用于光取向的曝光头和曝光系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种用于光取向的曝光头和使用该曝光头的用于光取向的曝光系统，其中，该曝光头包括多个平行光单元和曝光头控制单元，该曝光系统包括：曝光室和设置在曝光室内的曝光头。基板平行于曝光头的出射面设置在曝光头的下方，以在曝光头的照射下曝光。本实用新型专利技术公开的用于光取向的曝光头和曝光系统中，通过将组成曝光头的多个平行光单元倾斜设置使以特定角度照射到基板上的光线到达基板的距离相同，从而使基板收到均匀的光照强度，可以实现更加稳定的曝光效果。

【技术实现步骤摘要】
用于光取向的曝光头和曝光系统
本技术涉及一种用于光取向的曝光头和曝光系统。
技术介绍
目前，液晶显示器(LCD)已经成为电子显示器的主流选择。各种模式操作的LCD都需要取向层,并且取向层的质量则直接影响LCD的性能。现有技术中，LCD取向层的制备主要通过摩擦聚酰亚胺来实现，该摩擦工艺可以给出取向层表面附近的液晶的方位角方向。但是，如本领域技术人员所共知的，机械摩擦取向层会导致碎屑、静电荷、不均匀排列和机械损伤等问题，这些问题进一步导致LCD电光特性的弱化或生产良率的损失。解决上述由机械摩擦所衍生问题的一个方案就是以光取向方法替代机械摩擦制备取向层。光取向方法是非接触式取向方法。典型的光取向工艺主要包括以下步骤：1.把光取向材料涂布在ITO玻璃上。2.把涂布了光取向材料的基材暴露于紫外线辐射下。3.形成具有特定方向的光取向层。其中涂布光取向材料与涂布一般摩擦用的聚酰亚胺的方法相同，都是使用柔版印刷机，而配向方面，使用曝光机取代摩擦机。现行紫外曝光机以汞灯1为光源，通过聚光、反射、滤光、准直等元件给出均匀的平行光输出(如图1所示)。汞灯1发射具有相当多的谱线，需要滤光器来选择所需的波长；此外，由于发射面积大而且发散，需要体积大且昂贵的光学器件来产生均匀且平行的光。因而需要体积大、功耗高且价格昂贵的汞灯曝光系统。LED光源具有窄的发射光谱和大量波长选择，一旦确认了所需的波长，使用对应的LED芯片可以不适用滤光片。由于每个LED芯片都非常小，因此只需要微光学透镜就可以进行光准直(如图2所示)。具有合适准直镜头的LED阵列可以产生均匀的平行面光源。现在市场上已有用于粘合剂固化或甚至光刻的这样的系统。这些系统通常用于垂直入射到基底2表面(如图3所示)。但在一些光取向应用中，需要光线从斜角入射，例如45°，在这种情况下，一种较简单的解决方案是倾斜曝光系统1，如图4所示。但在这种情况下，到基底2的近端和远端的入射光线的照射距离将会不同。该照射距离差异会导致不理想的照射强度差异。因此，亟需提供一种LED安装方法，使得即使在倾斜入射光的情况下，基底2上的所有点到光源1的距离相同，以保证均匀的照射。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本技术的一个方面提出了一种用于光取向的曝光头，曝光头包括多个平行光单元和曝光头控制单元，其中：多个平行光单元中的每一个包括：灯筒，灯筒是与竖直方向成角度α的倾斜装置；光源，光源设置在灯筒的一端并与外部电源相连接；和准直镜头，准直镜头设置在灯筒的另一端，以将穿过准直镜头的光线转换为具有与竖直方向的夹角为角度α的平行出射光线；以及曝光头控制单元与多个平行光单元中的每一个以及外部电源相连接，以控制向多个平行光单元的出射光强度和时间。在一个实施例中，光源为LED芯片。在一个实施例中，LED芯片发射的LED光线的波长峰值为300nm-470nm。在一个实施例中，光源为激光LD芯片，准直镜头为扩束镜组。在一个实施例中，角度α在5度到85度之间，并且角度α能够调节。在一个实施例中，多个平行光单元安装在同一水平面内。在一个实施例中，多个平行光单元安装为多列，并且相邻两列的平行光单元错位安装。在一个实施例中，灯筒为形成在铝板上的与竖直方向成角度α的倾斜铣孔。在一个实施例中，曝光头还包括散热装置，所述散热装置靠近所述多个平行光单元设置以在所述曝光头工作期间为所述多个平行光单元散热。本技术的另一个方面提出了一种用于光取向的曝光系统，包括：曝光室；和曝光头，曝光头设置在曝光室内。在一个实施例中，曝光系统还包括传送装置，传送装置设置在曝光头的下方并与控制单元通信，以在控制单元的控制下运送基板从曝光头的下方穿过。在一个实施例中，曝光系统还包括旋转装置，旋转装置分别与曝光头和控制单元相连接，以在控制单元的控制下驱动曝光头在水平面内旋转。在一个实施例中，曝光系统还包括偏振片，偏振片设置在曝光头与基板之间，以使曝光头发出的光线能够穿过偏振片照射到基板。在一个实施例中，偏振片的面积小于曝光头发出的光线的照射面积。在一个实施例中，曝光系统还包括掩膜版，掩膜版设置在曝光头与基板之间，以使曝光头发出的光线能够局部穿过掩膜版照射到基板。在一个实施例中，曝光系统还包括温度控制器和湿度控制器，温度控制器和湿度控制器可以分别与控制单元相连接，以在控制单元的控制下调节曝光室内的温度和湿度。由上述说明可知，本技术公开的用于光取向的曝光头和曝光系统中，通过将组成曝光头的多个平行光单元倾斜设置使以特定角度照射到基板上的光线到达基板的距离相同，从而使基板收到均匀的光照强度，可以实现更加稳定的曝光效果；通过将旋转装置连接到曝光头，使曝光头可以在水平面内旋转，从而可以实现更多方位度的入射光线调整；通过在曝光室内设置传送装置，使该曝光系统可以应用于面积大于曝光面积的基板，并且可以实现流水线化生产；进一步，通过在曝光头与基板之间设置偏振片，使基板可以连续完成偏振光曝光和非偏振光曝光两个曝光阶段。附图说明图1为现有技术中的汞灯曝光系统的示意图；图2为LED光源的准直系统的示意图；图3为现有技术中的垂直照射的LED面光源系统的示意图；图4为现有技术中的倾斜45度角照射的LED面光源系统的示意图；图5为根据本技术的一个示例性实施例的用于光取向的曝光头的示意图；图6为图5中所示的曝光头中的多个平行光单元的错位安装示意图；图7为根据本技术的一个示例性实施例的用于光取向的曝光系统的示意图；和图8为图7中所示的用于光取向的曝光系统中的曝光头旋转前后的示意图。具体实施方式下面参照附图详细描述本技术的说明性、非限制性实施例，对根据本技术的用于光取向的曝光头和曝光系统进行进一步说明。参照图5，本技术的一个方面公开了一种用于光取向的曝光头4，该曝光头4包括多个平行光单元和控制单元(图中未示出)，多个平行光单元中的每一个包括灯筒41、光源42和准直镜头43，其中多个平行光单元可以在控制单元的控制下发出平行光以对基板进行曝光。灯筒41为每个平行光单元的安装基础，每个平行光单元中的光源42和准直镜头43均安装在灯筒41内。灯筒41可以为筒形或者一端开口的其它形状，并且在具体安装中灯筒41的轴线方向与竖直方向成角度为α，以使从灯筒41出射的光线与竖直方向的夹角为α。需要说明的是，灯筒41可以是单独成形的用于安装光源42和准直镜头43的装置，也可以是通过铣削工艺在铝板或者其它板材上形成的倾斜的铣孔，从而使曝光头的结构更紧凑、稳定。光源42设置在灯筒41的一端并与外部电源相连接，以从外部电源获得电能，并且光源42的类型可以根据曝光头4的具体应用领域进行选择。准直镜头43设置在灯筒41的另一端，从光源42发出的光线穿过准直镜头43后从灯筒41射出。这样，由于灯筒41与竖直方向的夹角为α，经过准直镜头43后出射的平行光线与竖直方向也具有夹角α，进而可以倾斜射入基板。控制单元与多个平行光单元以及外部电源相连接，并且控制单元中存储有多个指令，当控制单元执行这些指令时控制多个平行光单元中的每一个的光源42的出射光强度和时间。需要说明的是，存储在控制单元中并由控制单元执行的指令为本领域技术人员常用的用于控制光源发光强度和时间的计算机指令，在此不做特别限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于光取向的曝光头，其特征在于，所述曝光头包括多个平行光单元和曝光头控制单元，其中：所述多个平行光单元中的每一个包括：灯筒，所述灯筒是与竖直方向成角度α的倾斜装置；光源，所述光源设置在所述灯筒的一端并与外部电源相连接；和准直镜头，所述准直镜头设置在所述灯筒的另一端，以将穿过所述准直镜头的光线转换为具有与竖直方向的夹角为所述角度α的平行出射光线；以及所述曝光头控制单元与所述多个平行光单元以及所述外部电源相连接，以控制所述多个平行光单元的出射光强度和时间。

【技术特征摘要】
1.一种用于光取向的曝光头，其特征在于，所述曝光头包括多个平行光单元和曝光头控制单元，其中：所述多个平行光单元中的每一个包括：灯筒，所述灯筒是与竖直方向成角度α的倾斜装置；光源，所述光源设置在所述灯筒的一端并与外部电源相连接；和准直镜头，所述准直镜头设置在所述灯筒的另一端，以将穿过所述准直镜头的光线转换为具有与竖直方向的夹角为所述角度α的平行出射光线；以及所述曝光头控制单元与所述多个平行光单元以及所述外部电源相连接，以控制所述多个平行光单元的出射光强度和时间。2.根据权利要求1所述的曝光头，其特征在于，所述光源为LED芯片。3.根据权利要求2所述的曝光头，其特征在于，所述LED芯片发射的LED光线的波长峰值为300nm-470nm。4.根据权利要求1所述的曝光头，其特征在于，所述光源为激光二极管LD芯片，所述准直镜头为扩束镜组。5.根据权利要求1所述的曝光头，其特征在于，所述角度α在5度到85度之间，并且所述角度α能够调节。6.根据权利要求1所述的曝光头，其特征在于，所述多个平行光单元安装在同一水平面内。7.根据权利要求6所述的曝光头，其特征在于，所述多个平行光单元安装为多列，并且相邻两列的平行光单元错位安装。8.根据权利要求1所述的曝光头，其特征在于，所述灯筒为形成在铝板上的与竖直方向成角度α的倾斜铣孔。9.根据权利要求1所述的曝光头，其特征在于，所述曝光头还包括散热装置，所述散热装置靠近所述多个平...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓树端，郑文俊，郭海成，
申请(专利权)人：香港科技大学，
类型：新型
国别省市：中国香港,81