TWI444724B - 圖案化延遲膜及其製備方法 - Google Patents

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Description

圖案化延遲膜及其製備方法
本發明係關於一種用於3D影像顯示裝置之圖案化延遲膜及其製備方法，尤指一種使用兩種以不同配向製程所製得之配向膜之圖案化延遲膜及其製備方法。
不同於2D平面影像，3D影像係為一種更貼近於人眼及感官之實際影像。因此，3D影像係為一種真實影像之新概念，其可提升視覺訊息。其中，3D效果可透過一種左右眼接收不同物體影像之程序而達成。換言之，由於人雙眼距離約65 mm，故左右眼係看到兩個些微不同方向之影像。此時，若透過雙眼視差之視覺現象則可達到3D效果。因此，可透過於觀察者雙眼中輸入不同影像而實現3D影像。
傳統的3D影像顯示裝置可分為使用偏光眼鏡之3D影像顯示裝置及不戴眼鏡之3D影像顯示裝置。使用偏光眼鏡之3D影像顯示裝置，係藉由輸出具不同偏振方向之左眼影向及右眼影像，而後影像係穿過貼附在偏光眼鏡上之偏光片，以投影左眼影像至左眼鏡片，並投影右眼影像至右眼鏡片。這樣的偏光眼鏡技術的缺點為觀察者需配戴偏光眼鏡，但優點為相對較小之視角限制與簡便的製作方法。
使用偏光眼鏡之3D影像顯示裝置係包括一影像顯示單元及一偏振單元。影像顯示單元係包括左眼影像顯示單元及右眼影像顯示單元，左右眼之影像顯示單元係交錯配置以分別產生左眼影像及右眼影像。偏振單元則改變由影像顯示單元所產生之左眼影像及右眼影像之偏振狀態。
偏振單元之製作方法，可透過圖案化對應於左眼影像顯示單元及右眼影像顯示單元之偏光片、或透過貼附偏光片於一延遲膜(光學濾光片)上，其中延遲膜之圖案係對應於左眼影像顯示單元及右眼影像顯示單元。
此外，圖案化偏光片或延遲膜之製作，可透過顯露有一預定區域之三醋酸纖維素(TAC)膜及碘化拉伸聚乙烯醇(PVA)薄膜層疊之偏光片上塗佈一光阻，或透過於顯露有一預定區域之遲膜上塗佈一光阻，而後使用氫氧化鉀溶液處理顯露區域，以移除預定區域之相差延遲功能。然而，此習知方法之問題在於，因化學蝕刻導致製作步驟複雜，並且導致高製作成本與低產量。
至於另一方法，圖案化光學濾光片之製作，可透過於一基板上形成一相延遲膜，而後透過雷射或研磨法移除相延遲膜之一區域。然而，此方法之缺點在於無法精確圖案化，且於雷射蝕刻過程中因相延遲膜的破裂而導致缺陷產生。
同時，上述方法之缺點在於，無法形成準確對應於影像顯示單元畫素之偏光片或延遲膜之圖案，且因延遲膜圖案與影像顯示單元畫素間誤差導致較高的干擾發生率。
為了解決上述問題，目前已提供一種製作圖案化光學濾光片之方法，其中形成延遲膜之配向膜及/或液晶材料係以特定方向印在基板上。更具體而言，圖案化光學濾光片之製造，可透過將一配向膜以特定圖案印刷於基板上，並於配向膜上進行刷磨製程或光配向製程，再於配向磨上形成液晶層。或者，圖案化光學濾光片之製作，可透過於一基板整個表面印刷上配向膜，再使用一遮罩以一特定圖案將配向膜定向，而後於配向膜上形成液晶層。或者，圖案化光學濾光片之製作，可透過於一基板整個表面形成配向膜，定向配向膜，在以特定圖案印刷液晶層。使用印刷法製做圖案化光學濾光片之方法的優點在於，影像顯示單元之畫素可與光學濾光片之圖案完全對應。
然而，上述方法所製得之光學濾光片之結構中，液晶層以特定方向配向之配向區域、及液晶層未配向之非配向區域係交錯配置。相較於配向區域，由於非配向區域會造成光學特性顯著劣化，故若使用上述方法所製得之光學濾光片，會造成影像顯示裝置之影像品質降低。
本發明之主要目的係在提供一種具有新結構之圖案化配向膜，其可以低成本及簡單製程形成，並且具有較佳製程效率及光學特性。
於本發明之一實施態樣中，係提供一種圖案化延遲膜，包括：一基板；一第一配向膜、及一第二配向膜，此第一配向膜及第二配向膜係設置於基板上，第一配向膜及第二配向膜係由不同配向製程製作而成且具有不同配向方向；以及一液晶層，係設置於第一配向膜及第二配向膜上；其中液晶層係經圖案化而形成一第一區域、及一第二區域，第一區域係透過第一配向膜定向，而第二區域係透過第二配向膜定向。
基板之面內延遲可介於0至30 nm範圍內，而厚度延遲之絕對值可介於0至300 nm範圍內。
基板可選自由三醋酸纖維素(triacetyl cellulose)、聚醋酸酯(polyacrylate)、聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚乙烯(polyethylene)、及環烯烴聚合物(cycloolefin polymer)所組成之群組。
液晶層可經圖案化，以形成條狀圖案、或網柵圖案。第一配向膜之配向方向及第二配向膜之配向方向可相互垂直。此外，液晶層可為一λ/4相位延遲層。
第一配向膜可形成在基板之整個表面，而第二配向膜可以規律圖案形成在第一配向膜上。當第一配向膜係為一刷磨配向膜，則第二配向膜可為一光配向膜。當第一配向膜係為一光配向膜，則第二配向膜可為一刷磨配向膜。
第一配向膜可以規律圖案形成在該基板之一表面上，而第二配向膜可形成在一未形成有第一配向膜之區域。於此狀態下，當第一配向膜係為一刷磨配向膜，則第二配向膜可為一光配向膜。當第一配向膜係為一光配向膜，則第二配向膜可為一刷磨配向膜。
於本發明之另一實施態樣中，係提供一種圖案化延遲膜，包括：一基板，此基板之表面係以一第一配向方向刷磨；一光配向膜，係以規律圖案設置於基板之刷膜表面，且光配向膜係以一第二配向方向定向；以及一液晶層，係設置於基板及光配向膜上；其中液晶層係經圖案化而形成一第一區域、及一第二區域，第一區域係透過刷磨基板定向，而第二區域係透過光配向膜定向。
基板之面內延遲可介於0至30 nm範圍內，而厚度延遲之絕對值可介於0至300 nm範圍內。
基板可選自由三醋酸纖維素(triacetyl cellulose)、及聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate)所組成之群組。
液晶層可經圖案化，以形成條狀圖案、或網柵圖案。第一配向膜之配向方向及第二配向膜之配向方向可相互垂直。此外，液晶層可為一λ/4相位延遲層。
於本發明之另一實施態樣中，係提供一種延遲膜之製備方法，包括：塗佈一第一配向膜材料於一第一基板上；藉由將第一配向膜材料以一第一配向方向定向，以形成一第一配向膜；塗佈一第二配向膜材料於第一基板、或第一配向膜上；藉由將第二配向膜材料以一第二配向方向定向，以形成一第二配向膜；以及塗佈液晶於第一配向膜、及第二配向膜上，且固化所塗佈之液晶，以形成一圖案化液晶層。
第一配向方向及第二配向方向可相互垂直。此外，第一配向膜材料及/或第二配向膜之材料可使用印刷法塗佈。
此方法可更包括：製備一第二基板，第二基板之一表面上係形成有一黏著層；將第二基板之黏著層貼附至第一基板上之圖案化液晶層；以及將第二基板從第一基板上分離，以將圖案化液晶層轉印至第二基板上。
第一配向膜材料可塗佈於第一基板之一整個表面上，且第二配向膜材料可以規律圖案塗佈在第一配向膜上。
第一配向膜材料可為一刷磨配向膜材料且透過一刷磨製程所形成，而此第二配向膜材料可為一光配向膜材料且可透過一光配向製程所形成。
第一配向膜材料可為一光配向膜材料且可透過一光配向製程所形成，而第二配向膜材料可為一刷磨配向膜材料且可透過一刷磨製程所形成。
第一配向膜材料可以規律圖案塗佈在第一基板上，且第二配向膜材料可塗佈在第一基板之一區域上，區域係未形成有第一配向膜。
第一配向膜材料可為一刷磨配向膜材料且可透過一刷磨製程所形成，而第二配向膜材料可為一光配向膜材料且可透過一光配向製程所形成。
第一配向膜材料可為一光配向膜材料且可透過一光配向製程所形成，而第二配向膜材料可為一刷磨配向膜材料且可透過一刷磨製程所形成。
第一基板之面內延遲可介於0至30 nm範圍內，而厚度延遲之絕對值可介於0至300 nm範圍內。
第一基板可選自由三醋酸纖維素(triacetyl cellulose)、聚醋酸酯(polyacrylate)、聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚乙烯(polyethylene)、及環烯烴聚合物(cycloolefin polymer)所組成之群組。
第二基板可選自由三醋酸纖維素(triacetyl cellulose)、聚醋酸酯(polyacrylate)、聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚乙烯(polyethylene)、及環烯烴聚合物(cycloolefin polymer)所組成之群組。
於本發明之另一實施態樣中，係提供一種延遲膜之製備方法，包括：以一第一配向方向刷磨一第一基板之一表面；以規律圖案塗佈一光配向膜材料於第一基板之刷膜表面上；以一第二配向方向照射一偏振UV光於光配向膜材料上，以形成一光配向膜；以及塗佈液晶於第一基板之刷磨表面及光配向膜上，且固化塗佈之液晶，以形成一液晶層。
第一配向方向及第二配向方向可相互垂直。
光配向膜材料可使用印刷法以規律圖案塗佈。
此方法可更包括：製備一第二基板，第二基板之一表面上係形成有一黏著層；將第二基板之黏著層貼附至第一基板上之圖案化液晶層；以及將第二基板從第一基板上分離，以將此圖案化液晶層轉印至第二基板上。
第一基板可選自由三醋酸纖維素(triacetyl cellulose)、及聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate)所組成之群組。
第二基板可選自由三醋酸纖維素(triacetyl cellulose)、聚醋酸酯(polyacrylate)、聚乙烯對苯二甲酸酯(polyethylene terephthalate)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚乙烯(polyethylene)、及環烯烴聚合物(cycloolefin polymer)所組成之群組。
於本發明之一實施例中，由於配向膜係使用不同配向製程所製作，即便未使用多步驟製程(如黃光微影法)，也可使用簡單的方法形成圖案化延遲膜。
同時，由於係使用印刷法塗佈配向膜，故可輕易調整臨界尺度(critical dimension)。因此，配向膜可圖案化成各種外形。相較於雷射蝕刻，印刷法無須直接接觸，故可降低失敗率並提升製程效率。
再者，本發明一實施例之延遲膜，因液晶層中未含有非配向區域，故可實現優異光學特性。
此外，由於僅轉印液晶層至另一薄膜上，故可更加提升延遲膜之光學特性。
本發明之發明人持續研究結果證實，使用兩種以不同製程所形成之配向膜，可簡化製程、降低失敗率、且製得具優異光學特性之圖案化延遲膜。
接下來，將詳細描述本發明一實施例之圖案化延遲膜。
圖1及圖3係顯示本發明一實施例之圖案化延遲膜。
如圖1及圖3所示，本發明實施例之圖案化延遲膜係包括一基板10、一第一配向膜20、一第二配向膜30、及一液晶層40。第一配向膜20及一第二配向膜30係透過不同配向製程所形成，且具有不同配向方向。液晶層40係經圖案化而形成第一區域40a及第二區域40b，其中第一區域40a係透過第一配向膜20定向，而第二區域40b係透過第二配向膜30定向。
任何已知之基板均可做為本實施例之基板10，如塑膠基板。基板10之例子可包括，但不限於由三醋酸纖維素、聚醋酸酯、聚乙烯對苯二甲酸酯、聚碳酸酯、聚乙烯、或如降冰片烯(norbornene)衍生物之環烯烴聚合物所製作之基板。
基板10可為一等向性基板，其具有些微面內延遲及厚度延遲，或不具有面內延遲而僅具有厚度延遲。更具體而言，基板10之面內延遲(Rin)可介於0至30 nm範圍內，較佳為0至20 nm，且更佳為0至10 nm；而厚度方向延遲(Rth)之絕對值係介於0至300 nm範圍內，較佳為0至200 nm，且更佳為0至100 nm。
於此情形下，面內延遲(Rin)及厚度方向延遲(Rth)係如下式(1)及(2)所定義。
Rin=(nx -ny )×d　(1)
Rth=(nz -nx )×d　(2)
於上述式(1)及(2)中，nx 係表示薄膜面內中具最大折射率方向之折射率，ny 係表示垂直於nx 方向之折射率，而nz 表示厚度方向之折射率。
基板10之厚度並無特殊限制。一般而言，基板10之厚度係介於30至100 μm範圍內。
第一配向膜20及第二配向膜30係使用不同配向製程所形成，且具有不同配向方向。
例如，當第一配向膜20為光配向膜時，可使用刷磨配向膜做為第二配向膜30。當第一配向膜20為刷磨配向膜時，可使用光配向膜做為第二配向膜。藉此，當使用不同方法製作配向膜，其中之一配向膜之製程不會影響到另一配向膜之製作。因此，無須進行如遮罩或光阻製程之複雜製程，即可輕易製得具有不同配向方向之配向膜。例如，即使UV偏振光係照射在刷磨配向膜上，也不會改變配向膜之配向方向。同時，當於光配向上進行刷磨製程，也不會改變配向方向。因此，於塗佈刷磨配向膜後，係於第一配向方向上進行刷磨製程以形成刷磨配向膜。用以形成光配向膜之聚合物薄膜係以一規律間隔塗佈在刷磨配向膜上。接著，第二配向方向(不同於第一配向方向)之UV偏振光係照射至聚合物薄膜上。藉此，以形成具有不同配向方向之第一配向膜20及第二配向膜30。
同時，第一配向膜20及第二配向膜30之配向方向可相互垂直。
液晶層40係形成在第一配向膜20及第二配向膜30上。液晶層40係經圖案化而形成第一區域40a及第二區域40b，其中第一區域40a係透過第一配向膜20定向，而第二區域40b係透過第二配向膜30定向。當將液晶塗佈在配向膜上時，配向膜係以配向方向定向。如上所述，於此實施例中，第一配向膜20及第二配向膜30具有不同配向方向。因此，當液晶層40係形成在第一配向膜20及第二配向膜30上時，係以不同配向方向之液晶層40交錯形成，藉此可得到圖案化延遲膜。
於此情形下，液晶層40之圖案係透過第二配向膜30塗佈之圖案所決定。在此，若第二配向膜30係塗佈成條狀圖案，則可形成條狀圖案液晶層，如圖8所示。若第二配向膜30係塗佈成網柵圖案，則可形成網柵圖案液晶層，如圖9所示。
此外，液晶層40可依照其厚度而具有不同的相位差。液晶層40可為一λ/4相位延遲層。當液晶層40為一λ/4相位延遲層時，液晶層40可將線形偏振光變化成圓形偏振光，且將圓形偏振光變化成線形偏振光。此功能係可用於3D影像顯示裝置。
同時，如圖1所示，本發明實施例之延遲膜之製造，可先將第一配向膜20形成在基板10之整個表面上，而第二配向膜30係以規律圖案形成在第一配向膜20上。或者，如圖3所示，第一配向膜20及第二配向膜30係交錯形成在基板10表面。換言之，第一配向膜20可以規律圖案形成在基板10表面上，而第二配向膜30可形成在未形成有第一配向膜20之區域上。
圖2係關於圖1延遲膜之製備方法，而圖4係關於圖3延遲膜之製備方法。如圖2及圖4所示，本發明實施例之延遲膜之製備方法可包括：塗佈一第一配向膜材料，形成一第一配向膜，塗佈一第二配向膜材料，形成一第二配向膜，以及形成液晶層。
如圖2所示，第一配向膜材料可塗佈在第一基板10整個表面；或者，如圖4所示，第一配向膜材料可以規律圖案塗佈在第一基板10表面。
首先，將詳細描述圖2中，將第一配向膜材料塗佈在第一基板10之整個表面上之情形。第一配向膜材料係塗佈在第一基板10之整個表面上，且第一配向膜材料可為刷磨配向膜材料或光配向膜材料。
將塗佈在第一基板10整個表面之第一配向膜材料進行配向，而形成一第一配向膜20。在此，可根據所使用之第一配向膜材料而選擇適當配向製程。例如，當第一配向膜材料為刷磨配向膜材料時，第一配向膜20係透過刷磨製程形成。換言之，藉由塗佈一刷磨配向膜材料，再以一特定方向(第一配向方向)並使用刷磨布摩擦所塗佈之刷磨配向膜材料，則可製得第一配向膜20。當第一配向膜材料為一光配向膜材料時，可透過光配向製程形成第一配向膜20。換言之，藉由塗佈一光配向膜材料，再以一特定方向(第一配向方向)照射偏振UV光，則可製得第一配向膜20。
在經由上述方法形成第一配向膜20後，係塗佈一第二配向膜材料於第一配向膜20上。在此，第二配向膜材料並未塗佈在第一配向膜20之整個表面，而是僅塗佈在規律圖案上。例如，第二配向膜材料可塗佈在以規律間隔設置之條狀圖案或網柵圖案上。當第二配向膜材料係選擇性的以規律圖案塗佈在第一配向膜上時，第一配向膜20及第二配向膜30係交錯形成在第一基板10上。
此外，第一配向膜材料及/或第二配向膜材料可使用印刷法進行塗佈。使用印刷法塗佈配向膜材料之優點在於，可在無須進行如遮罩或光阻製程等複雜製程，將所需材料僅塗佈在預定位置上。同時，由於不會浪費多餘材料，故可降低製作成本，且可透過改變印刷圖案輕易調整所形成圖案關鍵尺寸(critical dimension,CD)。
第二配向膜材料之配向係與第一配向膜材料不同。換言之，當第一配向膜材料係為一光配向膜材料時，可使用刷磨配向(burring alignment)膜材料做為第二配向膜材料。當第一配向膜材料刷磨配向膜材料時，可使用光配向膜材料做為第二配向膜材料。
第二配向膜30之形成，可依據第二配向膜材料選擇適當方法。換言之，當第二配向膜材料為一刷磨配向膜材料時，可使用刷磨配向製程形成第二配向膜30。也就是可透過塗佈材料，再以一特定方向(第二配向方向)並使用刷磨布摩擦所塗佈之刷磨配向膜材料，則可製得第二配向膜30。當第二配向膜材料為一光配向膜材料時，可透過光配向製程形成第二配向膜30。換言之，藉由塗佈一光配向膜材料，再以一特定方向(第二配向方向)照射偏振UV光，則可製得第二配向膜30。
此時，第二配向膜之配向方向係與第一配向膜不同，且第二配向膜之配向方向可垂直於與第一配向膜之配向方向。如上所述，由於係使用不同配向製程形成第一配向膜及第二配向膜，即使第一配向膜係暴露於基板表面，也不會對第二配向膜製程造成影響。因此，在形成第二配向膜後，配向於第一配向方向之第一配向膜、及配向於第二配向方向之第二配向膜係交錯形成在基板表面。
而後，於交錯形成有第一配向膜20及第二配向膜30上塗佈反應性液晶，再使用熱或光進行交聯反應而形成液晶層40。反應性液晶係指可透過光或熱，使相鄰液晶單體進行聚合反應而形成液體聚合物之材料。反應性液晶可由一或多種材料所形成，此材料係連接有一可使反應性液晶單體聚合之丙烯酸酯(acrylate)基團。反應性液晶之代表例子可包括Merk之Reactive Mesogen(RM)、或BASF之LC242。
如上所述，當塗佈在第一配向膜20及第二配向膜30上之反應性液晶固化時，可得到一圖案化液晶層40。透過設置於下方之配向膜，可使圖案化液晶層具有不同配向方向。
接著，如圖4所示，將描述第一配向膜材料係以規律圖案塗佈在第一基板10之表面上。
首先，第一配向膜材料係以規律圖案(以規律間隔設置之條狀圖案或網柵圖案)塗佈在第一基板10之表面上。第一配向膜材料可為一刷磨配向膜材料或一光配向膜材料。第一配向膜材料可透過印刷製程塗佈，但本發明並不僅限於此。
而後，第一配向膜20可依據第一配向膜材料以一適當配向製程形成。例如，當第一配向膜材料為一刷磨配向膜材料時，可使用刷磨配向製程形成第一配向膜20。換言之，可以一特定方向(第一配向方向)並使用刷磨布摩擦以刷磨配向膜材料，則可製得第一配向膜20。當第一配向膜材料為一光配向膜材料時，可透過光配向製程形成第一配向膜20。換言之，藉由以一特定方向(第一配向方向)照射偏振UV光，則可製得第一配向膜20。
在以上述方法形成第一配向膜20後，可選擇性的塗佈第二配向膜材料於未形成有第一配向膜之區域。可依據第二配向膜材料選擇適當配向製程以形成第二配向膜30。
第二配向膜材料之配向係與第一配向膜材料不同。例如，當第一配向膜材料係為一刷磨配向膜材料時，可使用光配向膜材料做為第二配向膜材料。當第一配向膜材料係為一光配向膜材料時，可使用刷磨配向膜材料做為第二配向膜材料。由於配向膜材料之詳細配向方法與配向方向係大致與圖2相同，故將省略其詳細描述。
同時，第二配向膜材料可透過印刷法塗佈，但本發明不僅限於此。
當第一配向膜20及第二配向膜30係以上述方法形成時，第一配向膜20及第二配向膜30係交錯配置，如圖4所示。反應性液晶係塗佈在交錯配置之第一配向膜20及第二配向膜30上，且可透過熱或光進行交聯反應而形成液晶層40。由於液晶材料之種類及其形成方法係與上述相同，故將省略其詳細描述。
圖5係顯示本發明另一實施例之圖案化延遲膜。如圖5所示，本發明實施例之延遲膜可包括一刷磨加工基板100、一光配向膜200、以及一液晶層300。光配向膜200及液晶層300可選擇性的以規律圖案形成在基板100上。當使用可刷磨加工基板時，僅需形成單一配向膜。因此，可以更簡便之方法製作圖案化配向膜。
刷磨加工基板100之面內延遲(Rin)可介於0至30 nm範圍內，較佳為0至20 nm，且更佳為0至10 nm；而厚度延遲(Rth)之絕對值係介於0至300 nm範圍內，較佳為0至200 nm，且更佳為0至100 nm。刷磨加工基板100之例子可包括由三醋酸纖維素、聚乙烯對苯二甲酸酯、或其相似物所形成之基板。當使用這樣的基板時，可以一特定方向(第一配向方向)並使用刷磨布摩擦基板100表面，以進行刷磨製程。當進行這樣的刷磨製程時，塗佈在基板100上之液晶可依刷磨之方向進行配向。
而後，於刷磨加工基板100上形成一光配向膜200，此光配向膜200係加工成具有與第一配向方向不同之第二配向方向。在此，光配向膜並非形成在基板100整個表面，而是選擇性的形成一規律圖案。同時，第一配向方向及第二配向方向係相互垂直。
當光配向膜200係選擇性的形成在刷磨加工基板100上時，具有第一配向方向之刷磨加工基板100及具有第二配向方向之光配向膜200係交錯顯露。如圖5所示，當於基板100及光配向膜200上塗佈液晶時，可形成圖案化液晶層300a,300b。圖案化液晶層300a,300b係包含一第一區域300a及第二區域300b，其第一區域係以第一配向方向定向，而第二區域係以第二配向方向定向。
圖6係揭示本發明實施例中圖5之延遲膜之製備方法。如圖6所示，延遲膜之製備方法可包括：刷磨基板、塗佈光配向膜、形成光配向膜、及形成液晶層。
首先，基板100表面係以一特定方向(第一配向方向)並使用刷磨布摩擦。當基板100刷磨完成後，塗佈光配向材料於基板100上。此時，光配向膜材料並未塗佈在基板100整個表面，而是選擇性的塗佈成一規律圖案。例如，可透過印刷製程，將光配向膜材料塗佈成以規律間隔設置之條狀圖案或網柵圖案。
而後，以一特定方向(第二配向方向)照射偏振UV光於光配向膜材料上，則可製得光配向膜200。
此時，光配向膜200之配向方向(第二配向方向)係與基板100表面之刷磨方向(第一配向方向)不同。配向方向可與刷磨方向相互垂直。由於光配向膜200並非形成在整個表面，而是僅選擇性的形成規律間隔，故刷磨區域及光配向膜區域係交互形成在基板100之表面上。
而後，將反應性液晶塗佈在基板100及光配向膜200上，再以熱或光進行交聯反應以形成液晶層300。由於液晶之種類及形成方法大致與上述相同，故將省略其詳細描述。
圖7係揭示本發明另一實施例之延遲膜之製備方法。於圖7之方法中，在以圖2、4及6形成圖案化延遲膜後，更包括轉印僅圖案化液晶層至另一薄膜上。
更具體而言，具有圖案化液晶層之第一基板，係使用前述製作圖案化延遲膜之方法製備。表面形成有黏著層之第二基板係分開製備。第二基板上之黏著層係貼附至第一基板上之圖案化液晶層。而後，將第二基板與第一基板相互分離，則可將圖案化液晶層轉印至第二基板。
如圖3所示之具有第一配向膜10及第二配向膜20之延遲膜係做為圖7之第一基板。然而，此僅用以舉例，本發明並不僅限於此。換言之，圖1之延遲膜或圖5之延遲膜亦可做為第一基板。由於第一基板之製備方法係與上述圖案化延遲膜之製備方法相同，故將省略其詳細描述。
在此，上方形成有黏著層60之第二基板50，可藉由塗佈一黏著樹脂於塑膠基板上、或貼附一黏著片於塑膠基板上所形成。塑膠基板之例子可為由三醋酸纖維素、聚醋酸酯、聚乙烯對苯二甲酸酯、聚碳酸酯、聚乙烯、或環烯烴聚合物(如降冰片烯衍生物)所製成之基板。當形成有黏著層60之第二基板50製備後，將第二基板50之黏著層60貼附製第一基板10之液晶層40。而後，將第一基板10與第二基板50分離，則可將圖案化液晶層40轉印至第二基板50之黏著層60上。
於延遲膜中，液晶層造成延遲(retardation)，但其他元件(即基板或配向膜)並無法達到此效果。再者，當基板或配向膜超過預定厚度或具有不同相差，則可能會造成延遲膜效能劣化。因此，透過圖2、4及6製作延遲膜後，僅將圖案化液晶層轉印至另一薄膜。據此，可製得具有光學準確度及絕佳特性之延遲膜。
使用上述方法所製得之延遲膜，若將其貼附至一偏光片時，則可做為光學濾光片。圖12至14係揭示各種偏光片之示例，其中偏光片上係貼附有本發明實施例之圖案化延遲膜。如圖12至14所示，本發明實施例之延遲膜之設置，係將液晶層40及300面向偏光片500。然而，本發明並不僅限於此。若需要，可將黏著層600設置在偏光片500及液晶層40及300間。
包含本發明實施例延遲膜之偏光片，可有效用於3D影像顯示裝置。
接下來，將舉具體實施例更加詳細描述本發明。
將做為多官能基單體之聚乙烯醇、三[2-(丙烯醯氧)乙基]異氰脲酸酯(tris[2-(acryloyloxy)ethyl] isocyanurate)、及季戊四醇三丙烯酸酯(pentaerythritol triacrylate)，以及做為光起始劑之Igacure 2050，分別以2 wt%、0.7 wt%、0.3 wt%、及0.25 wt%之濃度溶解於一混合溶劑中，以製得一刷磨配向膜材料，其中混合溶係為將水及乙醇以50:50重量比混合之混合溶液。
使用一環棒(wire bar)，將此刷磨配向膜材料塗佈在三醋酸纖維素(TAC)基板上，使其乾燥膜厚度(DFT)約0.1 μm。在一100℃之乾燥爐中，以熱空氣蒸氣乾燥刷磨配向膜材料2分鐘，再使用80 W/cm高壓汞燈，以3 m/min之速率照射UV光一次，以固化刷磨配向膜材料。而後，刷磨固化之配向膜則製得第一配向膜。
而後，將光反應聚合物之5-降冰片烯-2-甲基-(4-甲氧基肉桂酸酯)(5-nobornene-2-methyl-(4-methoxycinnamate))，多官能基單體之二季戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritol hexaacrylate)，及光起始劑之Igacure 907(Swiss,Ciba-Geigy)，分別以2 wt%、2 wt%、及0.5 wt%之濃度溶解於環戊酮(cyclopentanone)，藉此可製得一光配向膜材料。
光配向膜材料係以300 μm之間隔印刷成條狀圖案並使其乾燥膜厚度約為0.1 μm，且在一70℃乾燥爐中，以熱空氣蒸氣乾燥2分鐘。
而後，使用80 W/cm高壓汞燈做為光源，並使用Moxtek製作之線柵偏光片照射偏振UV光。在此，係以3 m/min之速率照射光配向膜一次，以形成與第一配向膜之配向方向垂直之第二配向膜。
可聚合液晶之製備，係將固體內容物包含95 wt%之BASF之LC242(其係為一面內配向可聚合液晶化合物)，以及包含5 wt% Igacure 907(Swiss,Ciba-Geigy)之光起始劑，以25 wt%濃度溶解。
所製得之可聚合液晶係塗佈在第一配向膜及第二配向膜上，且使其乾燥膜厚度約1 μm，並於80℃乾燥爐中乾燥2分鐘。而後，使用80 W/cm高壓汞燈，以3 m/min之速率照射依次，以固化所塗佈之液晶。藉此，可製得延遲膜。
使用本發明實施例方法所製得之圖案化延遲膜之偏振顯微鏡影像係如圖10所示，而圖11係顯示本發明實施例之第一延遲膜與第二延遲膜間界面區域之放大影像。
本發明僅揭示及描述之示範實施例，但本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，在不偏離本發明之精神及範圍下，熟知本技術領域者可做各種修飾及變更。
10,100‧‧‧基板
20‧‧‧第一配向膜
200‧‧‧光配向膜
30‧‧‧第二配向膜
300,40‧‧‧液晶層
300a,300b‧‧‧圖案化液晶層
40a‧‧‧第一區域
40b‧‧‧第二區域
50‧‧‧第二基板
500‧‧‧偏光片
60‧‧‧黏著層
600‧‧‧黏著層
圖1係本發明第一實施例之圖案化延遲膜。
圖2係本發明實施例之圖1延遲膜之製備方法。
圖3係本發明第二實施例之圖案化延遲膜。
圖4係本發明實施例之圖3延遲膜之製備方法。
圖5係本發明第三實施例之圖案化延遲膜。
圖6係本發明實施例之圖5延遲膜之製備方法。
圖7係將圖案化液晶層轉印至另一薄膜之方法。
圖8係具條狀圖案之圖案化延遲膜。
圖9係具網柵圖案之圖案化延遲膜。
圖10係本發明實施例之方法所製得之圖案化延遲膜之偏振顯微鏡影像。
圖11係本發明實施例之方法所製得之延遲膜其第一配向膜及第二配向膜間介面區域之影像。
圖12係本發明第一實施例之含圖案化延遲膜之偏光片。
圖13係本發明第二實施例之含圖案化延遲膜之偏光片。
圖14係本發明第三實施例之含圖案化延遲膜之偏光片。
10．．．基板
20．．．第一配向膜
30．．．第二配向膜
40．．．液晶層
40a．．．第一區域
40b．．．第二區域

Claims (12)

  1. 一種用於3D影像顯示裝置之光學濾光片之延遲膜之製備方法，包括：塗佈一刷磨配向膜材料於一第一基板之一整個表面上，該刷磨配向材料係透過一刷磨製程所形成且於一光配向製程中不會改變其配向方向，以及該第一基板之面內延遲係介於0至30nm範圍內且其厚度延遲之絕對值係介於0至300nm範圍內；藉由該刷磨製程將該刷磨配向膜材料以一第一配向方向定向，以形成一第一配向膜；以規律圖案塗佈一光配向膜材料於該第一配向膜上；藉由一光配向製程將該光配向膜材料以一垂直於該第一配向方向之第二配向方向定向，以形成一第二配向膜；以及塗佈液晶於該第一配向膜、及該第二配向膜上，且固化所塗佈之液晶，以形成一圖案化液晶層，該圖案化液晶層係為一λ/4相位延遲層且包括一透過該第一配向方向定向之第一區域與一透過該第二配向方向定向之第二區域。
  2. 一種用於3D影像顯示裝置之光學濾光片之延遲膜之製備方法，包括：塗佈一光配向膜材料於一第一基板之一整個表面上，該光配向材料係透過一光配向製程所形成且於一刷磨配向製程中不會改變其配向方向，以及該第一基板之面內延遲 係介於0至30nm範圍內且其厚度延遲之絕對值係介於0至300nm範圍內；藉由該光配向製程將該光配向膜材料以一第一配向方向定向，以形成一第一配向膜；以規律圖案塗佈一刷磨配向膜材料於該第一配向膜上；藉由一刷磨製程將該刷磨配向膜材料以一垂直於該第一配向方向之第二配向方向定向，以形成一第二配向膜；以及塗佈液晶於該第一配向膜、及該第二配向膜上，且固化所塗佈之液晶，以形成一圖案化液晶層，該圖案化液晶層係為一λ/4相位延遲層且包括一透過該第一配向方向定向之第一區域與一透過該第二配向方向定向之第二區域。
  3. 一種用於3D影像顯示裝置之光學濾光片之延遲膜之製備方法，包括：以規律圖案塗佈一第一配向膜材料於一第一基板上，該第一基板之面內延遲係介於0至30nm範圍內且其厚度延遲之絕對值係介於0至300nm範圍內；藉由將該第一配向膜材料以一第一配向方向定向，以形成一第一配向膜；塗佈一第二配向膜材料於該第一基板或該第一配向膜上未形成有該第一配向膜之區域中；藉由將該第二配向膜材料以一垂直於該第一配向方向之第二配向方向定向，以形成一第二配向膜；以及 塗佈液晶於該第一配向膜、及該第二配向膜上，且固化所塗佈之液晶，以形成一圖案化液晶層，該圖案化液晶層係為一λ/4相位延遲層且包括一透過該第一配向方向定向之第一區域與一透過該第二配向方向定向之第二區域；其中，該第一配向膜材料係為一刷磨配向膜材料且透過一刷磨製程所形成，該第二配向膜材料係為一光配向膜材料且透過一光配向製程所形成，該刷磨配向膜材料藉由該刷磨製程定向且於該光配向製程中不會改變其配向方向，以及該光配向膜材料藉由該光配向製程定向且於該刷磨製程中不會改變其配向方向。
  4. 如申請專利範圍第1至3項所述之方法，其中該刷磨配向膜材料及/或該光配向膜材料係使用印刷法塗佈。
  5. 如申請專利範圍第1至3項所述之方法，其中該第一基板係選自由三醋酸纖維素、聚醋酸酯、聚乙烯對苯二甲酸酯、聚碳酸酯、聚乙烯、及環烯烴聚合物所組成之群組。
  6. 如申請專利範圍第1至3項所述之方法，更包括：製備一第二基板，該第二基板之一表面上係形成有一黏著層；將該第二基板之該黏著層貼附至該第一基板上之該圖案化液晶層；以及將該第二基板從該第一基板上分離，以將該圖案化液晶層轉印至該第二基板上。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該第二基板係選自由三醋酸纖維素、聚醋酸酯、聚乙烯對苯二甲酸酯、聚碳酸酯、聚乙烯、及環烯烴聚合物所組成之群組。
  8. 一種用於3D影像顯示裝置之光學濾光片之延遲膜之製備方法，包括：以一第一配向方向刷磨一第一基板之一表面，該第一基板之面內延遲係介於0至30nm範圍內且其厚度延遲之絕對值係介於0至300nm範圍內，且該第一配向方向於照射一偏振UV光上不會改變；以規律圖案塗佈一光配向膜材料於該第一基板之該刷膜表面上；以一垂直於該第一配向方向之第二配向方向照射一偏振UV光於該光配向膜材料上，以形成一光配向膜；以及塗佈液晶於該第一基板之該刷磨表面及該光配向膜上，且固化塗佈之液晶，以形成一液晶層，該液晶層係為一λ/4相位延遲層。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該光配向膜材料係使用印刷法以規律圖案塗佈。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該第一基板係選自由三醋酸纖維素、及聚乙烯對苯二甲酸酯所組成之群組。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之方法，更包括：製備一第二基板，該第二基板之一表面上係形成有一黏著層； 將該第二基板之該黏著層貼附至該第一基板上之該圖案化液晶層；以及將該第二基板從該第一基板上分離，以將該圖案化液晶層轉印至該第二基板上。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該第二基板係選自由三醋酸纖維素、聚醋酸酯、聚乙烯對苯二甲酸酯、聚碳酸酯、聚乙烯、及環烯烴聚合物所組成之群組。
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