CN103399431A - 一种液晶显示器光配向曝光装置 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示器光配向曝光装置，应用于光配向流程。所述曝光装置包括一折射基板，所述折射基板平行布置于液晶面板与紫外光光源之间，所述折射基板一体成型包括多个菱镜片单元，所述菱镜片单元为三角形柱状体，所述菱镜片单元的第一侧面形状相同且方向朝上以行列方式排列构成所述折射基板的上底面，第奇数行菱镜片单元的第二侧面位于同一侧，第偶数行菱镜片单元的第二侧面位于反向同一侧。采用这样的液晶显示器光配向曝光装置后，避免了传统方式中旋转紫外光光源或基板并同时移动紫外光光源的工序，省去了传统方式中的光掩膜，简化了液晶显示器光配向的过程，节约了光配向作业时间。

Description

一种液晶显示器光配向曝光装置

技术领域

本发明涉及平面显示器领域，具体是一种液晶显示器光配向曝光装置。

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配向膜3(PI) 的液晶面板进行摩擦(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。另外一种光配向方法是近年来发展起来的一种液晶面板4取向新技术，即通过紫外光光源1(UV) 照射，引发液晶面板2上的配向膜3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，进而诱导液晶层4的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。因而光配向技术要较摩擦取向技术先进很多。

光配向技术中，将配向膜3中的高分子涂布在液晶面板2上,此液晶面板2为彩膜基板或阵列基板。如图2和图3所示，配向膜3中的高分子随着紫外光光源1在 x和y 轴进行多个方向偏极化UV曝光 , 曝光角度约45度左右。如图4和图6所示，紫外光光源1于x、y轴移动与转动，并进行不同方位照射，让液晶层4的液晶分子在x、y配向方向上的合成力方向做倾倒，就能产生多域的设计，（multi-domain），减少液晶显示器随视角改变而造成亮度的变化， 达成无灰阶反转及较低的色偏（color dispersion）；而在紫外光光源1固定的情况下，为了避免光配向互相干扰，使用光掩膜（Mask）将部分区域遮住，此时未遮住区域将受到偏极化紫外光光源1照射，如此进行光配向会花比较长时间。

发明内容

本发明的目的是针对目前液晶显示器光配向过程繁琐耗时的问题，提供提出一种可以同时曝出两个或多个方向光线的液晶显示器光配向曝光装置。

技术方案：

一种液晶显示器光配向曝光装置，包括

一发光单元，包括紫外光光源和位于其下方水平设置的线性偏振镜，紫外光光源发出初始光经过线性偏振镜后转变为线偏振光；

一受光单元，包括液晶面板、配向膜和液晶层，液晶面板平行位于所述线性偏振镜下方，所述配向膜附在液晶面板上，利用光线对配向膜的照射来改变配向膜表面上的分子排列，以使配向膜表面上的分子呈现多方向排列；液晶层布置在配向膜上，液晶分子受配向膜的诱导而取向；

它还包括一折射基板，所述折射基板平行布置于液晶面板与紫外光光源之间，接受线偏振光照射。所述折射基板一体成型，它包括多个菱镜片单元，所述菱镜片单元为三角形柱状体。所述菱镜片单元的第一侧面方向水平朝上以行列方式排列构成所述折射基板的上底面，第奇数行菱镜片单元的第二侧面位于横向同一侧，第偶数行菱镜片单元的第二侧面位于横向另一侧。线偏振光通过菱镜片单元时发生折射，进而以一定角度照向液晶和配向膜进行光配向。

更优的，所述菱镜片单元为直角三角形柱状体：

其第一直角侧面为第一侧面，方向水平朝上以行列方式排列构成所述折射基板的上底面；

其第二直角侧面为第二侧面，也为竖直面，第奇数行菱镜片单元的第二直角侧面位于同一侧，第偶数行菱镜片单元的第二直角侧面位于反向同一侧；

其斜边面为第三侧面，线偏振光通过菱镜片单元斜边面时发生折射，导致照向液晶和配向膜的光线具有特定的角度，该特定角度约为45度。

进一步的，所述折射基板的材质为透明材质，如玻璃、压克力树脂等。

进一步的，所述由菱镜片单元组成的折射基板，所述菱镜片单元每行的宽度为液晶显示器中子画素长度的1/4~1/2。

作为一种实施方式，所述菱镜片单元的形状相同，其第三侧面与第一侧面的夹角一致，夹角大小为45度。

作为另一种实施方式，所述菱镜片单元的第一侧面相同，其第三侧面与第一侧面的夹角不同，夹角大小为15~60度，其夹角保证折射出的紫外光光线与水平面夹角为45度。

所述液晶面板可以为彩膜（CF）基板或阵列（TFT）基板。

有益效果：

采用这样的液晶显示器光配向曝光装置后，线偏振光在通过菱镜片单元的第三侧面时发生折射，根据第三侧面倾斜角度的不同控制折射光角度。由于折射基板中相邻每行菱镜片单元的第三侧面朝向不同，导致折射光同时可以曝出两个方向的光线，避免了传统方式中旋转紫外光光源或基板并同时移动紫外光光源的工序，省去了传统方式中的光掩膜（Mask），简化了液晶显示器光配向的过程，节约了光配向作业时间。

附图说明

图1：液晶显示器光配向开始前受光单元示意图

图2：传统方式中液晶显示器光配向过程中Mask曝光示意图

图3：液晶显示器光配向结束后受光单元示意图

图4：传统方式中UV光源于x轴移动与转动的光配向过程示意图

图5：传统方式中UV光源于y轴移动与转动的光配向过程示意图

图6：本发明的液晶显示器光配向过程中折射基板曝光示意图

图7：本发明的折射基板剖面图

图8：本发明的组成折射基板的第奇数行菱镜片单元曝光示意图

图9：本发明的组成折射基板的第偶数行菱镜片单元曝光示意图

图10：本发明的液晶显示器光配向结束后受光单元示意图。

图中各标号标识如下：

1：紫外光光源，2：液晶面板，3：配向膜，4：液晶层，5：Mask，6：线性偏振镜，7：折射基板，8：菱镜片单元，8-1：第一侧面，8-2：第二侧面，8-3：第三侧面。

具体实施方式：

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作详细说明。

如图6-10所示。一种液晶显示器光配向曝光装置，包括一个发光单元，包括紫外光光源1和位于其下方水平设置的线性偏振镜6，紫外光光源1发出初始光经过线性偏振镜6后转变为线偏振光。该倾斜曝光装置还包括一个受光单元，包括液晶面板2、配向膜3和液晶层4，液晶面板2平行位于线性偏振镜6下方，液晶面板2上附有配向膜3，通过光线对配向膜3的照射来改变配向膜3表面上的分子排列，以使配向膜3表面上的分子呈现多方向排列。液晶层4布置在所述配向膜3上，液晶层4的液晶分子受配向膜3的诱导而取向。

该倾斜曝光装置还包括一折射基板7，所述折射基板7平行布置于液晶面板2与紫外光光源1之间，接受线偏振光照射。所述折射基板7包括多个菱镜片单元8，所述菱镜片单元8为三角形柱状体。所述菱镜片单元8的第一侧面8-1方向水平朝上以行列方式排列构成所述折射基板7的上底面，每行的宽度即菱镜片单元8的第一侧面8-1的宽度为液晶显示器中子画素长度的1/4。第奇数行菱镜片单元8的第二侧面8-2位于横向同一侧，第偶数行菱镜片单元8的第二侧面8-2位于横向另一侧。线偏振光通过菱镜片单元8时发生折射，进而以一定角度照向配向膜3进行光配向。

菱镜片单元8的材质为压克力树脂。

第一个实施例中，液晶面板2为阵列基板，菱镜片单元8为形状相同的直角三角形柱状体，其斜边面与第一直角侧面的夹角为45度。

其第一直角侧面为第一侧面8-1，方向水平朝上以行列方式排列构成所述折射基板7的上底面；

其第二直角侧面为第二侧面8-2，第奇数行菱镜片单元8的第二直角侧面位于同一侧，第偶数行菱镜片单元8的第二直角侧面位于反向同一侧；

其斜边面为第三侧面8-3，线偏振光通过菱镜片单元8的斜边面时发生折射，导致照向配向膜3的光线具有特定的角度，由于第奇数行和第偶数行菱镜片单元8的第三侧面8-3的朝向相反，故线偏振光通过折射基板后，相邻每行折射光照向配向膜3的光线在水平面的分量反向，可同时完成液晶分子不同方向的配向制程。而且每行折射光互不干扰，无需设置光掩模进行传统遮光操作。

第二个实施例中，液晶面板2为彩膜基板，菱镜片单元8为形状不同的直角三角形柱状体，菱镜片单元8的第一直角侧面相同，其斜边面与第一直角侧面的夹角不同。

其第一直角侧面为第一侧面8-1，方向水平朝上以行列方式排列构成所述折射基板7的上底面；

其第二直角侧面为第二侧面8-2，第奇数行菱镜片单元8的第二直角侧面位于同一侧，第偶数行菱镜片单元8的第二直角侧面位于反向同一侧；

其斜边面为第三侧面8-3，线偏振光通过菱镜片单元8的斜边面时发生折射。其中，第三侧面8-3与第一侧面8-1的夹角不同，夹角大小依据距离该菱镜片单元8距离紫外光光源1的位置而调整，从而满足紫外光经过该菱镜片单元8折射后，其出射光与水平面的夹角为45°。

由于第奇数行和第偶数行菱镜片单元8的第三侧面8-3的朝向相反，故线偏振光通过折射基板后，相邻每行折射光照向配向膜3的光线在水平面的分量反向，可同时完成液晶分子不同方向的配向制程。而且每行折射光互不干扰，无需设置光掩模进行传统遮光操作。

以上实施例仅供说明本发明之用，并非对本发明的限制，在所述技术领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (6)

1.一种液晶显示器光配向曝光装置，包括：

一发光单元，包括紫外光光源和位于其下方水平设置的线性偏振镜；

一受光单元，包括液晶面板、配向膜和液晶层，液晶面板平行位于所述线性偏振镜下方，配向膜附在液晶面板上，液晶层位于配向膜上；

其特征在于它还包括一折射基板，所述折射基板平行布置于液晶面板与紫外光光源之间，所述折射基板一体成型，它包括多个菱镜片单元，所述菱镜片单元为三角形柱状体，所述菱镜片单元的第一侧面方向朝上以行列方式排列构成所述折射基板的上底面，第奇数行菱镜片单元的第二侧面位于横向同一侧，第偶数行菱镜片单元的第二侧面位于横向另一侧。

2.根据权利要求1所述的一种液晶显示器光配向曝光装置，其特征在于所述菱镜片单元为直角三角形柱状体。

3.根据权利要求1所述的一种液晶显示器光配向曝光装置，其特征在于所述折射基板为透明材质。

4.根据权利要求1或2所述的一种液晶显示器光配向曝光装置，其特征在于所述由菱镜片单元组成的折射基板，所述菱镜片单元每行的宽度为液晶显示器中子画素长度的1/4~1/2。

5.根据权利要求1所述的一种液晶显示器光配向曝光装置，其特征在于所述菱镜片单元的形状相同，其第三侧面与第一侧面的夹角一致，夹角大小为45度。

6.根据权利要求1所述的一种液晶显示器光配向曝光装置，其特征在于所述菱镜片单元的第一侧面相同，其第三侧面与第一侧面的夹角不同，夹角大小为15~60度，其夹角保证折射出的紫外光光线与水平面夹角为45度。

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