专利名称：光照设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于对液晶显示面板的定向膜进行光学处理的光照设备。
背景技术：
显示器的市场已经转变为以平板显示器为中心，与之前的CRT(阴极射线管) 不同，平板显示器的重量轻、体积薄。平板显示器包括液晶显示器(LCD)、场发射显示器 (FED)、等离子体面板(PDP)、发光二极管显示器(LED)等等。 在这些平板显示器中，LCD的每个都可以包括LCD面板、驱动单元和背光单元。LCD 面板显示在它上面的图像。驱动单元给LCD面板提供驱动信号。背光单元给LCD面板提供 光。 LCD面板包括彼此面对设置并以保持两者之间的盒间隙结合的第一和第二基板， 液晶层插入在两个基板之间。 在第一基板上，形成有多条栅线、与多条栅线交叉的多条数据线以及在多条栅线 和多条数据线的交叉处的多个晶体管TFT。由于栅线和数据线的交叉，第一基板被划分为多 个像素区域。 第二基板包括黑矩阵和多个滤色器。黑矩阵用于阻挡非像素区域的区域上的光。 多个滤色器用于实现颜色。 同时，定向膜分别形成在第一和第二基板上。为了形成定向膜，主要利用摩擦处 理。摩擦处理通过在基板上涂覆例如PI(聚酰亚胺)的定向材料，并使摩擦布(rubbing cloth)与上面将要形成有定向膜的基板进行物理接触来形成定向膜。物理接触使定向膜具 有定向的方向。这样的摩擦处理可以高速地对大尺寸的定向膜进行处理。因此，在定向膜 的形成中广泛地利用摩擦处理。 然而，由于摩擦强度的不均匀，摩擦处理在定向膜上造成微小的缺陷，使得液晶分 子被不一致地定向。这样，导致了不规则的相位失真和光的散射。因此，LCD的性能恶化。 此外，由于摩擦处理可能产生静电以及由微小的灰尘和颗粒造成的定向膜的污染，从而降 低了 LCD显示器(和/或面板)的生产率。 为了解决摩擦处理中的问题，对多种光学定向方法进行了研究。在这些光学定向 方法中，较为突出的是将UV光照射在高聚合物膜上来形成液晶定向膜的UV定向方法。
利用UV光的光学定向方法消除了产生静电和定向膜污染的可能性，并防止了 LCD 显示器(和/或面板)的生产率的减小。UV定向方法还能够在定向膜的整个表面上使液晶 分子一致地定向，从而提高了液晶分子的定向程度。 然而，由于波长比用于高聚合物膜上的光学定向的有效波长短的较短波长的 光，光学定向造成了例如光氧化反应等非期望的反应。非期望的排斥反应(rejectionreaction)产生被包括在功能材料组中的羧酸。由于羧酸严重地影响在LCD上的残余图像， UV定向方法近来已暴露出产生这些羧酸的严重问题。
发明内容
因此，本发明涉及一种基本上避免了由于现有技术的限制和不足所造成的一个或 多个问题的光照设备。 本发明的一个目的在于提供一种适合于通过光学定向处理来形成LCD的定向膜 的光照设备。 本发明的其它的特征和优点将在下面的说明书中详细列出，这些特征和优势的一 部分通过阅读说明书将是显而易见的，或者可以从本发明的实施中领会到。利用说明书和 权利要求书以及附图中特别指出的结构，可以实现和获得本发明的优点。 根据本发明的一个整体方面，一种光照设备包括产生紫外光的光源；将所述光 源产生的紫外光偏振的偏振片；以及阻挡来自所述偏振片的除用于光学定向的有效波段的 光外的偏振光的滤光片。 通过阅读下面的附图和详细描述，对本领域的技术人员来说，其它系统、方法、特 征和优点将是显而易见的。所有这些额外的系统、方法、特征和优点都将被包括在本说明书 中，在本发明的范围内并被随后的权利要求所保护。此部分的任何内容都不应成为对权利 要求的限制。更多的方面和优点将在以下结合实施例进行讨论。应当理解所有关于本发明 的前述一般性描述和后述详细描述都是示例性和解释性的，意在提供如权利要求所保护的 本发明的进一步的解释。
所包含的附图用于提供对发明的进一步的理解，并组成说明书的一部分，附 解了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中
图1是包括在LCD中的单位像素的截面图。 图2是表示本发明的第一实施例的UV光照设备的构造的示意图。
图3是表示本发明的第一实施例的具有滤光片的光照设备的光谱的数据图。
图4是表示本发明的第二实施例的光照设备所包括的光源的光谱的数据图。
图5是表示包括具有图4的光谱的光源的光照设备的光学定向时间的数据图。
图6是表示定向材料的各向异性到达时间与本发明的第三实施例的光照设备所 包括的偏振片的消光比的关系的数据图。
具体实施例方式
现在将具体描述本发明的实施例，实施例的例子在附图中图示。下文中作为例子 提供这些实施例以将它们的精神传达给本领域的普通技术人员。因此，这些实施例可以以 各种方式实施，而并不限制于此处所描述的实施例。同时，为了图示的方便，可能会夸大表 示设备的尺寸和厚度。若有可能，在包括附图的本发明中将用相同的参考数字指代相同或 相似的部件。 图1是包括在LCD中的单位像素的截面图。参见图l，LCD包括彼此面对的上基板120和下基板130，以及插入在上基板120与下基板130之间的液晶层150。上基板120包 括形成在上基板120上的多个滤色器。下基板130包括形成在下基板130上的薄膜晶体管 阵列。 虽然没有在图中完全示出，但是下基板130包括在第一透明基板110上作为栅线 (未示出)的延长部分形成的栅电极132。下基板130还包括形成在载有栅电极132的第 一透明基板110的整个表面上的栅绝缘膜115。 源电极136和漏电极138在栅绝缘膜115上以固定的间距彼此分隔地形成。源电 极136和漏电极138与栅电极132部分重叠地布置。源电极136从通过与栅线132交叉以 界定出像素区域P的数据线(未示出)延伸。同时，半导体层133和欧姆接触层134作为沟 道区域形成在栅电极132和源/漏电极136及138之间。这些栅电极132、半导体层133、 欧姆接触层134和源/漏电极136及138构成薄膜晶体管T。 钝化膜(或保护膜)145形成在具有源/漏电极136及138的第一透明基板的整 个表面上。钝化层145包括部分暴露漏电极138的接触孔CH1。同时，通过接触孔CH1接触 漏电极138的像素电极140形成在钝化层145上。之后，控制液晶的定向方向的下定向膜 148形成在载有像素电极140的钝化层145的整个表面上。 上基板120包括形成在第二透明基板10上的黑矩阵122以及红、绿和蓝色滤色器 124。黑矩阵122阻挡在非显示区域中的光。红、绿和蓝色滤色器124对着显示区域布置。 更明确地，黑矩阵122位于滤色器124之间的边界区上。还有，公共电极126和下定向膜 149顺序地形成在红、绿和蓝色滤色器124上。在公共电极126上的上定向膜149面对着下 定向膜148。 下面将参看图2和3描述用于对LCD的上定向膜148和下定向膜149进行光学处 理的光照设备。 图2是表示本发明的第一实施例的光照设备的构造的示意图。图3是表示本发明 的第一实施例的具有滤光片的光照设备的UV光谱的数据图。 如图2所示，根据本发明的第一实施例的光照设备包括光源170、聚光单元171、透 镜173、偏振片175、滤光片177和准直仪179。光源170产生UV光。聚光单元171沿一个 方向会聚光源170发出的UV光。透镜173散射和会聚光源170产生的UV光。偏振片175 将来自透镜173的UV光偏振。滤光片177让来自偏振片175的宽波段的光中的特定波段 的光通过。准直仪179将来自滤光片177的光导向基板100。 偏振片175包括多个石英片176。例如，偏振片175可以包括4个石英片176，以 将通过它的非偏振光偏振。提供给偏振片175的非偏振光具有布儒斯特角(Brewster' s angle)B。非偏振光部分地被偏振片175反射以及部分地弥散通过偏振片175，以将偏振光 照射到形成在基板100上的定向膜。布儒斯特角B取决于由倾斜的石英片176和水平线所 确定的倾角。同时，偏振片175可以具有固定的偏振率P，该固定的偏振率P等于偏振光与 偏振光和非偏振光之和的比值，如公式1所示。
公式1<formula>formula see original document page 5</formula>
在公式中l，"P"是偏振率，"Ip"是偏振光的量，"Iu"是非偏振光的量。根据公式 l，若偏振率为"O"，则来自偏振片175的光全部成为非偏振光。相反地，若偏振率为"l"，则 来自偏振片175的光全部成为偏振光。 滤光片177让宽波段(或宽光谱)的光中的特定波段(或特定光谱)的光通过。 更具体地，本发明第一实施例所包括的滤光片177消除导致排斥反应的短波段的光，这种 排斥反应产生羧酸。更明确地，为了抑制这种排斥反应，滤光片177阻挡波长比在光学定向 中使用的有效波段(或有效光谱)短的短波段的光。 因此，滤光片最好包括消除短波段的光、例如250nm以下波长的光的高通滤光片。 尽管将高通滤光片描述为消除250nm以下波长的光，但是第一实施例所包括的滤光片并不 限制于此。可以根据所需的规格改变高通滤光片将要消除的光的波段。
此外，滤光片177可以进一步包括消除波长大于有效波段的光的低通滤光片，例 如消除300nm以上波长的光的低通滤光片。同样可以根据所需的规格改变低通滤光片将要 消除的光的波段。这里，第一实施例的滤光片177能够只将被高通或低通滤光片滤过的特 定波段的光(即，对应于光的有效波段的250nm 300nm波长的光)照射到基板100。
如此，根据本发明的第一实施例的光照设备利用滤光片177，或者仅消除光照设备 的光源产生的宽波段的光中的短波段(即250nm以下波长)的光，或者消除光照设备的光 源产生的宽波段的光中的长波段(即300nm以上波长)的光以及短波段(即250nm以下波 长)的光。这样，光照设备可以抑制由于例如光氧化反应这样的排斥反应所造成的羧酸的 产生。因此，可以防止在LCD上产生残留图像。 图4是表示本发明的第二实施例的光照设备所包括的光源的光谱的数据图。图5 是表示包括具有图4的光谱的光源的光照设备的光学定向时间的数据图。
根据本发明的第二实施例的光照设备包括主要产生用于光学定向的有效波段的 光的特定光源(或特定的灯)。特定光源(或特定的灯)可以通过对如图4和5所示的UV 光源的光谱进行分析而从各种UV光源(或灯)中进行选择。 第一灯A的光谱呈现出在有效波段200nm 330nm范围内的相对较低的峰值。另 一方面，第二灯B的光谱呈现出在有效波段200nm 330nm范围内的相对较高的峰值。即 第二灯B产生更多有效波段的光，而第一灯A产生较少有效波段的光。此外，显然在光学 定向过程中第二灯B具有比第一灯A快5倍到数百倍的各向异性到达速度(anisotropic reaching speed)。 换句话说，根据本发明的第二实施例的光照设备使用更多地产生有效光谱的光的 灯(或光源)(即约200nm到330nm的有效波段的光)。这样，光照设备能使光学定向速度 变得更快，从而减少定向膜的制造时间。还有，光照设备抑制了由排斥反应造成的羧酸的产 生，从而防止了在LCD上产生残留图像。 图6是表示定向材料的各向异性到达时间(anisotropic reaching time)和本发
明的第三实施例的光照设备所包括的偏振片的消光比的关系的数据图。 根据本发明的第三实施例的光照设备采用具有调整的消光比的偏振片，以减少预
先选择的定向材料的各向异性到达时间。更具体地，第三实施例的光照设备控制从偏振片
(图2的175)输出的偏振光的消光比。更明确地，光照设备调整p-偏振光与s-偏振光的比值。
数据图表示在将消光比设定为约34 : 1 20 : 1的范围时的各向异性到达时间
的模拟数据。如果定向材料具有相同的各向异性，则与调整为20 : i的消光比的偏振片相 比，调整为34 : l的消光比的偏振片可以减少各向异性到达时间。S卩，第三实施例的光照设
备可以通过增大p-偏振光与s-偏振光的比值来减少光学定向时间。可以根据定向材料的
种类来调整偏振片的消光比。因此，即使描述了将偏振片的消光比设定在34 : 1 20 : i 的范围内，仍可将偏振片的消光比设定在200 : 1 3 : i的范围内。 这样，根据本发明第三实施例的光照设备控制消光比(p-偏振光与s-偏振光的比
值)，从而减少了定向材料的各向异性到达时间。这样，减少了定向膜的制造时间。同时，制
造时间的减少抑制了由排斥反应造成的羧酸的产生。于是，可以防止在具有定向膜的LCD 中产生残留图像。 如上所述，根据本发明的三个实施例的光照设备阻挡特定波段的UV光，采用产生 更多有效光谱(或有效波段)的光源，或控制消光比(p-偏振光与s-偏振光的比值)。由 此，减少了定向膜的制造时间，并抑制了由排斥反应造成的羧酸的产生。所以可以防止在具 有定向膜的LCD中产生残留图像。 尽管仅根据上述的实施例解释了本发明，但是本领域的普通技术人员应当理解， 本发明并不限制于这些实施例，在不脱离本发明的精神的情况下，可以对本发明进行各种 变化和变型。因此，本发明的范围应当由所附权利要求书及其等同物来确定。
权利要求
一种光照设备，包括光源，产生紫外光；偏振片，将所述光源中产生的紫外光偏振；以及滤光片，阻挡来自所述偏振片的除用于光学定向的有效波段的光外的偏振光。
2. 根据权利要求1所述的光照设备，其中所述滤光片包括阻挡短波段的光的高通滤光片。
3. 根据权利要求2所述的光照设备，其中所述短波段为250nm以下的波长范围。
4. 根据权利要求1所述的光照设备，其中所述滤光片包括阻挡长波段的光的低通滤光片。
5. 根据权利要求4所述的光照设备，其中所述长波段为300nm以上的波长范围。
6. 根据权利要求1所述的光照设备，其中所述光源包括具有在有约200nm 330nm的 有效波段范围内的高峰值的灯。
7. 根据权利要求1所述的光照设备，其中所述偏振片具有约3 : 1 200 : l的消光 比范围。
8. 根据权利要求1所述的光照设备，其中所述偏振片包括多个石英片。
全文摘要
公开了一种能够通过光学定向处理形成LCD的定向膜的光照设备。该光照设备包括产生紫外光的光源；将所述光源产生的紫外光偏振的偏振片；以及阻挡来自所述偏振片的除用于光学定向的有效波段的光外的偏振光的滤光片。
文档编号G02F1/13357GK101761878SQ20091026239
公开日2010年6月30日 申请日期2009年12月24日 优先权日2008年12月24日
发明者申东天 申请人:乐金显示有限公司