本發(fā)明涉及光配向裝置，具體涉及一種利用LED(發(fā)光二極管)的光配向裝置。

背景技術(shù)：

為了使液晶顯示元件的配向膜玻璃的配向膜沿著規(guī)定方向配向，光配向裝置向配向膜照射具有規(guī)定波長的偏振光束以進(jìn)行配向，代替將摩擦輥接觸于配向膜而進(jìn)行機(jī)械磨刷的摩擦(rubbing)方式。為了進(jìn)行光配向，使用照射規(guī)定強(qiáng)度的光的高壓汞燈或者金屬鹵化物燈等UV燈。

以往的UV燈需要用于限制波長的光學(xué)系統(tǒng)，以防止照射不必要的波長的光，然而由于該光學(xué)系，透光率受到影響，使得到達(dá)配向膜的光能減小，而且燈的價(jià)格相當(dāng)昂貴。此外，以往的UV燈中需要設(shè)置復(fù)雜的反射鏡(mirror)，以控制相對(duì)于燈管光軸的擴(kuò)散光。為了實(shí)現(xiàn)配向狀態(tài)的高精密化，入射的光需要垂直于配向膜，然而聚焦擴(kuò)散光而進(jìn)行大范圍照射的UV燈的反射鏡很難只抽選出垂直入射的光。并且以往的UV燈的開關(guān)(on-off)需要大量的等待時(shí)間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

所要解決的技術(shù)問題

因此，本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，其目的在于，提供一種設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單的光配向裝置。

通過下面描述的實(shí)施例，本發(fā)明的其它目的將變得更為明確。

解決技術(shù)問題的方法

一種光配向裝置，以非接觸方式處理用于使液晶配向的配向膜，所述光配向裝置包括排列有LED元件以照射光的光源部以及用于進(jìn)行偏振控制的偏振部，其特征在于，在光源部中，LED元件排列成多列，以形成LED直線光，在偏振部中，多個(gè)偏振片排列成一列，多束LED直線光以相互不干涉的間隔入射到偏振部。

本發(fā)明涉及的光配向裝置可以具有一個(gè)或者多個(gè)如下實(shí)施例。例如，可以選擇并配置峰值波長彼此不同的多束LED直線光，以控制照射強(qiáng)度。

可以單獨(dú)控制LED元件，以使通過偏振部下部的配向膜從多束LED直線光中所接收的光量均勻。

多束所述LED直線光可以在透射偏振部時(shí)相互交叉。

多束LED直線光的照射角度可以相互對(duì)稱，從而在透射偏振部時(shí)形成連續(xù)的照射集中部。

光源部可以具備透鏡，所述透鏡使光線形成為擴(kuò)散光或者直線光。

偏振部可以包括偏振片，偏振片之間形成有間隙，間隙的下部設(shè)有遮光構(gòu)件，以防止LED光線透射。

遮光構(gòu)件的寬度可以小于等于4.5mm。

偏振部可以包括偏振片，偏振片具有不位于其中央的旋轉(zhuǎn)中心，并且能夠通過旋轉(zhuǎn)來調(diào)節(jié)角度。

相鄰的偏振片的旋轉(zhuǎn)中心可以配置在互為相反一側(cè)。

可以通過調(diào)節(jié)光配向裝置的相對(duì)于配向膜的垂直高度，來控制配向膜的反應(yīng)時(shí)間。

可以具備用于接收LED直線光到達(dá)配向膜時(shí)所產(chǎn)生的熒光的熒光傳感器，并利用熒光傳感器來測(cè)定配向膜的配向度。

本發(fā)明的一實(shí)施方式涉及的光配向方法，其特征在于，使用LED直線光以及多個(gè)偏振片進(jìn)行光配向，LED直線光是由多個(gè)LED元件形成的線性狀態(tài)的光，為了對(duì)LED直線光進(jìn)行偏振控制，多個(gè)偏振片排列成一列，并且平行光形式的多束LED直線光以相互不干涉的間隔入射到多個(gè)偏振片。

發(fā)明效果

本發(fā)明能夠提供一種結(jié)構(gòu)簡單的光配向裝置。

附圖說明

圖1及圖2是例示出本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的光配向裝置的立體圖。

圖3是例示出圖2所例示的光配向裝置中排列有LED(發(fā)光二極管)元件的LED模塊的俯視圖。

圖4是例示出在LED元件的下部配置透鏡以形成LED直線光的狀態(tài)的示意圖。

圖5是例示出根據(jù)LED元件與透鏡之間的間隔的聚光程度的示意圖。

圖6是例示出擴(kuò)散光形式的LED直線光到達(dá)配向膜的狀態(tài)的示意圖。

圖7是例示出多束LED直線光通過偏振片后交叉狀態(tài)的示意圖。

圖8是例示出給LED模塊賦予傾斜角以使LED直線光交叉的狀態(tài)的示意圖。

圖9是例示出圖1所例示的光配向裝置的偏振部的俯視圖。

圖10是圖9所例示的偏振部的主視圖。

圖11是例示出偏振部的偏振片被調(diào)節(jié)之前的狀態(tài)的俯視圖。

圖12是例示出圖11中的偏振片被調(diào)節(jié)之后的狀態(tài)的俯視圖。

附圖標(biāo)記：

100：光配向裝置 110：光源部

112：LED元件 116：透鏡

120：LED模塊 122：LED直線光

130：偏振部 132：偏振片

140：遮光構(gòu)件 150：防護(hù)玻璃片

160：配向膜玻璃

具體實(shí)施方式

本發(fā)明可以進(jìn)行各種變形，也可以有各種實(shí)施例，下面在附圖中例示出具體實(shí)施例并進(jìn)行詳細(xì)說明。然而，應(yīng)當(dāng)理解為，本發(fā)明并非限定于具體的實(shí)施方式，而是包括本發(fā)明的思想及技術(shù)范圍內(nèi)的所有變形、等同物乃至替代物。在對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明時(shí)，如果認(rèn)為相關(guān)的公知技術(shù)的具體說明有可能混淆本發(fā)明的要旨，則省略對(duì)其的詳細(xì)說明。

本申請(qǐng)中所使用的術(shù)語只是用來說明具體的實(shí)施例，并非旨在限定本發(fā)明。除非文章中有明確的其它含義，否則單數(shù)表示包括復(fù)數(shù)表示。在本申請(qǐng)中，諸如“包括”或者“具有”等術(shù)語只是用來表示存在說明書中所記載的特征、數(shù)字、步驟、動(dòng)作、構(gòu)成要素、部件或者它們的組合，并不排除存在或增加一個(gè)或多個(gè)其它特征、數(shù)字、步驟、動(dòng)作、構(gòu)成要素、部件或者它們的組合的可能性。

第一、第二等術(shù)語可以用來說明各種構(gòu)成要素，但是，所述構(gòu)成要素不應(yīng)被所述術(shù)語限定。所述術(shù)語只是用來區(qū)分一個(gè)構(gòu)成要素與另一個(gè)構(gòu)成要素。

下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明涉及的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，在參照附圖進(jìn)行說明時(shí)，與圖的編號(hào)無關(guān)，對(duì)相同或?qū)?yīng)的構(gòu)成要素賦予相同的附圖標(biāo)記，并省略對(duì)其的重復(fù)說明。

圖1及圖2是例示出本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的光配向裝置100的立體圖，圖1例示了輸出一束LED直線光122的狀態(tài)，圖2例示了輸出三束LED直線光122的狀態(tài)。并且，圖3是例示出光配向裝置100中排列有LED(發(fā)光二極管)元件112的LED模塊120的俯視圖，圖4是例示出在LED元件112的下部配置透鏡116以形成LED直線光122的狀態(tài)的示意圖。此外，圖5是例示出根據(jù)LED元件112與透鏡116之間的間隔a的聚光程度的示意圖。

參照?qǐng)D1至圖5，本發(fā)明的一實(shí)施例涉及的光配向裝置100包括：光源部110，具備多個(gè)LED元件112，用于照射線性狀態(tài)的LED直線光122；偏振部130，具備排成一列的多個(gè)偏振片132，以對(duì)LED直線光122進(jìn)行偏振控制；防護(hù)玻璃片150，配置在偏振部130和形成有配向膜162的配向膜玻璃160之間。

光配向裝置100將由光源部110形成的多束LED直線光122入射到偏振片132之后使其偏振以對(duì)配向膜162進(jìn)行配向，其特征在于，光源部110利用多個(gè)LED元件112作為光源。比起以往的UV燈，基于LED元件112的光源部110的優(yōu)點(diǎn)在于，能量消耗低，可便于開閉(on-off)，亮燈后短時(shí)間內(nèi)快速升溫。此外，基于LED元件112的光源部110可以形成為較長(例如，1m)，因此，能夠?qū)?yīng)于面積大的配向膜玻璃160，并且無需具備冷光鏡(cold mirror)以及反射鏡等，因此，能夠簡化結(jié)構(gòu)。

光源部110可以具備包含多個(gè)LED元件112的至少一個(gè)LED模塊120。LED模塊120可以排成一列或者兩列以上，本實(shí)施例涉及的光源部110例示出具備排成三列的LED模塊120?？梢詫?duì)各LED模塊120進(jìn)行獨(dú)立控制。

多個(gè)LED模塊120可以輸出不同波長的LED光線。例如，一個(gè)LED模塊120輸出的LED光線的峰值波長可以為365nm，另一個(gè)LED模塊120輸出的LED光線的峰值波長可以為385nm，又另一個(gè)LED模塊120輸出的LED光線的峰值波長可以為395nm。如此，可以使各LED模塊120輸出不同波長的LED光線，從而能夠輸出最優(yōu)化配向膜162的配向特性的波長的LED光線。

例示了LED模塊120具備一個(gè)板114，然而，也可以具備多個(gè)板114。如此，可以使LED模塊120具備多個(gè)板114，從而使安裝在板114上的LED元件112的輸出強(qiáng)度以及波長等彼此不同。

本實(shí)施例涉及的光配向裝置100，其特征在于，多束LED直線光122彼此以相互不干涉的間隔而入射到排列有一列多個(gè)偏振片132的偏振部130。如此，通過使多束LED直線光122透射形成為一列的光學(xué)系統(tǒng)，能夠防止在照射面上發(fā)生配向誤差，并且通過利用多束LED直線光，能夠提高生產(chǎn)率。

參照?qǐng)D4，各LED模塊120的下部設(shè)有透鏡116。透鏡116使從LED元件112輸出的LED光線聚光或者形成為平行光。LED光線通過透鏡116形成為LED直線光122，或者不通過透鏡116而是由自身就形成為LED直線光122。LED直線光122是沿著與平臺(tái)170的移動(dòng)方向(圖1及圖2中的箭頭方向)成直角的方向連續(xù)形成的較長的矩形光線。LED直線光122的長度可以形成為能夠全部包含在排成一列的多個(gè)偏振片132內(nèi)的程度。

透鏡116可以是截面為圓形(參照?qǐng)D4及圖5)并且長長地形成的棒形透鏡(rod lens)。棒形透鏡可以沿著LED模塊120的長度方向配置，并且如圖4所示，使相當(dāng)于擴(kuò)散光的LED光線形成為平行光形式的LED直線光122。

當(dāng)然，本實(shí)施例涉及的透鏡116不僅可以是棒形透鏡，只要能夠使從LED元件112輸出的LED光線聚光或者形成為平行光，就可以是任何種類。

參照?qǐng)D5，可以通過調(diào)節(jié)LED元件112與棒形透鏡之間的間隔a來使LED直線光122形成為擴(kuò)散光或者平行光。即，可以如圖4所示，減小LED元件112與棒形透鏡之間的間隔，從而使從LED元件112輸出的LED光線全部入射于棒形透鏡116以形成平行光形式的LED直線光122。此外，如圖5所示，可以使LED元件112與棒形透鏡116之間的間隔a稍大，從而使從LED元件112輸出的LED光線中的一部分(例如，20％)不入射于棒形透鏡116而是作為擴(kuò)散光輸出，其余的LED光線(例如，80％)入射于棒形透鏡116以形成平行光形式的LED直線光122。

當(dāng)然，光源部110可以不使用透鏡116就形成擴(kuò)散光形式的LED直線光122。此外，即便是配置在同一個(gè)LED模塊120中的LED元件112，也可以混用具備透鏡116的LED元件112以及不具備透鏡116的LED元件112。

圖6是例示出從LED元件112輸出的擴(kuò)散光形式的LED直線光122到達(dá)配向膜162的狀態(tài)的示意圖。

參照?qǐng)D6，擴(kuò)散光形式的LED直線光122可以到達(dá)配向膜162。可以形成照射總寬度c為照射集中部126寬度a的兩倍以下的擴(kuò)散光形式的LED直線光122，所述照射總寬度c是照射強(qiáng)度達(dá)到平均值的5％為止作為有效的區(qū)域的寬度。由此，其與照射總寬度c中除去照射集中部126寬度a后的剩余部分的寬度b之間成立如下關(guān)系：

a+2b＝c

2a≥c

圖7是例示出LED直線光122通過偏振片132后交叉的狀態(tài)的示意圖。

當(dāng)光源部110只照射平行光形式的LED直線光122時(shí)，雖然光的方向性能提高，但是累積光量降低，從而使得量產(chǎn)性下降。為了解決這些問題，如圖7所例示，可以使從多個(gè)LED模塊120輸出的擴(kuò)散光形式的LED直線光122通過偏振片132后相互交叉，由此增加照射面積，特別是增加形成在中央的照射集中部126的大小。

圖8是例示出在LED模塊120中形成傾斜角以使LED直線光122交叉的狀態(tài)的示意圖。

參照?qǐng)D8，其特征在于，為了進(jìn)一步集中從三個(gè)LED模塊120輸出的擴(kuò)散光形式的LED直線光122，將兩側(cè)的LED模塊120左右對(duì)稱地傾斜配置。由此，能夠增加照射集中部126的面積以及集中光量。

下面，參照?qǐng)D1至圖2以及圖9至圖10，對(duì)本實(shí)施例涉及的光配向裝置100的偏振部130進(jìn)行說明。

圖9是例示出圖1所例示的光配向裝置100的偏振部130的俯視圖，圖10是圖9所例示的偏振部130的主視圖。

參照?qǐng)D9至圖10，偏振部130對(duì)從光源部110輸出的LED直線光122進(jìn)行偏振控制，其包括：多個(gè)偏振片132，排成一列；遮光構(gòu)件140，位于形成在偏振片132之間的間隙138的垂直下部。

從光源部110輸出的LED直線光122透射偏振片132后沿特定方向偏振。偏振片132可以使用布儒斯特偏振片或者線柵型偏振片。

布儒斯特偏振片是由電介質(zhì)多層膜構(gòu)成的偏振片，利用布儒斯特角分成p波偏振分量和s波偏振分量，能夠設(shè)定高的消光比(偏振比)。線柵型偏振片能夠通過配置在其內(nèi)部的金屬線(柵)的間隙任意改變波段。線柵型偏振片能夠通過圖案轉(zhuǎn)移的簡單工藝來制造。

多個(gè)偏振片132排成一列，相互之間形成規(guī)定的間隙138。通過在偏振片132之間形成間隙138，能夠旋轉(zhuǎn)各偏振片132以調(diào)節(jié)偏振方向。偏振片132的兩個(gè)端部設(shè)有支撐構(gòu)件134。

在未設(shè)置偏振片132的間隙138的下部配置遮光構(gòu)件140，以防止未偏振的LED直線光122到達(dá)配向膜。遮光構(gòu)件140由不透光的金屬等材料形成，其寬度大于間隙138的寬度，并且比偏振片132更長?？紤]到LED直線光122透射，遮光構(gòu)件140的寬度可以小于等于4.5mm。

遮光構(gòu)件140位于偏振片132的下部并且隔著規(guī)定間隔，這是為了防止偏振片132因遮光構(gòu)件140而受損。

偏振部130的下部設(shè)有防護(hù)玻璃片150。防護(hù)玻璃片150用于防止由于照射配向膜162而產(chǎn)生的水蒸氣(vapor)附著到偏振片132上。防護(hù)玻璃片150可以由使LED直線光12透射的玻璃等材料形成。防護(hù)玻璃片150可以設(shè)有一個(gè)或者多個(gè)。

圖11是例示出偏振部130的偏振片132被調(diào)節(jié)之前的狀態(tài)的俯視圖，圖12是例示出圖11中的偏振片132被調(diào)節(jié)之后的狀態(tài)的俯視圖。

參照?qǐng)D11及圖12，各偏振片132可以以旋轉(zhuǎn)中心136為中心旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度。旋轉(zhuǎn)中心136可以形成在用于支撐偏振片132兩端部的支撐構(gòu)件134上而不是形成在偏振片132的中心。如圖11所示，當(dāng)偏振片132未沿著所期望的方向排列時(shí)，可以以旋轉(zhuǎn)中心136為中心旋轉(zhuǎn)各偏振片132，從而將偏振片132調(diào)節(jié)為如圖12所示。

相鄰的偏振片132的旋轉(zhuǎn)中心136設(shè)置在相反側(cè)的端部。這是為了防止因偏振片132之間的間隙138小而導(dǎo)致偏振片132相撞。

本實(shí)施例涉及的光配向裝置100具備光源部110以及偏振部130，而不另外具備用于聚光的反射鏡(未圖示)，因此，結(jié)構(gòu)簡單，能夠調(diào)節(jié)相對(duì)于配向膜162的高度。如此，可以通過調(diào)節(jié)相對(duì)于配向膜162的光配向裝置100的高度，來調(diào)節(jié)到達(dá)配向膜162的LED直線光122的照射強(qiáng)度，因此，能夠照射對(duì)配向膜162的配向特性最優(yōu)化的光。

本實(shí)施例涉及的光配向裝置100可以具備熒光傳感器(無附圖標(biāo)記)，用于接收當(dāng)LED直線光122到達(dá)配向膜162時(shí)所產(chǎn)生的熒光。本實(shí)施例涉及的光配向裝置100利用LED元件112，因此，熒光傳感器不需要特定的波長，僅通過接收熒光即可測(cè)定配向度。

本實(shí)施例涉及的光配向裝置100具備用于放置配向膜玻璃160的平臺(tái)170，平臺(tái)170可以沿著圖1中的箭頭方向移動(dòng)配向膜玻璃160。平臺(tái)170及其驅(qū)動(dòng)方法是常規(guī)技術(shù)，因此，省略具體說明。

以上參照本發(fā)明的一實(shí)施例進(jìn)行了說明，然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解為，在不脫離所附的權(quán)利要求書中記載的本發(fā)明的思想及領(lǐng)域的范圍內(nèi)能夠?qū)Ρ景l(fā)明進(jìn)行各種修改及變更。