[发明专利]一种偏振光照明系统及偏振光照明调制方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学配向设备领域，特别涉及一种偏振光照明系统及偏振光照明调制方法。

背景技术

光学配向设备是一类利用偏振UV光入射在TFT或CF基板的光敏配向膜上，使得仅与UV线偏振方向一致或垂直的光敏层发生光化学反应(光致交联、光致分解以及光致异构等)，使配向膜产生各向异性，进而利用产生的定向锚定能(主要是转角锚定能)诱导液晶分子在配向膜所在平面内按照一定角度统一取向的设备。随着液晶面板尺寸的增大，配向膜的尺寸也越来越大，对配向设备的出射光斑尺寸也提出大型化的要求。照明光学系统是光学配向设备的核心模块，是设备的能量源，照明系统的照度输出决定了设备工作面的光强数值，是设备产率的重要参数；此外，照明系统的照度均匀性决定了配向膜入射光强的均匀度，决定了设备加工过程中的剂量控制精度。

采用二次曲面反射罩壳，将棒状光源发射的光收集并使用线栅起偏元件对光源出射光进行起偏是光学配向设备的照明方案之一。如图1所示，其主要由棒状光源11、二次曲面反射罩壳12、线栅偏振起偏器13构成，由棒状光源11出射的光经二次曲面反射罩壳12收集后经线栅偏振起偏器13起偏后照射到工件14表面的配向膜14a上，基板台15载动配向膜14a沿偏振方向(图中箭头方向)移动，配向膜14a被线偏振光照射起到光学配向的目的。上述设备在线栅起偏过程中，入射光在与栅格长度方向平行的偏振光(S光)大部分被反射或吸收，仅有与栅格长度方向垂直(P光)的偏振成分透射被后续光学系统利用，造成了大量的能量损失。此外，对于大尺寸的液晶偏光膜加工，上述方案的棒状光源11尺寸通常要达到1.5m以上，长的棒状光源11在加工制造和装调过程中引入了高的成本和少的系统调整自由度，造成设备成本和整机性能的装调风险。

采用高压汞灯作为光源，将光源发出的光收集准直、起偏后供后续系统使用是配向光学系统的另一种光学方案。如图2所示的偏振光照明装置，主要由泡状高压汞灯21、曲面球状反射罩壳22、起偏组件24和准直镜组26组成。泡状高压汞灯21出射的非偏振光经曲面球状反射罩壳22收集，第一反射镜23反射后进入起偏组件24，经第二反射镜25折转光路后被准直镜组26准直后传递至配向膜表面。该方案采用两个反射镜补偿的方法可以在一定程度上矫正配向膜偏振光入射角度的偏差。但对于大视场的偏振光配向设备，系统反射镜和准直镜头的尺寸将很大，极大地提高了系统加工制造成本和装调难度。

四分之一波片是一种重要的光学元件，利用其相位延迟特性，可以实现光束偏振态的转换。图3所示为一种偏振态纯化装置，使用一组波片堆31、四分之一波片32、第一反射镜33和第二反射镜34来实现光束偏振态的调整，使光束的偏振方向与预期偏振方向一致，提高光学系统的能量利用率。但是经四分之一波片32调制后的偏振光照明系统仍然存在照度均匀性差的问题。

发明内容

本发明提供一种偏振光照明系统及偏振光照明调制方法，以解决上述技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种偏振光照明系统，包括微波无极灯、二次曲面反射罩壳、偏振光转换器件以及线栅起偏组件，所述微波无极灯位于所述二次曲面反射罩壳的焦点处，所述偏振光转换器件以及线栅起偏组件依次位于所述微波无极灯的正下方。

较佳地，所述微波无极灯与所述线栅起偏组件之间还依次设有石英窗口保护玻璃和滤波片，所述偏振光转换器件设于所述微波无极灯与所述石英窗口保护玻璃之间，或者设于所述石英窗口保护玻璃与所述滤波片之间，或者设于所述滤波片与所述线栅起偏组件之间。

较佳地，所述偏振光转换器件采用四分之一波片、二分之一波片或者消偏振组件。

较佳地，所述微波无极灯由多根光管沿横向和纵向拼接而成。

较佳地，每根所述光管的出光功率可调。

较佳地，每根所述光管的位置在沿横向的方向上可调。

为解决上述技术问题，本发明提供一种偏振光照明调制方法，包括如下步骤：

设置微波无极灯于二次曲面反射罩壳的焦点处，用于发射照明光束并通过所述二次曲面反射罩壳反射，形成反射光束；

进一步，设置偏振光转换器件，对所述反射光束进行起偏调制，形成S偏振光和P偏振光；

进一步，设置线栅起偏组件，使上述P偏振光通过，上述S偏振光反射。

其中，所述S偏振光反射后经过上述偏振光转换器件，通过所述二次曲面反射罩壳反射，通过所述偏振光转换器件作用后，部分地转换为P偏振光透过所述线栅起偏组件。