TWI604527B - 液晶裝置的製造方法與由此方法所製造出之液晶裝置 - Google Patents

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TWI604527B
TWI604527B TW105139188A TW105139188A TWI604527B TW I604527 B TWI604527 B TW I604527B TW 105139188 A TW105139188 A TW 105139188A TW 105139188 A TW105139188 A TW 105139188A TW I604527 B TWI604527 B TW I604527B
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Description

液晶裝置的製造方法與由此方法所製造出之液晶裝置
本發明係有關於一種液晶裝置的製造方法，且特別是有關於一種可避免間隙子(Spacer)分布不均或沉降的液晶裝置的製造方法。
隨著對智慧型窗戶的需求增加，各種光調節裝置或光切換裝置的應用因此而隨之發展。在現有技術中，已存在利用高分子分散液晶(Polymer Dispersed Liquid Crystal,PDLC)或高分子網絡型液晶(Polymer Network Liquid Crystal,PNLC)之特性之液晶調光裝置，其利用液晶分子在電場作用下切換排列狀態之特性，使光調節裝置切換成液晶分子排列整齊之透明態或液晶分子呈散射狀之不透明態。此類液晶調光裝置，係於具備電極的一對基板間設置有液晶層而構成，藉由外加電壓，以控制液晶的排列狀態進而切換調光裝置之透態及暗態。此種液晶調光裝置具有切換時間快速，隱蔽性佳的優點，且其除了可採膠合玻璃封裝做為建材外，亦可採可繞性基板封裝以形成薄膜型態外貼於現有之窗戶、落地窗等採光裝置，而不需改變建築物原本之配置。
以往使用PDLC或PNLC的液晶調光裝置中，可依操作方式區分為正常型液晶調光裝置以及反向型液晶調光裝置。正常型液晶調光裝置在無外加電壓時會因液晶分子朝向無規方向，成為白濁散亂的暗態或霧態，外加電壓時會因液晶於電場方向配列，使光透過而成為透態。然而，正常型液晶調光裝置在使用時，為了維持使光透過的透明外觀，需要常常外加電壓，故在作為以透態使用場合較多的應用中，例如作為窗戶之使用時，會因耗費較多電力，而增加使用成本。
相對正常型液晶調光裝置，反向型液晶調光裝置在無外加電壓時為透態，外加電壓後則成為白濁散亂狀的霧態。由於一般反向型液晶調光裝置系由兩片含配向層的導電銦錫氧化物玻璃(ITO Glass)中間夾6-10微米的液晶、紫外光硬化樹脂層以及間隙子所形成，添加樹脂雖可使液晶調光裝置在透態時的穿透率增加，但增加樹脂添加量時，液晶調光裝置切換為霧態所需之驅動電壓也會越大。然而，若減少樹脂添加量，在進行捲對捲生產時，配置於兩片導電銦錫氧化物玻璃間的間隙子會因未被固定，而容易造成間隙子在製程中沉降或不均勻分布進而影響外觀的現象。
為改善間隙子在製程中沉降的問題，在現有技術中，已知可使用光微影製程(Photolithography process)來製作感光型間隙(photo-spacer)，然而感光型間隙(photo-spacer)之製作步驟需包含塗佈、曝光、顯影、烘烤等步驟，其製程繁瑣、生產成本較高，且感光型間隙並不適用於捲對捲製程，無法進行大幅寬的快速生產。
因此，目前仍需要一種新穎的液晶裝置之製造方法，其可適用於大面積的捲對捲(roll-to-roll)製程，且可避免間隙子分布不均勻的問題，進而提供較佳的光學性質。
本發明提供一種新穎的液晶裝置製造方法，因配置於基板間的間隙子係藉由固化配向溶液形成配向層時被固定於配向層上，故可有效避免間隙子分布不均或發生間隙子沉降現象，進而使液晶裝置擁有教佳的光學性質。
本發明之一目的係提供一種液晶裝置的製造方法，其步驟包含：提供一具有第一導電層之第一基板；塗佈一配向溶液於前述第一基板上，其中前述配向溶液包含一液晶配向處理劑、一溶劑以及複數個間隙子；固化前述配向溶液以形成一第一配向層；塗佈一液晶溶液於前述第一配向層上以形成一液晶層，其中前述液晶溶液包含一液晶材料；提供一第二基板；以及將前述第二基板貼合於前述第一基板上。
在本發明之一實施例中，前述液晶配向處理劑係選自由丙烯酸聚合物、甲基丙烯酸聚合物、酚醛清漆樹脂、聚羥基苯乙烯、聚醯亞胺前驅物、聚醯亞胺、聚醯胺、聚酯、纖維素及聚矽氧烷所組成之群組中的其中之一或其組合。
在本發明之一實施例中，相對於100重量份之前述配向溶液，前述配向溶液包含1至10重量份之前述液晶配向處理劑。
在本發明之一實施例中，相對於100重量份之前述配向溶液，前述配向溶液包含0.1至0.3重量份之該些間隙子。
在本發明之一實施例中，每一個前述間隙子之粒徑係介於6微米(μm)至14微米(μm)之間。
在本發明之一實施例中，固化前述配向溶液步驟時所採用的固化方法為熱固化處理。
在本發明之一實施例中，前述熱固化處理之溫度介於60℃至160℃之間，且時間介於10分鐘至40分鐘之間。
在本發明之一實施例中，前述液晶溶液更包含一可固化樹脂、一染料或一起始劑。
在本發明之一實施例中，前述可固化樹脂係選自由1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、三乙二醇二丙烯酸酯(TEGDA)、1,9-壬二醇二丙烯酸酯(1,9-NDDA)二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、乙氧化雙酚A二丙烯酸酯(BPA4EODA)、羥基特戊酸新戊二醇二丙烯酸酯(HPHPDA)、聚乙二醇(200)二丙烯酸酯(PEG200DA)所組成之群組中的其中之一或其組合。
在本發明之一實施例中，相對於100重量份之前述液晶溶液，前述液晶溶液包含75至95重量份之前述液晶材料。
在本發明之一實施例中，相對於100重量份之前述液晶溶液，前述液晶溶液包含0至25重量份之前述可固化樹脂。
在本發明之一實施例中，相對於100重量份之前述液晶溶液，前述液晶溶液包含0至5重量份之前述染料。
在本發明之一實施例中，前述第二基板具有一第二配向層，且前述第二配向層與前述第一配向層相對。
在本發明之一實施例中，前述第一基板及第二基板係分別獨立為玻璃基板或塑膠基板。
本發明之另一目的係提供一種液晶裝置，其係藉由如前述之各種液晶裝置的製造方法所獲得。
為了使本發明揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本發明的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本發明具體實施例的唯一形式。以下所揭露的各實施例，在有益的情形下可相互組合或取代，也可在一實施例中附加其他的實施例，而無須進一步的記載或說明。
在以下描述中，將詳細敘述許多特定細節以使讀者能夠充分理解以下的實施例。然而，可在無此等特定細節之情況下實踐本發明之實施例。在其他情況下，為簡化圖式，熟知的結構與裝置僅示意性地繪示於圖中。
本發明之一目的係提供一種液晶裝置的製造方法。請參照第1A至1F圖，係繪示本發明一實施例之液晶裝置的製造方法之步驟圖。
請參照第1A圖，首先，提供一具有第一導電層(圖式未繪示)之第一基板110。適合作為本發明之液晶裝置的製造方法的第一基板110可以是透明性高的習知材料，並無特別的限制，例如可以是玻璃基板或塑膠基板。適合之塑膠基板材料可以例如是三醋酸纖維素(TAC)、降冰片烯衍生物(norbornene derivative)之環烯烴共聚合物(COP)、聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚乙烯醇(PVA)、二乙醯基纖維素(DAC)、聚丙烯酸酯(Pac)、聚乙醚碸(PES)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯碸(PPSU)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚亞醯胺(PI)、聚碸(PSF)、聚芳香酯(PAR)或非晶(amorphous)氟樹酯，但不限於此。
第一基板110之第一導電層可藉由沉積法而形成，例如，沉積一導電高分子、一導電金屬、一導電奈米線、或銦錫氧化物(Indium Tin Oxid, ITO)於基板上所形成，其可用以驅動液晶裝置中的液晶作動。在本發明之一實施例中，第一基板110為具有銦錫氧化物作為第一導電層之玻璃基板。
請參照第1B圖，接著塗佈一配向溶液120於第一基板110上。配向溶液120包含一液晶配向處理劑、一溶劑以及複數個間隙子121。塗佈配向溶液120的方法可以例如是狹縫塗佈法(slit coating)、滾筒式塗佈法(roller coating)或模具式塗佈法(Die coating)等，但不限於此。
液晶配向處理劑可藉由光照射或進行摩擦處理而定向排序，且當將液晶化合物定向排序時，透過例如各向異性交互作用等的交互作用，故能夠以一預定方向將鄰近的液晶化合物進行配向。液晶配向處理劑可包含一單分子化合物、一單體化合物、一寡聚化合物或一聚合化合物。適合的液晶配向處理劑可包含但不限於丙烯酸聚合物、甲基丙烯酸聚合物、酚醛清漆樹脂、聚羥基苯乙烯、聚醯亞胺前驅物、聚醯亞胺、聚醯胺、聚酯、纖維素、聚矽氧烷或前述材料之組合。溶劑係用以使塗佈液晶配向處理劑後之塗膜性或表面平滑性提高。適合的溶劑為使特定液晶配向處理劑溶解的溶劑，可以包含例如1-己醇、環己醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、丙二醇單丁基醚、乙二醇丁醚、二丙二醇二甲基醚、環己酮、環戊酮、N-甲基-吡咯烷酮、N-乙基-吡咯烷酮、γ-丁內酯或前述材料之組合。在本發明之一實施例中，溶劑可以是N-甲基-吡咯烷酮，液晶配向處理劑可以是聚醯亞胺。在本發明之一實施例中，相對於100重量份之配向溶液120，配向溶液120包含1至10重量份之液晶配向處理劑以及90至99重量份之溶劑。
間隙子121係用以控制兩片基板間的晶胞間隙，適合之材料可以例如是習知液晶裝置中所使用之間隙材料，例如玻璃系或樹脂系之間隙材料。間隙子121之粒徑可依所需控制的均勻間隙厚度而選用不同的均一粒徑。在本發明之一實施例中，間隙子之粒徑係介於6微米(μm)至14微米(μm)之間，且相對於100重量份之配向溶液120，配向溶液120包含0.1至0.3重量份之間隙子121。
塗佈配向溶液120於基板110後，接著，固化配向溶液120以形成第一配向層120R。如第1C圖所示。固化配向溶液的同時，間隙子121亦同時被固定於第一配向層120R上，故間隙子121可均勻分布，而不會發生沉降問題。固化配向溶液120之固化方法可以為熱固化處理或光固化處理。在本發明之一實施例中，固化方法為熱固化處理，固化配向溶液120時之溫度介於60℃至160℃之間，且固化時間介於10分鐘至40分鐘之間。接著，可選擇性地針對固化後的第一配向層120R進行一配向處理以形成，配向方法可以例如是微刮痕配向法(micro-scratch alignment treatment)、刷磨式配向法(rubbing treatment)、光配向法(photo-alignment)、二氧化矽蒸著法(SiO2 evaporation)或離子束配向法(ion beam alignment)。配向方式並非用以限定本發明之申請專利範圍。採用任何方式所形成之配向層均屬於本發明所請求之保護範圍。
形成第一配向層後120R後，塗佈一液晶溶液於第一配向層120R上以形成一液晶層130，如第1C圖所示。液晶溶液包含一液晶材料，適合之液晶材料可以是一層列型液晶化合物、一向列型液晶化合物、或一膽固醇狀液晶化合物。當施予一外來電壓時，可改變液晶分子的配向方向，並據此切換液晶裝置之模式。在本發明之一實施例中，相對於100重量份之液晶溶液，液晶溶液包含75至95重量份之液晶材料。
在本發明之一實施例中，液晶溶液可選擇性地依不同需求更包含一可固化樹脂、一染料或一起始劑。
添加可固化樹脂可增加液晶裝置在透態時的穿透度，適合之可固化樹脂為可溶解於液晶，又可以任何反應形式進行聚合以形成硬化性樹脂。在本發明之一實施例中，可固化樹脂之重量平均分子量(Mw)小於400，較佳地，可固化樹脂之重量平均分子量約介於200至400之間，分子量太大可能會使液晶裝置在透態時因分散性不佳而有白點。適合之可固化樹脂可以例如是1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、三乙二醇二丙烯酸酯(TEGDA)、1,9-壬二醇二丙烯酸酯(1,9-NDDA)二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、乙氧化雙酚A二丙烯酸酯(BPA4EODA)、羥基特戊酸新戊二醇二丙烯酸酯(HPHPDA)、聚乙二醇(200)二丙烯酸酯(PEG200DA)或前述材料之組合，但不限於此。在本發明之一實施例中，相對於100重量份之液晶溶液，液晶溶液可包含0至25重量份之可固化樹脂。
適合之染料可以是多色性或二色性的染料，因此類染料分子具有與液晶分子平行排列的性能，當具有棒形結構的染料加到液晶中時，藉由施加電場改變液晶分子的方向，染料分子的方向也會隨之改變，進而能藉由施加電壓來切換著色狀態和無色狀態，以轉換液晶裝置之不同使用模式。適合之染料可以例如是偶氮芳基(arylazo)染料、聚偶氮芳基染料、非離子偶氮染料、蔥醌染料或其組合。在本發明之一實施例中，染料為偶氮芳基(arylazo)染料，且相對於100重量份之液晶溶液130，液晶溶液包含0至5重量份之染料。
液晶溶液可更摻混有一起始劑，起始劑可以是光起始劑或熱起始劑等習知的起始劑，不特別限定。在本發明之一實施例中，起始劑可以為光起始劑1-羥基環己基苯基甲酮，且相對於100重量份之液晶溶液，液晶溶液包含0至3重量份之光起始劑。
請參照第1E圖，接著提供一具有一第二導電層(圖式未繪示)之第二基板140。適合作為本發明之液晶裝置的製造方法的第二基板140可以是透明性高的習知材料，並無特別的限制，例如可以是玻璃基板或塑膠基板。適合之塑膠基板材料可以例如是三醋酸纖維素(TAC)、降冰片烯衍生物(norbornene derivative)之環烯烴共聚合物(COP)、聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚乙烯醇(PVA)、二乙醯基纖維素(DAC)、聚丙烯酸酯(Pac)、聚乙醚碸(PES)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯碸(PPSU)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚亞醯胺(PI)、聚碸(PSF)、聚芳香酯(PAR)或非晶(amorphous)氟樹酯，但不限於此。
第二基板140之第二導電層可藉由沉積法而形成，例如，沉積一導電高分子、一導電金屬、一導電奈米線、或銦錫氧化物(Indium Tin Oxid, ITO)於基板上所形成，其可用以驅動液晶裝置中的液晶作動。在本發明之一實施例中，第二基板140為具有銦錫氧化物作為第一導電層之玻璃基板。可選擇地，第二基板140上可形成一配向層150R，配向層150R可以藉由習知的配向層形成方法所形成。
最後，將第二基板140貼合於第一基板110上，且第二基板140之第二配向層15R0與第一配向層120R相對配置，使液晶層130配置於第一基板110以及第二基板140之間，如第1F圖所示。
在本發明之一實施例中，在貼合第一基板110以及第二基板140後，可選擇性地對液晶層130進行一光固化處理，且光固化處理之光照射能量約介於1100mj/cm 2至1200mj/cm 2之間。可選擇地，第一配向層120R以及第二配向層150R也可藉由光固化處理進行光配向。
本發明藉由將間隙子121混入配向溶液120中一起塗布至第一基板110上後進行固化，因在塗布液晶溶液前，間隙子121已藉由固化處理被固定在第一配向層120R上，故可避免習知製造方法將間隙子121混入液晶溶液中一併塗佈於配向層120R上時，容易發生間隙子121分布不均或沉降的問題。
本發明之另一目的係提供一種液晶裝置，其係藉由上述之液晶裝置的製造方法所獲得。在本發明之一實施方式中，當未施加電壓時，液晶裝置中的液晶層130內的液晶分子經由第一配向層120R以及第二配向層150R垂直配向而呈相同方向，故入射光可透過液晶裝置，在外觀上呈現透態，在施加一定電壓後，液晶層130內的液晶分子成散亂排列，入射光發生強烈的散射，入射光不能透過液晶裝置，於是呈霧態。在本發明之另一實施例中，當未施加電壓時，液晶層130內的液晶分子成散亂排列，入射光發生強烈的散射，入射光不能透過液晶裝置，於是呈霧態，在施加一定電壓後，液晶裝置中的液晶層130內的液晶分子經由第一配向層120R以及第二配向層150R垂直配向而呈相同方向，故入射光可透過液晶裝置，在外觀上呈現透態。
綜上所述，利用本發明之液晶裝置的製造方法所製得之液晶裝置因可避免間隙子121分布不均或沉降的問題，故可擁有較佳的光學性質。此外，因本發明之製造方法不需藉由光微影製程(Photolithography process)來製作感光型間隙，故可以簡化製程，並適用於大面積的捲對捲(roll-to-roll)製程。本發明之液晶裝置係一種能夠呈現透態模式或霧態模式之調光裝置，故可作為光學調光器(optical modulator)而作為一智慧窗戶、一視窗保護裝置或一可撓性顯示裝置，但本發明並不受限於此。
下述實施例係用來進一步說明本發明，但本發明並不受其限制。
實施例1：液晶裝置之製備
將0.03公克粒徑為14微米(μm)的間隙子(N3N-14μm，購於UBE EXSYMO，日本)與10公克的聚烯亞胺溶液(DA-9003，固含量約2%，溶劑為N-甲基吡咯烷酮，購於達興材料，台灣)混合攪拌24小時後，塗佈在一形成有氧化銦錫(ITO)透明電極層之玻璃第一基板的透明電極層上，塗佈厚度約為16微米(μm)，之後加熱至60℃10分鐘後，再加熱至150℃30分鐘，以製備一第一配向層。
接著將0.009公克之光起始劑1-羥基環己基苯基甲酮、0.45公克之UV樹脂1,6-己二醇二丙烯酸酯(EM221，購於長興化工，台灣)、0.4公克之染料(4-(4-丁基苯基偶氮)苯酚與蘇丹黑之混合物，購於帝國化學工業，英國)以及9.15公克之液晶化合物(MJT510200-100，購於江蘇合成，中國)混合後形成液晶溶液。再將液晶溶液塗佈在第一配向層上。
準備具有第二配向層的ITO玻璃第二基板，然後以配向層界面相對向貼合至第一基板上，得到處理前的液晶裝置。
最後以紫外線照射裝置(TL-K 40W，購於Philips，德國)照射上述處理前之液晶裝置使配向層配向以及固化液晶溶液，其中光源的波長為365nm，照射時間為300秒。
實施例2：液晶裝置之製備
將0.01公克粒徑為6微米(μm)的間隙子(N3N-6μm，購於UBE EXSYMO，日本)與10公克的聚烯亞胺溶液(DA-9003，固含量約4%，溶劑為N-甲基吡咯烷酮，購於達興材料，台灣)混合攪拌24小時後，塗佈在一形成有氧化銦錫(ITO)透明電極層之玻璃第一基板的透明電極層上，塗佈厚度約為8微米(μm)，之後加熱至60℃10分鐘後，再加熱至160℃30分鐘，以製備一第一配向層。
接著將0.2公克之偶氮染料混合物(購於林原株式會社，日本)以及9.8公克之液晶化合物(MJT510200-100，購於江蘇合成，中國)混合後形成液晶溶液。再將液晶溶液塗佈在第一配向層上。
準備具有第二配向層的ITO玻璃第二基板，然後以配向層界面相對向貼合至第一基板上，得到一液晶裝置。
實施例3：液晶裝置之製備
將0.01公克粒徑為6微米(μm)的間隙子(N3N-14μm，購於UBE EXSYMO，日本)與10公克的聚烯亞胺溶液(DA-9003，固含量約2%，溶劑為N-甲基吡咯烷酮，購於達興材料，台灣)混合攪拌24小時後，塗佈在一形成有氧化銦錫(ITO)透明電極層之玻璃第一基板的透明電極層上，塗佈厚度約為8微米(μm)，之後加熱至60℃10分鐘後，再加熱至160℃30分鐘，以製備一第一配向層。
接著將0.005公克之光起始劑1-羥基環己基苯基甲酮、2.5公克之UV樹脂1,6-己二醇二丙烯酸酯(IM221，購於長興化工，台灣)以及7.5公克之液晶化合物(MJT510200-100，購於江蘇合成，中國)混合後形成液晶溶液。再將液晶溶液塗佈在第一配向層上。
準備具有第二配向層的ITO玻璃第二基板，然後以配向層界面相對向貼合至第一基板上，得到處理前的液晶裝置。
最後以紫外線照射裝置(TL-K 40W，購於Philips，德國)照射上述處理前之液晶裝置使配向層配向以及固化液晶溶液，其中光源的波長為365nm，照射時間為240秒。
實施例4：液晶裝置之製備
將0.02公克粒徑為9微米(μm)的間隙子(N5N-9μm，購於UBE EXSYMO，日本)與10公克的聚烯亞胺溶液(DA-9003，固含量約2%，溶劑為N-甲基吡咯烷酮，購於達興材料，台灣)混合攪拌24小時後，塗佈在一形成有氧化銦錫(ITO)透明電極層之玻璃第一基板的透明電極層上，塗佈厚度約為12微米(μm)，之後加熱至60℃10分鐘後，再加熱至150℃30分鐘，以製備一第一配向層。
接著將0.02公克之光起始劑1-羥基環己基苯基甲酮、1公克之UV樹脂1,6-己二醇二丙烯酸酯(EM221，購於長興化工，台灣)以及9公克之液晶化合物(MJT510200-100，購於江蘇合成，中國)混合後形成液晶溶液。再將液晶溶液塗佈在第一配向層上。
準備具有第二配向層的ITO玻璃第二基板，然後以配向層界面相對向貼合至第一基板上，得到處理前的液晶裝置。
最後以紫外線照射裝置(TL-K 40W，購於Philips，德國)照射上述處理前之液晶裝置使配向層配向以及固化液晶溶液，其中光源的波長為365nm，照射時間為240秒。
表1：實施例1–4之詳細成分 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 實施例 </td><td> 液晶層組成(公克) </td><td> 配向層組成(公克) </td></tr><tr><td> 液晶材料 </td><td> 樹脂 </td><td> 染料 </td><td> 溶劑 </td><td> 配向處理劑 </td><td> 間隙子 </td></tr><tr><td> 實施例1 </td><td> 9.15 </td><td> 0.45 </td><td> 0.4 </td><td> 9.8 </td><td> 0.2 </td><td> 0.03 (粒徑:14μm) </td></tr><tr><td> 實施例2 </td><td> 9.8 </td><td> 0 </td><td> 0.2 </td><td> 9.6 </td><td> 0.4 </td><td> 0.01 (粒徑:6μm) </td></tr><tr><td> 實施例3 </td><td> 7.5 </td><td> 2.5 </td><td> 0 </td><td> 9.8 </td><td> 0.2 </td><td> 0.01 (粒徑:6μm) </td></tr><tr><td> 實施例4 </td><td> 9 </td><td> 1 </td><td> 0 </td><td> 9.8 </td><td> 0.2 </td><td> 0.02 (粒徑:9μm) </td></tr></TBODY></TABLE>
比較例1：液晶裝置之製備
將聚烯亞胺溶液(DA-9003，固含量約4%，溶劑為N-甲基吡咯烷酮，購於達興材料，台灣)塗佈在一形成有氧化銦錫(ITO)透明電極層之玻璃第一基板的透明電極層上，塗佈厚度約為12微米(μm)，之後加熱至60℃10分鐘後，再加熱至150℃30分鐘，以製備一第一配向層。
接著將0.02公克粒徑為14微米(μm)的間隙子(N3N-14μm，購於UBE EXSYMO，日本)、0.009公克之光起始劑1-羥基環己基苯基甲酮、0.45公克之UV樹脂1,6-己二醇二丙烯酸酯(EM221，購於長興化工，台灣)、0.4公克之染料(4-氨基偶氮苯、蘇丹紅三號以及蘇丹黑之混合物，購於帝國化學工業，英國)以及9.15公克之液晶化合物(MJT510200-100，購於江蘇合成，中國)混合後形成液晶溶液。再將液晶溶液塗佈在第一配向層上
準備具有第二配向層的ITO玻璃第二基板，然後以配向層界面相對向貼合至第一基板上，得到處理前的液晶裝置。
最後以紫外線照射裝置(TL-K 40W，購於Philips，德國)照射上述處理前之液晶裝置使配向層配向以及固化液晶溶液，其中光源的波長為365nm，照射時間為240秒。
比較例2：液晶裝置之製備
將聚烯亞胺溶液(DA-9003，固含量約2%，溶劑為N-甲基吡咯烷酮，購於達興材料，台灣)塗佈在一形成有氧化銦錫(ITO)透明電極層之玻璃第一基板的透明電極層上，塗佈厚度約為10微米(μm)，之後加熱至60℃10分鐘後，再加熱至150℃30分鐘，以製備一第一配向層。
接著將0.02公克粒徑為9微米(μm)的間隙子(N3N-9μm，購於UBE EXSYMO，日本)、0.02公克之光起始劑1-羥基環己基苯基甲酮、1公克之UV樹脂1,6-己二醇二丙烯酸酯(EM221，購於長興化工，台灣)、以及9公克之液晶化合物(MJT510200-100，購於江蘇合成，中國)混合後形成液晶溶液。再將液晶溶液塗佈在第一配向層上
準備具有第二配向層的ITO玻璃第二基板，然後以配向層界面相對向貼合至第一基板上，得到處理前的液晶裝置。
最後以紫外線照射裝置(TL-K 40W，購於Philips，德國)照射上述處理前之液晶裝置使配向層配向以及固化液晶溶液，其中光源的波長為365nm，照射時間為240秒。
表2：比較例1-2之詳細成分 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td> 實施例 </td><td> 液晶層組成(公克) </td><td> 配向層組成(公克) </td></tr><tr><td> 液晶材料 </td><td> 樹脂 </td><td> 染料 </td><td> 間隙子 </td><td> 溶劑 </td><td> 配向處理劑 </td></tr><tr><td> 比較例1 </td><td> 9.15 </td><td> 0.45 </td><td> 0.4 </td><td> 0.02 (粒徑:14μm) </td><td> 9.6 </td><td> 0.4 </td></tr><tr><td> 比較例2 </td><td> 9 </td><td> 0 </td><td> 1 </td><td> 0.02 (粒徑:9μm) </td><td> 9.8 </td><td> 0.2 </td></tr></TBODY></TABLE>
間隙子分布測試方法
以光學顯微鏡放大100倍後，觀察液晶裝置中間隙子之分布狀況
外觀均勻度測試方法
以目視觀察液晶裝置之顏色差異，若可目視觀察到局部範圍1平方公分以上之區域顏色不均，則判定為均勻度不佳，若目視觀察沒有局部範圍1平方公分以上之區域顏色不均，則判定為均勻度佳
光學特性測試方法
以穿透度測量裝置(SD2400，購於EDTM，美國)測量液晶裝置無外加電壓時之可見光穿透度。
驅動電壓測試方式
以穿透度測量裝置(SD2400，購於EDTM，美國)測量液晶裝置以外加直流電壓60V驅動時之可見光穿透度。
實施例1-4以及比較例1-3之測試結果如下列表2所示。
表2 實施例與比較例之測試結果 <TABLE border="1" borderColor="#000000" width="85%"><TBODY><tr><td></td><td> 間隙子分布 </td><td> 外觀 </td><td> 0V 可見光穿透度 </td><td> 60V 可見光穿透度 </td></tr><tr><td> 實施例1 </td><td> 均勻 </td><td> 均勻 </td><td> 39%-40% </td><td> 10%-11% </td></tr><tr><td> 實施例2 </td><td> 均勻 </td><td> 均勻 </td><td> 71%-72% </td><td> 38%-39% </td></tr><tr><td> 實施例3 </td><td> 均勻 </td><td> 均勻 </td><td> 77%-78% </td><td> 32%-33% </td></tr><tr><td> 實施例4 </td><td> 均勻 </td><td> 均勻 </td><td> 77%-78% </td><td> 21%-22% </td></tr><tr><td> 比較例1 </td><td> 沉降 </td><td> 不均勻 </td><td> 36%-40% </td><td> 10%-11% </td></tr><tr><td> 比較例2 </td><td> 沉降 </td><td> 不均勻 </td><td> 68%-71% </td><td> 21%-22% </td></tr></TBODY></TABLE>
由實施例1-4與比較例1-2之測試結果可知，實施例1-4中之間隙子皆不存在沉降問題，且外觀皆為均勻沒有顏色不均的問題，相較於比較例1-2顯然擁有較好之光學性質。此外，實施例1-4可知，施加電壓60V時之可見光穿透度可由39%至78%降低為10%至32%，顯見本發明之液晶裝置確實可以低電壓驅動達成切換為霧態之效果。由比較結果得知，由本發明之液晶裝置的製造方法所製得之液晶裝置可避免間隙子沉降或分布不均的問題，故可具有較佳的光學性質。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
110、210‧‧‧第一基板 120‧‧‧配向溶液 120R、220R‧‧‧第一配向層 121、221‧‧‧間隙子 130、230‧‧‧液晶層 140、240‧‧‧第二基板 150R、250R‧‧‧第二配向層
第1A~1F圖係為本發明之一實施例之液晶裝置的剖面製程示意圖。
第2圖係為本發明之一實施例之液晶裝置的剖面示意圖。
210‧‧‧第一基板
220R‧‧‧第一配向層
221‧‧‧間隙子
230‧‧‧液晶層
240‧‧‧第二基板
250R‧‧‧第二配向層

Claims (15)

  1. 一種液晶裝置的製造方法，其步驟包含： 提供一具有第一導電層之第一基板； 塗佈一配向溶液於該第一基板上，其中該配向溶液包含一液晶配向處理劑、一溶劑以及複數個間隙子； 固化該配向溶液以形成一第一配向層； 塗佈一液晶溶液於該第一配向層上以形成一液晶層，其中該液晶溶液包含一液晶材料； 提供一第二基板；以及 將該第二基板貼合於該第一基板上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該液晶配向處理劑係選自由丙烯酸聚合物、甲基丙烯酸聚合物、酚醛清漆樹脂、聚羥基苯乙烯、聚醯亞胺前驅物、聚醯亞胺、聚醯胺、聚酯、纖維素及聚矽氧烷所組成之族群中的其中之一或其組合。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中相對於100重量份之該配向溶液，該配向溶液包含1至10重量份之該液晶配向處理劑。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中相對於100重量份之該配向溶液，該配向溶液包含0.1至0.3重量份之該些間隙子。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中每一該些間隙子之粒徑係介於6微米(μm)至14微米(μm)之間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該固化該配向溶液步驟所採用的固化方法為熱固化處理。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之製造方法，其中該固化該配向溶液步驟時之溫度介於60℃至160℃之間，且固化時間介於10分鐘至40分鐘之間。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該液晶溶液更包含一可固化樹脂、一染料或一起始劑。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之製造方法，其中該可固化樹脂係選自由1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)、三乙二醇二丙烯酸酯(TEGDA)、1,9-壬二醇二丙烯酸酯(1,9-NDDA)二丙二醇二丙烯酸酯(DPGDA)、乙氧化雙酚A二丙烯酸酯(BPA4EODA)、羥基特戊酸新戊二醇二丙烯酸酯(HPHPDA)及聚乙二醇(200)二丙烯酸酯(PEG200DA)所組成之群組中的其中之一或其組合。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中相對於100重量份之該液晶溶液，該液晶溶液包含75至95重量份之該液晶材料。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中相對於100重量份之該液晶溶液，該液晶溶液包含0至25重量份之該可固化樹脂。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中相對於100重量份之該液晶溶液，該液晶溶液包含0至5重量份之該染料。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該第二基板包括一第二配向層，且該第二配向層與該第一配向層相對。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該第一基板及第二基板係分別獨立為玻璃基板或塑膠基板。
  15. 一種液晶裝置，其係藉由如申請專利範圍第1至14項中任一項所述之液晶裝置的製造方法所獲得。
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