CN103558713B - 液晶取向装置及方法、对盒基板及液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液晶取向装置及方法、对盒基板及液晶显示装置。所述液晶取向装置包括紫外光源以及掩膜板紫外光源用以发射紫外光;掩膜板包括第一掩膜区域和第二掩膜区域,第一掩膜区域用以使透过其的紫外光形成第一方向线性偏振光,第二掩膜区域用于使透过其的紫外光形成垂直于所述第一方向的第二方向线性偏振光;第一掩膜区域和第二掩膜区域均由多个同形状等大小的条状结构组成;第一掩膜区域和第二掩膜区域间隔分布;第一掩膜区域和第二掩膜区域的宽度均等于待取向液晶基板中的半个亚像素的高度。本发明提供的装置结构简单,制作工艺简便,具有制作成本低的优点、制作出的液晶显示器显示效果优良的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及显示领域,尤其涉及一种液晶取向装置及方法、对盒基板及液晶显示装置。
背景技术
在液晶显示装置包括液晶取向层,用以提供液晶分子一个预偏角度,以提高反应速度或实现大的观看视角;且可以通过液晶取向层实现相互垂直的两种液晶取向——这种取向为垂直双畴取向,通常应用于IPS——In-PlaneSwitching平行转换电场模式、ADSDS(ADvancedSuperDimensionSwitch)高级超维场转换模式以及FFS(Fringe-FieldSwitching)边缘场开关模式显示装置中。
采用垂直双畴取向能有效的减小不同视角上的色差,提高显示效果。但是现有的制作工艺——摩擦工艺无法在小区域内形成不同的液晶取向取向。故在形成垂直双畴取向时,通常将显示装置划分为几个大的区域,在相邻的区域内形成的垂直双畴取向。采用上述方法形成的垂直双畴取向在不同视角上还是存在色差。显然一个亚像素内形成两种相互垂直的取向,在改良不同视角色差的效果相对在不同区域内形成垂直双畴取向的更加明显,但是现有的工艺的局限无法形成。
发明内容
(一)发明目的
针对上述问题,本发明旨在提供一种在待取向液晶基板中的一个亚像素内简便形成垂直双畴取向且制作成本低的液晶取向装置及方法、对盒基板及液晶显示装置。
(二)技术方案
为达上述目的,本发明液晶取向装置,包括紫外光源以及掩膜板;
所述紫外光源用以发射紫外光;
所述掩膜板包括第一掩膜区域和第二掩膜区域,所述第一掩膜区域用以使透过其的紫外光形成第一方向线性偏振光,所述第二掩膜区域用于使透过其的紫外光形成垂直于所述第一方向的第二方向线性偏振光;
所述第一掩膜区域和所述第二掩膜区域均由多个同形状等大小的条状结构组成;
所述第一掩膜区域和所述第二掩膜区域间隔分布;
所述第一掩膜区域和所述第二掩膜区域的宽度均等于待取向液晶基板中的半个亚像素的高度。
优选地,
所述紫外光源发射的紫外光为自然光;
所述掩膜板包括偏光片以及位于所述偏光片出光侧的多个λ/2相位延迟膜;所述λ/2相位延迟膜的快轴或者慢轴与所述偏光片透过轴成45度夹角;所述λ为所述紫外光的波长;
所述第一掩膜区域包括所述λ/2相位延迟膜以及与所述λ/2相位延迟膜重叠部分的所述偏光片;
所述第二掩膜区域包括相邻两所述λ/2相位延迟膜之间的所述偏光片。
优选地,所述紫外光源发射的紫外光为线性偏振光;
所述掩膜板包括透明基板以及多个位于所述透明基板上的λ/2相位延迟膜;所述λ为由所述线性偏振光的波长;
所述第一掩膜区域包括所述λ/2相位延迟膜以及与所述λ/2相位延迟膜重叠部分的所述透明基板;
所述第二掩膜区域包括相邻两所述λ/2相位延迟膜之间的所述透明基板。
优选地,所述紫外光源发射的紫外光为圆偏光;
所述掩膜板包括透明基板以及位于所述基板上间隔分布的若干λ/4相位延迟膜以及-λ/4相位延迟膜;
所述第一掩膜区域包括所述λ/4相位延迟膜以及与所述λ/4相位延迟膜重叠部分的所述透明基板;
所述第二掩膜区域包括所述-λ/4相位延迟膜以及与所述-λ/4相位延迟膜重叠部分的所述透明基板;
所述λ为所述圆偏光的波长。
为达上述目的,本发明液晶取向层制作方法,包括:
在衬底基板上形成含光敏取向成分的制作原料;
将上述液晶取向装置的掩膜板覆盖在所述形成有制作原料的基板上,并使第2n条第一掩膜区域与第2n+1条第二掩膜区域覆盖住待取向液晶基板的同一个亚像素;n为0或偶数;
打开所述液晶取向装置的紫外光源,使发射的紫外光透过所述掩膜板照射所述制作原料。
为达上述目的,本发明对盒基板,包括基板,在所述基板设有采用上述液晶取向层制作方法制作的液晶取向层。
优选地,所述对盒基板为阵列基板或彩膜基板。
为达上述目的,本发明液晶显示装置,其特征在于,包括如上所述的对盒基板。
(三)本发明掩液晶取向装置及方法、对盒基板及液晶显示装置的有益效果
本发明液晶取向装置及方法、对盒基板及液晶显示装置,采用了不同以往遮光式的掩膜板,而采用了能使紫外光形成相会垂直的线性偏振光的透光掩膜板,在完成制作原料的涂覆后,通过一次紫外光照射实现了包括相互垂直两种取向液晶取向层的形成,从而减少了制作步骤,简单了制作工艺、从而生产效率高,从而制作成本低。
附图说明
图1为本发明实施例一所述的掩膜板俯视结构示意图;
图2为本发明实施例一所述的掩膜板侧视结构示意图;
图3为本发明实施例二所述的液晶取向层制作方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图以及实施例对本发明做进一步的说明。
实施例一:
本实施例液晶取向装置,包括紫外光源以及掩膜板;
所述紫外光源用以发射紫外光;所述掩膜板包括第一掩膜区域和第二掩膜区域,所述第一掩膜区域用以使透过其的紫外光形成第一方向线性偏振光,所述第二掩膜区域用于使透过其的紫外光形成垂直于所述第一方向的第二方向线性偏振光;所述第一掩膜区域和所述第二掩膜区域均由多个同形状等大小的条状结构组成;所述第一掩膜区域和所述第二掩膜区域间隔分布;所述第一掩膜区域和所述第二掩膜区域的宽度均等于待取向液晶基板中的半个亚像素的高度。
本实施例所述的液晶取向成制作装置,通过所述紫外光源发出的紫外光对形成液晶取向层的制作原料进行光取向;透过所述第一掩膜区域和所述第二掩膜区域的光线形成相互垂直的两束线性偏振光,根据不同方向的线性偏振光,将形成不同取向的液晶取向层。一次紫外光照同时实现了两种取向的液晶取向层制作,简便的实现了液晶取向层的双畴取向。且进一步的所述第一掩膜区域和所述第二掩膜区域间隔分布,且宽度均等于待取向的液晶基板的半个亚像素高,从而可以简便的实现一个亚像素内垂直双畴液晶取向层的制作。在具体的实施过程中,所述液晶取向装置的具体结构有多类,以下具体介绍三类:
第一类,当所述紫外光源发射出的紫外光为普通的紫外光即自然光时,所述掩膜板可以采用以下结构:
如图1-图2所示,所述掩膜板包括偏光片100以及位于所述偏光片100出光侧的多个λ/2相位延迟膜110;所述λ/2相位延迟膜110的快轴或者慢轴与所述偏光片100透过轴成45度夹角;所述λ为所述紫外光的波长;
所述第一掩膜区域111包括所述λ/2相位延迟膜110以及与所述λ/2相位延迟膜110重叠部分的所述偏光片100;
所述第二掩膜区域112包括相邻两所述λ/2相位延迟膜110之间的所述偏光片100。
所述偏光片首先将所述紫外光源发射的紫外光转换成第一方向线性偏振光,所述第一方向线性偏振光通过所述1/2相位延迟膜形成第二方向线性偏振光。所述第一方向线性偏振光与所述第二方向线性偏振光的偏振方向垂直,从而简便的形成了将两个偏振方向相互垂直的线性偏振光。具体地为光线经所述第一掩膜区域111后形成第一方向线性偏振光;所述第一方向线性偏振光经所述λ/2相位延迟膜后形成所述第二方向线性偏振光。例如所述第一方向线性偏振光为45度则所述第二方向线性偏振光可以是135度也可以是-45度。其中图1为所述掩膜板的侧视图,图2为所述掩膜板的俯视图。
在具体的实施过程中,所述第一掩膜区域111与第二掩膜区域112还可以是由形成相互垂直线性偏振光的偏光片构成,或包括透明基板以及位于透明基板上可以形成相互垂直线性偏振光的偏光膜形成,实现的方式有多种。
本实施例所述的掩膜板首先相对于传统意义上的掩膜板,不再是由遮光部分以及遮光部分间的间隙组成,而是全部由透光材质构成,且所述透光材质可用于形成两种垂直偏振光,从而是一种全新的掩膜板。由于所述掩膜板可形成两种相互垂直的线性偏振光,从而可以用来制作在不同线性偏振光下发生合成、分解、异构化或聚化反应形成液晶分子两种相互垂直预偏转方向的液晶取向层。由此可知上述液晶取向装置一次性可以在待取向液晶基板的一个亚像素结构内形成相互垂直的两种线性偏振光,从而用来制作双畴液晶取向层,能有效的简化液晶取向层的制作工艺,提高了生产效率,降低了生产成本。
所述条状结构的长度至少能完全覆盖住待取向液晶基板一行像素,所述条状结构的宽度为待取向液晶基板的半个亚像素的高度。在具体的过程中,所述条状结构的宽度根据待取向液晶基板亚像素的高度而改变。从而仅需改变掩膜板的条状结构的宽度,即可对应不同待取向液晶基板中半个亚像素高度,从而简便的实现各种取向液晶基板中垂直双畴液晶取向层的制作。采用本实施例所述的液晶取向装置实现一个亚像素内包括相互垂直两种液晶取向,制作工艺简便。
第二类:
本实施例液晶取向装置中,所述紫外光源发射的紫外光为线性偏振光;
所述掩膜板包括透明基板以及多个位于所述透明基板上的λ/2相位延迟膜;所述λ为所述线性偏振光的波长;
所述第一掩膜区域包括所述λ/2相位延迟膜以及与所述λ/2相位延迟膜重叠部分的所述透明基板;
所述第二掩膜区域包括相邻两所述λ/2相位延迟膜之间的所述透明基板。
由于所述紫外光源本身发射的就为线性偏振光,从而在本结构中,用透明基板取代了上述结构中的偏光片,同样能形成两个方向上的线性偏振光。
第三类:
本实施例液晶取向装置中,所述紫外光源发射的紫外光为圆偏光;
所述掩膜板包括透明基板以及位于所述基板上间隔分布的若干λ/4相位延迟膜以及-λ/4相位延迟膜;
所述第一掩膜区域包括所述λ/4相位延迟膜以及与所述λ/4相位延迟膜重叠部分的所述透明基板;
所述第二掩膜区域包括所述-λ/4相位延迟膜以及与所述-λ/4相位延迟膜重叠部分的所述透明基板;
所述λ为所述圆偏光的波长。
由于所述紫外光源发射的为圆偏光,通过所述λ/4相位延迟膜以及-λ/4相位延迟膜的设置形成相互垂直的两种线性偏振光,从而承载所述λ/4相位延迟膜以及-λ/4相位延迟膜的基板为透明基板即可。
综合上述,上述三类液晶取向装置均具有结构简单,制作简便,能简便的形成两种相互垂直的线性偏振光的优点,应用于紫外光取向形成垂直双畴取向结构液晶基板。采用本实施例中任一一个技术方案中所述的液晶取向装置制作液晶基本拿,可以简便快捷的实现一个像素内的垂直双畴液晶取向层的制作,从而有效的降低垂直双畴结构阵列基板的制作成本的优点。
实施例二:
本实施例液晶取向层制作方法,包括:
在衬底基板上形成含光敏取向成分的制作原料;
将实施例一中任意一种技术方案中所述液晶取向装置的掩膜板覆盖在所述形成有制作原料的基板上,并使第2n条第一掩膜区域与第2n+1条第二掩膜区域覆盖住待取向液晶基板的同一个亚像素;n为0或偶数;
打开所述液晶取向装置的紫外光源,使其发射的紫外光透过所述掩膜板照射所述制作原料。此处打开的紫外光源为实施例一与所述掩膜板相匹配的紫外光源(即同一个技术中的紫外光源)。
具体的使第2n条第一掩膜区域与第2n+1条第二掩膜区对准同一个亚像素的方法同样有多种,例如在待取向液晶基板以及掩膜板上均设置对位标记,通过了待取向液晶基板与掩膜板上一个或多个对位标记的重叠来实现。
所述光敏取向成分在紫外光的作用下,会发生化学反应从而形成不同的结构,从而能实现不同方向的液晶取向层的制作。本实施例所述的方法在涂覆好制作原料后,采用本发明所述的液晶取向装置形成两个垂直方向上的线性偏振光,照射所述制作原料就可以实现两种相互垂直取向的形成,不用采用两个或两个以上的步骤分别形成不同方向的取向层,从而减少了制作步骤,简化了工艺。且在本实施例中采用紫外光对制作原料进行液晶取向层的制作,相对于现有的摩擦取向,避免了尘埃、静电的产生,且具有均一性好、利于提升液晶显示装置的对比度以及不同角度色差的减小。
在本实施例中所述第一掩膜区域与第二掩膜区域的宽度均等于半个亚像素的高度,从而形成的液晶取向层在同一亚像素内具有两种相互垂直的液晶取向层,从而液晶分子在同一亚像素内具有两种不同的原始取向,具有液晶显示装置不同观看视角上色差小的优点。且由于采用了本实施例所述方法进行制作液晶取向层的制作,相对于传统的方法制作工艺的难度大大的降低了。
本实施例还提供了至少两种在衬底基板上涂覆制作原料的方法:一种为滴墨工艺,另一种为印刷工艺,这些工艺都是实现简便的工艺,从而再一次简化了制作工艺。
对紫外光敏感,且在紫外光的照射下形成不同取向的液晶取向层制作原料包括以下三种类型:
第一种:光致异构化——在紫外光的作用下,制作原料中的基团(如偶氮基团)发生化学变化,形成取向结构;
第二种:光致二聚化,如函香豆素类化合物;
第三种:光降解,如聚酰亚胺材料等。
上是三种类型的制作原料都含有多种,在本实施例中优选出两种,一种为光致异构化类型液晶取向层制作材料;一种为光降解型的液晶取向材料。针对光致异构化类型可以采用波长为313nm的紫外光,照射时间为40秒,紫外光的能量密度为30-40MJ/cm2;针对光降解型可以采用波长为254nm,照射时间为140秒,紫外光的能量密度为1000-2000MJ/cm2。采用上述两种制作原料,紫外光的获取简便、形成取向的反应时间短,从而再一次提高了生产效率。
实施例三:
液晶显示装置包括两块相对设置的基板以及位于基板之间的液晶分子;所述基板朝向液晶分子的一侧均设有液晶取向层,以提供液晶分子一个预偏转角。
本实施例提供一种所述基板即对盒基板;本实施例所述的对盒基板包括透明基板,在所述基板设有采用实施例二中任一个技术方案所述液晶取向层制作方法制作的液晶取向层。从而制作出的液晶取向层可以提供液晶分子两种预偏转方向,且两种预偏转方向相互垂直。从而本实施例所述的对盒基板一个亚像素内包括两种不同取向的液晶取向层,使得一个亚像素内的液晶分子有两种预偏转角度且两种预偏转角度相互垂直,从而使得应用本实施例所述对盒基板的液晶显示装置具有不同视角上色差小的优点。
具体的,所述对盒基板为阵列基板或彩膜基板。阵列基板通常为包括TFT薄膜晶体管阵列的基板,用以为每一亚像素对应区域内的液晶分子提供不同的电压,以实现不同的灰阶的显示。所述彩膜基板上通常设有各种颜色的彩色滤光片,从而实现不同颜色光线的射出,再在不同颜色光线混合下,形成彩色滤光片所射出颜色光线以外的其他颜色的光线,进而实现图像的显示。通常在液晶显示装置中彩膜基板和阵列基板相对设置,且两者之间设有液晶分子。
本实施例所述对盒基板上的液晶取向层采用了本发明提供的液晶取向装置进行制作,实现了一次紫外光照射同步形成了待取向液晶基板一个亚像素内两个垂直方向上液晶取向层的制作,从而制作简便,制作成本低。
本实施例所制作出的对盒基板,应用于水平电场模式的显示装置,尤其适用于IPS模式、FFS模式以及ADSDS模式的显示装置,应用于上述模式的显示装置在不同观看视角上的色差大的改良效果尤为明显。
实施例四:
本实施例所述的液晶显示装置,包括实施例三中任一所述的对盒基板。本实施例所述液晶显示装置中的对盒基板由本发明所述制作方法制作的,从而同样的具有制作简便,制作成本低的优点。当所述液晶显示装置中一个亚像素包括了形成液晶分子两种垂直预偏转角度的液晶取向层时,则同时兼具不同观看角度色差小的优点。所述液晶显示装置为液晶面板、液晶电视、液晶显示装置、手机、电脑、电子书、显示大银幕等显示装置中的任意一种。
以上实施方式仅用于说明本发明,而并非对本发明的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴,本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (8)
1.一种液晶取向装置,其特征在于,包括紫外光源以及掩膜板;
所述紫外光源用以发射紫外光;
所述掩膜板包括第一掩膜区域和第二掩膜区域,所述第一掩膜区域用以使透过其的紫外光形成第一方向线性偏振光,所述第二掩膜区域用于使透过其的紫外光形成垂直于所述第一方向的第二方向线性偏振光;
所述第一掩膜区域和所述第二掩膜区域均由多个同形状等大小的条状结构组成;
所述第一掩膜区域和所述第二掩膜区域间隔分布;
所述第一掩膜区域和所述第二掩膜区域的宽度均等于待取向液晶基板中的半个亚像素的高度。
2.根据权利要求1所述液晶取向装置,其特征在于,
所述紫外光源发射的紫外光为自然光;
所述掩膜板包括偏光片以及位于所述偏光片出光侧的多个λ/2相位延迟膜;所述λ/2相位延迟膜的快轴或者慢轴与所述偏光片透过轴成45度夹角;所述λ为所述紫外光的波长;
所述第一掩膜区域包括所述λ/2相位延迟膜以及与所述λ/2相位延迟膜重叠部分的所述偏光片;
所述第二掩膜区域包括相邻两所述λ/2相位延迟膜之间的所述偏光片。
3.根据权利要求1所述的液晶取向装置,其特征在于,所述紫外光源发射的紫外光为线性偏振光;
所述掩膜板包括透明基板以及多个位于所述透明基板上的λ/2相位延迟膜;所述λ为所述线性偏振光的波长;
所述第一掩膜区域包括所述λ/2相位延迟膜以及与所述λ/2相位延迟膜重叠部分的所述透明基板;
所述第二掩膜区域包括相邻两所述λ/2相位延迟膜之间的所述透明基板。
4.根据权利要求1所述的液晶取向装置,其特征在于,所述紫外光源发射的紫外光为圆偏光;
所述掩膜板包括透明基板以及位于所述基板上间隔分布的若干λ/4相位延迟膜以及-λ/4相位延迟膜;
所述第一掩膜区域包括所述λ/4相位延迟膜以及与所述λ/4相位延迟膜重叠部分的所述透明基板;
所述第二掩膜区域包括所述-λ/4相位延迟膜以及与所述-λ/4相位延迟膜重叠部分的所述透明基板;
所述λ为所述圆偏光的波长。
5.一种液晶取向层制作方法,其特征在于,包括:
在衬底基板上形成含光敏取向成分的制作原料;
将权利要求1-4中任一项所述液晶取向装置的掩膜板覆盖在所述形成有制作原料的基板上,并使第2n条第一掩膜区域与第2n+1条第二掩膜区域覆盖住待取向液晶基板的同一个亚像素;n为0或偶数;
打开所述液晶取向装置的紫外光源,使发射的紫外光透过所述掩膜板照射所述制作原料。
6.一种对盒基板,包括基板,其特征在于,在所述基板设有采用权利要求5所述液晶取向层制作方法制作的液晶取向层。
7.根据权利要求6所述的对盒基板,其特征在于,所述对盒基板为阵列基板或彩膜基板。
8.一种液晶显示装置,其特征在于,包括如权利要求6或7所述的对盒基板。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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C14 | Grant of patent or utility model | ||
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20160113 Termination date: 20200911 |