TWI658255B - Wire grid unit and wire grid splicing protection device - Google Patents

Abstract

本發明揭露了一種線柵單元，包括線柵、第一線柵支撐件、第二線柵支撐件以及線柵壓緊片；線柵設置在第一線柵支撐件和第二線柵支撐件上，第一線柵支撐件和第二線柵支撐件分別位於線柵的相對兩側，線柵以刻度面面向第一線柵支撐件、第二線柵支撐件的方向設置，並且藉由將線柵壓緊片設置在線柵的兩側邊緣上並分別固定至第一線柵支撐件和第二線柵支撐件來固定線柵。線柵單元結構簡單，適用範圍廣。本發明還揭露了線柵單元的線柵拼接保護裝置，保護裝置採用裝配式結構，增加了線柵的有效透光面積，提高了保護裝置所在整機的累積劑量均勻性。

Description

線柵單元及線柵拼接保護裝置

本發明涉及線柵單元及線柵拼接保護裝置。

液晶屏光學配向設備的核心部件為起偏方向一致的線柵元件部分，當前受制於線柵生產製造水準，國內外能使用的線柵尺寸一般為120mm×120mm、100mm×100mm和120mm×100mm三種。而當前世界主流液晶屏生產尺寸已達4.5G和6G，需要將多個線柵進行拼接使用，故需為線柵拼接保護裝置設計一種可靠的線柵拼接保護單元。

對光配向設備起偏模組的主要性能要求一般為：偏光角度誤差：±870urad；消光比：100：1；聯合照明等模組，透過線柵後光線的累積劑量均勻性：5%。

其中，第3條中的累積劑量均勻性為整機綜合指標，體現了最終從起偏模組出射的偏振光線的整體品質或性能。上述累積劑量均勻性一般採用歸一化的數值最大值減去最小值，再除以二的值來評估，因此均勻性的數值越小表明性能越好。上述累積劑量均勻性的計算可採用現有技術中各種熟知的方法計算，在此不一一敘述。藉由多次分析與模擬實驗，發現當前技術環境下，影響累積劑量均勻性主要參數即為起偏模組中線柵拼接縫寬度。在其它結構、 條件不變的情況下，拼接縫寬分別為6.5mm、3mm時模擬資料整理請參閱圖1及圖2； 由此可見，當線柵拼接縫寬由6.5mm減為3mm時，整機累積劑量均勻性由5.58%提高到4.76%。

綜上，從如上三點性能需求轉化為對線柵保護、拼接方面的主要功能需求即為：在各線柵得到可靠地高精度地拼接的同時，在高溫、深紫外光、平面內可調條件下，能保持儘量小的拼接縫。對拼接裝置的具體需求如下：

線柵可靠機械保護；避免高溫工作環境對線柵透光區域、起偏角度等方面的影響；線柵有效透光面積儘量大，兩塊線柵有效透光區域間拼接縫儘量小；線柵起偏方向微調；線柵刻度面防氧化保護。

目前國內外用於拼接的線柵拼接單元一般為一體盒式單元結構，該結構存在如下問題：

加工困難，該結構線上柵拼接方向單邊寬度一般在1~5mm，受制於加工設備及技術，該結構加工很難保證邊框形狀；高溫易變形，易影響產品性能。該結構四角均固定，但線柵為強深紫外光照下工作，在增加壓縮空氣散熱的情況下，工作溫度一般在150~200℃甚至更高，非拼接方向溫度梯度約50℃，此時該結構易變形，且變形不可控；拼接間隙較大，考慮邊框單邊可加工尺寸及單塊線柵的調節範圍，該結構線柵與線柵之間的拼接縫一般在7mm及以上； 過於封閉，單個線柵盒體自成一個密閉腔室用於對線柵表面納米線的保護，隨著產品尺寸、線柵拼接尺寸的增加，外部保護氣體氣道、管路佈局複雜程度會不斷增加。

本發明提供了一種線柵單元及線柵拼接保護裝置，用以解決線柵拼接保護裝置加工困難、高溫易變形和拼接間隙大的問題。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種線柵單元，包括線柵、第一線柵支撐件、第二線柵支撐件以及線柵壓緊片；所述線柵設置在第一線柵支撐件和第二線柵支撐件上，所述第一線柵支撐件和所述第二線柵支撐件分別位於所述線柵的相對兩側，所述線柵以刻度面面向所述第一線柵支撐件、第二線柵支撐件的方向設置，並且藉由將所述線柵壓緊片設置在所述線柵的兩側邊緣上並分別固定至所述第一線柵支撐件和所述第二線柵支撐件來固定所述線柵。

較佳地，所述線柵單元還包括單元擋光條，所述單元擋光條設置於所述第一線柵支撐件和第二線柵支撐件上。

較佳地，所述線柵壓緊片與所述單元擋光條可合為一體。

較佳地，所述線柵壓緊片採用柔性材料或結構製備。

較佳地，所述線柵單元還包括兩個連接條，兩個所述連接條連接所述第一線柵支撐件和所述第二線柵支撐件，所述連接條與所述線柵不接觸，且在垂直於線柵刻度面的方向上，所述連接條與所述線柵之間的間隙不大於0.3mm，所述連接條位於所述線柵的正投影範圍內。

較佳地，所述連接條的外邊緣與所述線柵的外邊緣齊平。

較佳地，所述連接條採用高彈性模量、低熱膨脹係數的材料製備。

較佳地，所述第一線柵支撐件和所述第二線柵支撐件均採用低密度金屬製備。

本發明所述線柵單元結構簡單，空間佔用率小，適用範圍大。

本發明還揭露了一種線柵拼接保護裝置，包括框架、多個上述線柵單元、框架擋光條、密封件以及氣路系統；多個所述線柵單元一字型排列設置在所述框架上，每個所述線柵單元的第一線柵支撐件和所述第二線柵支撐件均固定在所述框架上；所述框架擋光條位於所述線柵單元之間的拼接縫下方並設置在所述框架上；所述密封件設置在所述框架上並與所述框架、所述框架擋光條及所述線柵單元形成整體腔室；所述氣路系統埋設在所述框架內部，與所述整體腔室相連通；所述拼接縫的寬度為相鄰兩個線柵單元之間的有效透光區域沿拼接方向的間距寬度。

較佳地，每個所述線柵單元的一端藉由設置在所述框架上的定位銷定位，與所述一端相對的另一端藉由設置在所述框架上的框架壓緊片壓緊在所述框架上，在所述框架上，位於所述定位銷兩側，分別設有固定所述線柵單元的緊固件。

較佳地，每個線柵單元對應設有兩片所述框架壓緊片。

較佳地，所述框架壓緊片採用柔性材料或結構製備。

較佳地，所述線柵單元一端藉由設置在所述框架上的定位銷定位所述第一線柵支撐件，藉由設置在第一線柵支撐件和第二線柵支撐件上的壓緊釘壓緊所述線柵單元在所述框架上，所述壓緊釘分佈的中心與所述線柵的重心 線上柵刻度面上的投影重合，所述第二線柵支撐件上，設有與所述定位銷位置對應的用於撥動所述線柵單元的撥杆。

較佳地，所述壓緊釘包括螺釘和套設在所述螺釘上的彈簧，所述螺釘限位所述彈簧，所述彈簧壓緊所述線柵單元，所述螺釘裝設在所述框架上，藉由控制所述螺釘的旋入深度來控制所述彈簧對所述線柵單元的壓緊力。

較佳地，所述螺釘上套設有擋板，所述擋板可防止所述彈簧脫落。

較佳地，對應每個所述線柵單元設置不少於三個所述壓緊釘。

較佳地，所述氣路系統包括埋設在所述框架內的匯總出氣道、出氣支道和進氣氣道，依次經過所述進氣氣道、整體腔室、出氣支道和匯總出氣道形成氣體通道。

本發明所述線柵拼接保護裝置採用裝配式結構，各部分根據各自功能、性能等需求選用不同材料，在滿足使用需求的前提下，增加了線柵的有效透光面積，並且易於加工；線柵之間的拼接縫寬可壓縮至2.5mm~6.5mm，進一步增加線柵有效透光面積，同時提高了所述開放式線柵拼接保護裝置所在整機的累積劑量均勻性。

1‧‧‧框架

11‧‧‧定位銷

12‧‧‧框架壓緊片

13‧‧‧緊固螺釘

14‧‧‧壓緊釘

15‧‧‧撥杆

2‧‧‧線柵單元

3‧‧‧框架擋光條

4‧‧‧密封件

5‧‧‧腔室

6‧‧‧單元擋光條

21‧‧‧線柵

22‧‧‧第一線柵支撐件

23‧‧‧第二線柵支撐件

24‧‧‧線柵壓緊片

25‧‧‧連接條

71‧‧‧匯總出氣道

72‧‧‧出氣支道

73‧‧‧進氣氣道

圖1是本發明的線柵拼接縫寬6.5mm時的模擬資料整理表。

圖2是本發明的線柵拼接縫寬3mm的模擬資料整理表。

圖3是本發明的偏光角度誤差分析匯總表。

圖4是本發明實施例一的開放式線柵拼接保護裝置的結構示意圖；圖5是本發明實施例一的開放式線柵拼接保護裝置的局部放大圖； 圖6是圖4的A-A向剖視圖；圖7是本發明實施例一的線柵單元的結構示意圖；圖8是本發明實施例一的線柵單元的爆炸圖。

圖9是本發明實施例二的開放式線柵拼接保護裝置的結構示意圖；圖10是本發明實施例二的開放式線柵拼接保護裝置的局部放大圖；圖11是圖9的B-B向剖視圖；圖12是本發明實施例二的線柵單元的結構示意圖；圖13是本發明實施例二的線柵單元的爆炸圖。

為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合圖式對本發明的具體實施方式做詳細的說明。需說明的是，本發明圖式均採用簡化的形式且均使用非精准的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。

實施例一

請參見圖4~6，其中，圖5是圖4中單個線柵單元的局部放大圖，圖6是圖4的A-A向剖視圖，一種開放式線柵拼接保護裝置，包括框架1、多個線柵單元2、框架擋光條3、密封件4和氣路系統，所述線柵單元2一字型排列設置在所述框架1上，本實施例中，設置十四個所述線柵單元2，所述框架擋光條3位於相鄰線柵單元2之間的拼接縫下方並設置在所述框架1上，所述框架擋光條3與所述線柵單元2不接觸，所述框架擋光條3的寬度不小於所述拼接縫的寬度，所述密封件4設置在所述框架1上並與所述框架1、所述框架擋光條3及所述線柵單元2形成整體腔室5，所述整體腔室5貫穿整個框架1內部，使得每個線柵單元 的線柵刻度面都位於整體腔室5內，所述氣路系統埋設在所述框架1內部並向所述整體腔室5內供氣；所述拼接縫寬為相鄰兩個線柵單元2之間的有效透光區域沿拼接方向的間距寬度。

請參見圖8，所述開放式線柵拼接保護單元還包括單元擋光條6，所述單元擋光條6位於所述線柵單元2上方。根據所述開放式線柵拼接保護裝置在液晶屏加工技術以及產品對偏振光邊緣平齊等方面具體要求，所述單元擋光條6可以不設置。

請參見圖7和圖8，以單個所述線柵單元2為例，所述線柵單元2包括線柵21、第一線柵支撐件22、第二線柵支撐件23和線柵壓緊片24，所述線柵21的刻度面面向所述整體腔室5，所述線柵21設置在第一線柵支撐件22和第二線柵支撐件23上，所述第一線柵支撐件22和所述第二線柵支撐件23分別設置在所述線柵21的兩側，用於支撐所述線柵21，所述線柵21藉由固定在所述第一線柵支撐件22和所述第二線柵支撐件23上的線柵壓緊片24固定位置，所述線柵21藉由所述第一線柵支撐件22和所述第二線柵支撐件23設置在所述框架1上，所述單元擋光條6固定在所述第一線柵支撐件22和所述第二線柵支撐件23上。所述第一線柵支撐件22和所述第二線柵支撐件23上均設有兩片所述線柵壓緊片24。所述第一線柵支撐件22上依次設置所述線柵壓緊片24和所述單元擋光條6，即單元擋光條6壓設在所述線柵壓緊片24上，藉由螺釘將線柵壓緊片24和所述單元擋光條6固定在所述第一線柵支撐件22上；所述第一線柵支撐件22上的所述線柵壓緊片24和所述單元擋光條6也可各自藉由螺釘固定在所述第一線柵支撐件22上；所述第二線柵支撐件23上的所述線柵壓緊片24和所述單元擋光條6與第一線柵支撐件22上線柵壓緊片24和所述單元擋光條6的設置位置及方式相同。所述線柵壓緊 片24採用耐高溫、耐紫外線的橡膠製備，所述第一線柵支撐件22和所述第二線柵支撐件23均採用低密度金屬製備，密度低於2.7g/cm³，如鋁或鋁合金。

如圖5所示，所述線柵單元2一端藉由設置在所述框架1上的定位銷11初步定位，另一端藉由設置在所述框架1上的框架壓緊片12壓緊進而將所述線柵單元2壓緊在所述框架1上，然後藉由框架1上的緊固螺釘13鎖緊，從而將一個線柵單元2固定在所述框架1上。所述框架壓緊片12採用耐高溫、耐紫外線的柔性材料或結構製備，所述柔性材料具有較好的彈塑性和韌性，如橡膠，所述柔性結構為一種依靠構件的彎曲、變形或具有的彈性來產生運動、傳遞能量或力的結構。本實施例中，所述框架壓緊片12設置兩個。所述框架1上，位於所述定位銷11兩側，分別設有緊固螺釘13，所述線柵21藉由所述緊固螺釘13固定。

本實施例中，所述第一線柵支撐件22和所述第二線柵支撐件23下表面的平面度均不低於0.01mm，對應線柵21的安裝面平面度及平行度不應低於7級加工製造精度，裝配時整個裝置應水準放置於對應單個線柵單元2區域面積內平面度低於0.01mm的大理石或其它工裝平面上進行裝配；各線柵單元2裝配在所述框架1上，在拼接方向的定位精度不應低於0.2mm。所述開放式線柵拼接保護裝置採用一端固定一端柔性壓緊固定形式，避免高溫工作環境裝配變形不可控情況。

所述線柵單元2還包括兩個連接條25，兩個所述連接條25連接所述第一線柵支撐件22和所述第二線柵支撐件23，且所述連接條25與所述線柵21不接觸，所述連接條25與所述線柵21之間的間隙不大於0.3mm，所述連接條25的外邊緣與所述線柵21的外邊緣齊平，所述連接條位於所述線柵的正投影範圍 內，所述連接條25採用高彈性模量、低熱膨脹係數材料製備，熱膨脹係數低於1.6×10^-6/℃，彈性模量高於2.06×10⁵MPa。

請參見圖6，所述氣路系統包括埋設在所述框架內的匯總出氣道71、出氣支道72和進氣氣道73，所述進氣氣道73、所述整體腔室5、所述出氣支道72和所述匯總出氣道71依次連通。所述開放式線柵拼接保護裝置不在各個線柵單元2內部設置氣道，進一步減少整機透光區域內對光線的遮擋。在防止所述線柵21納米線氧化前提下，所述氣路系統中匯總出氣道71、出氣支道72和進氣氣道73可在滿足所述整體腔室5內氣體壓強要求的條件下靈活佈局。

所述開放式線柵拼接保護裝置在所述線柵21上刻度線條角度誤差為較差的±1°時，所述連接條25的寬度為1mm，拼接縫寬度為4.5mm~6.5mm；在所述線柵2上刻度線條角度誤差為較差的±0.5°時，所述連接條25的寬度為1mm，拼接縫寬度為2.5mm~3.5mm。所述開放式線柵拼接保護裝置中所述線柵21的有效透光面積大大增加，線柵21單邊僅損失1mm用於壓緊或角度微調餘量；兩塊線柵21之間的拼接縫寬可壓縮至2.5mm~6.5mm，使整個模組的性能大大增加。

所述開放式線柵拼接保護裝置採用裝配式結構，各部分根據各自功能、性能等需求選用不同材料，在滿足使用需求的前提下，易加工。

對拼接縫寬為6mm的所述開放式線柵拼接保護裝置形成的起偏模組，綜合運用模擬、理論計算、實測得到的此時偏光角度誤差為618μrad，小於性能要求的870μrad，消光比為102，大於性能要求的100，均滿足性能要求。其中，偏光角度誤差分析匯總如圖3所示； 聯合照明等模組，透過線柵後，光線的累積劑量均勻性5%，滿足要求。

實施例二

請參見圖9~圖13，實施例二與實施例一的區別在於，所述線柵單元2一端藉由設置在所述框架1上的定位銷11定位所述第一線柵支撐件22，藉由設置在第一線柵支撐件22和第二線柵支撐件23上的壓緊釘14壓緊所述線柵單元2，從而將線柵單元2定位在所述框架1上，且所述壓緊釘14可以固定所述線柵單元2的位置。本實施例中，所述壓緊釘14設有三個，所述定位銷11和三個所述壓緊釘14形成的圖形的中心與所述線柵21的重心線上柵刻度面上的投影重合。所述第二線柵支撐件23上，設有與所述定位銷11位置對應的撥杆15，所述線柵21藉由所述撥杆15進行平面內旋轉調節。

所述壓緊釘14包括螺釘和套設在所述螺釘上的彈簧，所述螺釘限位所述彈簧，所述彈簧壓緊所述線柵單元2，所述螺釘裝設在所述框架上，藉由控制所述螺釘的旋入深度來控制所述彈簧對所述線柵單元2的壓緊力，所述螺釘上可套設擋板，所述擋板可防止所述彈簧脫落。

所述線柵壓緊片24對應於實施例一中的所述單元擋光條6，所述線柵壓緊片24同時具有壓緊所述線柵21和擋光的功能。

Claims (17)

1. 一種線柵單元，其包括一線柵、一第一線柵支撐件、一第二線柵支撐件以及一線柵壓緊片；該線柵設置在該第一線柵支撐件和該第二線柵支撐件上，該第一線柵支撐件和該第二線柵支撐件分別位於該線柵的相對兩側，該線柵以刻度面面向該第一線柵支撐件、該第二線柵支撐件的方向設置，並且藉由將該線柵壓緊片設置在該線柵的兩側邊緣上並分別固定至該第一線柵支撐件和該第二線柵支撐件來固定該線柵。
2. 如申請專利範圍第1項所述之線柵單元，其中，該線柵單元還包括一單元擋光條，該單元擋光條設置於該第一線柵支撐件和該第二線柵支撐件上。
3. 如申請專利範圍第2項所述之線柵單元，其中，該線柵壓緊片與該單元擋光條可合為一體。
4. 如申請專利範圍第1項所述之線柵單元，其中，該線柵壓緊片採用柔性材料或結構製備。
5. 如申請專利範圍第1項所述之線柵單元，其中，該線柵單元還包括複數連接條，二該連接條連接該第一線柵支撐件和該第二線柵支撐件，該連接條與該線柵不接觸，且在垂直於該線柵刻度面的方向上，該連接條與該線柵之間的間隙不大於0.3mm，該連接條位於該線柵的正投影範圍內。
6. 如申請專利範圍第5項所述之線柵單元，其中，該連接條的外邊緣與該線柵的外邊緣齊平。
7. 如申請專利範圍第5項所述之線柵單元，其中，該連接條採用高彈性模量、低熱膨脹係數的材料製備。
8. 如申請專利範圍第1項所述之線柵單元，其中，該第一線柵支撐件和該第二線柵支撐件均採用低密度金屬製備。
9. 一種線柵拼接保護裝置，其包括一框架、複數個如申請專利範圍第1項所述之線柵單元、一框架擋光條、一密封件以及一氣路系統；複數該線柵單元一字型排列設置在該框架上，各該線柵單元的一第一線柵支撐件和一第二線柵支撐件均固定在該框架上；該框架擋光條位於該線柵單元之間的拼接縫下方並設置在該框架上；該密封件設置在該框架上並與該框架、該框架擋光條及該線柵單元形成一整體腔室；該氣路系統埋設在該框架內部，與該整體腔室相連通；該拼接縫的寬度為相鄰二該線柵單元之間的有效透光區域沿拼接方向的間距寬度。
10. 如申請專利範圍第9項所述之線柵拼接保護裝置，其中，各該線柵單元的一端藉由設置在該框架上的一定位銷定位，與該一端相對的另一端藉由設置在該框架上的一框架壓緊片壓緊在該框架上，在該框架上，位於該定位銷兩側，分別設有固定該線柵單元的一緊固件。
11. 如申請專利範圍第10項所述之線柵拼接保護裝置，其中，各該線柵單元對應設有二該框架壓緊片。
12. 如申請專利範圍第10項所述之線柵拼接保護裝置，其中，該框架壓緊片採用柔性材料或結構製備。
13. 如申請專利範圍第9項所述之線柵拼接保護裝置，其中，該線柵單元一端藉由設置在該框架上的定位銷定位該第一線柵支撐件，藉由設置在該第一線柵支撐件和該第二線柵支撐件上的一壓緊釘壓緊該線柵單元在該框架上，該壓緊釘分佈的中心與該線柵的重心線上柵刻度面上的投影重合，該第二線柵支撐件上，設有與該定位銷位置對應的用於撥動該線柵單元的一撥杆。
14. 如申請專利範圍第13項所述之線柵拼接保護裝置，其中，該壓緊釘包括一螺釘和套設在該螺釘上的一彈簧，該螺釘限位該彈簧，該彈簧壓緊該線柵單元，該螺釘裝設在該框架上，藉由控制該螺釘的旋入深度來控制該彈簧對該線柵單元的壓緊力。
15. 如申請專利範圍第14項所述之線柵拼接保護裝置，其中，該螺釘上套設有一擋板，該擋板可防止該彈簧脫落。
16. 如申請專利範圍第13項所述之線柵拼接保護裝置，其中，對應各該線柵單元設置有不少於三該壓緊釘。
17. 如申請專利範圍第9項所述之線柵拼接保護裝置，其中，該氣路系統包括埋設在該框架內的一匯總出氣道、一出氣支道和一進氣氣道，依序經過該進氣氣道、該整體腔室、該出氣支道和該匯總出氣道以形成一氣體通道。