液晶配向设备制造技术

本实用新型专利技术涉及一种液晶配向设备，该液晶配向设备包括一光源、一偏振光产生装置、一偏振光分离装置、一光束反射装置及一会聚透镜，该偏振光产生装置接收自光源发出的光束同时生成偏振光束，该偏振光经过偏振光分离装置反射及透射获得两束偏振光束，该两束偏振光束经过该光束反射装置及会聚透镜会聚后并发生干涉。采用该配向设备直接用两束相干偏振光束在光敏感高分子层表面进行干涉，一次曝光达到诱导光敏感高分子有规则排列，在基板上形成配向层，使得使用该配向层的液晶显示更亮、分辨率更高，同时方便大尺寸液晶配向。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种配向设备，尤其涉及一种用于液晶配向的配向设备。
技术介绍
随着数字科技的发展，液晶显示产品已广泛地应用在日常生活的各个层面中，对液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)屏幕的画质要求也逐步提高，在显示画面视角、对比、显示均匀等问题上需要进一步改善。在液晶面板中有关液晶配向的控制技术、配向层的评估技术研究，直接地与上述的问题息息相关。液晶分子因其在平行于分子轴方向与垂直于分子轴方向的正介电各向异性不同，因此可用电场来驱动控制液晶分子配向方向，应用在屏幕上；另一方面，由于液晶也具有双折射性能，可改变偏振光的偏振方向，使液晶分子在电场下因分子排列变化而产生光学上的变化。在液晶显示面板内，液晶分子必须朝着某一特定方向排列，才能达到显示效果，而欲使液晶分子产生均一且稳定排列有赖于液晶配向技术；因为液晶与配向层的接口有很强的粘附力(Anchoring Strength)，在电场关闭后液晶凭借该粘附力而恢复到原来的排列。液晶配向可以采用摩擦配向技术、浸渍表面活性剂、蒸镀氧化硅及光照配向等。其中摩擦配向技术中，液晶配向机制包含两种，其第一种配向机制为沟槽配向(Groove Alignment)，长形液晶分子具有沿着沟槽排列的倾向，因为当液晶分子长轴平行沟槽时形变最少，能量最低；第二种配向机制为高分子长链(Polymer Chain Alignment)配向，高分子配向层表面分子因定向摩擦，产生顺向性，或因为长形液晶分子易于沿着高分子链堆栈，以使液晶与高分子具方向性交互作用能量最低。一种现有技术的摩擦配向技术，如图1所示，是在基板10表面上涂布一层高分子薄膜14，利用对高分子的表面施予绒布滚轮(Roller)13进行接触式顺向机械式摩擦，摩擦高分子表面所供的能量使高分子主链因延伸而顺向排列，达到液晶配向排列的方法，此项技术的优点是摩擦定向方式操作时间较短，在常温下操作即可，具有优异量产特性，但高分子薄膜材料具高极性、高吸水性，在储存或运送时容易变质而造成配向不均匀。另外，摩擦配向制程造成的粉尘颗粒、静电残留、刷痕等问题容易造成制程良率降低。而且，大尺寸摩擦控制不易，造成液晶的预倾角不一样而影响显示器的显示性能。单一方向摩擦配向会造成亮度和窄视角问题。但是随着各式广视角的多区域(Multiple Dotmain)配向需求，一个像素区域需要多种预倾角(Pretilt Angle)和旋转角(Rotational Angle)，采用像素分割后，使用微影制程(Microlithography)定义各像素区域后，再进行绒布摩擦配向，使预倾角的方向改变来解决，但是较复杂。采用光配向技术，可以有效设置预倾角和旋转角。在光配向技术中，以合适的光束照射在高分子薄膜上，利用分子结构中化学键的生成或破坏，使高分子链产生具有方向性的排列，进而达到排列液晶分子的目的。光配向反应机制主要包括光异构化光诱导的顺反间的结构互变，利用构形的转换造成异向而诱导液晶的排列。光分解化利用高能量的光对光配向材料进行照射，使其不均向断键，以产生诱导液晶分子有序排列的效果。光聚合化在侧链中导入含有不饱和双键的感光基团，经偏振光照射后，进行聚合反应，使高分子表面产生光学各向异性(Anisotropy)，进而诱导液晶分子在某一方向上有规则排列。另一种现有技术的光配向技术，采用线性偏振紫外光(UV)配合光罩照射涂布在基板表面的光敏感性高分子材料而形成配向层进行配向的方法，如图2所示。涂布一光敏感性高分子141在一基板10上，形成一高分子材料层14；提供一高压汞灯作为紫外光源系统11，用以发出一紫外光束12；提供一聚光透镜18，用以聚集紫外光束12成为一平行光束15，该平行光束15是一沿Z轴方向传输的电磁波，其具有一X轴方向的平行电场分量151及Y轴方向的垂直电场分量152；提供一偏振光产生装置16，并设置在聚光透镜18和光敏感性高分子层14之间，经偏振光产生装置16后形成的线性偏振紫外光束17透过一设置有既定图案的光罩19对光敏感性高分子材料层14进行曝光，多束干涉线性偏振紫外光17照射该光敏感性高分子材料层14，即获得可以沿偏振光方向配向的高分子材料层，即配向层。该光敏感性高分子材料14含有不同的官能团，线性偏振紫外光束17可以引发不同的反应，如参与反应的主要官能团为含氮的(Azo)官能团，其光化学机制为光诱导的顺反式结构互变，利用沟形的转换造成异向而诱导液晶的排列；如果参与反应的主要官能团为苯甲酮(Benzophenone)型的高分子材料，则光照使得高分子材料光致交联(Photocrosslinking)形成长链分子；如配向层的感光材料并没有感光基存在，则利用具高能量的紫外光来进行不均匀断键，以诱导液晶分子排列；如高分子侧链中含有不饱和双键的感光基，经由线性偏振紫外光束照射后，进行聚合反应，使高分子表面产生各向异性，进而诱导液晶分子朝着某一方向有规则排列。经偏振光产生装置16产生的偏振光具X轴方向的平行电场分量151，则在光敏感性高分子层14上获得可诱发液晶分子沿X轴方向光轴排列的各向异性光学薄膜；同样，经偏振光产生装置16产生的偏振光具Y轴方向的平行电场分量152，则在光敏感性高分子层14上获得可诱发液晶分子沿Y轴方向光轴排列的各向异性光学薄膜。预倾角的产生需要两次曝光，先利用平行照射方式产生对液晶的排列，然后再改变线性偏振光方向，以斜向曝光方式产生预倾角。在上述方法形成配向层过程中，利用摩擦配向，则不易大尺寸配向，且制程良率较低；利用线性偏振紫外光或是非线性偏振紫外光来产生光诱导液晶排列现象，需要多次曝光，即先平行照射方式产生对液晶的排列，然后再改变偏振光方向，以斜向曝光方式产生预倾角；而且光配向时，光波波长较长，光子能量不大，照射精确度不高，所以不能精确配向，降低液晶显示画面亮度；采用光罩对该波段的多束紫外线干涉引发反应，使得光学对比度不高。
技术实现思路
为解决上述使得液晶亮度不高，光学对比度不高，及不方便大尺寸配向的问题，有必要提供一种使得液晶亮度高，光学对比度高，及方便大尺寸配向的液晶配向设备。一种液晶配向设备，该设备包括一光源、一偏振光产生装置、一偏振光分离装置、一光束反射装置及一会聚透镜，该偏振光产生装置接收自光源发出的光束同时生成偏振光束，该偏振光经过偏振光分离装置反射及透射获得两束偏振光束，该两束偏振光束经过该光束反射装置及会聚透镜会聚后并发生干涉。另一种液晶配向设备，其包括一光源、一偏振光产生装置、一偏振光分离装置、一光束反射装置及一反射式光学元件，自光源发出之光束经过该偏振光产生装置获得一偏振光束，该光束经过该偏振光分离装置的反射及衍射后获得两束偏振光束，该两束偏振光束经过该光束反射装置及该反射式光学元件改变传输方向后会聚，并发生干涉。对于上述液晶配向设备的改进在于该光源可以產生波長介於1.0纳米至250纳米的深紫外光束。相较于现有技术，上述液晶配向设备采用不改变偏振光振动方向的偏振光分离装置，分离出两束振动方向相同的相干偏振光，照射感光高分子层以致精确配向，且不使用光罩，避免使用多次曝光，适用于形成大尺寸配向层，获得可使液晶显示更亮、对比度更高及方便大尺寸配向的配向层。在上述液晶配向设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶配向设备，其包括：一光源、一偏振光产生装置、一偏振光分离装置、一光束反射装置及一会聚透镜，该偏振光产生装置接收自光源发出的光束同时生成偏振光束，该偏振光经过偏振光分离装置反射及透射获得两束偏振光束，其特征在于：该两束偏振光束经过该光束反射装置及会聚透镜会聚后并发生干涉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡明宏，
申请(专利权)人：群康科技深圳有限公司，群创光电股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]