[发明专利]光配向装置及其空间分光棱镜片

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，更具体地说，涉及一种光配向装置及其空间分光棱镜片。

背景技术

薄膜晶体管液晶(TFT-LCD)显示器近年来得到了飞速的发展和广泛的应用。简单地说，TFT-LCD可视为两片玻璃基板中间夹着一层液晶，上层的玻璃基板是彩色滤光片、下层的玻璃基板上设置有薄膜晶体管。当电流通过薄膜晶体管时，产生电场变化，电场的变化引起液晶分子偏转，从而来改变光线的偏极性，从而实现预期的显示目的。在施加电压前，需要使液晶分子有一个初始取向方向，因此，在显示面板中通常设置有配向膜，配向膜控制液晶分子的排列方向与角度。

随着配向技术的进步，光配向技术取向方式逐渐取代了传统的摩擦布取向方式。光配向膜的作用就是替代了传统的凸起或沟槽结构，避免了由传统的凸起和沟槽结构造成的漏光，极大的提高了开口率，并且使子像素区域的液晶分子具有初始的预倾角，加快响应速度。

如图1中所示，在目前的光配向技术中，通常先在玻璃基板200上涂布配向膜300，采用偏振UV光源以一定的倾斜角度照射配向膜300(即，曝光)，对配向膜300执行配向。通过这种处理，当将液晶分子500填充到玻璃基板之间时，液晶分子500具有一定方向的预倾角。

图2A至图2E示出了目前的光配向技术中执行多区域配向的过程。如图2A中所示，采用具有多个彼此间隔的不透光的遮挡条101的平面光罩100罩在涂布有光配向膜的玻璃基板200上，利用倾斜入射的偏振UV光照射配向膜，完成第一次UV配向。如图2B中所示，区域301为完成第一配向之后的区域，箭头A表示第一次配向方向。接下来，如图2C中所示，将完成第一配向之后的玻璃基板200旋转180度。接着，如图2D中所示，利用平面光罩100的遮挡条101对准并遮住完成了第一次UV配向的区域301，以实现平面光罩100的对位。然后，再次利用倾斜入射的偏振UV光进行照射，完成第二次UV配向，区域302为完成第二次配向之后的区域，箭头B表示第二次配向方向(如图2E中所示)。因此，在如上所述的光配向过程中，如果需要针对不同的区域完成配向，必须经过多次旋转玻璃基板200来多次执行曝光，或者需要不断改变UV光的入射方向，才能实现多区域配向的目的。这样进行多次UV照射不但单件工时较久，而且在多次旋转玻璃基板进行多次UV照射的过程中，由于平面光罩的对位误差会导致精度降低，同时还存在较高的破片风险。

发明内容

为克服现有技术中存在的缺点，本发明提供一种光配向装置，所述光配向装置可以通过一次偏振UV光照射实现多区域配向的目的，并实现具有不同方向的预倾角，节省生产时间并降低生产难度。

根据本公开的一方面，提供一种光配向装置。所述光配向装置包括：偏振UV光源；空间分光棱镜片，包括透光基底，透光基底的上下表面中的至少一个表面上具有棱镜结构，棱镜结构按区域设置成具有至少两种折射方向，偏振UV光源发出的光垂直于空间分光棱镜片入射时，同一区域的光线经过棱镜结构折射后沿相同的倾斜方向偏折，相邻区域的光线经过棱镜结构折射后沿彼此不同的倾斜方向偏折。

根据本公开的示例性实施例，棱镜结构由直角三棱镜构成，直角三棱镜的一个直角面垂直于透光基底的表面，另一直角面与透光基底的表面重合，斜面与透光基底的表面呈5～60度夹角。

根据本公开的示例性实施例，透光基底被划分为多个区域，各区域呈长条状，同一区域的直角三棱镜彼此周期性排列，相邻区域的直角三棱镜具有不同的倾斜方向。

根据本公开的示例性实施例，空间分光棱镜片由透明材料制成。

根据本公开的示例性实施例，棱镜结构由透光基底直接加工形成，或者分体制造之后与透光基底结合为一体。

根据本公开的另一方面，提供一种空间分光棱镜片。所述空间分光棱镜片包括透光基底，透光基底上下表面中的至少一个表面上具有棱镜结构，棱镜结构按区域设置成具有至少两种折射方向，外部光源发出的光垂直于空间分光棱镜片入射时，同一区域的光线经过棱镜结构折射后沿相同的倾斜方向偏折，相邻区域的光线经过棱镜结构折射后沿彼此不同的倾斜方向偏折。

根据本公开的示例性实施例，棱镜结构由直角三棱镜构成，直角三棱镜的一个直角面垂直于透光基底的表面，另一直角面与透光基底的表面重合，斜面与透光基底的表面呈5～60度夹角。

根据本公开的示例性实施例，透光基底被划分为多个区域，各区域呈长条状，同一区域的直角三棱镜彼此周期性排列，相邻区域的直角三棱镜具有不同的倾斜方向。

根据本公开的示例性实施例，空间分光棱镜片由透明材料制成。