测量液晶显示器的定向轴的样本的制作方法

专利名称：测量液晶显示器的定向轴的样本的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种显示装置，特别是涉及一种测量液晶显示器的定向轴的样 本、该样本的制造方法、以及定向轴的测量方法。
背景技术：
液晶显示器是通过利用液晶的光学各向异性和双折射特性显示图像的器件。
在液晶显示器中，分别具有用于产生电场的电极的两个基板彼此相对，从 而两个基板中其上形成有电极的表面彼此相对，并且在两个基板之间注入液晶 材料。
液晶分子的排列方向通过将电压施加到电极上而获得的电场来改变，并且 因而液晶显示器通过控制透过透明绝缘基板的光量来显示图像。
在液晶显示器中，通常使用利用TFT作为开关器件的薄膜晶体管液晶显示 器(TFT-LCD)。
在TFT-LCD中，在背光单元中产生的白光通过液晶像素，从而控制白光的 透射率。然后，通过使用透过设置在液晶像素上的红(R)、绿(G)和蓝(B) 滤色片层的光的加色混合物来显示彩色屏幕。
具体地，液晶显示器的驱动原理利用液晶的光学各向异性和双折射特性。 此外，因为液晶分子具有细和长的分子结构，液晶分子在分子排列中具有方向 性和极性，并且可以通过将电场人工施加到液晶分子上而控制液晶分子的排列 方向。
因此，如果随意控制液晶分子的排列方向，由于液晶的光学各向异性的原 因，根据液晶分子的排列方向可以透射或遮挡光。这样由于光透射率的改变而 导致色彩和图像的显示。
因为通过定向层的排列方向确定液晶分子的初始排列状态，需要准确地知 道定向层的排列方向和极化方向。 然而，因为现有技术中仅在定向层的表面上形成定向层的各向异性层，难 以准确测量排列方向。

发明内容
在一个方面， 一种用于测量液晶显示器的定向轴的样本包括第一基板，位 于第一基板上的第一定向层，以及位于第一定向层上并具有比第一定向层的各 向异性大的各向异性的第二定向层。
第二定向层由具有比第一定向层的各向异性大的各向异性的材料形成。 第二定向层的排列方向与第一定向层的排列方向基本上相同。
第二定向层由活性液晶原(RM)形成。 第一定向层的厚度比第二定向层的厚度小。
第一定向层的各向同性层的厚度比第一定向层的各向异性层的厚度大。 第二定向层的各向异性区域具有几千A的厚度。 第一基板是薄膜晶体管阵列基板或滤色片基板。
在另一个方面，一种液晶显示器的定向轴的测量样本的制造方法包括形成 第一基板，在第一基板上形成第一定向层，在第一定向层上涂敷具有大于第一 定向层的各向异性的各向异性的材料以形成第二定向层。
所述方法还包括在第二定向层上进行预烘焙工艺，以及在第二定向层上进 行UV固化工艺。
第二定向层通过热固化工艺或光固化工艺由具有比第一定向层的各向异 性大的各向异性的材料形成。
第二定向层的排列方向与第一定向层的排列方向基本上相同。 第二定向层由活性液晶原(RM)形成。
通过摩擦工艺在第一基板上形成第一定向层，并且通过在第一定向层上涂 敷活性液晶原(RM)形成第二定向层。
通过使用光学定向法、离子束定向法、无机膜斜向蒸发法、微摩擦法、自 吸收定向法中任意之一在第一基板上形成第一定向层。
通过使用旋转涂敷法、辊涂敷法、狭缝涂敷法和喷墨涂敷法中任意之一形 成第二定向层。
在又一个方面， 一种液晶显示器的定向轴的测量方法包括制备包括第一
定向层和第二定向层的液晶面板作为测量样本，其中第一定向层形成在第一基 板上，并且第二定向层形成在第一定向层上并具有比第一定向层的各向异性大
的各向异性;将测量样本放置在测量样本固定器中，并沿基准轴排列测量样本， 以正交偏光结构将第一和第二偏振器分别设置在测量样本的正面和背面；使用 检测器测量通过第一偏振器、测量样本和第二偏振器的光；沿方位方向旋转其 中放置有测量样本的测量样本固定器以测量根据沿方位方向的旋转角度的透 射光的强度变化，以及检测透射光的强度最小时的角度以将检测到的角度确定 为测量样本的排列方向。
测量样本的定向层的各向异性层的厚度可以大于测量样本的定向层的各 向同性层的厚度，并且透射光的强度最小时的角度被确定为测量样本的排列方 向。
第二定向层的排列方向与第一定向层的排列方向基本上相同。 第二定向层由活性液晶原(RM)形成。


本申请所包括的附图用于提供对本发明的进一步理解，并且包括在该申请 中并且作为本申请的一部分，示出了本发明的实施方式并且连同说明书一起用 于解释本发明的原理。附图中
图1示出了根据实施方式的液晶显示器的透视图2示出了根据实施方式的液晶面板的示意性结构；
图3示出了根据实施方式的用于测量液晶显示器的定向轴的样本的各向 异性分布；
图4a至4d示出了根据实施方式的液晶显示器的定向轴的测量样本的制造 方法的流程图5示出了根据实施方式的定向轴的测量装置的原理；以及 图6示出了根据实施方式的关于用于测量液晶显示器的定向轴的样本的 根据沿方位方向的旋转角度的透射光的强度或透射率的变化的图。
具体实施例方式
现在具体描述本发明的优选实施方式，它们的实施例示于附图中。
图1示出了根据实施方式的液晶显示器的透视图。
参照图1，设置在液晶显示器内部的液晶面板包括以预定间隙彼此粘接的
第一基板10和第二基板20，以及在第一基板10和第二基板20之间注入的液 晶层30。通过作为开关区域的TFT区域、像素区域(Pixel)和存储区域CST 限定第一基板10。
第一基板10包括透明玻璃基板11,以及位于透明玻璃基板11上的多条 栅线12和多条数据线16。多条栅线12沿一个方向以预定距离排列。多条数 据线16沿垂直于栅线12的方向以预定距离排列。通过栅线12和数据线16 限定像素区域(Pixel)。
像素电极18形成在各像素区域(Pixel)中，并且薄膜晶体管形成在栅线 12和数据线16的各交叉部分。薄膜晶体管响应于通过栅线12施加的扫描信 号将数据线16的数据信号施加到像素电极18。
第二基板20包括透明玻璃基板21和黑矩阵层22。黑矩阵层22形成在透 明玻璃基板21上以遮挡通过除了第一基板10的像素区域(Pixel)的剩余部 分透射的光。形成红(R)、绿(G)和蓝(B)滤色片层23以表示对应于各像 素区域(Pixel)的色彩。公共电极24形成在各滤色片层23上。
充电电容形成在栅线12的上部上以平行地连接到像素电极18。充电电容 的第一电极使用栅线12的一部分，并且第二电极使用由与源极和漏极相同的 材料制成的岛状的金属图案。
通过像素电极18和公共电极24之间的电场排列液晶显示器的液晶层30。 根据液晶层30的排列方向控制透射通过液晶层30的光量，从而显示期望图像。
上述液晶显示器是扭曲向列(TN)模式液晶显示器。在TN模式液晶显示 器中形成液晶单元的液晶分子具有细和长的棒状，并且以预定螺距螺旋扭曲。 因此，液晶显示器具有扭曲结构，其中液晶分子的长轴排列方向连续变化。
图2示出了根据实施方式的液晶面板的示意性结构。
参照图2，根据实施方式的液晶面板包括第一基板10、第二基板20、液 晶层30、第一偏振器50、第二偏振器60和背光单元40。通过使用摩擦法在 第一基板10和第二基板20上分别形成第一定向层15和第二定向层25。
图3的液晶面板是具有反平行(anti-parallel)排列的液晶单元。反平 行排列的例子包括共平面开关(IPS)模式液晶单元和电控双折射(ECB)模式
液晶单元。第一偏振器50和第二偏振器60以正交偏光结构设置。
图2示出了所有介质彼此间隔设置。然而，实际上，所有介质彼此接触。 通过第一和第二定向层15和25的排列方向以及第一和第二偏振器50和60 的偏振方向确定液晶显示器的电性和光学特性。换句话说，因为通过第一和第 二定向层15和25的排列方向以及第一和第二偏振器50和60的偏振方向的组 合确定液晶显示器的电性和光学特性，需要准确知道排列方向和偏振方向(即， 定向轴和偏振轴)。
根据实施方式的用于测量液晶显示器的定向轴的样本通过在使用摩擦工 艺形成第一定向层的基板上涂敷具有大的各向异性的材料(即，能够提高各向 异性的材料)而获得。测量样本准确地测量定向层的定向轴(即，排列方向)。 更具体地，通过在进行摩擦工艺的第一定向层上涂敷具有取向顺序的材料 (例如，活性液晶原(RM))形成第二定向层，从而增加测量样本的各向异性 区域。
活性液晶原具有大于约0. 6的高双折射性并且通过紫外(UV)线固化以形 成聚合物。因此，活性液晶原的排列方向被固定并用作光学补偿板。
当在第一定向层上涂敷活性液晶原(RM)时，测量样本的各向异性区域增 加。当使用测量样本测量定向层的排列方向时，透射光的强度根据方位方向变 化。因此，通过检测透射光的最小强度可以容易地测量定向层的排列方向。
图3示出了根据实施方式的用于测量液晶显示器的定向轴的样本的各向 异性分布。
参照图3，在根据实施方式的用于测量液晶显示器的定向轴的样本中，玻 璃基板100包括约0. 7mm厚的各向同性区域，并且使用摩擦法在玻璃基板100 上形成第一定向层150。第一定向层150包括约500A厚的各向同性区域150a 和约50A厚的各向异性区域。第二定向层700形成在第一定向层150上，并且 具有几千A厚的各向异性区域。因此，第二定向层700的各向异性区域的厚度 大于第一定向层150的各向异性区域150b的厚度。
图4a至4d示出了根据实施方式的液晶显示器的定向轴的测量样本的制造 方法的流程图。
参照图4a，将用于形成第一定向层150的聚合物印刷在液晶显示器的第 一基板100上。通过光学定向法、离子束定向法、无机膜斜向蒸发法、微摩擦
法、自吸收定向法等可以在第一基板100上形成第一定向层150。
参照图4b，使用辊160进行摩擦工艺以在第一基板100上形成第一定向 层150。
参照图4c，使用旋转涂敷法在第一定向层150上涂敷具有比第一定向层 150的各向异性大的材料(例如，活性液晶原)。可以通过例如旋转涂敷法、 辊涂敷法、狭缝涂敷法和喷墨涂敷法的不同方法涂敷活性液晶原样本。
参照图4d，在涂敷的活性液晶原上进行预烘焙工艺之后，通过UV线固化 预烘焙活性液晶原以在第一定向层150上形成第二定向层700。
第二定向层700通过热固化工艺或光固化工艺由具有比第一定向层150 的各向异性大的各向异性的材料形成。第一和第二定向层150和700具有相同 的排列方向。
图5示出了根据实施方式的定向轴的测量装置的原理。
参照图5，根据实施方式的测量装置包括光源910、第一偏振器920、测 量样本固定器930、测量样本940、第二偏振器950和检测器960。
光源910使用激光光源，并且产生直径约lmm和波长约405nm的光。检测 器960可以是光检测器或亮度计。
第一偏振器920和第二偏振器950具有正交偏光结构。测量样本940放置 在第一偏振器920和第二偏振器950之间的测量样本固定器930中。当测量样 本固定器930沿方位方向旋转时，测量并解释透射光的强度变化。
换句话说，基于根据方位方向的透射光强度的测量结果检测到的透射光的 最小强度的角度被确定为排列方向。在该情况下，第一偏振器920和第二偏振 器950可以在0° —360°的范围内旋转。第一偏振器920和第二偏振器950 旋转同时保持彼此的正交偏光结构。
如果使用其上仅进行摩擦工艺的第一定向层测量透射光的强度，包括第一 定向层的测量样本的各向异性区域的厚度远小于测量样本940的各向同性区 域的厚度。因此，透射光的强度沿方位方向有小的变化。然而，在使用根据实 施方式的测量样本940的情况下，透射光的强度沿方位方向有大的变化。
下面说明使用图5的测量装置测量定向轴的方法。
首先，制备液晶面板作为测量样本940。液晶面板包括在第一基板和/或 第二基板上形成的第一定向层以及在第一定向层上形成的并具有大于第一定
向层的各向异性的各向异性的第二定向层。
然后，测量样本940沿基准轴放置在测量样本固定器930中。第一和第二 偏振器920和950以正交偏光结构设置在测量样本940的前面和背面。
检测器960测量光源910中产生的并且通过第一偏振器920、测量样本940 和第二偏振器950的光的强度。
其中放置有测量样本940的测量样本固定器930沿方位方向旋转，并且随 后检测器960根据沿方位方向的旋转角度测量透射光的强度。
因此，通过检测透射光的最小强度可以确定测量样本940的排列方向。在 测量样本940中，定向层的各向异性层的厚度大于其各向同性层的厚度。因此， 测量样本940的排列方向可以确定为平行于第一偏振器920的方向，其中透射 光的强度被最小化。
图6示出了根据实施方式的关于用于测量液晶显示器的定向轴的样本的 根据沿方位方向的旋转角度的透射光的强度或透射率的变化的图。图6是根据 实施方式的测量样本与现有技术的测量样本的比较图，其中仅进行摩擦工艺的 现有技术测量样本根据沿方位方向的旋转角度相对于透射光的强度变化。
参照图6，在仅进行摩擦工艺的现有技术测量样本中，因为根据沿方位方 向的旋转角度的透射光的强度有小的变化，难以测量出在检测到透射光的最小 强度时的角度。然而，在根据实施方式的测量样本中，因为根据沿方位方向的 旋转角度的透射光的强度有大的变化，所以容易测量在检测到透射光的最小强 度时的角度。
换句话说，在仅进行摩擦工艺的现有技术测量样本中，因为在根据沿方位 方向的旋转角度的透射光强度变化小，所以难以测量出在检测到透射光的最小 强度时的角度。然而，在根据实施方式的活性液晶原(RM)测量样本中，因为 根据沿方位方向的旋转角度的透射光的强度变化大，所以容易测量检测到的透 射光的最小强度时的角度。
在图6中，附图标记A和A'表示当透射光的强度被最小化并且测量样本 的排列方向平行于第一偏振器时获得的旋转角度。在根据实施方式的测量样本 中，透射光的强度在90。和270°时最小，并且因而90。和270°可以是测量
样本的排列方向。
如上所述，根据实施方式，因为通过在通过摩擦法形成的定向层上形成具
有大的各向异性的活性液晶原(RM)而获得测量样本，可以准确地测量液晶显 示器的定向层的排列方向。
此外，因为准确地测量了定向层的排列方向，可以准确地确定液晶显示器 的光学特性，从而改善液晶显示器的特性。
很明显，本领域技术人员可在不背离本发明精神或范围的基础上对本发明 做出修改和变化。因此，本发明意欲覆盖落入本发明权利要求及其等效范围内 的各种修改和变化。
权利要求
1、一种用于测量液晶显示器的定向轴的样本，包括第一基板；位于第一基板上的第一定向层；以及位于第一定向层上并具有比第一定向层的各向异性大的各向异性的第二定向层。
2、 根据权利要求l所述的用于测量定向轴的样本，其特征在于，第二定 向层由具有比第一定向层的各向异性大的各向异性的材料形成。
3、 根据权利要求l所述的用于测量定向轴的样本，其特征在于，第二定 向层的排列方向与第一定向层的排列方向基本上相同。
4、 根据权利要求1所述的用于测量定向轴的样本，其特征在于，第二定 向层由活性液晶原形成。
5、 根据权利要求l所述的用于测量定向轴的样本，其特征在于，第一定 向层的厚度比第二定向层的厚度小。
6、 根据权利要求l所述的用于测量定向轴的样本，其特征在于，第一定 向层的各向同性层的厚度比第一定向层的各向异性层的厚度大。
7、 根据权利要求1所述的用于测量定向轴的样本，其特征在于，第二定 向层的各向异性区域具有几千A的厚度。
8、 根据权利要求l所述的测量定向轴的样本，其特征在于，第一基板是 薄膜晶体管阵列基板或滤色片基板。
9、 一种液晶显示器的定向轴的测量样本的制造方法，包括 形成第一基板；在第一基板上形成第一 定向层；在第一定向层上涂敷具有大于第一定向层的各向异性的各向异性的材料 以形成第二定向层。
10、 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括 在第二定向层上进行预烘焙工艺，以及 在第二定向层上进行UV固化工艺。
11、 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，第二定向层通过热固化工 艺或光固化工艺由具有比第一定向层的各向异性大的各向异性的材料形成。
12、 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，第二定向层的排列方向与 第一定向层的排列方向基本上相同。
13、 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，第二定向层由活性液晶原 形成。
14、 根据权利要求13所述的方法，其特征在于，通过摩擦工艺在第一基 板上形成第一定向层，并且通过在第一定向层上涂敷活性液晶原形成第二定向 层。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，通过使用光学定向法、离 子束定向法、无机膜斜向蒸发法、微摩擦法、自吸收定向法中任意一种方法在 第一基板上形成第一定向层。
16、 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过使用旋转涂敷法、辊 涂敷法、狭缝涂敷法和喷墨涂敷法中任意一种方法形成第二定向层。
17、 一种液晶显示器的定向轴的测量方法，包括制备包括第一定向层和第二定向层的液晶面板作为测量样本，其中第一定向层形成在第一基板上，并且第二定向层形成在第一定向层上并具有比第一定向层的各向异性大的各向异性；将测量样本放置在测量样本固定器中，并沿基准轴排列测量样本； 以正交偏光结构将第一和第二偏振器分别设置在测量样本的正面和背面； 使用检测器测量通过第一偏振器、测量样本和第二偏振器后的光； 沿方位方向旋转其中放置有测量样本的测量样本固定器以测量根据沿方位方向的旋转角度的透射光的强度变化；以及检测透射光的强度最小时的角度以将检测到的角度确定为测量样本的排列方向。
18、 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，测量样本的定向层的各 向异性层的厚度可以大于测量样本的定向层的各向同性层的厚度，并且透射光 的强度最小时的角度确定为测量样本的排列方向。
19、 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，第二定向层的排列方向与第一定向层的排列方向基本上相同。
20、 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，第二定向层由活性液晶 原形成。
全文摘要
本发明公开了一种测量液晶显示器的定向轴的样本，样本的制造方法，以及定向轴的测量方法。所述样本包括第一基板，位于第一基板上的第一定向层，以及第二定向层。第二定向层位于第一定向层上，并具有比第一定向层的各向异性大的各向异性。
文档编号G02F1/13GK101097300SQ20071010613
公开日2008年1月2日 申请日期2007年5月24日 优先权日2006年6月30日
发明者咸溶晟, 李夏荣, 金柄杰 申请人:Lg.菲利浦Lcd株式会社