一種光配向設備及光配向方法與流程

2023-05-18 14:24:56

本發明涉及顯示技術領域，特別是涉及一種光配向設備及光配向方法。

背景技術：

液晶顯示器(TFT-LCD)技術經過最近幾十年的發展，技術和工藝日趨成熟。已經取代冷陰二極體(CCFL)顯示器，成為顯示領域的主流產品。LCD的生產過程中，為了使液晶分子能夠正常配向，需要在陣列基板和彩膜基板的表面塗上一層取向膜，實現對液晶分子的配向。

目前光配向的技術已經成熟的應用到小世代線的基板製造上，由於小世代線的基板尺寸較小，對應的線性光源的目前可以均勻照射整張基板上的取向膜，均勻得配向取向膜線。

但是，由於高世代線的基板尺寸較大，需要更大尺寸的光源。但是目前線性光源的設計技術，一旦光源的尺寸增加較大，其照射的均勻性將會大為降低，照射均勻性是光配向均勻的關鍵，一旦配向不均勻將會帶來顯示的嚴重問題。這也是目前高世代線一直未引入光配向的主要原因。

技術實現要素：

本發明提供一種光配向設備及光配向方法，用以解決高世代線的取向膜無法實現光配向的問題。

為解決上述技術問題，本發明實施例中提供一種光配向設備，用於對基板上的光配向膜進行配向，所述光配向設備包括工作平臺和光源組件，所述基板放置於所述工作平臺的朝向所述光源組件的表面上；所述光源組件包括光源和設置在所述光源的出光側的偏振片，所述光源發出的光線經過所述偏振片後形成均勻分布的線性偏振光，所述基板包括至少兩個配向區域，所述配向區域的一側邊的寬度不大於所述線性偏振光的照射區域的長度；

所述光配向設備還包括：

調整機構，用於改變所述基板和光源組件之間的位置關係，使所述基板的所有配向區域依次與所述光源組件的位置對應，以使所有配向區域的光配向膜依次被線性偏振光照射完成配向；

遮擋板，用於當所述光源組件與一配向區域的位置對應時，阻擋光線照射除所述一配向區域之外的其他配向區域。

本發明實施例中還提供一種利用如上所述的光配向設備對基板上的光配向膜進行光配向的方法，包括：

提供一光源組件，所述光源組件出射的光線為線性偏振光；

將所述基板放置於工作平臺的表面上；

利用所述線性偏振光照射所述光配向膜，以對所述光配向膜進行配向，所述基板包括至少兩個配向區域，所述配向區域的一側邊的寬度不大於所述偏振片的長度；

利用所述線性偏振光照射所述光配向膜，以對所述光配向膜進行配向的步驟包括：

步驟S1、將所述基板的一配向區域與所述光源組件的位置對應，並利用遮擋板阻擋光線照射除所述一配向區域之外的其他配向區域，然後對所述一配向區域的光配向膜進行配向；

步驟S2、改變所述基板和光源組件之間的位置關係，使所述基板的另一配向區域與所述光源組件的位置對應，並移動遮擋板，利用遮擋板阻擋光線照射除所述另一配向區域之外的其他配向區域，然後對所述另一配向區域的光配向膜進行配向；

步驟S3、重複步驟S2，完成對所有配向區域的光配向膜的配向。

本發明的上述技術方案的有益效果如下：

上述技術方案中，通過將基板分為多個配向區域，對每一配向區域獨立配向，依次完成所有配向區域的配向。由於每一配向區域的尺寸較小，小尺寸的光源能夠均勻照射所述配向區域完成配向。並在對一配向區域進行配向時，通過遮擋板阻擋光線照射除所述一配向區域之外的其他配向區域，使其他配向區域不被不均勻的光線照射，避免出現不均勻照射造成配向區域配向不均勻的問題，從而保證所有配向區域配向均勻。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1表示本發明實施例中配向設備的結構示意圖一；

圖2表示圖1中工作平臺的俯視圖一；

圖3表示圖1的主視圖；

圖4表示本發明實施例中的工作平臺的俯視圖二；

圖5表示本發明實施例中配向設備的結構示意圖二；

圖6表示圖5中工作平臺的俯視圖三；

圖7表示圖5的主視圖；

圖8表示本發明實施例中的工作平臺的俯視圖四。

具體實施方式

在液晶顯示技術領域，通過在配向膜上形成配向溝槽對液晶進行配向，配向膜對液晶配向的好壞對顯示質量起著關鍵作用。現有技術中，可以通過機械摩擦、光配向等手段在配向膜的表面形成配向溝槽。光配向因不會產生靜電和顆粒汙染，比較容易控制液晶分子的配向以及配向面積，得到越來越廣泛的應用。

光配向技術是利用線性光源照射在光配向膜上，使得光配向膜具有配向能力，其中，光配向膜由具有感光劑的高分子聚合物製得。一般光配向膜可以分為三大類：第一類為光配向膜被線性光源照射後，與光線偏振方向平行的的分子會鍵結成長鍵的分子，使光配向膜具有非等向的分布，液晶分子就順著長鍵分子方向排列；第二類為光配向膜被線性光源照射後，與線性光源偏振方向平行的長鍵分子會被紫外光所破壞，使光配向膜產生非等向的分布，液晶分子就會順著未被破壞的長鍵分子方向排列。第三類為使用含有偶氮分子的光配向膜，在被線性光源照射後，與光線偏振方向平行的分子發生光致異構，使光配向膜產生非等向的分布，對液晶分子進行配向。

在光配向過程中，只有光配向膜被線性偏振光均勻照射，才能夠保證配向的均勻性。受線性光源本身技術的限制，線性光源的尺寸較小，無法適用於大尺寸的高世代線的顯示基板的製造。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種光配向設備及光配向方法，將高世代線的基板分為至少兩個配向區域，每一配向區域能夠被線性偏振光均勻照射，並利用線性偏振光對所述至少兩個配向區域依次進行配向，並在對其中一個配向區域進行配向的時候，利用遮擋板阻擋光線照射其他配向區域，保證每一配向區域被均勻照射，使每一配向區域的配向均勻，保證顯示質量。

下面將結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。

實施例一

結合圖1-圖3所示，本實施例提供一種光配向設備，用於對基板100上的光配向膜進行配向。所述光配向設備包括工作平臺1和光源組件2，基板100放置於工作平臺1的朝向光源組件2的表面上。光源組件2包括光源3和設置在光源3的出光側的偏振片4，光源3發出的光線經過偏振片4後形成均勻分布的線性偏振光，所述線性偏振光用於照射光配向膜，以對光配向膜進行配向。其中，光源3可以為面光源，出光均勻。並將偏振片4設置在光源3的正下方，因為光源3的正下方的光線分布最均勻，能夠提供均勻的線性偏振光，對光配向膜的配向均勻，保證配向質量。

基板100包括至少兩個配向區域200，每一配向區域包括至少一個用於形成顯示基板的圖形區域300，位於圖形區域300內的配向膜的配向質量，決定了對應的顯示基板的配向質量。即，只要保證位於圖形區域300內的配向膜的配向均勻，即可保證顯示質量。

其中，配向區域200的一側邊的寬度不大於線性偏振光的照射區域的長度，由於每一配向區域200的尺寸小於偏振片4的尺寸，使線性偏振光能夠均勻照射配向區域200，保證位於每一配向區域200的光配向膜配向均勻。需要說明的是，所述線性偏振光的照射區域的光線均勻分布，才能夠保證配向均勻性。

為了完成對所有配向區域200的光配向膜的配向，設置所述光配向設備還包括：

調整機構，用於改變基板100和光源組件2之間的位置關係，使基板100的所有配向區域200依次與光源組件2的位置對應，以使所有配向區域200的光配向膜依次被線性偏振光均勻照射完成配向；

遮擋板5，用於當光源組件2與一配向區域200的位置對應時，阻擋光線照射除所述一配向區域200之外的其他配向區域200，使其他配向區域不被光線照射，避免了因不均勻照射造成的配向不均勻問題。而與光源組件2位置對應的所述一配向區域200能夠被線性偏振光均勻照射。

上述技術方案通過將基板分為多個配向區域，對每一配向區域獨立配向，依次完成所有配向區域的配向。由於每一配向區域的尺寸較小，小尺寸的光源能夠均勻照射所述配向區域完成配向。並在對一配向區域進行配向時，通過遮擋板阻擋光線照射除所述一配向區域之外的其他配向區域，使其他配向區域不被不均勻的光線照射，避免出現不均勻照射造成配向區域配向不均勻的問題，從而保證所有配向區域配向均勻。

需要說明的是，本實施例中對配向區域的配向是指對位於配向區域的光配向膜進行配向。

所述調整機構可以通過機械手臂、轉動部件、滑動部件等機械結構實現，在此不做限定，只要能夠實現上述功能即可。

由於移動光源組件2容易影響線性偏振光的均勻分布，因此，本實施例中光源組件2固定設置，所述調整機構與工作平臺1連接，用於驅動工作平臺1移動，來改變基板100和光源組件2之間的位置關係。具體為，在完成一配向區域200的配向後，所述調整機構驅動工作平臺1移動，使另一配向區域200與光源組件2的位置對應，線性偏振光均勻照射所述另一配向區域200進行配向，並利用遮擋板5阻擋光線照射除所述另一配向區域200以外的其它配向區域。重複上述步驟，完成所有配向區域200的配向。

進一步地，以光源3為條形光源為例，對每一配向區域200的配向過程具體為：

首先調整遮擋板5的位置，用以阻擋光線照射除待配向的一配向區域200以外的其它配向區域，之後控制所述一配向區域200的一側邊與光源組件2的位置對應，然後控制工作平臺1沿垂直於所述側邊的方向移動(如圖1中帶箭頭的直線所示)，使線性偏振光通過線性掃描的方式完成對整個配向區域200的配向，所述線性偏振光的偏振方向與條形光源3的延伸方向一致。

則，所述光配向設備還包括：

掃描驅動機構；

控制單元，與所述調整機構和掃描驅動機構連接，用於控制所述調整機構驅動工作平臺1移動，使一配向區域200的一側邊與光源組件2的位置對應，然後控制所述掃描驅動機構驅動工作平臺1沿垂直於所述側邊的方向移動，使線性偏振光通過線性掃描的方式完成對整個配向區域200的配向，所述線性偏振光的偏振方向與條形光源3的延伸方向一致。

在完成一配向區域200的配向後，控制所述調整機構驅動工作平臺1移動，使另一待配向的配向區域200與光源組件2的位置對應。為了在所述調整機構驅動工作平臺1移動的過程中，防止不均勻光線照射配向區域200，設置所述調整機構還用於將整個工作平臺1移動至線性偏振光的照射區域以外的區域。具體為：在完成一配向區域200的配向後，所述調整機構首先將整個工作平臺1移動至線性偏振光的照射區域以外的區域；然後驅動工作平臺1移動，改變變基板100和光源組件2之間的位置關係；最後再將工作平臺1移回至線性偏振光的照射區域，使另一配向區域200與光源組件2的位置對應，線性偏振光均勻照射所述另一配向區域200進行配向，並利用遮擋板5阻擋光線照射除所述另一配向區域200以外的其它配向區域。重複上述步驟，完成所有配向區域200的配向。

具體的，所述調整機構還可以用於將工作平臺1移回至線性偏振光的照射區域，並定位光源組件2和工作平臺1，使待配向的配向區域與光源組件2的位置對應。當然也可以設置獨立的定位機構來實現上述功能，能夠實現上述功能的定位機構的結構形式有很多，在此不再一一列舉。

在完成一配向區域200的配向之後，在對另一配向區域200進行配向之前，需要調整遮擋板5的位置，用以阻擋光線照射除所述另一配向區域200以外的其它配向區域。為了實現上述目的，遮擋板5可以與工作平臺1的用於放置基板100的表面平行設置，結合圖1-圖4所示，也可以與工作平臺1的用於放置基板100的表面垂直設置，結合圖5-圖7所示，或與工作平臺的用於放置基板的表面呈一定夾角設置，只要能夠阻擋光線照射其它配向區域即可。

至於調整遮擋板5的位置的方式有很多種，本實施例中通過滑軌和滑塊的組合結構來調整遮擋板5的位置，參見圖2、圖4、圖6和圖8所示，具體結構為：

在工作平臺1上設置滑軌6；

滑動設置在滑軌6上的滑塊7，滑塊7可沿滑軌6滑動，遮擋板5固定在滑塊7上，滑塊7在滑軌6上的滑動帶動遮擋板5移動，從而調整遮擋板5的位置。

上述結構可以根據配向區域200的分布方式來設置滑軌6的個數以及位置，以實現遮擋板5依次阻擋光線照射不與光源組件2位置對應的配向區域200。例如：參見圖6和圖7所示，當基板100的至少兩個配向區域200同行設置，位於同一行上時，可以在工作平臺1上設置兩條滑軌6，兩條滑軌6位於基板100的相對兩側，即，其中一條滑軌6位於基板100的一側，另一條滑軌6位於相對的另一側，滑軌6的延伸方向與行方向平行。滑塊7為條狀結構，一端滑動設置在其中一條滑軌上，另一端滑動設置在另一條滑軌上。遮擋板5固定在滑塊7上，滑塊7在滑軌6上沿行方向上的滑動帶動遮擋板5同步移動，以阻擋光線照射不與光源組件2位置對應的配向區域200。

遮擋板5的個數根據配向區域200的個數和分布方式來設置。以基板100包括兩個同行分布的配向區域200為例，可以僅設置一個遮擋板5，就可以滿足需求，結合圖2和圖6所示。而當基板100包括至少三個同行分布的配向區域200時，需要至少設置兩個遮擋板5，結合圖4和圖8所示。

可以理解的是，引入行方向僅是為了便於描述和理解，不具有其它限定作用。

當基板100的配向區域200不同行分布時，例如：呈矩陣分布，可以在上述結構的基礎上，將滑塊7替換為滑軌，從而遮擋板5還可以在垂直於行方向的方向上移動。

具體可以通過電氣控制的方式來控制遮擋板5在滑軌6上的滑動，從而調整遮擋板5的位置。

當然，實現調整遮擋板5的位置的結構並不局限於滑軌和滑塊的組合結構形式，在此不再一一列舉。

本實施例中，光源組件2的光源3採用條形光源，偏振片4與條形光源3的形狀配合，且尺寸一致，對應設置在條形光源3的出光側，形成照射區域為條形的線性偏振光，通過線性掃描的方式完成一配向區域200的配向。基於此，可以將基板100分為多個同行設置的配向區域200，其中，每一配向區域200在行方向上的長度小於不大於偏振片4的長度。當基板100分為兩個配向區域200時，可以僅設置一遮擋板5，結合圖2和圖6所示。當基板100分為至少三個配向區域時，至少設置兩個遮擋板5，結合圖4和圖8所示。

在一個具體的實施方式中，結合圖1-圖3所示，光源組件2的光源3為條形光源，偏振片4的偏振方向與條形光源3的延伸方向一致。遮擋板5與基板100平行設置。基板100分為兩個配向區域200，在工作平臺1上設置兩條滑軌6，兩條滑軌6位於基板100的相對兩側，即，其中一條滑軌6位於基板100的一側，另一條滑軌6位於相對的另一側，滑軌6的延伸方向與行方向平行。遮擋板5的一側通過滑塊滑動設置在其中一條滑軌6上，相對的另一側通過滑塊滑動設置在另一條滑軌6上。

基板100上的配向膜的配向過程為：

初始狀態為：整個基板100均不位於光源組件2的照射區域。

首先，滑動遮擋板5，使其與一配向區域200的位置對應，所述其中一個配向區域200在基板100所在平面上的正投影完全落入遮擋板5在基板100所在平面上的正投影中；

之後，控制所述調整機構驅動工作平臺1轉動180°，使另一配向區域200的一側邊與光源組件2的位置對應；

然後，控制所述掃描驅動機構驅動工作平臺1沿垂直於所述側邊的方向移動，使線性偏振光通過線性掃描的方式完成對整個所述另一配向區域200的配向。

重複上述步驟，完成所述一配向區域200的配向，從而完成對整個基板100上的配向膜的均勻配向。

在另一個具體的實施方式中，結合圖5-圖7所示，與上述具體實施方式不同的是，遮擋板5與基板100垂直設置，並設置一條狀的滑塊7，滑塊7的一端滑動設置在其中一條滑軌6上，另一端滑動設置在另一條滑軌6上，即滑塊7與滑軌6垂直設置。遮擋板5固定在滑塊7上。通過將遮擋板5移動至兩個配向區域之間，來實現阻擋光線的目的。

該實施方式中，在完成一配向區域200的配向後，僅需轉動工作平臺1，使另一配向區域200的一側邊與光源組件2的位置對應，無需調整遮擋板5的位置。

上述兩個具體實施方式中通過轉動的方式移動工作平臺1，來實現兩個配向區域200依次與光源組件2的位置對應。在光源組件2的照射區域以外的區域轉動工作平臺1後，所述調整機構還用於定位光源組件2和基板100，實現待配向的配向區域200與光源組件2的位置對應。

在實際應用過程中，還可以對配向設備的結構做合理調整，例如：慣用技術手段的替換，增加公知的技術特徵，其都屬於本發明的保護範圍。

實施例二

基於同一發明構思，本實施例中提供一種利用實施例一中的光配向設備對基板上的光配向膜進行光配向的方法，包括：

提供一光源組件，所述光源組件出射的光線為線性偏振光；

將所述基板放置於工作平臺的表面上；

利用所述線性偏振光照射所述光配向膜，以對所述光配向膜進行配向。

其中，所述基板包括至少兩個配向區域，所述配向區域的一側邊的寬度不大於所述偏振片的長度；

利用所述線性偏振光照射所述光配向膜，以對所述光配向膜進行配向的步驟包括：

步驟S1、將所述基板的一配向區域與所述光源組件的位置對應，並利用遮擋板阻擋光線照射除所述一配向區域之外的其他配向區域，然後對所述一配向區域的光配向膜進行配向；

步驟S2、改變所述基板和光源組件之間的位置關係，使所述基板的另一配向區域與所述光源組件的位置對應，並移動遮擋板，利用遮擋板阻擋光線照射除所述另一配向區域之外的其他配向區域，然後對所述另一配向區域的光配向膜進行配向；

步驟S3、重複步驟S2，完成對所有配向區域的光配向膜的配向。

利用上述配向方法能夠實現對整個基板上配向膜的均勻配向，保證配向的均勻性，當應用於顯示器件上時，能夠提高顯示質量。

上述步驟S2中，具體可以為：

首先將整個所述工作平臺移動至線性偏振光的照射區域以外的區域，之後移動遮擋板，所述遮擋板阻擋光線照射除所述另一配向區域之外的其他配向區域，然後驅動所述工作平臺移動，使所述另一配向區域與所述光源組件的位置對應。

上述步驟在改變所述基板和光源組件之間的位置關係，使所述基板的另一配向區域與所述光源組件的位置對應的步驟之前，將整個所述工作平臺移動至線性偏振光的照射區域以外的區域，並移動遮擋板改變遮擋區域，防止在後續改變所述基板和光源組件之間的位置關係的過程中，不均勻光線照射配向區域。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本發明的保護範圍。