光配向装置的制作方法

本发明涉及光配向装置，具体涉及一种利用LED(发光二极管)的光配向装置。

背景技术：

为了使液晶显示元件的配向膜玻璃的配向膜沿着规定方向配向，光配向装置向配向膜照射具有规定波长的偏振光束以进行配向，代替将摩擦辊接触于配向膜而进行机械磨刷的摩擦(rubbing)方式。为了进行光配向，使用照射规定强度的光的高压汞灯或者金属卤化物灯等UV灯。

以往的UV灯需要用于限制波长的光学系统，以防止照射不必要的波长的光，然而由于该光学系，透光率受到影响，使得到达配向膜的光能减小，而且灯的价格相当昂贵。此外，以往的UV灯中需要设置复杂的反射镜(mirror)，以控制相对于灯管光轴的扩散光。为了实现配向状态的高精密化，入射的光需要垂直于配向膜，然而聚焦扩散光而进行大范围照射的UV灯的反射镜很难只抽选出垂直入射的光。并且以往的UV灯的开关(on-off)需要大量的等待时间。

技术实现要素：

所要解决的技术问题

因此，本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于，提供一种设备结构简单的光配向装置。

通过下面描述的实施例，本发明的其它目的将变得更为明确。

解决技术问题的方法

一种光配向装置，以非接触方式处理用于使液晶配向的配向膜，所述光配向装置包括排列有LED元件以照射光的光源部以及用于进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直线光，在偏振部中，多个偏振片排列成一列，多束LED直线光以相互不干涉的间隔入射到偏振部。

本发明涉及的光配向装置可以具有一个或者多个如下实施例。例如，可以选择并配置峰值波长彼此不同的多束LED直线光，以控制照射强度。

可以单独控制LED元件，以使通过偏振部下部的配向膜从多束LED直线光中所接收的光量均匀。

多束所述LED直线光可以在透射偏振部时相互交叉。

多束LED直线光的照射角度可以相互对称，从而在透射偏振部时形成连续的照射集中部。

光源部可以具备透镜，所述透镜使光线形成为扩散光或者直线光。

偏振部可以包括偏振片，偏振片之间形成有间隙，间隙的下部设有遮光构件，以防止LED光线透射。

遮光构件的宽度可以小于等于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转中心，并且能够通过旋转来调节角度。

相邻的偏振片的旋转中心可以配置在互为相反一侧。

可以通过调节光配向装置的相对于配向膜的垂直高度，来控制配向膜的反应时间。

可以具备用于接收LED直线光到达配向膜时所产生的荧光的荧光传感器，并利用荧光传感器来测定配向膜的配向度。

本发明的一实施方式涉及的光配向方法，其特征在于，使用LED直线光以及多个偏振片进行光配向，LED直线光是由多个LED元件形成的线性状态的光，为了对LED直线光进行偏振控制，多个偏振片排列成一列，并且平行光形式的多束LED直线光以相互不干涉的间隔入射到多个偏振片。

发明效果

本发明能够提供一种结构简单的光配向装置。

附图说明

图1及图2是例示出本发明的一实施例涉及的光配向装置的立体图。

图3是例示出图2所例示的光配向装置中排列有LED(发光二极管)元件的LED模块的俯视图。

图4是例示出在LED元件的下部配置透镜以形成LED直线光的状态的示意图。

图5是例示出根据LED元件与透镜之间的间隔的聚光程度的示意图。

图6是例示出扩散光形式的LED直线光到达配向膜的状态的示意图。

图7是例示出多束LED直线光通过偏振片后交叉状态的示意图。

图8是例示出给LED模块赋予倾斜角以使LED直线光交叉的状态的示意图。

图9是例示出图1所例示的光配向装置的偏振部的俯视图。

图10是图9所例示的偏振部的主视图。

图11是例示出偏振部的偏振片被调节之前的状态的俯视图。

图12是例示出图11中的偏振片被调节之后的状态的俯视图。

附图标记：

100：光配向装置 110：光源部

112：LED元件 116：透镜

120：LED模块 122：LED直线光

130：偏振部 132：偏振片

140：遮光构件 150：防护玻璃片

160：配向膜玻璃

具体实施方式

本发明可以进行各种变形，也可以有各种实施例，下面在附图中例示出具体实施例并进行详细说明。然而，应当理解为，本发明并非限定于具体的实施方式，而是包括本发明的思想及技术范围内的所有变形、等同物乃至替代物。在对本发明进行说明时，如果认为相关的公知技术的具体说明有可能混淆本发明的要旨，则省略对其的详细说明。

本申请中所使用的术语只是用来说明具体的实施例，并非旨在限定本发明。除非文章中有明确的其它含义，否则单数表示包括复数表示。在本申请中，诸如“包括”或者“具有”等术语只是用来表示存在说明书中所记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或者它们的组合，并不排除存在或增加一个或多个其它特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或者它们的组合的可能性。

第一、第二等术语可以用来说明各种构成要素，但是，所述构成要素不应被所述术语限定。所述术语只是用来区分一个构成要素与另一个构成要素。

下面，参照附图对本发明涉及的实施例进行详细说明，在参照附图进行说明时，与图的编号无关，对相同或对应的构成要素赋予相同的附图标记，并省略对其的重复说明。

图1及图2是例示出本发明的一实施例涉及的光配向装置100的立体图，图1例示了输出一束LED直线光122的状态，图2例示了输出三束LED直线光122的状态。并且，图3是例示出光配向装置100中排列有LED(发光二极管)元件112的LED模块120的俯视图，图4是例示出在LED元件112的下部配置透镜116以形成LED直线光122的状态的示意图。此外，图5是例示出根据LED元件112与透镜116之间的间隔a的聚光程度的示意图。

参照图1至图5，本发明的一实施例涉及的光配向装置100包括：光源部110，具备多个LED元件112，用于照射线性状态的LED直线光122；偏振部130，具备排成一列的多个偏振片132，以对LED直线光122进行偏振控制；防护玻璃片150，配置在偏振部130和形成有配向膜162的配向膜玻璃160之间。

光配向装置100将由光源部110形成的多束LED直线光122入射到偏振片132之后使其偏振以对配向膜162进行配向，其特征在于，光源部110利用多个LED元件112作为光源。比起以往的UV灯，基于LED元件112的光源部110的优点在于，能量消耗低，可便于开闭(on-off)，亮灯后短时间内快速升温。此外，基于LED元件112的光源部110可以形成为较长(例如，1m)，因此，能够对应于面积大的配向膜玻璃160，并且无需具备冷光镜(cold mirror)以及反射镜等，因此，能够简化结构。

光源部110可以具备包含多个LED元件112的至少一个LED模块120。LED模块120可以排成一列或者两列以上，本实施例涉及的光源部110例示出具备排成三列的LED模块120。可以对各LED模块120进行独立控制。

多个LED模块120可以输出不同波长的LED光线。例如，一个LED模块120输出的LED光线的峰值波长可以为365nm，另一个LED模块120输出的LED光线的峰值波长可以为385nm，又另一个LED模块120输出的LED光线的峰值波长可以为395nm。如此，可以使各LED模块120输出不同波长的LED光线，从而能够输出最优化配向膜162的配向特性的波长的LED光线。

例示了LED模块120具备一个板114，然而，也可以具备多个板114。如此，可以使LED模块120具备多个板114，从而使安装在板114上的LED元件112的输出强度以及波长等彼此不同。

本实施例涉及的光配向装置100，其特征在于，多束LED直线光122彼此以相互不干涉的间隔而入射到排列有一列多个偏振片132的偏振部130。如此，通过使多束LED直线光122透射形成为一列的光学系统，能够防止在照射面上发生配向误差，并且通过利用多束LED直线光，能够提高生产率。

参照图4，各LED模块120的下部设有透镜116。透镜116使从LED元件112输出的LED光线聚光或者形成为平行光。LED光线通过透镜116形成为LED直线光122，或者不通过透镜116而是由自身就形成为LED直线光122。LED直线光122是沿着与平台170的移动方向(图1及图2中的箭头方向)成直角的方向连续形成的较长的矩形光线。LED直线光122的长度可以形成为能够全部包含在排成一列的多个偏振片132内的程度。

透镜116可以是截面为圆形(参照图4及图5)并且长长地形成的棒形透镜(rod lens)。棒形透镜可以沿着LED模块120的长度方向配置，并且如图4所示，使相当于扩散光的LED光线形成为平行光形式的LED直线光122。

当然，本实施例涉及的透镜116不仅可以是棒形透镜，只要能够使从LED元件112输出的LED光线聚光或者形成为平行光，就可以是任何种类。

参照图5，可以通过调节LED元件112与棒形透镜之间的间隔a来使LED直线光122形成为扩散光或者平行光。即，可以如图4所示，减小LED元件112与棒形透镜之间的间隔，从而使从LED元件112输出的LED光线全部入射于棒形透镜116以形成平行光形式的LED直线光122。此外，如图5所示，可以使LED元件112与棒形透镜116之间的间隔a稍大，从而使从LED元件112输出的LED光线中的一部分(例如，20％)不入射于棒形透镜116而是作为扩散光输出，其余的LED光线(例如，80％)入射于棒形透镜116以形成平行光形式的LED直线光122。

当然，光源部110可以不使用透镜116就形成扩散光形式的LED直线光122。此外，即便是配置在同一个LED模块120中的LED元件112，也可以混用具备透镜116的LED元件112以及不具备透镜116的LED元件112。

图6是例示出从LED元件112输出的扩散光形式的LED直线光122到达配向膜162的状态的示意图。

参照图6，扩散光形式的LED直线光122可以到达配向膜162。可以形成照射总宽度c为照射集中部126宽度a的两倍以下的扩散光形式的LED直线光122，所述照射总宽度c是照射强度达到平均值的5％为止作为有效的区域的宽度。由此，其与照射总宽度c中除去照射集中部126宽度a后的剩余部分的宽度b之间成立如下关系：

a+2b＝c

2a≥c

图7是例示出LED直线光122通过偏振片132后交叉的状态的示意图。

当光源部110只照射平行光形式的LED直线光122时，虽然光的方向性能提高，但是累积光量降低，从而使得量产性下降。为了解决这些问题，如图7所例示，可以使从多个LED模块120输出的扩散光形式的LED直线光122通过偏振片132后相互交叉，由此增加照射面积，特别是增加形成在中央的照射集中部126的大小。

图8是例示出在LED模块120中形成倾斜角以使LED直线光122交叉的状态的示意图。

参照图8，其特征在于，为了进一步集中从三个LED模块120输出的扩散光形式的LED直线光122，将两侧的LED模块120左右对称地倾斜配置。由此，能够增加照射集中部126的面积以及集中光量。

下面，参照图1至图2以及图9至图10，对本实施例涉及的光配向装置100的偏振部130进行说明。

图9是例示出图1所例示的光配向装置100的偏振部130的俯视图，图10是图9所例示的偏振部130的主视图。

参照图9至图10，偏振部130对从光源部110输出的LED直线光122进行偏振控制，其包括：多个偏振片132，排成一列；遮光构件140，位于形成在偏振片132之间的间隙138的垂直下部。

从光源部110输出的LED直线光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线栅型偏振片。

布儒斯特偏振片是由电介质多层膜构成的偏振片，利用布儒斯特角分成p波偏振分量和s波偏振分量，能够设定高的消光比(偏振比)。线栅型偏振片能够通过配置在其内部的金属线(栅)的间隙任意改变波段。线栅型偏振片能够通过图案转移的简单工艺来制造。

多个偏振片132排成一列，相互之间形成规定的间隙138。通过在偏振片132之间形成间隙138，能够旋转各偏振片132以调节偏振方向。偏振片132的两个端部设有支撑构件134。

在未设置偏振片132的间隙138的下部配置遮光构件140，以防止未偏振的LED直线光122到达配向膜。遮光构件140由不透光的金属等材料形成，其宽度大于间隙138的宽度，并且比偏振片132更长。考虑到LED直线光122透射，遮光构件140的宽度可以小于等于4.5mm。

遮光构件140位于偏振片132的下部并且隔着规定间隔，这是为了防止偏振片132因遮光构件140而受损。

偏振部130的下部设有防护玻璃片150。防护玻璃片150用于防止由于照射配向膜162而产生的水蒸气(vapor)附着到偏振片132上。防护玻璃片150可以由使LED直线光12透射的玻璃等材料形成。防护玻璃片150可以设有一个或者多个。

图11是例示出偏振部130的偏振片132被调节之前的状态的俯视图，图12是例示出图11中的偏振片132被调节之后的状态的俯视图。

参照图11及图12，各偏振片132可以以旋转中心136为中心旋转规定角度。旋转中心136可以形成在用于支撑偏振片132两端部的支撑构件134上而不是形成在偏振片132的中心。如图11所示，当偏振片132未沿着所期望的方向排列时，可以以旋转中心136为中心旋转各偏振片132，从而将偏振片132调节为如图12所示。

相邻的偏振片132的旋转中心136设置在相反侧的端部。这是为了防止因偏振片132之间的间隙138小而导致偏振片132相撞。

本实施例涉及的光配向装置100具备光源部110以及偏振部130，而不另外具备用于聚光的反射镜(未图示)，因此，结构简单，能够调节相对于配向膜162的高度。如此，可以通过调节相对于配向膜162的光配向装置100的高度，来调节到达配向膜162的LED直线光122的照射强度，因此，能够照射对配向膜162的配向特性最优化的光。

本实施例涉及的光配向装置100可以具备荧光传感器(无附图标记)，用于接收当LED直线光122到达配向膜162时所产生的荧光。本实施例涉及的光配向装置100利用LED元件112，因此，荧光传感器不需要特定的波长，仅通过接收荧光即可测定配向度。

本实施例涉及的光配向装置100具备用于放置配向膜玻璃160的平台170，平台170可以沿着图1中的箭头方向移动配向膜玻璃160。平台170及其驱动方法是常规技术，因此，省略具体说明。

以上参照本发明的一实施例进行了说明，然而，本领域的普通技术人员应理解为，在不脱离所附的权利要求书中记载的本发明的思想及领域的范围内能够对本发明进行各种修改及变更。