专利名称：配向膜和制造配向膜的方法、延迟膜和制造延迟膜的方法
技术领域：
这里的技术涉及用于对液晶单体进行配向的配向膜(alignment film)以及制造该配向膜的方法。另外，这里的技术还涉及使光的偏振态改变的延迟膜(retardationfilm)以及制造该延迟膜的方法。
背景技术：
已有一种类型的立体图像显示器使用偏振眼镜，其中，左眼像素和右眼像素发射具有不同偏振态的光。在这样的显示器中，当观看者佩戴偏振眼镜的时候，从每个左眼像素发射的光只能入射到左眼上，而从每个右眼像素发射的光只能入射到右眼上，从而使观看者能够看到立体图像。
例如，日本专利No. 3360787公开了使用延迟膜来使左眼像素和右眼像素能够发射具有不同偏振态的光。这种延迟膜具有与左眼像素相对应的第一延迟区域和与右眼像素相对应的第二延迟区域，每个第一延迟区域具有沿第一方向的慢轴(slow axis),每个第二延迟区域具有沿第二方向的慢轴，第二方向不同于第一方向。
发明内容
上述延迟膜是以例如下述方式形成的。首先，向膜基体的表面涂敷UV固化树脂，并且二者之间具有易于粘合的层；然后把图案传递到所涂敷的UV固化树脂上，从而形成配向膜，该配向膜在膜基体上具有配向层。然后，液晶单体被涂敷到配向膜上，所涂敷的液晶单体被加热固化，从而形成延迟膜，该延迟膜在配向膜上具有延迟层。这样，形成延迟膜需要花费许多处理步骤。最近，已经试图例如通过熔融挤出(melt extrusion)处理来直接在膜基体上提供具有配向功能的图案，以减少处理步骤的数目。但是在熔融挤出处理中，模制应变(moldingstrain)在冷却过程中产生，并且留在膜基体内，给基体膜造成了模制之后随着时间流逝的尺寸收缩。这种尺寸收缩的长期发展与延迟膜被安装在显示器上之后延迟区与像素之间相对位置关系的改变是具体对应的。这可能大大影响立体性能，造成销量下降。因此，在把延迟膜安装在显示器上之后，膜基体的尺寸尤其需要稳定。这样，尽管熔融挤出处理实现了处理步骤数目的减少，但是熔融挤出处理不能使膜基体的尺寸稳定。希望提供一种制造配向膜的方法以及制造延迟膜的方法，它们各自能够在减少处理步骤数目的同时使膜基体的尺寸能够稳定。另外，还希望提供由这些方法所形成的配向膜和延迟膜。根据本发明实施例的一种制造配向膜的方法包括在低于基体膜的玻璃转化温度的温度下，把母版直接压到基体膜的表面，所述母版的表面上具有纳米量级的精细线状凹凸结构，从而把与母版上的凹凸结构相对应的图案传递到基体膜的表面。根据本发明实施例的一种制造延迟膜的方法包括在低于基体膜的玻璃转化温度的温度下，把母版直接压到基体膜的表面，所述母版的表面上具有纳米量级的精细线状凹凸结构，从而把与母版上的凹凸结构相对应的图案传递到基体膜的表面；把包含液晶单体的溶液直接撒布在基体膜的、具有该图案的表面上以给液晶单体进行配向，然后使经过配向的液晶单体聚合。在根据本发明这些实施例制造配向膜的方法和制造延迟膜的方法中，母版在其表面上具有纳米量级的精细线状凹凸结构，该母版在低于基体膜的玻璃转化温度的温度下直接压到基体膜的表面。这样能够以不在基体膜内留下沿面内方向的模制应变的方式形成凹凸结构。另外，与在基体膜上形成配向膜的情形相比，这样还能在较少数目的处理步骤中形成配向膜。根据本发明实施例的配向膜包括基体膜表面上的、纳米量级的精细线状凹凸结构。该凹凸结构是通过下述方式形成的在低于基体膜的玻璃转化温度的温度下，把母版直接压到基体膜的表面，其中，母版的表面上具有与该凹凸结构相对应的图案。根据本发明实施例的延迟膜，包括基体膜，该基体膜在其表面上具有纳米量级的精细线状凹凸结构；延迟层，该层与基体膜的表面直接接触，并具有与基体膜上的凹凸结构相对应的慢轴。该凹凸结构是通过下述方式形成的在低于基体膜的玻璃转化温度的温度下，把母版直接压到基体膜的所述表面，其中，母版的表面上具有与该凹凸结构相对应的图案。在根据本发明这些实施例的配向膜和延迟膜中，母版的表面上具有纳米量级的精细线状凹凸结构，配向膜是通过把该母版在低于基体膜的玻璃转化温度的温度下直接压到基体膜的表面而形成的。结果，几乎没有面内方向的模制应变留在配向膜内。另外，在本发明的这些实施例中，在基体膜的表面上直接形成凹凸结构。因此，与在基体膜上形成配向膜的情形相比，能够在较少数目的处理步骤中形成配向膜。根据本发明的实施例中制造配向膜的方法和制造延迟膜的方法，在基体膜内几乎不留下面内方向的模制应变的情况下形成凹凸结构，并在较少数目的处理步骤中形成配向膜。这样在减少处理步骤的数目的同时使膜基体的尺寸能够稳定。另外，上述这些方法还能够在与过去相比较少数目的处理步骤中提供配向膜和延迟膜，每个膜包括具有稳定尺寸的膜基体。应当理解，前文的概略说明以及下文的详细说明都是示例性的，意图在于提供对所要求保护的技术的进一步解释。
附图被包括进来提供对于公开内容的进一步理解，它们包含于这份说明书中并构成其组成部分。附示了一些实施例，并与说明书一起用来解释这种技术的原理。图I的立体示了根据本发明实施例的显示器的示例性构造以及偏振眼镜。图2的截面示了图I所示显示器的示例性内部构造。图3的立体示了图2所示延迟膜的示例性构造。图4的曲线图用于说明基体膜的塑性形变量的测量方法。图5A至图5C的表格图示了根据本发明的示例的基体膜的塑性形变量的示例。图6A和图6B的表格图示了根据对比示例的基体膜的塑性形变量的示例。图7A和图7B的示意示了图3所示配向膜的示例性构造。
图8的示意示了图3所示延迟膜的示例性慢轴。图9A和图9B的概念示了图3所示右眼延迟区域和左眼延迟区域各自的示例性慢轴，以及其他光学部件的慢轴或透射轴。图10的立体示了图I所示偏振眼镜的右眼光学器件和左眼光学器件各自的示例性构造。图11的示意示了制造图7A和图7B所示配向膜的示例性方法。
图12的示意示了制造图3所示延迟膜的示例性方法。图13A和图13B的概念图用于说明右眼在观看图I所示显示器上的图像时透射轴和慢轴的示例。图14A和图14B的概念图用于说明右眼在观看图I所示显示器上的图像时透射轴和慢轴的另一示例。图15A和图15B的概念图用于说明左眼在观看图I所示显示器上的图像时透射轴和慢轴的示例。图16A和图16B的概念图用于说明左眼在观看图I所示显示器上的图像时透射轴和慢轴的另一示例。图17的曲线示了根据本发明的示例和对比示例各自的配向膜的尺寸改变率示例。
具体实施例方式下面将参考附图详细说明本发明的实施例。要指出的是，说明是以下述顺序进行的。I.实施例I. I显示器的构造I. 2偏振眼镜的构造I. 3制造方法I. 4基本操作I. 5 效果2.修改形式[I.实施例][I. I显示器I的构造]图I立体地图示了根据本发明实施例的显示器I以及下文所述的偏振眼镜2。图2图示了图I所示显示器I的示例性截面构造。显示器I是偏振眼镜类型的显示器，它向在眼球前方佩戴偏振眼镜2的观看者(未示出)显示立体图像。显示器I包括依次堆叠的背光单元10、液晶显示面板20和延迟膜30。在显示器I中，延迟膜30的表面对应于朝着观看者的图像显示表面1A。在该实施例中，显示器I被布置成使得图像显示表面IA与垂直表面(竖直表面)平行。图像显示表面IA例如具有矩形形状，其中，图像显示表面IA的纵长方向平行于水平方向(在该图中是y轴方向)。观看者在其眼球前方佩戴偏振眼镜2的同时观看图像显示表面1A。偏振眼镜2是圆偏振类型的，显示器I是用于圆偏振眼镜的显示器。
(背光单元10)背光单元10从背面照明液晶显示面板20，并且例如包括都没有示出的反射器、光源和光学片。反射器使从光源发射的光向着光学片返回，并具有对光进行反射、散射和漫射的功能。光源的示例包括以等间距平行排列的多个线状光源，以及二维排列的多个点光源。应当注意，线状光源的示例包括热阴极荧光灯(HCFL)和冷阴极荧光灯(CCFL)。点光源的示例包括发光二极管(LED)。光学片可以使来自光源的光的面内照明分布均匀，并可以把来自光源的光的发散角度或偏振态调节到所需范围内，并且例如可以包括漫射器板、漫射器片、棱镜片、反射式偏振器件、延迟片等。应当注意，光源可以是边缘发光的类型。在此情形下，根据需要使用导光板或导光膜。(液晶显示面板20)液晶显示面板20是透射式显示面板，包括二维布置的多个像素，并通过响应于图像信号而驱动像素来显示图像。例如，如图2所示，液晶显示面板20从离背光单元10近的 那侧起依次包括偏振器21A、透明基板22、像素电极23、配向膜24、液晶层25、配向膜26、公共电极27、彩色滤光器28、透明基板29和偏振器21B。偏振器21A是布置在液晶显示面板20的光入射侧的偏振片，偏振器21B是布置在器光发射侧的偏振片。偏振器21A和21B各自是光学快门类型的，并且透射沿特定振动方向的光(偏振光)。例如，偏振器2IA和2IB各自被布置成使得它们的偏振轴彼此相差预定的角度(例如90度)，使得从背光单元10发射的光被液晶层透射或阻断。应当注意，偏振片不限于片状的形状。偏振器21A的透射轴的方向被设定在下述范围内该范围能够使从背光单元10发射的光透射。例如，在从背光单兀10发射的光的偏振轴沿着垂直方向的情形下,偏振器21A的偏振轴也沿着垂直方向。在从背光单元10发射的光的偏振轴沿着水平方向的情形下，偏振器21A的偏振轴也沿着水平方向。应当注意，从背光单元10发射的光可以是圆偏振光、椭圆偏振光、或者非偏振光，而不限于线偏振光。偏振器21B的透射轴的方向被设定在下述范围内该范围能够使由液晶显示面板20透射的光透射。例如，在偏振器21A的偏振轴沿水平方向的情形下，偏振器21B的偏振轴沿与偏振器21A的偏振轴正交的方向(垂直方向)。另外，例如，在偏振器21A的偏振轴沿垂直方向的情形下，偏振器21B的偏振轴沿与偏振器21A的偏振轴正交的方向(水平方向)。应当注意，偏振轴是透射轴的同义词。透明基板22和29通常对于可见光透明。应当注意，背光单元10那侧的透明基板22例如具有有源驱动电路、配线等，所述有源驱动电路包括作为驱动器件而电连接到像素电极23的薄膜晶体管(TFT)。像素电极23例如包括铟锡氧化物(ITO)，并被用作个体像素的电极。配向膜24和26各自包括聚合物材料(例如聚酰亚胺)，并用来对液晶进行配向。液晶层25包括液晶，例如垂直配向(VA)模式、面内开关(IPS)模式、扭曲向列(TN)模式或超扭曲向列(TN)模式的液晶。液晶层25具有这样的功能响应于从未图示的驱动电路所施加的电压，对于每个像素，把从背光单元10发射的光透射或阻断。公共电极27例如包括ΙΤ0,并且用作那些像素电极23所共用的配对电极。彩色滤光器28包括与像素电极23对应地布置的多个滤光器部分28A以及与像素电极23的周边区域对应地布置的黑矩阵部分28B。滤光器部分28A是光透射性的，并且执行把从背光单元10发射的光分离成例如红色、绿色和蓝色的色彩分离。黑矩阵部分28B具有光阻断特性。液晶显示面板20面对滤光器部分28A的各个部分构成了液晶显示面板20的像素20A，滤光器部分28A布置在像素20A中与图像显示表面IA更接近的那侧。(延迟膜30)现在说明延迟膜30。图3立体地图示了延迟膜30的示例性构造。延迟膜30使由液晶显示面板20的偏振器21B透射的光的偏振 态改变。延迟膜30由粘合剂(未示出)等粘接到液晶显示面板20的光发射侧的表面(偏振器21B)。例如，如图2和图3所示，延迟膜30从离图像显示表面IA近的那侧起依次包括配向膜31和延迟层32。应当注意，配向膜31和延迟层32也可以从离液晶显示面板20近的那侧起以此顺序布置，但是这种情况没有示出。配向膜31由具有预定特性的树脂膜来构造。例如，配向膜31可以是具有该预定特性的单层树脂，也可以是多层树脂膜，所述多层树脂膜在其顶面上包括具有该预定特性的树脂层。这里，“预定特性”指的是下述特性当具有136度的面角(facial angle)的金刚石点阵(diamond lattice)被以一个力(该力足以使金刚石点阵能够到达基体膜的表面层中的塑性形变区)压到基体膜(单层树脂膜或者在顶面上包括该树脂层的多层树脂膜)的表面中、然后解除该压力时，留在基体膜中的塑性形变量满足以下表达式(I)。应当注意，对该预定特性的测量是在配向膜31的表面上形成凹凸结构(concavity-convexity)之前，在膜(下文所述的基体膜31D)上执行的。这里，“足以到达塑性形变区的力”例如是ImN或更大。Dp ^ O. 25 XDmax ... (I)Dp :在解除该压力后留在基体膜31D中的塑性形变量。Dmax :当以ImN的力把金刚石点阵压到基体膜31D的表面中之后最大的压制形变量。可以用Vickers硬度测试仪来测量表达式(I)中的Dp和Dmax。例如，如图4所示，压力从零(图中的A)逐渐增大到lmN(图中的B)。在压力到达ImN之后，使该压力逐渐减小到零(图中的C)。在此操作期间，连续地测量塑性形变量(位移)。表达式(I)中的Dmax是通过在图中的B点(在该处，压力达到ImN)处测量位移而获得的值。表达式(I)中的Dp是通过在图中的C点(在该处，压力被解除并减小到OmN)处测量位移而获得的值。如图5A至图5C所示，满足表达式⑴的材料的示例包括环烯基树脂(例如环烯聚合物(COP)和环烯共聚物(COC))以及热塑性树脂(例如聚碳酸酯(PC))。如图6A和图6B所示，不满足表达式(I)的材料的示例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和三醋酸纤维素(TAC)。配向膜31是通过非加热直接传递处理或低温加热直接传递处理而形成的。这里，“非加热”表示在传递过程中并不有意地执行由加热器等进行的加热，“低温加热”表示在传递过程中，在低于基体膜31D的玻璃转化温度(glass transition temperature)的温度下执行加热。“直接传递处理”表示下述处理把母版(master)上的凹凸结构直接压制到基体膜的表面，并通过塑性形变而把与母版上的凹凸结构相对应的图案传递到基体膜的该表面。注意，下文中将详细说明非加热直接传递处理和低温加热直接传递处理。配向膜31具有把可配向材料(例如液晶)沿特定方向进行配向的功能。例如，如图3和图7A所示，在配向膜31的位于延迟层32那侧的表面上，配向膜31具有两种类型的配向区域(右眼配向区域31A和左眼配向区域31B)，这些区域具有不同的配向方向。例如，右眼配向区域31A和左眼配向区域31B各自具有沿一个共同方向(水平方向)延伸的带状形状，并且在右眼配向区域31A和左眼配向区域31B的短边方向(垂直方向)上交替地布置。右眼配向区域31A和左眼配向区域31B与液晶显示面板20的像素相对应地布置，例如以与液晶显示面板20的短边方向(垂直方向)上的像素间距(pitch)相对应的间距来排列。例如，如图7A和图7B所示，每个右眼配向区域31A包括多个沟槽VI，每个沟槽Vl的延伸方向与偏振器2IB的偏振轴AX3以45度角相交。另一方面，例如，如图7A和图7B所示，每个左眼配向区域31B包括多个沟槽V2，每个沟槽V2的延伸方向与偏振器21B的偏振轴AX3以45度角相交并与沟槽Vl的延伸方向正交。例如，如图7B所示，在偏振器21B的偏振轴AX3沿水平或垂直方向的情形下，沟槽Vl和V2各自沿倾斜(45度)方向延伸。在 偏振器21B的偏振轴处于倾斜(45度)方向的情形下，每个沟槽Vl例如沿水平方向延伸，而每个沟槽V2例如沿垂直方向延伸，但这种情形没有示出。每个沟槽Vl和V2可以沿一个方向线状地延伸，也可以例如在起伏或蜿蜒的同时沿一个方向延伸。每个沟槽Vl和V2的截面形状例如是V形。每个沟槽Vl和V2的间距优选为较小，优选为在纳米量级(小于一微米)。每个沟槽Vl和V2的深度优选为间距的五分之一或更大。但是为了易于制造，每个沟槽Vl和V2的间距优选为50nm或更大并且小于I μ m，其深度优选为IOnm或更大并且小于250nm。如果每个沟槽Vl和V2的深度小于间距的五分之一，则难以在生产过程中正确地对液晶单体进行配准。如果每个沟槽Vl和V2的深度是Iym或更大，则由于基体膜与液晶层之间的折射率差异，容易发生轻微的浑浊(haze)。延迟层32是具有光学各向异性的薄层。延迟层32被设置成与配向膜31 (右眼配向区域31A和左眼配向区域31B)的表面直接接触。延迟层32具有慢轴，这些慢轴对应于配向膜31上的凹凸结构。例如，如图3所示，延迟层32具有两种类型的延迟区域(右眼延迟区域32A和左眼延迟区域32B)，这些区域具有不同的慢轴方向。右眼延迟区域32A被设置成与右眼配向区域31A直接接触，左眼延迟区域32B被设置成与左眼配向区域31B直接接触。例如，如图3所示，右眼延迟区域32A和左眼延迟区域32B各自具有沿一个共同方向(水平方向)延伸的带状形状，并且在右眼延迟区域32A和左眼延迟区域32B的短边方向(垂直方向)上交替地布置。右眼延迟区域321A和左眼延迟区域32B与液晶显示面板20的像素相对应地布置，例如以与液晶显示面板20的短边方向(垂直方向)上的像素间距相对应的间距来排列。例如，如图3和图8所示，每个右眼延迟区域32A具有慢轴AX1，慢轴AXl的方向与偏振器21B的偏振轴AX3以45度相交。另一方面，如图3和图8所示，每个左眼延迟区域32B具有慢轴AX2，慢轴AX2的方向与偏振器21B的偏振轴AX3以45度相交并与慢轴AXl正交。例如，如图8所示，在偏振器21B的偏振轴AX3沿垂直或水平方向的情形下，慢轴AXl和AX2各自沿倾斜(45度)方向。在偏振器21B的偏振轴处于倾斜(45度)方向的情形下，慢轴AXl例如沿水平方向延伸，而慢轴AX2例如沿垂直方向延伸，但这种情形没有示出。慢轴AXl沿着沟槽Vl的延伸方向，而慢轴AX2沿着沟槽V2的延伸方向。
此外，例如，如图9A和图9B所示，慢轴AXl的方向与偏振眼镜2的右眼延迟片41A(下文中说明)的慢轴AX4的方向相同，而与偏振眼镜2的左眼延迟片42A(下文中说明)的慢轴AX5的方向不同。另一方面，例如，慢轴AX2的方向与慢轴AX5的方向相同，而与慢轴AX4的方向不同。延迟层32例如由经过聚合的聚合物液晶材料构成。换言之，在延迟层32中，液晶分子的配向状态是固定的。聚合物液晶材料包括根据下述参数而选择的材料相变温度(液晶相一各向同性相)、液晶材料的折射率的波长色散特性、粘度特性、处理温度等。
在延迟层32中，在每个沟槽Vl与每个右眼延迟区域32A的界面附近，液晶分子的长轴沿着沟槽Vl的延伸方向排列；在每个沟槽V2与每个左眼延迟区域32B的界面附近，液晶分子的长轴沿着沟槽V2的延伸方向排列。具体而言，液晶分子的配向由沟槽Vl和V2各自的延伸方向和形状来控制，从而设定左眼延迟区域32A和右眼延迟区域32B各自的光轴。另外，延迟层32的右眼延迟区域32A和左眼延迟区域32B的组成材料、厚度等被调节，从而设定右眼延迟区域32A和左眼延迟区域32B各自的延迟值。如果基体31也具有延迟，则优选地也考虑基体31的延迟来设定该延迟值。应当注意，右眼延迟区域32A和左眼延迟区域32B由相同材料构成并具有相同的厚度，使它们的延迟的绝对值彼此相等。[I. 2偏振眼镜2]现在参考图I和图10来说明偏振眼镜2。偏振眼镜2由观看者(未示出)佩戴在其眼球前方，并由观看者用来观看显示器I的图像显示表面IA上出现的图像。偏振眼镜2例如是圆偏振眼镜。例如，如图I所示，偏振眼镜2包括右眼光学器件41、左眼光学器件42和框架43。框架43支撑右眼光学器件41和左眼光学器件42。例如，如图I所示，框架43具有(但不限于)使观看者(未示出)能够把框架43悬在其鼻子和耳朵上的形状。右眼光学器件41和左眼光学器件42在面对显示器I的图像显示表面IA的时候被使用。尽管如图I所示，右眼光学器件41和左眼光学器件42优选地以尽可能被布置在一个水平面中的方式来使用，但是右眼光学器件41和左眼光学器件42也可以以布置在略微倾斜的平面中的方式来使用。例如，如图10所示，右眼光学器件41包括右眼延迟片41A和偏振片41B。右眼延迟片41A和偏振片41B从显示器I更近那侧起依次布置。另一方面，如图10所示，左眼光学器件42包括左眼延迟片42a和偏振片42B。左眼延迟片42A和偏振片42B从离显示器I更近那侧起依次布置。右眼光学器件41和左眼光学器件42各自可以具有除了上述示例部件之外的部件。例如，可以在右眼光学器件41和左眼光学器件42各自的逛发射侧(观看者那侧)的表面上设置保护膜(未示出)或用于保护的涂层(未示出)，该膜或涂层防止在偏振片41B和42B各自破裂的时候破片刮擦到观看者的眼球。例如，如图10所示，右眼光学器件41和左眼光学器件42可以各自具有平板状的形状。或者，这些光学器件41和42可以各自具有向光入射方向突出的弯曲形状(未示出)。偏振片41B和42B各自透射沿特定振动方向的光(偏振光)。例如，如图9A和图9B所示，偏振片41B和42B的偏振轴AX6和AX7各自沿着与显示器I的偏振器21B的偏振轴AX3正交的方向。例如，如图9A所示，在偏振器2IB的偏振轴AX3沿着垂直方向的情形下，偏振轴AX6和AX7各自沿水平方向。例如，如图9B所示，在偏振器2IB的偏振轴AX3沿着水平方向的情形下，偏振轴AX6和AX7各自沿垂直方向。在偏振器2IB的偏振轴AX3沿倾斜(45度)方向的情形下，偏振轴AX6和AX7各自沿与该45度方向正交的方向(_45度方向)，但是该情形没有示出。
右眼延迟片41A和左眼延迟片42A各自是具有光学各向异性的薄层或膜。如图9A和图9B所示，右眼延迟片41A的慢轴AX4的方向与偏振轴AX6以45度相交。如图9A和图9B所示，左眼延迟片42A的慢轴AX5的方向与偏振轴AX7以45度相交并与慢轴AX4正交。例如，如图9A和图9B所示，在偏振轴AX6和AX7各自沿水平或垂直方向的情形下，慢轴AX4和AX5各自的方向与水平和垂直方向中的每一者相交。在偏振轴AX6和AX7各自沿倾斜(45度)方向的情形下，慢轴AX4例如沿水平方向，而慢轴AX5例如沿垂直方向，但是这种情形没有示出。慢轴AX4的方向与右眼延迟区域32A的慢轴AXl的方向相同，并与左眼延迟区域32B的慢轴AX2的方向不同。另一方面，慢轴AX5的方向与慢轴AX2的方向相同，并与慢轴AXl的方向不同。[I. 3制造方法]现在说明制造延迟膜30的示例性方法。下面首先说明制造与延迟膜30的基体相对应的配向膜31的示例性方法。然后说明使用配向膜31制造延迟膜30的示例性方法。(制造配向膜31的方法)图11图示了制造配向膜31的示例性方法。图11所示制造设备100包括辊状母版Iio和与辊状母版110相对的压送辊(nip roll) 120。制造设备100还包括把基体膜31D展开的辊子130，以及把所制造的配向膜31卷起来的辊子140。辊状母版110在其表面上具有与配向膜31的表面上的凹凸结构相对应的图案。具体而言，辊状母版110在其表面上具有多个第一区域和多个第二区域，这些第一区域包括沿第一方向延伸的凹凸结构，这些第二区域包括沿与第一方向相交的第二方向延伸的凹凸结构。第一和第二区域各自具有带状形状，并且交替地布置在辊状母版110的表面上。第一区域具有与右眼配向区域31A上的凹凸结构相反的图案，第二区域具有与左眼配向区域31B上的凹凸结构相反的图案。换言之，辊状母版110在其表面上具有纳米量级的精细线状凹凸结构。基体膜31D被插入辊状母版110与压送辊120之间，配向膜31的表面上尚不具有凹凸结构。辊状母版110和压送辊120各自由通常的压制材料构成，例如用于一般结构的碳钢，以及用于高压压制的不锈钢SUS和轴承钢。压送辊120的表面可以由树脂(例如氟树脂)、硅酮、尼龙和聚乙烯的涂层覆盖，该涂层的厚度例如是几十纳米。这样的涂层有助于在压送辊120的宽度方向上施加均匀的压力。基体膜31D由具有上述“预定特性”的树脂膜构成。例如，基体膜31D可以是具有该“预定特性”的单层树脂膜，也可以是多层树脂膜，该多层树脂膜在其顶面上包含具有该“预定特性”的树脂层。基体膜31D具有的厚度比在配向膜31的表面上形成的图案的深度大得多，例如，具有的厚度达配向膜31的表面上形成的图案的深度的十倍。例如，在配向膜31的表面上形成的图案的深度小于250nm的情形下，基体膜31D可以具有100 μ m的厚度，该厚度对应于配向膜31的表面上形成的图案的深度的约400倍。
在使用“非加热直接传递处理”的情形下，辊状母版110和压送辊120不被加热器等有意地加热。因此在这种情形下，辊状母版Iio和压送辊120各自的温度低于基体膜31D的玻璃转化温度。在使用“低温加热直接传递处理”的情形下，辊状母版110和压送辊120中的一者或两者由加热器等有意地加热。但是，辊状母版110和压送辊120各自的温度低于基体膜31D的玻璃转化温度。如上所述，在使用上述这些处理中任一者的情形下，辊状母版110和压送辊120各自的温度都低于基体膜31D的玻璃转化温度。在制造设备100中，基体膜31D首先从辊子130展开，并被插入到辊状母版110与压送辊120之间的空间中。在制造设备100中，基体膜31D然后被夹在辊状母版110与压送辊120之间，使得辊状母版110的表面上的凹凸结构被直接压到基体膜31D的表面上。在该操作过程中，在制造设备100中，辊状母版110的凹凸结构以200至500kgf/cm或更大的线压力被压到基体膜31D的表面。此外，在制造设备100中，凹凸结构还在低于基体膜31D的玻璃转化温度的温度下被压制。满足表达式(I)的树脂膜或树脂层被用于基体膜31D。结果，即使基体膜31D不被·加热到等于或高于基体膜31D的玻璃转化温度的温度，辊状母版110上的凹凸结构也以等于或高于上述线压力的线压力被压到基体膜31D的表面，使基体膜31D的表面塑性形变，因而制造设备100能够使与辊状母版110上的凹凸结构相对应的图案传递到基体膜31D的表面。这样制造了配向膜31。在制造设备100中，所制造的配向膜31然后被卷绕在辊子140上。(制造延迟膜30的方法)图12图示了制造延迟膜30的示例性方法。图12所示制造设备200包括滴落液晶的排放器210、对所滴落的液晶进行加热以进行配向的加热器220、以及使经过配向的液晶固化的紫外照射器230。制造设备200还包括把配向膜31展开的辊子240以及把所制造的延迟膜30卷起来的辊子250。在制造设备200中，配向膜31首先从辊子240展开。然后，在制造设备200中，含有液晶单体的液晶210A从排放器210滴到所展开的配向膜31的表面上以形成液晶层32D。然后，在制造设备200中，涂敷到配向膜31的表面上的液晶层32D中的液晶单体由加热器220配向(加热)，然后液晶层32D被逐渐冷却到略低于相变温度的温度。因而，液晶单体按照配向膜31的表面上设置的多个沟槽Vl和V2的图案而配向。换言之，液晶单体沿着多个沟槽Vl和V2的延伸方向而配向。然后，在制造设备200中，从UV照射器230向经过配向的液晶层32D施加紫外线，以使液晶层32D中的液晶单体聚合。注意，尽管该处理温度通常接近室温，但是也可以使该温度升高到相变温度或者更低的温度，以调节延迟值。因而，液晶分子的配向状态被固定成沿着多个沟槽Vl和V2的延伸方向，从而形成延迟层32 (右眼延迟区域32A和左眼延迟区域32B)。然后，在制造设备200中，延迟膜30被卷绕在辊子250上。尽管已经结合使用辊子来制造配向膜31和延迟膜30的示例情形进行了上述说明，但是也可以以板料送进(sheet-feeding)方式或者使用板状的母版来制造配向膜31和延迟膜30。[I. 4基本操作]现在将参考图13A至图16B说明由该实施例的显示器I进行图像显示的示例性基本操作。首先，在从背光单元10施加的光入射到液晶显示面板20上时，包括右眼图像和左眼图像的视差(parallax)信号被输入到液晶显示面板20作为图像信号。响应于此，右眼图像光LI从奇数编号的线上的像素输出(图13A和图13B，或者图14A和图14B)，左眼图像光L2从偶数编号的线上的像素输出(图15A和图15B，或者图16A和图16B)。注意，尽管右眼图像光LI和左眼图像光L2实际上是混合地输出的，但是为了便于说明，在图13A至图16B中，右眼图像光LI和左眼图像光L2被画成分开的。然后，右眼图像光LI和左眼图像光L2由延迟膜30的右眼延迟区域32A和左眼延迟区域32B分别转换成椭圆偏振光。经过转换的椭圆偏振光由延迟膜30的配向膜31透射，然后经过显示器I的图像显示表面输出到外侧。然后，输出到显示器I外侧的光进入偏振眼镜2，并由右眼延迟片41A和左眼延迟片42A从椭圆偏振光转换成线偏振光，然后进入偏振眼镜的偏振片41B和42B。·在此状态下，在入射到偏振片41B和42B上的光中，与右眼图像光LI对应的光的偏振轴平行于偏振片41B的偏振轴AX6 (图13A和图14A)，并与偏振片42B的偏振轴AX7正交(图13B和图14B)。因此，在入射到偏振片41B和42B的光中，与右眼图像光LI对应的光只由偏振片41B透射，然后到达观看者的右眼(图13A和图13B，或者图14A和图14B)。另一方面，在入射到偏振片41B和42B上的光中，与左眼图像光L2对应的光的偏振轴与偏振片41B的偏振轴AX6正交(图15A和图16A),并与偏振片42B的偏振轴AX7平行(图15B和图16B)。因此，在入射到偏振片41B和42B的光中，与左眼图像光L2对应的光只由偏振片42B透射，然后到达观看者的左眼(图15A和图15B，或者图16A和图16B)。这样，与右眼图像光LI对应的光到达观看者的右眼，而与左眼图像光L2对应的光到达观看者的左眼。结果，观看者在视觉上察觉到该图像就像是立体地显示在显示器I的图像显示表面上。[I. 5 效果]在过去，UV固化树脂首先被涂敷到膜基体的表面上，二者之间具有易于粘合的层；然后把图案传递到所涂敷的UV固化树脂上，从而形成配向膜，该配向膜在膜基体上具有配向层。然后，液晶单体被涂敷到配向膜上，所涂敷的液晶单体被加热固化，从而形成延迟膜，该延迟膜在配向膜上具有延迟层。这样，以前形成延迟膜的方法需要花费许多处理步骤。最近，已经试图例如通过熔融挤出处理来直接在膜基体上提供具有配向功能的图案，以减少处理步骤的数目。但是在熔融挤出处理中，模制应变在冷却过程中产生，并且留在膜基体内，给基体膜造成了模制之后随着时间流逝的尺寸收缩。例如，如图17所示，在熔融挤出处理中，尺寸收缩是在传递之后的初始阶段急剧地发生，然后随着时间的流逝而平缓地发展。注意，在图17所示示例的初始阶段，尺寸改变率约为I. 2%这种尺寸收缩的长期发展与延迟膜被安装在显示器上之后延迟区与像素之间相对位置关系的改变是具体对应的。这可能大大影响立体性能，造成销量下降。因此，在把延迟膜安装在显示器上之后，膜基体的尺寸尤其需要稳定。这样，尽管熔融挤出处理实现了处理步骤数目的减少，但是熔融挤出处理不能使膜基体的尺寸稳定。相反，在本实施例中，辊状母版110在其表面上具有纳米量级的精细线状凹凸结构，在配向膜31的生产过程中，该母版在低于基体膜31D的玻璃转化温度的温度下被直接压到基体膜31D的表面。这使得能够以在基体膜31D内几乎不留下面内方向模制应力的方式来形成凹凸结构。例如，如图17所示，尽管在直接转移处理中转移之后的初始阶段发生了轻微的尺寸改变，但在此之后就不随时间而发生尺寸改变。在图17的示例中，初始的尺寸改变率小至O. 15%，大约是熔融挤出处理中的初始尺寸改变率的八分之一。因此通过直接传递处理实现了配向膜31尺寸的稳定。另外，通过该方式，与过去在基体膜上形成配向膜的方法相比，还能用稍稍数目的处理步骤形成配向膜31，并能够使用更少类型的材料。因此，该实施例实现了配向膜31的尺寸稳定，同时减少了处理步骤的数目。[2.修改形式]尽管对该实施例的说明结合了延迟膜30的延迟区域(右眼延迟区域32A和左眼延迟区域32B)在水平方向延伸的示例，但是这些延迟区域也可以沿其他方向延伸。例如，延迟膜30的延迟区域(右眼延迟区域32A和左眼延迟区域32B可以沿垂 直方向延伸，但是该情形没有示出。在此情形下，对该实施例的说明中所用的“垂直方向”需要由“水平方向”代替，而“水平方向”由“垂直方向”代替。另外，尽管该实施例中的延迟膜30具有慢轴方向不同的两种类型的延迟区域(右眼延迟区域32A和左眼延迟区域32B)，但是延迟膜30也可以具有慢轴方向不同的三个或更多个类型的延迟区域。另外，尽管对该实施例的说明结合了延迟膜30被粘接到液晶显示面板20的示例情形，但是延迟膜30也可以粘接到其他类型的液晶面板。尽管在上文描述的情形中，偏振眼镜2是圆偏振类型，而显示器I是用于圆偏振眼镜的显示器，但本发明也可以应用于下述情形偏振眼镜2是线偏振类型，而显示器I是用于线偏振眼镜的显示器。应当注意，在说明书中，相等、等于、平行、正交、垂直、水平等术语应当在不失去本发明优点的范围内分别包含了基本相等、基本等于、基本平行、基本正交、基本垂直、基本水平等含义。例如，可以包含制造误差和由于各种因素(例如公差)引起的误差。根据本申请中的上述示例性实施例和修改形式，至少可以实施以下构造。(I) 一种制造配向膜的方法，该方法包括在低于基体膜的玻璃转化温度的温度下，把母版(其表面上具有纳米量级的精细线状凹凸结构)直接压到基体膜的表面，从而把与母版上的凹凸结构相对应的图案传递到基体膜的表面。(2)根据⑴所述的方法，其中，基体膜是单层或多层树脂膜。(3)根据(I)或(2)所述的方法，其中，基体膜包括下述材料该材料具有满足以下表达式的塑性形变量(该塑性形变量是当具有136度的面角的金刚石点阵被以一个力(该力足以使金刚石点阵能够到达基体膜的表面层中的塑性形变区)压到基体膜的表面中、然后解除该压力时，留在该膜中的塑性形变量)Dp ^ O. 25 X Dmax,其中，Dp是当上述压力被解除时留在基体膜中的塑性形变量，Dmax是当以ImN的力把金刚石点阵压到基体膜的表面中时的最大压制形变量。(4)根据(I)至(3)中任一项所述的方法，其中，母版上的凹凸结构包括多个第一区域和多个第二区域，所述多个第一区域包括沿第一方向延伸的第一凹凸结构，所述多个第二区域包括沿与第一方向交叉的第二方向延伸的第二凹凸结构，并且第一区域和第二区域各自具有带状形状并被交替地布置。(5) 一种制造延迟膜的方法，该方法包括在低于基体膜的玻璃转化温度的温度下，把母版直接压到基体膜的表面，所述母版的表面上具有纳米量级的精细线状凹凸结构，从而把与母版上的凹凸结构相对应的图案传递到基体膜的表面；以及把包含液晶单体的溶液直接撒布在基体膜的、具有该图案的表面上以给液晶单体进行配向，然后使经过配向的液晶单体聚合。(6)根据(5)所述的方法，其中，基体膜是单层或多层树脂膜。
(7)根据(5)或(6)所述的方法，其中，基体膜包括具有下述塑性形变量的材料当具有136度的面角的金刚石点阵被以一个力(该力足以使金刚石点阵能够到达基体膜的表面层中的塑性形变区)压到基体膜的表面中、然后解除该压力时，满足以下表达式的塑性形变量留在该膜中Dp ^ O. 25 X Dmax,其中，Dp是当上述压力被解除时留在基体膜中的塑性形变量，Dmax是当以ImN的力把金刚石点阵压到基体膜的表面中时的最大压制形变量。(8)根据(5)至(7)中任一项所述的方法，其中，母版上的凹凸结构包括多个第一区域和多个第二区域，所述多个第一区域包括沿第一方向延伸的第一凹凸结构，所述多个第二区域包括沿与第一方向交叉的第二方向延伸的第二凹凸结构，并且第一区域和第二区域各自具有带状形状并被交替地布置。(9) 一种配向膜，包括基体膜表面上的、纳米量级的精细线状凹凸结构，其中，凹凸结构是通过下述方式形成的在低于基体膜的玻璃转化温度的温度下，把母版直接压到基体膜的表面，母版的表面上具有与所述凹凸结构相对应的图案。(10) —种延迟膜，包括基体膜，该基体膜在其表面上具有纳米量级的精细线状凹凸结构；及延迟层，该层与基体膜的表面直接接触，并具有与基体膜上的凹凸结构相对应的慢轴，其中，凹凸结构是通过下述方式形成的在低于基体膜的玻璃转化温度的温度下，把母版直接压到基体膜的所述表面，母版的表面上具有与凹凸结构相对应的图案。本申请包含与2011年8月24日在日本特许厅递交的日本在先专利申请JP2011-182754中公开的主题有关的主题，该申请的全部内容通过引用方式结合于此。本领域技术人员应当明白，在所附权利要求及其等同含义的范围内，取决于设计要求和其他因素，可以产生各种修改、组合、子组合和替代形式。
权利要求
1.一种制造配向膜的方法，该方法包括 在低于基体膜的玻璃转化温度的温度下，把母版直接压到所述基体膜的表面，所述母版的表面上具有纳米量级的精细线状凹凸结构，从而把与所述母版上的凹凸结构相对应的图案传递到所述基体膜的表面。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，所述基体膜是单层或多层树脂膜。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述基体膜包括的材料所具有的塑性形变量满足以下表达式所述塑性形变量是当具有136度的面角的金刚石点阵被以足以使所述金刚石点阵能够到达所述基体膜的表面层中的塑性形变区的力压到所述基体膜的表面中、然后解除该压力时，留在该膜中的塑性形变量Dp ^ O. 25 X Dmax， 其中，Dp是当上述压力被解除时留在所述基体膜中的塑性形变量，Dmax是当以ImN的力把所述金刚石点阵压到所述基体膜的表面中时的最大压制形变量。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述母版上的凹凸结构包括多个第一区域和多个第二区域，所述多个第一区域包括沿第一方向延伸的第一凹凸结构，所述多个第二区域包括沿与所述第一方向交叉的第二方向延伸的第二凹凸结构，并且 所述第一区域和所述第二区域各自具有带状形状并被交替地布置。
5.一种制造延迟膜的方法，该方法包括 在低于基体膜的玻璃转化温度的温度下，把母版直接压到所述基体膜的表面，所述母版的表面上具有纳米量级的精细线状凹凸结构，从而把与所述母版上的凹凸结构相对应的图案传递到所述基体膜的表面；以及 把包含液晶单体的溶液直接撒布在所述基体膜的、具有该图案的表面上以给所述液晶单体进行配向，然后使经过配向的液晶单体聚合。
6.—种配向膜，包括 基体膜表面上的、纳米量级的精细线状凹凸结构， 其中，所述凹凸结构是通过下述方式形成的在低于所述基体膜的玻璃转化温度的温度下，把母版直接压到所述基体膜的所述表面，所述母版的表面上具有与所述凹凸结构相对应的图案。
7.一种延迟膜，包括 基体膜，该基体膜在其表面上具有纳米量级的精细线状凹凸结构；以及 延迟层，该层与所述基体膜的表面直接接触，并具有与所述基体膜上的凹凸结构相对应的慢轴， 其中，所述凹凸结构是通过下述方式形成的在低于所述基体膜的玻璃转化温度的温度下，把母版直接压到所述基体膜的所述表面，所述母版的表面上具有与所述凹凸结构相对应的图案。
全文摘要
本申请涉及配向膜和制造配向膜的方法、延迟膜和制造延迟膜的方法。一种制造配向膜的方法包括在低于基体膜的玻璃转化温度的温度下，把母版直接压到基体膜的表面，母版的表面上具有纳米量级的精细线状凹凸结构，从而把与母版上的凹凸结构相对应的图案传递到基体膜的表面。
文档编号G02F1/1337GK102955293SQ20121030620
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月17日 优先权日2011年8月24日
发明者小田桐广和, 星光成, 铃木真哉, 野崎治朗, 片仓等 申请人:索尼公司