一种光配向特性检测方法、装置及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种光配向特性检测方法、装置及系统，其中，该方法包括：形成具有第一光学器件和第二光学器件的光学组合，所述第一光学器件包括至少一偏光片，所述第二光学器件是设置有已光固化配向膜的待测材料；使光线透过所述光学组合，同时改变所述第一光学器件中偏光片的光轴与所述第二光学器件中配向膜的光轴之间的夹角；以及测量透过所述光学组合后的光线，以获得不同所述夹角情况下的光强，从而获得所述配向膜的光配向特性。通过上述方式，本发明能够把偏振光测试法应用于面板生产过程中的线上检测，以解决测试方法受到基板类型局限的技术问题。
【专利说明】一种光配向特性检测方法、装置及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及移动终端【技术领域】，特别是涉及一种光配向特性检测方法、装置及系 统。
【背景技术】
[0002] 现有技术中，通过向配向膜或配向层（以下称作"光配向膜）照射偏极化紫外光， 与光极化方向平行的高分子发生光化学反应，使薄膜表面产生异向性分布，诱导液晶分子 排列，以此进行配向的被称作光配向的技术，该光配向被广泛应用于液晶显示显示面板的 液晶显示元件所具有的液晶配向膜的配向等。
[0003] 现有的光配向技术检测方法通常分为单膜检测和成盒检测，其中，单膜检测一般 包括偏振吸收谱测试、相位延迟量测，成盒测试包括光学特性量测。
[0004] 通常，在面板生成过程中的线上检测对于面板生产至关重要，但对于光配向技术， 现有的线上检测方法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材料照光 后的配向特性。但是，这种方法的应用会受到基板类型的局限，无法量测某些类型的。
【发明内容】
[0005] 本发明主要解决的技术问题是提供一种光配向特性检测方法、装置及系统，把偏 振光测试法应用于面板生产过程中的线上检测，以解决测试方法受到基板类型局限的技术 问题。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种光配向特性检测 方法，所方法包括：形成具有第一光学器件和第二光学器件的光学组合，所述第一光学器件 包括至少一偏光片，所述第二光学器件是设置有已光固化配向膜的待测材料；使光线透过 所述光学组合，同时改变所述第一光学器件中偏光片的光轴与所述第二光学器件中配向膜 的光轴之间的夹角；以及测量透过所述光学组合后的光线，以获得不同所述夹角情况下的 光强，从而获得所述配向膜的光配向特性。
[0007] 其中，所述形成具有第一光学器件和第二光学器件的光学组合的步骤具体为：根 据所述待测材料类型确定所述第一光学器件中包含的偏光片的数量、各所述偏光片之间的 光轴关系、各所述偏光片与所述第二光学器件之间的光学位置关系。
[0008] 其中，所述根据所述待测材料类型确定所述第一光学器件中包含的偏光片的数 量、各所述偏光片之间的光轴关系、各所述偏光片与所述第二光学器件之间的光学位置关 系的步骤包括：当所述待测材料类型为设置有已光固化配向膜的基板时，相应地确定所述 第一光学器件中包含一片偏光片，以及确定所述偏光片位于所述基板的朝向或背对所述光 线的方向。
[0009] 其中，所述根据所述待测材料类型确定所述第一光学器件中包含的偏光片的数 量、各所述偏光片之间的光轴关系、各偏光片与第二光学器件之间的光学位置关系的步骤 包括：所述待测材料类型为设置有已光固化配向膜的基板，相应地确定所述第一光学器件 中包含两片偏光片，以及确定各所述偏光片位于所述基板的朝向或背对所述光线的方向， 其中，所述两片偏光片的光轴相互平行。
[0010] 其中，所述设置有已光固化配向膜的基板为涂有聚酰亚胺薄膜PI的素玻璃基板、 阵列玻璃基板或彩色滤光片基板。
[0011] 其中，所述根据所述待测材料类型确定所述第一光学器件中包含的偏光片的数 量、各所述偏光片之间的光轴关系、各偏光片与第二光学器件之间的光学位置关系的步骤 包括：所述待测材料类型为设置有已光固化配向膜的基板，相应地确定所述第一光学器件 中包含两片偏光片，以及确定各所述偏光片位于所述基板的朝向或背对所述光线的方向， 其中，所述两片偏光片的光轴相互垂直。
[0012] 其中，所述设置有已光固化配向膜的基板为成盒后的液晶基板。
[0013] 为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种光配向特性检 测装置，所述装置包括：第一光学器件，包括至少一偏光片；第二光学器件，为设置有已光 固化配向膜的待测材料；光源，用于向所述第一光学器件和第二光学器件形成的光学组合 发出光线，所述第一光学器件中偏光片的光轴与所述第二光学器件中配向膜的光轴之间的 夹角同时发生改变使所述光线透过所述光学组合；以及光线探测器，用于测量透过所述光 学组合后的光线，以获得不同所述夹角情况下的光强，所述光强用于确定所述配向膜的光 配向特性。
[0014] 其中，所述待测材料为包括第一区域和第二区域的基板，其中，所述第一区域为涂 有PI的素玻璃基板，所述第二区域为设置有已光固化配向膜的阵列玻璃基板或彩色滤光 片基板。
[0015] 为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种光配向特性检 测系统，所述系统包括光配向特性检测装置以及光配向特性处理装置；所述光配向特性检 测装置包括：第一光学器件，包括至少一偏光片；第二光学器件，为设置有已光固化配向膜 的待测材料；光源，用于向所述第一光学器件和第二光学器件形成的光学组合发出光线，所 述第一光学器件中偏光片的光轴与所述第二光学器件中配向膜的光轴之间的夹角同时发 生改变使所述光线透过所述光学组合；以及光线探测器，用于测量透过所述光学组合后的 光线，以获得不同所述夹角情况下的光强；所述光配向特性处理装置用于根据所述光线探 测器获得的不同所述夹角情况下的光强确定所述配向膜的光配向特性。
[0016] 本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供的一种光配向特性检 测方法、装置及系统，根据待测材料的类型确定第一光学器件中包含的偏光片的数量、各偏 光片之间的光轴关系、各偏光片与第二光学器件之间的光学位置关系，并改变该第一光学 器件中偏光片的光轴与该第二光学器件中配向膜的光轴之间的夹角使光线透过第一光学 器件和第二光学器件组成的光学组合，从而根据透过该光学组合的光强及对应的夹角计算 配向膜的光配向特性。利用本发明，能够在线上检测时直接根据待测材料选择测试所用的 光学器件，并通过测量光线的偏振吸收以测量相应的光配向特性，而不会受到待测材料基 板类型的局限，提高测试效率及生产效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是本发明第一实施方式中的一种光配向特性检测方法的流程示意图；
[0018] 图2是本发明第二实施方式中的一种光配向特性检测方法的流程示意图；
[0019] 图3是本发明一实施方式中的光学组合的示意图；
[0020] 图4是本发明另一实施方式中的光学组合的示意图；
[0021] 图5是本发明再一实施方式中的光学组合的示意图；
[0022] 图6是本发明实施方式中的光配向特性检测装置的结构示意图；
[0023] 图7是本发明实施方式中的光配向特性检测系统的结构示意图；
[0024] 图8是本发明实施方式中P偏光片的光轴与PI的配向膜的光轴之间的夹角与线 性偏振光吸收量的关系示意图；
[0025] 图9是本发明实施方式中光配向PI材料在不同anneal温度下的配向特性示意 图；
[0026] 图10是本发明实施方式中偏光片的光轴与成盒的液晶的配向膜的光轴之间的夹 角与线性偏振光吸收量的关系示意图；
[0027] 图11是本发明实施方式中光配向PI材料在不同anneal温度下的配向特性示意 图。
[0028] 元件标号：
[0029] 光源 30、40、50、63、712
[0030] 偏光片 31、41、43、51、53
[0031] 待测材料 32、42、52、64、714
[0032] 光线探测器 33、44、54、65、713
[0033] 装置 60、71
[0034] 第一光学器件 61、710
[0035] 第二光学器件 62、711
[0036] 光学组合 66、715
[0037] 系统 70
[0038] 光配向特性处理装置72
【具体实施方式】
[0039] 为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合附图和实 施例对本发明进行详细说明。
[0040] 请参阅图1，为本发明第一实施方式中的一种光配向特性检测方法的流程示意图。 该实施方式示出的一种光配向特性检测方法包括如下步骤：
[0041] 步骤S10,形成具有第一光学器件和第二光学器件的光学组合，该第一光学器件包 括至少一偏光片，该第二光学器件是设置有已光固化配向膜的待测材料。
[0042] 步骤S11，使光线透过该光学组合，同时改变该第一光学器件中偏光片的光轴与该 第二光学器件中配向膜的光轴之间的夹角。
[0043] 步骤S12,测量透过该光学组合后的光线，以获得不同夹角情况下的光强，从而获 得该配向膜的光配向特性。
[0044] 设置有已光固化配向膜的待测材料经过光配向后具有各向异性特性，对不同方向 的线性偏振光的吸收/透射特性不同。例如，聚酰亚胺薄膜PI材料为各向同性，对线性偏 振光吸收无方向的选择性。当进行光配向后，PI材料发生光化学反应，分子呈有序性分布， 具有各向异性，只有线性偏振光方向与分子长轴方向平行，材料才会产生最大吸收。因此， 通过确认吸收峰值所对应的偏振片角度，即可确定光配向角度。
[0045] 具体地，通过转动偏光片或该待测材料使光线透过，并测量透过该光学组合后的 光线，相应地确定最大光强和最小光强。其中，从该最大光强、最小光强、该最大光强对应的 夹角、该最小光强对应的夹角以及基准配向角度中选择相应的参数以计算该待测材料的光 配向特性，该光配向特性可以包括配向角度、配向强弱、膜面配向均匀性等。其中，该基准配 向角度为与该待测材料相同的合格材料的配向角度，为已知值。例如，通过计算二向色性比 以确定光配向强弱，通过最大光强或最小光强对应的夹角计算光配向角度。
[0046] 请参阅图2,为本发明第二实施方式中的一种光配向特性检测方法的流程示意图。 该实施方式示出的一种光配向特性检测方法包括如下步骤：
[0047] 步骤S20,根据待测材料类型确定第一光学器件中包含的偏光片的数量、各偏光片 之间的光轴关系、各偏光片与第二光学器件之间的光学位置关系，以形成具有第一光学器 件和第二光学器件的光学组合。
[0048] 其中，该第一光学器件包括至少一偏光片，该第二光学器件是设置有已光固化配 向膜的待测材料。
[0049] 其中，该待测材料类型为设置有已光固化配向膜的基板。
[0050] 步骤S21，使光线透过该光学组合，同时改变该第一光学器件中偏光片的光轴与该 第二光学器件中配向膜的光轴之间的夹角。
[0051] 步骤S22,测量透过该光学组合后的光线，以获得不同夹角情况下的光强，从而获 得该配向膜的光配向特性。
[0052] 进一步地，当该设置有已光固化配向膜的基板为涂有聚酰亚胺薄膜PI的素玻璃 基板、阵列玻璃基板或彩色滤光片基板时，在一实施方式中，根据该待测材料类型相应地确 定该第一光学器件中包含一片偏光片，以及确定该偏光片位于该基板的朝向或背对该光线 的方向。
[0053] 请同时参阅图3,为本发明一实施方式中的光学组合的示意图。在本实施方式中， 该偏光片31位于光源30与待测材料32之间，一光线探测器33位于待测材料32远离偏光 片31的一侧。该光源30发出光线照射该光学组合时，转动偏光片31以改变其光轴与该待 测材料32配向膜的光轴之间的夹角，光线依次透过偏光片31和待测材料32,并被该光线探 测器33接收以检测透出该待测材料32的光线在偏光片31的光轴与待测材料32的配向膜 的光轴之间的夹角处于不同情况下的光强。
[0054] 在另一实施方式中，根据该待测材料类型相应地确定该第一光学器件中包含两片 偏光片，以及确定各偏光片位于该基板的朝向或背对该光线的方向。其中，该两片偏光片的 光轴相互平行。
[0055] 请同时参阅图4,为本发明另一实施方式中的光学组合的示意图。在另一实施方 式中，该待测材料42位于偏光片41、43之间，光源40位于偏光片41远离待测材料42的一 侧，光线探测器44位于偏光片43远离待测材料42的一侧。并且，偏光片41、43在初始状 态时，二者的光轴相互平行。该光源40发出光线照射该光学组合时，同时转动偏光片41、43 以改变其光轴与该待测材料42配向膜的光轴之间的夹角，光线会依次透过偏光片41、待测 材料42和偏光片43,并被该光线探测器44接收以检测透出该偏光片43的光线在偏光片 41、43的光轴与待测材料42的配向膜的光轴之间的夹角处于不同情况下的光强。其中，偏 光片41、43同时转动且转动角度是相同的。
[0056] 进一步地，当该设置有已光固化配向膜的基板为成盒后的液晶基板时，在本实施 方式中，根据该待测材料类型相应地确定该第一光学器件中包含两片偏光片，以及确定各 偏光片位于该基板的朝向或背对该光线的方向，其中，该两片偏光片的光轴相互垂直。
[0057] 请同时参阅图5,为本发明再一实施方式中的光学组合的示意图。在再一实施方 式中，该待测材料52位于偏光片51、53之间，光源50位于偏光片51远离待测材料52的一 侦牝光线探测器55位于偏光片53远离待测材料52的一侧。并且，偏光片51、53在初始状态 时，二者的光轴相互垂直。该光源50发出光线照射该光学组合时，转动待测材料52以改变 其配向膜的光轴与该偏光片51、53的光轴之间的夹角，光线会依次透过偏光片51、待测材 料52和偏光片53,并被该光线探测器55接收以检测透出该偏光片53的光线在偏光片51、 53的光轴与待测材料52的配向膜的光轴之间的夹角处于不同情况下的光强。在其他实施 方式中，还可以同时转动偏光片51、53以改变其光轴与该待测材料52配向膜的光轴之间的 夹角。其中，偏光片51、53同时转动且转动角度是相同的。
[0058] 请参阅图6,为本发明实施方式中的光配向特性检测装置的结构示意图。该装置 60包括：
[0059] 第一光学器件61，包括至少一偏光片。
[0060] 第二光学器件62,为设置有已光固化配向膜的待测材料64。
[0061] 光源63,用于向该第一光学器件61和第二光学器件62形成的光学组合66发出光 线，该第一光学器件61中偏光片的光轴与该第二光学器件62中配向膜的光轴之间的夹角 同时发生改变使该光线透过该光学组合66。
[0062] 光线探测器65,用于测量透过该光学组合后的光线，以获得不同夹角情况下的光 强，该光强用于确定该配向膜的光配向特性。
[0063] 本发明的光配向特性检测装置所包括的各元器件及装置、单元的位置连接关系并 不仅限于图中所示，该图仅为示意图，并不作为具体限定。
[0064] 请参阅图7,为本发明实施方式中的光配向特性检测系统的结构示意图。该系统 70包括光配向特性检测装置71以及光配向特性处理装置72,其中，该光配向特性检测装置 71包括：
[0065] 第一光学器件710,包括至少一偏光片。
[0066] 第二光学器件711，为设置有已光固化配向膜的待测材料714。
[0067] 光源712,用于向该第一光学器件711和第二光学器件712形成的光学组合715发 出光线，该第一光学器件711中偏光片的光轴与该第二光学器件712中配向膜的光轴之间 的夹角同时发生改变使该光线透过该光学组合。
[0068] 光线探测器713,用于测量透过该光学组合715后的光线，以获得不同该夹角情况 下的光强。
[0069] 该光配向特性处理装置72用于根据该光线探测器713获得的不同该夹角情况下 的光强确定该配向膜的光配向特性。
[0070] 其中，该第一光学器件710根据该待测材料714的类型确定其中包含的偏光片的 数量，以及各偏光片之间的光轴关系、各偏光片与该第二光学器件711之间的光学位置关 系。
[0071] 该待测材料714的类型为设置有已光固化配向膜的基板。
[0072] 当该设置有已光固化配向膜的基板为涂有聚酰亚胺薄膜PI的素玻璃基板、阵列 玻璃基板或彩色滤光片基板时，在一实施方式中，该第一光学器件710根据该待测材料714 的类型相应地确定其中包含一片偏光片，以及确定该偏光片位于该基板的朝向或背对该光 源712的方向。具体的位置关系如图3所示。在另一实施方式中，该第一光学器件710根 据该待测材料714的类型相应地确定其中包含两片偏光片，以及确定各偏光片位于该基板 的朝向或背对该光源712的方向。其中，该两片偏光片的光轴相互平行。具体位置关系如 图4所示。
[0073] 当该设置有已光固化配向膜的基板为成盒后的液晶基板时，在本实施方式中，该 第一光学器件710根据该待测材料714的类型相应地确定其中包含两片偏光片，以及确定 各偏光片位于该基板的朝向或背对该光源712的方向，其中，该两片偏光片的光轴相互垂 直。具体的位置关系如图5所示。
[0074] 进一步地，该光线探测器713测量透过该光学组合后的光线，相应地确定最大光 强和最小光强。该光配向特性处理装置72从该光线探测器713确定的最大光强、最小光强， 以及获取该最大光强对应的夹角、该最小光强对应的夹角、基准配向角度，并从这些参数中 选择相应的参数以计算该待测材料714的光配向特性，该光配向特性可以包括配向角度、 配向强弱、膜面配向均匀性等。其中，该基准配向角度为与该待测材料相同的合格材料的配 向角度，为已知值。
[0075] 进一步地，该待测材料714为一包括第一区域和第二区域的基板，其中，该第一区 域为涂有PI的素玻璃基板，该第二区域为设置有已光固化配向膜的阵列玻璃基板或彩色 滤光片基板。其中，该阵列玻璃基板可以是薄膜晶体管TFT玻璃基板。
[0076] 请同时参阅图8、9，其中，图8为本发明实施方式中P偏光片的光轴与PI的配向膜 的光轴之间的夹角与线性偏振光吸收量的关系示意图，图9为本发明实施方式中光配向PI 材料在不同anneal (退火）温度下的配向特性示意图。
[0077] 其中，PI膜配向特性以二向性比（Dichromic ratio, DR)来表征，表达式为：
【权利要求】
1. 一种光配向特性检测方法，其特征在于，所方法包括： 形成具有第一光学器件和第二光学器件的光学组合，所述第一光学器件包括至少一偏 光片，所述第二光学器件是设置有已光固化配向膜的待测材料； 使光线透过所述光学组合，同时改变所述第一光学器件中偏光片的光轴与所述第二光 学器件中配向膜的光轴之间的夹角；W及 测量透过所述光学组合后的光线，W获得不同所述夹角情况下的光强，从而获得所述 配向膜的光配向特性。
2.根据权利要求1所述的光配向特性检测方法，其特征在于，所述形成具有第一光学 器件和第二光学器件的光学组合的步骤具体为： 根据所述待测材料类型确定所述第一光学器件中包含的偏光片的数量、各所述偏光片 之间的光轴关系、各所述偏光片与所述第二光学器件之间的光学位置关系。
3. 根据权利要求2所述的光配向特性检测方法，其特征在于，所述根据所述待测材料 类型确定所述第一光学器件中包含的偏光片的数量、各所述偏光片之间的光轴关系、各所 述偏光片与所述第二光学器件之间的光学位置关系的步骤包括： 当所述待测材料类型为设置有已光固化配向膜的基板时，相应地确定所述第一光学器 件中包含一片偏光片，W及确定所述偏光片位于所述基板的朝向或背对所述光线的方向。
4. 根据权利要求2所述的光配向特性检测方法，其特征在于，所述根据所述待测材料 类型确定所述第一光学器件中包含的偏光片的数量、各所述偏光片之间的光轴关系、各偏 光片与第二光学器件之间的光学位置关系的步骤包括： 所述待测材料类型为设置有已光固化配向膜的基板，相应地确定所述第一光学器件中 包含两片偏光片，W及确定各所述偏光片位于所述基板的朝向或背对所述光线的方向，其 中，所述两片偏光片的光轴相互平行。
5. 根据权利要求3或4所述的光配向特性检测方法，其特征在于，所述设置有已光固化 配向膜的基板为涂有聚酷亚胺薄膜PI的素玻璃基板、阵列玻璃基板或彩色滤光片基板。
6.根据权利要求2所述的光配向特性检测方法，其特征在于，所述根据所述待测材料 类型确定所述第一光学器件中包含的偏光片的数量、各所述偏光片之间的光轴关系、各偏 光片与第二光学器件之间的光学位置关系的步骤包括： 所述待测材料类型为设置有已光固化配向膜的基板，相应地确定所述第一光学器件中 包含两片偏光片，W及确定各所述偏光片位于所述基板的朝向或背对所述光线的方向，其 中，所述两片偏光片的光轴相互垂直。
7. 根据权利要求6所述的光配向特性检测方法，其特征在于，所述设置有已光固化配 向膜的基板为成盒后的液晶基板。
8. -种光配向特性检测装置，其特征在于，所述装置包括： 第一光学器件，包括至少一偏光片； 第二光学器件，为设置有已光固化配向膜的待测材料； 光源，用于向所述第一光学器件和第二光学器件形成的光学组合发出光线，所述第一 光学器件中偏光片的光轴与所述第二光学器件中配向膜的光轴之间的夹角同时发生改变 使所述光线透过所述光学组合；W及光线探测器，用于测量透过所述光学组合后的光线，W 获得不同所述夹角情况下的光强，所述光强用于确定所述配向膜的光配向特性。
9. 根据权利要求8所述的光配向特性检测装置，其特征在于，所述待测材料为包括第 一区域和第二区域的基板，其中，所述第一区域为涂有PI的素玻璃基板，所述第二区域为 设置有已光固化配向膜的阵列玻璃基板或彩色滤光片基板。
10. -种光配向特性检测系统，其特征在于，所述系统包括光配向特性检测装置W及光 配向特性处理装置；所述光配向特性检测装置包括： 第一光学器件，包括至少一偏光片； 第二光学器件，为设置有已光固化配向膜的待测材料； 光源，用于向所述第一光学器件和第二光学器件形成的光学组合发出光线，所述第一 光学器件中偏光片的光轴与所述第二光学器件中配向膜的光轴之间的夹角同时发生改变 使所述光线透过所述光学组合；W及 光线探测器，用于测量透过所述光学组合后的光线，W获得不同所述夹角情况下的光 强； 所述光配向特性处理装置用于根据所述光线探测器获得的不同所述夹角情况下的光 强确定所述配向膜的光配向特性。
11. 一种光配向特性检测方法，其特征在于，所方法包括： 形成具有第一光学器件和第二光学器件的光学组合，所述第一光学器件包括至少一偏 光片，所述第二光学器件是设置有已光固化配向膜的待测材料； 使光线透过所述光学组合，同时改变所述第一光学器件中偏光片的光轴与所述第二光 学器件中配向膜的光轴之间的夹角；W及 测量透过所述光学组合后的光线，W获得不同所述夹角情况下的光吸收量，从而获得 所述配向膜的光配向特性。
【文档编号】G02F1/13GK104460062SQ201410770463
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月12日 优先权日:2014年12月12日
【发明者】宋彦君 申请人:深圳市华星光电技术有限公司