CN107065238B - 一种配向膜膜面检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种配向膜膜面检测装置及方法，涉及显示装置的制造技术领域。能够解决对配向膜表面摩擦配向不良的检测结果不准确的问题。包括，椭圆偏光单元，设置在待检测配向膜的一侧；光源，设置在椭圆偏光单元背离待检测配向膜的一侧，光源用于朝向椭圆偏光单元发射光线，以便椭圆偏光单元将光源发射的光线转换成椭圆偏振光。

Description

一种配向膜膜面检测装置及方法

技术领域

本发明涉及显示装置的制造技术领域，尤其涉及一种配向膜膜面检测装置及方法。

背景技术

液晶显示装置通常包括阵列基板、彩膜基板以及在相互对盒的阵列基板和彩膜基板之间填充的液晶层。对液晶显示面板(Thin Film Transistor-Liquid CrystalDisplay，TFT-LCD)施加电压之后，液晶层内各处的液晶分子在不同电压的作用下发生相应的偏转，以控制偏振光的旋转方向以及偏振状态，实现液晶显示装置的显示。为了使得液晶层内的液晶分子在施加电压发生偏转之前处于一种有序的排列状态，需要在填充液晶之前，在阵列基板和彩膜基板上形成配向膜。配向膜通常使用聚酰亚胺(polyimide，PI)以印刷的方式制作，因此配向膜也称为聚酰亚胺(polyimide，PI)膜。

配向膜需要进行配向处理才能具备对液晶分子的初始配向能力，以有效控制液晶分子的有序排列。对于聚酰亚胺(polyimide，PI)膜的配向技术，主要包括摩擦(Rubbing)型和非摩擦(Non-Rubbing)型两大类。对于摩擦(Rubbing)型配向膜，需要通过摩擦布(Rubbing Cloth)对聚酰亚胺膜的表面进行接触式的定向机械摩擦，摩擦高分子表面所供的能量使高分子主链因延伸而定向排列，从而控制液晶(Liquid Chromatography，LC)分子的配向排列。

若配向膜的表面印刷或摩擦配向工艺完成得不均匀，就会使得后续工序中在液晶层内填充的液晶分子配向排列不均一，进而导致最终制得的液晶显示面板的显示效果不理想，出现Mura等显示不良的问题，影响液晶显示面板的品质。因此，在对配向膜的摩擦配向工序完成后，需要对配向膜的膜面进行检测，以便能够及时发现和处理配向膜膜面的不良并及时更换摩擦布。

现有的配向膜膜面检测装置，如图1所示，是先向面板21上形成有待检测配向膜20的一侧喷蒸汽(如图1中虚线箭头所示)，并在另一侧通过手持强光灯31向形成有待检测配向膜20的面板21上照射，蒸汽使得面板21雾化，便于反射光线的观察，然后通过人眼观测反射光线(手持强光灯31发出光线以及反射光线如图1中箭头所示)，根据反射光线的明暗差异，判断待检测配向膜20表面是否存在有摩擦配向不良的位置。

由于在这种检测方式中，人眼观察到的是圆偏振光的反射光，圆偏振光中多个偏振态分量相互叠加，对摩擦配向不良位置处的显示产生干扰，使得一些在其中某一偏振态分量上显示程度较轻的不良难以被人眼识别，而且，由于检测用圆偏振光与成品液晶显示面板中的椭圆偏振光的偏振态不同，通过圆偏振光检测识别出的配向膜不良与配向膜在成品液晶显示面板中实际产生的不良不相匹配，进而导致检测结果不准确。

发明内容

本发明实施例提供一种配向膜膜面检测装置及方法，能够解决对配向膜表面摩擦配向不良的检测结果不准确的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本发明实施例的一方面，提供一种配向膜膜面检测装置，包括，椭圆偏光单元，设置在待检测配向膜的一侧；光源，设置在椭圆偏光单元背离待检测配向膜的一侧，光源用于朝向椭圆偏光单元发射光线，以便椭圆偏光单元将光源发射的光线转换成椭圆偏振光。

优选的，椭圆偏光单元包括液晶面板，以及设置在液晶面板与光源之间的第一线偏光片，液晶面板包括相对设置的两块透明基板，以及封装在两块透明基板之间的向列相液晶层，向列相液晶层的液晶分子具有预设配向方向。其中，第一线偏光片所在的平面与液晶面板、待检测配向膜所在的平面之间相互平行或近似平行。

进一步的，两块透明基板靠近向列相液晶层的一侧均设置有配向膜，配向膜确定向列相液晶层中液晶分子的预设配向方向。

优选的，第一线偏光片与液晶面板之间贴合设置。

进一步的，还包括第二线偏光片，第二线偏光片设置在待检测配向膜背离液晶面板的一侧；其中，第一线偏光片与第二线偏光片的透光轴方向相互垂直。

进一步的，椭圆偏光单元还包括旋转架，液晶面板固定设置在旋转架上，旋转架可在液晶面板所在的平面内旋转。

进一步的，还包括图像传感器，图像传感器设置在待检测配向膜背离椭圆偏光单元的一侧，用于接收透过待检测配向膜出射的待检测配向膜图像。

本发明实施例的另一方面，提供一种配向膜膜面检测方法，包括：光源朝向椭圆偏光单元发出光线，使得光线经过椭圆偏光单元后形成的椭圆偏振光透过待检测配向膜出射；获取出射的待检测配向膜图像。

进一步的，椭圆偏光单元包括液晶面板、设置在液晶面板与光源之间的第一线偏光片，以及固定设置液晶面板的旋转架，方法还包括：转动旋转架，使得液晶面板中液晶分子的长轴方向与待检测配向膜的配向方向相同。

进一步的，配向膜膜面检测装置还包括设置在待检测配向膜背离椭圆偏光单元一侧的图像传感器时，获取出射的待检测配向膜图像包括：图像传感器接收出射的待检测配向膜图像；将接收到的待检测配向膜图像与标准图像进行比对，并输出比对结果。

本发明实施例提供一种配向膜膜面检测装置及方法，包括，椭圆偏光单元，设置在待检测配向膜的一侧；光源，设置在椭圆偏光单元背离待检测配向膜的一侧，光源用于朝向椭圆偏光单元发射光线，以便椭圆偏光单元将光源发射的光线转换成椭圆偏振光。在待检测配向膜的一侧设置椭圆偏光单元，光源由椭圆偏光单元背离待检测配向膜的一侧发射光线，光线通过椭圆偏光单元后形成椭圆偏振光，椭圆偏振光照射待检测配向膜，并穿过待检测配向膜出射，观测出射光线的灰阶图像，判断待检测配向膜的膜面不良，由于待检测配向膜在成品液晶显示面板中也为椭圆偏振光照射，检测光与成品状态接近，提高了配向膜膜面检测装置对于待检测配向膜的膜面不良的判定准确性。

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，下面将对实施例或现有技术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为现有技术中对配向膜膜面不良进行检测的装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种配向膜膜面检测装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种配向膜膜面检测装置中，椭圆偏光单元包括液晶面板和第一线偏光片的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种配向膜膜面检测装置中液晶面板和第一线偏光片之间贴合设置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种配向膜膜面检测装置中还设置有第二线偏光片的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种配向膜膜面检测装置中还设置有旋转架的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种配向膜膜面检测装置中还设置有图像传感器的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种配向膜膜面检测方法的流程图；

图9为本发明实施例提供的另一种配向膜膜面检测方法的流程图；

图10为本发明实施例提供的再一种配向膜膜面检测方法的流程图。

附图标记：

10-椭圆偏光单元；11-液晶面板；111-透明基板；112-向列相液晶层；12-旋转架；20-待检测配向膜；21-面板；30-光源；31-手持强光灯；40-第一线偏光片；50-第二线偏光片；60-图像传感器。

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，所描述的实施例仅仅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配向膜膜面检测装置，如图2所示，包括椭圆偏光单元10，设置在待检测配向膜20的一侧；光源30，设置在椭圆偏光单元10背离待检测配向膜20的一侧，光源30用于朝向椭圆偏光单元10发射光线，以便椭圆偏光单元10将光源30发射的光线转换成椭圆偏振光。

需要说明的是，第一，光源30用于朝向椭圆偏光单元10发射光线，光源30可以为手持强光灯，或其他照明光源均可，此处不做具体限定，光源30发出的光线为自然光。

第二，椭圆偏光单元10的具体结构此处不做限定，所述椭圆偏光单元10设置在待检测配向膜20的一侧，且光源30设置在椭圆偏光单元10的另一侧，只要椭圆偏光单元10能够将光源30发出的自然光转换为椭圆偏振光并进一步朝向待检测配向膜20出射即可。其中，椭圆偏光单元10可以为椭圆偏光片，具体的，椭圆偏光片为在线偏光片上贴附其他附加功能膜即可形成。

第三，在安装后的成品显示面板显示画面时，照射在待检测配向膜20上的光线即为经过液晶层的双折射作用后形成的椭圆偏振光，与本发明实施例中配向膜膜面检测装置中照射在待检测配向膜20上的光线的偏振态相同。

本发明实施例提供一种配向膜膜面检测装置及方法，包括，椭圆偏光单元，设置在待检测配向膜的一侧；光源，设置在椭圆偏光单元背离待检测配向膜的一侧，光源用于朝向椭圆偏光单元发射光线，以便椭圆偏光单元将光源发射的光线转换成椭圆偏振光。在待检测配向膜的一侧设置椭圆偏光单元，光源由椭圆偏光单元背离待检测配向膜的一侧发射光线，光线通过椭圆偏光单元后形成椭圆偏振光，椭圆偏振光照射待检测配向膜，并穿过待检测配向膜出射，观测出射光线的灰阶图像，判断待检测配向膜的膜面不良，由于待检测配向膜在成品液晶显示面板中也为椭圆偏振光照射，检测光与成品状态接近，提高了配向膜膜面检测装置对于待检测配向膜的膜面不良的判定准确性。

优选的，如图3所示，椭圆偏光单元10包括液晶面板11，以及设置在液晶面板11与光源30之间的第一线偏光片40，液晶面板11包括相对设置的两块透明基板111，以及封装在两块透明基板111之间的向列相液晶层112，向列相液晶层112的液晶分子具有预设配向方向。其中，第一线偏光片40所在的平面与液晶面板11、待检测配向膜20所在的平面之间相互平行或近似平行。

需要说明的是，线偏光片由二向色性材料制成。当光线通过线偏光片时，光线中相互正交的偏振分量中，与线偏光片的吸光轴方向平行的偏振分量被线偏光片强烈吸收，而另一偏振分量与线偏光片的透光轴方向平行，能够由线偏光片中透过出射，偏光片对入射光具有遮蔽和透过的功能，因此通过线偏光片能够将光源30发出的自然光转换为偏振方向平行于线偏光片的透光轴方向的线偏振光。此处所述的第一线偏光片40，指的即是上述线偏光片。

如图3所示，椭圆偏光单元10包括沿光源30出光的方向(如图中箭头所示)依次设置的第一线偏光片40和液晶面板11，由光源30发出的自然光首先经过第一线偏光片40后，过滤为偏振方向与第一线偏光片40的透光轴方向平行的线偏振光，线偏振光继续入射至液晶面板11，向列相液晶层112的液晶分子封装在两块透明基板111之间并具有预设的配向方向。线偏振光通过具有预设配向方向的向列相液晶层112后，由于液晶的双折射作用，转换为椭圆偏振光出射，沿如图3中箭头所示的方向，进一步照射在待检测配向膜20的膜面上。其中，如图3中所示，第一线偏光片40所在的平面与液晶面板11、待检测配向膜20所在的平面之间相互平行或近似平行。

这样一来，由光源30发出的光线能够沿图3中箭头所示的方向直线传播，并最终由待检测配向膜20透过，人眼在如图所示的位置观测出射光线，以通过明暗灰阶的不同来辨别待检测配向膜20否由摩擦配向不良以及不良的具体位置。

优选的，如图4所示，第一线偏光片40与液晶面板11之间贴合设置。

这样一来，能够避免光源30发出的光线在第一线偏光片40和液晶面板11之间的反射损失，使得经过第一线偏光片40后的线偏振光直接入射至液晶面板11内。

进一步的，如图5所示，本发明实施例的配向膜膜面检测装置还包括第二线偏光片50，第二线偏光片50设置在待检测配向膜20背离液晶面板11的一侧。其中，第一线偏光片40与第二线偏光片50的透光轴方向相互垂直。

如图5所示，第二线偏光片50与第一线偏光片40的透光轴方向相互垂直，第二线偏光片50将照射在待检测配向膜20的膜面上并透过待检测配向膜20出射的椭圆偏振光过滤，待检测配向膜20的膜面配向是通过摩擦布对膜面进行接触式的定向机械摩擦，以使得膜面上形成有按照同一方向排列的配向槽，注入其中的液晶分子落入配向槽内以使得液晶分子进行配向排列。待检测配向膜20的膜面上若存在摩擦配向不良，例如，配向槽上存在有断点，则透过该断点处出射的椭圆偏振光的灰阶即与其他位置处出射的椭圆偏振光的灰阶不同，通过人眼观测即可判定不良位置。

椭圆偏振光包括振动方向相互垂直且相位差固定的两束光波，通过设置第二线偏光片50，能够将振动方向与第二线偏光片50的透光轴方向平行的光透过，并将振动方向与第二线偏光片50的透光轴方向垂直的光吸收，这样一来，降低了出射光中不同振动方向的光波之间的相互干扰，提高了本发明实施例的配向膜膜面检测装置对于配向膜膜面不良检测的准确性。

需要说明的是，在本发明实施例的配向膜膜面检测装置中，第二线偏光片50与第一线偏光片40的透光轴方向设置，均与待检测配向膜在安装后的成品显示面板中线偏光片的透光轴设置方向相同，以便进一步使得本发明实施例的配向膜膜面检测装置与成品状态接近，进而使得检测装置对于待检测配向膜20的膜面配向不良的检测结果更准确。

进一步的，如图6所示，椭圆偏光单元10还包括旋转架12，液晶面板11固定设置在旋转架12上，旋转架12可在液晶面板11所在的平面内旋转。

需要说明的是，在本发明实施例的配向膜膜面检测装置的液晶面板11中，对于向列相液晶层112中液晶分子的初始配向下的排列方式未作具体限定，例如，可以通过设置两块透明基板111上配向膜配向方向相互垂直，以使得向列相液晶层112中的液晶分子以TN(Twisted Nematic，扭曲向列型)显示模式排列，TN显示模式在无外加电压的通常情况下，背光投射为“常白模式”。

TN显示模式的液晶分子在显示不同灰阶的时候，液晶分子的长轴跟透明基板111的角度是不一样的，在出光侧的不同角度观测，看到的液晶分子的长轴和短轴的角度不同，由于液晶分子在光学上表现为各向异性，在不同角度接收到的出射光线的亮度就会不同，即TN显示模式液晶的视角依存性。由于TN显示模式液晶存在视角依存性的问题，导致TN显示模式的可视角度狭窄，进而影响对于待检测配向膜20的膜面配向不良的检测结果。

因此，优选的，还可以使得向列相液晶层112中的液晶分子以IPS(In-PlaneSwitching，平面转换型)显示模式排列。对于IPS显示模式液晶，在不加电压的初始配向情况下，是以液晶分子长轴方向平行于透明基板111的方式排列，调整液晶分子的长轴方向与待检测配向膜20的配向方向相同，能够使得对待检测配向膜20的检测条件更接近于其在安装后的成品液晶显示面板中的状态，从而使得检测结果更加准确。因此，椭圆偏光单元10还包括旋转架12，通过旋转架12带动液晶面板11在液晶面板11所在的平面内转动，以调整液晶面板11中液晶分子的长轴方向与待检测配向膜20的配向方向相同。

此外，本发明实施例的配向膜膜面检测装置中，对于旋转架12的具体结构不做限定，只要在不影响液晶面板11透光的基础上，能够转动以带动液晶面板11在液晶面板11所在的平面内转动，对液晶分子的方位角进行调整即可。

这样一来，本发明实施例的配向膜膜面检测装置对于待检测配向膜20的检测进一步的接近于待检测配向膜20在安装后的成品显示面板中的显示状态，检测出的不良位置以及不良程度能够直接反映其在成品显示面板显示画面时将会出现的不良位置以及不良程度，从而使得检测结果更为准确、有效。

进一步的，如图7所示，本发明实施例的配向膜膜面检测装置还包括图像传感器60，图像传感器60设置在待检测配向膜20背离椭圆偏光单元10的一侧，用于接收透过待检测配向膜20出射的待检测配向膜图像。

这样一来，如图7所示，通过设置在待检测配向膜20背离椭圆偏光单元10的一侧的图像传感器60，能够将透过待检测配向膜20出射的待检测配向膜图像直接接收于图像传感器60中，在图像传感器60中与待检测配向膜20标准图像进行灰阶比对，若灰阶比对结果相同，则可认定该待检测配向膜20为良品，若灰阶比对中存在有灰阶异常位置，则可认定该待检测配向膜20在该位置处存在不良，并且，可以通过灰阶异常位置处的灰阶与标准图像中该处的灰阶差异，进一步得出该不良位置处的不良程度。通过设置图像传感器60比对图像，提高了本发明实施例的配向膜膜面检测装置的检测效率，避免了人为判定中由于判定人员个人标准不同导致的对待检测配向膜20的检测结果不准确。

本发明实施例的另一方面，提供一种配向膜膜面检测方法，如图8所示，包括：

S101、光源30朝向椭圆偏光单元10发出光线，使得光线经过椭圆偏光单元10后形成的椭圆偏振光透过待检测配向膜20出射。

S102、获取出射的待检测配向膜图像。

如图2所示，首先，光源30朝向椭圆偏光单元10发出光线，光源30发出的光为自然光，自然光经过椭圆偏光单元10后转换为椭圆偏振光，椭圆偏振光照射在待检测配向膜20上，并进一步透过待检测配向膜20出射。然后，获取出射的待检测配向膜图像，由于光线透过待检测配向膜20膜面上的不良位置处出射的光线与其他配向良好的位置处出射的光线的灰阶值不同，因此，通过观察出射的待检测配向膜图像上各处的灰阶大小，即可对待检测配向膜20的膜面状态进行判定。

由于本发明的配向膜膜面检测方法中，照射在待检测配向膜20上，并进一步透过待检测配向膜20出射的光为椭圆偏振光，与待检测配向膜20在安装后的成品显示面板中透过的椭圆偏振光相同，因此，本发明的配向膜膜面检测方法更接近于成品状态，检测结果更为准确、有效。

进一步的，椭圆偏光单元10包括液晶面板11、设置在液晶面板11与光源30之间的第一线偏光片40，以及固定设置液晶面板11的旋转架12，如图9所示，本发明的配向膜膜面检测方法还包括：

S201、转动旋转架12，使得液晶面板11中液晶分子的长轴方向与待检测配向膜20的配向方向相同。

在上述配向膜膜面检测装置的实施例中，已经对于旋转架12的设置以及转动进行了详细说明，此处不再赘述。

进一步的，配向膜膜面检测装置还包括设置在待检测配向膜20背离椭圆偏光单元10一侧的图像传感器60时，如图10所示，获取出射的待检测配向膜图像包括：

S1021、图像传感器60接收出射的待检测配向膜图像；

S1022、将接收到的待检测配向膜图像与标准图像进行比对，并输出比对结果。

在图像传感器60中存储有待检测配向膜20的标准图像，图像传感器60接收出射的待检测配向膜图像后，将接收到的待检测配向膜图像与标准图像进行灰阶比对，输出比对结果，即可得出待检测配向膜20的膜面检测结果。

此外，本发明实施例的配向膜膜面检测装置及方法，并不仅限于对配向膜的摩擦配向效果进行检测，还可应用于液晶面板生产过程中的其他膜层的检测中。

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 (7)

1.一种配向膜膜面检测装置，其特征在于，包括，

椭圆偏光单元，设置在待检测配向膜的一侧；

光源，设置在所述椭圆偏光单元背离所述待检测配向膜的一侧，所述光源用于朝向所述椭圆偏光单元发射光线，以便所述椭圆偏光单元将光源发射的光线转换成椭圆偏振光；

所述椭圆偏光单元包括液晶面板，以及设置在所述液晶面板与所述光源之间的第一线偏光片，所述液晶面板包括相对设置的两块透明基板，以及封装在所述两块透明基板之间的向列相液晶层，所述向列相液晶层的液晶分子具有预设配向方向；

其中，所述第一线偏光片所在的平面与所述液晶面板、所述待检测配向膜所在的平面之间相互平行或近似平行；

所述椭圆偏光单元还包括旋转架，所述液晶面板固定设置在所述旋转架上，所述旋转架可在所述液晶面板所在的平面内旋转。

2.根据权利要求1所述的配向膜膜面检测装置，其特征在于，所述两块透明基板靠近所述向列相液晶层的一侧均设置有配向膜，所述配向膜确定所述向列相液晶层中液晶分子的预设配向方向。

3.根据权利要求1或2所述的配向膜膜面检测装置，其特征在于，所述第一线偏光片与所述液晶面板之间贴合设置。

4.根据权利要求1所述的配向膜膜面检测装置，其特征在于，还包括第二线偏光片，所述第二线偏光片设置在所述待检测配向膜背离所述液晶面板的一侧；

其中，所述第一线偏光片与所述第二线偏光片的透光轴方向相互垂直。

5.根据权利要求1所述的配向膜膜面检测装置，其特征在于，还包括图像传感器，所述图像传感器设置在所述待检测配向膜背离所述椭圆偏光单元的一侧，用于接收透过所述待检测配向膜出射的待检测配向膜图像。

6.一种配向膜膜面检测方法，其特征在于，包括：

光源朝向椭圆偏光单元发出光线，使得所述光线经过所述椭圆偏光单元后形成的椭圆偏振光透过待检测配向膜出射；

获取出射的待检测配向膜图像；

所述椭圆偏光单元包括液晶面板、设置在所述液晶面板与所述光源之间的第一线偏光片，以及固定设置所述液晶面板的旋转架，所述方法还包括：

转动旋转架，使得所述液晶面板中液晶分子的长轴方向与所述待检测配向膜的配向方向相同。

7.根据权利要求6所述的配向膜膜面检测方法，其特征在于，配向膜膜面检测装置还包括设置在所述待检测配向膜背离所述椭圆偏光单元一侧的图像传感器时，所述获取出射的待检测配向膜图像包括：

图像传感器接收出射的待检测配向膜图像；

将接收到的所述待检测配向膜图像与标准图像进行比对，并输出比对结果。

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