专利名称：图案相位差膜的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种图案相位差膜的制造方法，该图案相位差膜能够适用于利用了偏光眼镜方式的立体图像显示装置或者半透过型IXD等之中。
背景技术：
最近，在如液晶显示装置(IXD)、电致发光(EL)显示装置、等离子显示器(PDP)、场致发射显示装置(FED)等的各种图像显示装置中，正在向具有超越时空的实感，且能够立体地进行观察、感觉、享受的超空间型三维(3D)图像显示装置的样式变化。一般情况下，表现出三维的立体影像是通过人的两只眼睛的立体感视觉原理而实现，即利用由于两只眼睛之间具有大致65mm距离而产生的两眼视差(binocular parallax)来实现立体感的方法。两眼视差的原理为如下方式，S卩，通过至少两个立体影像取得用摄像头以相互不同的角度，分别对观看者通过左眼观看的左眼图像、和观看者通过右眼观看的右眼图像进行拍摄，之后将其分离并传递至观看者的眼中的方式。人的两只眼睛能够分别以不同角度接收穿过视网膜的物体，并将该两个图像通过两个脑部来进行合成。三维立体显不技术可以大致区分为，两眼视差方式(stereoscopic technique)和复合视差方式(autostereoscopic technique)。两眼视差方式为利用立体效果最大的左右眼的视差影像的方式，且具有偏光眼镜方式和无眼镜方式。对于日本特开平10-232365号以及韩国专利公开第2008-0108034号中记载的偏光眼镜方式的三维立体影像装置进行如下说明。具有一种三维立体影像装置，所述三维立体显示装置包括液晶屏，其具有右眼图像区域R和左眼图像区域L ;偏光板，其被配置于所述液晶屏的整个面上；图案相位差膜，其被配置于所述偏光板上，且以圆偏光进行出射，其中，所述圆偏光为，从偏光板穿过的右眼图像及左眼图像的偏光轴的旋转方向互为反向的圆偏光。另外，还具备偏光眼镜，其能够以立体影像观赏由所述立体影像装置出射的右眼图像和左眼图像。已知很多适用于三维立体影像装置上的图案相位差膜及其制造方法。如美国专利第5，327，285号所公开，以如下方法进行制造，即，通过在将TAC (三乙酰基纤维素)膜和碘处理的延伸PVA(聚乙烯醇)膜层叠而成的偏光膜上包覆光阻材料(photo resist),且对预定部位进行曝光之后，用氢氧化钾溶液进行处理而使固定部位的相位差延迟功能消失的方法。另一方面，在韩国专利申请第2000-0087186号中，公开了一种立体影像显示装置的制造方法，该方法通过将相位延迟性物质涂布于透明基板上，并通过掩膜而使所述相位延迟性的物质部分曝光，从而形成手性特性被调制的部分与维持原来特性的部分相互交替排列的光学滤波器(光学膜)。然而，美国专利第5，327，285号的制造方法的问题在于，由于化学蚀刻而导致的复杂的制造步骤、以及随之产生的较高的制造成本以及较低的生产性。韩国专利申请第2000-0087186号的偏光滤光片的制造方法中，由于实质上难以通过光强度来调节延迟性材料的手性特性，因此在成品率较低、且在因温度而造成的不稳定性等的实用化上，存在较多问题。为了改善上述的问题，韩国专利公开第2010-0089782号公开了一种光取向方法 (图5)，该方法为，将图案掩膜50置于高分子膜的上部，其中所述图案掩膜50为，在上下以及左右方向上交替形成有透光区域以及遮光区域，以选择性地使互不相同的偏振光通过， 并将偏光板60置于上述图案掩膜50上,其中所述偏光板60具有可使各自不同的偏振光透射过的、被区分开的两个区域，并且，通过从上述偏光板的上部向高分子膜照射紫外线，从而在所述高分子膜的微小区域内形成具有相互不同的取向方向的取向膜。但是，在韩国专利公开第2010-0089782号中，由于会产生由光的散射、以及偏光板和图案掩膜的光学界面上的界面反射等而导致的光损失，因此单位时间内到达取向膜的光量较低，而且，由于执行经过两次的光照射工序，因此存在工序性以及生产性较低的问题。
发明内容
发明所要解决的课题本发明计划提供一种图案相位差膜的制造方法，其能够使由于光的散射以及光学界面上的界面反射等而导致的光损失最小化，且能够通过经一次光照射而实现的光取向工序来形成具有相互不同的取向方向的取向膜，并且由于不具备另行设置的掩膜因此曝光装置被简化，从而能够大量生产以及提高生产性。用于解决课题的方法用于解决上述课题的、本发明的图案相位差膜的制造方法包含光取向步骤，在所述光取向步骤中，将偏光滤光片置于取向膜的上部，并从所述偏光滤光片的上部照射光而进行取向，其中所述偏光滤光片上反复形成有遮光部和线栅格图案部，所述取向膜为在固定方向上被进行了取向的膜，且还可以包含在与所述取向膜的取向方向不同的方向上进行取向的光取向步骤。所述线栅格图案部的形状可以是直线。并且，本发明的图案相位差膜的制造方法包含光取向步骤，在所述光取向步骤中， 将含有第一偏光滤光部和第二偏光滤光部的偏光滤光片置于取向膜的上部，并从所述偏光滤光片的上部照射光从而进行取向，其中，所述第一偏光滤光部上反复形成有第一遮光部和第一线栅格图案部，所述第二偏光滤光部上反复形成有第二遮光部、和与第一线栅格图案部的图案方向不同的第二线栅格图案部。所述偏光滤光片可以被形成为，第一偏光滤光部的第一遮光部与第二偏光滤光部的第二线栅格图案部相邻接。 所述取向膜可以是无取向的膜。所述第一线栅格图案部及第二线栅格图案部的形状可以分别为直线。还可以包含在被光取向后的所述取向膜上形成液晶涂布层的步骤。所述光取向步骤可以通过曝光系统来实施，所述曝光系统包括紧贴部，其在与薄膜紧贴的同时使薄膜进行移动；图案形成部，其将由发光部所照射的光传递至紧贴在所述薄膜紧贴部上的薄膜部分，从而在所述薄膜部分上形成偏光图案。所述图案形成部可以具备偏光滤光片。所述图案形成部上所具备的偏光滤光片的曲面和辊曲面之间的距离可以在50 150 μ m的范围内维持固定。发明的效果在本发明中，由于通过使用一个偏光滤光片而使得由散射和界面反射而导致的光损失较少，从而到达取向膜的光量较高，因而具有光效率优异的优点。并且，在本发明中，可以通过由一次的光照射而实现的光取向工序来形成具有不同的取向方向的取向膜。由于无需具备在所述一次的光照射工序时所需的掩膜，因此能够简化曝光装备。另外，在本发明中，可以通过连续的工序来制造图案相位差膜，从而可以大量生产，并且能够提高生产性。
图I表不本发明的偏光滤光片。图2表不本发明的偏光滤光片。图3表不根据本发明而位于取向膜上的偏光滤光片的一个不例。图4表不根据本发明而位于取向膜上的偏光滤光片的一个不例。图5表示根据比较例(韩国特许公开第2010-0089782号专利)而位于取向膜上的掩膜及偏光镜。图6表示根据本发明的一个示例的图案相位差膜的制造装置的结构。图7表示根据本发明的一个示例的曝光系统的结构。
具体实施例方式本发明涉及一种图案相位差膜的制造方法，其能够利用一个偏光滤光片而使由光的散射以及光学界面上的界面反射等而导致的光损失最小化，并且能够通过由一次的光照射而实现的光取向工序来形成具有不同的取向方向的取向膜。以下，对本发明进行详细说明。本发明所涉及的图案相位差膜的制造方法包含光取向步骤，在该光取向步骤中， 将反复形成有遮光部和线栅格图案部的偏光滤光片置于取向膜的上部，并从所述偏光滤光片的上部照射光从而进行取向。本发明中的偏光滤光片是指如下的光学元件，即，能够使在多个方向上振动的光在通过所述偏光滤光片后，形成仅在限定方向上振动的偏光，且能够形成在所述偏光滤光片中只有一部分在同一方向上振动的偏光的光学兀件。所述取向膜使用在固定方向上被取向的膜。取向膜通过在薄膜上涂布通常的取向膜形成组合物，之后进行干燥而形成。在上述固定方向上被取向的取向膜的形成方法不被特别限定，但是在涂布面上， 与摩擦辊等的接触式相比优选为偏光曝光等的非接触式。所述使用了在固定方向上被取向的取向膜的光取向步骤为，如图3所示，使反复
5形成有图I的遮光部21和线栅格图案部22的偏光滤光片20置于形成有取向膜的薄膜5 上，并在与所述取向膜的取向方向不同的方向上进行取向。使用根据本发明的偏光滤光片的方法，与现有的偏光板60和掩膜50被分离的方法相比，能够改善曝光光的分辨率的降低。具体而言，在现有的技术中，偏光板60和图案掩膜50被分离，从而曝光光仅在它们之间的间隔内行进并被衍射，因而曝光光的分辨率会降低，但在本发明中，由于曝光光仅通过一个偏光滤光片，因此不需要考虑分辨率降低的问题。另外，根据本发明的图案相位差膜的制造方法包括光取向步骤，在所述光取向步骤中，将包括第一偏光滤光部与第二偏光滤光部的偏光滤光片置于取向膜的上部，并从所述偏光滤光片的上部照射光而进行取向，其中，所述第一偏光滤光部上反复形成有第一遮光部和第一线栅格图案部，所述第二偏光滤光部上反复形成有第二遮光部、和与第一线栅格图案部的图案方向不同的第二线栅格图案部。此时，取向膜使用无取向的取向膜。在使用所述无取向的取向膜的光取向步骤中，如图4所示，在形成有取向膜的薄膜5上使用偏光滤光片20,如图2所不,所述偏光滤光器20包含反复形成有第一遮光部 23和第一线栅格图案部24的第一偏光滤光部40、以及反复形成有第二遮光部25和第二线栅格图案部26的第二偏光滤光部41。此时，第二线栅格图案部26在与第一线栅格图案部24的图案不同的方向上被图案化，并且取向膜以具有相互不同的方向的取向区域的方式而被取向。所述偏光滤光片被形成为，第一偏光滤光部40和第二偏光滤光部41在取向膜的行进方向上并排，且第一偏光滤光部40的第一遮光部23和第二偏光滤光部41的第二线栅格图案部26相邻接。在将图2的偏光滤光片使用于在固定方向上被取向的取向膜中的情况下，优选使用通过取向膜形成组合物而形成的取向膜，其中，所述取向膜形成组合物由通过曝光而使取向方向不固定的成分构成。所述遮光部、第一遮光部以及第二遮光部的结构为，通过吸收以及反射各自入射的光而进行遮断，以使光无法到达取向膜上的构件，并且，所述线栅格图案部、第一线栅格图案部以及第二线栅格图案部的结构为，使各自入射的光偏振以使其到达取向膜上的构件。线栅格图案部、第一线栅格图案部以及第二线栅格图案部的形状分别为直线，具体而言，由多个以平行的直线状而突出的金属线以按预定周期排列而成。金属线由铝(Al)、 银(Ag)、铬(Cr)、铜(Cu)、镍(Ni)、钛(Ti)、金(Au)或者至少2种所述金属的合金形成。线栅格图案部、第一线栅格图案部以及第二线栅格图案部的形成方法可以采用本领域中常用的方法。例如，在形成主图案之后，利用所形成的主图案的逆像模具而制造，并在透明保护膜或者玻璃基板上依次层叠金属层和高分子层，之后，利用模具而在高分子层上对图案进行成形。接下来，通过倾斜蒸镀而在成形出的图案上蒸镀金属格子，从而形成线栅格图案。或者，也可以通过如下方法来形成线栅格图案，即，对所成形出的图案的高分子层进行蚀刻，并对暴露在表面上的金属层进行干式蚀刻或者湿式蚀刻而形成金属图案，之后去除在所形成的金属图案上残留的高分子。
在线栅格图案部、第一线栅格图案部以及第二线栅格图案部中，各自的金属线的宽度(图案的宽度)、高度(图案的高度)、金属线之间的间隔(图案的周期)，可以通过如透过率及反射率等的、与偏光特性相关的光学性设计来对其值进行调节。例如，图案的宽度为150nm以下,优选为10 IOOnm,图案的高度为600nm以下,优选为50 500nm,图案的周期为300nm以下，优选为20 200nm。偏光滤光片的长度、第一偏光滤光部和第二偏光滤光部的长度，可以根据取向膜的大小以及移动方向来进行调节。并且，遮光部和线栅格图案部、第一遮光部和第一线栅格图案部、以及第一遮光部和第一线栅格图案部的各自的大小以及它们之间的间隔，可以根据作为目标的图案相位差膜来进行调节。对于光不作特别限定，可以使用电子射线、离子射线、等离子射线以及放射线等， 优选使用容易处理的紫外线。根据本发明而制造的图案相位差膜，优选以取向方向相互垂直的方式来实施光取向步骤。此时，垂直不仅包含两条线呈90°的状态，也包含能够实质性地显示出垂直效果的情况。实施所述光取向步骤，并在完成取向膜的硬化之后形成液晶涂布层。液晶涂布层通过在硬化的取向膜上涂布液晶涂布层形成组合物，并进行干燥而形成，其中，所述液晶涂布层形成组合物包含，具有光学异方性、且具有对光的架桥性的液晶化合物。液晶化合物优选使用折射率异方性大于等于O. 05的物质，例如反应性液晶化合物(RM)。对所述干燥后的涂布层进行光硬化，从而制造通过取向膜的取向方向而使液晶被取向的图案相位差膜。在本发明中于取向膜上使用特定的偏光滤光片而进行了光取向步骤，在除此之外的部分，例如取向膜以及液晶涂布层的种类、形成方法、厚度等的特性以及光取向条件等方面，除了上述的说明之外也可以适当地选择而适用，以显示出本技术领域中通常所需的光学特性。另一方面，本发明所涉及的图案相位差膜可以使用本领域中通常所使用的装置来进行制造。例如，如图6所示，可以使用如下的制造装置，此制造装置包括输送部，其对成卷薄膜进行放卷以及/或者收卷并进行输送；形成部(未图示)，其在被输送的所述薄膜上形成取向膜；光取向部，其向形成在所述薄膜上的取向膜照射光而进行取向；图案相位差膜形成部，其在所述取向膜的上部形成液晶涂布层之后，通过照射光而形成图案相位差膜。移送部11的第一卷筒7以及第二卷筒9优选配置为，独立地通过带或者链等的动力传递部件(未图示)而与电机等的驱动源(未图示)连接，从而能够被传递驱动力而进行旋转。此外，可以具备多个引导卷筒(未图示)，其用于维持张力以及稳定的薄膜输送; 以及多个累加器(accumulator,未图示)，其通过工序而控制薄膜的输送量。另外,形成有取向膜的薄膜5优选以通常的卷对卷(roll to roll)方式而进行移动。取向膜的形成也可以通过取向膜形成部而在即将进行取向前的过程中实现，还可以根据情况而通过另外的取向膜形成工序而在薄膜上形成取向膜。并且，为了根据需要而使通过取向膜形成部而形成的取向膜硬化，可以使用通常的干燥装置。图案相位差膜形成部3包含混合溶液涂布部31、混合溶液干燥部33以及硬化部35。并且，本发明可以在图案相位差膜形成部3之后包含缺陷检查部(未图示)，以实施图案相位差膜的缺陷检查。缺陷检查部对滤光片等进行扫描以确定规定的缺陷，并使用油墨标记、条形码标记等的标记装置来对所确定的缺陷进行表示，或者将缺陷信息(形态、 大小、位置)存储在另外的存储部中并在适用于立体图像显示装置时进行灵活运用。在所述光取向部中所使用的曝光系统中，为了使连续行进的薄膜的弯曲以及振动最小化，从而如图7所示，可以使薄膜紧贴于圆筒状的辊来实现。具体而言，曝光系统可以包括薄膜紧贴部，其在紧贴薄膜的同时使薄膜进行移动；图案形成部，其将由发光部所照射的光传递至紧贴在所述薄膜紧贴部上的薄膜部分，从而在所述薄膜部分上形成偏光图案。优选为，所述薄膜紧贴部为圆筒状的辊160，且形成有所述取向膜的薄膜5在与所述辊的曲面紧贴的同时而进行移动。所述图案形成部150起到将由发光部照射的光朝向所述辊的旋转轴传递的作用。 图案形成部包括根据本发明的偏光滤光片，并且使图案形成部150上所具备的偏光滤光片的曲面与辊160的曲面之间的距离维持固定(AA' =BB' =CC')。所述图案形成部150上所具备的偏光滤光片的曲面与辊160的曲面之间的距离维持在50 150 μ m,优选维持在50 100 μ m。并且，图案形成部150只需位于能够形成图案的部分即可，可以不作特别限定地位于辊的入口部、中央部及出口部等处。另外，所述图案形成部优选包含为了调节偏光滤光片的曲面而使内部气压被调节的腔室。所述辊的表面优选经过无反射或者无散射处理。并且，本发明的曝光系统还可以包括第一反射部120，其反射从上述发光部输出的光Iio ;聚光器130,其对由所述第一反射部反射的光进行聚光并传递；第二反射部140, 其将从所述聚光器传递来的光反射至图案形成部。此时，图案形成部可以直接接受所述发光部所照射的光的输入，并将该光传递至紧贴在所述薄膜紧贴部上的薄膜部分上。以下，虽然为了理解本发明而提供了优选实施例，但以下的实施例仅为对本发明的示例，本领域技术人员可以在本发明的范畴及技术思想的范围内作出多种变更及修正， 这对于本领域技术人员而言是显而易见的，并且这种变更及修正显然也属于本发明的权利要求范围内。实施例I如图6所示的制造装置，通过输送部对三乙酸纤维素薄膜进行输送。在所输送的薄膜上涂布丙烯酸酯类取向液，并在40°C下热风干燥120秒，从而形成厚度为1,000A的取向膜。此后，通过14mw的曝光灯在取向膜上照射偏光后的紫外线，从而形成了在固定方向上被取向的取向膜。对形成有所述取向膜的薄膜进行移动的同时，在配置有图I的偏光滤光片的光取向部处，对以4m/min的速度进行移动的基板以20mW/cm2的紫外线连续照射I秒钟，从而使光仅通过线栅格图案部而形成了具有与上述取向膜的方向不同的取向方向的取向膜。
在实施了所述取向膜的硬化后，涂布液晶涂布层形成组合物，并在80°C下进行20 秒的预干燥，之后在110°c下进行5秒的干燥，从而形成了厚度为I. 5 μ m的涂布层。其后， 通过14mW的曝光灯而照射紫外线500秒，从而制造了光硬化的图案相位差膜。所述图案相位差膜的生产速度为4m/min。实施例2虽然与所述实施例I同样地进行实施，但区别在于使用无取向的取向膜及图2的偏光滤光片来制造了图案相位差膜。所述图案相位差膜的生产速度为8m/min。实施例3虽然与所述实施例I同样地进行实施，但区别在于如图7所示，在使薄膜紧贴于圆筒状的辊上的同时，利用光取向的曝光系统而制造了图案相位差膜。此时，图案形成部 150上所具备的偏光滤光片的曲面与辊160的曲面之间的距离维持在了 70 μ m。所述图案相位差膜的生产速度为8m/min。比较例虽然与所述实施例I同样地进行实施，但区别在于如图5所示，将反复形成有透光区域和遮光区域的图案掩膜50置于取向膜上，并将具有相互不同的偏振光分别穿过的区域的偏光镜60置于上述图案掩膜50上，从而制造了图案相位差膜。所述图案相位差膜的生产速度为4m/min。实验例通过以下方法测定了根据所述实施例及比较例的图案相位差膜的制造方法的光损失，并将其结果示于下述表I。-光损失将以上述方式制造的图案相位差膜装载于与吸收轴相互正交的偏光板上，并用显微镜(7社)记录了通过所述偏光板及图案相位差膜的图像。利用数码影像分析程序而测定了所述记录图像的固定区域的亮度。此时，所记录的图像如下图(左侧-比较例，右侧-实施例I)所示，发生漏光的部分通过面形状或者线形状(图案之间的间隔)来表示。在下述的记录图像中，黑色部分为取向形成良好的状态，颜色模糊的部分为因衍射现象而形成双重取向从而取向方向不明确的部分。此时，比较例为在上下方向上形成有图案的示例，实施例I为在从右上部朝向左下部的方向上形成有图案的示例。
实施例的图案之间的分界部狭窄且鲜明，而比较例的图案之间的分界部较宽，因此可以确认到图案相位差膜的精度被降低。若亮度为O则图像为完全黑色，且视为光损失为0%，若亮度为100则图像为完全白色，且视为光损失为100%。表I
权利要求
1.一种图案相位差膜的制造方法，其特征在于，包含光取向步骤，在所述光取向步骤中，将反复形成有遮光部和线栅格图案部的偏光滤光片置于取向膜的上部，并且从所述偏光滤光片的上部照射光从而进行取向。
2.如权利要求I所述的图案相位差膜的制造方法，其特征在于，所述取向膜为在固定方向上被取向的膜。
3.如权利要求2所述的图案相位差膜的制造方法，其特征在于，包含在与所述取向膜的取向方向不同的方向上进行取向的光取向步骤。
4.如权利要求I所述的图案相位差膜的制造方法，其特征在于，所述线栅格图案部的形状为直线。
5.一种图案相位差膜的制造方法，其特征在于，包含光取向步骤，在所述光取向步骤中，将包括第一偏光滤光部和第二偏光滤光部的偏光滤光片置于取向膜的上部，其中，所述第一偏光滤光部上反复形成有第一遮光部和第一线栅格图案部，所述第二偏光滤光部上反复形成有第二遮光部、和与第一线栅格图案部的图案方向不同的第二线栅格图案部， 并且从所述偏光滤光片的上部照射光从而进行取向，。
6.如权利要求5所述的图案相位差膜的制造方法，其特征在于，所述偏光滤光片被形成为，第一偏光滤光部的第一遮光部与第二偏光滤光部的第二线栅格图案部相邻接。
7.如权利要求5所述的图案相位差膜的制造方法，其特征在于，所述取向膜是无取向的膜。
8.如权利要求5所述的图案相位差膜的制造方法，其特征在于，所述第一线栅格图案部及第二线栅格图案部的形状分别为直线。
9.如权利要求I或5所述的图案相位差膜的制造方法，其特征在于，还包含在被光取向后的取向膜上形成液晶涂布层的步骤。
10.如权利要求I或5所述的图案相位差膜的制造方法，其特征在于，所述光取向步骤通过曝光系统来实现，所述曝光系统包括薄膜紧贴部，薄膜在紧贴所述紧贴部的同时进行移动；图案形成部，其将由发光部所照射的光传递至紧贴在所述薄膜紧贴部上的薄膜部分上，从而在所述薄膜部分上形成偏光图案。
11.如权利要求10所述的图案相位差膜的制造方法，其特征在于，所述图案形成部具备偏光滤光片。
12.如权利要求11所述的图案相位差膜的制造方法，其特征在于，所述图案形成部上所具备的偏光滤光片的曲面和辊曲面之间的距离在50 150 μ m的范围内维持固定。
全文摘要
本发明涉及一种图案相位差膜的制造方法，更具体而言，涉及一种如下的图案相位差膜的制造方法，其包括光取向步骤，在所述光取向步骤中，将反复形成有遮光部和线栅格图案部的偏光滤光片置于取向膜上，且从所述偏光滤光片的上部照射光而进行取向，由此，能够通过利用一个偏光滤光片而使由界面反射等所导致的光损失较少，且可以实现连续的工序，从而能够容易地实现大量生产及生产性的提高。
文档编号G02B5/30GK102590919SQ20121000365
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月6日 优先权日2011年1月10日
发明者崔凤珍, 金龙焕 申请人:东友精细化工有限公司