CN103890621A

CN103890621A - 图案化相位差薄膜及其制造方法

Info

Publication number: CN103890621A
Application number: CN201380003576.7A
Authority: CN
Inventors: 陈家泰
Original assignee: Transpacific IP Ltd
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI; Transpacific IP Ltd
Priority date: 2012-06-01
Filing date: 2013-01-04
Publication date: 2014-06-25
Also published as: TW201350918A; WO2013177955A1

Abstract

一种用于立体显示器的图案化相位差薄膜及其制造方法，该方法包括以下步骤：提供一透明基材(110)，透明基材(110)具有(I)光相位延迟，n为自然数；在透明基材(110)上部分地涂布一反应型液晶材料(120)，该反应型液晶材料(120)具有(II)光相位延迟；固化该反应型液晶材料(120)。

Description

图案化相位差薄膜及其制造方法技术领域

本申请是有关于一种图案化相位差薄膜及其制造方法，且特别是有关于一种应用于立体显示器的图案化相位差薄膜及其制造方法。背景技术

随着显示技术的进步，发展出一种立体显示技术。立体显示技术利用左眼与右眼的视差来产生立体影像的视觉。

立体显示器主要是利用相位差薄膜来使左眼画面与右眼画面分别进入左眼与右眼，进而产生左眼与右眼的视差。在制作相位差薄膜过程中，必须精准地控制特定区域具有不同的光相位延迟。因此，目前相位差薄膜的制作成本偏高且工艺复杂。有些相位差薄膜则是生产速度过低，而不符合量产需要。因此，在相位差薄膜的发展上，仍有难以突破的技术瓶颈。发明内容

本申请有关于一种图案化相位差薄膜及其制造方法。

根据本申请的第一方面，提出一种图案化相位差薄膜的制造方法。图案化相位差薄膜应用于一立体显示器。图案化相位差薄膜的制造方法包括以下步骤。提供一透明基材。透明基材具有 ^^ Ι光相位延迟。 π为自然数。在

4

透明基材上部分地涂布一反应型液晶材料。反应型液晶材料具有丄1光相位延

2

迟。固化反应型液晶材料。

根据本申请的第一方面，提出一种图案化相位差薄膜。图案化相位差薄膜应用于一立体显示器。图案化相位差薄膜包括一透明基材及一反应型液晶材料。透明基材具有^！！光相位延迟。 η为！]然数。反应型液晶材料邵分

4

地设置于透明基材上。反应型液晶材料具有 1 1光相位延迟。

2

为了对本申请的上述及其他方面更了解，下文特举实施例，并配合所附图式，作详细说明 ¾口下。附图说明

图 1绘示图案化相位差薄膜的示意图。

图 2绘示图 1的图案化相位差薄膜的操作示意图。

图 3A ~ 3C绘示图案化相位差薄膜的制造方法的流程图。图 4绘示绒布滚轮与透明基板的另一实施例的示意图。图 5绘示反应型液晶材料的另一实施例的示意图。

附图标记说明

100: 图案化相位差薄膜

110: 透明基材

110a: 表面

111 : 表面配向结构

111a: 细微刻紋

120: 反应型液晶材料

600: 涂布头

700: 绒布滚轮

800: 90°偏光薄膜

900: 偏光眼镜

910: 左眼偏光镜片

911 : 丄1光相位延迟薄膜

4

912: 0°偏光薄膜

920: 右眼偏光镜片

921 : 光相位延迟薄膜

4

922: 0°偏光薄膜

A1 : 丄 A光相位延迟区域

4

A3: 2 光相位延迟区域

4

L1 : 光线

L2: 90°线偏振光

L31 : 右旋圓偏振光

L32: 左旋圓偏振光 L41 : 0°线偏振光

L42: 90°线偏振光

UV: 紫外光线具体实施方式

请参照图 1 , 其绘示图案化相位差薄膜 100的示意图。图案化相位差薄膜 100应用于一立体显示器（未绘示）上，再搭配偏光眼镜 900 (绘示于图 2 ), 即可使观看者感受到立体影像。如图 1所示，图案化相位差薄膜 100包括透明基材 110及反应型液晶材料 120。

透明基材 110的表面可以为表面配向结构 111。表面配向结构 111例如是数条长条状的细微刻紋 111 a ,这些细微刻紋 111 a实质上朝同一配向方向排歹 |J , 例如是与 X轴方向平行、或者与 X轴方向夹 45度角。

反应型液晶材料 120部分地设置于表面配向结构 111上。如图 1所示，反应型液晶材料 120并没有全面设置于表面配向结构 111上，而仅设置于部分的表面配向结构 111上。也就是说，部分的表面配向结构 111被暴露出来。在本实施例中，反应型液晶材料 120涂布成多个排列于一涂布方向上且间隔配置的长条状结构。此涂布方向例如是平行于透明基材 110的延伸方向。

在一实施例中，透明基材 110的表面可以没有表面配向结构 111。只要通过适当地涂布技术，反应型液晶材料 120涂布于透明基材 110的平坦的表面，也可以有配向的效果，而无须表面配向结构 111。在本实施例中，透明基板 110所釆用的表面配向结构 111可以增强反应型液晶材料 120的配向效果。

透明基材 110具有^ 光相位延迟， η为自然数。也就是说，透明基

4

材 110可以具有丄1、 1、、、等光相位延迟。反应型液晶材料 120具有丄1光

4 4 2 相位延迟。在本实施例中，透明基材 110具有丄1光相位延迟。在没有设置反

4

应型液晶材料 120的位置具有丄1光相位延迟，而形成丄1光相位延迟区 Al。

4 4

在有设置反应型液晶材料 120的位置则具有 1 (丄 +丄 = )的光相位延

4 4 2 4

迟，而形成光相位延迟区 A3。透明基材 100的光相位延迟区 Al、 A3的

4

快轴夹角为 45度。请参照图 2, 其绘示图 1的图案化相位差薄膜 100的操作示意图。图案化相位差薄膜 100设置于一 90。偏光薄膜 800之外。由于 90。偏光薄膜 800的穿透轴夹角为 90。，立体显示器（未绘示）所射出的光线 L1经过 90。偏光薄膜 800之后，会形成 90。线偏振光 L2。利用影像输出的控制，将带有右眼画面的 90。线偏振光 L2提供给丄1光相位延迟区域 A1 ,并将带有左眼画面的 90。

4

线偏振光 L2提供给 l光相位延迟区域 A3。

4

在使用者戴上的偏光眼镜 900中，左眼偏光镜片 910包括一丄1光相位

4

延迟薄膜 911及一 0。偏光薄膜 912,右眼偏光镜片 920包括一 1光相位延迟

4

薄膜 921及一 0。偏光薄膜 922。光相位延迟薄膜 911、 921的快轴夹角为 135 度，且 0。偏光薄膜 912、 922的穿透轴夹角为 0。。

请参照图 2的左眼部分所示的内容。当 90。线偏振光 L2经过图案化相位差薄膜 100的丄1光相位延迟区域 A1时，会形成右旋圓偏振光 L31。接着，

4

右旋圓偏振光 L31再经过 1 1光相位延迟薄膜 911 时，会变成 90°线偏振光

4

L42。然后， 90°线偏振光 L42再进入左目艮镜片的 0°偏光薄膜 912。由于 90° 线偏振光 L42与 0。偏光薄膜 912的偏光方向垂直，所以 90。线偏振光 L42无法够顺利通过。

请参照图 2的左眼部分所示的内容。当 90。线偏振光 L2经过图案化相位差薄膜 100的 1光相位延迟区域 A3时，会形成左旋圓偏振光 L32。接着，

4

左旋圓偏振光 L32再经过 i l光相位延迟薄膜 911时，会变成 0°线偏振光 L41。

4

由于 0。线偏振光 L41与 0。偏光薄膜 912的偏光方向一致，所以 0。线偏振光

L41能够顺利通过。

也就是说，对于左眼来说，其能看见的是经由图案化相位差薄膜 100的 1光相位延迟区域 A3所提供的左眼画面。

4

请参照图 2的右眼部分所示的内容。当 90。线偏振光 L2经过图案化相位差薄膜 100的丄1光相位延迟区域 A1时，会形成右旋圓偏振光 L31。接着，

4

右旋圓偏振光 L31再经过 l光相位延迟薄膜 921时，会变成 0°线偏振光 L41。

4

然后， 0°线偏振光 L41再进入右眼镜片的 0°偏光薄膜 922。由于 0°线偏振光 L41与 0。偏光薄膜 922的偏光方向一致，所以 0。线偏振光 L41能够顺利通过。请参照图 2的右眼部分所示的内容。当 90。线偏振光 L2经过图案化相位差薄膜 100的 1光相位延迟区域 A3时，会形成左旋圓偏振光 L32。接着，

4

左旋圓偏振光 L32再经过 l光相位延迟薄膜 921 时，会变成 90°线偏振光

4

L42。由于 90。线偏振光 L42与 0。偏光薄膜 922的偏光方向垂直，所以 90。线偏振光 L42无法顺利通过。

也就是说，对于右眼来说，其能看见的是经由图案化相位差薄膜 100的丄1光相位延迟区域 A1所提供的右眼画面。

4

综上所述，经运算后的左眼画面及右眼画面输出后，搭配图案化相位差薄膜 100及偏光眼镜 900即可将右眼画面只传送至右眼，并将左眼画面只传送至左眼。左眼画面与右眼画面具有视差，使用者的两眼观看到具有视差的两张画面时，即可让使用者感觉到立体的影像。

图案化相位差薄膜 100是立体显示技术中的一个重要元件。如何精准地在预定位置上制作出丄1光相位延迟区域 A1及 1光相位延迟区域 A3是立体

4 4

显示器的一项关键技术。请参照图 3A ~ 3C, 其绘示图案化相位差薄膜 100 的制造方法的流程图。通过图 3A ~ 3C的步骤，可以快速且精准地制作出图案化相位差薄膜 100。

如第 3A图所示，提供透明基材 110。透明基材 110具有^ 光相位

4

延迟， η 为自然数。透明基材 110 的材质例如是三醋酸纤维素（Triacetate Cellulose , TAC )、聚对苯二曱酸乙二醇酯（ polyethylene terephthalate , PET ), 聚碳酸酯（Polycarbonate, PC )或钴卟啉聚合物（ Cyclo Olefin Polymer, COP 膜。以三醋酸纤维素为例，三醋酸纤维素经过拉伸后，其分子将实质上朝拉伸方向排列，而使光线穿越透明基材 110时产生光相位延迟。在特定厚度下，可以使透明基材 110的光相位延迟调整至^ 在本实施例中，透明基材

4

110的光相位延迟调整至丄1。

4

如图 3Α所示，在透明基材 110的一表面 110a进行磨擦配向，以形成一表面配向结构 111。在此步骤中，可以通过绒布滚轮 700进行全面性磨擦配向。绒布滚轮 700接触透明基材 110的表面 110a时，将产生长条状的细微刻紋 llla。

在本实施例中，釆用卷对卷（roll to roll )工艺。透明基板 110为不断延伸的长条状卷带基板，绒布滚轮 700固定于一机台上。透明基板 110可以通过一输送带移动至绒布滚轮 700下方。当透明基板 110接触绒布滚轮 700时，绒布滚轮 700在透明基板 110的表面滚动而刮出长条状细微刻紋 llla。

在本实施例中，绒布滚轮 700的长轴方向（例如是 Y轴方向）实质上垂直于透明基板 110的移动方向（例如是 X轴方向），以使长条状细微刻紋 111a 的配向方向实质上平行于透明基板 110的移动方向。

在一实施例中，请参照图 4, 其绘示绒布滚轮 700与透明基板 210的另一实施例的示意图。绒布滚轮 700的长轴方向与透明基板 210的移动方向可以实质上夹 45度角，以使表面配向结构 211的长条状细微刻紋 211a的配向方向实质上与透明基板 210的移动方向实质上夹 45度。

除釆用绒布滚轮 700的磨擦配向方式以外，亦可选用其他的磨擦配向方式。在一实施例中，可以釆用刷毛进行配向、印刷方式进行配向、或者釆用激光蚀刻的方式进行配向。只要能够依据透明基材 110的材料特性，直接在透明基材 110的表面形成表面配向结构 111均可应用于本实施例中。

本实施例直接在透明基板 110的表面进行磨擦配向，以形成一体成型的表面配向结构 111 , 并不需额外涂布或贴附任何配向层，不仅可以维持制造精准度，并可提高工艺速度，更减少材料成本。

此外，本实施例直接进行全面性配向工艺，而不是釆用部分配向工艺，在配向过程中不需进行复杂的对位动作，不仅提高工艺速度，更可避免工艺误差的产生。

如图 3B所示，在表面配向结构 111上部分地涂布反应型液晶材料 120。反应型液晶材料 120例如是双折射率（Birefringence )的液晶材料。在此步骤中，反应型液晶材料 120以涂布头 600涂布成数个排列于特定的涂布方向上且间隔配置的长条状结构。在特定厚度下，反应型液晶材料 120的光相位延迟可以调整至丄1。也就是说，在有涂布反应型液晶材料 120 的位置具有

2

(丄 +丄 = ）的光相位延迟，而形成光相位延迟区 A3。在没有涂布 4 2 4 4

反应型液晶材料 120的位置则具有丄1光相位延迟，而形成丄1光相位延迟区

4 4

Al。在一实施例中，图案化相位差薄膜 100可以不进行磨擦配向的步骤，而直接涂布反应型液晶材料 120涂布于透明基材 110的平坦的表面，也可有配向的效果，而无须表面配向结构 111。在本实施例中，透明基板 110通过磨擦配向所形成的表面配向结构 111可以增强反应型液晶材料 120的配向效果。

在一实施例中，请参照图 5 , 其绘示反应型液晶材料 320的另一实施例的示意图。此步骤的反应型液晶材料 320也可以涂布成棋盘状结构，而使丄1

4 光相位延迟区 A1及 1光相位延迟区 A3成棋盘状排列。

4

在此步骤中，反应型液晶材料 120直接接触透明基材 110 , 而没有夹着任何配向层。反应型液晶材料 120直接接触透明基材 110的表面配向结构 111 即可配向，而无须夹着任何配向层。

其中，此步骤所涂布的反应型液晶材料 120成胶状，以方便于透明基材 110的特定位置进行涂布。并且，胶状的反应型液晶材料 120也可以便利其液晶分子在表面配向结构 111上作配向排列。

如图 3C所示，固化反应型液晶材料 120。在此步骤中，可以釆用紫外光线 UV或加热等方式进行固化，以使反应型液晶材料 120固化后不再流动或变形。

通过上述步骤，即可顺利完成图案化相位差薄膜 100 , 将所制造出的图案化相位差薄膜 110应用于立体显示器上，再搭配偏光眼镜 900 , 即可达到观看立体影像的效果。

综上所述，虽然本申请已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本申请。本领域技术人员在不脱离本申请的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本申请的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

Claims

权利要求书

1. 一种图案化相位差薄膜的制造方法，该图案化相位差薄膜应用于一立体显示器，该图案化相位差薄膜的制造方法包括：

提供一透明基材，该透明基材具有^ ΰ Ι光相位延迟， η为自然数；

4

在该透明基材上部分地涂布一反应型液晶材料，该反应型液晶材料具有丄1光相位延迟；以及

2

固化该反应型液晶材料。

2. 如权利要求 1所述的图案化相位差薄膜的制造方法，其中在提供该透明基材的步骤中，该透明基材的材质为三醋酸纤维素（Triacetate Cellulose,

TAC )。

3. 如权利要求 1所述的图案化相位差薄膜的制造方法，其中在提供该透明基材的步骤中，该透明基材的材质为聚对苯二曱酸乙二醇酯（polyethylene terephthalate , PET )„

4. 如权利要求 1所述的图案化相位差薄膜的制造方法，其中在提供该透明基材的步骤中，该透明基材的材质为聚碳酸酯（Polycarbonate, PC )。

5. 如权利要求 1所述的图案化相位差薄膜的制造方法，其中在提供该透明基材的步骤中，该透明基材的材质为钴卟啉聚合物（ Cyclo Olefin Polymer, COP )膜。

6. 如权利要求 1所述的图案化相位差薄膜的制造方法，还包括：在该透明基材的一表面进行磨擦配向，以形成一表面配向结构。

7. 如权利要求 6所述的图案化相位差薄膜的制造方法，其中在磨擦配向的步骤中，该透明基材全面性进行磨擦配向。

8. 如权利要求 6所述的图案化相位差薄膜的制造方法，其中在磨擦配向的步骤中，该透明基材通过一绒布滚轮进行磨擦配向。

9. 如权利要求 1所述的图案化相位差薄膜的制造方法，其中在涂布该反应型液晶材料的步骤中，该反应型液晶材料涂布成多个排列于一涂布方向上且间隔配置的长条状结构。

10. 如权利要求 1所述的图案化相位差薄膜的制造方法，其中在涂布该反应型液晶材料的步骤中，该反应型液晶材料涂布成棋盘状结构。

11. 如权利要求 1所述的图案化相位差薄膜的制造方法，其中在涂布该反应型液晶材料的步骤中，该反应型液晶材料具有双折射率。

12. 如权利要求 1所述的图案化相位差薄膜的制造方法，其中在涂布该反应型液晶材料的步骤中，该反应型液晶材料直接接触该透明基材。

13. 一种图案化相位差薄膜，该图案化相位差薄膜应用于一立体显示器，该图案化相位差薄膜包括：

透明基材，具有^ 光相位延迟， η为自然数；以及

4

反应型液晶材料，部分地设置于该透明基材上，该反应型液晶材料具有丄1光相位延迟。

2

14. 如权利要求 13所述的图案化相位差薄膜，其中该透明基材的材质为三醋酸纤维素（Triacetate Cellulose, TAC )。

15. 如权利要求 13所述的图案化相位差薄膜，其中该透明基材的材质为聚对苯二曱酸乙二醇酯（ polyethylene terephthalate , PET )。

16. 如权利要求 13所述的图案化相位差薄膜，其中该透明基材的材质为聚碳酸酯（Polycarbonate, PC )。

17. 如权利要求 13所述的图案化相位差薄膜，其中该透明基材的材质为钴卟啉聚合物（Cyclo Olefin Polymer, COP )膜。

18. 如权利要求 13所述的图案化相位差薄膜，其中该透明基材的表面为一表面配向结构。

19. 如权利要求 18所述的图案化相位差薄膜，其中该透明基材的整个表面皆为该表面配向结构。

20. 如权利要求 13所述的图案化相位差薄膜，其中该反应型液晶材料为多个长条状结构。

21. 如权利要求 13所述的图案化相位差薄膜，其中该反应型液晶材料为棋盘状结构。

22. 如权利要求 13所述的图案化相位差薄膜，其中该反应型液晶材料具有双折射率。

23. 如权利要求 13所述的图案化相位差薄膜，其中该反应型液晶材料直接接触该透明基材。

24. 如权利要求 13所述的图案化相位差薄膜，其中该透明基材的快轴夹角为 45度。