CN103765256B - 图案相位差膜的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明针对适用于被动式三维图像显示的图案相位差膜，提供能够高精度地简单且大量制作的图案相位差膜的制造方法。在供取向膜制作的掩模中使供曝光处理的缝隙（S）的宽度随着朝向该缝隙的长边方向的端部而逐渐变窄来制作该缝隙。

Description

图案相位差膜的制造方法

技术领域

本发明涉及适用于被动式三维图像显示的图案相位差膜的制造方法。

背景技术

目前，平板显示器的主流是二维显示。但是，近年来能够三维显示的平板显示器得到广泛关注，一部分也已经上市销售。并且，今后的平板显示器具有必然要求能够三维显示的趋势，在广领域内正在进行可三维显示的平板显示器的研究。

为了在平板显示器进行三维显示，通常，需要通过某种方式将右眼用的影像和左眼用的影像分别选择性地提供给观众的右眼以及左眼。作为选择性地提供右眼用的影像和左眼用的影像的方法例如已知有被动式。下面，参照附图对该被动式的三维显示方式进行说明。图8是概略示出使用液晶显示面板的被动式三维显示例子的图。在该图8的例子中，将在垂直方向上连续的液晶显示面板的像素依次交替地分配给右眼用以及左眼用，分别以右眼用以及左眼用的图像数据进行驱动，从而，同时显示右眼用的影像和左眼用的影像。并且，在液晶显示面板的面板面上配置图案相位差膜，将来自右眼用以及左眼用的像素的线性偏振的出射光转换为右眼用以及左眼用的不同方向的圆偏振光。从而，在被动式中，戴着具有对应的偏振滤光镜的眼镜，分别将右眼用的影像和左眼用的影像选择性地提供给观众的右眼以及左眼。

该被动式也可适用于响应速度慢的液晶显示装置，进而，通过使用图案相位差膜和圆偏振光眼镜的简单构成即可实现三维显示。因此，被动式的液晶显示装置作为今后显示装置的中心存在而备受关注。

可是，涉及被动式的图案相位差膜需要对应像素的分配而向透过光赋予相位差的图案状的相位差层。对该图案相位差膜的研究、开发还未得到普及，目前还没有确立标准性的技术。

关于该图案相位差膜，专利文献1中公开了在玻璃基板上形成控制取向限制力的光取向膜、通过该光取向膜将液晶的排列图案化的制作方法。但是，该专利文献1公开的方法需要使用玻璃基板，因此存在图案相位差膜价格昂贵、难以大量生产大面积的产品的问题。

并且，关于图案相位差膜，专利文献2公开了通过照射激光而在辊版的周围形成微细的凹凸形状并转印该凹凸形状来制作图案状地控制取向限制力的光取向膜的方法。在该专利文献2公开的方法中，需要通过激光扫描向辊版的整个周围无遗地照射激光。从而，存在制作辊版需要时间的问题。并且，还存在需要使用昂贵的激光加工装置的问题。

先行技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005－49865号公报

专利文献2：日本特开2010－152296号公报

发明内容

发明要解决的课题

鉴于上述情况，本发明的目的在于针对适用于被动式的三维图像显示的图案相位差膜，提供能够高精度地简单且大量制作的图案相位差膜的制造方法。

解决课题的手段

本发明人为解决上述课题反复地专心研究，构思出在供取向膜制作的掩模中使供曝光处理的缝隙的宽度随着朝向该缝隙的长边方向的端部而逐渐变窄来制作该缝隙的方案，从而完成了本发明。

（1）一种图案相位差膜的制造方法，在输送尺寸长的透明膜材料的同时依次进行处理从而制作图案相位差膜，所述图案相位差膜的制造方法的特征在于，包括：光取向材料膜制作工序，在所述透明膜材料上制作光取向材料膜；曝光工序，通过使用掩模的所述光取向材料膜的曝光处理，采用光取向方法制作取向膜；以及相位差层制作工序，在所述取向膜上制作基于对应于右眼用透过光的、赋予相位差的右眼用区域和对应于左眼用透过光的、赋予相位差的左眼用区域而成的相位差层，所述曝光工序是将所述透明膜材料卷绕在辊上进行输送的同时，经由与所述辊相对配置的掩模照射光，执行曝光处理，所述掩模的供所述光取向材料膜曝光的缝隙在所述透明膜材料的输送方向延伸，并在与所述延伸方向正交的方向上反复形成，所述缝隙被制作成所述缝隙的长边方向的端部侧中的两端部侧或一端部侧随着朝向端部而宽度逐渐变窄。

根据（1），通过尺寸长的透明膜的连续处理能够制作图案相位差膜，从而，能够简单且大量地制作图案相位差膜。并且，掩模的缝隙被制作成其宽度随着朝向长边方向的端部而逐渐变窄，从而，即使卷绕在辊上进行输送的同时进行曝光处理时，也能够延长缝隙的长度来以充分的光量高精度地进行曝光处理，由此，能够高效生产高精度的图案相位差膜。

（2）根据（1）所述的图案相位差膜的制造方法，所述缝隙的长边方向的中央部分按一定宽度制作。

根据（2），对于能够以充分精度进行曝光处理的范围，按照要曝光处理的区域宽度制作缝隙，从而，能够高效地进行曝光处理。

发明效果

能够高精度地简单且大量地制作图案相位差膜。

附图说明

图1是根据本发明第1实施方式的图案相位差膜的示意图。

图2是示出图1所示的图案相位差膜的制造工序的流程图。

图3是用于说明图2中的曝光工序的图。

图4是示出图2中的曝光工序所涉及的设备的图。

图5是设在掩模的缝隙的示意图。

图6是缝隙的其他例子的示意图。

图7是与图6不同的缝隙的其他例子的示意图。

图8是用于说明被动式三维画像显示的图。

具体实施方式

〔第一实施方式〕

图1是根据本发明第一实施方式的图案相位差膜的示意图。图案相位差膜1在透明膜材料的基材2上依次制作取向膜3、相位差层4。图案相位差膜1的相位差层4由液晶材料形成，通过取向膜3的取向限制力将该液晶材料的取向图案化。另外，在图1中用细长的椭圆表示该液晶分子的取向。通过该图案化，图案相位差膜1对应液晶显示面板中的像素分配，以一定的宽度依次交替地形成有带状的右眼用区域A和左眼用区域B，对来自右眼用以及左眼用像素的出射光分别赋予对应的相位差。

对于图案相位差膜1，在利用光取向材料制作光取向材料膜之后，通过所谓的光取向方法，向该光取向材料膜照射线性偏振的紫外线，从而形成取向膜3。在这里，向该光取向材料膜照射的紫外线的偏振方向被设定为在右眼用区域A和左眼用区域B相差90度，从而，关于设在相位差层4的液晶材料，使液晶分子在右眼用区域A以及左眼用区域B沿对应的方向取向，对透过光赋予对应的相位差。

图2是示出该图案相位差膜1的制造工序的流程图。图案相位差膜1的制造工序是由卷在辊上的尺寸长的膜来提供基材2，从辊送出该基材2，依次制作光取向材料膜（步骤SP1～SP2）。在这里，光取向材料膜可采用各种制造方法，但在本实施方式中，利用模具涂布了使光取向材料分散在苯等溶剂中而成的成膜用液体之后加以干燥，从而制作光取向材料膜。另外，光取向材料能够采用可适用光取向方法的各种材料，但在本实施方式中，使用一旦取向之后取向便不会因紫外线的照射而发生变化的例如光二聚型的材料。另外，关于该光二聚型的材料，“M.Schadt，K.Schmitt，V.Kozinkov and V.Chigrinov：Jpn.J.Appl.Phys.,31,2155（1992）」、「M.Schadt,H.Seiberle and A.Schuster：Nature,381，212（1996）”等中有公开，例如商品名为“ROP-103”的光二聚型材料已经开始销售。并且，作为基材2，可采用例如三醋酸纤维素。

接下来，该制造工序是通过曝光工序照射紫外线来制作光取向膜（步骤SP3）。接下来，该制造工序是在相位差层制作工序中，利用模具等涂布液晶材料之后，通过照射紫外线使该液晶材料固化，制作相位差层4（步骤SP4）。接下来，该制造工序是根据需要执行防反射膜的制作处理等之后，在切断工序中，按照所希望的尺寸进行切割，从而制作图案相位差膜1（步骤SP5～SP6）。

图3是详细示出该曝光工序的图。该制造工序是隔着对与右眼用区域A或左眼用区域B对应的部位进行遮光的掩模16照射线性偏振的紫外线（偏振紫外线），从而对于未遮光一侧的左眼用区域B或右眼用区域A，使光取向材料膜在所希望的方向上取向（图3（A））。由此，该制造工序执行第一次曝光处理。接下来，该制造工序是以偏振方向与第一次曝光处理相差90度的线性偏振的方式向整面照射紫外线，对于第一次曝光处理中未曝光的右眼用区域A或左眼用区域B，使光取向材料膜在所希望的方向上取向（图3（B））。从而，在该工序中，通过两次曝光处理，对右眼用区域A和左眼用区域B依次进行曝光处理，制作取向膜3。

图4是供第一次曝光处理的设备的示意图。在该制造工序中，将基材2卷绕在大直径的辊17上进行输送，与该辊17相对地配置掩模16，隔着掩模16照射线性偏振的紫外线。并且，掩模16的在基材2的输送方向延伸的缝隙S在与延伸方向正交的方向上相隔一定的间隙反复形成，经由该缝隙S向基材2照射紫外线。

在这里，当如上所述地通过尺寸长的透明膜的连续处理制作图案相位差膜1时，如果使基材2的输送速度高速化，则能够提高生产率。这需要在短时间内进行曝光处理。在曝光工序中，作为缩短曝光时间的方法，有增大光源的光量的方法。但是，利用该方法时，需要大幅改良光源，但有时视情况而难以进行改良。

对此，还可以考虑延长缝隙S的长度来增大照射基材2的光量的方法。但是，如图4所示，在边以基材2卷绕在辊17上的状态来输送基材2，边进行曝光处理时，需要确保基材2和掩模16之间的一定程度的间隔，并且，在这种设备中无法将来自光源的光保持为完全平行的光线。从而，如果延长缝隙S，则降低曝光精度，难以高精度地实现图案相位差膜1中的右眼用区域和左眼用区域的图案化。

另外，当右眼用区域和左眼用区域的制作精度下降时，右眼用区域和左眼用区域的区域宽度之差变大，当安装于液晶显示面板上时，该区域宽度之差显示成横纹。顺便说一下，如果增大辊17的直径，则能够减轻延长缝隙Ｓ的长度时产生的图案化精度的下降，但这时，由于辊17的热容量增大，难以将基材2保持在合适的温度，并不实用。

于是，在本实施方式中，延长缝隙S的长度的同时，使缝隙S的宽度随着朝向缝隙S的长边方向的端部而逐渐变窄来制作缝隙S。从而，在本实施方式中，有効避免精度变差地增大了照射基材2的光量，使基材2的输送速度高速化。

图5是设在掩模16的缝隙S的平面图。在正对辊17且能够以充分精度进行曝光的范围AR1，缝隙S按照要曝光的区域宽度制作。并且，在比该区域AR1更靠近两端部侧，以缝隙S的宽度随着远离中心朝向端部而逐渐变窄的方式来制作缝隙S。在本实施方式中，该宽度逐渐变窄的部位被设定为其宽度呈一次函数变窄，并被制作成梯形形状。

从而，在本实施方式中，即使高速输送基材2，也能够有効避免精度变差地以充分的光量进行曝光处理，能够简单且大量地生产高精度的图案相位差膜。根据各种实验结果可以确认，相对于将缝隙S限制在区域AR1的长度来进行曝光处理的情况，在本实施方式中，将基材2的输送速度设为2倍，能够以同等的精度进行曝光处理。

在本实施方式中，通过在供取向膜制作的掩模中使供曝光处理的缝隙S的宽度随着朝向该缝隙的长边方向的端部而逐渐变窄来制作该缝隙，从而，即使在高速输送基材并以缠在辊上的状态进行曝光处理时，也能够确保充分的精度，由此，能够高精度地简单且大量地生产图案相位差膜。

〔其他实施方式〕

以上详细说明了实施本发明的优选的具体的构成，在不脱离本发明宗旨的范围内，本发明可对上述实施方式的构成进行各种变更。

即、如与图5对比的图6所示，缝隙S的长边方向的两端可以为三角形形状，并且，还可以使缝隙S的宽度按照二次函数等曲线的变化逐渐变窄，以此来代替线性的变化。并且，如图7所示，当在实际应用上能够确保充分的精度时，还可以仅使一侧的宽度逐渐变窄。

并且，在上述实施方式中，说明了通过第一次曝光处理对右眼用区域以及左眼用区域中的一个区域进行曝光处理之后，通过第二次曝光处理向整面照射紫外线的情况，但本发明并不限定于此，其能够广泛采用使用掩模的各种方式的曝光处理。另外，这样的曝光处理例如是在第一次曝光处理对整面进行曝光处理之后、在第二次曝光处理中使用掩模使局部重新取向的情况、对右眼用区域以及左眼用区域各自使用掩模进行曝光处理使其取向的情况等。

并且，在上述实施方式中，对于制作以液晶显示面板的使用为前提的图案相位差膜的情况进行了说明，但本发明并不限定于此，还广泛适用于以有机EL面板、等离子体显示器面板的使用为前提一体设置偏振滤光镜的情况。

〔符号说明〕

1图案相位差膜

2基材

3取向膜

4相位差层

16掩模

17辊

S缝隙

Claims (4)

1.一种图案相位差膜的制造方法，包括：

光取向材料膜制作工序，在被输送的同时被依次处理的尺寸长的透明膜材料上制作光取向材料膜；

曝光工序，通过使用掩模的所述光取向材料膜的曝光处理，采用光取向方法制作取向膜；以及

相位差层制作工序，在所述取向膜上制作基于对应于右眼用透过光的、赋予相位差的右眼用区域和对应于左眼用透过光的、赋予相位差的左眼用区域而成的相位差层，

所述掩模的缝隙，供所述光取向材料膜曝光，长边方向对应于所述透明膜材料的输送方向，并且，在与所述缝隙的长边方向正交的方向上反复形成，

所述图案相位差膜的制造方法的特征在于：

所述曝光工序是将所述透明膜材料卷绕在辊上进行输送的同时，经由与所述辊相对配置的所述掩模照射光，执行曝光处理，

所述缝隙被制作成所述缝隙的长边方向的端部侧中的两端部侧或一端部侧随着朝向所述缝隙的长边方向的端部而宽度逐渐变窄。

2.根据权利要求1所述的图案相位差膜的制造方法，其特征在于：

所述缝隙的长边方向的中央部分按一定宽度制作。

3.一种掩模，所述掩模的供光取向材料膜曝光的缝隙在与所述缝隙的长边方向正交的方向上反复形成，所述掩模的特征在于：

所述掩模保持为与输送尺寸长的透明膜材料的辊相对，用于设置在由所述辊输送的所述透明膜材料上的所述光取向材料膜的曝光，

所述缝隙被制作成所述缝隙的长边方向的端部侧中的两端部侧或一端部侧随着朝向所述缝隙的长边方向的端部而宽度逐渐变窄。

4.根据权利要求3所述的掩模，其特征在于：

所述缝隙的长边方向的中央部分按一定宽度制作。