CN103959155A

CN103959155A - 掩膜

Info

Publication number: CN103959155A
Application number: CN201280059575.XA
Authority: CN
Inventors: 金信英; 洪敬奇; 尹赫; 朱元喆; 赵镛一; 朴文洙; 高铜浩; 柳秀英
Original assignee: LG Chemical Co Ltd
Current assignee: LG Chem Ltd; LG Corp
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2012-01-19
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2032-01-19
Also published as: JP2015507213A; KR101473062B1; CN103959157B; CN103959156A; JP2015501949A; US8999613B2; EP2787386A4; CN103959157A; KR101260221B1; EP2787386A1; EP2787387B1; US8895213B2; WO2013081438A1; JP5869144B2; WO2013081439A1; TW201341909A; US20130314685A1; EP2787387A4; KR20130061657A; KR20130140593A

Abstract

本发明涉及一种制造发光器件的方法和光取向层。在本发明的发光器件的一个实施方式中包括的掩膜被设置成以高亮度发射具有良好平行性的光到距离一定距离的要照射的表面上，并且通过使用所述掩膜能够制造具有精确形成的取向图案的光取向层。

Description

掩膜

技术领域

本发明涉及光照装置和制造光取向层的方法。

背景技术

液晶面板包括光取向层、使用液晶的补偿膜、滤光片、液晶等。其中，光取向层使液晶在所需方向上取向。光取向层可以通过向光取向材料的层照射，例如，线性偏振光而形成。

随着液晶面板尺寸的增加，在液晶面板中包括的光学功能膜的尺寸也增加，相应地，用于光取向层的光照射表面的尺寸也增加。因此，已经研究了多种方法以使得更大的光取向层均匀取向。

发明内容

技术问题

本发明提供了一种光照装置和制造光取向层的方法。

技术方案

本发明的一个方面提供了一种光照装置，其包括安装了目标物的器件和包括至少一个将光导向目标物表面的开口的掩膜。所述开口的尺寸根据掩膜和目标物之间的距离进行调节。

在本发明的一个实施方式中，“能够导光至目标物(例如被照射体)表面的开口”可以指的是，例如，这样的开口，其被设置成允许照射到掩膜的一侧表面上的光通过该开口照射到该掩膜的另一侧表面上，然后到达目标物的表面上。所述开口的结构将在下文中参考图1和2进行详细描述。

在本发明的一个实施方式中，照射到掩膜的另一侧表面上然后到达目标物的表面的光可以为具有平直性的光(平行光或近平行光)。这里，“具有平直性的光”可以指的是在照射到一部分掩膜上的光到达目标物的表面过程中扩散的光，或者指的是照射方向极少改变至不期望的方向的光或者向不期望的方向的照射被最小化或抑制的光。在一个实例中，“具有平直性的光”可以指的是在光从掩膜的另一侧表面照射的过程中发散角在大约±10°、±5°或±3.5°范围内的光。这里，“发散角”可以指的是在与掩膜平面正交的法线和由开口引导的光的移动方向之间形成的角。

在本发明的一个实施方式中，由开口引导的光可以为线性偏振光。所述线性偏振光可以用于，例如，当目标物为光取向层时为光取向层提供取向。

在本发明的一个实施方式中，所述开口的尺寸可以根据用所述经引导的光照射的目标物的表面和掩膜之间的距离进行调节。在本公开中，根据目标物表面和掩膜之间的距离调节的开口尺寸可以指的是，例如，考虑到目标物表面和掩膜之间的距离进行调节的开口的厚度、宽度或纵横比。例如，可以控制所述开口的尺寸、宽度或纵横比以与所述目标物表面和掩膜之间的距离具有函数关系。

图1图示了根据本发明的一个实施方式的掩膜40的实例。在图1中，掩膜40包括多个开口42，所述开口42在相同方向上延伸并布置成彼此平行。但是，根据本发明另一个实施方式的掩膜可以包括一个开口42。也即是说，掩膜40的开口42的数目和布置没有特殊限制，并且可以根据目标物(即被照射体)的类型进行适当调节。例如，掩膜40的开口42的数目和布置形式当目标物50为光刻胶时可以考虑要曝光部分的数目和形式进行适当调节，以及当目标物50为光取向层时可以考虑要取向部分的数目和形式或者工艺效率进行适当调节。

开口42的尺寸，例如，开口42的厚度“t”、宽度“w”或纵横比w/t可以根据目标物50的表面和掩膜40之间的距离进行调节。这里，开口42的厚度“t”指的是照射到掩膜40的一侧上的光通过开口42的最短距离，也即是说，垂直连接掩膜40的一侧与另一侧的直线的长度。开口42的宽度“w”指的是垂直连接开口42的两侧的直线的长度。例如，可以调节开口42的厚度“t”。当从开口42照射的光到达目标物50时，可以调节开口42的尺寸以提高从开口42照射的光的平直性。

图2显示了图1的掩膜沿线I-I截取的横截面，其中，掩膜40的开口42的尺寸根据掩膜和目标物50的表面之间的距离进行调节。

在图2中，L2指的是由开口42引导并具有0°的发散角的光，而L1指的是由开口42引导并具有θ°的发散角的光。“发散角”可以为在与掩膜40的平面垂直的法线和由开口引导的光的前进方向之间形成的角，如图2所示。

根据本发明的一个实施方式，可以形成开口42以产生具有优异平直性的光，从而将该光照射到目标物50的表面上的目标区域上，例如，在图2中由S指示的区域。例如，即使存在发散角很大的光，也可以调节开口42的尺寸，使得考虑到目标物50的表面和掩膜40之间的距离，例如，图2中由“a”所示的距离，图2中的偏差距离能够被最小化或为零，从而光不会照射到目标物50中的所需部分S之外，例如，直至由“b”所示的距离(以下称为“偏差距离”)。在图2中，“a”指的是目标物50和掩膜40之间的间距。

在一个实例中，图2中的偏差距离可以定义为与目标物50和掩膜40之间的距离“a”和开口42的厚度“t”和宽度“w”相关的函数，如公式1所示。

[公式1]

b＝(a/t)×w

在图2中，偏差距离的允许范围可以根据掩膜40的用途而不同地变化。例如，如果掩膜40的图案的宽度很大，可能需要长偏差距离，而如果需要掩膜40的图案均匀时，则可能需要最小化偏差距离。

当使用掩膜40曝光光刻胶或取向光取向层时，偏差距离可以基本上等于或小于掩膜40的宽度“w”的1/5。当将此应用到公式1中时，可以推导出下面的公式2和3。

[公式2]

b＝(a/t)×w≤w/5

[公式3]

5a≤t

通过使用公式1-3，可以调节开口42的厚度“t”至基本上等于或大于目标物50的表面和掩膜40之间的距离“a”的大约5倍。或者，根据用途或所需的曝光部分或光取向部分可以调节厚度“t”至基本上等于或大于距离a的大约6、7、8、9或10倍。开口42的厚度的上限根据所需偏差区域的尺寸进行调节并且没有特殊限制。但是，如果开口42的厚度增加，则可以增强光的平直性，也即是说，发散角会减小，但是到达目标物50的光的照度水平会降低。考虑到这一点，厚度的上限可以调节至，例如，距离“a”的大约30、20或15倍。

在一个实例中，如果目标物50为光取向层，则开口42的厚度可以进行调节，使得目标物50的表面和掩膜40之间的距离“a”为0mm至50mm。在该范围内，可以对该光取向层实现适当的取向图案。例如，距离“a”可以设计成基本上等于或大于0mm、0.001mm、0.01mm、0.1mm或1mm。或者，距离“a”可以设计成基本上等于或小于40mm、30mm、20mm或10mm。距离“a”可以设计成上述上限和下限的各种组合。

开口42的宽度“w”可以根据掩膜40的用途进行各种调节。在一个实例中，如果掩膜40被用于取向用于实现立体图像的滤光片的光取向层时，开口42的宽度可以被调节至与在该滤光片中形成的用于左眼的图像-光光学性能调节区域(以下称为“UL区域”)或用于右眼的图像-光光学性能调节区域(以下称为“UR区域”)的宽度相等。

用于实现立体图像的滤光片可以被配置成各种形式，但是通常包括用于调节入射至观看者的右眼的光的光学性质的UR区域和用于调节入射至观看者的左眼的光的光学性质的UL区域。UR和UL区域可以为在相同方向上延伸的条带形状，并且可以交替排列成彼此相邻，如图3所示。在这种情况下，各个区域的宽度可以被定义为图3中的W1和W2。

当使用光取向层来形成上述区域时，必须进行取向以使得光取向层的取向图案对应于所述UR或UL区域。在这种情况下，掩膜40的开口42的宽度可以被设计成与所述UR或UL区域的宽度相等。

在这种情况下，“相等”指的是在实现所需效果的范围内的基本相等，并且可以包括，例如，制造误差或考虑到变化的误差。因此，当开口42的宽度与UR或UL区域的宽度相等时，可能存在大约±60μm、±40μm或±20μm的误差。

只要开口42能够如上所述引导光，开口42就可以为各种形状，并且并不特别限于特定形状。在一个实例中，开口42可以为其中相对的内壁彼此平行形成的形状。在这种情况下，根据掩膜40的厚度，开口42可以为正方形或矩形横截面形状。

图4图示了当沿图1中的线I-I切割图1的掩膜时观察的开口的横截面形状。图4中的图(a)图示了其中掩膜40的开口42的横截面形状大体上为正方形的情况，而图4中的图(b)图示了其中横截面形状大体上为矩形的情况。在另一实例中，开口42可以被形成为使得开口42的光照射的一侧较宽，而开口42的用开口42从其引导光的一侧窄。因此，如图4的(c)所示，开口42可以被形成为使得开口42的宽度从光照射到的一侧至光从其照射的一侧变窄。在这种情况下，宽度变窄的速度可以为规则或不规则的。在另一实例中，虽然没有示出，所述宽度可以规则或不规则地变窄然后变宽，或者可以规则或不规则地变宽然后变窄。

进而，如图4中所示，在开口42的内壁中可以额外地包括全反射层44。该全反射层44可以提高光的平直性。全反射层44可以通过使用沉积法用例如铝、铜、镍、金或铂的反射材料涂覆开口42的内壁而形成。

根据本发明的一个实施方式，对于要用由掩膜40的开口42引导的光照射的目标物50的类型没有特殊限制。例如，目标物50可以包括可以用具有平直性的光照射的任何目标物。例如，目标物50可以包括要曝光的光刻胶或者要进行光学取向的光取向层。

在一个实例中，目标物50可以具有曲面，由掩膜40的开口42引导的光照射到该曲面上。在这种情况下，开口42的尺寸可以考虑目标物50的曲面的曲率半径进行调节。

在一个实例中，目标物50的曲面的曲率半径可以为大约150mm至大约250mm。在这种情况下，开口42的尺寸(例如厚度)可以在大约5mm至大约20mm的范围内调节。如果目标物50的曲面的曲率半径和开口42的尺寸如上所述进行调节，则能够提高光的平直性或者光的照度水平。

此外，在一个实例中，目标物50的曲面的曲率半径可以为基本上等于或大于50mm，或50mm至500mm。如果目标物50的曲面的曲率半径小于50mm，则难以印刷精细图案。如果目标物50的曲面的曲率半径大于500mm，存在的问题是整体器件的成本增加，难以调节目标物50的张力，并且需要使用额外的辊。因此，目标物50的曲面的曲率半径可以由上述范围设计。

作为一个实例，在辊对辊工艺中要被照射的目标物可以为目标物50的一个实例，其表面在照射过程中保持为曲面。“辊对辊工艺”可以照射光到目标物上，同时使用例如导辊、转印辊或卷绕辊的辊连续转移目标物。在该辊对辊工艺中，可以在将目标物50卷在辊上的状态下将光照射到目标物50上。当在辊对辊工艺中照射光时，光照能够在有效固定在辊上的目标物50上进行，由此可以有效地实现照射。

图5图示了在辊对辊工艺中通过使用掩膜40将光照射到目标物50上的工艺。如图5所示，目标物50被卷在辊60上，并且目标物50的表面为曲面。在这种状态下，可以照射光。在这种情况下，如上所述，掩膜40的开口42的厚度“t”可以根据掩膜40和目标物50之间的距离“a”进行调节。此外，可以考虑该表面的曲率半径。如果掩膜40包括多个开口42，则开口42的厚度可以进行同等或不同的调节。当如图5所示将光照射到曲面上时，掩膜40和目标物50之间的距离“a”会随开口42而不同。在这种情况下，开口42的厚度可以进行不同的调节，但是本发明不限于此。

图6图示了安装在器件60上的目标物50和在辊对辊工艺中通过使用掩膜40将光照射到目标物50上的工艺。如图6所示，与目标物50相对的表面具有曲面。掩膜40的一个表面具有曲面以使得可以均匀地保持由光源照射在目标物50的整个表面上的光的量。因此，能够提高光的平直性，从而可以均匀地保持目标物50上的图案。

如上所述，掩膜40和目标物50之间的相对表面可以具有相同的曲率半径或相同的距离“a”以将光的量均匀地照射到目标物50的整个表面上。此外，所述掩膜和目标物之间的相对表面的曲率半径或距离具有5％的误差范围。

本发明还涉及包括掩膜的装置，例如光照装置。根据本发明一个实施方式的装置可以包括掩膜和安装目标物(例如照射体)的器件。

在该装置中，例如，掩膜的尺寸可以以如上所述的相同方式根据目标物和掩膜之间的距离进行调节。

在一个实例中，可以安装所述器件和掩膜从而使得安装在器件上的目标物的表面和掩膜之间的距离大于大约0mm，并且大体上等于或小于50mm。在另一实例中，所述器件和掩膜可以被包括在所述装置中，从而使得所述目标物的表面和掩膜之间的距离大体上等于或大于，例如0.001mm、0.01mm、0.1mm或1mm。此外，所述器件和掩膜可以被包括在所述装置中，从而使得所述距离大体上等于或小于40mm、30mm、20mm或10mm。对本领域技术人员而言，显而易见的是，只要所述距离在上述上限和下限值范围内，其就可以在各种范围内。

在这种状态下，可以形成掩膜的开口以具有大体上等于或大于目标物表面和掩膜之间的距离的大约5、6、7、8、9或10倍的厚度。或者，如上所述，所述开口的厚度可以大体上等于或小于所述距离的大约30、20或25倍。

在所述装置中，对要安装所述目标物的器件的类型没有特殊限制，并且所述器件可以包括，例如，设计成稳定保持所述目标物同时照射光的任何器件。

在一个实例中，所述安装目标物的器件可以以所述目标物的表面处于弯曲形状的状态安装所述目标物。这种器件的一个实例可以为在上述辊对辊工艺中的辊，但是本发明不限于此。

如上所述，可以调节所述辊以使得所述由该辊保持的目标物的表面的曲率半径为大约150mm至大约250mm。此外，在这种情况下，所述开口的尺寸(例如厚度)可以在大约5mm至大约20mm的范围内调节。当所述曲率半径和所述开口的尺寸如上所述进行调节时，能够提高光的平直性或者光的照度水平。

所述装置可以进一步包括设置成将光照射到掩膜上的光源。可以没有限制地使用所述光源，只要所述光源能够至少将光照射到掩膜上。例如，当所述掩膜用于给光取向层提供取向或者曝光光刻胶时，可以使用能够进行UV照射的光源，例如高压汞UV灯、金属卤化物灯或者镓UV灯。

在一个实例中，所述光源可以为设置成产生仅朝向掩膜线性前进的光的光源。一般而言，从光源照射的光不具有特别的方向性，而是向所有方向照射。但是，如果通过适当的装置配置将在所述装置中的光源设计成产生能够仅朝向所述掩膜线性前进的光，就可以通过使用所述掩膜引导所述光而更有效地产生具有平直性的光。

例如，可以使用光照单元，例如短弧放电灯(其为一种紫外灯(UV灯)，形成光源。所述短弧放电灯是在高压汞蒸气中使用弧光放电等离子体作为光源的放电灯。因为短弧放电灯是点光源，所以与例如高压汞灯或金属卤化物灯的棒形灯相比，短弧放电灯能够将光均匀地照射到照射表面上。最近，照射UV光的LED已经被商业使用。可以使用两个或更多个LED作为光照单元以提高照度的均匀性。

所述光源可以包括一个或多个光照单元。当包括多个光照单元时，在本发明的范围内能够选择任何数目的光照单元或者光照单元的各种布置形式。

在一个实例中，当所述光源包括多个光照单元时，所述光轴单元形成两行或更多行，其中位于所述两行或更多行中的一行中的光照单元和位于另一相邻行中的光照单元可以被布置成彼此错位重叠。

在这种情况下，彼此错位重叠的光照单元可以指的是这样的情况，其中将存在于一行中的光照单元的中心与存在于与该行相邻的另一行中的光照单元的中心相连的直线形成在与和各行正交的方向不平行(以预定角度倾斜的方向)的方向上，并且光照单元的照射区域在与各行正交的方向上在某种程度上彼此重叠。

图7图示了如上所述的光照单元的布置。

在图7中，多个光照单元10被布置成两行，A行和B行。在图7中的光照单元中，由101指示的光照单元为第一光照单元，而由102指示的光照单元为第二光照单元。连接第一和第二光照单元的直线P不平行于与A和B行的方向正交的直线C。此外，第一光照单元的照射区域和第二光照单元的照射区域在与A和B行的方向正交的方向上重叠了范围Q。

这种布置使得能够均匀地保持由光源照射的光的量。在这种情况下，在一个光照单元和另一光照单元之间的重叠程度，例如，图7中Q的长度，没有特殊限制。例如，所述重叠程度可以为光照单元的直径(例如，图7中的L)的大约1/3至2/3。

所述装置还可以包括一个或多个聚光器来调节从所述光源照射的光的量。例如，所述聚光器可以包括在所述装置中，从而从光源照射的光入射到所述聚光器并由聚光器会聚并照射到掩膜上。所述聚光器可以具有一般构型，只要该聚光器能够会聚从光源照射的光即可。聚光器的实例可以包括双凸透镜层，所述双凸透镜具有在其中形成的例如凸透镜的透镜。

所述装置还可以包括偏振板。所述偏振板可以用于，例如，由从光源照射的光产生线性偏振光。例如，所述偏振板可以被包括在所述装置中，从而从光源照射的光被入射到所述偏振板上并且穿过该偏振板的光照射到掩膜上。例如，如果所述装置包括所述聚光器，所述偏振板可以被设置成使得从光源照射的光在用所述聚光器会聚后能够被入射到该偏振板上。

对所述偏振板没有特殊限制，只要所述偏振板能够由从光源照射的光产生线性偏振光即可。所述偏振板的实例可以包括以布儒斯特角(Brewster’sangle)布置的玻璃板或线栅偏振板。

图8图示了根据本发明的一个实施方式的光照装置1的一个实例。在图8中，装置1包括顺序布置的光源10、聚光器20、偏振板30、掩膜40和安装了目标物50的器件60。在图8的装置1中，由光源10照射的光首先入射到聚光器20上并由聚光器20会聚，然后入射到偏振板30上。入射到偏振板30上的光被产生为线性偏振光，所述线性偏振光被入射到掩膜40上，由开口引导，并照射到目标物50的表面上。

本发明还涉及产生线性前进光的方法。一个示例性方法可以包括将光照射到设置成引导所述光到目标物上的具有一个或多个开口的掩膜上。在该方法中，如上所述的掩膜可以用作该掩膜。

根据本发明的实施方式的产生光的方法包括使用开口(例如，图1中的42)将照射到掩膜(例如，图1中的40)上的光引导到目标物上。在该方法中，所述开口的尺寸可以根据掩膜和目标物之间的距离进行调节。

在所述产生光的方法中，所述掩膜的开口的尺寸可以根据目标物和掩膜之间的距离进行调节，例如，以与上述相同的方式。在一个实例中，在该方法中，所述目标物的表面和掩膜之间的距离可以被调节至大于大约0mm，并且大体上等于或小于50mm。在另一实例中，所述目标物的表面和掩膜之间的距离可以被调节至，例如，大体上等于或大于0.001mm、0.01mm、0.1mm或1mm。或者，所述距离可以调节至，例如，大体上等于或小于40mm、30mm、20mm或10mm。所述距离可以设计成上述上限和下限的各种组合。

在这种状态下，所述掩膜的开口可以形成为厚度大体上等于或大于目标物表面和掩膜之间的距离的大约5、6、7、8、9或10倍。在这种状态下，可以增加线性前进光的产生效率，同时最小化发散角。所述开口的厚度可以调节至，例如，大体上等于或小于所述距离的大约30、20或15倍。

此外，如上所述，所述方法可以在将目标物的表面保持为曲面的状态下进行。在这种情况下，目标物的曲面的曲率半径可以调节至大约150mm至大约250mm。此外，在这种情况下，根据目标物的曲率半径调节的所述开口的尺寸(例如厚度)可以在大约5mm至大约20mm的范围内调节。如果所述目标物的曲率半径和所述开口的尺寸如上所述进行调节，则能够提高光的平直性或者光的照度水平。

在一个实例中，产生线性前进光的方法可以使用上述光照装置进行。因此，在该方法中，可以使用上述的光源、聚光器或偏振板。

本发明还涉及制造光取向层的方法。制造光取向层的方法可以包括将光照射到包括一个或多个开口的掩膜上以将光引导至光取向膜。所述照射光可以被所述开口引导并照射至光取向膜上。在这个方法中，可以使用上述掩膜作为所述掩膜。

根据本发明的实施方式的制造光取向层的方法包括使用开口(例如，图1中的42)将照射到掩膜(例如，图1中的40)上的光引导到光取向层上。在该方法中，所述开口的尺寸可以根据掩膜和光取向层之间的距离进行调节。

在一个实例中，在制造光取向层的方法中，所述光取向层的表面和掩膜之间的距离可以被调节至大于大约0mm，并且大体上等于或小于50mm。在另一实例中，所述光取向层的表面和掩膜之间的距离可以被调节至大体上等于或大于，例如，0.001mm、0.01mm、0.1mm或1mm。此外，所述距离可以调节至大体上等于或小于，例如，40mm、30mm、20mm或10mm。所述距离可以设计成上述上限和下限的几种组合。

此外，所述掩膜的开口的厚度可以形成为大体上等于或大于光取向层的表面和掩膜之间的距离的大约5、6、7、8、9或10倍。在这种状态下照射的光能够以优异的平直性被精确地照射到光取向层的所需部分上，由此能够有效地取向所述光取向层。所述开口的厚度可以调节至，例如，大体上等于或小于所述距离的大约30、20或15倍。

此外，所述光取向层的制造可以在将光取向层的表面保持为曲面的状态下进行。在这种情况下，目标物的曲面的曲率半径可以调节至大约150mm至大约250mm。此外，根据目标物的曲率半径调节的开口的尺寸(例如，厚度)可以在大约5mm至大约20mm的范围内调节。如果所述目标物的曲率半径和所述开口的尺寸如上所述进行调节，则能够提高光的平直性或者光的照度水平，由此能够有效地取向。

在一个实例中，所述光取向层的制造可以使用上述光照装置进行。因此，在该方法中，可以使用上述的光源、聚光器或偏振板。

在这种情况下，对光取向层的类型没有特殊限制，并且可以使用任何已知的光取向层。在一个实例中，所述光取向层可以包括这样的化合物，所述化合物的取向由线性偏振照射导致的顺反异构化反应、Fries重排或二聚反应确定并且其通过所述确定的取向在相邻的液晶层中能够诱导取向。例如，所述光取向层可以包括这样的光取向化合物，所述光取向化合物具有源自选自偶氮苯、苯乙烯苯、香豆素、查耳酮、芴(flurine)和肉桂酸中的一种或多种化合物的官能团或残基。所述光取向化合物可以为，例如，单体、低聚物或聚合物化合物。所述化合物的实例可以包括，例如，包括源自肉桂酸的肉桂酸酯残基的降冰片烯树脂。

例如，所述光取向层可以使用已知的涂布方法(例如滚涂、旋涂或棒涂)通过涂布涂布液来形成，所述涂布液通过在适合的溶剂中稀释上述的化合物以及，必要时，其他试剂(例如光引发剂)制备。在这种情况下，对取向层的涂布厚度没有特殊限制，并且可以考虑所使用的化合物的类型或取向效率来进行调节。

在一个实例中，所述光取向层可以为第一取向的光取向层。所述第一取向可以如下进行，例如，在通过掩膜照射线性偏振UV光之前通过将在某一方向上线性偏振的UV光照射到光取向层(例如光取向层的整个表面)上。

例如，当光取向层被用作实现立体图像的滤光片时，可以适当地使用所述第一取向的光取向层。

也即是说，例如，当照射线性偏振UV光一次或多次以取向所述光取向层时，所述取向层的取向取决于最后一次照射光的偏振方向。因此，当通过将线性偏振UV光在某一方向上照射到光取向层上进行第一取向，然后通过掩膜将预定部分曝光于在与第一取向中使用的方向不同的方向上线性偏振的光时，仅在用该光照射的预定部分，取向层的方向会被改变至与第一取向中的方向不同的方向。因此，在所述光取向层中可以形成至少包括具有第一取向方向的第一取向区域和具有不同于第一取向方向的第二取向方向的第二取向区域或具有不同取向方向的两种类型取向区域的图案。

在一个实例中，所述在第一取向中照射的线性偏振UV光的偏振轴可以正交于在第一取向后通过所述掩膜进行的第二取向中照射的线性偏振UV光的偏振轴。这种正交指的是大体上正交，并且可以包括，例如，大体上等于或小于大约±10°、±5°或±3°的误差。如果在第一和第二取向中照射的光的偏振轴以这种方式控制，则可以制造具有优异立体图像实现性能的滤光片。

本发明还涉及制造滤光片的方法。一个示例性的制造方法还可以包括在经由通过图1所示的掩膜的第二取向形成的光取向层上形成液晶层。

所述形成液晶层的方法没有特别限制。例如，可以通过在所述光取向层上涂布并取向可交联或可聚合液晶化合物，然后通过用光照射它们来交联或聚合它们形成所述液晶层。通过这个步骤，所述液晶化合物层可以根据光取向层的取向而取向并固定，导致液晶膜包括具有彼此不同取向方向的光轴的两种或更多种类型的区域。

在所述光取向层上涂布的液晶化合物的类型没有特殊限制，并且可以根据所述滤光片的用途进行适当的选择。例如，如果滤光片为用于实现立体图像的滤光片，则液晶化合物可以根据下方取向层的取向图案进行取向，并且可以为通过光交联或光聚合形成呈现λ/4相位差性质的液晶聚合物层的液晶化合物。在这种情况下，“λ/4相位差性质”可以指的是能够将入射光相位延迟1/4波长的性质。使用所述液晶化合物，可以制造能够分光的滤光片，例如，将入射光分成左圆偏振光和右圆偏振光。

在上述工艺中，对涂布液晶化合物并进行取向(也即，根据下方取向层的取向图案取向所述液晶化合物)的方法，或者交联或聚合所述取向的液晶化合物的方法没有特殊限制。例如，可以以保持所述液晶层在根据液晶化合物的类型液晶化合物能够呈现液晶性质的适当温度下的方式进行所述取向。此外，可以通过以根据液晶化合物的类型能够引发适当交联或聚合的强度将光照射到液晶层上进行所述交联或聚合。

本发明还涉及光取向层。光取向层可以根据上述方法制造。

在一个实例中，所述光取向层用于上述用于实现立体图像的滤光片，并且可以至少包括在第一方向上取向的第一取向区域和在第二方向上取向的第二取向区域。

所述第一取向区域和第二取向区域可以，例如，交替排列以彼此相邻，同时为在相同方向上延伸的条形，如在图3中的UR和UL区域的排列。

在所述光取向层中，非取向部分的面积可以大体上等于或小于光取向层的总面积的10％。在另一实例中，所述非取向部分的面积可以大体上等于或小于光取向层的总面积的9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％或2％。所述非取向部分可以，例如，由于在用于光取向的光照工艺中通过入射光在传播的同时经过光取向层和掩膜之间的间隔的现象而产生。这种非取向部分使得取向区域之间的边界不清楚，并且可能导致，例如，在实现立体图像的工艺中出现串扰。

但是，根据本发明一个实施方式制造的光取向层能够根据掩膜和光取向层之间的距离调节掩膜的尺寸，由此能够抑制或最小化非取向部分的产生。

在这种情况下，所述非取向部分可以在下面的方法中进行测量。也就是说，光取向层被排列成使得该光取向层的取向方向对应于两个偏光片之间的吸光轴，所述两个偏光片被排列成使得所述偏光片的吸光轴形成为彼此垂直。如果将光照射到任何一个偏光片上，仅在对应于在另一偏光片侧的取向层的非取向部分的区域中造成漏光。因此，所述非取向部分的面积比例可以通过计算在上述状态下使用偏光显微镜发生漏光的部分的面积来测量。

本发明还涉及滤光片。所述滤光片可以包括光取向层。另外，所述滤光片还可以包括在光取向层的至少一个表面上形成的相位延迟层。

所述相位延迟层可以为，例如，在之前描述的方法中形成的液晶层，例如呈现出λ/4相位差性质的包括聚合或交联的液晶化合物的层。这种液晶层，例如，根据下方的光取向层的取向图案形成，并且可以包括根据第一取向区域取向并具有在第一方向上的慢轴(land axis)的第一区域和根据第二取向区域取向并具有在与第一方向不同的方向上具有慢轴的第二区域。

所述滤光片可以具有大体上等于或小于5％或2％的串扰率，其使用下面的公式4计算：

[公式4]

X_T＝(X_TL+X_TR)/2

在公式4中，X_T指的是安装有滤光片的立体图像显示器件的串扰率，X_TL指的是在安装有滤光片的立体图像显示器件中用左眼观看的串扰率，以及X_TR指的是在安装有滤光片的立体图像显示器件中用右眼观看的串扰率。

在公式4中，X_TL和X_TR可以分别如公式5和6进行计算。

[公式5]

X_TL＝{(L_(LB-RW)-L_(LB-RB/L_LW-RB)-L_(LB-RB))}×100

[公式6]

X_TR＝{(L_(LW-RB)-L_(LB-RB)/L_(LB-RW)-L_(LB-RB))}×100

其中，L_(LB-RW)指的是，当在安装有滤光片的立体图像显示器件的显示器件中，光不透过左眼图像信号产生区域而透过右眼图像信号产生区域时测量的亮度，L_(LB-RB)指的是，当在显示器件中，光不透过左眼图像信号产生区域或右眼图像信号产生区域时测量的亮度，以及L_(LW-RB)指的是，当在显示器件中，光透过左眼图像信号产生区域而不透过右眼图像信号产生区域时测量的亮度。

可以使用如上所述的具有最小化的或被抑制的非取向区域的光取向层形成所述滤光片。这样，所述滤光片具有在上述范围内的优异串扰率。

本发明还涉及立体图像显示器件。立体图像显示器件可以包括滤光片。所述滤光片可以被包括在所述立体图像显示器件中作为能够分光以实现立体图像的分光器件。

在一个实例中，所述立体图像显示器件还可以包括设置成产生左眼图像信号(以下称为“L信号”)和右眼图像信号(以下称为“R信号”)的显示器件。此外，所述滤光片可以具有相位延迟层，所述相位延迟层包括在第一方向上具有慢轴的第一区域和在不同于第一方向的方向上具有慢轴的第二区域。在这种情况下，所述第一和第二区域中的任何一个可以为排列成使得在显示器件中产生的L信号能够透过的UL区域，而另一区域可以为排列成使得在显示器件中产生的R信号能够透过的UR区域。

所述立体图像显示器件可以使用任何已知的方法制造，只要该立体图像显示器件包括滤光片作为分光器件即可。

图9图示了一个立体图像显示器件，该立体图像显示器件使得观察者佩戴偏光眼镜并且观看立体图像。

如图9中所示，立体图像显示器件8可以顺序包括，例如，光源81，第一偏振板82，配置成产生R和L信号的显示器件83，第二偏光板84和滤光片85。

光源81的一个实例可以包括通常用于液晶显示器(LCD)的直下式或側光式背光源。

在一个实例中，显示器件83可以为包括以横向和/或纵向排列的多个单元像素的透射式液晶显示面板。一个或至少两个像素可以结合以形成用于产生R信号的右眼图像信号产生区域(以下称为RG区域)和用于产生L信号的左眼图像信号产生区域(以下称为LG区域)。

RG和LG区域可以，例如，根据在图3中所示的UR和UL区域的排列形式为在相同方向上延伸的条形并且交替排列以彼此相邻。滤光片85可以包括如上所述形成的具有第一和第二区域的相位延迟层。所述第一和第二区域为UL或UR区域。考虑到RG和LG区域的排列形式，所述第一和第二区域可以排列成使得从RG区域传输的R信号通过第二偏振板84入射到UR区域上，以及L信号通过第二偏振板84入射到UL区域上。

显示器件83为，例如，如下的液晶面板，该液晶面板包括第一透明基板、像素电极、第一取向层、液晶层、第二取向层、共同电极、滤光片和第二透明基板，它们从光源81开始顺序排列。第一偏振板82可以被贴附在所述面板的光输入侧，即在光源81的一侧，而第二偏振板84和滤光片85可以被顺序贴附在相反侧。在第一和第二偏振板82和84中包括的偏光片可以被排列成使得所述偏光片的吸光轴形成预定的角度，例如90°。这使得从光源81输出的光被显示器件83透射通过或阻挡。

在驱动状态下，从光源81发出的非偏振光可以被输出至第一偏振板82。在入射到第一偏振板82的光中，在与第一偏振板82的偏光片的透光轴平行的方向上具有偏振轴的光可以被透射通过第一偏振板82并且入射到显示器件83上。入射到显示器件83上并透射通过RG区域的光为R信号，而透射通过LG区域的光为L信号。所述R和L信号可以入射到第二偏振板84上。

在通过第二偏振板84入射到滤光片85上的光中，透射通过LC区域的光和透射通过RG区域的光被输出成不同偏振状态。处于不同偏振状态的R信号和L信号可以分别入射到佩戴偏光眼镜的观看者的右眼和左眼。这样，观看者能够观看立体图像。

有益效果

采用根据本发明实施方式的光照装置和方法，使用其上形成有开口的掩膜，能够以高照度水平将具有优异平直性的光照射到以某一距离分开的被照射表面上。因此，例如，即使对于大面积的光取向层，也能够简单且有效地形成具有最小化的非取向部分和精确实现的取向图案的取向区域。此外，即使进行使用辊对辊工艺的连续工艺，图示的掩膜也是有效的。

附图说明

图1是显示根据本发明的一个实施方式的掩膜的示意图。

图2是图示图1中显示的掩膜的厚度和开口宽度与开口和目标物之间的距离的关系的图。

图3是图示立体图像显示器件的滤光片的图。

图4是显示图1中的掩膜开口的截面图的图。

图5和6是图示根据本发明一个实施方式的在辊对辊工艺中的掩膜和目标物的图。

图7是图示根据本发明的一个实施方式的光照单元的布置的图。

图8是图示根据本发明的一个实施方式的光照装置的图。

图9是图示根据本发明的一个实施方式的立体图像显示器件的图。

图10至13是分别图示在实施例和比较实施例中形成的光取向层的状态的图。

具体实施方式

以下，将详细地描述本发明的实施方案。但是，本发明不限于下面公开的实施方式，而是可以以多种形式实施。

实施例1

掩膜的制造

制造具有图1所示的构造的掩膜，并用于形成下面的光取向层，在所述掩膜中，各个开口的宽度“w”为540μm，各个开口的厚度“t”为100mm，以及开口之间的间隔为大约540μm。

滤光片的制造

使用所制造的掩膜，生产图8所示的装置。具体而言，分别使用作为光源的UV灯、常规聚光透镜和线栅偏光板、聚光器和偏振板设计所述装置，从而使得从该光源照射的光被聚光器会聚，然后通过所述偏振板入射到所述掩膜上。

然后以下面的方式制造光取向层和滤光片。首先，通过在厚度80μm的三乙酰纤维素(TAC)基底上以的干厚度涂布具有聚肉桂酸酯化合物的用于形成光取向层的液体来形成光取向层。特别地，通过在辊涂方法中用所述涂布液涂布所述TAC基底，在80℃干燥所得TAC基底2分钟并除去溶剂来形成所述光取向层。在这种情况下，通过如下方式得到溶液：将式1的具有肉桂酸酯基的聚降冰片烯(重均分子量(Mw)＝150,000)和丙烯酸酯单体的混合物与光引发剂(Igacure907)混合，并将所得混合物溶解在环己酮溶剂中以使得聚降冰片烯的固含量为2wt％(聚降冰片烯:丙烯酰基单体:光引发剂＝2:1:0.25(重量比))。

[式1]

对于第一取向，然后不通过掩膜将线性偏振UV光(300mW/cm²)照射到光取向层上。所制造的掩膜被布置到经第一取向的光取向层上。然后，对于第二取向，通过上面图示的掩膜将偏振轴与在第一取向中使用的线性偏振UV光成90°的线性偏振UV光(300mW/cm²)照射到光取向层上。在第二取向工艺后，在该取向层上形成具有λ/4波长性质的相位延迟层。具体而言，以大约1μm的干厚度用液晶化合物(LC242^TM，可购自BASF)涂布所述光取向层，根据下方光取向层的取向进行取向，用UV光(300mW/cm²)照射大约10秒以交联和聚合该液晶，得到根据下方光取向层的取向包括具有不同慢轴方向的区域的滤光片。

实施例2

除了在用于光取向层的第二取向工艺中将掩膜和光取向层彼此紧密贴合使它们之间没有间隔以外，以与实施例1相同的方式制造滤光片。

实施例3

除了在用于光取向层的第二取向工艺中将掩膜和光取向层之间的间隔调节至大约1mm以外，以与实施例1相同的方式制造滤光片。

比较实施例1

除了在用于光取向层的第二取向工艺中将掩膜和光取向层之间的间隔调节至大约2mm以外，以与实施例1相同的方式制造滤光片。

证实实施例1：取向状态的证实

对于在实施例和比较实施例中制造的滤光片，观察相位延迟层的图案形成状态。图10为显示在实施例1中形成的光取向层的状态的放大照片，以及图11、12和13是显示在实施例2、实施例3和比较实施例1中形成的光取向层的状态的放大照片。如由图10至13所证实的，如果开口的厚度根据掩膜和取向层之间的间隔进行调节，则清楚地观察到图案之间的边界，否则，边界不清楚。

在图11至13中，当通过立体眼镜的一个镜片观看通过滤光片发射出的具有不同偏振性质的左眼和右眼图像时，如果该眼镜的延迟膜正交于取向方向，则显示暗部分，以及如果该眼镜的延迟膜平行于取向方向，则显示白部分。此外，当通过另一镜片观看所述图像时，可以证实同一膜的暗部分和白部分会相反地显示。

因此，在图11至13所形成的图案中，暗部分指示垂直于立体眼镜的延迟膜取向的部分，以及白部分指示平行于立体眼镜的延迟膜取向的部分。

Claims

1.一种掩膜，其包括至少一个开口以将光引导至目标物，该开口的尺寸根据所述掩膜和所述目标物的距离进行调节。

2.根据权利要求1所述的掩膜，其中，所述用所述开口引导的光为线性偏振光。

3.根据权利要求1所述的掩膜，其中，所述开口的厚度基本上等于或大于所述掩膜和所述目标物之间距离的5倍。

4.根据权利要求1所述的掩膜，其中，所述开口的宽度从该开口的照射光的一侧向该开口的发射被该开口引导的光的一侧变窄。

5.根据权利要求1所述的掩膜，其进一步包括在所述开口的内壁上形成的全反射层。

6.根据权利要求1所述的掩膜，其中，所述目标物具有弯曲表面，并且所述开口的尺寸根据该弯曲表面的曲率半径进行调节。

7.根据权利要求6所述的掩膜，其中，所述目标物的弯曲表面的曲率半径为150mm至250mm，并且所述开口的厚度为5mm至20mm。

8.根据权利要求6所述的掩膜，其中，所述目标物的弯曲表面的曲率半径基本上等于或大于50mm。

9.根据权利要求6所述的掩膜，其中，所述目标物的弯曲表面的曲率半径为50mm至500mm。

10.根据权利要求6所述的掩膜，其中，与所述目标物相对的表面为弯曲表面。

11.根据权利要求10所述的掩膜，其中，所述掩膜和目标物之间的相对表面具有相同的曲率半径。

12.根据权利要求10所述的掩膜，其中，所述掩膜和目标物之间的相对表面具有相同的距离。

13.根据权利要求11或12所述的掩膜，其中，所述掩膜和目标物之间的相对表面的曲率半径或距离具有5％的误差范围。

14.一种装置，其包括：

安装了目标物的器件；以及

掩膜，其包括至少一个开口以将光引导至目标物，其中，该开口的尺寸根据所述掩膜和所述目标物之间的距离进行调节。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述开口的厚度基本上等于或大于所述掩膜和所述目标物之间距离的5倍。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述掩膜和所述目标物之间的距离大于0mm且基本上等于或小于50mm。

17.根据权利要求14所述的装置，其中，所述器件被设置成安装所述目标物以使得所述目标物的表面具有弯曲形状，并且根据所述目标物的曲率半径调节所述掩膜的开口的尺寸。

18.根据权利要求17所述的装置，其中，所述目标物的表面的曲率半径为150mm至250mm，并且所述开口的厚度为5mm至20mm。

19.根据权利要求17所述的装置，其中，所述器件的曲率半径基本上等于或大于50mm。

20.根据权利要求17所述的装置，其中，所述器件的曲率半径为50mm至500mm。

21.根据权利要求17所述的装置，其中，所述掩膜和所述目标物之间的相对表面为弯曲表面。

22.根据权利要求21所述的装置，其中，所述掩膜和目标物之间的相对表面具有相同的曲率半径。

23.根据权利要求21所述的装置，其中，所述掩膜和目标物之间的相对表面具有相同的距离。

24.根据权利要求22或23所述的装置，其中，所述掩膜和目标物之间的相对表面的曲率半径或距离具有5％的误差范围。

25.根据权利要求14所述的装置，其进一步包括将光照射到所述掩膜上的光源，所述光源被设置成产生仅朝向所述掩膜线性前进的光。

26.根据权利要求25所述的装置，其中，所述光源包括短弧放电灯。

27.根据权利要求25所述的装置，其中，所述光源包括多个布置成两行或更多行的光照单元，并且一行的光照单元和与该行相邻的另一行的光照单元被布置成彼此错位重叠。

28.根据权利要求25所述的装置，其进一步包括聚光器，所述聚光器被设置成会聚从光源照射的光并将所述会聚光传向所述掩膜。

29.根据权利要求25所述的装置，其进一步包括偏光板，所述偏光板被设置成由从光源照射的光产生线性偏振光并将所述线性偏振光传向所述掩膜。

30.一种产生线性前进光的方法，其包括：

将光朝向包括至少一个开口以将所述光引导至目标物的掩膜照射；以及

将从所述开口照射的光引导至所述目标物，

其中，所述开口的尺寸根据所述掩膜和所述目标物之间的距离进行调节。

31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述开口的厚度基本上等于或大于所述掩膜和所述目标物之间距离的5倍。

32.根据权利要求31所述的方法，其中，所述掩膜和所述目标物之间的距离被保持为大于0mm且基本上等于或小于50mm。

33.根据权利要求30所述的方法，其中，所述目标物具有弯曲表面，并且所述开口的尺寸根据所述目标物的曲率半径进行调节。

34.根据权利要求33所述的方法，其中，所述目标物的表面的曲率半径为150mm至250mm，并且所述开口的厚度为5mm至20mm。

35.一种制备光取向层的方法，其包括：

将光朝向包括至少一个开口以将所述光引导至光取向层的掩膜照射；以及

将从所述开口照射的光引导至所述光取向层，

其中，所述开口的尺寸根据所述掩膜和所述光取向层之间的距离进行调节。

36.根据权利要求35所述的方法，其中，所述开口的厚度基本上等于或大于所述掩膜和所述光取向层之间距离的5倍。

37.根据权利要求36所述的方法，其中，所述掩膜和所述光取向层之间的距离被保持为大于0mm且基本上等于或小于50mm。

38.根据权利要求35所述的方法，其中，所述光取向层具有弯曲表面，并且所述掩膜的开口的尺寸根据所述光取向层的曲率半径进行调节。

39.根据权利要求38所述的方法，其中，所述光取向层的表面的曲率半径为150mm至250mm，并且所述开口的厚度为5mm至20mm。

40.根据权利要求35所述的方法，其中，所述光取向层包含光取向化合物，所述光取向化合物具有衍生自选自偶氮苯、苯乙烯基苯、香豆素、查耳酮和肉桂酸的一种或多种化合物的官能团。

41.一种光取向层，其采用根据权利要求35的方法制造，其中，未取向部分的面积基本上等于或小于总面积的10％。

42.一种滤光片，其包含根据权利要求41所述的光取向层以及在该光取向层的至少一个表面上形成的相延迟层。