型涉及液晶显示技术领域，具体地，涉及一种光取向设备。

背景技术

液晶显示面板一般包括阵列基板、彩膜基板，以及设置在阵列基板和彩膜基板之间的液晶。其中，阵列基板和彩膜基板均包括取向层，其用于限定液晶分子的排布，使液晶分子在未处于电场中时，按照预设的初始方向排布。

目前，取向层一般可以通过对聚酰亚胺膜(PI膜)进行摩擦或者曝光制备，即所谓“摩擦取向”和“光取向”。其中，光取向是利用紫外光照射，引发PI膜中的聚酰亚胺分子发生光致聚合、光致异构或光致分解反应，产生各向异性，从而诱导液晶分子取向。在光取向工艺中，PI膜不与其它介质接触，因此，不会产生摩擦取向工艺中存在的碎屑污染和静电击穿等问题。

图1示出了一种现有的通过光取向工艺制备取向层的光取向设备，如图1所示，该光取向设备包括承载基台1、曝光装置2、驱动机构(图中未示出)和装卸载装置4；其中，承载基台1用于承载基板S，曝光装置2用于对放置在承载基台1上的基板S进行曝光，驱动机构用于驱动承载基台1移动，装卸载装置4用于向承载基台1上装载基板S，以及，将基板S从承载基台1上卸载。

具体地，在上述光取向设备制备取向层时，首先，在第一阶段，装卸载装置4将制备有PI膜的基板S装载到承载基台1上，并检测基板S是否被准确放置，若否，则对基板S的位置进行校正；在该第一阶段，使用遮光装置将曝光装置2的出光区遮蔽，避免出现基板S的部分区域被曝光，而其余区域未被曝光的现象，从而避免影响曝光工艺的均匀性。在第二阶段，遮光装置从曝光装置2的出光区移开，并在之后，驱动机构驱动承载基台1由初始位置1-0移动至结束位置1-1；在该过程中，曝光装置2对基板S的各区域进行曝光，使基板S上的PI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。在第三阶段，使驱动机构位于初始位置1-0，由装卸载装置4将基板S从承载基台1上卸载。

在采用上述光取向设备制备取向层的过程中，装载和卸载基板S时，检测基板S是否被准确放置时，以及，在遮光装置遮蔽曝光装置2的出光区和从曝光装置2的出光区移开的过程中，曝光装置2无法照射基板S，对基板S进行曝光；这就使得制备取向层的每个周期内，进行曝光的时间所占的比例较少，从而导致曝光装置2的利用率不高。

发明内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种光取向设备，其可以减少完成对一个基板的曝光所需的时间，从而提高生产效率，以及提高曝光装置的利用率。

为实现本实用新型的目的而提供一种光取向设备，包括：多个承载基台，每个承载基台用于承载基板；曝光装置，用于对处于其照射范围内的基板进行曝光；驱动机构，用于驱动所述曝光装置移动，使所述曝光装置的照射范围依次经过多个承载基台上的基板；装卸载装置，用于将位于所述曝光装置的照射范围外的承载基台上的已完成曝光的基板卸载，以及，向位于所述曝光装置的照射范围外的承载基台上装载新的基板。

其中，所述多个承载基台排列成一行。

其中，所述装卸载装置包括装载装置和卸载装置；所述卸载装置用于将位于所述曝光装置的照射范围外的承载基台上的已完成曝光的基板卸载；所述装载装置用于向位于所述曝光装置的照射范围外的承载基台上装载新的基板。

其中，所述光取向设备还包括遮光装置，所述遮光装置用于在预设时刻运动至所述曝光装置的出光区，使相应的基板脱离所述曝光装置的照射范围。

可替代地，所述曝光装置包括光源、反光镜和反光镜驱动机构，所述反光镜驱动机构用于驱动反光镜在第一位置和第二位置间运动，所述反光镜在第一位置用于将所述光源发出的射向非出光区的光反射向出光区，在第二位置用于将所述出光区遮挡。

其中，所述曝光装置的出光区在垂直于其运动方向上的尺寸不小于所述基板的对角线的长度。

其中，所述曝光装置的出光区在垂直于其运动方向上的尺寸不大于5米。

其中，所述光源包括至少一个灯组，每个灯组的长度不小于所述基板的对角线的长度。

其中，每个灯组内的灯的数量的范围为1～50个。

其中，所述装卸载装置的数量与所述承载基台的数量相等，且二者一一对应。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的光取向设备，其驱动机构驱动曝光装置依次对多个承载基台上的基板进行曝光；并且，在曝光装置对基板曝光时，装卸载装置将已完成曝光的基板从承载基台上卸载，并在曝光装置下一次掠过该承载基台之前，向该承载基台上装载新的基板，从而使曝光装置可以直接对该承载基台上的基板进行曝光，而无需等待装卸载装置卸载和装载基板，从而可以减少完成一个基板的曝光所需的时间，提高生产效率，增加产能。同时，在装卸载装置卸载和装载基板时，曝光装置仍用于对其他基板的曝光，与现有技术相比，提高了曝光装置的利用率。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为一种现有的光取向设备的示意图；

图2为本实用新型实施方式提供的光取向设备的示意图；

图3为承载基台的数量为4个的示意图；

图4为遮光装置的示意图；

图5为曝光装置的示意图；

图6为本实施方式与现有技术的曝光均一性的示意图；

图7为灯组的第一种结构的示意图；

图8为灯组的第二种结构的示意图；

图9为灯组的第三种结构的示意图。

其中，附图标记：

1：承载基台；2：曝光装置；4：装卸载装置；5：遮光装置；6：闸门；7：摄像头；1-0：承载基台的初始位置；1-1：承载基台的结束位置；2-0：曝光装置的初始位置；2-1：曝光装置的第一位置；2-2：曝光装置的第二位置；40：装载装置；41：卸载装置；20：光源；21：反光镜；200：灯组；S：基板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

本实用新型提供一种光取向设备的实施方式，图2为本实用新型实施方式提供的光取向设备的示意图。如图2所示，在本实施方式中，所述光取向设备包括：多个承载基台1，每个承载基台1用于承载基板S；曝光装置2，用于对处于其照射范围内的基板S进行曝光；驱动机构(图中未示出)，用于驱动所述曝光装置2移动，使所述曝光装置2的照射范围依次经过多个承载基台1上的基板S，即：使多个承载基台1上的基板S依次进入所述曝光装置2的照射范围，并依次脱离所述曝光装置2的照射范围；装卸载装置4，用于将位于所述曝光装置2的照射范围外的承载基台1上的已完成曝光的基板S卸载，以及，向位于所述曝光装置2的照射范围外的承载基台1上装载新的基板。

下面结合图2，详细描述光取向设备对基板S进行曝光取向的原理和过程。

首先，如图2所示，承载基台1的数量为2个，且该2个承载基台1排列成一行；在进行曝光前，曝光装置2处于其初始位置2-0，该初始位置2-0位于2个承载基台1之间。并且，设置完成对基板S的曝光，需要曝光装置2两次掠过相应的承载基台1，即：基板S达到所需的曝光强度需被曝光装置2完全照射两次。

在进行曝光前，向至少一个承载基台1上放置基板S，且在该过程中，使基板S不被曝光装置2照射(具体可以通过在开启曝光装置2前进行装载来实现，当然也可以采用其他方式实现。)，例如，在图2中左侧的承载基台1’上放置基板S。具体地，在向承载基台1’上装载基板S时，首先，开启闸门6，而后，装卸载装置4拾取基板S，将其传输至承载基台1’上方，并放置在承载基台1’上，最后，装卸载装置4退出，并关闭闸门6。

在装卸载装置4将基板S放置在承载基台1’上后，还需要检测基板S是否被准确放置，该检测一般通过靠近承载基台1’的摄像头7进行。当摄像头7检测到基板S放置的位置有偏差时，需要对基板S的位置进行校正，该校正可以由装卸载装置4完成。

在确定基板S被准确放置后，承载基台1’一般在与其连接的旋转驱动机构(图中未示出)的驱动下旋转相应角度，以使基板S上形成的沟槽沿预定的方向排布。

之后，曝光装置2对已放置好的基板S进行曝光；具体地，驱动机构驱动曝光装置2由初始位置2-0移动至第一位置2-1，而后，驱动机构继续驱动曝光装置2由第一位置2-1移动至初始位置2-0；在该过程中，曝光装置2的出光区两次掠过放置在承载基台1’上的基板S，对承载基台1’上的基板S进行了两次的完全照射，从而完成对该基板S进行曝光。同时，在对承载基台1’上的基板S进行曝光的上述过程中，装卸载装置4将另一基板S装载到图2中右侧的承载基台1”上，并检测基板S是否被准确放置，以及使承载基台1”旋转预设角度。

在曝光装置2移动至初始位置2-0后，驱动机构继续驱动曝光装置2向图2的右侧运动，直至运动至第二位置2-2，而后，驱动机构继续驱动曝光装置2由第二位置2-2移动至初始位置2-0，在该过程中，曝光装置2的出光区两次掠过放置在承载基台1”上的基板S，对承载基台1”上的基板S进行了两次的完全照射，从而完成对该基板S进行曝光。同时，在对承载基台1”上的基板S进行曝光的上述过程中，装卸载装置4将放置在承载基台1’上，且先前已完成曝光的基板S卸载，并向承载基台1’上装载新的基板S，并检测新的基板S是否被准确放置，以及使承载基台1’旋转预设角度。

而后，依次重复上述第一个步骤，对放置在承载基台1’上的基板S曝光，同时，将承载基台1”上的已完成曝光的基板S卸载，并向承载基台1”上装载新的基板S；以及重复上述第二个步骤，对放置在承载基台1”上的基板S曝光，同时，将承载基台1’上的已完成曝光的基板S卸载，并向承载基台1’上装载新的基板S；实现不间断地对多个基板S进行曝光工艺。

根据上述可知，在将已完成曝光的基板S从某一承载基台1上卸载，以及在向该承载基台1上装载新的基板S时，曝光装置2在驱动机构的驱动下，运动至与其他承载基台1对应的位置，对其他承载基台1上的基板S进行曝光，即：曝光装置2的出光区不会照射在该承载基台1上；因此，装卸载装置4可以在曝光装置2对其他基板S进行曝光的同时，将该承载基台1上的基板S卸载，以及向该承载基台1上装载新的基板S。与现有技术相比，这样可以使：在曝光装置2下一次运动至与该承载基台1对应的位置时，该承载基台1上已放置有基板S。从而，曝光装置2可以在下一次运动至与该承载基台1对应的位置时，直接对该承载基台1上的基板S进行曝光，无需等待装卸载装置4进行基板S的卸载和装载，这样就可以节省时间，提高生产效率，增加产能。同时，在装卸载装置4卸载和装载基板S时，曝光装置2仍用于对其他基板S的曝光，与现有技术相比，提高了曝光装置2的利用率。

表1本实施方式与现有技术分别对一个基板进行曝光所需的时间对比

具体地，如表1所示，以六代线设备(基板S的尺寸为1850×1500mm)为例，当完成曝光所需的时间为96秒时，本实施方式中完成一个基板S曝光所需的时间即为96秒；而现有的方案中，需要等待装卸载装置4进行卸载和装载，该时间为10秒，同时，承载基台1旋转至预设角度也需要18秒，因此，其完成对一个基板S的曝光所需要的时间是124秒。通过对比可知，就完成一个基板S曝光的周期所需的时间而言，本实施方式相比现有技术降低了22.58％；同时，就曝光装置2射出的光的利用率而言，现有技术为77.42％，而本实施方式为100.00％，相比现有技术有了大幅提升。

在本实施方式中，承载基台1的数量并不限于图2所示的2个，其数量还可以多于2个，例如，在图3所示实施例中，承载基台1的数量为4个。同时，多个承载基台1的排列方式也并不限于排列成一行，虽然在多个承载基台1排列成一行时，曝光装置2对放置于多个承载基台1上的基板S曝光时的运动路径更简单，可以使驱动机构的结构更简单，但在实际中，多个承载基台1也可以排列成其他形式，如多行多列。

同时，在本实施方式中，初始位置2-0的位置也并非必须如图2所示，位于承载基台1’和承载基台1”之间；具体地，初始位置2-0还可以位于承载基台1’左侧，或者承载基台1”右侧。并且，在承载基台1的数量大于两个时，初始位置2-0也可以位于任意两个承载基台1之间。

此外，在上述图2所示实施例中，完成对基板S的曝光需要曝光装置2完全照射基板S两次；但在实际中，根据需要，可以通过增加曝光装置2照射向基板S的光线的强度等方式，使曝光装置2一次掠过基板S即完成对基板S的曝光，这样可以减少对基板S的曝光工艺所需的时间，提高生产效率。当然，还可以设置完成对基板S的曝光时，曝光装置2需掠过基板S的次数为大于1的奇数和大于2的偶数。

在本实施方式中，所述装卸载装置4可以包括装载装置40和卸载装置41；所述卸载装置41用于将位于所述曝光装置2的照射范围外的承载基台1上的已完成曝光的基板S卸载；所述装载装置40用于向位于所述曝光装置2的照射范围外的承载基台1上装载新的基板S。具体地，装载装置40和卸载装置41可以为机械手，相比于通过一个机械手完成基板S的装载和卸载的方式，这样可以同步地进行卸载和装载，从而减少装卸载所需的时间，使驱动机构能以更快的速度驱动曝光装置2运动，从而有助于提高生产效率。

具体地，所述装卸载装置4的数量可以与所述承载基台1的数量相等，且二者一一对应；即：每个装卸载装置4用于向一个承载基台1上装载基板S，以及，将该承载基台1上的基板S卸载。

一般地，在曝光工艺后，还需进行一些后续工艺，如显影等，才能在聚酰亚胺膜上获得所需的沟槽。在本实施方式中，优选地，如图3所示，所述卸载装置41将所述基板S从承载基台1上卸载，并将其传输向曝光工艺后的下一生产流程。这样完成曝光的基板S直接被传输至曝光后续的生产流程，较现有的先将完成曝光的基板S存储，而后将多个基板S一起转运至下一生产流程的方式，减少了时间消耗，提高了效率，从而有助于提高产能。

在本实施方式中，如图4所示，所述光取向设备还可以包括遮光装置5，所述遮光装置5用于在预设时刻运动至所述曝光装置2的出光区，使相应的基板S脱离所述曝光装置2的照射范围。

仍以图2为例，若初始位置2-0位于承载基台1’左侧，第一位置2-1位于承载基台1’和承载基台1”之间，且完成对基板S的曝光需曝光装置2两次掠过相应的承载基台1，则当完成对放置在承载基台1’上的基板S的曝光后，曝光装置2处于初始位置2-0，即曝光装置2会处于与承载基台1’对应的位置，承载基台1’上已完成曝光的基板S仍处于曝光装置2的照射范围之内，在此情况下，若装卸载装置4将承载基台1’上的基板S卸载，以及将新的基板S装载在承载基台1’上，已完成曝光的基板S和新的基板S上的各区域的曝光强度会不均，从而会影响基板S所形成沟槽的均匀性。因此，在完成对放置在承载基台1’上的基板S的曝光后，需要遮光装置5遮蔽曝光装置2的出光区，使承载基台1’上的基板S不被曝光装置2照射，而后，方可由装卸载装置4将承载基台1’上的基板S卸载，以及，向承载基台1’上装载新的基板S。

初始位置2-0位于承载基台1”右侧，第二位置2-1位于承载基台1’和承载基台1”之间时的情况与上述类似，在完成对承载基台1”上的基板S的曝光后，遮光装置5运动至曝光装置2的出光区，将曝光装置2的出光区遮蔽。

此外，在完成对基板S的曝光需要曝光装置2对基板S进行奇数次的完全照射时，在曝光装置2每次运动至位于两端的承载基台1时，完成对该第一个和最后一个承载基台1上的基板S的曝光后，也会存在上述类似问题，在此情况下，遮光装置5运动至曝光装置2的出光区，将曝光装置2的出光区遮蔽，而后，方可由装卸载装置4将该第一个或最后一个承载基台1上的基板S卸载，以及，向该承载基台1上装载新的基板S。

在本实施方式中，还可以不设置额外的遮光装置5，而是设置曝光装置2包括光源20、反光镜21和反光镜驱动机构(图中未示出)，如图5所示，所述光源20用于发光，所述反光镜驱动机构用于驱动反光镜21在第一位置和第二位置间运动，所述反光镜21在第一位置用于将所述光源10发出的射向非出光区的光反射向出光区，以对基板S进行曝光，以及，在第二位置用于将所述出光区遮挡，以避免影响曝光的均匀性。具体地，在曝光装置2需要停止运动，等待装卸载装置4将承载基台1上的基板S卸载，以及向承载基台1上装载新的基板S时，所述反光镜21进入所述第二位置。

在本实施方式中，优选地，所述曝光装置2的出光区在垂直于其运动方向上的尺寸不小于所述基板S的对角线的长度；这样设置可以在承载基台1旋转任意角度的情况下，使承载基台1上的基板S上的各区域均处于曝光装置2的照射范围之内。一般地，现有基板S的对角线长度小于5米，在此情况下，可以设置所述曝光装置2的出光区在垂直于其运动方向上的尺寸不大于5米。

具体地，所述驱动机构驱动所述曝光装置2移动的速度小于1500mm/s；以使曝光装置2在移动过程中具有足够的稳定性和精确度，从而保证其对基板S的曝光的均匀性。

一般地，承载基台1上设置多个顶针，基板S固定在顶针上，可以理解，在承载基台1运动时，基板S会随之颤动，使得在该过程中，基板S表面的平整度较差。在本实施方式中，在曝光时，曝光装置2在驱动机构的驱动下运动，而承载基台1保持固定，这样相比现有技术中承载基台运动的技术方案相比，在曝光时，基板S的表面会保持较高的平整度。具体地，放置于所述承载基台上的基板的平整度可以达到±0.05～±10mm。在基板S表面保持较高的平整度的情况下，对基板S的曝光可以获得更好的曝光均匀性，如图6所示，图中实线为本实施方式中的曝光均匀性，而虚线则为现有技术中的曝光均匀性，从图中可以看出，本实施方式中的曝光均匀性明显优于现有技术中的曝光均匀性。

具体地，所述光源20包括至少一个灯组200，每个灯组200的长度不小于所述基板S的对角线的长度。每个灯组200可以由长度较长的灯构成，如图7所示，也可以由多个长度较短的灯连接而成，如图8和图9所示。进一步地，每个灯的长度的范围可以为200～5000mm，每个灯组200内的灯的数量的范围为1～50个。

综上所述，本实施方式提供的光取向设备，其驱动机构驱动曝光装置2依次对多个承载基台1上的基板S进行曝光；并且，在曝光装置2对基板S曝光时，装卸载装置4将已完成曝光的基板S从承载基台1上卸载，并在曝光装置2下一次掠过该承载基台1之前，向该承载基台1上装载新的基板S，从而使曝光装置2可以直接对该承载基台1上的基板S进行曝光，而无需等待装卸载装置4卸载和装载基板S，从而可以减少完成一个基板S的曝光所需的时间，提高生产效率，增加产能。同时，在装卸载装置4卸载和装载基板S时，曝光装置2仍用于对其他基板S的曝光，与现有技术相比，提高了曝光装置2的利用率。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种光取向设备，包括多个承载基台，每个承载基台用于承载基板，其特征在于，所述光取向设备还包括：

曝光装置，用于对处于其照射范围内的基板进行曝光；

驱动机构，用于驱动所述曝光装置移动，使所述曝光装置的照射范围依次经过多个承载基台上的基板；

装卸载装置，用于将位于所述曝光装置的照射范围外的承载基台上的已完成曝光的基板卸载，以及，向位于所述曝光装置的照射范围外的承载基台上装载新的基板。

2.根据权利要求1所述的光取向设备，其特征在于，所述多个承载基台排列成一行。

3.根据权利要求1所述的光取向设备，其特征在于，所述装卸载装置包括装载装置和卸载装置；

所述卸载装置用于将位于所述曝光装置的照射范围外的承载基台上的已完成曝光的基板卸载；

所述装载装置用于向位于所述曝光装置的照射范围外的承载基台上装载新的基板。

4.根据权利要求1所述的光取向设备，其特征在于，所述光取向设备还包括遮光装置，所述遮光装置用于在预设时刻运动至所述曝光装置的出光区，使相应的基板脱离所述曝光装置的照射范围。

5.根据权利要求1所述的光取向设备，其特征在于，所述曝光装置包括光源、反光镜和反光镜驱动机构，所述反光镜驱动机构用于驱动反光镜在第一位置和第二位置间运动，所述反光镜在第一位置用于将所述光源发出的射向非出光区的光反射向出光区，在第二位置用于将所述出光区遮挡。

6.根据权利要求1所述的光取向设备，其特征在于，所述曝光装置的出光区在垂直于其运动方向上的尺寸不小于所述基板的对角线的长度。

7.根据权利要求6所述的光取向设备，其特征在于，所述曝光装置的出光区在垂直于其运动方向上的尺寸不大于5米。

8.根据权利要求5所述的光取向设备，其特征在于，所述光源包括至少一个灯组，每个灯组的长度不小于所述基板的对角线的长度。

9.根据权利要求8所述的光取向设备，其特征在于，每个灯组内的灯的数量的范围为1～50个。

10.根据权利要求1或3所述的光取向设备，其特征在于，所述装卸载装置的数量与所述承载基台的数量相等，且二者一一对应。