CN101825733A - 多方向偏振片及制造tft-lcd取向层的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多方向偏振片及制造TFT-LCD取向层的方法，其中多方向偏振片包括：设置在透明平板上的多层线偏振片，每层线偏振片的图形在透明平板上对应的区域互不重叠，每层线偏振片的偏振方向均区别于其他层，每层线偏振片上包括一层透明薄膜，所述透明薄膜覆盖本层线偏振片的图形，且表面平整。本发明中的多方向偏振片包括多个具有不同偏振方向的线偏振片，这样光源发出的光通过多方向偏振片之后，就能形成具有不同偏振方向的线偏振光，通过一次光辐照，就能使取向层形成不同的取向角，节省了工艺流程，简化了工艺，节省了时间。

Description

多方向偏振片及制造TFT-LCD取向层的方法

技术领域

本发明涉及液晶显示技术，尤其涉及一种多方向偏振片及制造薄膜晶体管液晶显示(TFT-LCD)取向层的方法。

背景技术

在现有技术TFT-LCD的制造工艺中通常在基板(包括阵列基板和彩膜基板)上形成一层取向层，取向层上形成有取向角，使得液晶分子按照取向角的方向预先排列好。取向角是指液晶分子沿基板平面倾斜的角度。形成取向角的一种方式是采用绒布沿一定方向摩擦基板表面，使得基板表面形成微观的沟槽，液晶分子的长轴将沿此沟槽排列。取向角的形成依赖于摩擦用的绒布和摩擦强度，容易引起平面水波纹(mura)和静电放电(ElectroStaticDischarge，简称ESD)，从而影响TFT-LCD的成品率。

为了克服摩擦方式形成取向角的缺陷，现有技术提出了另一种形成取向角的方式，具体过程为：在基板(包括阵列基板和彩膜基板)上涂布一层具有光敏特性的取向层，例如聚乙烯醇肉桂酸酯(Polyvinyl Cinnamate，简称PVCN)，然后将光源通过一个线偏振片形成线偏振光，采用线偏振光辐照取向层。线偏振光打破取向层的光敏化学键，使取向层的聚合物成分沿着垂直于线偏振光偏振方向排列，这样取向层的取向角就形成了。通过线偏振光辐照取向层形成取向角的方法，避免了与基板接触，可以克服摩擦方式的缺陷。

但是通过线偏振光辐照取向层形成取向角的方式存在如下问题：由于光源通过具有一个偏振方向的线偏振片后形成具有一个偏振方向的线偏振光，这样辐照取向层之后，一次光辐照形成的取向角只有一个方向，即一个畴，这样不利于扩大TFT-LCD的视角。如果想要形成多畴，即多个方向的取向角，来扩大TFT-LCD的视角，则需要采用多个偏振方向的线偏振片，通过多次光辐照来形成多个取向角，增加了工艺的复杂度，并且所需时间长。

发明内容

本发明的第一方面的目的是提供一种多方向偏振片及其制造方法，该偏振片具备多个线偏振方向。

本发明第二方面的目的是提供一种采用上述多方向偏振片制造TFT-LCD取向层的方法，能够通过一次光辐照形成多个取向角，简化工艺，缩短取向层制造的时间。

为了实现第一方面的目的，本发明提供了一种多方向偏振片，包括：设置在透明平板上的多层线偏振片，每层线偏振片的图形在透明平板上对应的区域互不重叠，每层线偏振片的偏振方向均区别于其他层，每层线偏振片上包括一层透明薄膜，所述透明薄膜覆盖本层线偏振片的图形，且表面平整。

本发明还提供了一种多方向偏振片制造方法，包括：

步骤11、贴附一层线偏振片；

步骤12、通过构图工艺使得线偏振片部分被去除；

步骤13、在经过步骤12之后的透明平板上形成一层透明薄膜，所述透明薄膜的表面平整；

重复步骤11到步骤13，每层线偏振片的图形在透明平板上对应的区域互不重叠，每层线偏振片的偏振方向均区别于其他层。

为了实现第二方面的目的，本发明提供了一种采用上述多方向偏振片制造TFT-LCD取向层的方法，包括：

步骤1、在基板上形成光敏性取向层；

步骤2、将光源发出的光通过多方向偏振片形成具有多个偏振方向的线偏振光，所述多方向偏振片包括设置在透明平板上的多层线偏振片，每层线偏振片的图形在透明平板上对应的区域互不重叠，每层线偏振片的偏振方向均区别于其他层，每层线偏振片上包括一层透明薄膜，所述透明薄膜覆盖本层线偏振片的图形，且表面平整；

步骤3、用所述线偏振光辐照所述光敏性取向层，使得所述光敏性取向层形成不同的取向角。

本发明实施例中用多方向偏振片代替现有技术中的线偏振片，由于多方向偏振片包括多个具有不同偏振方向的线偏振片，这样光源发出的光通过多方向偏振片之后，就能形成具有不同偏振方向的线偏振光，不同方向的线偏振光辐照取向层可以使取向层形成不同的取向角。本发明提供的TFT-LCD取向层制造方法，通过一次光辐照，就能使取向层形成不同的取向角，与现有技术相比，节省了工艺流程，简化了工艺，节省了时间。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1a所示为本发明多方向偏振片制造方法第一实施例的二方向偏振片的一个模块中透明平板上形成第一线偏振片的平面示意图；

图1b所示为图1a中A1-A1向截面示意图；

图2所示为本发明多方向偏振片制造方法第一实施例的二方向偏振片的一个模块中透明平板上第一次涂敷透明薄膜之后的截面示意图；

图3所示为本发明多方向偏振片第一实施例的二方向偏振片的一个模块中透明平板上形成第二线偏振片的截面示意图；

图4a所示为本发明多方向偏振片第一实施例的二方向偏振片的一个模块中透明平板上形成第二线偏振片的平面示意图；

图4b所示为图4a中A2-A2向截面示意图；

图5所示为本发明多方向偏振片制造方法第二实施例的二方向偏振片的截面示意图；

图6a所示为本发明多方向偏振片制造方法第三实施例的四方向偏振片的一个模块中透明平板上形成第一线偏振片的平面示意图；

图6b所示为图6a中B1-B1向截面示意图；

图7a所示为本发明多方向偏振片第三实施例的四方向偏振片的一个模块中透明平板上形成第二线偏振片的平面示意图；

图7b所示为图7a中B2-B2向截面示意图；

图8a所示为本发明多方向偏振片制造方法第三实施例的四方向偏振片的一个模块中透明平板上形成第三线偏振片的平面示意图；

图8b所示为图8a中B3-B3向截面示意图；

图9a所示为本发明多方向偏振片第三实施例的四方向偏振片的一个模块中透明平板上形成第四线偏振片的平面示意图；

图9b所示为图9a中B4-B4向截面示意图；

图10所示为本发明多方向偏振片制造方法第四实施例的四方向偏振片的截面示意图；

图11所示为本发明采用多方向偏振片制造TFT-LCD取向层的方法流程图。

具体实施方式

本发明提供一种多方向偏振片，包括：设置在透明平板上的多层线偏振片，每层线偏振片的图形在透明平板上对应的区域互不重叠，每层线偏振片的偏振方向均区别于其他层，每层线偏振片上包括一层透明薄膜，该透明薄膜覆盖本层线偏振片的图形，且表面平整。

其中，多层线偏振片中的部分层线偏振片可以设置在透明平板的一侧，而多层线偏振片中的另一部分层线偏振片设置在所述透明平板的另一侧。

或者，所有层线偏振片均设置在透明平板的一侧。

本发明中多方向偏振片的制造方法可以包括：

步骤101、贴附一层线偏振片；

步骤102、通过构图工艺，使得线偏振片部分被去除；

步骤103、在经过步骤102之后的透明平板上形成一层透明薄膜，具体地可以通过涂敷或沉积等工艺形成透明薄膜，透明薄膜的表面平整；

重复步骤101到步骤103，每层偏振片的图形在透明平板上对应的区域互不重叠，每层线偏振片的偏振方向均区别于其他层。

可以在透明平板的一侧进行步骤101到步骤103，制造第一层线偏振片时，步骤101中的线偏振片贴附在透明平板上，制造其他层线偏振片时，步骤101中的线偏振片贴附在下层线偏振片的透明薄膜上。

也可以在透明平板的两侧分别进行步骤101到步骤103；对于透明平板的每一侧，制造第一层线偏振片时，步骤101中的线偏振片贴附在透明平板上，制造其他层线偏振片时，步骤101中的线偏振片贴附在下层线偏振片的透明薄膜上。

下面分别以形成二方向偏振片和四方向偏振片为例来说明多方向偏振片的制造过程。

第一实施例

形成二方向偏振片的步骤如下：

由于TFT-LCD中包括多个像素，每个像素中又包括红(R)、绿(G)、蓝(B)三种亚像素，为了使每个亚像素内液晶分子的排列方式相同，可以将二方向偏振片设置成与TFT-LCD基板上的多个亚像素对应的多个子模块，每一个子模块中均包括具有二个偏振方向的二方向偏振片。本发明各实施例中涉及到的多方向偏振片的结构是与阵列基板上一个亚像素对应的一个子模块中的结构。

首先，在透明平板11上贴附一层第一线偏振片，在第一线偏振片上涂敷一层光刻胶，采用掩模板对光刻胶进行曝光，将没有光刻胶保护的第一线偏振片部分刻蚀掉，然后去除光刻胶，得到第一偏振片的图形12a。如图1a所示为本发明多方向偏振片制造方法第一实施例的二方向偏振片的一个模块中透明平板上形成第一线偏振片的平面示意图，如图1b所示为图1a中A1-A1向截面示意图。透明平板可以是石英平板。本发明中将光刻胶涂覆、采用掩模板曝光、刻蚀等用于得到相应的图形的工艺称为构图工艺。第一线偏振片的图形12a包括间隔，即第一线偏振片通过构图工艺部分被去除，使得透明平板上留出一部分空白区域用于设置第二线偏振片。

然后在图1b所示的透明平板上涂敷一层透明薄膜13，透明薄膜13覆盖第一线偏振片的图形，并且透明薄膜13的表面平整，这样就可以贴附第二线偏振片。如图2所示为本发明多方向偏振片制造方法第一实施例的二方向偏振片的一个模块中透明平板上第一次涂敷透明薄膜之后的截面示意图。

在图2所示的透明平板上贴附一层第二线偏振片，通过构图工艺得到第二线偏振片的图形14a，图3所示为本发明多方向偏振片第一实施例的二方向偏振片的一个模块中透明平板上形成第二线偏振片的截面示意图。可以看到第二线偏振片的图形设置在透明平板上未设置第一线偏振片的区域。

为了保护图3中形成的第二线偏振片的图形，需要在图3所示的透明平板上涂敷一层透明薄膜13，图4a所示为本发明多方向偏振片第一实施例的二方向偏振片的一个模块中透明平板上形成第二线偏振片的平面示意图，如图4b所示为图4a中A2-A2向截面示意图，即第二次涂敷透明薄膜之后的截面示意图。

本发明第一实施例中形成的二方向偏振片的平面图如图4a所示，截面图如图4b所示。为了提高二方向偏振片的透光性能，在第一线偏振片和第二线偏振片的图形上涂敷的透明薄膜的光透过率要高，透明平板的光透过率也要高。

第二实施例

还可以将第一线偏振片和第二线偏振片设置在透明平板的两侧。图5所示为本发明多方向偏振片制造方法第二实施例的二方向偏振片的截面示意图，图5中示出的是与阵列基板上一个亚像素相对应的二方向偏振片的一个子模块的结构。首先在透明平板的一侧上形成第一线偏振片的图形12a，在第一线偏振片的图形12a上涂敷透明薄膜13，形成了透明平板上一侧的第一层线偏振片；然后透明平板的另一面侧上形成第二线偏振片的图形14a，在第二线偏振片的图形14a上涂敷透明薄膜13，形成了透明平板上另一侧的第一层线偏振片。第一线偏振片的图形12a包括间隔，使得透明平板上留出区域设置第二线偏振片。

第三实施例

本发明多方向偏振片制造方法的第三实施例中，提供一种具有四个偏振方向的四方向偏振片。

形成四方向偏振片的步骤如下：

首先，在透明平板21上贴附一层第一线偏振片，通过构图工艺形成第一线偏振片的图形22a，然后在形成的第一线偏振片的图形22a上涂敷一层透明薄膜23。如图6a所示为本发明多方向偏振片制造方法第三实施例的四方向偏振片的一个模块中透明平板上形成第一线偏振片的平面示意图，图6b所示为图6a中B1-B1向截面示意图。第一线偏振片的图形包括间隔，以留出用于设置其他偏振片的区域。

在图6b所示的透明平板上贴附一层第二线偏振片，通过构图工艺形成第二线偏振片的图形24a，然后在形成的第二线偏振片的图形24a上涂敷一层透明薄膜23。如图7a所示为本发明多方向偏振片第三实施例的四方向偏振片的一个模块中透明平板上形成第二线偏振片的平面示意图，图7b所示为图7a中B2-B2向截面示意图。第二线偏振片的图形设置在透明平板上未设置第一偏振片的区域，第二线偏振片的图形包括间隔，以留出用于设置其他偏振片的区域。

在图7b所示的透明平板上贴附一层第三线偏振片，通过构图工艺形成第三线偏振片的图形25a，然后在形成的第三线偏振片的图形25a上涂敷一层透明薄膜23。如图8a所示为本发明多方向偏振片制造方法第三实施例的四方向偏振片的一个模块中透明平板上形成第三线偏振片的平面示意图，图8b所示为图8a中B3-B3向截面示意图。第三线偏振片的图形设置在透明平板上未设置第一线偏振片和第二线偏振片的区域，第三线偏振片的图形包括间隔，以留出用于设置其他偏振片的区域。

在图8b所示的透明平板上贴附一层第四线偏振片，通过构图工艺形成第四线偏振片的图形26a，然后在形成的第四线偏振片的图形26a上涂敷一层透明薄膜23。如图9a所示为本发明多方向偏振片第三实施例的四方向偏振片的一个模块中透明平板上形成第四线偏振片的平面示意图，图9b所示为图9a中B4-B4向截面示意图。第四线偏振片的图形设置在透明平板上未设置第一线偏振片、第二线偏振片和第三线偏振片的区域。

本发明第三实施例中形成的四方向偏振片的平面图如图9a所示，截面图如图9b所示。第三实施例中，第一线偏振片、第二线偏振片、第三线偏振片和第四线偏振片的图形组成四方向偏振片的图形，这四个线偏振片的偏振方向各不相同。这样，光源通过四方向偏振片之后，就能形成四个偏振方向的线偏振光，将形成的四个偏振方向的线偏振光辐照取向层，可以使取向层形成四种取向角。

第四实施例

还可以将第一线偏振片、第二线偏振片、第三线偏振片和第四线偏振片分设在透明平板的两侧。图10所示为本发明多方向偏振片制造方法第四实施例的四方向偏振片的截面示意图，图10中示出的是与阵列基板上一个亚像素相对应的四方向偏振片的一个子模块的结构。首先在透明平板的一侧上形成第一线偏振片的图形21a，在第一线偏振片的图形22a上涂敷透明薄膜23，形成了透明平板上一侧的第一层线偏振片。然后透明平板的另一侧上形成第二线偏振片的图形24a，在第二线偏振片的图形24a上涂敷透明薄膜23，形成了透明平板上另一侧的第一层线偏振片。再在第一线偏振片上的透明薄膜23上形成第三线偏振片的图形25a，在第三线偏振片的图形25a上涂敷透明薄膜23，形成了透明平板上一侧的第二层线偏振片。最后在第二线偏振片的图形24a上的透明薄膜23上形成第四线偏振片的图形26a，在第四线偏振片的图形26a上涂敷一层透明导电薄膜23，形成了透明平板上另一侧的第二层线偏振片。

本发明提供的多方向偏振片中线偏振片的图形、种类不限于第一实施例到第四实施例所示的图形和种类，只要使多方向偏振片中的各种线偏振片的偏振方向不同，各种线偏振片的图形在透明平板上对应的区域没有重叠部分即可。

如图11所示为本发明采用多方向偏振片制造TFT-LCD取向层的方法流程图，包括：

步骤1、在基板上形成光敏性取向层，光敏性取向层中的微观粒子被线偏振光辐照之后沿着垂直于线偏振光偏振方向的方向排列；

步骤2、将光源发出的光通过多方向偏振片形成具有多个偏振方向的线偏振光，多方向偏振片包括至少两个具有不同偏振方向的线偏振片；

步骤3、用线偏振光辐照所述光敏性取向层，使得所述光敏性取向层形成不同的取向角。

本发明实施例中用多方向偏振片代替现有技术中的线偏振片，由于多方向偏振片包括多个具有不同偏振方向的线偏振片，这样光源发出的光通过多方向偏振片之后，就能形成具有不同偏振方向的线偏振光，不同方向的线偏振光辐照取向层可以使取向层形成不同的取向角。本发明提供的取向层制造方法，通过一次光辐照，就能使取向层形成不同的取向角，与现有技术相比，节省了工艺流程，简化了工艺，节省了时间。

对于TFT-LCD中阵列基板和彩膜基板上的取向层，均可以通过如图11所示的方法来形成。

较佳地，图11所示的方法中光源可以是能够发出圆偏振光的光源。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种多方向偏振片，其特征在于，包括：设置在透明平板上的多层线偏振片，每层线偏振片的图形在透明平板上对应的区域互不重叠，每层线偏振片的偏振方向均区别于其他层，每层线偏振片上包括一层透明薄膜，所述透明薄膜覆盖本层线偏振片的图形，且表面平整。

2.根据权利要求1所述的多方向偏振片，其特征在于，所述多层线偏振片中的部分层线偏振片设置在所述透明平板的一侧，所述多层线偏振片中的另一部分层线偏振片设置在所述透明平板的另一侧。

3.根据权利要求1所述的多方向偏振片，其特征在于，所述多层线偏振片均设置在所述透明平板的一侧。

4.根据权利要求1～3中任一权利要求所述的多方向偏振片，其特征在于，所述多层线偏振片具体包括2层线偏振片或4层线偏振片。

5.根据权利要求1～3中任一权利要求所述的多方向偏振片，其特征在于，所述透明平板为石英平板。

6.一种多方向偏振片制造方法，其特征在于，包括：

步骤11、贴附一层线偏振片；

步骤12、通过构图工艺使得线偏振片部分被去除；

步骤13、在经过步骤12之后的透明平板上形成一层透明薄膜，所述透明薄膜的表面平整；

重复步骤11到步骤13，每层线偏振片的图形在透明平板上对应的区域互不重叠，每层线偏振片的偏振方向均区别于其他层。

7.根据权利要求6所述的多方向偏振片制造方法，其特征在于，在所述透明平板的一侧进行步骤11到步骤13，制造第一层线偏振片时，所述步骤11中的线偏振片贴附在透明平板上，制造其他层线偏振片时，所述步骤11中的线偏振片贴附在下层线偏振片的透明薄膜上。

8.根据权利要求6所述的多方向偏振片制造方法，其特征在于，在所述透明平板的两侧分别进行步骤11到步骤13；

对于所述透明平板的每一侧，制造第一层线偏振片时，所述步骤11中的线偏振片贴附在透明平板上，制造其他层线偏振片时，所述步骤11中的线偏振片贴附在下层线偏振片的透明薄膜上。

9.根据权利要求6～8中任一权利要求所述的多方向偏振片制造方法，其特征在于，所述步骤11到步骤13重复进行二次，形成二方向偏振片；或者，所述步骤11到步骤13重复进行四次，形成四方向偏振片。

10.一种采用多方向偏振片制造TFT-LCD取向层的方法，其特征在于，包括：

步骤1、在基板上形成光敏性取向层；

步骤2、将光源发出的光通过多方向偏振片形成具有多个偏振方向的线偏振光，所述多方向偏振片包括设置在透明平板上的多层线偏振片，每层线偏振片的图形在透明平板上对应的区域互不重叠，每层线偏振片的偏振方向均区别于其他层，每层线偏振片上包括一层透明薄膜，所述透明薄膜覆盖本层线偏振片的图形，且表面平整；

步骤3、用所述线偏振光辐照所述光敏性取向层，使得所述光敏性取向层形成不同的取向角。

11.根据权利要求10所述的采用多方向偏振片制造TFT-LCD取向层的方法，其特征在于，所述步骤2中的光源为能够发出圆偏振光的光源。

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