CN102645752B - 用于三维显示装置的膜型有图案的延迟器的制造装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及用于三维显示装置的膜型有图案的延迟器的制造装置。本公开提出了一种用于制造膜型有图案的延迟器的装置，该装置包括：光源，其被构造为向曝光区域照射紫外光；左偏振器和右偏振器，它们邻近地设置在曝光区域内的同一水平面上；与左偏振器重叠的左图案掩模和与右偏振器重叠的右图案掩模；以及膜辊，其被构造为以恒速旋转，在其表面上接触基膜，并且以恒速移动基膜。该制造工艺非常简单，并且节省了用于制造根据本公开的膜型有图案的延迟器的成本。

Description

用于三维显示装置的膜型有图案的延迟器的制造装置
技术领域
本公开涉及用于三维显示装置的膜型有图案的延迟器的制造装置。特别地，本公开涉及用于其中使用单个光对准步骤分别在不同区域处执行左偏振曝光和右偏振曝光的膜型有图案的延迟器的制造装置。
背景技术
近来，由于各种视频内容的发展，正在积极地开发能够选择性地再现2D图像和3D图像的显示装置。为了再现3D图像，显示器使用立体技术或自动立体技术。
立体技术使用由人双眼彼此分离而引起的双眼视差。通常存在两种类型：一种是眼镜型，而另一种是非眼镜型。对于眼镜型来说，显示装置在不同偏振方向或以时分方式显示左眼图像和右眼图像。观察者能够使用偏振眼镜或液晶快门眼镜来欣赏3D图像。对于非眼镜型来说，用于分离左眼与右眼之间的视差图像的光轴的诸如视差屏障的光学板安装在显示屏的前面或后面。
在利用眼镜(glass)型立体技术的3D显示系统中，例如，偏振眼镜类型包括将诸如有图案的延迟器的偏振选择元件附接到其表面上的显示面板。有图案的延迟器被用于彼此不同地设置同时在显示面板上示出的右眼图像和左眼图像的偏振方向。在偏振眼镜类型3D显示系统中，观看者应当佩戴偏振眼镜来欣赏3D图像。左眼图像能够通过偏振眼镜的左滤光器到达观看者的左眼，而右眼图像可以通过偏振眼镜的右滤光器到达观看者的右眼。
另一方面，在利用快门眼镜型立体技术的3D显示系统中，显示面板在不同时段示出左眼图像和右眼图像。在快门眼镜型3D显示系统中，观看者应当佩戴快门眼镜来欣赏3D图像。在左眼图像激活时段期间，仅开放快门眼镜的左眼快门，而在右眼图像激活时段期间，开放右眼快门。
由于快门眼镜型3D显示系统不需要具有附接在显示面板上的偏振选择元件，因而，显示面板的价格不贵。然而，由于快门眼镜非常昂贵，因而，用于构造整个3D系统的成本是昂贵的。在3D视频质量方面，由于快门眼镜型使用在不同时间段中显示左眼图像和右眼图像的时分方法，因而，其不能免除闪烁和3D串影的问题。
与此相反，由于偏振眼镜类型必须具有诸如有图案的延迟器的偏振选择元件，因而，显示面板的价格稍贵。然而，由于偏振眼镜类型使用比快门眼镜更加便宜的偏振眼镜，因而，用于构造整个3D系统的成本比快门眼镜类型的成本便宜。此外，在3D视频质量方面，左眼图像和右眼图像在同一时帧显示并且它们逐行进行划分。因此，其可以具有比快门眼镜类型的密度更低的密度，但其具有比快门眼镜类型更少的闪烁和3D串影问题。
通常存在两种类型的有图案的延迟器：一种是其中有图案的延迟器形成在玻璃基板上的玻璃有图案的延迟器(或“GPR”)，而另一种是其中有图案的延迟器形成在膜基板上的膜型有图案的延迟器(或“FPR”)。近来，膜型有图案的延迟器因其比玻璃有图案的延迟器更薄、更轻以及更便宜而得到了广泛使用。
根据当前使用的方法，制造膜型有图案的延迟器非常困难，并且难于构造制造装置，因为在与像素区域相对应的每一个微小区域处具有单独图案的有图案的延迟器。此外，为了制造大面积膜型有图案的延迟器，需要构造昂贵且复杂的制造装置。因此，现今，需要开发一种利用简化制造步骤的用于膜型有图案的延迟器的简单构造的制造装置。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明目的是提出一种用于三维显示装置的膜型有图案的延迟器的制造装置，其中简化了用于膜型有图案的延迟器的制造步骤并且增强了生产率和加工效率。
为了实现上述目的，本公开提出了一种用于制造膜型有图案的延迟器的装置，该装置包括：光源，其被构造为向曝光区域照射紫外光；左偏振器和右偏振器，它们相邻地设置在曝光区域内的同一水平面上；与左偏振器重叠的左图案掩模和与右偏振器重叠的右图案掩模；以及膜辊，其被构造为以恒速旋转，在其表面上接触基膜，并且以恒速移动该基膜。
左偏振器和右偏振器分别设置在左图案掩模和右图案掩模上方。
左偏振器和右偏振器分别设置在左图案掩模和右图案掩模下面。
左偏振器和左图案掩模是嵌入型，左偏振器进一步包括：透明基板；形成在透明基板的前表面上的左偏振图案；和形成在透明基板的后表面上的左掩模图案。
右偏振器和右图案掩模是嵌入型，右偏振器进一步包括：透明基板；形成在透明基板的前表面上的右偏振图案；和形成在透明基板的后表面上的右掩模图案。
曝光区域与膜辊的被构造为紧密接触基膜的某一部分的某些部分重叠。
左偏振器和右偏振器具有彼此垂直的线图案。
左偏振器具有与+45度方向对准的左倾斜线图案，而右偏振器具有与-45度方向对准的右倾斜线图案。
左图案掩模具有与右图案掩模的图案相反的黑白图案。
左图案掩模具有开放左眼区域而阻挡右眼区域的第一图案，而右图案掩模具有阻挡左眼区域而开放右眼区域的第二图案。
曝光区域具有至少150mm的宽度。
膜辊被构造为使曝光区域内基膜与偏振器之间的最大距离差小于100μm。
膜辊具有至少300mm的半径。
光源包括短弧型灯。
左偏振器和所述右偏振器在同一水平面上彼此纵向附接。
左图案掩模和右图案掩模在同一水平面上彼此纵向附接。
通过提供用于其中同时形成左眼图案和右眼图案的膜型有图案的延迟器的制造方法，该制造装置具有简单结构并且用于构造该制造装置和设备的成本非常低。此外，该制造工艺非常简单，并且节省了用于制造根据本公开的膜型有图案的延迟器的成本。通过在辊表面上执行曝光工序，确保膜表面处于非常平坦的状态下，能够在更高产品产量下获得纳米级的精细图案。
附图说明
被包括以提供本发明的进一步理解并且被并入本申请并且构成本申请的一部分的附图示出了本发明的实施方式，并且与说明书一起用于说明本发明的原理。
在图中：
图1是示出根据本公开的用于膜型有图案的延迟器的制造装置的结构的立体图。
图2是示出根据本公开的用于膜型有图案的延迟器的制造装置的结构的截面图。
图3是示出通过根据本公开的用于膜型有图案的延迟器的制造装置中的辊的曲率限定的有效曝光区域和曝光距离的放大截面图。
图4是示出嵌入用于根据本公开的膜型有图案的延迟器的制造装置的掩模图案的偏振器的示例的立体图。
具体实施方式
通过参照下面结合附图详细描述的实施方式，本发明的优点和特征以及实现优点和特征的方法将会是清楚的。下面，参照图1至4，将对本公开的优选实施方式进行说明。在详细描述中，相同的附图标记表示相同元件。然而，本公开不受这些实施方式限制，而是可以在不改变技术精神的情况下应用至各种改变或修改。在下面的实施方式中，考虑解释的容易而选择元件的名称，从而这些元件的名称可以不同于实际名称。
图1是示出根据本公开的用于膜型有图案的延迟器的制造装置的结构的立体图。图2是示出根据本公开的用于膜型有图案的延迟器的制造装置的结构的截面图。每个元件的形状和比例不准确，但是这是为了容易理解本公开的概念。
参照图1和2，用于膜型有图案的延迟器的制造装置包括：光源LS、偏振器POL、图案掩模PM以及用于移动有图案的延迟器的基膜FL的膜辊ROL。光源LS将紫外光UV照射至偏振器POL。偏振器POL使紫外光UV成为偏振紫外光，并将其照射至图案掩模PM。图案掩模PM在限定区域内使偏振紫外光通过。随着膜辊ROL的旋转，该膜辊ROL以恒速沿膜辊ROL的表面移动基膜FL以形成膜型有图案的延迟器。当基膜FL在图案掩模PM下面经过时，与图案掩模PM的形状对应的区域被暴露给偏振紫外光。
光源LS可以包括生成并照射紫外光UV的多个短弧型灯LP和将紫外光UV引导至设置偏振器POL的曝光区域EA的反射器REF。来自短弧型灯LP的紫外光UV被反射器REF聚焦在用于曝光操作的空间内。此外，可以包括导光装置，用于将紫外光UV有效聚焦至曝光区域EA。如果需要，则对于一些示例来说，可以不包括反射器REF。
用于曝光操作的空间对应于膜辊ROL的某些表面。当基膜FL在膜辊ROL的表面上紧密接触时，基膜FL能够在膜辊ROL旋转时以恒速移动。为了与基膜FL的移动同时地在基膜FL上形成偏振图案，偏振紫外光可以通过反射器REF聚焦在膜辊ROL的某些部分上。
在反射器REF下和接触膜辊ROL的表面的基膜FL上方，叠置并布置偏振器POL和图案掩模PM。偏振器POL和图案掩模PM可以通过专门设备来叠置和安装。或者，偏振器POL可以在其表面上具有与图案掩模PM相对应的图案。
当图案掩模PM定位在偏振器POL下面时，紫外光UV可以首先由偏振器POL偏振，接着偏振紫外光可以照射至由图案掩模PM限定的区域。在其它示例中，当偏振器POL位于图案掩模PM下面时，可以首先将紫外光UV照射至由图案掩模PM限定的区域，接着该紫外光UV可以由偏振器POL偏振。下面，将基于图案掩模PM位于偏振器POL下面的第一情况来解释本公开。
特别地，在本公开中，偏振器POL可以包括左偏振器LPOL和右偏振器RPOL，左偏振器LPOL用于向左偏振方向偏振有图案的延迟器的基膜FL的左眼区域，右偏振器RPOL用于向右偏振方向偏振基膜FL的右眼区域。左偏振器LPOL和右偏振器RPOL可以包括以它们在同一水平面上相邻的方式设置的线格栅偏振器POL。因此，在左偏振器LPOL下面布置左图案掩模LPM，用于将左偏振紫外光(即，到左方向的偏振紫外光)透射至左眼区域，而在右偏振器RPOL下面布置右图案掩模RPM，用于将右偏振紫外光(即，到右方向的偏振紫外光)透射至右眼区域。在一个示例中，左图案掩模LPM可以具有通过透明图案开放左眼区域而通过黑图案阻挡右眼区域的方式的图案。相反地，右图案掩模RPM可以具有通过透明图案开放右眼区域而通过黑图案阻挡左眼区域的方式的图案。即，左图案掩模LPM可以具有与右图案掩模RPM的图案相反的黑白图案。
随着膜辊ROL的旋转，在膜辊ROL的表面上接触的基膜FL移动。基膜FL首先可以在左图案掩模LPM下经过。随后，基膜FL将在右图案掩模RPM下经过。这时，当灯LP接通时，来自灯LP的紫外光UV通过反射器REF照射至偏振器POL。通过偏振器POL的左偏振器LPOL，紫外光UV将在左方向上偏振，并且通过偏振器POL的右偏振器RPOL，紫外光UV在右方向上偏振。左偏振紫外光仅通过左图案掩模LPM照射在基膜FL的左眼区域上。此外，右偏振紫外光仅通过右图案掩模RPM照射在基膜FL的右眼区域上。
当基膜FL首先在左图案掩模LPM下经过时，基膜FL可以首先在左眼区域上具有左偏振图案。此后，基膜FL在右图案掩模RPM下经过，使得基膜FL最终在右眼区域上具有右偏振图案。结果，就在基膜FL经过膜辊ROL之后，基膜FL形成为膜型有图案的延迟器，其包括具有左偏振图案的左眼区域和具有右偏振图案的右眼区域。
再次参照图2，可以利用具有10纳米～50纳米的线宽和间隔(即，设置有10nm～50nm的间隔的宽度为10nm～50nm的线)的偏振图案掩模，将用于制造有图案的延迟器的基膜FL构图为具有左偏振图案和/或右偏振图案。因此，对于基膜FL来说，重要的是，当其被曝光以形成偏振图案时，在平面条件下具有均一性。在本公开中，当基膜FL在膜辊ROL的表面上紧密接触时，基膜FL具有良好且均匀的平面条件。如图2中所公知的，膜辊ROL具有筒形状，当通过膜辊ROL移动基膜FL时，基膜FL的仅某一部分在膜辊ROL的表面上紧密接触。因此，非常重要的是，寻找并限定均匀形成通过曝光操作的偏振图案的曝光区域EA。
对寻找并限定曝光区域EA的考虑如下。图3是示出通过根据本公开的用于膜型有图案的延迟器的制造装置中的辊的曲率限定的有效曝光区域和曝光距离的放大截面图。
在一个示例中，膜辊ROL的半径可以是300mm。这时，考虑曝光效率，在曝光区域EA内基膜FL和偏振器POL的距离的偏差或者基膜FL和图案掩模PM的距离的偏差可以小于100um(微米)。参照图3，基膜FL与图案掩模PM之间的距离在曝光区域EA内不同。即，在曝光区域EA的边缘部分处的距离Dmax具有最大值，而曝光区域EA的中心部分处的距离Dmin具有最小值。这些距离之间的差(即，Dmax-Dmin)应当小于100um。为此，膜辊ROL应当具有至少300mm的半径。当膜辊ROL的半径大于300mm时，能够将曝光区域EA的宽度限定成具有至少150mm。如果距离的偏差(Dmax与Dmin之间的差)大于100um，则曝光效率可能劣化，从而偏振图案不能均匀地形成在曝光区域EA上。
另外，膜辊ROL的宽度可以对应于有图案的延迟器的宽度。由于有图案的延迟器可以具有与平板显示装置的宽度相对应的宽度，因而，膜辊ROL的宽度可以具有平板显示装置的较短边的相同宽度(当偏振图案沿较长边行进时)。
在一个示例中，左偏振器LPOL和右偏振器RPO具有分别设置在同一水平面上的80mm的宽度和与膜辊ROL的宽度相对应的长度。在左偏振器LPOL下面，可以设置与左偏振器LPOL的形状和尺寸相对应的左图案掩模LPM。同样，在右偏振器RPOL下面，可以设置与右偏振器RPOL的形状和尺寸相对应的右图案掩模RPM。在左图案掩模LPM和右图案掩模RPM下面，至少定位在半径为300mm的膜辊ROL的表面上接触的基膜FL。
随着膜辊ROL的旋转，在膜辊ROL的表面上接触的基膜FL以恒速在左图案掩模LPM和右图案掩模RPM下面移动。随后，左偏振图案形成在左眼区域上，而右偏振图案形成在右眼区域上。即，在基膜FL经过曝光系统一次时，同时形成具有左偏振图案的左眼区域和具有右偏振图案的右眼区域。
到现在为止，说明了有关分离地制备偏振器POL和图案掩模PM并且以图案掩模PM设置在偏振器POL下面的方式进行组装的情况。然而，若需要，图案掩模MP能够定位在偏振器POL上方。
可以通过在诸如石英玻璃的透明基板上对准线格栅图案来制造偏振器POL。在一个示例中，左偏振器LPOL可以具有左倾斜线图案，该左倾斜线图案具有到+45度方向的倾斜线图案，并且右偏振器RPOL可以具有右倾斜线图案，该右倾斜线图案具有到-45度方向的倾斜线图案，或者相反，即左倾斜线图案具有到-45度方向的倾斜线图案，右倾斜线图案具有到+45度方向的倾斜线图案。图案掩模PM可以包括设置在诸如石英玻璃的透明基板上的黑膜图案。
偏振器POL和图案掩模PM可以由石英玻璃制成，以确保紫外光的透明度。然而，当叠置偏振器POL和图案掩模PM时，紫外光经过两个透明基板。结果，紫外光的透明度可能劣化，并且其可能导致低曝光能量。因此，更优选的是，偏振图案POLP和掩模图案MP嵌入在一个透明基板GL中，如图4中所示。图4是示出嵌入用于根据本公开的膜型有图案的延迟器的制造装置的掩模图案的偏振器的示例的立体图。
根据本公开的嵌入掩模图案的偏振器包括：诸如石英玻璃的透明基板GL、位于透明基板GL的前表面上的偏振图案POLP以及位于透明基板GL的后表面上的掩模图案MP。特别地，根据本公开的嵌入掩模图案以同时形成左偏振图案和右偏振图案的偏振器包括：位于透明基板GL的前表面的一个二分之一区域上的左偏振图案LPOLP和位于透明基板GL的前表面的另一二分之一区域上的右偏振图案RPOLP。另外，在透明基板GL的后表面的与左偏振图案LPOLP对应的一个二分之一区域上，可以包括左掩模图案LPM。在透明基板GL的后表面的与右偏振图案RPOLP对应的另一二分之一区域上，可以包括右掩模图案RPM。
虽然参照附图对本发明的实施方式进行了详细描述，但本领域技术人员将理解的是，在不改变本发明的技术精神或基本特征的情况下，本发明能够以其它特定形式来实施。因此，应注意的是，前述实施方式在所有方面仅仅是示出性的，而不应理解为对本发明的限制。本发明的范围由所附权利要求而非本发明的详细描述来限定。在权利要求的含义和范围内进行的所有改变或修改或其等价物，都应理解为落入本发明的范围内。
本申请要求2011年2月21日提交的韩国专利申请No.10-2011-0014912的优先权，其为了所有的目的通过引用并入这里，如在此完全阐述一样。

Claims (16)

1.一种膜型有图案的延迟器的制造装置，所述制造装置包括：
光源，所述光源被构造为向曝光区域照射紫外光；
左偏振器和右偏振器，所述左偏振器和所述右偏振器邻近地设置在所述曝光区域内的同一水平面上；
与所述左偏振器重叠的左图案掩模和与所述右偏振器重叠的右图案掩模；以及
膜辊，所述膜辊被构造为以恒速旋转，在其表面上接触基膜，并且以所述恒速移动所述基膜。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述左偏振器和所述右偏振器分别设置在所述左图案掩模和所述右图案掩模上方。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述左偏振器和所述右偏振器分别设置在所述左图案掩模和所述右图案掩模下面。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述左偏振器和所述左图案掩模是嵌入型，所述左偏振器进一步包括：
透明基板；
形成在所述透明基板的前表面上的左偏振图案；以及
形成在所述透明基板的后表面上的左掩模图案。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述右偏振器和所述右图案掩模是嵌入型，所述右偏振器进一步包括：
透明基板；
形成在所述透明基板的前表面上的右偏振图案；以及
形成在所述透明基板的后表面上的右掩模图案。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述曝光区域与所述膜辊的某些部分重叠，所述膜辊的该某些部分被构造为紧密接触所述基膜的某一部分。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述左偏振器和所述右偏振器具有彼此垂直的线图案。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述左偏振器具有对准到+45度方向的左倾斜线图案，并且所述右偏振器具有对准到-45度方向的右倾斜线图案。
9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述左图案掩模具有与所述右图案掩模的图案相反的黑白图案。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述左图案掩模具有其中开放左眼区域而阻挡右眼区域的第一图案，并且所述右图案掩模具有其中阻挡左眼区域而开放右眼区域的第二图案。
11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述曝光区域具有至少150mm的宽度。
12.根据权利要求1所述的装置，其中，所述膜辊被构造为使在所述曝光区域内所述基膜与所述偏振器之间的最大距离差小于100μm。
13.根据权利要求11所述的装置，其中，所述膜辊具有至少300mm的半径。
14.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光源包括短弧型灯。
15.根据权利要求1所述的装置，其中，所述左偏振器和所述右偏振器在同一水平面上彼此纵向附接。
16.根据权利要求1所述的装置，其中，所述左图案掩模和所述右图案掩模在同一水平面上彼此纵向附接。
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