TW201421128A - 配向膜的製作方法 - Google Patents

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Hsin-Min Fu
Hung-Yu Wu
Jan-Tien Lien
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Abstract

一種配向膜的製作方法。形成一具有一紫外光反應官能基的配向材料於一基板上。對基板上的配向材料進行一預烤步驟。提供一紫外光偏光片於基板上。對已預烤後的配向材料進行一配向處理，以照射一紫外光於基板上。紫外光穿透紫外光偏光片而照射到已預烤後的配向材料。對已配向處理後之的配向材料進行一烘烤步驟，以完全固化配向材料。

Description

配向膜的製作方法
本發明是有關於一種配向膜的製作方法，且特別是有關於一種光配向膜的製作方法。
一般的液晶面板(liquid crystal panel)主要是由兩片基板以及一配置於二基板之間的液晶層所構成。不論是主動矩陣式液晶顯示器或者是被動矩陣式液晶顯示器，兩片基板上都必須具有配向膜(alignment layer)。配向膜的主要功能在於對液晶分子進行配向，以使液晶分子在兩片基板之間呈現扭轉的現象。一般而言，配向膜可用印刷方式或其他方式形成，其中以印刷方式形成配向膜的製程主要包括配向膜印刷以及配向處理兩部份。在配向膜印刷的步驟中，通常是藉由印刷設備將聚醯亞胺(polyimide)製作於基板上，而在配向處理的步驟中是以定向摩擦(rubbing)的方式進行配向處理。
更具體來說，定向摩擦是指以接觸式的方式對配向層與進行摩擦(rubbing)處理，以使配向層對液晶層之液晶分子產生配向效果。然而，這樣的作法需要滾輪(roller)對玻璃基板表面進行摩擦配向，如此一來，不僅無法針對每個畫素(pixel)進行多領域(multi-domain)之配向，所以無法達到廣視角的效果。再者，接觸式的製作方式較容易使配向層產生微塵(dust)或是靜電。此外，由於需要 滾輪對玻璃基板進行配向，因此當玻璃基板尺寸逐漸增大的情況下，不易應用於大尺寸的面板製作，較容易產生配向不均的問題。
本發明提供一種配向膜的製作方法，可減少配向不均及暗態漏光的形成產生，可具有較佳的製程良率且可達到廣視角的效果。
本發明提出一種配向膜的製作方法，其包括以下製程步驟。形成一具有一紫外光反應官能基的配向材料於一基板上。對基板上的配向材料進行一預烤步驟。提供一紫外光偏光片於基板上，其中紫外光偏光片包括金屬相位光柵偏光板。對已預烤後的配向材料進行一配向處理，以照射一紫外光於基板上。紫外光穿透紫外光偏光片而照射到已預烤後的配向材料。對已配向處理後之的配向材料進行一烘烤步驟，以完全固化配向材料。
在本發明之一實施例中，上述之預烤步驟的時間介於1分鐘至30分鐘之間，而預烤步驟的溫度介於50℃至150℃之間。
在本發明之一實施例中，上述之紫外光的波長介於200奈米至400奈米之間，而紫外光的能量介於0.1焦耳至3焦耳，且紫外光的照射時間介於1秒至1000秒之間。
在本發明之一實施例中，上述之配向材料的材質包括具有光反應官能基之高分子材料。
在本發明之一實施例中，上述之烘烤步驟的時間介於1分鐘至50分鐘之間，而烘烤步驟的溫度介於150℃至400℃之間。
在本發明之一實施例中，上述之配向膜的製作方法，更包括：對已固化的配向材料進行一水洗步驟。
在本發明之一實施例中，上述之水洗步驟是透過一水洗液對已固化的配向材料進行清洗。水洗液是由一水溶液與一異丙醇溶液所組成，且異丙醇的液重量百分比介於15%至60%之間。
在本發明之一實施例中，上述之基板包括一彩色濾光基板或一主動元件陣列基板。
在本發明之一實施例中，上述之配向材料之紫外光反應官能基的變化係藉由傅立葉紅外頻譜分析儀進行檢測。
基於上述，由於本發明之配向膜的製作方法是採用具有紫外光反應官能基的配向材料，且先透過紫外光穿透紫外光偏光片而照射到已預烤後之配向材料上，而後再進行烘烤步驟以固化配向材料，因此本發明所製作出的配向膜可具有較佳的配向效果。再者，相較於習知採用接觸式的配向方式，本發明之配向膜的製作方法可有效降低配向膜損傷的機率及避免產生靜電或粉屑顆粒而造成配向不良及暗態漏光的情形。故，本發明之配向膜的製作方法可具有較佳的製程良率。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1繪示為本發明之一實施例之一種配向膜的製作方法的流程示意圖。圖2A至圖2E繪示為圖1之配向膜的製作方法的剖面示意圖。請先同時參考圖1與圖2A，在本實施例中，形成一具有一紫外光反應官能基的配向材料110於一基板100上。本實施例之配向材料110的材質例如是具有光反應官能基之高分子材料，舉例來說，如聚醯亞胺或聚醯胺酸，而基板100例如是一彩色濾光基板或一主動元件陣列基板。
需說明的是，在形成配向材料110於基板100上之前，可先對基板100進行一清潔步驟，除了可以增加配向材料110與基板100之間的接合性外，亦可有效提昇後續所形成之配向膜的產品可靠度。
接著，請同時參考圖1與圖2B，對基板100上的配向材料110進行一預烤步驟，以去除配向材料110中的部分溶劑(未繪示)，但不會使配向材料110完全固化。此處，預烤步驟的時間介於1分鐘至30分鐘之間，而預烤步驟的溫度介於50℃至150℃之間。
之後，請同時參考圖1與圖2C，提供一紫外光偏光片120於基板100上。此處，需說明的是，紫外光偏光片120例如為一種金屬相位光柵偏光板(Wire grid polarize)，其具有高耐熱的效果，且其所採用的金屬例如是金或鋁。此金屬相位光柵偏光板為一種利用金屬在基板表面製作一排間隔極其細密之金屬狹縫(通常大約與UV 光之波長相當)。利用繞射原理可讓偏振態與金屬狹縫垂直之光線通過，而偏振與金屬狹縫平行之光線反射，透過適當的光柵週期(grating period)設計，可讓非偏振光經由此一偏光板，產生一高度線性偏振光。
接著，並對已預烤後的配向材料110a進行一配向處理，以照射一紫外光U於基板100上。特別是，紫外光U穿透紫外光偏光片120而照射到已預烤後的配向材料110a。此處之紫外光偏光片120的目的在於使紫外光U穿透以提供配向材料110a一特定方向之線性偏振光源，而具有紫外光反應官能基之配向材料110a會因為紫外光U的照射而使紫外光反應官能基產生斷裂。此處，配向材料110a之紫外光反應官能基的變化係可藉由傅立葉紅外頻譜分析儀進行檢測而得知。
更具體來說，本實施例所採用之紫外光的波長介於200奈米至400奈米之間，而紫外光的能量介於0.1焦耳至3焦耳，且紫外光的照射時間介於1秒至1000秒之間。最後，請同時參考圖1、圖2D與圖2E，對已配向處理後之的配向材料110a進行一烘烤步驟，以完全固化配向材料110b。此處，進行烘烤步驟的目的在於完全去除配向材料110a中的溶劑，即脫水現象。此外，本實施例之烘烤步驟的時間介於1分鐘至50分鐘之間，而烘烤步驟的溫度介於150℃至400℃之間。至此，已於基板100上完成配向膜110b的製作。
為了提升組立後之顯示面板(未繪示)的良率，本實 施例之配向膜的製作方法亦更包括對已固化的配向材料110b進行一水洗步驟，其中水洗步驟是透過一水洗液對已固化的配向材料110b進行清洗。此處，水洗液是由一水溶液(未繪示)與一異丙醇溶液(未繪示)所組成，而異丙醇的液重量百分比介於15%至60%之間。再者，進行完水洗步驟後，亦可再進行一乾燥步驟，以透過一離子風扇(未繪示)、紅外線加熱或烘烤的方式乾燥基板100。
由於本實施例之配向膜的製作方法是採用具有紫外光反應官能基的配向材料110，且透過紫外光U穿透紫外光偏光片120而照射到已預烤後之配向材料110a上，而後再進行烘烤步驟以固化配向材料110b，因此本實施例之配向材料110b是在完全固化之前已完成配向。故，本實施例所製作出的配向膜110b可具有較佳的配向效果。再者，相較於習知採用接觸式的配向方式，本實施例之配向膜的製作方法可有效降低配向膜損傷的機率及避免產生靜電或粉屑顆粒而造成配向不良及暗態漏光的情形。簡言之，本實施例之配向膜的製作方法可具有較佳的製程良率。此外，透過紫外光偏光片120的設計，亦可使配向膜110b具有多領域之配向，進而可達到廣視角的效果。
綜上所述，由於本發明之配向膜的製作方法是採用具有紫外光反應官能基的配向材料，且先透過紫外光穿透紫外光偏光片而照射到已預烤後之配向材料上，而後再進行烘烤步驟以固化配向材料，因此本發明所製作出的配向膜可具有較佳的配向效果。再者，相較於習知採用接觸式的 配向方式，本發明之配向膜的製作方法可有效降低配向膜損傷的機率及避免產生靜電或粉屑顆粒而造成配向不良及暗態漏光的情形。故，本發明之配向膜的製作方法可具有較佳的製程良率。
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，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故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。
100‧‧‧基板
110、110a、110b‧‧‧配向材料
120‧‧‧紫外光偏振片
U‧‧‧紫外光
S10、S11、S12、S13、S14‧‧‧步驟
圖1繪示為本發明之一實施例之一種配向膜的製作方法的流程示意圖。
圖2A至圖2E繪示為圖1之配向膜的製作方法的剖面示意圖。
S10、S11、S12、S13、S14‧‧‧步驟

Claims (9)

  1. 一種配向膜的製作方法，包括：形成一具有一紫外光反應官能基的配向材料於一基板上；對該基板上的該配向材料進行一預烤步驟；提供一紫外光偏光片於該基板上，其中該紫外光偏光片包括金屬相位光柵偏光板；對已預烤後的該配向材料進行一配向處理，以照射一紫外光於該基板上，其中該紫外光穿透該紫外光偏光片而照射到已預烤後的該配向材料；以及對已配向處理後之的該配向材料進行一烘烤步驟，以完全固化該配向材料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之配向膜的製作方法，其中該預烤步驟的時間介於1分鐘至30分鐘之間，而該預烤步驟的溫度介於50℃至150℃之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之配向膜的製作方法，其中該紫外光的波長介於200奈米至400奈米之間，而該紫外光的能量介於0.1焦耳至3焦耳，且該紫外光的照射時間介於1秒至1000秒之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之配向膜的製作方法，其中該配向材料的材質包括具有光反應官能基之高分子材料。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之配向膜的製作方法，其中該烘烤步驟的時間介於1分鐘至50分鐘之間，而 該烘烤步驟的溫度介於150℃至400℃之間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之配向膜的製作方法，更包括：對已固化的該配向材料進行一水洗步驟。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之配向膜的製作方法，其中該水洗步驟是透過一水洗液對已固化的該配向材料進行清洗，該水洗液是由一水溶液與一異丙醇溶液所組成，且該異丙醇的液重量百分比介於15%至60%之間。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之配向膜的製作方法，其中該基板包括一彩色濾光基板或一主動元件陣列基板。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之配向膜的製作方法，其中該配向材料之該紫外光反應官能基的變化係藉由傅立葉紅外頻譜分析儀進行檢測。
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