CN105116625B - 一种液晶光取向的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种液晶光取向的控制方法，该方法具体包括在显示基板上形成含有光敏材料的液晶取向层；使用夹角为2θ的两束紫外光相干后垂直照射在所述液晶取向层上，形成具有一种相同方向的液晶取向的第一取向图案，以及具有另外一种相同方向的液晶取向的第二取向图案；所述第一取向图案和第二取向图案相互垂直。本发明提供一种液晶分子光取向的控制方法，采用近45°双取向图案垂直结构对液晶分子进行取向，使用双光束干涉法(无mask)一次干涉曝光形成垂直双畴液晶取向，最大程度提高产品质量，缩短加工周期。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种液晶光取向的控制方法。
背景技术
液晶光取向技术是使用偏振紫外光(波长250nm～350nm左右)对含有光敏材料的液晶取向层照射，偏振紫外光各向异性的能量使光敏材料沿偏振光能量方向合成或降解，形成对液晶取向各向异性的侧链，达到光取向的目的。
光取向是一种非接触式配向膜取向方法，相比传统rubbing工艺，具有不伤害基板，避免rubbing过程中产生的尘埃或能损坏TFT的静电；另外，使用光取向均一性也较rubbing工艺有提升，使暗态亮度更低，提升显示器的对比度。
但在实际生产中发现，现有技术中的液晶光取向技术存在工艺取向不均匀以及操作复杂等缺陷。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种液晶光取向的控制方法，以克服现有技术中的液晶光取向不均匀导致面板左右部分存在明显色差且操作复杂等缺陷。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供一种液晶光取向的控制方法，包括：
在显示基板上形成含有光敏材料的液晶取向层；
使用夹角为2θ的两束紫外光相干后垂直照射在所述液晶取向层上，形成具有一种相同方向的液晶取向的第一取向图案，以及具有另外一种相同方向的液晶取向的第二取向图案；所述第一取向图案和第二取向图案相互垂直；
其中，所述两束紫外光所在平面垂直于所述液晶取向层所在平面，所述两束紫外光中的一束的偏振方向为沿所述液晶取向层所在平面内与第一坐标方向垂直的第二方向，所述两束紫外光中的另一束的偏振方向在所述两束紫外光所在平面内。
优选地，所述θ角为1°～5°。
优选地，所述两束紫外光中的一束紫外光的光场的光矢量为E1,
另外一束紫外光的光场的光矢量为E2,
则矢量和E为：
所述θ角为1°～5°，E简化公式为
其中
其中，δ为两束紫外光的相位差，λ为波长，ω为角频率，t为时间，为波数，其中 为方向矢量，
优选地，所述第一取向图案的取向方向为45°+α，α为off态液晶分子在液晶取向层平面内与像素电极开口的夹角；
所述第二取向图案的取向方向为45°+α+90°，α为off态液晶分子在液晶取向层平面内与像素电极开口的夹角。
优选地，所述显示基板为彩膜基板或阵列基板。
优选地，通过调整所述θ角以及所述紫外光的光源到所述液晶取向层的距离来控制偏振态的倾斜。
优选地，所述第一取向图案与所述第二取向图案之间被黑矩阵遮盖。
(三)有益效果
本发明提供一种液晶分子光取向的控制方法，采用近45°双取向图案垂直结构对液晶分子进行取向，使用双光束干涉法(无mask)一次干涉曝光形成垂直双畴液晶取向，最大程度提高产品质量，缩短加工周期。
附图说明
图1为本发明实施例本发明实施例液晶光取向的控制方法流程图；
图2为本发明实施例夹角为2θ的两束紫外光相干结构示意图；
图3为本发明实施例两相干光束在x方向不同相位差位置形成不同偏振光示意图；
图4为本发明实施例x-y平面UV光偏振态分布以及PI光取向后的摩擦方向示意图；
图5和图6分别为本发明实施例第一取向图案和第二取向图案在电极处于关闭状态时的像素结构图；
图7和图8分别为本发明实施例第一取向图案和第二取向图案在电极处于打开状态时的像素结构图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如下。
如图1所示，本发明实施例提供了一种液晶光取向的控制方法，包括：
步骤S1、在显示基板上形成含有光敏材料的液晶取向层；
步骤S2、使用夹角为2θ的两束紫外光相干后垂直照射在所述液晶取向层上，形成具有一种相同方向的液晶取向的第一取向图案，以及具有另外一种相同方向的液晶取向的第二取向图案；所述第一取向图案和第二取向图案相互垂直；
其中，所述两束紫外光所在平面垂直于所述液晶取向层所在平面，所述两束紫外光中的一束的偏振方向为沿所述液晶取向层所在平面内与第一坐标方向垂直的第二方向，所述两束紫外光中的另一束的偏振方向在所述两束紫外光所在平面内。
本实施例中，所述θ角优选为1°～5°。
其中，本实施例中的第一取向图案的液晶取向方向对应像素电极第一畴方向，而第二取向图案的液晶取向方向则对应像素电极中的第二畴方向。
具体的，采用喷墨或印刷方式在制作好的彩膜基板或阵列基板上涂覆液晶取向层PI，本实施例选用日本合成橡胶公司JSR Corporation或尼桑公司Nissan ChemicalIndustries的含光敏取向成分的PI。
其中，日本合成橡胶公司提供的PI为光反应型，UV波长313nm，剂量：30～40mJ/cm2，需40秒光照时间；
尼桑公司提供的PI为光降解型，UV波长254nm，剂量：1000～2000mJ/cm2,需140秒光照时间。
如图2示，两束x-z平面相干UV光，夹角为2θ，其中，两束紫外光中的一束紫外光的光场的光矢量为E1，另一束紫外光的光场的光矢量为E2，其中，E1偏振方向沿y方向，E2偏振方向在x-z平面。两光束相干后垂直照射在PI上(PI在x-y平面)，其中，
则矢量和E为：
当θ角在1°～5°，E可以简化为下式
其中
其中，δ为两束紫外光的相位差，λ为波长，ω为角频率，t为时间，为波数，其中 为方向矢量，
两相干光束在x方向不同位置形成不同偏振光，参考图3。从图中可看出，在x方向上相位差为0、π时，两相干光束成右侧倾斜线偏光，相位差为π/2、3π/2时，两相干光束成左侧倾斜线偏光，相位差为π/4,3π/4时，两相干光束成圆偏光。
参考图4，经过提取，x-y平面UV光偏振态分布以及PI光取向后的摩擦方向，第一取向图案和第二取向图案之间成相互垂直状态，通过调整θ角以及UV光源到PI的距离可以控制x方向±45°偏振态的倾斜，即通过调整所述θ角以及所述紫外光的光源到所述液晶取向层的距离来控制偏振态的倾斜pitch。
另外，由于第一取向图案和第二取向图案间存在圆偏光，畴间取向不好，需BM遮盖，因此设置所述第一取向图案与上述第二取向图案之间被黑矩阵遮盖。该方式适用于小尺寸1P1D像素结构(1pixel 1domain)
若较大像素结构，采用1P2D结构，即像素结构中间需用公共电极线或黑矩阵遮盖。
如图5和图6所示，为电极处于关闭状态像素结构图，当电极处于打开off状态时，第一取向图案的取向方向为45°+α，α为off态液晶分子(rubbing方向)在液晶取向层平面内与ITO像素电极开口之间的夹角；第二取向图案的取向方向为45°+α+90°，α为off态液晶分子在液晶取向层平面内与ITO像素电极开口之间的夹角。
另外，如图7和图8为电极打开状态像素结构图，当电极处于关闭on状态时，液晶分子分别呈现±45°状态。该第一取向图案和第二取向图案的取向方向互相垂直，电极处于on状态时液晶分子互相垂直，从各视角看无色差。
本发明提供一种液晶分子光取向的控制方法，采用近45°双取向图案垂直结构对液晶分子进行取向，使用双光束干涉法(无mask)一次干涉曝光形成垂直双畴液晶取向，最大程度提高产品质量，缩短加工周期。
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 (7)
1.一种液晶光取向的控制方法，在显示基板上形成含有光敏材料的液晶取向层，其特征在于，包括：
使用夹角为2θ的两束紫外光相干后垂直照射在所述液晶取向层上，形成具有一种相同方向的液晶取向的第一取向图案，以及具有另外一种相同方向的液晶取向的第二取向图案；所述第一取向图案和第二取向图案相互垂直；
其中，所述两束紫外光所在平面垂直于所述液晶取向层所在平面，所述两束紫外光中的一束的偏振方向为沿所述液晶取向层所在平面内与第一坐标方向垂直的第二方向，所述两束紫外光中的另一束的偏振方向在所述两束紫外光所在平面内。
2.如权利要求1所述的液晶光取向的控制方法，其特征在于，所述θ角为1°～5°。
3.如权利要求2所述的液晶光取向的控制方法，其特征在于，所述两束紫外光中的一束紫外光的光场的光矢量为E1,
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另外一束紫外光的光场的光矢量为E2,
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则矢量和E为：
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所述θ角为1°～5°，E简化公式为
其中
其中，δ为两束紫外光的相位差，λ为波长，ω为角频率，t为时间，为波数，其中 为方向矢量，
4.如权利要求3所述的液晶光取向的控制方法，其特征在于，所述第一取向图案的取向方向为45°+α，α为off态液晶分子在液晶取向层平面内与像素电极开口的夹角；
所述第二取向图案的取向方向为45°+α+90°，α为off态液晶分子在液晶取向层平面内与像素电极开口的夹角。
5.如权利要求1所述的液晶光取向的控制方法，其特征在于，所述显示基板为彩膜基板或阵列基板。
6.如权利要求3所述的液晶光取向的控制方法，其特征在于，通过调整所述θ角以及所述紫外光的光源到所述液晶取向层的距离来控制偏振态的倾斜。
7.如权利要求1-6任一项所述的液晶光取向的控制方法，其特征在于，所述第一取向图案与所述第二取向图案之间被黑矩阵遮盖。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |