液晶配向方法和液晶配向检测系统与流程

1.本技术属于显示技术领域，尤其涉及一种液晶配向方法和液晶配向检测系统。


背景技术：

2.液晶显示器(liquid crystal display，lcd)中配向膜固化后需要进行配向来满足液晶配向一致的要求，配向效果直接影响液晶显示器的显示效果和信赖性。
3.目前，对显示效果和信赖性的评估需要将液晶制作成盒，通过对成盒测试如各向异性、残像和vt曲线等参数来评估配向膜的配向效果。然而，这种测试手段无法现场监控产线工艺波动对配向膜配向效果的影响。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种液晶配向方法和液晶配向检测系统，以解决现有的配向效果的测试手段无法现场监控产线工艺波动对配向膜配向效果的影响的问题。
5.第一方面，本技术实施例提供一种液晶配向方法，包括：
6.对取向剂进行配向以得到配向膜；
7.将测试剂滴在所述配向膜上，并根据测试剂液滴与所述配向膜的接触角检测所述配向膜的配向合格或失败；
8.将液晶设置于配向合格的配向膜上。
9.可选的，所述将测试剂滴在所述配向膜上，并根据测试剂液滴与所述配向膜的接触角检测所述配向膜的配向合格或失败，包括：
10.将配向膜放置到检测台上；
11.控制滴液组件向所述配向膜的配向侧分别滴参考测试剂和液晶测试剂，所述参考测试剂与所述配向膜具有第一接触角，所述液晶测试剂与所述配向膜具有第二接触角；
12.控制图像采集装置采集同一时刻的所述第一接触角和所述第二接触角；
13.根据所述第一接触角和所述第二接触角确定所述配向膜的配向合格或失败。
14.可选的，所述根据所述第一接触角和所述第二接触角确定所述配向膜的配向合格或失败，包括：
15.当所述第一接触角和所述第二接触角的差值落入预设接触角范围内时，确定所述配向膜的配向合格；
16.当所述第一接触角和所述第二接触角的差值超出预设接触角范围时，确定所述配向膜的配向失败。
17.可选的，所述将液晶设置于配向合格的配向膜上之前，所述液晶配向方法还包括：
18.对配向合格的配向膜进行水洗；
19.对水洗后的配向膜进行水分干燥处理。
20.第二方面，本技术实施例还提供一种液晶配向检测系统，包括：
21.检测台，用于承载配向膜；
22.滴液组件，设置于所述检测台的上方，所述滴液组件能够滴参考测试剂和液晶测试剂到所述配向膜的配向侧，所述参考测试剂液滴与所述配向膜具有第一接触角，所述液晶测试剂液滴与所述配向膜具有第二接触角；
23.图像采集装置，对应所述滴液组件设置于所述检测台，所述图像采集装置用于在同一时刻采集所述第一接触角和所述第二接触角；
24.处理器，分别与所述滴液组件和所述图像采集装置电连接，所述处理器用于控制所述滴液组件滴液，所述处理器还用于根据所述图像采集装置采集到的所述第一接触角和所述第二接触角确定所述配向膜的配向合格或失败。
25.可选的，所述处理器还用于：
26.当所述第一接触角和所述第二接触角的差值落入预设接触角范围内时，所述处理器确定所述配向膜的配向合格。
27.可选的，所述液晶配向检测系统还包括报警器，所述报警器与所述处理器电连接；
28.所述处理器还用于：
29.当所述第一接触角和所述第二接触角的差值超出预设接触角范围时，所述处理器确定所述配向膜的配向失败，所述处理器控制所述报警器发出报警信息。
30.可选的，所述参考测试剂的介电常数小于所述液晶测试剂的介电常数。
31.可选的，所述滴液组件包括至少两个滴液头，所有的滴液头间隔且设置于同一平面；
32.所述图像采集装置包括至少两个采集头，每一所述采集头分别对应一个所述滴液头设置。
33.可选的，每一所述采集头均为ccd镜头，所述图像采集装置通过对配向膜与其上的液滴进行拍照的方式，采集所述第一接触角和所述第二接触角。
34.本技术实施例的液晶配向方法和液晶配向检测系统中，在液晶成盒之前进行配向膜配向效果的检测，可以现场监控产线工艺波动对配向膜配向效果的影响，进而在配向效果不理想时及时调整，比如可以在配向膜配向失败时及时返工进行重新配向，避免了液晶成盒之后配向膜配向失败造成的无法返工的问题，减少了产品报废问题的出现。
附图说明
35.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.为了更完整地理解本技术及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。
37.图1为本技术实施例提供的液晶配向方法的第一流程示意图。
38.图2为本技术实施例提供的液晶配向检测系统的第一角度的结构示意图。
39.图3为本技术实施例提供的液晶配向检测系统的第二角度的结构示意图。
40.图4为本技术实施例提供的液晶配向方法的第二流程示意图。
具体实施方式
41.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
42.液晶显示器是一种借助于薄膜晶体管驱动的有源矩阵液晶显示器，它主要是以电流刺激液晶分子产生点、线、面配合背部灯管构成画面。其工作原理是，在电场的作用下，利用液晶分子的排列方向发生变化，使外光源透光率改变(调制)，完成电一光变换，再利用r、g、b三基色信号的不同激励，通过红、绿、蓝三基色滤光膜，完成时域和空间域的彩色重显。
43.因此，在液晶显示器的制备过程中，通常包含液晶层的制作。液晶层通常设置于彩膜基板和阵列基板之间。液晶层的制作过程可以为：配向膜的制备、将液晶铺设到配向膜以及液晶成盒制作。其中，配向膜的制备过程可以为：pi(polyimide，聚酰亚胺)涂布、pi预固化、pi固化、配向、水洗、水分干燥。其中，对于配向膜的配向可以通过摩擦分解配向或者光栅分解配向。摩擦配向类的配向膜，在物理机械摩擦后产生大量沟槽。光栅分解配向类的配向膜，配向膜表面感光部分的pi被分解，表面或浅表面的分解物在oven2工艺段挥发，pi界面分解物挥发后会产生与偏光光栅对应的微观沟槽。配向后的配向膜表面均产生沟槽，从而使配向膜表面的粗糙度发生变化，同时配向也有方向性，配向膜的配向效果会影响液晶的配向效果，进而影响液晶显示器的显示效果。
44.然而，现有的对显示效果和信赖性的评估需要将液晶制作成盒，对成盒测试如各向异性、残像和vt曲线等参数来评估配向膜的配向效果。在液晶成盒之后进行测试，若发现配向膜配向失败，无法返工弥补，只能将成品报废，重新进行制备，造成了材料的浪费。也即是说，液晶成盒之后进行测试，无法现场监控产线工艺波动对配向膜配向效果的影响。
45.此外，配向膜配向后粗糙度出现微观差异，afm(atomic force microscope，原子力显微镜)测试配向膜表面粗糙度为纳米级，经实验验证发现，afm的灵敏度和测试精度均无法满足测试配向前后粗糙度的要求，因此，无法使用afm进行表征配向引起的粗糙度变化。
46.为了解决现有的配向效果的测试手段无法现场监控产线工艺波动对配向膜配向效果的影响的问题，本技术实施例提供一种液晶配向方法和液晶配向检测系统，以下将结合附图进行说明。
47.示例性的，请参阅图1，图1为本技术实施例提供的液晶配向方法的第一流程示意图。本技术实施例提供一种液晶配向方法，包括：
48.101、对取向剂进行配向以得到配向膜。
49.取向剂可以为未进行配向的配向膜，对取向剂配向后可以得到配向完成的配向膜。对于取向剂的配向可以通过摩擦分解配向或者光栅分解配向。摩擦配向类的配向膜，在物理机械摩擦后产生大量沟槽。光栅分解配向类的配向膜，配向膜表面感光部分的pi被分解，表面或浅表面的分解物在oven2工艺段挥发，pi界面分解物挥发后会产生与偏光光栅对应的微观沟槽。配向后的配向膜表面均产生沟槽，从而使配向膜表面的粗糙度发生变化，同时配向也有方向性。
50.102、将测试剂滴在配向膜上，并根据测试剂液滴与配向膜的接触角检测配向膜的
配向合格或失败。
51.配向膜的配向效果会影响液晶的配向效果，进而影响液晶显示器的显示效果。因此，为了避免液晶成盒后，配向失败造成的无法返工弥补的问题，本技术实施例在配向完成后，直接对配向膜的配向效果进行测试和评估，以及时发现配向不合格的配向膜，返工重新配向，减少了废品的产生。
52.配向膜的配向检测是通过检测接触角来进行的，也即是将测试剂滴在配向膜上，根据测试剂液滴与配向膜的接触角来判定配向膜的配向合格或失败。接触角是液滴在配向膜表面的最先表征参数，依据接触角以及各向异性可以判断配向膜的配向效果，也即配向膜表面沟槽的设置情况。
53.当检测到配向膜的配向合格后，可以对合格的用于生产的配向膜进行水洗以及水分干燥处理。可以理解的是，由于在配向时会产生沟槽，同时也会产生碎屑，为了避免碎屑对液晶层后续制程的影响，因此，需要对配向膜进行清洗和干燥处理。换一个角度来说，对于配向膜的配向效果的检测是在水洗之前进行的。
54.103、将液晶设置于配向合格的配向膜上。
55.当液晶配向检测系统确定配向膜的配向合格后，可以进行液晶层制备的后续过程，也即，可以将液晶设置于配向合格的配向膜上。需要说明的是，在进行配向膜的配向效果测试时，通常会采用抽检的方式对一批配向膜进行检测。由于用于测试的配向膜所需要的面积较小，若直接使用用于生产的配向膜，则会造成材料的浪费，因此，在制作配向膜时，可以制作一定量的用于测试的配向膜，并且，用于测试的配向膜与用于生产的配向膜属于同一批次生产出来的。由于同一批次的制作工艺相同，因此，抽检的配向膜的配向合格或失败可以表征同一批次配向膜的配向合格或失败。
56.在液晶成盒之前进行配向膜配向效果的检测，可以现场监控产线工艺波动对配向膜配向效果的影响，进而在配向效果不理想时及时调整，比如可以在配向膜配向失败时及时返工进行重新配向，避免了液晶成盒之后配向膜配向失败造成的无法返工的问题，减少了产品报废问题的出现。
57.其中，对于接触角的测定是通过液晶配向检测系统来进行的。示例性的，请参阅图2和图3，图2为本技术实施例提供的液晶配向检测系统的第一角度的结构示意图，图3为本技术实施例提供的液晶配向检测系统的第二角度的结构示意图。本技术实施例还提供一种液晶配向检测系统1，液晶配向检测系统1可以包括检测台10、滴液组件20、图像采集装置30和处理器40。检测台10用于承载配向膜。滴液组件20设置于检测台10的上方，滴液组件20能够滴参考测试剂和液晶测试剂到配向膜的配向侧。参考测试剂液滴与配向膜具有第一接触角，液晶测试剂液滴与配向膜具有第二接触角。图像采集装置30对应滴液组件20设置于检测台10。图像采集装置30用于在同一时刻采集第一接触角和第二接触角。处理器40分别与滴液组件20和图像采集装置30电连接。处理器40用于控制滴液组件20滴液，处理器40还用于根据图像采集装置30采集到的第一接触角和第二接触角确定配向膜的配向合格或失败。
58.其中，对于根据第一接触角和第二接触角确定配向膜的配向效果的实现方式可以为：当第一接触角和第二接触角的差值落入预设接触角范围时，处理器40确定配向膜的配向合格。当第一接触角和第二接触角的差值超出预设接触角范围时，处理器40确定配向膜的配向失败。当配向失败时，可以提醒产线工人进行处理。比如，液晶配向检测系统1还可以
包括报警器50，报警器50与处理器40电连接。当处理器40确定配向膜的配向失败时，处理器40控制报警器50发出报警信息。可以理解的是，当配向合格时，液晶配向检测系统1可以不发出信息，此时也即只有当配向失败时才会提醒产线工人。当然，也可以在配向合格时也可以发出提示信息，提示信息可以是指示灯发出的亮灯信息，提示信息也可以是报警器50发出的成功语音提示。
59.其中，可以直接将液晶配向检测系统1搭建在如阵列基板的传动平台上，应用传动轴平台作为检测台10，直接在传动短暂停留期间测试并记录数据，以供后续分析。当然，也可以是将液晶配向检测系统1单独设置，然后将用于测试的配向膜移动到检测台10上进行测试。示例性的，滴液组件20包括至少两个滴液头21，所有的滴液头21间隔且设置于同一平面。可以理解的是，所有的滴液头21可以设定为能够滴相同量的液滴，且可以从同一水平面滴落，由此保证实验条件的均一性，再根据相同量的液滴表现情况的差异进行结果的评估。示例性的，图像采集装置30可以包括至少两个采集头31，每一采集头31分别对应一个滴液头21设置，也即是说，采集头31的数量与滴液头21的数量相同，以对每一测试液滴进行采集。比如，每一采集头31均为ccd镜头，图像采集装置30通过对配向膜与其上的液滴进行拍照的方式，采集第一接触角和第二接触角。ccd是电荷耦合器件(charge coupled device)的简称，它能够将光线变为电荷并将电荷存储及转移，也可将存储之电荷取出使电压发生变化，因此是理想的ccd相机元件，以其构成的ccd相机具有体积小、重量轻、不受磁场影响、具有抗震动和撞击之特性而被广泛应用。当然，图像采集装置30的采集头31也可以为cmos镜头，cmos镜头与ccd镜头工作原理相似，这里不再赘述。
60.需要说明的是，参考测试剂的介电常数小于液晶测试剂的介电常数。比如，参考测试剂可以为水，液晶测试剂可以为与配向膜相匹配的介电常数的正性液晶。参考测试剂比如水的介电常数是定值，参考测试剂液滴与配向膜的第一接触角也是定值。因此参考测试剂可以用来作为液晶测试剂的基础或者参照。对于液晶测试剂来说，液晶测试剂的介电常数也是选定的值，那么液晶测试剂液滴与配向膜的第二接触角与第一接触角的差值可以用来表征液晶测试剂的液滴在配向膜表面的状态，根据这个状态来判断配向膜的配向合格或失败，也即是配向膜的沟槽配向是否合适。根据液晶测试剂与参考测试剂的介电常数的差别以及对应的接触角差值，与预设接触角范围进行比对，由此判断液晶配向效果，液晶配向效果可以分为配向合格和配向失败，配向合格也即说明配向膜的沟槽满足配向需求，相应的，配向失败也即说明配向膜的沟槽不满足配向需求。通过提前对液晶配向膜进行配向效果的测试，可以在发现配向失败时及时进行调整，避免了液晶成盒后配向失败造成的无法返工处理问题的出现。
61.其中，需要说明的是，由于不同配向膜与液晶搭配存在差异性，因此，在选择液晶测试剂之前，可以分别将不同介电常数的液晶在同一配向膜上进行测试，从而选择合适介电常数的液晶。当然，也可以选择将配向效果的检测与选择合适介电常数的液晶的检测同步进行。比如，将滴液组件20设置为可以同时滴四种测试剂的结构，四种测试剂可以包括一种参考测试剂和三种液晶测试剂，四种测试剂可以为水、介电常数为4的正性液晶、介电常数为6的正性液晶和介电常数为8的正性液晶，通过不同介电常数的接触角评估各向异性的效果，进而可以选择出与配向膜搭配的液晶，同时也能测试出配向膜的配向是否合格。四种不同测试剂可以对应四种滴定系统，也即四个间隔设置在同一平面的滴液头21和对应的四
个采集头31，四个滴液头21相互独立，且可以精准控制液滴量，从而测试出不同介电常数的液滴在配向膜表面的状态。比如，图像采集装置30还可以采集同一时刻液滴在配向膜上长度和宽度，然后评估各向异性的效果，然后根据各向异性的效果来匹配合适介电常数的液晶。
62.对光栅配向方法配向的配向膜进行配向效果的检测，采用膜厚为100nm的配向膜根据不同的配向能量测试出配向接触角和各向异性。四组高清ccd镜头结合配向方向从四个方位测试出各方位的接触角，表征出配向性能。四种不同介电常数的测试剂能匹配更多类型的取向剂。液晶配向检测系统1带有长度测试功能，能够表征出不同配向方位的长度，进而表征配向各向异性。下表1展示了一组实验数据。
63.表1配向膜的检测数据
[0064][0065]
由上表可知，根据不同方位的接触角以及液滴尺寸，可以确定出不同液晶测试剂与参考测试剂的接触角差，进而根据接触角差评估配向膜的配向效果。
[0066]
为了更清楚的说明本技术实施例的液晶配向检测系统1的检测方式，以下将从液晶配向检测方法的角度进行说明。
[0067]
示例性，请结合图1至图3并参阅图4，图4为本技术实施例提供的液晶配向方法的第二流程示意图。液晶配向检测方法包括：
[0068]
201、将配向膜放置到检测台上。
[0069]
检测台10用于承装配向膜，此时可以将液晶配向检测系统1设置在液晶成盒制备流程的传动平台上，将传动轴平台作为检测台10。也可以将液晶配向检测系统1独立设置在传动平台的附近，将需要检测的配向膜放置到检测台10上。
[0070]
202、控制滴液组件向配向膜的配向侧分别滴参考测试剂和液晶测试剂，参考测试剂与配向膜具有第一接触角，液晶测试剂与配向膜具有第二接触角。
[0071]
滴液组件20设置在检测台10的上方，滴液组件20可以包括至少两个滴液头21，可以控制滴液组件20分别滴参考测试剂和液晶测试剂，参考测试剂刚接触配向膜时与配向膜在配向方向具有第一接触角，液晶测试剂刚接触配向膜时与配向膜在配向方向具有第二接触角。液体在固体材料表面上的接触角，是衡量该液体对材料表面润湿性能的重要参数。通过接触角的测量可以获得材料表面固-液、固-气界面相互作用的许多信息。对于配向膜来说，接触角可以用来判断配向膜的配向效果，接触角是对测试剂流动的起点状态的界定，液滴在配向膜表面的各个方向的流动性，也即各向异性，可以通过一段时间内液滴在配向膜
表面流动的如长度和宽度来表征。比如，当长宽比较大时，说明各向异性效果较好，也即配向膜表面的沟槽具有方向性，且沟槽基本没被阻挡，也即说明配向膜的配向合格。
[0072]
需要说明的是，使用参考测试剂与液晶测试剂进行对比，可以使得对于配向效果的测试具有参考基准，也会使得配向效果的测试更加准确。参考测试剂与配向膜具有第一接触角，液晶测试剂与配向膜具有第二接触角，第一接触角与第二接触角的差值与参考测试剂和液晶测试剂的介电常数差值去对应比较，可以较清晰得出测试结果。
[0073]
203、控制图像采集装置采集同一时刻的第一接触角和第二接触角。
[0074]
图像采集装置30具有至少两个采集头31，采集头31的数量对应滴液头21的数量而设置。图像采集装置30通过对配向膜以及配向膜上的液滴进行拍照的方式，来采集第一接触角和第二接触角。
[0075]
204、根据第一接触角和第二接触角确定配向膜的配向合格或失败。
[0076]
预先设定好预设接触角范围，然后将第一接触角和第二接触角的差值与预设接触角范围进行对比，当第一接触角和第二接触角的差值在预设接触角范围内时，确定配向膜的配向合格。反之，当第一接触角和第二接触角的差值不在预设接触角范围内时，确定配向膜的配向失败，此时可以通过报警器50进行提示，以提醒工作人员及时进行返工处理，减少报废品的产生。
[0077]
本技术实施例提供的液晶配向方法和液晶配向检测系统1中，在液晶成盒之前进行配向膜配向效果的检测，可以现场监控产线工艺波动对配向膜配向效果的影响，进而在配向效果不理想时及时调整，比如可以在配向膜配向失败时及时返工进行重新配向，避免了液晶成盒之后配向膜配向失败造成的无法返工的问题，减少了产品报废问题的出现。
[0078]
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0079]
在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。
[0080]
以上对本技术实施例所提供的液晶配向方法和液晶配向检测系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。