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CN107463070B - 曝光用光源系统 - Google Patents

曝光用光源系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种曝光用光源系统，光源；第一分光镜，设置于光源的出光方向上，且相对光源的出光方向倾斜设置，反射来自光源的第一光谱范围的入射光，透射第二光谱范围的入射光，形成第二光谱范围的透射光。本发明的曝光用光源系统中加入了分光机构，能够使用一个光源分别满足曝光需求以及定位需求，大大提高设备利用率，简化灯源机构，不需增加额外的对位光源。

Description

曝光用光源系统
技术领域
本发明涉及液晶显示器制造领域，特别是涉及一种曝光用光源系统。
背景技术
伴随着液晶显示技术的不断发展，液晶显示面板已经涉及到用户生活的方方面面，如PC机、智能手机以及平板电脑等。
光电显示行业的曝光机一般采用高压汞灯作为曝光光源。而曝光要达到良好的对位效果，对位光源必须对光阻有较高的穿透率。Array光阻的最佳对位波段在550-750nm，CF光阻的最佳对位波段在850-1500nm。目前的曝光机除了曝光光源外还需要对位光源，因此至少需要两种灯源。
现有技术中采用传统单一灯源很难同时保证曝光以及对Array光阻或CF光阻达到高透过率，往往需要增加额外的灯源机构。因此，造成了设备利用率低以及灯源机构多的缺点。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种曝光用光源系统，能够有效改善曝光对位设备利用率低以及灯源机构多的缺点。
为解决上述技术问题，本发明采用的第一个技术方案是：提供一种曝光用光源系统，包括：光源；第一分光镜，设置于光源的出光方向上，且相对光源的出光方向倾斜设置，反射来自光源的第一光谱范围的入射光，透射第二光谱范围的入射光，形成第二光谱范围的透射光。
本发明的有益效果是：区别于现有技术，本实施方式在曝光用光源系统中加入了分光机构，能够将光源所发出的光分为不同光谱范围的反射光与透射光，能够分别满足曝光需求以及定位需求，能够大大提高设备利用率，简化灯源机构，不需增加额外的对位光源。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的曝光用光源系统的结构示意图；
图2是本发明的另一实施方式的曝光用光源系统的结构示意图；
图3是本发明的再一实施方式的曝光用光源系统的结构示意图；
图4是本发明的又一实施方式的曝光用光源系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，图1是发明的一实施方式的曝光用光源系统的结构示意图。在本实施方式中，曝光用光源系统1包括光源11以及第一分光镜13。
光源11用于提供沿固定方向射出的光，并优选为汞灯或LED灯。第一分光镜13设置于光源11的出光方向上。第一分光镜13相对光源11的出光方向倾斜设置，以使其发射的光不会与光源11射出的光重合。第一分光镜13反射来自光源11的第一光谱范围的入射光，透射第二光谱范围的入射光，形成第二光谱范围的透射光。第二光谱范围的透射光的延伸方向与光源11的出光方向保持一致，而第一光谱范围的入射光则反射向其他方向，最佳与光源11的出光方向呈90度角，即垂直。不过，一般来说，第一光谱范围的入射光与光源11的出光方向呈45度至135度之间即可。
通过上述方式，能够通过一个光源便获得两种光谱范围的光，其中之一可以做为曝光光源14，另一可作为额对位光源使用。
如图2所示，图2是本发明的另一实施方式的曝光用光源系统的结构示意图。在本实施方式中，曝光用光源系统2包括光源21、第一分光镜23以及转换元件24。
光源21用于提供沿固定方向射出的光，并优选为汞灯或LED灯。
第一分光镜23设置于光源21的出光方向上。第一分光镜23相对光源21的出光方向倾斜设置，以使其发射的光不会与光源21射出的光重合。第一分光镜23反射来自光源21的第一光谱范围的入射光，透射第二光谱范围的入射光，形成第二光谱范围的透射光。第二光谱范围的透射光的延伸方向与光源21的出光方向保持一致，而第一光谱范围的入射光则反射向其他方向，最佳与光源21的出光方向呈90度角，即垂直。不过，一般来说，第一光谱范围的入射光与光源21的出光方向呈45度至135度之间即可。当光源21为高压汞灯时，第二光谱范围的透射光与第一光谱范围的入射光之中的一个的波长不大于500nm，作为曝光光源使用，另一个的波长大于500nm，照射到转换元件25上。在本实施方式中，第一光谱范围的入射光为波长不大于500nm的光，作为曝光光源使用，第二光谱范围的透射光为波长大于500nm，照射到转换元件25上。
转换元件25设置于第二光谱范围的透射光的路径上。转换元件25相对于第二光谱范围的透射光的行进方向倾斜设置，反射出转换光。转换元件35可以是反光面设置有光致发光层的反光镜。转换元件25上的光致发光层的转换率为15-85％，因此转换元件25上反射出的转换光为15-85％的波长800nm-1500nm的近红外光以及原有的波长大于500nm的第二光谱范围的透射光或第一光谱范围的入射光。光致发光层为天然方纳石制成，或其掺杂材料，但不限于此。优选的，转换元件25与光源31的出光方向之间的夹角为45度。一般来说，转换元件25与光源21的出光方向之间的夹角为30度到60度之间均可。转换光与第一发射光的行进方向优选为相反方向，最佳不要为相同方向。
在其他实施方式中，转换元件可设置于第一光谱范围的入射光的路径上，相对于第一光谱范围的入射光倾斜设置，反射出转换光，并且在反射第一光谱范围的入射光的一侧上涂布有光致发光层。
通过此种方式，转换元件可以将第二光谱范围的透射光进行光谱的扩充，能够形成更大光谱范围的光，可以根据需要进行调整，使其反射的光能够更好的进行对位，适应范围更广。
如图3所示，图3是本发明的再一实施方式的曝光用光源系统的结构示意图。在本实施方式中，曝光用光源系统3包括光源31、第一分光镜33、转换元件35以及第二分光镜37。
光源31在本实施方式中为高压汞灯。高压汞灯指汞蒸气压力为51～507kPa的汞蒸气弧光灯。在其他实施方式中，也可以使用白光LED等光源，只需提供的光的光波满足条件即可。但是，光源31需要保证其行进方向保持一致，不得散射较重，因此可以在光源31处增加聚光装置等，使得其出光为柱状，尽量减少其散射，以提高光源的利用率。
第一分光镜33设置于光源31的出光方向上。第一分光镜33相对光源31的出光方向倾斜设置，以使其发射的光不会与光源31射出的光重合。第一分光镜33反射来自光源31的第一光谱范围的入射光，透射第二光谱范围的入射光，形成第二光谱范围的透射光。第二光谱范围的透射光的延伸方向与光源31的出光方向保持一致，而第一光谱范围的入射光则反射向其他方向，最佳与光源31的出光方向呈90度角，即垂直。不过，一般来说，第一光谱范围的入射光与光源31的出光方向呈45度至135度之间即可。当光源31为高压汞灯时，第二光谱范围的透射光与第一光谱范围的入射光之中的一个的波长不大于500nm，作为曝光光源使用，另一个的波长大于500nm，照射到转换元件35上。在本实施方式中，第一光谱范围的入射光为波长不大于500nm的光，作为曝光光源使用，第二光谱范围的透射光为波长大于500nm，照射到转换元件35上。
转换元件35设置于第二光谱范围的透射光的路径上。转换元件35相对于第二光谱范围的透射光的行进方向倾斜设置，反射出转换光。转换元件35可以是反光面设置有光致发光层的反光镜。转换元件35上的光致发光层的转换率为15-85％，因此转换元件35上反射出的转换光为15-85％的波长800nm-1500nm的近红外光以及原有的波长大于500nm的第二光谱范围的透射光或第一光谱范围的入射光。光致发光层为天然方纳石制成，或其掺杂材料，但不限于此。优选的，转换元件35与光源31的出光方向之间的夹角为45度。一般来说，转换元件35与光源31的出光方向之间的夹角为30度到60度之间均可。转换光与第一发射光的行进方向优选为相反方向，最佳不要为相同方向。
在其他实施方式中，转换元件可设置于第一光谱范围的入射光的路径上，相对于第一光谱范围的入射光倾斜设置，反射出转换光，并且在反射第一光谱范围的入射光的一侧上涂布有光致发光层。
第二分光镜37设置于转换光的光路上，第二分光镜37相对于转换光的入射方向倾斜设置，反射来自转换光的第三光谱范围的入射光，透射第四光谱范围的入射光。即形成第四光谱范围的透射光。第三光谱范围的反射光用于进行第一对位，第四光谱范围的透射光用于进行第二对位。第四光谱范围的透射光的延伸方向与转换光的入射方向保持一致，而第三光谱范围的入射光则反射向其他方向，最佳与转换光的入射方向呈90度角，即垂直。不过，一般来说，第三光谱范围的入射光与转换光的入射方向呈45度至135度之间即可。在本实施方式中，第三光谱范围的入射光为波长不大于800nm的Array对位光源39，第四光谱范围的透射光为波长大于800nm的CF对位光源38。在其他实施方式中，可以是第三光谱范围的入射光为波长大于800nm的CF对位光源38，第四光谱范围的透射光为波长不大于800nm的Array对位光源39。
在本实施方式中，在光源31射出的光，经过第一分光镜33，形成第一光谱范围的入射光以及第二光谱范围的第三光谱范围的透射光，第一光谱范围的入射光形成了曝光用光源34，第二光谱范围的透射光照射到转换元件35上的光致发光层形成转换光，然后第三光谱范围的转换光通过第二分光镜37形成了第三光谱范围的入射光以及第四光谱范围的透射光。第三光谱范围的入射光形成了Array对位光源39，第四光谱范围的透射光形成了CF对位光源38。通过此种方式，本实施方式通过一个光源，配合两个分光镜以及一个涂布有光致发光层的转换元件，便可实现一个光源三个用途，使用一个光源便可具备曝光用光源、Array对位光源以及CF对位光源，能够大大提高设备利用率，简化灯源机构，不需增加额外的对位光源。
如图4所示，图4是本发明的又一实施方式的曝光用光源系统的结构示意图。在本实施方式中，曝光用光源系统4包括光源41、第一隔热玻璃42、第一分光镜43、转换元件45、第二隔热玻璃46以及第二分光镜47。
光源41在本实施方式中为高压汞灯。高压汞灯指汞蒸气压力为51～507kPa的汞蒸气弧光灯。在其他实施方式中，也可以使用白光LED等光源，只需提供的光的光波满足条件即可。但是，光源41需要保证其行进方向保持一致，不得散射较重，因此可以在光源41处增加聚光装置等，使得其出光为柱状，尽量减少其散射，以提高光源的利用率。
第一隔热玻璃42设置于光源41与第一分光镜43之间。优选的，第一隔热玻璃42贴靠光源41设置，或者距离较近，以起到更好的隔热效果。
第一分光镜43设置于光源41的出光方向上。第一分光镜43相对光源41的出光方向倾斜设置，以使其发射的光不会与光源41射出的光重合。第一分光镜43反射来自光源41的第一光谱范围的入射光，透射第二光谱范围的入射光，形成第二光谱范围的透射光。第二光谱范围的透射光的延伸方向与光源41的出光方向保持一致，而第一光谱范围的入射光则反射向其他方向，最佳与光源41的出光方向呈90度角，即垂直。不过，一般来说，第一光谱范围的入射光与光源41的出光方向呈45度至135度之间即可。当光源41为高压汞灯时，第二光谱范围的透射光与第一光谱范围的入射光之中的一个的波长不大于500nm，作为曝光光源使用，另一个的波长大于500nm，照射到转换元件45上。在本实施方式中，第一光谱范围的入射光为波长不大于500nm的光，作为曝光光源使用，第二光谱范围的透射光为波长大于500nm，照射到转换元件45上。
转换元件45设置于第二光谱范围的透射光的路径上。转换元件45相对于第二光谱范围的透射光的行进方向倾斜设置，反射出转换光。转换元件45可以是反光面设置有光致发光层的反光镜。转换元件45上的光致发光层的转换率为15-85％，因此转换元件45上反射出的转换光为15-85％的波长800nm-1500nm的近红外光以及原有的波长大于500nm的第二光谱范围的透射光或第一光谱范围的入射光。光致发光层为天然方纳石制成，或其掺杂材料，但不限于此。优选的，转换元件45与光源41的出光方向之间的夹角为45度。一般来说，转换元件45与光源41的出光方向之间的夹角为30度到60度之间均可。转换光与第一发射光的行进方向优选为相反方向，最佳不要为相同方向。
在其他实施方式中，转换元件可设置于第一光谱范围的入射光的路径上，相对于第一光谱范围的入射光倾斜设置，反射出转换光，并且在反射第一光谱范围的入射光的一侧上涂布有光致发光层。
第二隔热玻璃46设置于转换元件45与第二分光镜47之间。优选的，第二隔热玻璃46与转换元件45之间的距离小于第二隔热玻璃46与第二分光镜47之间的距离，以保证良好的隔热效果。另外，还可以将第一隔热玻璃42与第二隔热玻璃46采用N2等保护气体冷却，以起到更加良好的隔热效果。
第二分光镜47设置于转换光的光路上，第二分光镜47相对于转换光的入射方向倾斜设置，反射来自转换光的第三光谱范围的入射光，透射第四光谱范围的入射光。即形成第四光谱范围的透射光。第三光谱范围的反射光用于进行第一对位，第四光谱范围的透射光用于进行第二对位。第四光谱范围的透射光的延伸方向与转换光的入射方向保持一致，而第三光谱范围的入射光则反射向其他方向，最佳与转换光的入射方向呈90度角，即垂直。不过，一般来说，第三光谱范围的入射光与转换光的入射方向呈45度至135度之间即可。在本实施方式中，第三光谱范围的入射光为波长不大于800nm的Array对位光源49，第四光谱范围的透射光为波长大于800nm的CF对位光源48。在其他实施方式中，可以是第三光谱范围的入射光为波长大于800nm的CF对位光源48，第四光谱范围的透射光为波长不大于800nm的Array对位光源49。
在本实施方式中，在光源41射出的光，先经过第一隔热玻璃42进行隔热，再经过第一分光镜43，形成第一光谱范围的入射光以及第二光谱范围的透射光，第一光谱范围的入射光形成了曝光用光源44，第二光谱范围的透射光照射到转换元件45上的光致发光层形成第三光谱范围的转换光，然后第三光谱范围的转换光通过第二隔热玻璃26进行隔热，再通过第二分光镜47形成了第三光谱范围的入射光以及第四光谱范围的透射光。第三光谱范围的入射光形成了Array对位光源49，第四光谱范围的透射光形成了CF对位光源48。通过此种方式，本实施方式通过一个光源，配合两个分光镜以及一个涂布有光致发光层的转换元件，便可实现一个光源三个用途，使用一个光源便可具备曝光用光源、Array对位光源以及CF对位光源，能够大大提高设备利用率，简化灯源机构，不需增加额外的对位光源。并且通过隔热玻璃进行降温，不会因为功率大而发生过热的现象，提高设备的使用寿命。
本发明的有益效果是：区别于现有技术，本实施方式在曝光用光源系统中加入了分光机构，能够将光源所发出的光分为不同光谱范围的反射光与透射光，能够分别满足曝光需求以及定位需求，能够大大提高设备利用率，简化灯源机构，不需增加额外的对位光源。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种曝光用光源系统，其特征在于，包括：
光源；
第一分光镜，设置于所述光源的出光方向上，且相对所述光源的出光方向倾斜设置，反射来自所述光源的第一光谱范围的入射光，透射第二光谱范围的所述入射光，形成第二光谱范围的透射光；
转换元件，用于将所述第一光谱范围的反射光或所述第二光谱范围的透射光转换为转换光；
所述第一光谱范围的反射光或所述第二光谱范围的透射光之中的一个为波长不大于500nm的光，作为曝光光源使用，另一个为波长大于500nm的光，照射到所述转换元件上；
第二分光镜，设置于所述转换光的光路上，且倾斜于所述转换光的入射方向，反射来自所述转换光的第三光谱范围的入射光，所述第三光谱范围的反射光用于进行第一对位，透射第四光谱范围的所述入射光，所述第四光谱范围的透射光用于进行第二对位。
2.根据权利要求1所述的曝光用光源系统，其特征在于，所述光源与所述第一分光镜之间设置有第一隔热玻璃。
3.根据权利要求1所述的曝光用光源系统，其特征在于，
所述转换元件是反光面设置有光致发光层的反光镜，倾斜于所述第一光谱范围的反射光或所述第二光谱范围的透射光设置。
4.根据权利要求3所述的曝光用光源系统，其特征在于，
所述光致发光层的转换率为15-85％，所述转换光为15-85％的波长为800nm-1500nm的近红外光以及原有的波长大于500nm的所述第一光谱范围的反射光或所述第二光谱范围的透射光。
5.根据权利要求1所述的曝光用光源系统，其特征在于，所述转换元件与所述第二分光镜之间设置有第二隔热玻璃。
6.根据权利要求3或4所述的曝光用光源系统，其特征在于，所述光源为高压汞灯。
7.根据权利要求6所述的曝光用光源系统，其特征在于，第三光谱范围的入射光与所述第四光谱范围的透射光之中的一个为波长不大于800nm的Array对位光源，另一为波长大于800nm的CF对位光源。
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