CN103412440B - 一种取向膜的制备方法及其制备装置 - Google Patents

一种取向膜的制备方法及其制备装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种取向膜的制备方法及其制备装置，涉及液晶显示领域，能够使得取向膜各部分对液晶分子的锚定能力一致，提高液晶面板的对比度。该取向膜的制备方法，包括：在基板上形成取向材料层，所述取向材料层具有待处理区域，对所述待处理区域进行光照处理，以减小所述待处理区域的预倾角。

Description

一种取向膜的制备方法及其制备装置
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，尤其涉及一种取向膜的制备方法及其制备装置。
背景技术
液晶显示器（LiquidCrystalDisplay，简称LCD）中的液晶面板由两块基板及之间的液晶层构成，其中液晶层是向两块基板之间注入液晶而得到的，利用将电信号施加到液晶面板上以控制液晶层中的液晶，实现图像显示。
为了能够得到均匀的亮度和高的对比度，必须使液晶面板内的液晶分子沿一定的方向排列。因此，在液晶层形成之前，需要先在两块基板上分别形成取向膜，滴加液晶分子后，对盒两块基板，使得液晶分子根据取向膜沿一定的方向排列，取向膜一般由聚酰亚胺类树脂等有机高分子膜形成。
为了在基板上形成取向膜，一般采用摩擦法，具体为：在基板上涂覆一层聚酰亚胺，之后，将摩擦辊与这一取向材料层接触，并按照一定的方向快速移动。由于摩擦辊覆盖有埋设有细小绒毛的摩擦布，利用摩擦布上的细小绒毛，使取向材料层的表面状况发生改变,对液晶分子产生均一的锚定作用,形成取向膜，从而使液晶分子在液晶显示器的两片玻璃板之间的某一区域内,以一定的预倾角呈现均匀、一致的排列。
发明人在实现本发明的过程中发现，由于基板的部分表面不够平整，摩擦辊无法充分接触到这部分的取向材料层，使得摩擦法制得的取向膜各部分对液晶分子的锚定能力不一致，降低了液晶面板的对比度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种取向膜的制备方法及其制备装置，能够使得取向膜各部分对液晶分子的锚定能力一致，提高液晶面板的对比度。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面提供了一种取向膜的制备方法，包括：
在基板上形成取向材料层，所述取向材料层具有待处理区域，对所述待处理区域进行光照处理，以减小所述待处理区域的预倾角。
在基板上形成取向材料层，所述取向材料层具有待处理区域，对所述待处理区域进行光照处理，以减小所述待处理区域的预倾角包括：
在所述基板上涂覆取向材料层，利用摩擦辊摩擦所述取向材料层；
检测经过摩擦的取向材料层各个区域的预倾角，所述预倾角大于预设值的区域为待处理区域；
对所述待处理区域进行光照处理，以减小所述待处理区域的预倾角。
所述检测经过摩擦的取向材料层各个区域的预倾角，所述预倾角大于预设值的区域为待处理区域包括：
获得所述待处理区域的预倾角和预设值之间的差值。
对所述待处理区域进行光照处理，以减小所述待处理区域的预倾角包括：
根据所述待处理区域的预倾角和预设值之间的差值，设置光照时间、光照强度，并根据所述基板尺寸，设置光照角度；
利用偏振光对所述待处理区域进行光照处理，以使得所述待处理区域的预倾角等于预设值。
所述偏振光为紫外偏振光、可见偏振光或红外偏振光。
所述取向材料层具有光取向性。
在本发明实施例的技术方案中，提供了一种取向膜的制备方法，该方法在基板上形成取向材料层，所述取向材料层具有待处理区域，对所述待处理区域进行光照处理，以减小所述待处理区域的预倾角，提高待处理区域对液晶分子的锚定能力，使得待处理区域的预倾角能够符合预设值，使得液晶分子在取向膜上各处的排列都一致，提高了液晶面板的对比度，提高了用户的使用体验。
本发明的第二方面提供了一种取向膜的制备装置，包括摩擦辊，还包括：
掩膜板，所述掩膜板具有透光部分，所述掩膜板覆盖在取向材料层上，所述透光部分对应于所述取向材料层的待处理区域；
光照设备，对所述待处理区域进行光照处理，以减小所述待处理区域的预倾角。
预倾角检测设备，检测经过所述摩擦辊摩擦的取向材料层各个区域的预倾角，所述预倾角大于预设值的区域为所述待处理区域。
所述预倾角检测设备还获得所述待处理区域的预倾角和预设值之间的差值。
所述光照设备根据所述待处理区域的预倾角和预设值之间的差值，设置光照时间、光照强度，并根据所述基板尺寸，设置光照角度；利用偏振光对所述待处理区域进行光照处理，以使得所述待处理区域的预倾角等于预设值。
所述透光部分包括镂空区域和/或透明区域。
所述取向材料层具有光取向性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中的取向膜的制备方法的流程示意图一；
图2为本发明实施例中的取向膜的制备方法的流程示意图二；
图3为本发明实施例中的阵列基板的平面示意图；
图4为本发明实施例中的阵列基板覆盖上掩膜板的平面示意图；
图5为本发明实施例中的取向膜的制备方法的流程示意图三。
附图标记说明：
1—彩膜基板；2—隔垫物；3—待处理区域；
4—掩膜板；5—透光区域。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种取向膜的制备方法，如图1所示，该取向膜的制备方法包括：
步骤S101、在基板上形成取向材料层，所述取向材料层具有待处理区域，对所述待处理区域进行光照处理，以减小所述待处理区域的预倾角。
在本实施例的技术方案中，提供了一种取向膜的制备方法，该方法基板上形成取向材料层，所述取向材料层具有待处理区域，对所述待处理区域进行光照处理，以减小所述待处理区域的预倾角，提高待处理区域对液晶分子的锚定能力，使得待处理区域的预倾角能够符合预设值，使得液晶分子在取向膜上各处的排列都一致，提高了液晶面板的对比度，提高了用户的使用体验。
具体的，如图2所示，所述步骤S101包括：
步骤S201、在所述基板上涂覆取向材料层，利用摩擦辊摩擦所述取向材料层。
摩擦辊摩擦过后，取向材料的表层各处会产生对液晶分子的锚定能力，使得液晶分子可以在取向材料的表层上沿一定的方向排列。
基板上具有的突起或凹陷等非平面结构会影响摩擦辊的对取向材料层的摩擦效果，使得突起或凹陷以及周围区域无法得到充分的摩擦，导致突起或凹陷以及周围区域对液晶分子的锚定作用弱于基板上平整部分的锚定作用，影响了液晶分子的排列，降低了液晶面板的对比度。
步骤S202、检测经过摩擦的取向材料层各个区域的预倾角，所述预倾角大于预设值的区域为待处理区域。
具体的，运用预倾角检测设备检测经过摩擦的取向材料层的各个区域，其中，可重点检测基板上具有的突起或凹陷、以及突起或凹陷的周围区域的预倾角。
通常，在经过摩擦辊的摩擦后，取向材料层上得到充分摩擦的区域，其预倾角等于预设值；未得到充分摩擦的区域，其预倾角大于预设值。
在对经过摩擦的取向材料层进行全面检测，获得预倾角大于预设值的所有的区域后，在该经过摩擦、检测的取向材料层上覆盖掩膜板，该掩膜板具有透光区域，透光区域的大小、形状都与预倾角大于预设值的各个区域对应，露出各个预倾角大于预设值的区域作为待处理区域；将其他预倾角等于预设值的区域遮盖着，防止这些已得到充分摩擦区域的表面受到破坏。
其中，可以预先分析取向材料层上无法充分摩擦的区域，针对这些区域，设计掩膜板的形状，使得掩膜板具有多个为镂空区域和/或透明区域的透光区域；或者，也可以在检测出来那些未能够充分摩擦的区域后，利用光刻胶等材质来制作临时掩膜，将未能够充分摩擦的区域露出作为待处理区域。
一般的，预倾角的预设值很小，通常不超过5°。
步骤S203、对所述待处理区域进行光照处理，以减小所述待处理区域的预倾角。
具体的，当检测到某区域的预倾角大于预设值同时，例如该区域的预倾角为6°，还需获得所述区域的预倾角和预设值之间的差值，便于在对这些区域进行光照处理的时候，能够根据所述差值，设置合适的光照时间、光照强度，使得在经过光照处理之后，待处理区域的预倾角能够符合预设值。
通常，待处理区域分布于基板上、摩擦后的取向材料层的各个地方，所以，还需根据所述基板尺寸，设置光照角度，使得每个待处理区域都能够获得充足的光照，保证每个待处理区域的预倾角都能趋近甚至等于预设值，使液晶分子在这些待处理区域也能够以符合预设值的预倾角呈现均匀、一致的排列，以提高显示装置的对比度，提高显示装置的显示效果。
另外，用于光照处理的光通常为偏振光，光源一般采用高压汞灯、氙灯、卤素灯等，然后通过滤光装置和起偏器获得单色偏振光，所述偏振光为紫外偏振光、可见偏振光或红外偏振光。
进一步的，在对所述待处理区域进行光照处理之前，还应该清洁经过摩擦的取向材料层，防止取向材料层上存在异物影响光照处理的效果。
其中，由于需要对取向材料层进行光照处理，因而取向材料层优选比如RN-2241\2467等具有光取向性的聚酰亚胺材料，或者其他具有光取向功能基团的取向材料。但由于任何一种聚酰亚胺都具备轻微的光取向的能力，也可以选用其他聚酰亚胺。
以彩膜基板1上的取向膜的制备过程为例，对图2所示的方法进行举例说明，并不对本发明的保护范围进行限制。
首先，在彩膜基板1上沉积取向材料层，并利用摩擦辊对所述取向材料层进行摩擦处理。
如图3所示，由于彩膜基板1上预先设置有突起的子像素之间的隔垫物2，取向材料层沉积在彩膜基板1上后，在利用摩擦辊摩擦所述取向材料层时，突起的隔垫物2会阻碍摩擦辊的运动，导致隔垫物2的底部的周围一定区域内无法充分接受到摩擦辊的摩擦，降低了隔垫物2的周围对液晶分子的锚定能力，导致液晶分子在隔垫物2的周围的预倾角与别处的预倾角不一致，影响了显示装置的对比度。
在经过预倾角检测设备的检测后，未充分摩擦的隔垫物2的周围会成为待处理区域3，如图4所示，覆盖上掩膜板4后，待处理区域3将会暴露出来，而已经充分摩擦的区域则被掩膜板4所覆盖。
其中，在覆盖上掩膜板4之前，还需要对彩膜基板1进行洁净处理，防止环境或者自身异物对光照处理造成干扰。
若掩膜板4为现成的，显然，隔垫物2遍布彩膜基板1，取向材料层覆盖整个彩膜基板1；在将掩膜板4覆盖上取向材料层时，首先要经过粗对位，即确保掩膜板4基本能够覆盖整个取向材料层；再通过细对位，调节掩膜板4上的透光区域5和待处理区域3的相对位置，应以透光区域5恰好仅将各个待处理区域3露出为最优，因此，在细对位的过程中，还需要进行对位检测和反馈，即检测透光区域5是否已经能够恰好仅将各个待处理区域3露出，若已经实现这一目的，停止细对位，准备进行光照处理，若未实现这一目的，则将再次进行细对位，直至透光区域5已经能够恰好仅将各个待处理区域3露出为止。
预倾角检测设备在检测的同时，还需获得待处理区域3的预倾角和预设值之间的差值，在对待处理区域3进行光照处理时，可以根据该差值，在光照设备里设置光照时间、光照强度，同时，由于彩膜基板1的尺寸通常较大，而光照设备发出的光需要对彩膜基板1上覆盖的取向材料层的所有待处理区域3都覆盖到，所以还需要根据彩膜基板1的尺寸，设置光照角度，即光照设备的摆动角度。
之后，光照设备发出紫外偏振光、可见偏振光或红外偏振光，待处理区域3接收到光照设备发出的光，待处理区域3的取向材料层产生表面各向异性，提高待处理区域3对液晶分子的锚定能力，使得待处理区域3的预倾角符合预设值。
另外，对有经验的技术人员来说，不需要经过检测，即可预先知道哪些地方的取向材料层在摩擦辊处理后，为未充分摩擦区域即需要经过光照处理的预处理区域，可在摩擦前，对这些预计中的预处理区域通过光照处理进行预处理，则图1所示的取向膜的制备方法还可如图5所示，包括：
步骤S301、在基板上沉积取向材料层。
步骤S302、在所述取向材料层上覆盖掩膜板，所述掩膜板具有透光区域，所述透光区域与所述待处理区域对应。
步骤S303、对所述待处理区域进行光照处理，以减小所述待处理区域的预倾角。
步骤S304、利用摩擦辊摩擦经过光照处理的取向材料层。
在图5所对应的方法中，可预先划分出预处理区域，通常预处理区域位于基板上的凹陷或突起（例如彩膜基板的隔垫物）的周围，预先通过覆盖掩膜板，掩膜板具有透光区域，这些透光区域的尺寸、形状都与预处理区域相匹配，则在覆盖上掩膜板后，基板上仅有预处理区域是露出的，在光照处理时，仅有预处理区域会受到光照处理，待处理区域的取向材料层产生表面各向异性，使得待处理区域具有对液晶分子的锚定能力，以减小所述待处理区域的预倾角。
则利用摩擦辊摩擦取向材料层后，平整的区域能够得到充分的摩擦，这部分的取向材料层的预倾角符合预设值；而无法得到充分的摩擦的凹陷或突起的周围，即待处理区域，由于在摩擦前经过了预先的光照处理，待处理区域的取向材料层的预倾角也与预设值相符合。保证了液晶分子在取向材料层上都能以符合预设值的预倾角排列，提高了显示装置的对比度。
在利用摩擦辊摩擦取向材料层后，还应当清洁所述摩擦后的取向材料层，防止取向材料层上的异物，如覆盖摩擦辊的尼龙、纤维或棉绒等材料的碎屑，影响基板之后的加工、处理。
进一步的，在本发明实施例中，还提供了一种取向膜的制备装置，包括摩擦辊，还包括掩膜板，所述掩膜板具有透光部分，所述掩膜板覆盖在取向材料层上，所述透光部分对应于所述取向材料层的待处理区域。
另外，还包括光照设备，对所述待处理区域进行光照处理，以减小所述待处理区域的预倾角。
进一步的，本发明实施例中的取向膜的制备装置还包括预倾角检测设备，检测经过所述摩擦辊摩擦的取向材料层各个区域的预倾角，所述预倾角大于预设值的区域为所述待处理区域。
在检测经过摩擦辊摩擦的取向材料层各个区域的预倾角时，当发现某一区域的预倾角大于预设值时，这一区域即为待处理区域，所述预倾角检测设备还获得所述待处理区域的预倾角和预设值之间的差值。以便于所述光照设备根据所述差值，设置光照时间、光照强度，并根据所述基板尺寸，设置光照角度；利用偏振光对所述待处理区域进行光照处理，以使得所述待处理区域的预倾角等于预设值。
其中，所述透光部分包括镂空区域和/或透明区域。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种取向膜的制备方法，其特征在于，包括：
在基板上形成取向材料层，所述取向材料层具有待处理区域，对所述待处理区域进行光照处理，以减小所述待处理区域的预倾角；
上述步骤具体包括：
在所述基板上涂覆取向材料层，利用摩擦辊摩擦所述取向材料层；
检测经过摩擦的取向材料层各个区域的预倾角，在经过所述摩擦辊的摩擦后，所述取向材料层上得到充分摩擦的区域，其预倾角等于预设值，未得到充分摩擦的区域，其预倾角大于预设值，所述预倾角大于预设值的区域为待处理区域；
对所述待处理区域进行光照处理，以减小所述待处理区域的预倾角。
2.根据权利要求1所述的取向膜的制备方法，其特征在于，所述检测经过摩擦的取向材料层各个区域的预倾角，所述预倾角大于预设值的区域为待处理区域包括：
获得所述待处理区域的预倾角和预设值之间的差值。
3.根据权利要求2所述的取向膜的制备方法，其特征在于，对所述待处理区域进行光照处理，以减小所述待处理区域的预倾角包括：
根据所述待处理区域的预倾角和预设值之间的差值，设置光照时间、光照强度，并根据所述基板尺寸，设置光照角度；
利用偏振光对所述待处理区域进行光照处理，以使得所述待处理区域的预倾角等于预设值。
4.根据权利要求3所述的取向膜的制备方法，其特征在于，
所述偏振光为紫外偏振光、可见偏振光或红外偏振光。
5.根据权利要求1-4任一项所述的取向膜的制备方法，其特征在于，
所述取向材料层具有光取向性。
6.一种取向膜的制备装置，包括摩擦辊，其特征在于，还包括：
掩膜板，所述掩膜板具有透光部分，所述掩膜板覆盖在取向材料层上，所述透光部分对应于所述取向材料层的待处理区域；
光照设备，对所述待处理区域进行光照处理，以减小所述待处理区域的预倾角；
预倾角检测设备，检测经过所述摩擦辊摩擦的取向材料层各个区域的预倾角，在经过所述摩擦辊的摩擦后，所述取向材料层上得到充分摩擦的区域，其预倾角等于预设值，未得到充分摩擦的区域，其预倾角大于预设值，所述预倾角大于预设值的区域为所述待处理区域。
7.根据权利要求6所述的取向膜的制备装置，其特征在于，
所述预倾角检测设备还获得所述待处理区域的预倾角和预设值之间的差值。
8.根据权利要求7所述的取向膜的制备装置，其特征在于，
所述光照设备根据所述待处理区域的预倾角和预设值之间的差值，设置光照时间、光照强度，并根据基板尺寸，设置光照角度；利用偏振光对所述待处理区域进行光照处理，以使得所述待处理区域的预倾角等于预设值。
9.根据权利要求6所述的取向膜的制备装置，其特征在于，包括：
所述透光部分包括镂空区域和/或透明区域。
10.根据权利要求6所述的取向膜的制备装置，其特征在于，
所述取向材料层具有光取向性。
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