TWI437332B - A method for preparing composite phase difference plate - Google Patents

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Tzuying Chen
Weiche Hung
Deling Hsu
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Description

一種製備複合型位相差板之方法
本發明係有關於一種以光配向法製備位相差板之方法，特別是一種以光配向法製備複合型位相差板之方法。
習知液晶分子在不同軸向上具有不同的折射率，此為液晶分子所具有之複折射性(birefringence)，使得光在照射通過液晶分子時，光偏極方向被改變並發生光學延遲現象(optical retardation)，而產生位相差，此即為液晶分子的光學異方性(optical anisotropic)。由於液晶的光學異方性會改變光偏振方向，因此可用以調控光線透過率，達到顯示上的明暗效果，進而應用於顯示器上；另一方面，也由於該光學異方性所造成的光學延遲現象，使得液晶分子膜層可以應用做為位相差板(optical retarder)。應用時可根據所需求的位相差值，將位相差板搭配於液晶顯示器上，降低液晶顯示器的漏光並提升顯示對比，達到廣視角的效果。
不論是應用於顯示器或是位相差板上，液晶分子都必須經由配向(aligned)才可被有效的利用。液晶的配向最早是藉由在配向膜表面上所形成之一種具特定方向的微溝槽結構(microgroove structure)，使得配置於配向膜上之液晶分子依微溝槽結構之該特定方向(即為配向方向)進行順向性排列，進而得到配向的效果。
此種配向膜的製造方式，習知技術大多是採用接觸式刷磨法(rubbing)在配向膜表面上刷磨出一道道的微溝槽結構，但是刷磨法並不適用於大面積的配向，其無法在顯示器大尺寸化的要求下達到足夠的良率；且在刷磨過程當中易於配向膜表面產生細微顆粒、纖維污染或靜電等問題(參見US6649231)，進而影響到液晶分子於其上排列的配向效果。另一方面，於一個配向膜上進行多區域的配向亦不易藉由刷磨法達到，其需經多道的刷磨製程，且有產品良率不高、配向膜表面易出現缺陷及顆粒污染等問題，無法利用該方法滿足顯示器以多區域配向來達到廣視角表現的需求。
為克服前述刷磨法製程之缺點，非接觸式的配向方法即應運而生。於美國專利US5389698中便提到一種光配向方法，其係以線性偏極化紫外光針對光致交聯型光配向樹脂進行照射，使得此類樹脂分子因受到線性偏極紫外光的影響，而沿著所需之預設方向進行順向性排列，之後經由交聯反應而固定後，即可形成一光配向膜。此種光配向膜配向液晶的方式是藉由線性偏極紫外光照射，使光配向膜表面上樹脂分子之凡得瓦力得以沿該預設方向分佈，並進而驅使液晶分子依該預設方向(即為配向方向)進行順向性排列(M. Schadt,JJAP,1992)，終而得到配向的效果。前述沿該預設方向分佈之凡得瓦力，係導因於光配向膜表面分子之官能基團或側鏈結構的特定方向分佈，使得光配向膜表面的電子雲或偶極分佈具有方向性。
光配向方法的優點是不需摩擦或接觸配向膜的表面，即可誘導液晶分子具有一特定方向的順向性排列，解決了傳統刷磨法所產生的顆粒和靜電問題。另一方面，光配向法可以應用於可撓曲或具弧形之基板表面上，能克服習知接觸法需使用硬且平的基板之限制，因此可適用於roll to roll的連續製程，大量生產。此外，光配向方法亦可應用於在已配向之液晶膜層上再形成一配向層，並進行不同方向之配向，而不會損害到下層已配向液晶膜層的膜面，藉以形成具有多個不同配向方向的配向膜與液晶膜層之複合型位相差板，且光配向法之配向方向係可任意設定，而這是習知刷磨法難以做到的。
為配合不同類型的液晶顯示器對位相差值的需求，習知可利用前述光配向法將多個不同配向方向的配向膜與液晶膜層堆疊形成不同類型的複合型位相差板，用以降低液晶顯示器的漏光缺陷。舉例來說，垂直配向(vertical alignment)的液晶顯示器，需要一正型A板及一負型C板搭配的複合型位相差板以補償所需求的位相差值，才可使液晶顯示器達到較佳的對比及廣視角效果；或是增亮膜(bright enhancement film)內所用的膽固醇型液晶需要一正型A板及一正型C板搭配的複合型位相差板來提升其對比並改善色偏的問題。
諸如此類的應用都是使用兩層位相差板，而在製作上習知作法必須使用至少兩層配向膜，以使做為位相差板的液晶膜層具有相同或不同的配向方向。美國專利US6717644中即提到了一種包含兩層具有不同功能(不同配向方向或是不同的位相差值)的複合型位相差板，其使用了兩層配向膜用以分別配向兩層液晶分子。但習知配向膜的材料成本相當昂貴，此兩層配向膜的使用便會使得複合型位相差板的成本大為增加，且亦會增加位相差板的厚度，不利於顯示器薄型化之需求。
因此，開發一種成本較低的複合型位相差板製造方法，是有其需要的。
本發明之主要目的係提供一種製備複合型位相差板之方法。
根據本發明所揭露之製備複合型位相差板的方法，包含下列步驟：(a)提供一第一支撐板；(b)於該第一支撐板之上表面塗佈一光配向樹脂，並以一第一線性偏極紫外光照射該光配向樹脂，使其進行光配向反應(photo-alignment)，以形成一光配向膜；(c)於該光配向膜之第一表面塗佈一第一液晶塗佈材料，並以一第一非線性偏極紫外光照射該第一液晶塗佈材料，使其固化以形成一第一位相差板；(d)將該第一位相差板之第一表面黏貼於一第二支撐板之上，接著使該光配向膜與該第一支撐板剝離，以使該光配向膜之第二表面曝露；以及(e)於該光配向膜之第二表面上塗佈一第二液晶塗佈材料，以一第二非線性偏極紫外光照射該第二液晶塗佈材料，使其固化藉以形成一第二位相差板。
根據本發明所指出之製備方法，僅需使用單一光配向膜，即可製得兩個位相差板，故可有效減少配向膜的使用量，因此具有較低廉之製程成本，且可製得薄型化之複合型位相差板。
此外，本發明所述之製備方法，因應用光配向法，故亦可同步解決習知刷磨法製備複合性位相差板，於配向膜表面上產生顆粒與靜電之問題。
根據本發明之另一目的，係提供一種藉由前述方法所製備之複合型位相差板，因其可較習知複合型位相差板少使用一層配向膜，故而可進一步減少其厚度，達成薄型化之功效。
為了達到上述目的，本發明即提出一種複合型位相差板之製備方法，可有效解決前述習知技術成本較高的問題。
為使熟習本發明領域之技藝者便於瞭解本發明所揭示之技術，以下配合參閱第1圖至第6圖，示例說明本發明製備複合型位相差板之方法。
參閱第2圖，根據本發明所揭示之方法包含下列步驟：
首先，提供一第一支撐板(22)。
接著，於該第一支撐板(22)之上表面(221)塗佈一光配向樹脂(23)，並以一第一線性偏極紫外光(16)照射該光配向樹脂(23)，使其進行光配向反應，以形成一光配向膜(24)。
習知，光配向樹脂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、光致交聯型，及光致裂解型三種類型。可應用於本發明中之光配向樹脂並無特別之限制，較佳為光致交聯型光配向樹脂。
參閱第1圖，以光致交聯型光配向樹脂為例，其經由線性偏極紫外光(polarized ultraviolet)照射後，此類型光配向樹脂分子(13)會進行交聯反應。於交聯過程中，整體光配向樹脂分子(13)會因受到第一線性偏極紫外光(16)的影響，沿著所需之預設偏極方向(161)進行順向性排列，並經由交聯反應而固定，此過程即為光配向反應。
光配向樹脂(23)係指具有可進行光化學反應之官能基團的樹脂，可應用於本發明中之光配向樹脂(23)的官能基團，包含但不僅限於，選自於肉桂酸酯基(cinnamate)、香豆素酯基(coumarin)、苯基苯乙烯酮基(Chalcone)、馬來醯亞胺基(maleimide)、喹啉酮基(quinolinone)及雙苯亞甲基bis(benzylidene)所組成之族群，至少其中一種官能基團。
習知，線性偏極紫外光係指具有單一線性偏極方向之平面光，係以一般非線性偏極紫外光(non-polarized ultraviolet)經篩除其他方向之偏極光，僅留下所需之單一線性方向之偏極光而得，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光源所散發出來的光，又稱為圓偏極光，其係於各方向上等強度分佈，進行全方向照射。
前述第一線性偏極紫外光(16)照射光配向樹脂之劑量，熟習技藝者可依需求，例如：使用之設備種類、光配向樹脂之種類等，選擇適合的照射劑量。習知，光致交聯型光配向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，即可進行光配向反應，因此為使應用於本發明中之光配向樹脂可順利進行光配向反應，照射的劑量較佳為不小於5 mJ/cm2 。
前述於第一支撐板(22)之上表面(221)塗佈光配向樹脂(23)之方式並無特別限制，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)，或捲對捲塗佈(roll to roll coating)等塗佈方式。
可應用於本發明中之光配向樹脂(23)之塗佈厚度並無特別的限制，且其並不影響將液晶分子配向之功能，為便於操作上之便利性及成本上之考量，以10nm~1μm為較佳，又以10nm~50nm為更佳。
另外，於該第一支撐板(22)之上表面(221)塗佈該光配向樹脂(23)後，可進一步對該光配向樹脂進行乾燥，將光配向樹脂中所包含輔助塗佈用之溶劑除去，保持塗佈層表面乾燥以利於後續之加工處理或保存。例如，可藉由加熱板乾燥、烘箱乾燥或真空乾燥等，熟習技藝者所熟知之任何其他可施加之方法，皆可因其實施上之便利性加以選擇，於本發明中並無特別之限制。
參閱第3圖，於該光配向膜(24)之第一表面(241)上塗佈一第一液晶塗佈材料(33)，並以一第一非線性偏極紫外光(36)照射該第一液晶塗佈材料(33)，使其固化形成一第一位相差板(34)。
根據本發明中所述之第一液晶塗佈材料(33)，其塗佈於光配向膜(24)之第一表面(241)上時，會受到光配向膜表面分子凡得瓦力之作用，進而驅使光配向膜(24)上第一液晶塗佈材料(33)中之液晶分子依該預設方向(即為配向方向)進行順向性排列，液晶分子因而得到配向的效果。
前述第一液晶塗佈材料(33)因其具有可進行光化學反應之壓克力官能基，因此經第一非線性偏極紫外光(36)照射後會使得壓克力官能基中之不飽和雙鍵彼此交聯而固化形成液晶分子膜層。又，由於液晶分子在不同軸向上具有不同的折射率(稱之為複折射性)，使得光通過液晶分子時，光的偏極方向被改變並發生光學延遲現象(optical retardation)，因而產生位相差。習知，經配向的液晶分子膜層，因其液晶分子具有特定方向順向性排列，因此具有均一的複折射性(birefringence)，故可以被應用做為位相差板(optical retarder)。位相差板所需求的位相差值可藉由下列方程式(a)而被計算出來：
Ro=△n‧d　(a)
其中，Ro為位相差值；△n為不同軸向之折射率差值，即複折射率；d為液晶分子膜層厚度。△n其係屬於液晶材料本身具有之物理性質，不同之液晶材料具有不同之△n值；液晶分子膜層厚度則可藉由塗佈方式及參數加以調控，以達到不同的位相差值。
可應用於本發明中之第一液晶塗佈材料(33)之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(spin coating)、線棒塗佈(bar coating)、浸沾式塗佈(dip coating)、狹縫式塗佈(slot coating)，或捲對捲塗佈(roll to roll coating)等塗佈方式。並且，可進一步地藉由轉速、使用之線棒規格或捲繞轉速等方式，加以調控液晶分子膜層之塗佈厚度。
可應用於本發明中之第一液晶塗佈材料(33)，包含但不僅限於，具有壓克力官能基之光致交聯型液晶材料。
另外，於光配向膜(24)之第一表面(241)上塗佈第一液晶塗佈材料(33)後，可進一步對該第一液晶塗佈材料(33)進行乾燥，將第一液晶塗佈材料中所包含輔助塗佈用之溶劑除去，保持塗佈層表面乾燥以利於後續之加工處理或保存。例如，可藉由加熱板乾燥、烘箱乾燥或真空乾燥等，熟習技藝者所熟知之任何其他可施加之方法，皆可因其實施上之便利性加以選擇。
前述第一非線性偏極紫外光(36)之照射能量，實施者可依照所使用之液晶塗佈材料之種類、所使用之設備種類，選擇合適的照射劑量。由於本發明所使用之液晶塗佈材料包含光致交聯型液晶材料，為使其可固化形成液晶分子膜層，可應用於本發明中之第一非線性偏極紫外光照射之能量，以，以20~1000 mJ/cm2 為較佳，又以170~500 mJ/cm2 為更佳。
其中，該第一非線性偏極紫外光(36)之照射能量，僅係用以將液晶塗佈材料於具有預設方向順向性排列之狀態下固化。然而，習知技術所使用之照射劑量約為1500~5000 mJ/cm2 ，遠大於本發明可應用之範圍，該等能量會穿透液晶分子膜層，對光配向膜表面的電子雲或偶極分佈造成破壞，使得光配向膜表面分子失去配向性，因此無法再進一步地驅使液晶分子排列。然而，光配向膜即使失去了驅使液晶分子排列之功能，並不影響已固化成形之液晶分子膜層之配向結果，此即習知以非線性偏極紫外光之高照射能量固化，可形成單一位相差板而仍不影響其光學性質之表現，及習知光配向膜之兩面配向性無法被利用之主要原因。
參閱第4圖，將第一位相差板(34)之第一表面(341)黏貼於一第二支撐板(42)之上。
前述第一位相差板(34)之第一表面(341)黏貼於第二支撐板(42)上之黏貼方法，並無特別之限制。例如，藉由於第一位相差板(34)與第二支撐板(42)間施予一感壓膠或UV膠等黏著劑加以黏貼，或於第二支撐板(42)上做一黏著性表面處理等，熟習技藝者亦可選用其他可以使此兩者黏合之方法，本發明之應用範圍並不限於此舉。
接著，使該光配向膜(24)與該第一支撐板(22)剝離，以使該光配向膜(24)之第二表面(242)曝露。
為使剝離程序更易於實施，該第一支撐板(22)之上表面(221)可預先選擇性地施予一增進離型效果之表面處理。增進離型效果之表面處理方法並無特別的限制，在此可舉出的例子，包含但不僅限於，貼覆離型膜或塗佈具有離型效果之樹脂層等，熟習技藝者所熟知之任何其他可施加之方法皆可被應用，本發明之應用範圍並不限於此舉。
可應用於本發明中之第一支撐板(22)與第二支撐板(42)之材料可分別為，包含但不僅限於，玻璃、三醋酸纖維素樹脂(Triacetyl Cellulose)、聚酯系樹脂(polyester-based resin)、醋酸系樹脂(acetate-based resin)、聚醚碸系樹脂(polyethersulfone-based resin)、聚碳酸酯系樹脂(polycarbonate-based resin)、聚醯胺系樹脂(polyamide-based resin)、聚醯亞胺系樹脂(polyimide-based resin)、聚烯烴系樹脂(polyolefin-based resin)、丙烯酸酯系樹脂(acrylic-based resin)、聚氯乙烯系樹脂(polyvinyl chloride-based resin)、聚苯乙烯系樹脂(polystyrene-based resin)、聚乙烯醇系樹脂(polyvinyl alcohol-based resin)、聚芳酯系樹脂(polyarylate-based resin)、聚苯硫系樹脂(polyphenylene sulfide-based resin)、聚二氯亞乙烯系樹脂(polyvinylidene chloride-based resin)或甲基丙烯酸酯系樹脂((methyl)acrylic-based resin)。第一支撐板與第二支撐板之材料可分別依使用需求選用，兩者可為相同或不同。
為了操作上之便利性，及節省材料、製程成本等考量，本發明所揭示之複合型位相差板製作時，可直接施加於其擬應用之光學膜層組合上。因此，可應用於本發明中之第二支撐板(42)的種類，包含但不僅限於，離型膜、偏光板、保護膜、擴散膜、擴散板、導光板、增亮膜、可撓式面板或觸控面板。
參閱第5圖，於該光配向膜(24)之第二表面(242)上塗佈一第二液晶塗佈材料(53)，再以一第二非線性偏極紫外光(56)照射該第二液晶塗佈材料(53)，因其具有可進行光化學反應之壓克力官能基，經第二非線性偏極紫外光(56)照射後會使得壓克力官能基中之不飽和雙鍵彼此交聯而固化形成液晶分子膜層，可以被應用做為位相差板，即為第二位相差板(54)。
根據本發明中所述之第二液晶塗佈材料(53)，其塗佈於光配向膜(24)之第二表面(242)上時，會被光配向膜表面分子驅使排列而具有預設方向之順向性排列。
可應用於本發明中之第二液晶塗佈材料(53)，包含但不僅限於，具有壓克力官能基之光致交聯型液晶材料。
前述第二非線性偏極紫外光(56)之照射能量，實施者可依照所使用之液晶塗佈材料之種類、所使用之設備種類，選擇合適的照射劑量，只要可使液晶塗佈材料達成固化目的者，皆可被應用於本發明中，並無特別的限制。另外，由於本發明所使用之液晶塗佈材料(53)包含光致交聯型液晶材料，為使其可固化形成液晶分子膜層，可應用於本發明中之第二非線性偏極紫外光照射之能量，以不小於20mJ/cm2 為佳。
此外，由於光配向膜(24)已不需再做進一步的利用，因此即使光配向膜受到過高的第二非線性偏極紫外光(56)之能量照射，因而失去了誘導液晶分子排列之功能，仍不影響已固化成形之液晶分子膜層之配向結果。
可應用於本發明中之塗佈該第二液晶塗佈材料(53)之方式並無特別限制，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)，或捲對捲塗佈(roll to roll coating)等塗佈方式。並且，實施者可依需求進一步地藉由轉速、使用之線棒規格或捲繞轉速加調控液晶分子膜層之塗佈厚度。
另外，於光配向膜(24)之第二表面(242)上塗佈第二液晶塗佈材料(53)後，可進一步對該第二液晶塗佈材料(53)進行乾燥，將第二液晶塗佈材料(53)中所包含輔助塗佈用之溶劑除去，保持塗佈層表面乾燥以利於後續之加工處理或保存。例如，可藉由加熱板乾燥、烘箱乾燥或真空乾燥等，熟習技藝者所熟知之任何其他可施加之方法，皆可因其實施上之便利性加以選擇。
參閱第6圖，根據本發明製備複合型位相差板的方法之另一具體實施態樣，於光配向膜(24)之第二表面(242)上塗佈第二液晶塗佈材料(53)之前，可進一步包含以另一預設偏極方向(661)相異於前述第一線性偏極紫外光(16)之第二線性偏極紫外光(66)照射第二表面(242)之步驟，以使得第二表面(242)上光配向膜分子得以沿不同預設方向進行順向性排列。藉此，第二液晶塗佈材料(53)塗佈於第二表面(242)上時，就可具有一相異於第一液晶塗佈材料(33)之順向性排列的方向，進而形成一種第一位相差板(34)與第二位相差板(54)具有不同順向性排列方向(即配向方向)之複合型位相差板(50)。
為製備上述之具有不同配向方向之複合型位相差板(50)，第二線性偏極紫外光(66)之照射劑量，於本發明中亦無特別之限制，只要是大於第一線性偏極紫外光(16)之照射劑量即可，光配向膜(24)才可受到第二線性偏極紫外光(66)之影響，改變其順向性排列方向，實施者可考量實施上之便利性，選擇適當的第二線性偏極紫外光(66)之照射劑量。但較高的第二線性偏極紫外光(66)之照射劑量，需要長時間的照射且較耗能。因此，第二線性偏極紫外光(66)之照射劑量以不大於1000mJ/cm2 為較佳，又以不大於500mJ/cm2 為更佳。
另一方面，若第一線性偏極紫外光(16)之照射劑量過高，會使得光配向膜(24)之第二表面(242)上的樹脂分子於受到第一線性偏極紫外光(16)照射後，沿單一的預設偏極方向(161)進行順向性排列並且完全交聯固化，而無法再因受到第二線性偏極紫外光(66)之照射而改變其順向性排列方向(此時為完全交聯固化狀態，並不破壞其既有配向性)。因此，於製造一種第一位相差板(34)與第二位相差板(54)具有不同順向性排列方向之複合型位相差板時，第一線性偏極紫外光(16)之照射劑量以不使得光配向膜(24)完全固化為原則。可實施於本發明之第一線性偏極紫外光(16)之照射劑量以不大於300 mJ/cm2 為佳。
本發明亦提出一種依據前述方法所製得之複合型位相差板(50)，其包含：
(a)　一支撐板(42)；
(b)　一第一位相差板(34)，其係設置於該支撐板(42)之上；
(c)　一光配向膜(24)，其係設置於該第一位相差板(34)之上；以及
(d)　一第二位相差板(54)，其係設置於該光配向膜(24)上，其中，該光配向膜(24)係用以配向該第一位相差板(34)及該第二位相差板(54)，且該第一位相差板(34)與該第二位相差板(54)具有不同之配向方向。
根據本發明所述之製備方法，僅需使用單一光配向膜，即可製得兩個位相差板，故可有效減少配向膜的使用量，因此具有較低廉之製程成本，且可製得薄型化之複合型位相差板。
此外，本發明所述之製備方法，因應用光配向法，故亦可同步解決習知刷磨法製備複合性位相差板，於配向膜表面上產生顆粒與靜電之問題。
本發明亦提供一種複合型位相差板，因其可較習知複合型位相差板少使用一層配向膜，故而可進一步減少其厚度，達成薄型化之功效。以下列舉數個實施例以更詳盡闡述本發明之方法，然其僅為例示說明之用，並非用以限定本發明，本發明之保護範圍當以後附之申請專利範圍所界定者為準。
實施例 光配向膜的製備
將光配向樹脂塗佈於基材上，再經由線性偏極紫外光照射後固化形成一光配向膜，包含下列步驟：
1.　將甲乙酮(methylethylketone)與環戊酮(cyclopentanone)以1:1的重量比例，配製成混合溶劑3.5g。
2.　取光配向樹脂0.5g(瑞士Rolic，型號ROP103，肉桂酸酯系，固含量10%)，加入步驟1所配製的混合溶劑3.5g，將光配向樹脂的固含量稀釋至1.25%。
3.　將步驟2所配製的光配向樹脂，以旋轉塗佈法(spin coating，3000rpm，40s)塗佈於聚酯系基材PET(日本Toyobo，型號A4100，10cm×10cm×100μm)表面上使其展平後，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。
4.　將步驟3回復至室溫的光配向樹脂，以照射劑量為20mJ/cm2 的第一線性偏極紫外光照射，使其交聯且具有順向性排列，形成一光配向膜。
液晶塗佈液的製備
液晶塗佈液A：取2g光致交聯型液晶塗佈材料(德國Merck，型號03011，固含量30%)，加入環戊酮1g，配製成固含量為20%的液晶塗佈液A。
液晶塗佈液B：光致交聯型液晶塗佈材料(瑞士Rolic，型號Rof5101，固含量30%)，不需經由稀釋調整可直接取用。
液晶塗佈液C：取光致交聯型液晶固體1.35g(德國BASF，型號LC242)、旋光劑材料0.11g(德國BASF，型號LC756)以及光起始劑0.07g(美國Ciba，型號TPO)，添加甲苯以充份溶解，配製成固含量為29.2%的液晶塗佈液C。
A.　製備不同類型的複合型位相差板 實施例1：
(1.1)取3g液晶塗佈液A，以旋轉塗佈法(spin coating，3000rpm，40秒)塗佈於光配向膜上之後，將其置於恆溫為80℃的烘箱內烘烤5分鐘以去除溶劑，之後再取出靜置待其回復至室溫。接著通以氮氣並同時以照射劑量為20mJ/cm2 的非線性偏極紫外光(美國Fusion，型號Fusion UV chamber)照射，使其固化而形成第一位相差板。可利用檢偏儀及位相差值檢測儀(日本王子技測，型號Kobra)確認其配向效果是否良好。
(1.2)以感壓膠將第一位相差板的第一表面黏貼至一三醋酸纖維素基材TAC(日本Konica，10cm×10cm×80μm)上，並使光配向膜與PET剝離，使得光配向膜原與PET之接觸面(即光配向膜之第二表面)得以曝露於空氣中。
(1.3)再取3g液晶塗佈液B，以旋轉塗佈法(spin coating，1000rpm，40秒)塗佈於剝離後之光配向膜表面上使其展平，再將其置於恆溫為55℃的烘箱內烘烤5分鐘以去除溶劑，再取出靜置待其回復至室溫。接著通以氮氣並同時以照射劑量為470mJ/cm2 的非線性偏極紫外光照射，使其固化而形成第二位相差板。製備而成之複合型位相差板可利用檢偏儀及位相差值檢測儀確認其配向效果是否良好。
實施例2：
(2.1)實施方式如步驟(1.1)所述，但以照射劑量為170mJ/cm2 的非線性偏極紫外光照射，使其固化而形成第一位相差板。
(2.2)實施方式如步驟(1.2)所述。
(2.3)實施方式如步驟(1.3)所述。
實施例3：
(3.1)實施方式如步驟(1.1)所述，但將液晶塗佈液置換為5g液晶塗佈液C，並以照射劑量為300mJ/cm2 的非線性偏極紫外光照射，使其固化而形成第一位相差板。
(3.2)實施方式如步驟(1.2)所述。
(3.3)實施方式如步驟(1.3)所述。
實施例4：
(4.1)實施方式如步驟(1.1)所述，但將液晶塗佈液置換為3g液晶塗佈液B，並以照射劑量為470 mJ/cm2 的非線性偏極紫外光照射，使其固化而形成第一位相差板。
(4.2)實施方式如步驟(1.2)所述。
(4.3)實施方式如步驟(1.3)所述，但將液晶塗佈液置換為5g液晶塗佈液C，並以照射劑量為300 mJ/cm2 的非線性偏極紫外光照射，使其固化而形成第二位相差板。
實施例5：
(5.1)實施方式如步驟(4.1)所述，但以照射劑量為700 mJ/cm2 的非線性偏極紫外光照射，使其固化而形成第一位相差板。
(5.2)實施方式如步驟(4.2)所述。
(5.3)實施方式如步驟(4.3)所述。
實施例6：
(6.1)實施方式如步驟(4.1)所述，但以照射劑量為980 mJ/cm2 的非線性偏極紫外光照射，使其固化而形成第一位相差板。
(6.2)實施方式如步驟(4.2)所述。
(6.3)實施方式如步驟(4.3)所述。
比較例7：
(7.1)實施方式如步驟(4.1)所述，但以照射劑量為1100 mJ/cm2 的非線性偏極紫外光照射，使其固化而形成第一位相差板。
(7.2)實施方式如步驟(4.2)所述。
(7.3)實施方式如步驟(4.3)所述。
實施例中照射第一位相差板所使用之非線性偏極紫外光之照射劑量與複合型位相差板之配向效果的比較彙整如同表1所述。
由表1可知，當照射第一位相差板所使用之非線性偏極紫外光之照射能量為1100 mJ/cm2 時，其配向方向即無法以檢偏儀辨識，表示過高的照射能量導致光配向膜之配向能力遭到破壞，使預設方向的順向性排列不明顯而不易辨識其配向方向。因此，根據本發明製備方法所使用之照射第一位相差板之非線性偏極紫外光能量，以20~1000 mJ/cm2 為較佳。
B.　製備具有不同配向方向的複合型位相差板 比較例8：
(8.1)實施方式如步驟(1.1)所述，但將液晶塗佈液置換為3g液晶塗佈液B，並以照射劑量為700mJ/cm2 的非線性偏極紫外光照射，使其固化而形成第一位相差板。
(8.2)實施方式如步驟(1.2)所述。
(8.3)實施方式如步驟(1.3)所述。
比較例9：
(9.1)實施方式如步驟(8.1)所述。
(9.2)實施方式如步驟(8.2)所述，並再以照射劑量為10 mJ/cm2 且偏極方向正交於第一線性偏極紫外光之第二線性偏極紫外光照射於剝離後之光配向膜表面(即光配向膜之第二表面)。
(9.3)實施方式如步驟(8.3)所述。
比較例10：
(10.1)實施方式如步驟(8.1)所述。
(10.2)實施方式如步驟(8.2)所述，並再以照射劑量為20 mJ/cm2 且偏極方向正交於第一線性偏極紫外光之第二線性偏極紫外光照射於剝離後之光配向膜表面。
(10.3)實施方式如步驟(8.3)所述。
比較例11：
(11.1)實施方式如步驟(8.1)所述，但所選用之光配向膜係利用照射劑量為30mJ/cm2 的第一線性偏極紫外光照射使其交聯且具有順向性排列。
(11.2)實施方式如步驟(8.2)所述，並再以照射劑量為30mJ/cm2 且偏極方向正交於第一線性偏極紫外光之第二線性偏極紫外光照射於剝離後之光配向膜表面。
(11.3)實施方式如步驟(8.3)所述。
比較例12：
(12.1)實施方式如步驟(8.1)所述，但所選用之光配向膜係利用照射劑量為100mJ/cm2 的第一線性偏極紫外光照射使其交聯且具有順向性排列。
(12.2)實施方式如步驟(8.2)所述，並再以照射劑量為50 mJ/cm2 且偏極方向正交於第一線性偏極紫外光之第二線性偏極紫外光照射於剝離後之光配向膜表面。
(12.3)實施方式如步驟(8.3)所述。
比較例13：
(13.1)實施方式如步驟(8.1)所述，但所選用之光配向膜係利用照射劑量為100mJ/cm2 的第一線性偏極紫外光照射使其交聯且具有順向性排列。
(13.2)實施方式如步驟(8.2)所述，並再以照射劑量為100 mJ/cm2 且偏極方向正交於第一線性偏極紫外光之第二線性偏極紫外光照射於剝離後之光配向膜表面。
(13.3)實施方式如步驟(8.3)所述。
實施例14：
(14.1)實施方式如步驟(8.1)所述。
(14.2)實施方式如步驟(8.2)所述，並再以照射劑量為25 mJ/cm2 且偏極方向正交於第一線性偏極紫外光之第二線性偏極紫外光照射於剝離後之光配向膜表面。
(14.3)實施方式如步驟(8.3)所述。
實施例15：
(15.1)實施方式如步驟(8.1)所述。
(15.2)實施方式如步驟(8.2)所述，並再以照射劑量為30 mJ/cm2 且偏極方向正交於第一線性偏極紫外光之第二線性偏極紫外光照射於剝離後之光配向膜表面。
(15.3)實施方式如步驟(8.3)所述。
實施例16：
(16.1)實施方式如步驟(8.1)所述。
(16.2)實施方式如步驟(8.2)所述，並再以照射劑量為50 mJ/cm2 且偏極方向正交於第一線性偏極紫外光之第二線性偏極紫外光照射於剝離後之光配向膜表面。
(16.3)實施方式如步驟(8.3)所述。
實施例17：
(17.1)實施方式如步驟(8.1)所述，但所選用之光配向膜係利用照射劑量為30mJ/cm2 的第一線性偏極紫外光照射使其交聯且具有順向性排列。
(17.2)實施方式如步驟(8.2)所述，並再以照射劑量為40 mJ/cm2 且偏極方向正交於第一線性偏極紫外光之第二線性偏極紫外光照射於剝離後之光配向膜表面。
(17.3)實施方式如步驟(8.3)所述。
實施例18：
(18.1)實施方式如步驟(8.1)所述，但所選用之光配向膜係利用照射劑量為30mJ/cm2 的第一線性偏極紫外光照射使其交聯且具有順向性排列。
(18.2)實施方式如步驟(8.2)所述，並再以照射劑量為60 mJ/cm2 且偏極方向正交於第一線性偏極紫外光之第二線性偏極紫外光照射於剝離後之光配向膜表面。
(18.3)實施方式如步驟(8.3)所述。
實施例19：
(19.1)實施方式如步驟(8.1)所述，但所選用之光配向膜係利用照射劑量為100mJ/cm2 的第一線性偏極紫外光照射使其交聯且具有順向性排列。
(19.2)實施方式如步驟(8.2)所述，並再以照射劑量為150 mJ/cm2 且偏極方向正交於第一線性偏極紫外光之第二線性偏極紫外光照射於剝離後之光配向膜表面。
(19.3)實施方式如步驟(8.3)所述。
實施例中偏極方向正交於第一線性偏極紫外光之第二線性偏極紫外光的照射劑量與配向效果的比較彙整如同表2所述。
由表2可知，當第二線性偏極紫外光不大於第一線性偏極紫外光之照射能量差時，則會使第二表面的光配向樹脂分子不穩定，無法均一地順向性排列而產生Mura，難以藉由檢偏儀觀測其配向及偏轉效果。
因此，根據本發明製備方法所使用之第二線性偏極紫外光之照射能量，必須大於第一線性偏極紫外光之照射能量，即可使光配向膜之第二表面具有不同於第一表面的配向方向，更進一步地可製備具有不同配向方向的複合型位相差板(即第一位相差板與第二位相差板之配向方向不同)。
13．．．光配向樹脂分子
16．．．第一線性偏極紫外光
161．．．預設偏極方向
22．．．第一支撐板
221．．．上表面
23．．．光配向樹脂
24．．．光配向膜
241．．．第一表面
242．．．第二表面
33．．．第一液晶塗佈材料
34．．．第一位相差板
341．．．第一表面
36．．．第一非線性偏極紫外光
42．．．第二支撐板
50．．．複合型位相差板
53．．．第二液晶塗佈材料
54．．．第二位相差板
56．．．第二非線性偏極紫外光
66．．．第二線性偏極紫外光
661．．．預設偏極方向
第1圖係光配向樹脂分子進行光配向反應之示意圖。
第2圖係形成一光配向膜之示意圖。
第3圖係形成一第一位相差板之示意圖。
第4圖係將第一位相差板黏貼於第二支撐板上及將光配向膜與第一支撐板剝離之示意圖。
第5圖係形成一第二位相差板之示意圖。
第6圖係以一異於第一線性偏極紫外光偏極方向之第二線性偏極紫外光照射於光配向膜之第二表面之示意圖。
24．．．光配向膜
242．．．第二表面
34．．．第一位相差板
42．．．第二支撐板
66．．．第二線性偏極紫外光
661．．．預設偏極方向

Claims (22)

  1. 一種製備複合型位相差板的方法，其包含：(a)　提供一第一支撐板；(b)　於該第一支撐板之上表面塗佈一光配向樹脂，並以一第一線性偏極紫外光照射該光配向樹脂，使其進行光配向反應，以形成一光配向膜；(c)　於該光配向膜之第一表面上塗佈一第一液晶塗佈材料，並以一第一非線性偏極紫外光照射該第一液晶塗佈材料，使其固化以形成一第一位相差板；(d)　將該第一位相差板之第一表面黏貼於一第二支撐板之上，再使該光配向膜與該第一支撐板剝離，以使該光配向膜之第二表面曝露；以及(e)　於該光配向膜之第二表面上塗佈一第二液晶塗佈材料，再以一第二非線性偏極紫外光照射該第二液晶塗佈材料，使其固化以形成一第二位相差板。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一非線性偏極紫外光照射之能量為20~1000 mJ/cm2 。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一非線性偏極紫外光照射之能量為170~500 mJ/cm2 。
  4. 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照射之能量為不小於5 mJ/cm2 。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第二非線性偏極紫外光照射之能量為不小於20 mJ/cm2 。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該光配向膜之塗佈厚度為10nm~1μm。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該光配向樹脂為光致交聯型光配向樹脂。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該光配向樹脂具有選自於肉桂酸酯基(cinnamate)、香豆素酯基(coumarin)、苯基苯乙烯酮基(Chalcone)、馬來醯亞胺基(maleimide)、喹啉酮基(quinolinone)及雙苯亞甲基(bisbenzylidene)所組成之族群，至少其中之一官能基團。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一液晶塗佈材料是具有壓克力官能基之光致交聯型液晶材料。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第二液晶塗佈材料是具有壓克力官能基之光致交聯型液晶材料。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一支撐板之材料為玻璃、三醋酸纖維素樹脂(Triacetyl Cellulose)、聚酯系樹脂(polyester-based resin)、醋酸系樹脂(acetate-based resin)、聚醚碸系樹脂(polyethersulfone-based resin)、聚碳酸酯系樹脂(polycarbonate-based resin)、聚醯胺系樹脂(polyamide-based resin)、聚醯亞胺系樹脂(polyimide-based resin)、聚烯烴系樹脂(polyolefin-based resin)、丙烯酸酯系樹脂(acrylic-based resin)、聚氯乙烯系樹脂(polyvinyl chloride-based resin)、聚苯乙烯系樹脂(polystyrene-based resin)、聚乙烯醇系樹脂(polyvinyl alcohol-based resin)、聚芳酯系樹脂(polyarylate-based resin)、聚苯硫系樹脂(polyphenylene sulfide-based resin)、聚二氯亞乙烯系樹脂(polyvinylidene chloride-based resin)或甲基丙烯酸酯系樹脂((methyl)acrylic-based resin)。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第二支撐板之材料為玻璃、三醋酸纖維素樹脂(Triacetyl Cellulose)、聚酯系樹脂(polyester-based resin)、醋酸系樹脂(acetate-based resin)、聚醚碸系樹脂(polyethersulfone-based resin)、聚碳酸酯系樹脂(polycarbonate-based resin)、聚醯胺系樹脂(polyamide-based resin)、聚醯亞胺系樹脂(polyimide-based resin)、聚烯烴系樹脂(polyolefin-based resin)、丙烯酸酯系樹脂(acrylic-based resin)、聚氯乙烯系樹脂(polyvinyl chloride-based resin)、聚苯乙烯系樹脂(polystyrene-based resin)、聚乙烯醇系樹脂(polyvinyl alcohol-based resin)、聚芳酯系樹脂(polyarylate-based resin)、聚苯硫系樹脂(polyphenylene sulfide-based resin)、聚二氯亞乙烯系樹脂(polyvinylidene chloride-based resin)或甲基丙烯酸酯系樹脂((methyl)acrylic-based resin)。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第二支撐板為離型膜、偏光板、保護膜、擴散膜、擴散板、導光板、增亮膜、可撓式面板或觸控面板。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該第一支撐板之上表面是經一增進離型效果之表面處理。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該步驟(b)中，於該第一支撐板之上表面塗佈該光配向樹脂後，進一步包含一對該光配向樹脂進行乾燥之步驟。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該步驟(c)中，於該光配向膜之第一表面上塗佈該第一液晶塗佈材料後，進一步包含一對該第一液晶塗佈材料進行乾燥之步驟。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該步驟(e)中，於該光配向膜之第二表面上塗佈該第二液晶塗佈材料後，進一步包含一對該第二液晶塗佈材料進行乾燥之步驟。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中於該步驟(d)之後且於該步驟(e)之前，進一步包含以一第二線性偏極紫外光照射於該光配向膜之第二表面上之步驟。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之方法，其中該第二線性偏極紫外光之偏極方向相異於第一線性偏極紫外光之偏極方向。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之方法，其中該第二線性偏極紫外光照射之能量大於第一線性偏極紫外光照射之能量。
  21. 一種藉由如申請專利範圍第1項所述之方法所製得之複合型位相差板複合型位相差板，其包含：(a)　一支撐板；(b)　一第一位相差板，其係設置於該支撐板之上；(c)　一光配向膜，其係設置於該第一位相差板之上；以及(d)　一第二位相差板，其係設置於該光配向膜上，其中，該光配向膜係用以配向該第一位相差板及該第二位相差板。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之複合型位相差板，其中該第一位相差板與該第二位相差板具有不同之配向方向。
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