CN105842889B - 光配向基板的检测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光配向基板的检测装置和方法，包括：光源设备和光学检测设备；所述光源设备用于向待测光配向基板出射偏振光；其中，所述偏振光到达所述待测光配向基板后进行反射形成反射光；所述光学检测设备用于检测所述待测光配向基板的配向方向与所述偏振光的偏振方向处于不同夹角时的所述反射光的光强。本发明实施例提供的光配向基板的检测装置和方法，通过检测待测光配向基板的偏振方向与偏振光的偏振方向处于不同夹角时，入射到待测光配向基板的偏振光的反射光的光强，根据反射光的光强变化，就可以得到不同夹角时待测光配向基板的吸收强度，以此来确定待测光配向基板的配向角度，配向的强弱以及整个基板配向的均一性。

Description

光配向基板的检测装置和方法

技术领域

本发明涉及液晶显示制造技术领域，尤其涉及一种光配向基板的检测装置和方法。

背景技术

薄膜晶体管(TFT)技术从二十世纪九十年代开始快速发展，不到10年的时间，TFT-LCD迅速成长为主流显示器，采用新材料和新工艺的大规模半导体全集成电路制造技术，是液晶(LC)、无机和有机薄膜电致发光(EL和OEL)平板显示器的基础。TFT是在玻璃或塑料基板等非单晶片或晶片上通过溅射、化学沉积工艺形成制造电路必需的各种膜，通过对膜的加工制作大规模半导体集成电路(LSIC)。采用非单晶基板可以大幅度地降低成本，是传统大规模集成电路向大面积、多功能、低成本方向的延伸。在大面积玻璃或塑料基板上制造控制像元(LC或OLED)开关性能的TFT比在硅片上制造大规模IC的技术难度更大。对生产环境的要求，对原材料纯度的要求(电子特气的纯度为99.999985％)，对生产设备和生产技术的要求都超过半导体大规模集成，是现代大生产的顶尖技术。

目前在TFT LCD生产中最为广泛运用的配向技术是磨刷配向(Rubbingalignment)法。磨刷配向法可以提供液晶分子较强的配向能力，但是在磨刷的过程中，由于利用绒布接触式的摩擦，因此会产生静电和颗粒(particle)的污染，而这些污染往往直接造成液晶元件的损坏。因此不论是学术界还是业界都在不断研究改进非接触式的配向方式，非接触式的配向方式除了可以避免静电和颗粒的污染，也可以比较容易控制液晶分子的配向方式。利用非接触式的配向方式，可以根据一些特定的图形的遮罩来制作小面积的配向，进而制作一些特别需求的液晶元件。其中最熟知的非接触式配向方法为以线偏极紫外光去照射有感光剂的配向剂，称之为紫外光配向法，简称光配向，但是光配向膜经过线偏极紫外光照射后，分子链断裂会产生较多的小分子杂质，如图1所示。

现有采用光配向技术制造的光配向基板的检测通常分为单膜检测和成盒检测，其中，单膜检测一般量测相位延迟，而成盒测试主要通过光学特性测试。通常，在显示面板的生产过程中，线上检测对于显示面板的生产至关重要，但对于光配向技术，现有的线上检测技术一般为相位延迟量测，其利用膜面对光的反射特性及时判定光线经过材料后的相位延迟，但是，这种方法的应用会受到基板类型的局限，无法测量所有类型的基板；而成盒后的光学测试则有明显的滞后性，如果出现问题不能第一时间反馈至前段配向工艺，造成损失较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何解决现有光配向基板的检测方法受到基板类型的局限以及检测滞后性。

为此目的，本发明提出了一种光配向基板的检测装置，其特征在于，包括：光源设备和光学检测设备；

所述光源设备用于向待测光配向基板出射偏振光；其中，所述偏振光到达所述待测光配向基板后进行反射形成反射光；

所述光学检测设备用于检测所述待测光配向基板的配向方向与所述偏振光的偏振方向处于不同夹角时的所述反射光的光强；其中，所述偏振光的偏振方向与所述待测光配向基板平行。

优选的，所述待测光配向基板所在平面与所述光源设备出射偏振光的出射方向垂直。

优选的，所述待测光配向基板为阵列基板或彩膜基板。

优选的，所述光源设备包括自然光发射设备和偏光设备；

所述自然光发射设备用于发射自然光；

所述偏光设备设置在所述自然光发射设备的光出射方向上，所述偏光设备用于将所述自然光转换成偏振光，并将所述偏振光射向所述待测光配向基板。

优选的，所述反射光与所述待测光配向基板之间的夹角大于0度。

另一方面，本发明还提供了一种光配向基板的检测方法，其特征在于，包括：

向待测光配向基板出射偏振光；其中，所述偏振光到达所述待测光配向基板后进行反射形成反射光；

改变所述待测光配向基板的配向方向与所述偏振光的偏振方向之间的夹角；其中，所述偏振光的偏振方向与所述待测光配向基板平行；

检测不同夹角时，经过所述待测光配向基板反射的反射光的光强；

根据不同夹角时所述反射光的光强变化，确定所述待测光配向基板的光配向性能。

优选的，所述改变所述待测光配向基板的配向方向与所述偏振光的偏振方向之间的夹角包括：

旋转所述待测光配向基板，改变所述待测光配向基板的配向方向与所述偏振光的偏振方向之间的夹角。

优选的，所述根据所述反射光的光强变化，确定所述待测光配向基板的光配向性能，具体包括：

若不同夹角时所述反射光的光强无变化，则所述待测光配向基板具有各向同性；

若某一夹角时所述反射光的光强最弱，其他夹角下所述反射光的光强无变化，则所述待测光配向基板具有各向异性。

优选的，所述向待测光配向基板出射偏振光，具体包括：

将自然光通过偏光设备形成偏振光，将所述偏振光射向所述待测光配向基板。

优选的，所述反射光与所述待测光配向基板之间的夹角大于0度。

本发明实施例提供的光配向基板的检测装置和方法，通过检测待测光配向基板的配向方向与偏振光的偏振方向处于不同夹角时，入射到待测光配向基板的偏振光的反射光的光强，根据反射光的光强变化，就可以得到不同夹角时待测光配向基板的吸收强度，以此来确定待测光配向基板的配向角度，配向的强弱以及整个基板配向的均一性。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为背景技术中提到的光配向的原理示意图；

图2为本发明实施例提供的光配向基板的检测装置的结构示意图；

图3为本发明另一实施例提供的光配向基板的检测装置的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的光配向基板的检测方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

如图2所示，本发明实施例提供了一种光配向基板的检测装置，包括：光源设备11和光学检测设备15；

所述光源设备11用于向待测光配向基板13出射偏振光12；其中，所述偏振光12到达所述待测光配向基板13后进行反射形成反射光14；

所述光学检测设备15用于检测所述待测光配向基板13的配向方向与所述偏振光12的偏振方向处于不同夹角时的所述反射光14的光强；其中，所述偏振光的偏振方向与所述待测光配向基板平行。

需要解释的是，待测光配向基板13具有各向异性或各向同性，具有各向同性的待测光配向基板13在各个方向上光的吸收强度相同，具有各向异性的待测光配向基板13，只有一个方向上可以吸收光谱，其他方向基本不吸收光。待测光配向基板13在经过光配向后具有各向异性，对不同方向的线性偏振光的吸收强度不同。需要说明的是，不含有光敏基团的配向膜可以通过摩擦方式形成，例如聚酰亚胺材料的摩擦配向膜，不含有光敏基团的配向膜在各个方向上光的吸收强度相同，具有各向同性。含有光敏基团的光配向膜，在经过单方向光配向后，配向膜分子中的光敏基团会沿同一个方向进行排列，具有各向异性，只有当偏振光12的偏振方向与光敏基团排列方向相同时，光敏基团才会产生最大的吸收，待测光配向基板13才会产生最大的吸收，因此通过确认吸收峰强度，就可判断待测光配向基板13的配向方向，根据吸收偏振光12的强度大小可以判断配向的强弱和整个光配向基板配向的均一性等。

所以改变偏振光12的偏振方向与待测光配向基板13的配向方向之间的角度，通过检测不同角度下，偏振光12经过待测光配向基板13后的反射光14的光强，就可以确定待测光配向基板13的配向特性。具体的，可以通过旋转所述待测光配向基板，改变偏振光12的偏振方向与待测光配向基板13的配向方向之间的角度；或者，可以通过改变偏振光12的偏振方向，来改变偏振光12的偏振方向与待测光配向基板13的配向方向之间的角度。当待测光配向基板13的配向方向与偏振光12的偏振方向处于不同夹角时，若检测到的反射光14的光强无变化，那么该待测光配向基板13具有各向同性，若某一夹角下所述反射光14的光强最弱，其他夹角下所述反射光的光强无变化，则所述待测光配向基板13具有各向异性。若某一夹角时检测到的反射光的光强最弱，则此时待测光配向基板13的配向方向与偏振光12的偏振方向相同。

需要解释的是，由于待测光配向基板13含有很多不透光的金属层或黑矩阵，测试反射光强相比测试透射光强，能够更加准确地测试出整个光配向基板的配向均一性和配向强弱等优势。例如，在实际生产过程中，阵列基板含有很多金属层，彩膜基板含有很多黑矩阵，偏振光12无法透过测试基板，测试偏振光12的反射光强无法有效全面的检测整个基板的配向均一性，而检测反射光强度可以更有效进行监测。

本发明实施例提供的光配向基板的检测装置，通过检测待测光配向基板13的配向方向与偏振光12的偏振方向处于不同夹角时，入射到待测光配向基板13的偏振光12的反射光14的光强，根据反射光14的光强变化，就可以得到不同夹角时待测光配向基板13的吸收强度，以此来确定待测光配向基板13的配向角度，配向的强弱以及整个基板配向的均一性。

在上述实施例的基础上，优选的，所述待测光配向基板13所在平面与所述光源设备11出射偏振光12的出射方向垂直。通过使偏振光12射向待测光配向基板13的方向与待测光配向基板13垂直，可以使光配向基板的特性检测更加准确。

在上述实施例的基础上，优选的，如图3所示，所述光源设备11包括自然光发射设备111和偏光设备112；所述自然光发射设备111用于发射自然光；所述偏光设备12设置在所述自然光发射设备11的光出射方向上，所述偏光设备112用于将所述自然光转换成偏振光12，并将所述偏振光12射向所述待测光配向基板13。优选的，所述待测光配向基板13为阵列基板或彩膜基板。

需要说明的是，自然光发射设备能够产生含有各个方向的自然光，含有各个方向的自然光在经过偏振设备后，形成只有一个方向的偏振光12，待测光配向基板13可以是已经固化并经过光配向的阵列基板或彩膜基板，待测光配向基板13经过光配向后，配向膜材料经过化学反应，分子在一个方向成有序排列，具有各向异性，只有线性偏振光12偏振方向与分子排列方向平行时，材料才会产生最大的吸收，从而通过改变待测光配向基板13的角度，使待测光配向基板13的配向方向与偏振光12的偏振方向之间的夹角发生变化，光学检测设备15测量该待测光配向基板13反射的光线，可以获得不同夹角情况下的光强，从而确定待测光配向基板13的光配向特性，判断出此待测光配向基板13是否合格，以解决现有测试方法受到基板类型的局限以及成盒后测试的滞后性。

上述实施例的基础上，为使光学检测设备15能够准确检测反射光14的光强，优选的，所述反射光14与所述待测光配向基板13之间的夹角大于0度。

另一方面，如图4所示，本发明还提供了一种光配向基板的检测方法，该方法可以采用上述实施例提供的光配向基板的检测装置，该方法包括：

S1：向待测光配向基板出射偏振光；其中，所述偏振光到达所述待测光配向基板后进行反射形成反射光；

S2：改变所述待测光配向基板的配向方向与所述偏振光的偏振方向之间的夹角；其中，所述偏振光的偏振方向与所述待测光配向基板平行；

S3：检测不同夹角时，经过所述待测光配向基板反射的反射光的光强；

S4：根据不同夹角时所述反射光的光强变化，确定所述待测光配向基板的光配向性能。

本发明实施例提供的光配向基板的检测方法，通过检测待测光配向基板的配向方向与偏振光的偏振方向处于不同夹角时，入射到待测光配向基板的偏振光的反射光的光强，根据反射光的光强变化，就可以得到不同夹角时待测光配向基板的吸收强度，以此来确定待测光配向基板的配向角度，配向的强弱以及整个基板配向的均一性。

在上述实施例的基础上，步骤S2改变所述待测光配向基板的配向方向与所述偏振光的偏振方向之间的夹角包括：

旋转所述待测光配向基板，改变所述待测光配向基板的配向方向与所述偏振光的偏振方向之间的夹角。

在上述实施例的基础上，步骤S4所述根据所述反射光的光强变化，确定所述待测光配向基板的光配向性能，具体包括：

若不同夹角时所述反射光的光强无变化，则所述待测光配向基板具有各向同性；

若某一夹角时所述反射光的光强最弱，其他夹角下所述反射光的光强无变化，则所述待测光配向基板具有各向异性。

优选的，步骤S1中向待测光配向基板出射偏振光，具体包括：

将自然光通过偏光设备形成偏振光，将所述偏振光射向所述待测光配向基板。

优选的，所述反射光与所述待测光配向基板之间的夹角大于0度。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而能够理解的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本发明并不局限于任何单一的方面，也不局限于任何单一的实施例，也不局限于这些方面和/或实施例的任意组合和/或置换。而且，可以单独使用本发明的每个方面和/或实施例或者与一个或更多其他方面和/或其实施例结合使用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种光配向基板的检测装置，其特征在于，包括：光源设备和光学检测设备；

所述光源设备用于向待测光配向基板出射偏振光；其中，所述偏振光到达所述待测光配向基板后进行反射形成反射光；

所述光学检测设备用于检测所述待测光配向基板的配向方向与所述偏振光的偏振方向处于不同夹角时的所述反射光的光强；根据反射光的光强变化，就可以得到不同夹角时待测光配向基板的吸收强度，以此来确定待测光配向基板的配向角度，配向的强弱以及整个基板配向的均一性；其中，所述偏振光的偏振方向与所述待测光配向基板平行。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述待测光配向基板所在平面与所述光源设备出射偏振光的出射方向垂直。

3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述待测光配向基板为阵列基板或彩膜基板。

4.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述光源设备包括自然光发射设备和偏光设备；

所述自然光发射设备用于发射自然光；

所述偏光设备设置在所述自然光发射设备的光出射方向上，所述偏光设备用于将所述自然光转换成偏振光，并将所述偏振光射向所述待测光配向基板。

5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述反射光与所述待测光配向基板之间的夹角大于0度。

6.一种光配向基板的检测方法，其特征在于，包括：

向待测光配向基板出射偏振光；其中，所述偏振光到达所述待测光配向基板后进行反射形成反射光；

改变所述待测光配向基板的配向方向与所述偏振光的偏振方向之间的夹角；其中，所述偏振光的偏振方向与所述待测光配向基板平行；

检测不同夹角时，经过所述待测光配向基板反射的反射光的光强；

根据不同夹角时所述反射光的光强变化，确定所述待测光配向基板的光配向性能；所述光配向性包括配向角度，配向的强弱以及整个基板配向的均一性。

7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述改变所述待测光配向基板的配向方向与所述偏振光的偏振方向之间的夹角包括：

旋转所述待测光配向基板，改变所述待测光配向基板的配向方向与所述偏振光的偏振方向之间的夹角。

8.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述反射光的光强变化，确定所述待测光配向基板的光配向性能，具体包括：

若不同夹角时所述反射光的光强无变化，则所述待测光配向基板具有各向同性；

若某一夹角时所述反射光的光强最弱，其他夹角下所述反射光的光强无变化，则所述待测光配向基板具有各向异性。

9.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述向待测光配向基板出射偏振光，具体包括：

将自然光通过偏光设备形成偏振光，将所述偏振光射向所述待测光配向基板。

10.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述反射光与所述待测光配向基板之间的夹角大于0度。