CN104820316B - 光配向装置、光配向方法和配向膜制备*** - Google Patents

光配向装置、光配向方法和配向膜制备*** Download PDF

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Abstract

本发明提供一种光配向装置、光配向方法和配向膜制备***。该光配向装置包括：光配向单元、温度采集单元和控制单元，光配向单元用于对待配向膜层进行预热、固化和光配向；温度采集单元用于对待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度进行实时采集，并将采集的温度反馈给控制单元；控制单元用于判断反馈的温度是否在预设的温度范围内，并根据判断结果调整光配向单元的位置、功率和/或速度，以使待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度分别处于各自的预设温度范围内。该光配向装置能够对待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度进行实时监测、控制和调整，从而避免了温度过高或过低而导致的配向不良，进而保证了配向膜的配向质量。

Description

光配向装置、光配向方法和配向膜制备***
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种光配向装置、光配向方法和配向膜制备***。
背景技术
随着显示技术的发展和社会的进步，液晶显示技术已经越来越广泛的被人们所应用，在工业生产、人民生活中起着至关重要的作用。
液晶显示面板上使液晶分子在没有电场作用的情况下保持特定取向的配向膜制程包括摩擦(Rubbing)定向法和光配向(Photo Alignment)定向法两种。其中，摩擦定向法已被显示面板制造商广泛使用。摩擦定向法是利用绒布滚轮摩擦待配向膜的表面，使得待配向膜表层的分子按照特定方向排列。然而，当滚轮摩擦待配向膜时，易造成粉尘颗粒与静电残留，影响产品良率。所以目前通常采用光配向定向法对待配向膜进行配向。
光配向定向法是利用紫外光通过偏振片后的偏振光照射基板上的待配向膜，从而对待配向膜进行配向，使待配向膜表层具有光学异向性。光配向法能提升产品良率与生产设备的稳定度。
但光配向法在紫外偏振光配向过程中，如果温度过低会造成配向膜固化不完全。如果温度过高，会造成配向膜配向损伤，出现液晶配向紊乱，导致液晶面板显示时出现亮点等配向不良。因此光配向过程中的温度控制成为光配向技术的关键，而传统的光配向设备均无法对光配向过程中的温度实施监控。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种光配向装置、光配向方法和配向膜制备***。该光配向装置能够对待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度进行实时监测、控制和调整，从而避免了配向膜在配向过程中由于温度过高或过低而导致配向不良，进而保证了配向膜的配向质量，同时还使配向膜的配向更加均匀。
本发明提供一种光配向装置，用于对喷涂形成在基板上的待配向膜层进行光配向，包括：光配向单元、温度采集单元和控制单元，所述光配向单元用于对喷涂形成在所述基板上的所述待配向膜层进行预热、固化和光配向；所述温度采集单元用于对所述待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度进行实时采集，并将采集的温度反馈给所述控制单元；所述控制单元用于判断反馈的温度是否在预设的温度范围内，并根据判断结果调整所述光配向单元的位置、功率和/或速度，以使所述待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度分别处于各自的预设温度范围内。
优选地，所述光配向单元包括第一机架和设置在所述第一机架上的光源，所述控制单元包括控制模块，所述第一机架和所述光源与所述控制模块分别连接；
所述第一机架能在所述控制模块的控制下沿垂直于所述基板板面的方向往复移动，并能平行于所述基板的板面从所述基板的一侧移动至相对的另一侧；
所述光源能在所述控制模块的控制下发出不同光照度的光线，以对喷涂形成在所述基板上的所述待配向膜层进行预热、固化和光配向。
优选地，所述光源包括多个紫外光源，多个所述紫外光源沿一直线排布，且多个所述紫外光源等间隔排布。
优选地，所述光源包括多个红外光源和多个紫外光源，多个所述红外光源用于对所述待配向膜层进行预热和固化；多个所述紫外光源用于对所述待配向膜层进行光配向；
多个所述红外光源沿一直线排布，且多个所述红外光源等间隔排布；多个所述紫外光源沿一直线排布，且多个所述紫外光源等间隔排布；
多个所述红外光源所在直线与多个所述紫外光源所在直线相互平行。
优选地，所述温度采集单元包括第二机架和设置在所述第二机架上的红外测温仪，所述第二机架与所述控制模块连接；
所述第二机架能在所述控制模块的控制下平行于所述基板的板面从所述基板的一侧移动至相对的另一侧；
所述红外测温仪能在所述第二机架的带动下实时采集所述待配向膜层上所述光源照射到的区域的温度，并将该温度发送至所述控制单元。
优选地，所述控制单元还包括存储模块和判断模块，所述存储模块用于预存所述待配向膜层在预热、固化和光配向过程中各自的预设温度范围；
所述判断模块用于接收所述红外测温仪发送的温度，并判断该温度是否在所述预设温度范围内；
所述控制模块用于在所述判断模块的判断结果为否时，调整所述光源距离所述待配向膜层表面的高度，和/或，调整所述光源的光照度，和/或，调整所述光源沿所述待配向膜层表面移动的速度，以使所述待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度处于各自的所述预设温度范围内。
优选地，所述待配向膜层包括多层，每层所述待配向膜层均通过喷涂形成在所述基板上，多层所述待配向膜层相互覆叠，处于相对下层的所述待配向膜层表面平坦，处于相对上层的所述待配向膜层表面凹凸不平；
所述存储模块还用于存储多层所述待配向膜层的表面状态信息；所述控制模块还用于根据不同层所述待配向膜层的表面状态信息，控制所述光源按照所述待配向膜层的表面状态对所述待配向膜层进行预热、固化和光配向。
优选地，还包括冷却单元，所述冷却单元设置在所述基板的未形成所述待配向膜层的一侧，所述冷却单元与所述控制模块连接，用于在所述控制模块的控制下在光配向前对经固化后的所述待配向膜层进行冷却降温。
本发明还提供一种光配向方法，对喷涂形成在基板上的待配向膜层进行光配向，包括：光配向单元先后对喷涂形成在所述基板上的所述待配向膜层进行预热、固化和光配向；温度采集单元分别同步对所述待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度实时采集，并将采集的温度反馈给控制单元；控制单元判断反馈的温度是否在预设的温度范围内，并根据判断结果调整所述光配向单元的位置、功率和/或速度，以使所述待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度分别处于各自的预设温度范围内。
本发明还提供一种配向膜制备***，包括上述光配向装置。
本发明的有益效果：本发明所提供的光配向装置，通过设置温度采集单元和控制单元，能够对待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度进行实时监测、控制和调整，从而避免了配向膜在配向过程中由于温度过高或过低而导致配向不良，进而保证了配向膜的配向质量，同时还使配向膜的配向更加均匀。
本发明所提供的配向膜制备***，通过采用上述光配向装置，不仅提高了配向膜制备质量，而且提高了配向膜制备效率。
附图说明
图1为本发明实施例1中光配向装置的结构示意图。
其中的附图标记说明：
1.光配向单元；11.第一机架；12.光源；2.温度采集单元；21.第二机架；22.红外测温仪；3.控制单元；31.控制模块；32.存储模块；33.判断模块；4.基板；5.冷却单元。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明所提供的一种光配向装置、光配向方法和配向膜制备***作进一步详细描述。
实施例1：
本实施例提供一种光配向装置，用于对喷涂形成在基板上的待配向膜层进行光配向，如图1所示，包括：光配向单元1、温度采集单元2和控制单元3，光配向单元1用于对喷涂形成在基板4上的待配向膜层进行预热、固化和光配向。温度采集单元2用于对待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度进行实时采集，并将采集的温度反馈给控制单元3。控制单元3用于判断反馈的温度是否在预设的温度范围内，并根据判断结果调整光配向单元1的位置、功率和/或速度，以使待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度分别处于各自的预设温度范围内。
该光配向装置通过设置温度采集单元2和控制单元3，能够对待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度进行实时监测、控制和调整，从而避免了配向膜在配向过程中由于温度过高或过低而导致配向不良，进而保证了配向膜的配向质量，同时还使配向膜的配向更加均匀。
本实施例中，光配向单元1包括第一机架11和设置在第一机架11上的光源12，控制单元3包括控制模块31，第一机架11和光源12与控制模块31分别连接。第一机架11能在控制模块31的控制下沿垂直于基板4板面的方向往复移动，并能平行于基板4的板面从基板4的一侧移动至相对的另一侧。光源12能在控制模块31的控制下发出不同光照度的光线，以对喷涂形成在基板4上的待配向膜层进行预热、固化和光配向。由于待配向膜层在预热、固化和光配向过程中所需要的光源12的光照度不同，所以可以通过控制模块31控制光源12在不同的处理过程中发出不同光照度的光线；同时，当待配向膜层在不同处理过程中的温度超出预设温度范围时，还可以通过控制模块31控制光源12发出不同光照度的光线(即调节光源12的输出功率)，从而对待配向膜层在不同处理过程中的温度进行调节，使其温度满足要求。
其中，第一机架11能沿垂直于基板4的方向往复移动，从而便于后续第一机架11带动光源12对形成在基板4上的表面凹凸不平的待配向膜层进行预热、固化和光配向；同时还便于在预热、固化和光配向过程中通过调节光源12与待配向膜层表面之间的距离，从而调节待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度。第一机架11还能平行于基板4从基板4一侧移动至相对的另一侧，这便于后续第一机架11带动光源12通过扫描的方式对形成在基板4上的整个待配向膜层进行预热、固化和光配向；同时还便于通过控制光源12对待配向膜层的扫描速度从而调节待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度。
本实施例中，光源12包括多个紫外光源，多个紫外光源沿一直线排布，且多个紫外光源等间隔排布。如此设置，能使光源12对应照射到待配向膜层表面的光线更加均匀，从而能使光配向处理后形成的配向膜表面形态更加均匀，提高了配向膜的品质。本实施例中，待配向膜层在预热、固化和光配向过程中均采用紫外光源进行照射。
本实施例中，温度采集单元2包括第二机架21和设置在第二机架21上的红外测温仪22，第二机架21与控制模块31连接。第二机架21能在控制模块31的控制下平行于基板4的板面从基板4的一侧移动至相对的另一侧，这能使红外测温仪22在第二机架21的带动下跟随光源12移动，从而使红外测温仪22能够实时采集待配向膜层上光源12照射到的区域的温度。红外测温仪22能在第二机架21的带动下实时采集待配向膜层上光源照射到的区域的温度，并将该温度发送至控制单元3。
本实施例中，控制单元3还包括存储模块32和判断模块33，存储模块32用于预存待配向膜层在预热、固化和光配向过程中各自的预设温度范围。判断模块33用于接收红外测温仪22发送的温度，并判断该温度是否在预设温度范围内。控制模块31用于在判断模块33的判断结果为否时，调整光源12距离待配向膜层表面的高度，和，调整光源12的光照度，和，调整光源12沿待配向膜层表面移动的速度，以使待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度处于各自的预设温度范围内。控制模块31同时调整光源12距离待配向膜层表面的高度、光源12的光照度以及光源12沿待配向膜层表面移动的速度，能够更加高效快速地使待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度处于各自的预设温度范围内，从而使光配向处理后形成的配向膜表面形态更加均匀，提高了配向膜的品质。
需要说明的是，当判断模块33的判断结果为否时，控制模块31也可以只调整光源12距离待配向膜层表面的高度、光源12的光照度和光源12沿待配向膜层表面移动的速度中的任意一个或两个，只要最终能使待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度处于各自的预设温度范围内即可。
本实施例中，待配向膜层包括多层，每层待配向膜层均通过喷涂形成在基板4上，多层待配向膜层相互覆叠，处于相对下层的待配向膜层表面平坦，处于相对上层的待配向膜层表面凹凸不平；存储模块32还用于存储多层待配向膜层的表面状态信息；控制模块31还用于根据不同层待配向膜层的表面状态信息，控制光源12按照待配向膜层的表面状态对待配向膜层进行预热、固化和光配向。即对于表面平坦的待配向膜层，控制模块31控制第一机架11使光源12通过扫描的方式照射待配向膜层的过程中与待配向膜层表面保持固定不变的间距，从而使表面平坦的待配向膜层预热、固化和光配向均匀。对于表面凹凸不平的待配向膜层，控制模块31控制第一机架11沿与待配向膜层表面相同的轨迹移动，以使光源12沿与待配向膜层表面相同的轨迹对待配向膜层进行照射扫描，从而使表面凹凸不平的待配向膜层预热、固化和光配向均匀。
本实施例中，光配向装置还包括冷却单元5，冷却单元5设置在基板4的未形成待配向膜层的一侧，冷却单元5与控制模块31连接，用于在控制模块31的控制下在光配向前对经固化后的待配向膜层进行冷却降温。光配向过程包括预热、固化和光配向三个处理阶段，且预热、固化和光配向三个处理阶段依次进行。通常预热时待配向膜层表面的温度相对较低，而固化时待配向膜层表面的温度相对较高，而在光配向时待配向膜层表面温度需要低于固化时的温度。冷却单元5的设置，能使经固化处理的待配向膜层表面的温度迅速降低，以使待配向膜层表面的温度能够尽快满足光配向处理过程中的预设温度范围，从而使待配向膜层在各个处理阶段都能满足各自的预设温度范围，同时还提高了配向效率和配向质量。
其中，冷却单元5采用水冷装置和风冷装置共同作用，水冷装置靠近基板4未形成待配向膜层的一侧板面，风冷装置设置在水冷装置远离基板4的一侧。如此设置，能使经固化后的待配向膜层的温度快速均匀地降下来，以便在更加适宜的温度下对待配向膜层进行光配向处理。
基于光配向装置的上述结构，本实施例还提供一种光配向方法，包括：光配向单元1先后对喷涂形成在基板4上的待配向膜层进行预热、固化和光配向；温度采集单元2分别同步对待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度实时采集，并将采集的温度反馈给控制单元3；控制单元3判断反馈的温度是否在预设的温度范围内，并根据判断结果调整光配向单元1的位置、功率和速度，以使待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度分别处于各自的预设温度范围内。
该光配向方法的具体过程为：
步骤1：喷涂设备在基板4上喷涂形成一层待配向膜层。
步骤2：第一机架11带动光源12以一定的扫描速度平行于基板4从基板4的一侧移动至相对的另一侧；在此扫描过程中，光源12发出一定光照度的光线，对待配向膜层进行预热；同时，第二机架21带动红外测温仪22以相同的扫描速度跟随光源12移动，且红外测温仪22的温度采集区域与待配向膜层上光源12照射到的区域始终保持重合；红外测温仪22将实时采集的温度实时传送给控制单元3中的判断模块33。
步骤3：判断模块33判断该反馈温度是否在预热阶段的预设温度范围内，如果是，继续进行待配向膜层未预热区域的预热处理；如果否，控制模块31控制第一机架11沿垂直于基板4板面的方向移动，以调整光源12距离待配向膜层表面的高度；同时，控制模块31控制光源12发出光线的光照度(通过调节光源12的输出功率实现)，并控制第一机架11带动光源12沿平行于基板4板面移动的速度，最终使红外测温仪22实时采集的温度处于预热阶段的预设温度范围内。
步骤4：继续进行待配向膜层未预热区域的预热处理，直至整层待配向膜层都预热处理完毕。
步骤5：按照上述步骤1-4对待配向膜层进行固化处理。
步骤6：对整层待配向膜层固化处理完毕后，开启冷却单元5，将待配向膜层迅速冷却到光配向处理的预设温度范围内，然后按照上述步骤1-4对待配向膜层进行光配向处理。
需要说明的是，在光配向处理过程中，光源12发出的光线通过偏振片后照射到待配向膜层表面，从而完成对待配向膜层表面的光配向。
在上述光配向过程中，预热、固化和光配向均采用紫外光源，与传统的光配向装置相比，本实施例中的光配向装置无需再另外设置加热设备，从而节约了能耗，降低了光配向成本。
实施例2：
本实施例提供一种光配向装置，与实施例1不同的是，光源包括多个红外光源和多个紫外光源，多个红外光源用于对待配向膜层进行预热和固化；多个紫外光源用于对待配向膜层进行光配向；多个红外光源沿一直线排布，且多个红外光源等间隔排布；多个紫外光源沿一直线排布，且多个紫外光源等间隔排布；多个红外光源所在直线与多个紫外光源所在直线相互平行。
即本实施例中，采用红外光源对待配向膜层进行预热和固化，采用紫外光源对待配向膜层进行光配向。
本实施例中光配向装置的其他结构及其光配向方法与实施例1中相同，此处不再赘述。
实施例1-2的有益效果：实施例1-2中所提供的光配向装置，通过设置温度采集单元和控制单元，能够对待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度进行实时监测、控制和调整，从而避免了配向膜在配向过程中由于温度过高或过低而导致配向不良，进而保证了配向膜的配向质量，同时还使配向膜的配向更加均匀。
实施例3：
本实施例提供一种配向膜制备***，包括实施例1-2任意一个中的光配向装置。
通过采用实施例1-2任意一个中的光配向装置，提高了该配向膜制备***的配向膜制备质量，同时还提高了该配向膜制备***的配向膜制备效率。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明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发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种光配向装置，用于对喷涂形成在基板上的待配向膜层进行光配向，其特征在于，包括：光配向单元、温度采集单元和控制单元，所述光配向单元用于对喷涂形成在所述基板上的所述待配向膜层进行预热、固化和光配向；所述温度采集单元用于对所述待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度进行实时采集，并将采集的温度反馈给所述控制单元；所述控制单元用于判断反馈的温度是否在预设的温度范围内，并根据判断结果调整所述光配向单元的位置、功率和/或速度，以使所述待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度分别处于各自的预设温度范围内；
所述控制单元包括控制模块和存储模块，所述待配向膜层包括多层，每层所述待配向膜层均通过喷涂形成在所述基板上，多层所述待配向膜层相互覆叠，处于相对下层的所述待配向膜层表面平坦，处于相对上层的所述待配向膜层表面凹凸不平；
所述存储模块用于存储多层所述待配向膜层的表面状态信息；所述控制模块用于根据不同层所述待配向膜层的表面状态信息，控制光源按照所述待配向膜层的表面状态对所述待配向膜层进行预热、固化和光配向。
2.根据权利要求1所述的光配向装置，其特征在于，所述光配向单元包括第一机架和设置在所述第一机架上的光源，所述第一机架和所述光源与所述控制模块分别连接；
所述第一机架能在所述控制模块的控制下沿垂直于所述基板板面的方向往复移动，并能平行于所述基板的板面从所述基板的一侧移动至相对的另一侧；
所述光源能在所述控制模块的控制下发出不同光照度的光线，以对喷涂形成在所述基板上的所述待配向膜层进行预热、固化和光配向。
3.根据权利要求2所述的光配向装置，其特征在于，所述光源包括多个紫外光源，多个所述紫外光源沿一直线排布，且多个所述紫外光源等间隔排布。
4.根据权利要求2所述的光配向装置，其特征在于，所述光源包括多个红外光源和多个紫外光源，多个所述红外光源用于对所述待配向膜层进行预热和固化；多个所述紫外光源用于对所述待配向膜层进行光配向；
多个所述红外光源沿一直线排布，且多个所述红外光源等间隔排布；多个所述紫外光源沿一直线排布，且多个所述紫外光源等间隔排布；
多个所述红外光源所在直线与多个所述紫外光源所在直线相互平行。
5.根据权利要求2所述的光配向装置，其特征在于，所述温度采集单元包括第二机架和设置在所述第二机架上的红外测温仪，所述第二机架与所述控制模块连接；
所述第二机架能在所述控制模块的控制下平行于所述基板的板面从所述基板的一侧移动至相对的另一侧；
所述红外测温仪能在所述第二机架的带动下实时采集所述待配向膜层上所述光源照射到的区域的温度，并将该温度发送至所述控制单元。
6.根据权利要求5所述的光配向装置，其特征在于，所述控制单元还包括判断模块，所述存储模块还用于预存所述待配向膜层在预热、固化和光配向过程中各自的预设温度范围；
所述判断模块用于接收所述红外测温仪发送的温度，并判断该温度是否在所述预设温度范围内；
所述控制模块还用于在所述判断模块的判断结果为否时，调整所述光源距离所述待配向膜层表面的高度，和/或，调整所述光源的光照度，和/或，调整所述光源沿所述待配向膜层表面移动的速度，以使所述待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度处于各自的所述预设温度范围内。
7.根据权利要求6所述的光配向装置，其特征在于，还包括冷却单元，所述冷却单元设置在所述基板的未形成所述待配向膜层的一侧，所述冷却单元与所述控制模块连接，用于在所述控制模块的控制下在光配向前对经固化后的所述待配向膜层进行冷却降温。
8.一种光配向方法，对喷涂形成在基板上的待配向膜层进行光配向，其特征在于，包括：光配向单元先后对喷涂形成在所述基板上的所述待配向膜层进行预热、固化和光配向；温度采集单元分别同步对所述待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度实时采集，并将采集的温度反馈给控制单元；控制单元判断反馈的温度是否在预设的温度范围内，并根据判断结果调整所述光配向单元的位置、功率和/或速度，以使所述待配向膜层在预热、固化和光配向过程中的温度分别处于各自的预设温度范围内；
所述控制单元包括控制模块和存储模块，所述待配向膜层包括多层，每层所述待配向膜层均通过喷涂形成在所述基板上，多层所述待配向膜层相互覆叠，处于相对下层的所述待配向膜层表面平坦，处于相对上层的所述待配向膜层表面凹凸不平；所述方法还包括：
所述存储模块存储多层所述待配向膜层的表面状态信息；所述控制模块根据不同层所述待配向膜层的表面状态信息，控制光源按照所述待配向膜层的表面状态对所述待配向膜层进行预热、固化和光配向。
9.一种配向膜制备***，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的光配向装置。
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