TWI466987B - 光聚合液晶混合物及光聚合液晶之製作方法 - Google Patents

Description

光聚合液晶混合物及光聚合液晶之製作方法

本發明係關於一種光聚合液晶混合物及其製作方法，尤指一種可在不須施加驅動電壓的狀況下完成液晶聚合以及配向之光聚合液晶混合物及光聚合液晶之製作方法。

在液晶顯示器製程中，配向膜的製造常利用滾輪於聚亞烯胺的表面進行接觸式摩擦以形成特定方向的表面溝槽結構，而使液晶產生特定方向之排列。由於在此種配向膜製造方法中，滾輪需要與基板表面直接接觸，基板表面之高低起伏會影響滾輪摩擦的均勻性，進而降低液晶的配向的效果。為了改善傳統利用聚亞烯胺製造配向膜的方法，並降低整體製程成本，在製程中不使用聚亞烯胺而利用光源曝光使液晶產生方向性排列的光聚合液晶製程已被廣泛的研究。

請參考第1圖以及第2圖，第1圖以及第2圖為習知之光聚合液晶之製作方法之示意圖。如第1圖所示，光聚合液晶混合物10係填充於兩透明基板18之間，其中光聚合液晶混合物10包括有一光起始劑12、一光聚合單體14以及一液晶材料16。如第2圖所示，利用一光源L之照射，使光起始劑12與光聚合單體14產生光聚合反應，同時於兩透明基板18之間提供一驅動電壓V使液晶材料16沿一方向之排列。然而，由於面板的尺寸不盡相同，相對每個面板的驅動電壓條件也不相同(不同尺寸的面板具有不同的電場分佈)，而驅動電壓條件又難以設計至最佳化，因此需要花費很多人力在此研究。

本發明之主要目的之一在於提供一種光聚合液晶混合物及其製作方法，以簡化習知之光聚合液晶製程。

為達上述目的，本發明提供一種光聚合液晶混合物，包含一第一光聚合單體、一第二光聚合單體、一第一光起始劑、一第二光起始劑，以及一液晶材料；其中在一具有一第一波長之光線的照射下，第一光起始劑可使第一光聚合單體產生聚合，在一具有一第二波長之光線的照射下，第二光起始劑可使第二光聚合單體產生聚合。

此外，本發明提供一種光聚合液晶混合物及其製作方法，包含提供一光聚合液晶混合物，其中光聚合液晶混合物包含一第一光聚合單體、一第二光聚合單體、一第一光起始劑、一第二光起始劑以及一液晶材料。提供一第一光源，在未施加驅動電壓的情況下照射光聚合液晶混合物，使第一光起始劑與第一光聚合單體產生光聚合反應，接著提供一第二光源，在未施加驅動電壓的情況下照射光聚合液晶混合物，使第二光起始劑與第二光聚合單體產生光聚合反應，並且使液晶材料形成沿一方向之排列。

根據本發明之光聚合液晶混合物及其製作方法，在不外加驅動電壓的情況下，利用第一光源以及第二光源之照射即可使光聚合液晶完成聚合以及配向，可簡化習知之光聚合液晶製程。

請參考第3圖至第5圖，第3圖至第5圖為本發明之一較佳實施例之光聚合液晶之製作方法之示意圖。如第3圖所示，本實施例提供一種光聚合液晶混合物20填充於二透明基板28之間，其中光聚合液晶混合物20包含一第一光起始劑22a、一第二光起始劑22b、一第一光聚合單體24a、一第二光聚合單體24b，以及一液晶材料26。在本實施例中第一光聚合單體24a例如為丙烯酸十二烷基酯，如下式(1)所示，但不限於此。

第二光聚合單體24b不同於第一光聚合單體24a，且例如為桂皮酸的衍生物，如下式(2)所示，但不限於此。

此外，在本實施例中第一光起始劑22a在一具有一第一波長之光線的照射下，可使第一光聚合單體24a產生聚合，而第二光起始劑22b在一具有一第二波長之光線的照射下，可使第二光聚合單體24b產 生聚合。其中值得注意的是，第一波長不同於第二波長，且第二光起始劑22b不同於第一光起始劑22a。在本實施例中，光聚合液晶混合物20中各成分之混合比例如表1所示。

其中第一光起始劑22a佔液晶材料之0.1%至2%之間，第二光起始劑22b佔液晶材料之0.1%至2%之間，第一光聚合單體24a佔液晶材料之5%至30%之間，第二光聚合單體24b佔液晶材料之10%至40%之間。但光聚合液晶混合物20中各成分之混合比例不限於此。

如第4圖所示，在未施加驅動電壓的情況下提供一第一光源L1照射光聚合液晶混合物20。在本實施例中，第一光源L1為一非偏極化UV光源。經由第一光源L1照射下，第一光起始劑22a會與第一光聚合單體24a產生光聚合反應，並於二透明基板28之表面分別形成一第一高分子聚合層P1。此外，在本實施例中，第一光源L1之波長例如約為365奈米(nm)，而照光的累積光量約介於15焦耳(J)與35焦耳(J)之間，但不限於此。

接下來如第5圖所示，在未施加驅動電壓的情況下提供一第二光源L2。在本實施例中，第二光源L2為一偏極化UV光源，且第二光源L2與上述之第一光源L1分別具有不同之波長。此外，第二光源L2之一照射方向D1與透明基板28之一表面h具有一夾角α，在本實施例中夾角α為90度，亦即第二光源L2垂直入射於透明基板28，但不限於此。經由第二光源L2照射下，第二光起始劑22a會與第二光聚合單體22b產生光聚合反應，並於第一高分子聚合層P1上分別形成一第二高分子聚合層P2。第二光聚合單體24b在進行光聚合反應的同時會因為UV光源之偏極化特性使液晶材料26形成同一方向之排列。換言之，經過第二光源L2的照射後，即可完成光聚合液晶之聚合以及配向。在本實施例中，第一光源L2之波長例如約介於313奈米(nm)與320奈米(nm)之間，且照光的累積光量約介於100毫焦耳(mJ)與1500毫焦耳(mJ)之間，但不限於此。

請參考第6圖以及第7圖，第6圖以及第7圖為本發明之另一實施例之第二光源照射方向之示意圖。如第6圖所示，第二光源L2之照射方向D2與透明基板28之表面h具有一夾角α，在本實施例中夾角α係介於0度至180度之間，亦即第二光源L2可以不同角度入射於透明基板28，並不限於上述實施例之垂直入射。如第7圖所示，第二光源L2之照射方向D2在透明基板28之表面h具有一方位角γ。方位角γ為第二光源L2於透明基板28之表面h的投影方向D3與平行於透明基板28之一邊緣方向D4之一夾角。在本實施例中方位角γ係介於0度至360度之間。值得注意的是，在本發明中，第二光聚合單體24b會隨著光源的偏極化特性以及照射角度的改變而產生不同的聚合狀態，可使液晶材料26產生不同方向的排列。

綜上所述，根據本發明之較佳實施例提供之光聚合液晶混合物及其製作方法，在不須外加驅動電壓的情況下，經由非偏極化的第一光源照射下，先使第一光聚合單體產生光聚合反應，接著經由偏極化的第二光源照射下，使第二光聚合單體在產生光聚合反應的同時形成同一方向之排列。換言之，經過第二光源的照射後，即可完成光聚合液晶之聚合以及配向。相較於習知之光聚合液晶製程，本發明能大量節省習知技術中測試驅動電壓條件所需之時間與成本，因此可達到製程簡單化與快速製程之目的。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10．．．光聚合液晶混合物

12．．．光起始劑

14．．．光聚合單體

16．．．液晶材料

18．．．透明基板

L．．．光源

V．．．驅動電壓

20．．．光聚合液晶混合物

22a．．．第一光起始劑

22b．．．第二光起始劑

24a．．．第一光聚合單體

24b．．．第二光聚合單體

26．．．液晶材料

28．．．透明基板

L1．．．第一光源

L2．．．第二光源

P1．．．第一高分子聚合層

P2．．．第二高分子聚合層

h．．．透明基板表面

D1,D2．．．光源之照射方向

D3．．．光源之投影方向

D4．．．透明基板之邊緣方向

α．．．夾角

γ．．．方位角

第1圖及第2圖為習知之光聚合液晶之製作方法之示意圖。

第3圖至第5圖為本發明之一較佳實施例之光聚合液晶之製作方法之示意圖。

第6圖及第7圖為本發明之另一實施例之第二光源之照射方向之示意圖。

20．．．光聚合液晶混合物

22a．．．第一光起始劑

22b．．．第二光起始劑

24a．．．第一光聚合單體

24b．．．第二光聚合單體

26．．．液晶材料

28．．．透明基板

Claims (12)

1. 一種光聚合液晶混合物，包含：一第一光聚合單體，其中該第一光聚合單體包含丙烯酸十二烷基酯；一第二光聚合單體，不同於該第一光聚合單體，其中該第二光聚合單體包含桂皮酸的衍生物；一第一光起始劑；一第二光起始劑，不同於該第一光起始劑；以及一液晶材料；其中在一具有一第一波長之光線的照射下，該第一光起始劑可使該第一光聚合單體產生聚合，而在一具有一第二波長之光線的照射下，該第二光起始劑可使該第二光聚合單體產生聚合，且該第一波長不同於該第二波長。
2. 如請求項1所述之光聚合液晶混合物，其中該第一光聚合單體佔該液晶材料之5%至30%之間。
3. 如請求項1所述之光聚合液晶混合物，其中該第二光聚合單體佔該液晶材料之10%至40%之間。
4. 如請求項1所述之光聚合液晶混合物，其中該第一光起始劑佔該液晶材料之0.1%至2%之間。
5. 如請求項1所述之光聚合液晶混合物，其中該第二光起始劑佔該液晶材料之0.1%至2%之間。
6. 一種光聚合液晶之製作方法，包含：提供一光聚合液晶混合物，其中該光聚合液晶混合物包含一第一光聚合單體、一不同於該第一光聚合單體之第二光聚合單體、一第一光起始劑、一不同於該第一光起始劑之第二光起始劑以及一液晶材料，其中該第一光聚合單體包含丙烯酸十二烷基酯，且該第二光聚合單體包含桂皮酸的衍生物；提供一第一光源，在未施加驅動電壓的情況下照射該光聚合液晶混合物，使該第一光起始劑與該第一光聚合單體產生光聚合反應；以及提供一第二光源，在未施加驅動電壓的情況下照射該光聚合液晶混合物，使該第二光起始劑與該第二光聚合單體產生光聚合反應，並且使該液晶材料形成沿一方向之排列；其中該第一光源與該第二光源具有不同的波長。
7. 如請求項6所述之光聚合液晶之製作方法，其中該第一光源為一非偏極化UV光源。
8. 如請求項6所述之光聚合液晶之製作方法，其中該第二光源為一偏極化UV光源。
9. 如請求項6所述之光聚合液晶之製作方法，其中該光聚合液晶混合物係位於兩平行且相對設置之透明基板之間。
10. 如請求項9所述之光聚合液晶之製作方法，其中該第二光源係由該兩透明基板之其中一者之一表面照射該光聚合液晶混合物。
11. 如請求項10所述之光聚合液晶之製作方法，其中該第二光源之一照射方向與該透明基板之該表面具有一夾角，且該夾角係介於0度至180度之間。
12. 如請求項10所述之光聚合液晶混合物之製作方法，其中該第二光源之一照射方向在該透明基板之該表面具有一方位角，且該方位角介於0度至360度之間。