TW201400845A - 一種製造位相差板的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種製造位相差板的方法，包含：(a)提供一第一透光基材，該第一透光基材之第一側的表面上形成一遮光圖樣，在相對於該第一透光基材之第一側的第二側形成一光配向材料層；(b)將一第一線性偏極紫外光自該第一透光基材之第一側朝該第二側的方向照射該光配向材料層；將一第二線性偏極紫外光自該第一透光基材之第二側朝該第一側的方向照射光配向材料層，使該光配向材料層形成一具有二種配向方向之光配向層；以及(c)將一液晶塗佈材料塗佈於該具有二種配向方向之光配向層上，以形成一液晶材料層，之後固化該液晶材料層。

Description

一種製造位相差板的方法
本發明是有關一種位相差板的製法，特別是提供一種具有二種配向方向之位相差板的製法。
習知，3D立體顯示技術主要可分成兩大類，一類是裸眼式(glasses-free)，另一類則是眼鏡式。一般而言，裸眼式技術易有影像解析度較差、亮度降低，以及難以達到多視角等問題，使得影像品質較差且觀看的位置會受到限制，此為目前裸眼式技術仍難以克服的課題。
眼鏡式的立體顯示技術雖然在使用上增加了需額外配戴3D眼鏡的困擾，但具有視角寬廣且可提供多人觀看的優點。在眼鏡式技術當中，以偏光式眼鏡技術較為成熟，其在製作上具有成本較低、配戴輕便，且可改善快門式眼鏡影像閃爍的問題等優勢。
現有偏光式眼鏡技術需利用能分別改變左眼影像及右眼影像偏極狀態的薄膜單元。此薄膜單元一般係利用圖樣化的偏光片或是位相差板，對應至交錯配置的影像顯示單元，分別將左眼影像及右眼影像改變為不同的偏極方向，再使左眼影像及右眼影像分別投影至左眼及右眼，進而產生3D的立體影像效果。
歐洲專利EP0887667揭露了一種以多次摩擦配向的方式，製成具有不同配向方向的圖樣化位相差板。但其易因摩擦配向產生粉塵靜電的問題，且此技術需使用複雜的曝光顯影(complicated photolithography)製程，操作上不易精 準地控制，致使其存在有良率過低的問題，並不適用於量產。此外，在台灣專利I233514中，則採用了光配向技術來避免摩擦配向所導致的靜電問題，且僅需要以硬質光罩遮蓋而區分出不同的區域後，再分別利用不同方向的偏極光使不同區域的液晶分別固化，可藉此製得圖樣化的位相差板。但該技術需要經過至少兩次硬質光罩(例如：石英光罩)遮蓋，難以應用於產線上捲對捲(roll to roll,R2R)製程，尤其是使用硬質光罩時必須搭配平行光源照射，方可製作出精確的圖樣化位相差板。因前述方法存有製程成本過高、不利於大面積化照射並快速製作等缺陷，難以於量產製程中實施。
由於前述習知製作具有二種配向方向的位相差板的方法，均有良率低、成本過高、及難以應用於R2R製程等問題，因此，開發出一種製程簡易、成本低廉且品質佳的位相差板製作方法，是有其必要的。
因此，本發明之目的即在於提供一種製造位相差板的方法，包含：(a)提供一第一透光基材，該第一透光基材之第一側的表面上具有一遮光圖樣，在相對於該第一透光基材之第一側的第二側的表面上形成一光配向材料層；(b)將一具有一第一偏極方向的第一線性偏極紫外光，自該第一透光基材之第一側朝該第二側的方向照射該光配向材料層；將一具有不同於該第一偏極方向之第二偏極方向的第二線性偏極紫外光，自該第一透光基材之第二側朝該第一側的方向照射該光配向材料層，使該光配向材料層形成一 具有二種配向方向之光配向層；以及(c)將一液晶塗佈材料塗佈於該具有二種配向方向之光配向層上，以形成一液晶材料層，之後固化該液晶材料層，形成一具有二種配向方向之位相差板。
本發明之另一目的，係提供一種藉由前述方法所製備之具有二種配向方向之位相差板，其更可進一步地藉由轉貼步驟，而製得一薄型化的位相差板層合體。
本發明位相差板的製法之功效在於：本發明提供了一種較習知技術更為簡便的位相差板製作方法，並克服了以往由於製程繁複所導致之良率不佳的問題，且不需使用硬質光罩遮蔽光源，因此可適用於R2R製程當中；此外，亦不需使用平行光源即可得到高品質的位相差板，是一種成本低廉的製法。
為使熟習本發明領域之技藝者便於暸解本發明揭示之技術，以下配合參閱圖式，示例說明本發明製造位相差板的方法。必須要注意的是，以下之說明內容中，類似的元件係以相同的編號來表示。
參閱圖1至圖7，本發明製造位相差板的方法之一具體實施態樣，包含下列步驟：提供一第一透光基材10，該第一透光基材10之第一側101的表面上具有一遮光圖樣20(參見圖1)。
可應用於本發明中該第一透光基材10的材料，只要是可撓曲、具透明性，並無特別的限制，該材料可選自但不僅限於聚酯系樹脂、醋酸酯系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚碳 酸酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、聚烯烴系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、聚芳酯系樹脂、聚苯硫系樹脂、聚二氯乙烯系樹脂或甲基丙烯酸系樹脂。
應用於本發明中該第一透光基材10的材料較佳為三醋酸纖維素或聚碳酸酯。
該遮光圖樣20的形成方式，於本發明中並無特別的限制，例如可依所需圖樣，將遮光材料印刷於該第一透光基材之第一側101的表面上而製得。
該遮光圖樣20的遮光材料，於本發明中並無特別的限制，只要是可以將欲濾除的光波段加以吸收或是反射，任何熟習技藝者所熟知可應用於本技術領域之遮光材料皆可應用於此，該遮光圖樣20可包含但不僅限於一紫外光(UV)吸收劑或一遮光墨水。
前述可應用於本發明之UV吸收劑，包含但不僅限於二苯甲酮或苯並三唑。
前述可應用於本發明之遮光墨水，包含但不僅限於碳黑、石墨、偶氮染料或鈦青素染料。
印刷遮光材料的方式，使用者可依據實施上之便利性加以選擇，包含但不僅限於網版印刷、凹版印刷或噴灑墨水。
該遮光圖樣20之光穿透率係利用該遮光圖樣20包含之UV吸收劑或遮光墨水之塗佈劑量加以調控。
遮光圖樣之光穿透率之定義為通過遮光圖樣的光通量佔入射前之總光通量的百分率，其特別係針對欲濾除的波 段的光而言。因此，光穿透率以越低者為越佳。可應用於形成本發明中該遮光圖樣20之光穿透率為不高於20%，以不高於15%為較佳，又以不高於10%為最佳。
接著，在相對於該第一透光基材10之第一側101的第二側102的表面上形成一光配向材料層30，其具有複數個對應於該遮光圖樣20簍空部分之第一區301與複數個對應於該遮光圖樣20遮蔽部分之第二區302(參見圖1)。
習知，光配向材料層的材料經光照射後會發生光化學反應，根據所發生之不同機制的光化學反應，可大致分為：光致異構型(photo-induced isomerization)、光致交聯型(photo-induced cross-linking)，及光致裂解型(photo-induced cracking)樹脂等三種類型。可應用於本發明中之光配向材料，並無特別的限制，實施者可根據製程上操作的便利性加以選擇，較佳為光致交聯型樹脂。
上述光致交聯型樹脂較佳是選自肉桂酸酯系衍生物、苯基苯乙烯基酮系衍生物、馬來醯亞胺基系衍生物、喹啉酮基系衍生物、雙苯亞甲基系衍生物或香豆素酯系衍生物或其組合。
形成該光配向材料層30的方式，並無特別限制，實施者可考量實施之便利性加以選擇，包含但不僅限於旋轉塗佈(spin coating)、線棒塗佈(bar coating)、浸沾式塗佈(dip coating)、狹縫式塗佈(slot coating)、網版印刷或凹版印刷等方式。
將一具有第一偏極方向的第一線性偏極紫外光401，自該第一透光基材10之第一側101朝該第二側102的方向照 射該光配向材料層30(參見圖2)，使該光配向材料層30之第一區301具有一第一配向方向(參見圖3)。
另外，由於該遮光圖樣20的遮蔽，該光配向材料層30之第二區302無法受到該第一線性偏極紫外光401的照射，因此該等第二區302不具有任何配向方向且無固化之效果(參見圖3)。
線性偏極紫外光係指具有單一線性偏極方向之平面紫外光，係以一般非線性偏極(non-polarized)紫外光經篩除其他方向之偏極紫外光，僅留下所需之單一線性方向之偏極紫外光而得，一般可利用偏光膜或光柵即可篩得線性偏極紫外光。而非線性偏極紫外光即為一般紫外光源所散發出來的光，又稱為圓偏極紫外光，其係於各方向上等強度分佈，進行全方向照射。
以光致交聯型樹脂為例，當其經由一具有預設偏極方向之線性偏極紫外光照射，光配向材料層中光配向材料的分子將受到線性偏極紫外光的影響，會重新排列成具有該配向方向，而在進一步進行交聯固化後形成一光配向層。當將液晶進一步塗佈於該光配向層時，該光配向層可誘使設置於其上的液晶分子沿著該配向方向排列，而產生液晶配向的效果。
參閱圖4，將一具有不同於該第一偏極方向之第二偏極方向的第二線性偏極紫外光402，自該第一透光基材10之第二側102朝該第一側101的方向照射該光配向材料層30，使該光配向材料層30之第二區302具有一第二配向，藉此得到一具有二種配向方向之光配向層32(參見圖5)。
為達成前述具有二種配向方向效果之目的，其中，該第一線性偏極紫外光401之累積曝光能量需高於該第二線性偏極紫外光402之累積曝光能量，以確保該光配向材料層30之第一區301保有其第一配向。此外，該第一線性偏極紫外光的累積曝光能量較佳為不大於500 mJ/cm2，因過高的累積曝光能量需要耗費較長的曝光時間，會影響捲對捲製程的生產效率，同時也需要耗費較高的能源輸出，使得製程成本大幅提高。
上述之『累積曝光能量』(dosage)係定義為：每單位面積之該光配向層在一次曝露於線性偏極紫外光期間所累積的總照射能量。
特別要注意的是，該光配向材料層30之該等第一區301及該等第二區302皆受到第二線性偏極紫外光402的照射，但由於第一線性偏極紫外光401之累積曝光能量高於第二線性偏極紫外光402之累積曝光能量，該等第一區301已具有之第一配向方向並不會受到第二線性偏極紫外光402照射的影響而改變其配向方向。
前述第二線性偏極紫外光402照射光配向材料層之累積曝光能量，熟習技藝者可依需求(例如：使用之設備種類、光配向材料之種類等)以合適的累積曝光能量照射。例如，光致交聯型樹脂僅需以照射劑量不小於5 mJ/cm2之線性偏極紫外光照射，即可進行光化學反應而具有配向效果。
參閱圖6及圖7，將一液晶塗佈材料塗佈於該具有二種配向方向之光配向層32之表面上，以形成一液晶材料層 50，接著固化該液晶材料層50，得到一具有二種配向方向之位相差板52。
可應用於本發明中之液晶塗佈材料的塗佈方式，並無特別限制，實施者可考量實施之便利性加以選擇，包含但不僅限於旋轉塗佈、線棒塗佈、浸沾式塗佈、狹縫式塗佈或捲對捲塗佈等塗佈方式。
上述液晶塗佈材料的種類，並無特殊的限制，任何熟習技藝者所熟知可應用於本領域之液晶塗佈材料皆可應用於此，包含但不僅限於光致交聯型液晶。
可應用於本發明中固化該液晶材料層50的方式，並無特別限制，以光致交聯型液晶為例，係以一非線性偏極紫外光60照射該液晶材料層50，使得該液晶材料層50固化。
上述液晶塗佈材料塗佈於該光配向層32的表面上時，因受到其下方之光配向層32具有之配向方向的誘導，該液晶塗佈材料中的液晶分子將沿著該配向方向排列而具有配向效果。因上述光配向層32具有二種配向方向，故該液晶塗佈材料將受到該光配向層32的誘導，使得該液晶材料層50對應形成複數個具有第一配向方向之第一區521，及複數個具有第二配向方向之第二區522。該液晶材料層50經非線性偏極紫外光照射後，固化而形成該具有二種配向方向之位相差板52(如圖7所示)。
參閱圖1、圖5及圖8至圖10，本發明製造位相差板的方法之另一具體實施態樣，包含下列步驟：提供一第一透光基材10，該第一透光基材10之第一側 101的表面上具有一遮光圖樣20。
接著，在相對於該第一透光基材10之第一側101的第二側102的表面102上形成一光配向材料層30，其具有複數個對應於該遮光圖樣20簍空部分之第一區301與複數個對應於該遮光圖樣20遮蔽部分之第二區302(如圖1所示)。
將一具有第二偏極方向的第二線性偏極紫外光402，自該第一透光基材10之第二側102朝該第一側101的方向照射該光配向材料層30(參見圖8)，使該光配向材料層30之第一區301及該等第二區302均具有一第二配向(參見圖9)。
將一具有第一偏極方向的第一線性偏極紫外光401，自該第一透光基材10之第一側101朝該第二側102的方向照射至該光配向材料層30，使該光配向材料層30之第一區301由第二配向方向轉變為具有第一配向方向(參見圖10)。
另外，由於該遮光圖樣20的遮蔽，該光配向材料層30之第二區302無法受到該第一線性偏極紫外光401的照射，因此該等第二區302不受到該第一線性偏極紫外光401的影響，其配向方向亦不會發生任何變化而仍具有第二配向方向，藉此，得到一具有二種配向方向之光配向層32(如圖5所示)。
為達成前述具有二種配向方向效果之目的，其中，該第一線性偏極紫外光401之累積曝光能量需不低於該第二線性偏極紫外光402之累積曝光能量。此外，該第一線性偏極紫外光401的累積曝光能量較佳為不大於500 mJ/cm2，因過高的累積曝光能量需要耗費較長的曝光時間， 會影響捲對捲製程的生產效率，同時也需要耗費較高的能源輸出，使得製程成本大幅提高。
特別要注意的是，該光配向材料層30之第一區301在經過該第二線性偏極紫外光402照射後具有該第二配向方向，但由於該第一線性偏極紫外光401之累積曝光能量高於或等於該第二線性偏極紫外光402之累積曝光能量，使得該等第一區301受到該第一線性偏極紫外光401的影響，由原本具有的第二配向方向轉變為具有第一配向方向。
為獲致良好的光學顯示效果，應用於本發明中該第一線性偏極紫外光401之第一線性偏極方向，較佳為與該第二線性偏極紫外光402之第二線性偏極方向垂直。
參閱圖6及圖7，將一液晶塗佈材料塗佈於該具有二種配向方向之光配向層32之表面上，以形成一液晶材料層50，接著固化該液晶材料層50，得到一具有二種配向方向之位相差板52。
上述液晶塗佈材料塗佈於該光配向層32的表面上時，因受到其下方之光配向層32具有之配向方向的誘導，該液晶塗佈材料中的液晶分子將沿著該配向方向排列而具有配向效果。因上述光配向層32具有二種配向方向，故該液晶塗佈材料受到該光配向層32的誘導，使得該液晶材料層50對應形成複數個具有第一配向方向之第一區521，及複數個具有第二配向方向之第二區522。該液晶材料層50經非線性偏極紫外光照射後，固化而形成該具有二種配向方向之位相差板52(如圖7所示)。
本發明所使用之第一透光基材10係屬於可撓曲的塑料透光基材。一般而言，塑料基材經由拉伸而製成，其折射率並不均一而具有雙折射率，即具有位相差值。習知，位相差值與雙折射率存在一關係式：Ro=△n．d (a)
在式(a)中，Ro為位相差值；△n為不同軸向之折射率差值，即雙折射率；d為塑料基材厚度。△n係屬於塑料基材本身具有之物理性質，不同之塑料材料具有不同之△n值。藉由選用不同的塑料材料及基材厚度，即可加以調控位相差值。
若塑料透光基材的位相差值過高，將使得通過其照射至光配向層的線性偏極紫外光的偏振狀態改變，轉變為無法使光配向材料層配向的圓偏極光，或是使光配向材料層配向效果不佳的橢圓偏極光，導致無法誘導液晶分子沿著均一的配向方向進行順向性排列。因此，可應用於本發明中第一透光基材10之位相差值不宜過高。當該第一透光基材10之慢軸(折射率較大的軸向)方向與該第一線性偏極紫外光或該第二線性偏極紫外光具有之偏極方向夾0或90度時，該第一透光基材之位相差值以小於300 nm為較佳；當該第一透光基材之慢軸方向與該第一線性偏極紫外光或該第二線性偏極紫外光具有之偏極方向夾45度時，該第一透光基材之位相差值以小於100 nm為較佳。
本發明製造位相差板的方法之又一具體實施態樣，係進一步將圖7中該遮光圖樣20自該第一透光基材10的表面去除。
去除該遮光圖樣20的方式並無特別的限制，實施者可考量實施之便利性加以選擇，包含但不僅限於以溶劑溶解去除或刮刀刮除等方式。
參閱圖11至圖13，本發明製備位相差板層合體之一具體實施態樣，包含下列步驟：取一表面上設置有感壓黏著層70之第二透光基材80，將該感壓黏著層70的相對於該第二透光基材80之表面702與圖7中該具有二種配向方向之位相差板52之相對於該光配向層32之表面524相貼附，在其充分密合貼附後，使該位相差板52與該光配向層32剝離，藉此得到一位相差板層合體90與一透光基材層合體100。
該感壓黏著層70設置的方式，於本發明中並無特別限制，實施者可考量實施之便利性加以選擇，包含但不僅限於旋轉塗佈(spin coating)、線棒塗佈(bar coating)或狹縫式塗佈(slot coating)等方式。
可應用於本發明中感壓黏著層70的材料，並無特別限制，包含但不僅限於丙烯酸感壓黏劑、氨酯感壓黏劑、聚異丁烯感壓黏劑、橡膠感壓黏劑(如苯乙烯-丁二烯橡膠，SBR)、聚乙烯醚感壓黏劑、環氧感壓黏劑、三聚氰胺感壓黏劑、聚酯感壓黏劑、酚類感壓黏劑、矽感壓黏劑及上述之混合物。
本發明為克服先前技術之問題，獲致之功效相較於習知技術具有優越性。
本發明將就以下實施例作進一步說明，但應瞭解的是，該等實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發 明實施之限制。
1.光配向塗佈液的製備
(1)將甲乙酮(methylethylketone)與環戊酮(cyclopentanone)以1：1的重量比例，配製成3.5 g混合溶劑。
(2)取0.5 g光致交聯型光配向樹脂(購自於瑞士Rolic，型號ROP103，肉桂酸酯系，固含量10%)，加入步驟(1)所配製的3.5 g混合溶劑，得到一固含量為1.25%的光配向塗佈液。
2.液晶塗佈液的製備
取1 g液晶材料(購自於BASF，型號LC242)，加入4 g環戊酮，配製成固含量為20%的液晶塗佈液。
3.感壓黏著層的製備
取10 g丙烯酸感壓黏劑(固含量為40%)，以線棒塗佈於三醋酸纖維素基材(第二透光基材)上，然後，將其置於恆溫為100℃的烘箱內烘烤兩分鐘以去除溶劑，再取出靜置待其回復至室溫，形成一感壓黏著層。該感壓黏著層的乾膜厚度約20 μm，對玻璃之剝離力(peel strength against glass)為200(gf/25 mm)。
4.位相差板的製備 A.具有不同位相差值之第一透光基材 <第一次曝光係利用第一線性偏極紫外光> 實施例A1：
實施例A1之位相差板的製法包含以下步驟：
(a-1)製備遮光圖樣
將黏結劑(熱固型樹脂，型號medium)與溶劑甲苯以1：1 混合，配製成10 g混合液。取紫外光(UV)吸收劑(購自於永光化學，型號Eversorb51)與上述混合液以1：50(即UV吸收劑：黏結劑為1：25)的比例(重量比)混合。接著，根據預設的圖樣以凹版印刷的方式將其印刷至一聚碳酸酯基材(第一透光基材，厚度60 μm，雙折射率差△n為2.17×10-4，位相差值為13 nm)的第一側的表面上，印刷厚度約1 μm。之後，置於恆溫為60℃的烘箱內烘烤30秒，得到一具有遮光圖樣的基材，測得該遮光圖樣遮蔽部分的光透過率為10%。
(a-2)製備光配向材料層
取4 g光配向塗佈液，以旋轉塗佈法(3000 rpm，40秒)塗佈於步驟(a-1)中該第一透光基材相對於該第一側的第二側的表面上，使其展平後，置於恆溫為100℃的烘箱內烘烤兩分鐘以去除溶劑，再取出靜置待其回復至室溫，以形成一光配向材料層。
(b-1)第一次曝光
以一偏極方向與該第一透光基材的慢軸的夾角為0°的第一線性偏極紫外光(first PUV)，自該第一透光基材之第一側朝該第二側的方向照射該步驟(a-2)所得之光配向材料層(累積曝光能量為180 mJ/cm2，如圖2所示)，使得該光配向材料層中受到該第一線性偏極紫外光照射的區域(第一區)固化且具有一第一配向方向；受遮光圖樣遮蔽的區域(第二區)則尚未固化且不具有配向方向。因此，形成一具有間隔配向效果之光配向材料層(如圖3所示)。
(b-2)第二次曝光
以一偏極方向與該第一透光基材的慢軸的夾角為90°的 第二線性偏極紫外光，自該第一透光基材之第二側朝該第一側的方向照射該步驟(b-1)所得之具有間隔配向效果之光配向材料層(累積曝光能量為90 mJ/cm2)，使在步驟(b-1)中受該遮光圖樣遮蔽的第二區固化且具有一第二配向方向。
(c-1)製備液晶材料層
取5 g之液晶塗佈液，以旋轉塗佈法(3000 rpm，40秒)塗佈於該光配向層之表面上，再將其置於恆溫為60℃的烘箱內烘烤五分鐘以去除溶劑，然後，取出靜置待其回復至室溫，得到一液晶材料層。
(c-2)製備位相差板
以一非線性偏極紫外光照射上述液晶材料層(累積曝光能量為120 mJ/cm2)，使該液晶材料層固化，以得到一位相差板。
實施例A2：
實施例A2的製法與實施例A1相同，僅改變該第一透光基材的雙折射率差△n為4.50×10-3，位相差值為270 nm。
實施例A3：
實施例A3的製法與實施例A1相同，僅改變該第一透光基材的雙折射率差△n為1.33×10-3，位相差值為80 nm。
實施例A4：
實施例A4的製法與實施例A3相同，僅分別改變該第一線性偏極紫外光及該第二線性偏極紫外光與該第一透光基材的慢軸的夾角為+45°與-45°。
比較例A1'：
比較例A1'的製法與實施例A1相同，僅改變該第一透光基材的雙折射率差△n為5.00×10-3，位相差值為300 nm。
比較例A2'：
比較例A2'的製法與實施例A4相同，僅改變該第一透光基材的雙折射率差△n為1.67×10-3，位相差值為100 nm。
<第一次曝光係利用第二線性偏極紫外光> 實施例A5：
實施例A5的製法與實施例A1相同，僅將步驟(b-1)及(b-2)改變如下：
(b-1)第一次曝光
以一偏極方向與該第一透光基材的慢軸的夾角為90°的第二線性偏極紫外光，自該第一透光基材之第二側朝該第一側的方向照射該光配向材料層(累積曝光能量為90 mJ/cm2，如圖8所示)，使得照射到該第二線性偏極紫外光的光配向材料層之第一區與第二區具有一第二配向方向(如圖9所示)。
(b-2)第二次曝光
以一偏極方向與該第一透光基材的慢軸的夾角為0°的第一線性偏極紫外光，自該第一透光基材之第一側朝該第二側的方向照射該步驟(b-1)所得之光配向材料層(累積曝光能量為90 mJ/cm2，如圖10所示)。
實施例A6：
實施例A6的製法與實施例A5相同，僅改變該第一透 光基材的雙折射率差△n為4.50×10-3，位相差值為270 nm。
實施例A7：
實施例A7的製法與實施例A5相同，僅改變該第一透光基材的雙折射率差△n為1.33×10-3，位相差值為80 nm。
實施例A8：
實施例A8的製法與實施例A7相同，僅分別改變該第二線性偏極紫外光及該第一線性偏極紫外光與該第一透光基材的慢軸的夾角為-45°與+45°。
比較例A3'：
比較例A3'的製法與實施例A5相同，僅改變該第一透光基材的雙折射率差△n為5.00×10-3，位相差值為300 nm。
比較例A4'：
比較例A4'的製法與實施例A8相同，僅改變該第一透光基材的雙折射率差△n為1.67×10-3，位相差值為100 nm。
之後，利用微區域位相差量測儀(購自於王子計測機器株式會社，型號為KOBRA-CCD)觀察並判定實施例A1~A8及比較例A1'~A4'中光配向層的第一區及第二區上之位相差板的液晶配向方向，結果如表1所示。
由實施例A1~A4可以發現，在步驟(b-2)中，該光配向材料層的第一區具有之第一配向方向並未受到第二次曝光(第二線性偏極紫外光)而改變，形成具有二種且間隔之配向方向之光配向層(如圖5所示)，並在步驟(c-2)後得到一具有二種且間隔之配向方向之位相差板。
由比較例A1'可以發現，在步驟(b-1)中，由於該第一透光基材具有之位相差值為300 nm，於該第一線性偏極紫外光與該第一透光基材的慢軸的夾角為0°的條件下，該位相差值過高而使得該第一線性偏極紫外光通過該第一透光基材後改變其偏振態，由線性偏極紫外光轉變為不具有線性偏振態的圓偏振光，僅可用以固化光配向材料層，而無法使該光配向材料層具有配向效果；因此，受到該第一線性偏極紫外光照射的光配向材料層的第一區，僅固化但不具有任何配向方向，而受該遮光圖樣遮蔽的區域(第二區)則尚未固化，形成一間隔固化之光配向材料層(如圖14所示)。在步驟(b-2)中，該第二線性偏極紫外光使得照射到的該光配向材料層之第二區固化，且具有一第二配向方向；而該 光配向材料層之第一區，則在步驟(b-1)後已完全固化，故不受到該第二線性偏極紫外光的影響，仍不具有任何配向方向，形成一間隔且僅具有一種配向方向之光配向層(如圖15所示)，並在步驟(c-2)後得到一具有間隔且僅有一種配向方向之位相差板。
相類似地，由比較例A2'可以發現，在步驟(b-1)中，由於該第一透光基材具有之位相差值為100 nm，於該第一線性偏極紫外光與該第一透光基材的慢軸的夾角為+45°的條件下，該位相差值過高而使得該第一線性偏極紫外光僅可用以固化光配向材料層，而無法使光配向材料層具有配向效果；因此，形成一間隔固化之光配向材料層，並在步驟(c-2)後得到一具有間隔且僅有一種配向方向之位相差板。
由實施例A5~A8可以發現，在步驟(b-2)中，因第二次曝光(第一線性偏極紫外光)之累積曝光能量不低於第一次曝光(第二線性偏極紫外光)之累積曝光能量(在實施例中為相等)，而可改變該光配向材料層原先由步驟(b-1)所得之配向效果(第二配向方向)，使得照射到該第一線性偏極紫外光的光配向材料層的第一區，由第二配向方向轉變為具有第一配向方向；受該遮光圖樣遮蔽的區域(第二區)則不受影響，形成具有二種配向方向之光配向層(如圖5所示)，並在步驟(c-2)後得到一具有二種且間隔之配向方向之位相差板。
由比較例A3'可以發現，由於該第一透光基材具有之位相差值為300 nm，於該第二線性偏極紫外光與該第一透光基材的慢軸的夾角為90°的條件下，該位相差值過高而無法使該光配向材料層具有配向效果，並在步驟(c-2)後得到一 具有間隔且僅有一種配向方向之位相差板。
由比較例A4'可以發現，由於該第一透光基材具有之位相差值為100nm，於該第二線性偏極紫外光與該第一透光基材的慢軸的夾角為-45°的條件下，該位相差值過高而無法使該光配向材料層具有配向效果，並在步驟(c-2)後得到一具有間隔且僅有一種配向方向之位相差板。
因此，由比較例A1'及A3'可知，該第一透光基材的位相差值以小於300 nm為佳。又，當線性偏極紫外光與該第一透光基材之慢軸的夾角不為0°或90°時，亦即介於0°~90°之間(特別是±45°)時，較小的第一透光基材的位相差值即會使線性偏極紫外光改變偏振態。由比較例A2'及A4'可知，當該第一線性偏極紫外光或該第二線性偏極紫外光與該第一透光基材的慢軸的夾角為45°時，該第一透光基材的位相差值以小於100 nm為佳。
當第二次曝光之線性偏極紫外光之累積曝光能量不低於第一次曝光之線性偏極紫外光之累積曝光能量，即可改變第一次線性偏極紫外光曝照光配向材料層後之配向效果，惟第二次曝光之線性偏極紫外光之累積曝光能量不宜過高，實施例A5~A8即利用此特性來達到具有二種配向方向之位相差板之製作。
B.具有不同光穿透率的遮光圖樣 <第一次曝光係利用第一線性偏極紫外光> 實施例B1：
實施例B1的製法與實施例A1相同，僅改變步驟(a-1)遮光圖樣的製備方法，將UV吸收劑與混合液的混合比例 (重量比)調整為1：75(即UV吸收劑：黏結劑為1：37.5)，得到一具有遮光圖樣的透光基材，測量該遮光圖樣遮蔽部分的光穿透率，並製得一位相差板。
實施例B2：
實施例B2的製法與實施例B1相同，僅改變步驟(a-1)遮光圖樣的製備方法，將UV吸收劑與混合液的混合比例(重量比)調整為1：100(即UV吸收劑：黏結劑為1：50)。
實施例B3：
實施例B3的製法與實施例B1相同，僅改變步驟(a-1)遮光圖樣的製備方法，將金屬鉻濺鍍於該第一透光基材上，再利用雷射蝕刻的方式，依照預設需求的圖樣將部份金屬鉻層蝕刻去除。
實施例A1、B1~B3中遮光圖樣的組成比例、測得遮光圖樣遮蔽部分的光穿透率及位相差板配向的結果如表2所示。
由表2可得知，如實施例A1、B1及B2所示，遮光圖樣遮蔽部分即使無法完全地阻擋光線穿透，仍可應用於本 發明技術當中進而得到一種具有二種配向方向之位相差板。
C.位相差板層合體的製備 <第一次曝光係利用第一線性偏極紫外光> 實施例C1：
實施例C1的製法與實施例A1相同，僅改變步驟(a-1)中遮光圖樣的製備方法及在步驟(c-2)後再增加一轉貼位相差板的步驟(d)，步驟如下：
(a-1)製備遮光圖樣
取1g黑色油墨(購自台箔科技)，根據預設的圖樣以凹版印刷的方式將其印刷至一聚碳酸酯基材(第一透光基材，厚度60 μm，雙折射率差△n為2.17×10-4，位相差值為13 nm)的第一側的表面上，印刷厚度約2 μm。之後，置於恆溫為60℃的烘箱內烘烤30秒，得到一具有遮光圖樣的透光基材(測得遮光圖樣遮蔽部分的光穿透率<1%)。
(d)轉貼位相差板
取一具有感壓黏著層的三醋酸纖維素基材(第二透光基材)與步驟(c-2)所得之位相差板的表面充分密合貼附。之後，再將位相差板與該光配向層剝離，得到一位相差板層合體(如圖13所示)。
實施例C2：
實施例C2的製法與實施例A2相同，但於步驟(c-2)之後，再增加一如上所述的轉貼位相差板的步驟(d)。
<第一次曝光係利用第二線性偏極紫外光> 實施例C3：
實施例C3的製法與實施例A5相同，但於步驟(c-2)之後，再增加一如上所述的轉貼位相差板的步驟(d)。
D.去除遮光圖樣
實施例D1~D8的製法與實施例A1~A8相同，但於步驟(c-2)之後再利用一清潔滾輪沾附適量甲苯，擦拭該第一透光基材上的遮光圖樣，將該遮光圖樣去除。
綜上所述，本發明位相差板的製法藉由前述輪流自該第一透光基材10的第一側101及第二側102照射的方法、塗佈液晶材料層50且固化，而得到一具有二種配向方向之位相差板52。由於該位相差板的製法皆係使用可撓曲的塑料透光基材，可適用於R2R製程中，且該第一線性偏極紫外光401係直接透過該透光基材10照射至緊貼於該透光基材10的第二側102的表面上的光配向材料層30，減少了光源散射的範圍，改善了以往使用硬質光罩時，光罩與光配向材料層間的距離越大會使光源散射的範圍越大，因而需搭配使用平行光源的限制。本製造方法改選用非平行光源，即可製作成光品質的位相差板，大幅降低了製程成本，且可製造位相差板層合體，應用於3D立體顯示技術中可符合薄型化的需求。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例與具體例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
10‧‧‧第一透光基材
101‧‧‧第一透光基材之第一側
102‧‧‧第一透光基材之第二側
20‧‧‧遮光圖樣
30‧‧‧光配向材料層
301‧‧‧第一區
302‧‧‧第二區
32‧‧‧光配向層
401‧‧‧第一線性偏極紫外光
402‧‧‧第二線性偏極紫外光
50‧‧‧液晶材料層
52‧‧‧位相差板
521‧‧‧第一區
522‧‧‧第二區
524‧‧‧表面
60‧‧‧非線性偏極紫外光
70‧‧‧感壓黏著層
702‧‧‧表面
80‧‧‧第二透光基材
90‧‧‧位相差板層合體
100‧‧‧透光基材層合體
圖1是一剖面示意圖，說明本發明在一第一側上具有 一遮光圖樣的第一透光基材之第二側上形成一光配向材料層的步驟；圖2是一剖面示意圖，說明本發明以一第一線性偏極紫外光自該第一透光基材之第一側朝該第二側的方向曝照該光配向材料層的步驟；圖3是一剖面示意圖，說明本發明一具有間隔配向效果之光配向材料層的結構；圖4是一剖面示意圖，說明本發明以一第二線性偏極紫外光自該第一透光基材之第二側朝該第一側的方向曝照該具有間隔配向效果之光配向材料層的步驟；圖5是一剖面示意圖，說明本發明一具有二種配向方向的光配向層的結構；圖6是一剖面示意圖，說明本發明在圖5中的光配向層上形成一液晶材料層的步驟；圖7是一剖面示意圖，說明本發明一具有二種配向方向的位相差板的結構；圖8是一剖面示意圖，說明本發明以一第二線性偏極紫外光自該第一透光基材之第二側朝該第一側的方向曝照光配向材料層的步驟；圖9是一剖面示意圖，說明本發明一具有第二配向方向的光配向層的結構；圖10是一剖面示意圖，說明本發明以一第一線性偏極紫外光自該第一透光基材之第一側朝該第二側的方向曝照圖9中的光配向層的步驟；圖11是一剖面示意圖，說明本發明轉貼該位相差板於 一第二透光基材的步驟；圖12是一剖面示意圖，說明本發明貼附該位相差板於該第二透光基材的結構；圖13是一剖面示意圖，說明本發明將該位相差板自該光配向材料層上剝離，並轉貼至一第二透光基材，形成一位相差板層合體的步驟；圖14是一剖面示意圖，說明比較例一間隔固化之光配向材料層的結構；及圖15是一剖面示意圖，說明比較例一間隔具有第二配向方向之光配向層的結構。
10‧‧‧第一透光基材
20‧‧‧遮光圖樣
32‧‧‧光配向層
52‧‧‧位相差板
521‧‧‧第一區
522‧‧‧第二區

Claims (15)

  1. 一種製造位相差板的方法，包含：(a)提供一第一透光基材，該第一透光基材之第一側的表面上具有一遮光圖樣，在相對於該第一透光基材之第一側的第二側的表面上形成一光配向材料層；(b)將一具有第一偏極方向的第一線性偏極紫外光，自該第一透光基材之第一側朝該第二側的方向照射該光配向材料層；將一具有不同於該第一偏極方向之第二偏極方向的第二線性偏極紫外光，自該第一透光基材之第二側朝該第一側的方向照射該光配向材料層，使該光配向材料層形成一具有二種配向方向之光配向層；以及(c)將一液晶塗佈材料塗佈於該具有二種配向方向之光配向層上，以形成一液晶材料層，之後固化該液晶材料層，形成一具有二種配向方向之位相差板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，在該步驟(b)中，係先照射該第一線性偏極紫外光，且該光配向材料層曝露於該第一線性偏極紫外光的累積曝光能量高於曝露於該第二線性偏極紫外光的累積曝光能量。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，在該步驟(b)中，係先照射該第二線性偏極紫外光，且該光配向材料層曝露於該第一線性偏極紫外光的累積曝光能量不低於曝露於該第二線性偏極紫外光的累積曝光能量。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該第一透光基材的材料是選自於聚酯系樹脂、醋酸酯系樹脂、聚醚碸系 樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹脂、聚烯烴系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、聚芳酯系樹脂、聚苯硫系樹脂、聚二氯乙烯系樹脂或甲基丙烯酸系樹脂。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該第一透光基材的材料為三醋酸纖維素或聚碳酸酯。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，當該第一透光基材之慢軸方向與該第一線性偏極紫外光或該第二線性偏極紫外光具有之偏極方向夾角為0或90度時，該第一透光基材之位相差值為小於300 nm。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，當該第一透光基材之慢軸方向與該第一線性偏極紫外光或該第二線性偏極紫外光具有之偏極方向夾角為45度時，該第一透光基材之位相差值為小於100 nm。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該遮光圖樣包含一紫外光吸收劑或一遮光墨水。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，該第一線性偏極紫外光具有之第一線性偏極方向與該第二線性偏極紫外光具有之第二線性偏極方向垂直。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之方法，於該步驟(c)後，還包含一將該具有二種配向方向之位相差板轉貼至一第二透光基材之步驟。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中，該第二透光基材的材料是選自於聚酯系樹脂、醋酸酯系樹脂、聚醚碸系樹脂、聚碳酸酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚醯亞胺系樹 脂、聚烯烴系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚乙烯醇系樹脂、聚芳酯系樹脂、聚苯硫系樹脂、聚二氯乙烯系樹脂或甲基丙烯酸系樹脂。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中，該第二透光基材的材料為三醋酸纖維素或聚碳酸酯。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之方法，於該步驟(c)後，還包含一將該遮光圖樣自該第一透光基材的表面去除之步驟。
  14. 一種位相差板，其係根據申請專利範圍第1項所述之方法所製備而得。
  15. 一種位相差板層合體，該位相差板層合體包含一表面上設置有一感壓黏著層之第二透光基材，及一貼附於該感壓黏著層之位相差板，且該位相差板層合體係根據申請專利範圍第10項所述之方法所製備而得。
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