发明内容
鉴于现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种具有较佳的二次配向力的光学膜片的制作方法以及一种可减少立体画面的色偏问题的立体显示器的制作方法。
为了实现上述目的,本发明的技术方案一是:一种光学膜片的制作方法,其包括以下步骤:提供配向液,其中该配向液包括光聚合型配向材料;涂布配向液于一第一基板上,其中第一基板具有第一区域以及第二区域;使偏极化光对第一基板上的配向液进行照射,以于第一基板上形成光配向膜,其中第一区域上的配向具有第一配向方向,且第二区域上的光配向膜具有第二配向方向;提供复合型液晶材料,其中复合型液晶材料包括反应型液晶材料以及单体材料;涂布复合型液晶材料于具有第一配向方向及第二配向方向的光配向膜上;提供具有单体材料的吸收波长的第一非偏极化光,使第一非偏极化光对光配向膜上的复合型液晶材料进行照射,以使单体材料与反应型液晶材料反应;提供具有反应型液晶材料的吸收波长的第二非偏极化光,使第二非偏极化光对光配向膜上的反应型液晶材料进行照射,以使反应型液晶材料依据光配向膜的第一配向方向与第二配向方向而固化。
为了实现上述目的,本发明的技术方案二是:一种光学膜片的制作方法,其包括以下步骤:提供复合型配向液,该复合型配向液包括光聚合型配向材料以及单体材料;涂布复合型配向液于第一基板上,其中第一基板具有第一区域以及第二区域;使偏极化光对第一基板上的复合型配向液进行照射,以于第一基板上形成光配向膜,其中第一区域上的光配向膜具有第一配向方向,且第二区域上的光配向膜具有第二配向方向;提供反应型液晶材料。涂布反应型液晶材料于具有第一配向方向及第二配向方向的光配向膜上;提供具有单体材料的吸收波长的第一非偏极化光,使第一非偏极化光对单体材料以及反应型液晶材料进行照射,以使单体材料与反应型液晶材料反应;提供具有反应型液晶材料的吸收波长的第二非偏极化光,使第二非偏极化光对光配向膜上的反应型液晶材料进行照射,以使反应型液晶材料依据光配向膜的第一配向方向与第二配向方向固化。
在本发明的一实施例中,上述的第一非偏极化光的波长范围为254奈米至365奈米之间,且第二非偏极化光的波长为365奈米。
在本发明的一实施例中,上述的单体材料的吸收波长的范围为311奈米至320奈米之间。
在本发明的一实施例中,上述的于第一基板上形成具有第一配向方向以及第二配向方向的光配向膜的步骤包括以下步骤:提供暴露出第一基板的第一区域的光罩;使偏极化光中的第一偏极化光通过光罩对第一基板上的第一区域的配向液进行照射,其中第一偏极化光通过光罩而照射第一区域的部分使配向液中的光聚合型配向材料聚合,以产生第一配向方向;使偏极化光中的第二偏极化光对第一基板上的配向液全面地进行照射,其中第二偏极化光的偏振方向与第一偏极化光不同,且第二偏极化光使位于第二区域上的配向液中的光聚合型配向材料聚合,以产生第二配向方向。
在本发明的另一实施例中,上述的于第一基板上形成具有第一配向方向以及第二配向方向的光配向膜的步骤包括以下步骤:提供暴露出第一基板的第一区域的光罩;使偏极化光中的第一偏极化光通过光罩对第一基板上的第一区域的复合型配向液进行照射,其中第一偏极化光通过光罩而照射第一区域的部分使复合型配向液中的光聚合型配向材料聚合,以产生第一配向方向;使偏极化光中的第二偏极化光对第一基板上的复合型配向液全面地进行照射,其中第二偏极化光的偏振方向与第一偏极化光不同,且第二偏极化光使位于第二区域上的复合型配向液中的光聚合型配向材料聚合,以产生第二配向方向。
在本发明的另一实施例中,上述的光学膜片的制造方法更包括在使偏极化光对第一基板上的配向液进行照射之前,对第一基板上的配向液先进行预烘烤制程。
在本发明的另一实施例中,上述的光学膜片的制造方法更包括使第一非偏极化光对光配向膜上的复合型液晶材料进行照射之前,对光配向膜上的复合型液晶材料先进行预烘烤制程。
在本发明的另一实施例中,上述的光学膜片的制造方法更包括在使偏极化光对第一基板上的复合型配向液进行照射之前,对第一基板上的复合型配向液先进行一预烘烤制程。
在本发明的另一实施例中,上述的光学膜片的制造方法更包括使第一非偏极化光对光配向膜上的反应型液晶材料进行照射之前,对光配向膜上的反应型液晶材料先进行一预烘烤制程。
为了实现上述目的,本发明的技术方案三是:一种立体显示器的制作方法其包括以下步骤:以上述的一种光学膜片的制作方法于第一基板上形成光学膜片;于已形成光学膜片的第一基板的对向,提供第二基板;于第一基板与第二基板之间形成液晶层。
基于上述,本发明的光学膜片利用掺杂单体于光聚合型配向材料及/或配向液中,并藉由偏极化光的照射,使单体在光聚合型配向材料与反应型液晶材料表面产生连结网状物(Network),进而强化二次配向表面锚定力(Anchoring force)与反应型液晶材料的配向力。换言之,改善光配向的二次配向不佳的问题,达到奇偶相位差对等的效果。此外,藉由运用此光学膜片于立体显示器中,则可改善因二次配向不佳所造成的色偏现象,因而得到更好的立体影像质量。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附图式作详细说明如下。
具体实施方式
图1A至图1I为本发明一实施例的光学膜片的制作流程侧视示意图。
请先参照图1A,涂布配向液120于第一基板110上,其中第一基板110具有第一区域A1及第二区域A2,且第一区域A1与第二区域A2交替排列。在本实施例中,配向液120可以是光聚合型配向材料120a,然而,本发明不以此为限。此外,涂布配向液120于第一基板110的方法可以是旋转涂布(spin coating)、狭缝涂布(slit coating)或是任何此领域具有通常知识所熟知的方法,于此便不再详述。
请参照图1B,接着,对配向液120进行预烘烤B1制程。需说明的是,预烘烤B1制程的温度与时间的控制会影响到后续制程的情况,因此在实务操作上,预烘烤B1制程的温度与时间视需求而定。在本实施例中,预烘烤B1温度例如是摄氏90度至150度之间,而预烘烤B1时间例如是15分钟至30分钟之间。
请参照图1C,提供暴露出第一基板110的第一区域A1的光罩130。接着,藉由第一偏极化光142通过光罩130对第一基板110上的第一区域A1的配向液120进行照射。此时,配向液120中的光聚合型配向材料120a因受到第一偏极化光142照射而聚合,而第一配向方向D1因而产生于第一基板110的第一区域A1上。
请参照图1D,接着,移除光罩130并藉由第二偏极化光144对第一基板110上的配向液120进行照射。在本实施例中,第二偏极化光144例如是对第一基板110上的配向液120进行全面地照射。此时,第二偏极化光144使位于第二区域A2上的配向液120中的光聚合型配向材料120a(绘示于图1C)聚合,因而产生第二配向方向D2。要注明的是,第二偏极化光144的偏振方向与第一偏极化光142不同。此外,在本实施例中,上述的第一偏极化光142与第二偏极化光144可以是极化的紫外光。至此,光配向膜122便初步完成,其于第一区域A1上具有第一配向方向D1,且于第二区域A2上具有第二配向方向D2。
请参照图1E,涂布复合型液晶材料150于具有第一配向方向D1及第二配向方向D2的光配向膜122上。在本实施例中,复合型液晶材料150包括反应型液晶材料150a以及单体材料M。详言之,单体材料M可以是高分子聚合单体、低分子聚合单体、双官能基聚合单体、单侧链基聚合单体或是上述单体的组合。在本实施例中,单体材料M例如是下述化学式(1)至(7)所示的化合物:
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)。
单体材料M的吸收波长的范围为311奈米至320奈米之间。此外,涂布复合型液晶材料150于第一基板110的方法可以是旋转涂布(spin coating)、狭缝涂布(slit coating)或是任何此领域具有通常知识所熟知的方法,于此便不再详述。
请参照图1F,接着,对复合型液晶材料150进行预烘烤B2制程。在本实施例中,预烘烤B2温度例如是摄氏80度至130度之间,而预烘烤B2时间例如是30秒至1分钟之间。然而,在实务操作上,预烘烤B2制程的温度与时间视需求而定,故本发明不以此为限。
请参照图1G,提供复合型液晶材料150具有单体材料M的吸收波长的第一非偏极化光162。在本实施例中,第一非偏极化光162的波长范围例如是254奈米至365奈米之间,而单体材料M的吸收波长的范围(311奈米至320奈米之间)恰落入第一非偏极化光162的波长范围,故当第一非偏极化光162对光配向膜122上的复合型液晶材料150进行照射时,单体材料M会吸收第一非偏极化光162,且与反应型液晶材料150a反应。
具体而言,单体材料M经由第一非偏极化光162照射后,会于光聚合型配向材料120a与反应型液晶材料150a的表面产生连结网状物(未绘示于图1G,请参考接下来的说明),进而强化二次配向表面锚定力。值得一提的是,由于反应型液晶材料150a具有堆栈的连续特性,故当二次配向表面锚定力被强化时,反应型液晶材料150a的配向力也会因而被强化。如此一来,当反应型液晶材料150a依据光配向膜122上的第一配向方向D1与第二配向方向D2排列后,可得到对等的配向力。
请参照图1H,接着,提供具有反应型液晶材料150a的吸收波长的第二非偏极化光164。在本实施例中,第二非偏极化光164的波长例如是365奈米。另外,藉由第二非偏极化光164对光配向膜122上的反应型液晶材料150a进行照射,使反应型液晶材料150a依据光配向膜122的第一配向方向D1与第二配向方向D2固化,以形成相位延迟膜(未绘示)上的二次配向的第一配向方向D1’与第二配向方向D2’。
请参照图1I,至此,本实施例的光学膜片100便制作完成(如图1I所示),其中光学膜片100包括第一基板110、光配向膜122以及相位延迟膜152。此外,相位延迟膜152具有与光配向膜122的第一配向方向D1与第二配向方向D2相等的配向方向。此处,相位延迟膜152上的第一配向方向D1’与第二配向方向D2’例如可将线偏振光转变成左旋圆偏振光与右旋圆偏振光。
具体而言,上述光学膜片100藉由光配向膜122的第一配向方向D1与第二配向方向D2提供反应型液晶材料150a固化的方向,并利用掺杂单体材料M于反应型液晶材料150a中,藉由第一非偏极化光162的照射,使二次配向表面锚定力以及反应型液晶材料150a的配向力被强化。因此在第二非偏极化光164照射后,相位延迟膜152上的第二配向方向D2’的配向力可与第一配向方向D1’的配向力对等。
此处,为清楚说明本实施例的光学膜片100藉由单体材料M强化二次配向表面锚定力与反应型液晶材料的配向力,以下将配合图2以及图3加以说明。
图2为比较例的液晶材料配向的示意图,而图3为本实施例的反应型液晶材料配向的示意图,其中图3例如是对应图1I的A-A’剖线所绘示的配向的示意图。
要说明的是,比较例与本实施例具有相似的结构,惟二者差异处在于比较例的反应型液晶材料150a不与单体材料M混合,而本实施例的复合型液晶材料150则包含了反应型液晶材料150a以及单体材料M。请参照图2,举例而言,第一配向方向D1例如是左上偏向右下的配向,而第二配向方向D2例如是左下偏向右斜上方的配向。在比较例中,反应型液晶材料150a朝第一配向方向D1紧密地排列,且具有好的配向结果,这说明比较例在第一配向方向D1的配向力足够。然而,在第二配向方向D2的反应型液晶材料150a排列较为疏散,且部分反应型液晶材料150a无法延着第二配向方向D2排列。也就是说,比较例在第二配向方向D2的配向力不足,从而造成配向缺陷D等配向不佳问题的衍生。
另一方面,请参照图3,本实施例的复合型液晶材料150利用单体材料M混合于反应型液晶材料150a中,藉由非偏极化光的照射,使单体材料M于光聚合型配向材料与反应型液晶材料150a的表面产生连结网状物N,进而强化二次配向表面锚定力以及反应型液晶材料的配向力。故,图3中反应型液晶材料150a无论是在第一配向方向D1’或是第二配向方向D2’都具有紧密地排列,且具有好的配向结果。也就是说,在本实施例中,第二配向方向D2’的配向力可与第一配向方向D1’的配向力对等。要注明的是,第一配向方向D1’虽然也会产生连结网状物N,但因第一配向方向D1’的配向力已非常强,故连结网状物N的作用不大。换言之,连结网状物N主要是针对第二配向方向D2’的配向力进行改善。
另外,单体材料除了可如上述掺杂于反应型液晶材料中,在其它实施例中,单体材料亦可掺杂于配向液中,或是掺杂于反应型液晶材料及配向液中。以下将以单体材料掺杂于配向液中的实施例搭配图4A至图4I进行描述。
图4A至图4I为本发明另一实施例的光学膜片的制作流程侧视示意图。请参照图4A至图4I,本实施例的光学膜片200与图1A至图1I具有相似的制作流程,惟二者差异处在于在图4A的步骤中复合型配向液120’除了具有光聚合型配向材料120a外,还具有单体材料M。此外,在图4E的步骤中,涂布于光配向膜122’上的膜层不具有单体材料M,而单纯是反应型液晶材料150’(即反应型液晶材料150a)。
具体而言,请参照图4A,涂布复合型配向液120’于第一基板110上,其中复合型配向液120’包括光聚合型配向材料120a以及单体材料M。此外,第一基板110具有第一区域A1及第二区域A2,且第一区域A1与第二区域A2交替排列。在本实施例中,单体材料M与上述的单体材料相似,而涂布复合型配向液120’于第一基板110的方法与图1A中涂布配向液120于第一基板110的方法相似,于此便不再详述。
请参照图4B,接着,对复合型配向液120’进行预烘烤B1制程。需说明的是,预烘烤B1制程的温度与时间的控制会影响到后续制程的情况,因此在实务操作上,预烘烤B1制程的温度与时间视需求而定。在本实施例中,预烘烤B1温度例如是摄氏90度至150度之间,而预烘烤B1时间例如是15分钟至30分钟之间。
请参照图4C,提供暴露出第一基板110的第一区域A1的光罩130。接着,藉由第一偏极化光142通过光罩130对第一基板110上的第一区域A1的复合型配向液120’进行照射。此时,复合型配向液120’中的光聚合型配向材料120a因受到第一偏极化光142照射而聚合,而第一配向方向D1因而产生于第一基板110的第一区域A1上。
请参照图4D,接着,移除光罩130并藉由第二偏极化光144对第一基板110上的复合型配向液120’进行照射。在本实施例中,第二偏极化光144例如是对第一基板110上的复合型配向液120’进行全面地照射。此时,第二偏极化光144使位于第二区域A2上的复合型配向液120’中的光聚合型配向材料120a(绘示于图4C)聚合,因而产生第二配向方向D2。要注明的是,第二偏极化光144的偏振方向与第一偏极化光142不同。此外,在本实施例中,上述的第一偏极化光142与第二偏极化光144可以是极化的紫外光。至此,光配向膜122’便初步完成,其于第一区域A1上具有第一配向方向D1,且于第二区域A2上具有第二配向方向D2。
请参照图4E,涂布反应型液晶材料150’于具有第一配向方向D1及第二配向方向D2的光配向膜122’上。在本实施例中,单体材料M掺杂于配向液中形成复合型配向液120’(如图4A所示)而不掺杂于反应型液晶材料150’中。然而,本发明不以此为限,在其它实施例中,单体材料亦可同时掺杂于配向液以及反应型液晶材料中。另外,涂布反应型液晶材料150’于光配向膜122’上的方法与图1E中涂布的方法的方法相似,于此便不再详述。
请参照图4F,接着,对反应型液晶材料150’进行预烘烤B2制程。在本实施例中,预烘烤B2温度例如是摄氏80度至130度之间,而预烘烤B2时间例如是30秒至1分钟之间。然而,在实务操作上,预烘烤B2制程的温度与时间视需求而定,故本发明不以此为限。
请参照图4G,提供具有单体材料M的吸收波长的第一非偏极化光162。值得注意的是,在本实施例中,反应型液晶材料150’为透明的材料,因此,在进行第一非偏极化光162的照光步骤时,第一非偏极化光162可透过反应型液晶材料150’而照射到单体材料M(绘示于图4C),使得单体材料M在本实施例中,亦可于光聚合型配向材料(绘示于图4C)与反应型液晶材料150’的表面产生连结网状物N,进而强化二次配向表面锚定力以及反应型液晶材料150’的配向力。
具体而言,单体材料M经由第一非偏极化光162照射后,会于光聚合型配向材料与反应型液晶材料150’的表面产生连结网状物,进而强化二次配向表面锚定力。值得一提的是,由于反应型液晶材料150’具有堆栈的连续特性,故当二次配向表面锚定力被强化时,反应型液晶材料150’的配向力也会因而被强化。如此一来,当反应型液晶材料150’依据光配向膜122’上的第一配向方向D1与第二配向方向D2排列后,可得到对等的配向力。
请参照图4H,接着,提供具有反应型液晶材料150’的吸收波长的第二非偏极化光164。在本实施例中,第二非偏极化光164的波长例如是365奈米。另外,藉由第二非偏极化光164对光配向膜122’上的反应型液晶材料150’进行照射,使反应型液晶材料150’依据光配向膜122’的第一配向方向D1与第二配向方向D2固化,以形成相位延迟膜(未绘示)上的二次配向的第一配向方向D1’与第二配向方向D2’。
请参照图4I,至此,本实施例的光学膜片200便制作完成,其中光学膜片200包括第一基板110、光配向膜122’以及相位延迟膜152。此外,相位延迟膜152具有与光配向膜122’的第一配向方向D1与第二配向方向D2相等的配向方向。此处,相位延迟膜152上的第一配向方向D1’与第二配向方向D2’例如可将线偏振光转变成左旋圆偏振光与右旋圆偏振光。
具体而言,上述光学膜片200藉由光配向膜122’的第一配向方向D1’与第二配向方向D2’提供反应型液晶材料150’固化的方向,并利用掺杂单体材料M于配向液中,藉由第一非偏极化光162的照射,使二次配向表面锚定力以及反应型液晶材料150’的配向力被强化。因此在第二非偏极化光164照射后,相位延迟膜152’上的第二配向方向D2’的配向力可与第一配向方向D1’的配向力对等。
另外,于应用面上,上述制作方法所形成的光学膜片100或200可运用于任何需要藉由相位延迟来显示立体图像的立体显示器。此处特举一实施例搭配图5做详细描述。
图5为本发明一实施例的立体显示器的制作方法。请参考图5,本实施例的立体显示器500例如是利用上述(两实施例)所述的光学膜片100或200的制作方法,于第一基板510上形成光学膜片512。接着,于已形成光学膜片512的第一基板510的对向,提供第二基板520。并于第一基板510与第二基板520之间形成液晶层530。在本实施例中,第一基板510例如是制作彩色滤光层的基板,而第二基板520例如是主动组件数组基板。于此,立体显示器500可藉由第一基板510上的光学膜片512将入射光(未绘示)转变成具有左旋以及右旋偏振的圆偏振光,让使用者藉由配戴特殊设计的头戴式眼镜可观看到立体图像。
值得注意的是,本实施例的立体显示器500所具有的光学膜片512由于可达到第二配向方向的配向力与第一配向方向的配向力对等的效果,故由立体显示器500所显示的立体影像可改善习知技术因二次配向不佳所造成的色偏现象。也就是说,相较于习知技术所显示的立体影像,本实施例的立体显示器500可具有较佳的立体影像质量。
综上所述,本发明所提出的光学膜片利用掺杂单体于光聚合型配向材料及/或配向液中,藉由偏极化光的照射,使单体在光聚合型配向材料与反应型液晶材料表面产生连结网状物,由于反应型液晶材料具有堆栈的连续特性,故于连结网状物强化二次配向表面锚定力后,反应型液晶材料的配向力可进而被强化,并达到奇偶相位差对等的效果。此外,藉由运用此光学膜片于立体显示器中,习知技术中的二次配向不佳所造成的色偏现象可得到改善,而可得到更好的立体影像质量。
虽然本发明已以实施方式揭露如上,然其并非用以限定本发明,任何所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与润饰,故本发明的保护范围以权利要求书为准。