本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，特別涉及一種適用于光配向設(shè)備的檢偏方法。

背景技術(shù)：

利用線偏振的紫外光源照射基板上的配向膜或配向?qū)?以下稱(chēng)“光配向膜”)實(shí)現(xiàn)對(duì)液晶分子配向的技術(shù)稱(chēng)為光配向技術(shù)。該技術(shù)由于無(wú)接觸、無(wú)靜電污染、無(wú)塵屑污染、配向效果好、適用于高世代產(chǎn)線等諸多優(yōu)勢(shì)正逐步取代摩擦配向技術(shù)成為液晶面板配向工藝的主流技術(shù)。

在光配向工藝中要獲得高的配向質(zhì)量，就要求光配向膜表面處的線偏振光的消光比比較高且偏振方向(也即偏振角度)均勻性極高，這就要求能夠進(jìn)行高精度的消光比和偏振方向的測(cè)量，以便能夠高精度的調(diào)節(jié)光配向膜表面處的消光比和偏振方向。當(dāng)前測(cè)量偏振光的主要技術(shù)為測(cè)量偏振光的stokes矢量，在測(cè)量消光比比較高的線偏振光時(shí)，由stokes矢量計(jì)算偏振光消光比的誤差較大。同時(shí)，stokes矢量的測(cè)量技術(shù)常采用波片等對(duì)入射角度敏感的光學(xué)元件，這就使得其對(duì)應(yīng)的測(cè)量裝置難以用于光配向設(shè)備中線偏振光的偏振消光比和 偏振方向的高精度測(cè)量。

當(dāng)前在光配向設(shè)備中測(cè)量線偏振光的偏振消光比和偏振方向的主要手段為旋轉(zhuǎn)偏振片。在中國(guó)專(zhuān)利cn103575400a(申請(qǐng)?zhí)枺篶n201310303088.x，公開(kāi)日：2014年2月12日)公開(kāi)的技術(shù)中，偏振方向的測(cè)量通過(guò)對(duì)測(cè)量得到的波峰或波谷曲線進(jìn)行擬合得到。

然而通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，波峰或波谷位置處的光功率隨角度變化緩慢，噪聲的存在使得信號(hào)難以準(zhǔn)確測(cè)量，且由于噪聲的存在，使得測(cè)得的信號(hào)曲線上產(chǎn)生許多毛刺性的波動(dòng)，這就對(duì)測(cè)量精度產(chǎn)生了較大的影響。

因此有必要發(fā)明一種適用于光配向設(shè)備的偏振消光比和偏振方向測(cè)量方法，能夠易于獲得高的測(cè)量精度，對(duì)功率計(jì)測(cè)量精度要求低，且噪聲的干擾對(duì)測(cè)量的影響較小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種適用于光配向設(shè)備的檢偏方法，在進(jìn)行對(duì)消光比和偏振方向進(jìn)行初次檢測(cè)后，進(jìn)行復(fù)檢，在初次檢測(cè)的偏振方向旋轉(zhuǎn)45°，在其附近進(jìn)行滑動(dòng)窗口取值，并進(jìn)行曲線擬合，直至找出隨著角度的變化，光強(qiáng)相對(duì)于角度的斜率變化最大的角度，再減去45°后即為精確的偏振方向。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種適用于光配向設(shè)備的檢偏方法，包括以下步驟：

步驟一：將偏振片放置在待測(cè)光的光路上，偏振片繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn) 一周，由功率計(jì)測(cè)得在偏振片旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，待測(cè)光透過(guò)偏振片后的功率變化曲線；

步驟二：對(duì)步驟一得到的功率變化曲線進(jìn)行計(jì)算機(jī)擬合，得到相應(yīng)的擬合參數(shù)后，計(jì)算得到偏振消光比和偏振方向的初測(cè)值；

步驟三：對(duì)偏振方向的初測(cè)值進(jìn)行復(fù)檢，以得到的偏振方向初測(cè)值作為起點(diǎn)，將其旋轉(zhuǎn)45°后作為復(fù)檢檢測(cè)點(diǎn)，在復(fù)檢檢測(cè)點(diǎn)位置dθ范圍內(nèi)以步進(jìn)角度δθ2旋轉(zhuǎn)并記錄相應(yīng)轉(zhuǎn)角下的光強(qiáng)，形成步進(jìn)得到的角度與光強(qiáng)之間的關(guān)系曲線圖，在復(fù)檢檢測(cè)點(diǎn)位置dθ范圍內(nèi)進(jìn)行滑動(dòng)窗口取值，將每次滑動(dòng)窗口的中心點(diǎn)及其在所述關(guān)系曲線圖上對(duì)應(yīng)的斜率值制作成斜率分布圖；

步驟四：對(duì)步驟三形成的斜率分布圖進(jìn)行曲線擬合，形成擬合曲線，則擬合曲線的極值即為偏振方向旋轉(zhuǎn)45°后的角度值，則偏振方向即為極值對(duì)應(yīng)的角度補(bǔ)償上45°后的角度值。

作為優(yōu)選，步驟二與步驟三之間還增加步驟二十一：將步驟一與步驟二重復(fù)若干次，將每次測(cè)得的偏振消光比與偏振方向的初測(cè)值分別取平均值，得到偏振消光比的平均值和偏振方向的初測(cè)平均值，步驟三中將偏振方向的初測(cè)平均值作為起點(diǎn)。

作為優(yōu)選，還包括步驟五：將步驟一至步驟四重復(fù)若干次，將每次測(cè)得的偏振方向取平均值，即為偏振方向的最終平均值。

作為優(yōu)選，步驟一中偏振片繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一周為勻速旋轉(zhuǎn)。

作為優(yōu)選，步驟一中功率變化曲線中的功率

其中a0、a1、a2都是擬合參數(shù)，θ為偏振片 繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的角度。

作為優(yōu)選，步驟二中對(duì)功率變化曲線進(jìn)行計(jì)算機(jī)擬合得到的偏振消光比per＝(a0+v)/(a0-v)，其中v為中間參數(shù)且

作為優(yōu)選，步驟二中對(duì)功率變化曲線進(jìn)行計(jì)算機(jī)擬合得到偏振方向的初測(cè)值

作為優(yōu)選，步驟三在復(fù)檢檢測(cè)點(diǎn)位置dθ范圍內(nèi)進(jìn)行五次以上滑動(dòng)窗口取值。

作為優(yōu)選，步驟三中dθ≤20°，δθ2≤0.05°，滑動(dòng)窗口的寬度δθ3≤0.5°。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明提供一種適用于光配向設(shè)備的檢偏方法，包括以下步驟：

步驟一：將偏振片放置在待測(cè)光的光路上，偏振片繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)一周，由功率計(jì)測(cè)得在偏振片旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，待測(cè)光透過(guò)偏振片后的功率變化曲線；

步驟二：對(duì)步驟一得到的功率變化曲線進(jìn)行計(jì)算機(jī)擬合，得到相應(yīng)的擬合參數(shù)后，計(jì)算得到偏振消光比和偏振方向的初測(cè)值；

步驟三：對(duì)偏振方向的初測(cè)值進(jìn)行復(fù)檢，以得到的偏振方向初測(cè)值作為起點(diǎn)，將其旋轉(zhuǎn)45°后作為復(fù)檢檢測(cè)點(diǎn)，在復(fù)檢檢測(cè)點(diǎn)位置dθ范圍內(nèi)以步進(jìn)角度δθ2旋轉(zhuǎn)并記錄相應(yīng)轉(zhuǎn)角下的光強(qiáng)，形成步進(jìn)得到的角度與光強(qiáng)之間的關(guān)系曲線圖，在復(fù)檢檢測(cè)點(diǎn)位置dθ范圍內(nèi)進(jìn)行滑動(dòng)窗口取值，將每次滑動(dòng)窗口的中心點(diǎn)及其在所述關(guān)系曲線圖上對(duì)應(yīng)的斜率值制作成斜率分布圖；

步驟四：對(duì)步驟三形成的斜率分布圖進(jìn)行曲線擬合，形成擬合曲線，則擬合曲線的極小值即為偏振方向旋轉(zhuǎn)45°后的角度值，則偏振方向即為極小值對(duì)應(yīng)的角度減去45°后的角度值。

本發(fā)明將在進(jìn)行對(duì)消光比和偏振方向進(jìn)行初次檢測(cè)后，進(jìn)行復(fù)檢，在初次檢測(cè)的偏振方向旋轉(zhuǎn)45°，在其附近進(jìn)行滑動(dòng)窗口取值，并進(jìn)行曲線擬合，直至找出隨著角度的變化，光強(qiáng)相對(duì)于角度的斜率變化最大的角度，再補(bǔ)償45°后即為精確的偏振方向。這種檢測(cè)方法，在進(jìn)行初次檢測(cè)后，就無(wú)需再尋找多個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，而是使用計(jì)算機(jī)曲線擬合的方式，簡(jiǎn)化了測(cè)量方法，同時(shí)進(jìn)行滑動(dòng)窗口取值，在每個(gè)窗口的中心點(diǎn)進(jìn)行斜率計(jì)算，找出斜率變化最大的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的角度，這種滑動(dòng)窗口取值能夠提升測(cè)量精度，弱化了噪聲的干擾對(duì)測(cè)量的影響。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明提供的檢偏方法所使用的檢偏裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的檢偏方法流程圖；

圖3為本發(fā)明提供的偏振片旋轉(zhuǎn)一周測(cè)得的功率曲線；

圖4為本發(fā)明提供的滑動(dòng)窗口的中心點(diǎn)及其斜率關(guān)系圖；

圖5為本發(fā)明提供的曲線斜率值擬合得到的擬合曲線。

圖中：1-偏振片、11-旋轉(zhuǎn)軸、2-功率計(jì)。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。

請(qǐng)參照?qǐng)D1，本發(fā)明提供的適用于光配向設(shè)備的檢偏方法所使用的檢偏裝置包括

一偏振片1，偏振片1具有中心軸，也就是旋轉(zhuǎn)軸11，偏振片1繞著自身的旋轉(zhuǎn)軸11旋轉(zhuǎn)；

一功率計(jì)2，其中心位于旋轉(zhuǎn)軸11的延長(zhǎng)線上，用于測(cè)量透過(guò)偏振片1后的光的功率；

一控制系統(tǒng)(未圖示)，與偏振片1和功率計(jì)2皆電路連接，用于控制偏振片1的旋轉(zhuǎn)并計(jì)算出光透過(guò)偏振片1后的偏振消光比和偏振方向。

請(qǐng)參照?qǐng)D2，本發(fā)明提供的適用于光配向設(shè)備的檢偏方法，包括以下步驟：

步驟一：請(qǐng)參照?qǐng)D1，將偏振片1放置在待測(cè)光的光路上，偏振片1繞旋轉(zhuǎn)軸11勻速旋轉(zhuǎn)一周，其步進(jìn)角度為δθ1，由功率計(jì)2測(cè)得在偏振片1旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，待測(cè)光透過(guò)偏振片后的功率變化曲線，得到圖3，圖3中的功率變化曲線滿(mǎn)足下式：其中p為功率，其對(duì)應(yīng)著圖3中每旋轉(zhuǎn)得到一個(gè)角度θ，測(cè)得的光信號(hào)，a0、a1、a2都是擬合參數(shù)，同時(shí)，對(duì)該功率曲線進(jìn)行求導(dǎo)，得到虛線所在的曲線。

步驟二：步驟一得到的功率曲線中，光信號(hào)為0時(shí)所對(duì)應(yīng)的角度即為偏振方向的初測(cè)值，其具體的計(jì)算公式為其中α即為 偏振方向的初測(cè)值，v為中間參數(shù)且此外還可得到偏振消光比per＝(a0+v)/(a0-v)，對(duì)步驟一至步驟二重復(fù)若干次，將每次測(cè)得的偏振消光比和偏振方向的初測(cè)值分別取平均值，得到偏振消光比的平均值和偏振方向的初測(cè)平均值。

由于噪聲的干擾，請(qǐng)參照?qǐng)D3，測(cè)得功率曲線中具有許多毛刺，因此在光信號(hào)為0的點(diǎn)的附近具有許多微小的波動(dòng)，導(dǎo)致會(huì)出現(xiàn)較多角度值其對(duì)應(yīng)的光信號(hào)皆為0，因此需要對(duì)上述結(jié)果進(jìn)行復(fù)檢。

步驟三：對(duì)偏振方向的初測(cè)平均值進(jìn)行復(fù)檢，以偏振方向初測(cè)平均值作為起點(diǎn)，將其旋轉(zhuǎn)45°(可以是+45度，也可以是-45度)后作為復(fù)檢檢測(cè)點(diǎn)，以旋轉(zhuǎn)+45度為例進(jìn)行說(shuō)明，請(qǐng)參照?qǐng)D3，也即功率曲線求導(dǎo)后與光信號(hào)為0所在的直線的交點(diǎn)，將其作為復(fù)檢檢測(cè)點(diǎn)，在復(fù)檢檢測(cè)點(diǎn)位置dθ范圍內(nèi)以步進(jìn)角度δθ2旋轉(zhuǎn)并記錄相應(yīng)轉(zhuǎn)角下的光強(qiáng)，復(fù)檢檢測(cè)點(diǎn)位置dθ范圍內(nèi)進(jìn)行五次以上滑動(dòng)窗口取值，其中滑動(dòng)窗口的寬度為δθ3，得到相應(yīng)的滑動(dòng)窗口與光強(qiáng)之間的關(guān)系曲線(未圖示)，在該圖上記錄每次滑動(dòng)窗口的中心點(diǎn)及對(duì)應(yīng)的斜率值，制作成如圖4所示的斜率分布圖，圖4中橫坐標(biāo)為每次移動(dòng)滑動(dòng)窗口時(shí)的步進(jìn)值，縱坐標(biāo)即對(duì)應(yīng)每個(gè)滑動(dòng)窗口中心點(diǎn)對(duì)應(yīng)的斜率，其中δθ2遠(yuǎn)小于δθ1；

步驟四：對(duì)步驟三形成的斜率分布圖進(jìn)行曲線擬合，形成擬合曲線，如圖5所示，圖5即為對(duì)圖4的曲線進(jìn)行求導(dǎo)，則圖5曲線的最低點(diǎn)也即極小值即為偏振方向旋轉(zhuǎn)+45°后的角度值，則偏振方向即為極小值對(duì)應(yīng)的角度減去45°后的角度值，相應(yīng)的，曲線的最高點(diǎn)也即 極大值即為偏振方向旋轉(zhuǎn)-45°后的角度值，則偏振方向即為極大值對(duì)應(yīng)的角度加上45°后的角度值。

步驟五：將步驟一至步驟四重復(fù)若干次，將每次測(cè)得的角度值取平均值，即為偏振方向的最終平均值。

步驟三中dθ≤20°，δθ2≤0.05°，滑動(dòng)窗口的寬度δθ3≤0.5°，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，步驟三中dθ＝20°，δθ2＝0.05°，滑動(dòng)窗口的寬度δθ3＝0.5°時(shí)，將步驟一至步驟四重復(fù)十次，最后測(cè)得的偏振方向的最終平均值與實(shí)際值的偏差只有0.003°，因此使用這種檢偏方法，測(cè)量的精度大幅度提升。

本發(fā)明對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行了描述，但本發(fā)明不僅限于上述實(shí)施例，顯然本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。