TWI447447B - Method of manufacturing phase difference plate - Google Patents

Method of manufacturing phase difference plate Download PDF

Info

Publication number
TWI447447B
TWI447447B TW101105812A TW101105812A TWI447447B TW I447447 B TWI447447 B TW I447447B TW 101105812 A TW101105812 A TW 101105812A TW 101105812 A TW101105812 A TW 101105812A TW I447447 B TWI447447 B TW I447447B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
resin
region
photocurable
photocurable material
Prior art date
Application number
TW101105812A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201335637A (zh
Inventor
Da Ren Chiou
Wei Che Hung
Chiu Fang Chen
Yu June Wu
Original Assignee
Far Eastern New Century Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Far Eastern New Century Corp filed Critical Far Eastern New Century Corp
Priority to TW101105812A priority Critical patent/TWI447447B/zh
Priority to JP2012104764A priority patent/JP2013171286A/ja
Priority to KR1020120047031A priority patent/KR101310416B1/ko
Priority to US13/618,008 priority patent/US8828650B2/en
Publication of TW201335637A publication Critical patent/TW201335637A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI447447B publication Critical patent/TWI447447B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/38—Polymers
    • C09K19/3833—Polymers with mesogenic groups in the side chain
    • C09K19/3842—Polyvinyl derivatives
    • C09K19/3852—Poly(meth)acrylate derivatives
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3083—Birefringent or phase retarding elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/13378—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation
    • G02F1/133784—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers by treatment of the surface, e.g. embossing, rubbing or light irradiation by rubbing
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

製造位相差板的方法
本發明是有關於一種製造位相差板的方法，特別是指一種製造具有厚層區與薄層區的一位相差板的方法。
習知，液晶在不同軸向上具有不同的折射率，即為液晶的複折射性。在許多光學應用上，常利用液晶的複折射性，根據需求的位相差值，將液晶製作成位相差板，搭配使用在背光模組中以提升對比或視角等顯示效果。具有不同位相差值且交替排列的位相差板與顯示器面板貼合後，搭配有3D效果的內容影像，更可以提供3D的顯示效果，且可分別應用在裸眼式或非裸眼式的3D顯示器上。
日本專利JP2001-100150提到利用機械加工的方式來製作位相差板。其技術內容為，將購入的液晶位相差板貼付於一硬質基板上，利用刀具切割，刮除不要的區域後，形成兩區域具有不同的位相差值(兩個區域之位相差值相差1/2λ)，最後得到兩區域具有不同位相差值的位相差板；但此方式刀具容易變形而造成良率降低且方法過於繁複，並有塵粒汙染等問題，並不適用於量產。
基於改善上述機械加工方式的缺點，美國專利早期公開號US 2007/0020404揭露一種製作位相差板的方法。該方法包括：先製備一含有可交聯與不可交聯兩種液晶聚合物的混合物；將該混合物塗在一基材上的一配向層上，以形成一液晶層；之後，再進行光照，使液晶層中的可交聯液晶聚合物產生交聯反應；最後，使用溶劑將液晶層中的不可交聯的液晶聚合物移除，以在液晶層上產生所需的位相結構(例如孔洞、溝槽等微結構)，進而得到不同的位相差值分佈。另外，美國專利US5926241則提到了利用具有Isotropic相的一種液晶來製作位相差膜。其技術內容為，先於一基板上塗佈液晶層，再將液晶加熱至Isotropic相，此時液晶無位相差，曝照紫外光並搭配利用光罩，使特定區域的液晶固化。之後，降至室溫使尚未固化的液晶排列，此時液晶為Anisotropic相並具有位相差(兩個區域之位相差值相差1/2λ)，最後再利用紫外光源曝照，使其全區域固化後形成位相差板；惟此種利用加熱造成液晶變為Isotropic相之後固化，而另一區域在室溫時(為Anisotropic相)固化的方式，會於2區域之間交界處形成界面，造成液晶排列紊亂而形成漏光，進而使得顯示品質下降。
上述美國專利早期公開及美國專利係利用混合不同液晶材料或對液晶材料於不同溫度下進行固化而形成位相差板的方式雖可以解決機械加工方式的缺點，但製程仍嫌複雜，且不易產生具有規則排列圖案的位相微結構，加工時對位若不精準，則可能使3D的影像產生鬼影，而使顯示品質下降。
因此，本發明之目的，在提供一種製造位相差板的方法，其可以改善上述習知技術的缺點。
於是，根據本發明所揭示之一種製造位相差板的方法，包含：在一基材上形成一未固化之光固化材料層，該未固化之光固化材料層係由一可光固化組成物所構成，該可光固化組成物包含至少一種具有複數個反應性官能基之可光固化預聚物，且該可光固化預聚物具有70-700g/mol之官能基當量；提供一圖案化遮蔽層，以局部地遮蔽該未固化之光固化材料層表面，使得該未固化之光固化材料層形成至少一個遮蔽區及至少一個非遮蔽區；使一第一光源通過該圖案化遮蔽層，使得該未固化之光固化材料層中之非遮蔽區的可光固化預聚物產生固化反應，藉以使該未固化之光固化材料層形成一部分區域固化之光固化材料層，其上具有至少一個凸狀固化區與至少一個凹狀未固化區；移除該圖案化遮蔽層；以一第二光源照射，以進一步固化該部分區域固化之光固化材料層，使該部分區域固化之光固化材料層之凹狀未固化區產生固化反應，藉此形成一具有凹凸微結構表面之結構化的光固化材料層；在該結構化的光固化材料層的微結構表面上形成一配向層；在該配向層上形成一液晶層，並藉由該配向層而配向；及固化該液晶層，其中，該固化後之液晶層具有至少一個厚層區與至少一個薄層區。
本發明之功效在於：利用兩次光照光固化材料層，以在光固化材料層上產生凹凸微結構，藉此使形成於其上的配向層及液晶層也具有凹凸微結構，並提供所需求的位相差效果。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。
在本發明被詳細描述之前，要注意的是，在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖8，本發明一種位相差板的一較佳實施例，包含：一基材21；一結構化的光固化材料層22，形成在該基材21上，且具有一凹凸微結構表面220；一配向層23形成在該結構化的光固化材料層22的凹凸微結構表面220上；及一固化液晶層24，形成在該配向層23上且具有一平坦化液晶層表面240。如此形成之具有交替排列凹凸微結構的位相差板係用以與顯示器面板貼合後，而可搭配具有3D效果的內容影像，以提供3D的顯示效果，且可分別應用在裸眼式或非裸眼式的3D顯示器上。
較佳下，該凹凸微結構表面220具有一Rz 為1.05μm~3.56μm的表面粗糙度(參閱圖6)，以利於製造具有3D效果的位相差板。Rz值之定義為一層之厚度較厚區(凸區)與厚度較薄區(凹區)之間的厚度差距值之十點平均值(ten-point mean roughness)。Rz可利用探針式表面分析儀(日本KOSAKA製，型號ET-4000A)進行測試。
該固化液晶層24具有多數交替排列條狀的厚層區241(最大厚度為d1 )與薄層區242(最大厚度為d2 )。該厚層區241與薄層區242的最大厚度差(d1 -d2 )較佳為介於1μm~3μm(參閱圖8)，如此可以配合習用及易於取得的液晶材料的雙折射率差(較佳為0.1~0.3)，以製造可應用於3D顯示器的位相差板。3D顯示的品質係依賴位相差值(液晶層的厚度乘上液晶層的雙折射率差等於位相差值)的大小。該厚層區241與薄層區242之位相差值至少須大於200nm以上才會有較佳的3D顯示品質，更佳為大於260nm以上。
這裡須注意的是本發明的位相差板不限於3D顯示器的應用，也可應用於例如補償板等的應用。
參閱圖1的製程方法流程圖，本發明一種製造位相差板的方法的一較佳實施例包含：
(a)將一含有溶劑之可光固化組成物塗佈在一基材21上，並乾燥以除去該可光固化組成物中的溶劑，以在該基材21上形成一未固化之光固化材料層22a(如圖2)，該可光固化組成物包含一光起始劑及至少一種具有複數個光反應性官能基之可光固化預聚物(可為單體或寡聚合物)，且該可光固化預聚物具有70-700g/mol之官能基當量；
(b)提供一圖案化遮蔽層31，以局部地遮蔽該未固化之光固化材料層22a表面，使得該未固化之光固化材料層22a形成至少一個遮蔽區222及至少一個非遮蔽區221(如圖3)；
(c)使一第一光源(L1 )通過該圖案化遮蔽層31，使得該未固化之光固化材料層中22a之非遮蔽區221的可光固化預聚物產生固化反應，並因此使得遮蔽區222的可光固化組成物朝非遮蔽區221流動，因而使非遮蔽區221的厚度增加而遮蔽區222的厚度降低，藉以使該未固化之光固化材料層22a形成一部分區域固化(regionally cured)之光固化材料層22b，其上具有至少一個凸狀固化區223與至少一個凹狀未固化區224(如圖4)；
(d)移除該圖案化遮蔽層(如圖5)；
(e)以一第二光源L2 照射，以進一步固化該部分區域固化之光固化材料層22b，使該部分區域固化之光固化材料層22b之凹狀未固化區224產生固化反應(如圖5)，藉此形成一具有凹凸微結構表面220之結構化的光固化材料層22(如圖6)；
(f)在該結構化的光固化材料層22的凹凸微結構表面220上形成一配向層23(如圖7)，該配向層23具有一與凹凸微結構表面220形狀相似的配向表面230；
(g)塗佈液晶於該配向層23的配向表面230上以形成一液晶層24(如圖8)，並藉由該配向層23而配向，且該液晶層完全覆蓋於該配向表面230上，而形成一平坦化液晶層表面240；及
(h)光照該液晶層24，以固化該液晶層24，其中，固化後之該液晶層24具有至少一個厚層區241與至少一個薄層區242(如圖8)。
在步驟(a)中之預聚物之官能基當量定義如下：
較佳下，該預聚物之官能基當量為80~600，更佳為85~400。該預聚物的光固化反應原理及結構化的光固化材料層22的形成將如下更進一步描述。具有可進行光固化反應的官能基的材料，稱為光固化材料。將光固化材料與光起始劑混合，以塗佈方式形成光固化材料層，再對膜層進行紫外光的照射，紫外光會將光起始劑裂解成自由基(free radical)，自由基引發光固化材料的官能基產生反應，隨著反應的進行，光固化材料層的分子量與黏度會持續上升，直到光固化材料層的黏度過大，中止光固化反應，而形成乾爽的膜面。光固化材料層中的固化區，由於產生光固化反應，需要更多尚未反應的光固化材料來進行光固化反應，因此尚未反應的光固化材料，會由未固化區，往固化區進行流動，以提供尚未反應的光固化材料，使固化區內的光固化反應能持續進行。尚未反應的光固化材料，由未固化區往固化區的流動現象，使固化區的膜變得較厚，而呈現隆起的山峰狀；同時也使未固化區的膜變得較薄，而呈現凹陷的山谷狀，使得固化區與未固化區之間出現了厚度上的差異，形成山峰與山谷交替出現的表面微結構。當光固化材料的分子量愈小，尚未反應的光固化材料在光固化材料層中的流動速率愈快，尚未反應的光固化材料能較快由未固化區流動至固化區，使未固化區與固化區之間的Rz值較高，也代表所形成的表面微結構會更為明顯。當光固化材料的官能基數目愈大，光固化材料在進行光固化反應時，其反應程度會更為激烈，使得尚未反應的光固化材料會較快由未固化區流動至固化區，以維持光固化反應之進行，這使未固化區與固化區之間的Rz值較高，也代表所形成的表面微結構會更為明顯。
這裡須注意的是，在步驟(c)與(e)中的光固化材料的固化程度可以是完全固化或是部份地固化使得光固化材料不再具有流動性。
該圖案化遮蔽層31具有交替排列的條紋狀透光區域311與非透光區域312。該圖案化遮蔽層31之透光區域311為用以使該第一光源L1 透過，而該非透光區域312為用以阻擋、吸收或反射光源。
該可光固化預聚物主要為具有多元醇之丙烯酸或丙烯酸酯的官能性丙烯酸樹脂預聚物、多元醇及丙烯酸或甲基丙烯的羥基烷酯等所合成的官能性胺基甲酸丙烯酸樹脂預聚物、及其組合。較佳下，該可光固化預聚物材料為丙烯酸酯樹脂。
可應用於本發明中之溶劑無特別限制，只要能使可光固化預聚物充分溶解之溶劑皆可使用，可擇自醇類、酮類、酯類、鹵化溶劑、烴類等，例如：丙酮、乙腈、氯仿、氯苯酚、環己烷、環己酮、環戊酮、二氯甲烷、乙酸二乙酯、碳酸二甲酯、乙醇、乙酸乙酯、N,N-二甲基乙醯胺、1,2-丙二醇、2-己酮、甲醇、乙酸甲酯、乙酸丁酯、甲苯及四氫呋喃所組成之族群及其組合。
可應用於本發明中之光起始劑並無特別限制，主要能使可光固化預聚物進行光固化反應者皆可使用，可擇自乙烯基苯酮類、二苯甲酮衍生物、米希勒酮、苯炔、苯甲基衍生物、苯偶姻衍生物、苯偶姻甲醚類、α-醯氧基酯、噻噸酮類、及蒽醌類。該起始劑之使用量也並無限制，較佳使用量為不低於0.01wt%(以可光固化漿料組成為100%時)。
該基材21可為透明絕緣材料。較佳下，該基材21的材料為聚合物，該聚合物係擇自一由聚酯系樹脂、醋酸酯系樹脂、聚醚系樹脂、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、丙烯酸酯系樹脂、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、聚二氯亞乙烯系樹脂、及甲基丙烯酸酯系樹脂所構成的群組。更佳下，該基材的材料為三醋酸纖維素(Triacetyl Cellulose)。
較佳下，在步驟(c)中所使用的第一光源可為紫外光、可見光、電子束或X-射線，更佳為使用紫外光來實現，且其紫外光照射劑量不低於70mJ/cm2 ，較佳為介於70~4000 mJ/cm2 之間，照射劑量低於70 mJ/cm2 則不易形成微結構，照射劑量高於4000 mJ/cm2 則易使基底材21變形。更佳下，照射劑量為100~3500 mJ/cm2 ，最佳為400~1500mJ/cm2 。另外，前述之第二光源亦可為紫外光、可見光、電子束或X-射線，更佳為使用紫外光來實現。於本發明中第二光源之照射劑量，並無特別地限制，只要是可使該部分區域固化之光固化材料層22b固化者，皆可被應用於本發明中。此外，第一光源與第二光源可為相同或不同。
該配向層23可以經由下列方式獲得。第一種方式是藉由塗佈一光配向型樹脂於該凹凸微結構表面220上，烘乾，再以線性偏極紫外光(PUV)照射該光配向型樹脂，以固化及配向該光配向型樹脂而形成該配向層23。第二種方式是藉由塗佈一磨擦配向型樹脂於該凹凸微結構表面220上，烘乾，再使用磨擦配向法在該磨擦配向型樹脂形成預定配向方向的溝槽，而形成該配向層23。
較佳下，該光配向型樹脂係選自光致異構化化合物、光致交聯化合物或光致裂解化合物。
該光致異構化化合物較佳為偶氮染料系化合物。
該光致交聯化合物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及香豆素酯系衍生物的其中之一者。
該光致裂解化合物是選自聚亞醯胺、聚醯胺、聚酯及聚氨酯的其中之一者。
該磨擦配向型樹脂較佳為選自聚醯亞胺系樹脂及聚乙烯醇的其中之一者。
以下將以實施例與比較例來說明本發明目的之實施方式與功效。須注意的是，該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。
<結構化的光固化材料層的製備>
以下說明實驗例1-10的結構化的光固化材料層的製備過程。
<實驗例1>
混合0.4g具光反應性官能基之未固化的光固化材料(KYOEISHA公司，型號PE4A，丙烯酸酯系，官能基當量為88 g/mol)，0.6g甲苯(Toluene)及0.02g光起始劑(美國Ciba，I-184)，以配製成固含量為40%的可光固化組成物(1.02g)。
將所配製出的可光固化組成物1.02g，滴於醋酸酯系樹脂基材上(日本Konica，型號TAC，5cm×5cm×80μm)，以旋轉塗佈法(Spin Coating，500rpm，40秒)將塗液均勻展平，置於恆溫80℃的烘箱內，烘烤3分鐘除去溶劑，再移至恆溫100℃的烘箱內，烘烤2分鐘以進行熱處理，最後回復至室溫，形成基材上方的未固化的光固化材料層，膜厚為4.65μm(如圖2)。將線寬110μm，線距110μm的線形光罩，置於所製出的塗有光固化材層材料的基材之上方。使用紫外曝光機(美國Fusion)，在氮氣環境下，以紫外光照射光罩，以使光固化材料層的未被遮蔽的部份被照射，照射劑量(dosage)為650(mJ/cm2 )(如圖3與4)。將光罩移開，在氮氣環境下，再以紫外光直接照射塗有光固化材層材料的基材，照射劑量為450(mJ/cm2 )(如圖5)，以得到一具有Rz為3.56μm的結構化的光固化材料層(如圖6)。
<實驗例2~6>
除了所使用的未固化的光固化材料及所製備出的光固化材料層厚度不同以外及實驗例6所使用的溶劑不同以外，實驗例2-6之結構化的光固化材料層的製備的條件與實驗例1者相同。實驗例1-6的製備條件及所測量的表面粗糙度如表1所示。實驗例2使用的未固化的光固化材料為Cognis公司，型號4600，丙烯酸酯系，官能基當量為96.3 g/mol。實驗例3使用的未固化的光固化材料為Sartomer公司，型號SR444，丙烯酸酯系，官能基當量為99.3 g/mol。實驗例4使用的未固化的光固化材料為Cognis公司，型號4172F，丙烯酸酯系，官能基當量為132 g/mol。實驗例5使用的未固化的光固化材料為Sartomer公司，型號CN-9006，丙烯酸酯系，官能基當量為400 g/mol。實驗例6使用的未固化的光固化材料為雙鍵化工公司，型號176，丙烯酸酯系，官能基當量為750 g/mol。
表1
表1(續)
從表1中之實驗例1-6的結果可以得知，所使用之未固化的光固化材料的光反應性官能基當量愈大，所得到的結構化的光固化材料層的Rz愈小。特別是當光固化材料的光反應性官能基當量趨向於750時，結構化的光固化材料層的Rz呈急遽下降。
<實驗例7~9>
除了所使用的第一次光照射劑量(dosage)不同以外，實驗例7-9之結構化的光固化材料層的製備的條件與實驗例1者相同。實驗例7-9的製備條件及所測量的表面粗糙度Rz如表2所示。
表2
從表2中之實驗例1與實驗例7-9的結果可以得知，所使用之第一次光照射劑量(dosage)愈小，所得到的結構化的光固化材料層的Rz愈小。特別是當第一次光照射劑量趨向於50 mJ/cm2 時，結構化的光固化材料層的Rz呈急遽下降。
<位相差板的製備>
以下說明實施例1-6與比較例1-2的位相差板的製備過程。
<實施例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。取光配向樹脂0.5g(瑞士Rolic，型號ROP103，肉桂酸酯系，固含量10%)，加入所配製的混合溶劑中，以將光配向樹脂的固含量稀釋成1.25%。將所配製光配向樹脂，以旋轉塗佈法(spin coating，3000rpm，40秒)塗佈於上述實驗例5所製作的微結構表面上，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。將塗佈完成的光配向樹脂，使用線性偏極紫外光以照射劑量(dosage)為20mJ/cm2 照射光配向樹脂，使光配向樹脂具有配向效果且固化而形成一光配向層，厚度約為50nm，如圖7所示。取液晶固體1g(雙折射率差為0.26)，加入環戊酮4g，得到固含量為20%的液晶塗佈液。於所製成的光配向層上，以旋轉塗佈法(spin coating，3000rpm，40秒)塗佈所配製之液晶塗佈液，再將其置於恆溫為60℃的烘箱內烘烤五分鐘以去除溶劑，再取出靜置待其回復至室溫。將液晶塗佈層以照射劑量為120mJ/cm2 的紫外光曝照同時通以氮氣，使液晶塗佈層固化，而得到一固化的液晶層，最大厚度(d1 )約為2.24μm，最大厚度差(d1 -d2 )約為1.04μm，即完成位相差板的製作，如圖8。以位相差值量測儀(日本王子計測製，型號KOBRA-CCD)測量實施例1的位相差板，得到位相差值為271nm.
<實施例2>
除了以實驗例3所製作的微結構取代實施例1所使用的微結構(實驗例5)及所使用的液晶固體不同以外，實施例2之位相差板的製備的條件與實施例1者相同。實施例2所使用的液晶固體的雙折射率差為0.103。以位相差值量測儀量測得到實施例2的位相差板的位相差值為213nm。
<實施例3>
取一聚合度為2600且皂化度為98mol%之PVA酯粒，於80℃至95℃之溫度下，將PVA酯粒加入水中，以溶解該等酯粒以得到一混合物。於該混合物中加入甲醇，直到甲醇與水的比例約為1:5(此時PVA之固含量為8~10%)，並得到一PVA溶液。將所配製PVA溶液，以旋轉塗佈法(spin coating，3000rpm，40秒)塗佈於實驗例5所製作的微結構表面上，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，以得到一PVA樹脂層。將塗佈完成的PVA樹脂層，利用摩擦配向使其具有配向效果，形成一PVA配向層，如圖7所示。取液晶固體1g(雙折射率差為0.26)，加入環戊酮4g，得到固含量為20%的液晶塗佈液。於所製成的具配向能力PVA配向層上，以旋轉塗佈法(spin coating，3000rpm，40秒)塗佈所配製之液晶塗佈液，再將其置於恆溫為60℃的烘箱內烘烤五分鐘以去除溶劑，再取出靜置待其回復至室溫。將液晶塗佈層以照射劑量為120mJ/cm2 的紫外光曝照同時通以氮氣，使液晶塗佈層固化，完成位相差板的製作，如圖8所示。以位相差值量測儀量測得到實施例3的位相差板的位相差值為272nm。
<實施例4>
除了以實驗例3所製作的微結構取代實施例3所使用的微結構(實驗例5)外，實施例4之位相差板的製備的條件與實施例3者相同。以位相差值量測儀量測得到實施例4的位相差板的位相差值為210nm。
<實施例5>
除了以實驗例6所製作的微結構取代實施例1所使用的微結構(實驗例5)外，實施例5之位相差板的製備的條件與實施例1者相同。以位相差值量測儀量測得到實施例5的位相差板的位相差值為12nm。
<實施例6>
除了以實驗例6所製作的微結構取代實施例3所使用的微結構(實驗例5)外，實施例6之位相差板的製備的條件與實施例3者相同。以位相差值量測儀量測得到實施例6的位相差板的位相差值為11nm。
<比較例1>
如台灣專利I276903所述之方式，使用一預成形的公模，將被塗佈於一導體模上一熱固性前趨物層進行壓花；接著藉由在該熱固性前趨物層以輻射、冷卻、溶劑蒸發或其他方法硬化的期間或之後，將其脫模，而形成一微結構。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。取光配向樹脂0.5g(瑞士Rolic，型號ROP103，肉桂酸酯系，固含量10%)，加入所配製的混合溶劑3.5g，將光配向樹脂的固含量稀釋成1.25%共4g。將所配製光配向樹脂，以旋轉塗佈法(spin coating，3000rpm，40秒)塗佈於所製得的微結構表面上，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。將塗佈完成的光配向樹脂，使用線性偏極紫外光以照射劑量為20mJ/cm2 使光配向樹脂固化而具有配向效果，形成一光配向層。取液晶固體1g(雙折射率差為0.26)，加入環戊酮4g，得到固含量為20%的液晶塗佈液。於所製成的光配向層上，以旋轉塗佈法(spin coating，3000rpm，40秒)塗佈所配製之液晶塗佈液，再將其置於恆溫為60℃的烘箱內烘烤五分鐘以去除溶劑，再取出靜置待其回復至室溫。將液晶塗佈層以照射劑量為120mJ/cm2 的紫外光曝照同時通以氮氣，使液晶塗佈層固化，而得到一位相差板。以位相差值量測儀量測比較例1的位相差板時，無法得到位相差值，亦即，如此得到的位相差板的液晶塗佈層無法被配向。
<比較例2>
如台灣專利I276903所述之方式，使用一預成形的公模，將被塗佈於一導體模上一熱固性前趨物層進行壓花；接著藉由在該熱固性前趨物層以輻射、冷卻、溶劑蒸發或其他方法硬化的期間或之後，將其脫模，而形成一微結構。取一聚合度為2600且皂化度為98mol%之PVA酯粒，於80℃至95℃之溫度下，將PVA酯粒加入水中，以溶解該等酯粒以得到一混合物。於該混合物中加入甲醇，直到甲醇與水的比例約為1:5(此時PVA之固含量為8~10%)，並得到一PVA溶液。將所配製PVA溶液，以旋轉塗佈法(spin coating，3000rpm，40秒)塗佈於所製作的微結構表面上，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，以得到一PVA樹脂層。將塗佈完成的PVA樹脂層，利用摩擦配向使其具有配向效果，形成一PVA配向層。取液晶固體1g(雙折射率差為0.26)，加入環戊酮4g，得到固含量為20%的液晶塗佈液。於所製成的具配向能力PVA配向層上，以旋轉塗佈法(spin coating，3000rpm，40秒)塗佈所配製之液晶塗佈液，再將其置於恆溫為60℃的烘箱內烘烤五分鐘以去除溶劑，再取出靜置待其回復至室溫。將液晶塗佈層以照射劑量為120mJ/cm2 的紫外光曝照同時通以氮氣，使液晶塗佈層固化，完成位相差板的製作。以位相差值量測儀量測比較例2的位相差板時，無法得到位相差值，亦即，如此得到的位相差板的液晶塗佈層無法被配向。
在上述比較例中，由於脫膜的方式會造成結構化表面產生碎屑、顆粒等導致膜面不平整的問題，且脫膜方式使用溶劑、輻射、或是蝕刻等方式會使膜面不利於配向層的均勻塗佈與成膜，導致配向層不論是經由PUV或是摩擦配向法，於其上無法順利產生配向，最終使液晶塗佈層不具有配向，因而無法製成位相差板。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，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。
21．．．基材
22．．．結構化的光固化材料層
22a．．．未固化的光固化材料層
22b．．．部分區域固化之光固化材料層
220．．．凹凸微結構表面
221．．．非遮蔽區
222．．．遮蔽區
223．．．凸狀固化區
224．．．凹狀未固化區
225．．．凹狀固化區
23．．．配向層
230．．．配向表面
24．．．液晶層
240．．．平坦化液晶層表面
241．．．厚層區
242．．．薄層區
31．．．圖案化遮蔽層
311．．．透光區域
312．．．非透光區域
L1 ．．．第一光源
L2 ．．．第二光源
d1 ．．．厚層區厚度
d2 ．．．薄層區厚度
圖1是一流程圖，說明本發明一較佳實施例之製造一位相差板的方法的步驟；
圖2是一側視示意圖，說明本發明一較佳實施例之在一基材上形成一未固化的光固化材料層的步驟；
圖3是一側視示意圖，說明本發明一較佳實施例之使用一圖案化光罩遮蔽該未固化的光固化材料層的步驟；
圖4是一側視示意圖，說明本發明一較佳實施例之經圖案化地曝光該未固化的光固化材料層之後所形成的部分區域固化之光固化材料層；
圖5是一側視示意圖，說明本發明一較佳實施例之同時曝光部分區域固化的光固化材料層的固化區與未固化區的步驟；
圖6是一側視示意圖，說明本發明一較佳實施例經圖5步驟後所得到的結構化的光固化材料層；
圖7是一側視示意圖，說明本發明一較佳實施例在圖6所形成的微結構上形成一配向層的步驟；及
圖8是一側視示意圖，說明本發明一較佳實施例在圖7所形成的配向層上形成一液晶層的步驟。
21．．．基材
22．．．結構化的光固化材料層
23．．．配向層
24．．．液晶層
240．．．平坦化液晶層表面
241．．．厚層區
242．．．薄層區
d1 ．．．厚層區厚度
d2 ．．．薄層區厚度

Claims (14)

  1. 一種製造一位相差板的方法，包含：在一基材上形成一未固化之光固化材料層，該未固化之光固化材料層係由一可光固化組成物所構成，該可光固化組成物包含至少一種具有複數個反應性官能基之可光固化預聚物，且該可光固化預聚物具有70-700g/mol之官能基當量；提供一圖案化遮蔽層，以局部地遮蔽該未固化之光固化材料層表面，使得該未固化之光固化材料層形成至少一個遮蔽區及至少一個非遮蔽區；使一第一光源通過該圖案化遮蔽層，使得該未固化之光固化材料層中之該非遮蔽區的該可光固化預聚物產生固化反應，藉以使該未固化之光固化材料層形成一部分區域固化之光固化材料層，其上具有至少一個凸狀固化區與至少一個凹狀未固化區；移除該圖案化遮蔽層；以一第二光源照射，以進一步固化該部分區域固化之光固化材料層，使該部分區域固化之光固化材料層之凹狀未固化區產生固化反應，藉此形成一具有凹凸微結構表面之結構化的光固化材料層；在該結構化的光固化材料層的微結構表面上形成一配向層；在該配向層上形成一液晶層，並藉由該配向層而配向；及固化該液晶層，其中，固化後之該液晶層具有至少一個厚層區與至少一個薄層區，且固化後之該液晶層具有一0.1~0.3範圍的雙折射率差。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，該具有複數個反應性官能基之可光固化預聚物係擇自一由多官能性丙烯酸樹脂預聚物、多官能性胺基甲酸丙烯酸樹脂預聚物，及其等的組合所組成的群組。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，該第一光源與該第二光源係分別為紫外光、可見光、電子束或X-射線。
  4. 依據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，該第一光源為紫外光及其照射劑量為不低於70mJ/cm2 且不高於4000mJ/cm2 。
  5. 依據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，該凹凸微結構表面具有一Rz 為1.05μm~3.56μm的表面粗糙度。
  6. 依據申請專利範圍第1項所述的方法，其中，固化後之該液晶層的厚層區與薄層區的最大厚度差為介於1μm~3μm。
  7. 一種製造一位相差板的方法，包含：在一基材上形成一未固化之光固化材料層，該未固化之光固化材料層係由一可光固化組成物所構成，該可光固化組成物包含至少一種具有複數個反應性官能基之可光固化預聚物，且該可光固化預聚物具有70- 700g/mol之官能基當量；提供一圖案化遮蔽層，以局部地遮蔽該未固化之光固化材料層表面，使得該未固化之光固化材料層形成至少一個遮蔽區及至少一個非遮蔽區；使一第一光源通過該圖案化遮蔽層，使得該未固化之光固化材料層中之該非遮蔽區的該可光固化預聚物產生固化反應，藉以使該未固化之光固化材料層形成一部分區域固化之光固化材料層，其上具有至少一個凸狀固化區與至少一個凹狀未固化區；移除該圖案化遮蔽層；以一第二光源照射，以進一步固化該部分區域固化之光固化材料層，使該部分區域固化之光固化材料層之凹狀未固化區產生固化反應，藉此形成一具有凹凸微結構表面之結構化的光固化材料層；在該結構化的光固化材料層的微結構表面上形成一配向層；在該配向層上形成一液晶層，並藉由該配向層而配向；及固化該液晶層，其中，固化後之該液晶層具有至少一個厚層區與至少一個薄層區，且該配向層的材料是一種選自光致異構化化合物、光致交聯化合物或光致裂解化合物的光配向型樹脂。
  8. 依據申請專利範圍第7項所述的方法，其中，該光致異 構化化合物是偶氮染料系化合物。
  9. 依據申請專利範圍第7項所述的方法，其中，該光致交聯化合物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及香豆素酯系衍生物所構成的群組至少其中之一。
  10. 依據申請專利範圍第7項所述的方法，其中該光致裂解化合物是選自聚亞醯胺、聚醯胺、聚酯及聚氨酯的其中之一者。
  11. 依據申請專利範圍第1或7項所述的方法，其中，該配向層的材料是一種磨擦配向型樹脂。
  12. 依據申請專利範圍第11項所述的方法，其中，該磨擦配向型樹脂為選自聚醯亞胺系樹脂及聚乙烯醇的其中之一者。
  13. 依據申請專利範圍第1或7項所述的方法，其中，該基材的材料係擇自一由聚酯系樹脂、醋酸酯系樹脂、聚醚系樹脂、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、丙烯酸酯系樹脂、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、聚二氯亞乙烯系樹脂、及甲基丙烯酸酯系樹脂所構成的群組至少其中之一。
  14. 依據申請專利範圍第1或7項所述的方法，其中，該基材的材料為三醋酸纖維素。
TW101105812A 2011-09-13 2012-02-22 Method of manufacturing phase difference plate TWI447447B (zh)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101105812A TWI447447B (zh) 2012-02-22 2012-02-22 Method of manufacturing phase difference plate
JP2012104764A JP2013171286A (ja) 2012-02-22 2012-05-01 位相差板の製造方法
KR1020120047031A KR101310416B1 (ko) 2012-02-22 2012-05-03 위상차 판의 제조 방법
US13/618,008 US8828650B2 (en) 2011-09-13 2012-09-14 Method for making a retarder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW101105812A TWI447447B (zh) 2012-02-22 2012-02-22 Method of manufacturing phase difference plate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201335637A TW201335637A (zh) 2013-09-01
TWI447447B true TWI447447B (zh) 2014-08-01

Family

ID=49219462

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW101105812A TWI447447B (zh) 2011-09-13 2012-02-22 Method of manufacturing phase difference plate

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2013171286A (zh)
KR (1) KR101310416B1 (zh)
TW (1) TWI447447B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6020107A (en) * 1997-09-25 2000-02-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Pattern forming method through combined electron beam and light exposure utilizing multiple heat steps
JP2011032410A (ja) * 2009-08-04 2011-02-17 Bridgestone Corp 光硬化性樹脂組成物及びそれからなる粘着シート
US20110292329A1 (en) * 2010-05-27 2011-12-01 Benq Materials Corp. Patterned Retarder Film and Method for Manufacturing

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0954212A (ja) * 1995-08-11 1997-02-25 Sharp Corp 位相差フィルム及びその製造方法、並びに液晶表示素子
JPH1010318A (ja) * 1996-06-25 1998-01-16 Sumitomo Chem Co Ltd 光学異方体および液晶表示装置
JP2002267805A (ja) * 2001-03-08 2002-09-18 Nippon Steel Chem Co Ltd レンズフィルム
JP2002296407A (ja) * 2001-03-30 2002-10-09 Hitachi Chem Co Ltd 凹凸形成方法及びそれを用いた光学フィルム及びその用途
KR101014092B1 (ko) * 2002-11-18 2011-02-14 소니 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조 방법
JP2004302075A (ja) 2003-03-31 2004-10-28 Nitto Denko Corp 広帯域コレステリック液晶フィルムの製造方法、円偏光板、直線偏光素子、照明装置および液晶表示装置
JP4213616B2 (ja) * 2004-03-31 2009-01-21 大日本印刷株式会社 液晶パネル用ベースフィルム、液晶パネル用機能フィルム、機能フィルムの製造方法、および機能フィルムの製造装置
JP2010507831A (ja) * 2007-04-23 2010-03-11 エルジー・ケム・リミテッド 位相差フィルム、その製造方法及び位相差フィルムを含む偏光板

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6020107A (en) * 1997-09-25 2000-02-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Pattern forming method through combined electron beam and light exposure utilizing multiple heat steps
JP2011032410A (ja) * 2009-08-04 2011-02-17 Bridgestone Corp 光硬化性樹脂組成物及びそれからなる粘着シート
US20110292329A1 (en) * 2010-05-27 2011-12-01 Benq Materials Corp. Patterned Retarder Film and Method for Manufacturing

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130096616A (ko) 2013-08-30
KR101310416B1 (ko) 2013-09-24
JP2013171286A (ja) 2013-09-02
TW201335637A (zh) 2013-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6164085B2 (ja) 光学素子、表示装置および入力装置
WO2010032540A1 (ja) 位相差板およびその製造方法並びに表示装置
WO2010074191A1 (ja) 光学素子、表示装置、反射防止機能付き光学部品、および原盤
JP2011053496A (ja) 光学素子およびその製造方法、ならびに原盤の製造方法
JP2001277260A (ja) マイクロレンズアレイ、その製造方法及びその製造用原盤並びに表示装置
KR20100116523A (ko) 반사 방지용 광학 소자 및 원반의 제조 방법
TW200537127A (en) Antidazzle coating composition, antidazzle film and process for producing the same
WO2011129404A1 (ja) 液晶素子を製造する方法及び液晶素子
JP2013254130A (ja) 光学素子およびその製造方法、表示素子、ならびに投射型画像表示装置
KR20100103502A (ko) 액정 디스플레이에 투명 기판을 접합하는 방법 및 관련 장치
JP6482120B2 (ja) 原盤の製造方法、光学体の製造方法、光学部材の製造方法、および表示装置の製造方法
US8828650B2 (en) Method for making a retarder
TWI821284B (zh) 頭戴式顯示器
TWI549819B (zh) 微位相差膜
CN103323898A (zh) 制造位相差板的方法
JP5475053B2 (ja) 導電性基板の製造方法及びその導電性基板
TW201317687A (zh) 一種製備複合型位相差板之方法
TWI447447B (zh) Method of manufacturing phase difference plate
JP2005128196A (ja) 光学素子の製造方法
CN114051586A (zh) 长条膜
JP6005698B2 (ja) 微細凹凸パターン付き基板の製造方法
TW202026404A (zh) 基板、生產其的方法以及光學裝置
TWI423307B (zh) 製造微結構的方法
JP2015068949A (ja) 位相差フィルム及びその製造方法、偏光板、並びに、画像表示装置
TWI454804B (zh) 圖案化相位延遲膜及其製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees