TWI429968B - A method for manufacturing a pattern retardation film, and a mask - Google Patents

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Description

圖案相位差薄膜之製造方法、及遮罩
本發明係關於適用於藉由被動方式所為之3次元畫像顯示之圖案相位差薄膜之製造方法。
平板顯示器在以往係以2次元顯示者為主流。但是，近年來，可3次元顯示的平板顯示器備受矚目，一部分亦已在市面販售。而今後的平板顯示器呈現可3次元顯示為理被要求的傾向，可3次元顯示的平板顯示器在廣泛的領域中不斷在研究發展中。
在平板顯示器中為了進行3次元顯示，通常必須以某種方式將右眼用影像、及左眼用影像分別選擇性提供給視聽者的右眼及左眼。以選擇性提供右眼用影像與左眼用影像的方法而言，已知有例如被動方式。一面參照圖示，一面說明該被動方式的3次元顯示方式。圖8係顯示使用液晶顯示面板之被動方式之3次元顯示之一例的概略圖。在該圖8之例中，係將朝垂直方向呈連續的液晶顯示面板的像素，依序交替分配至右眼用及左眼用，分別以右眼用及左眼用畫像資料進行驅動，藉此同時顯示右眼用影像與左眼用影像。此外，在液晶顯示面板的面板面配置圖案相位差薄膜，將藉由來自右眼用及左眼用像素的直線偏光所致之射出光轉換成在右眼用及左眼用中方向為不同的圓偏光。藉此在被動方式中，係裝設具備相對應的偏光濾光片而 成的眼鏡，將右眼用影像與左眼用影像分別選擇性提供給視聽者的右眼及左眼。
該被動方式係在響應速度低的液晶顯示裝置中亦可適用，可另外以使用圖案相位差薄膜與圓偏光眼鏡的簡易構成來進行3次元顯示。由此，被動方式的液晶顯示裝置成為今後顯示裝置的中心而非常受到矚目。
但是，被動方式之圖案相位差薄膜係必須要有與像素的分配相對應來對透過光供予相位差的圖案狀的相位差層。現況中，該圖案相位差薄膜尚未被廣為研究、開發，並沒有已經作為標準化技術而受到確立者。
關於該圖案相位差薄膜，在專利文獻1中係揭示一種在玻璃基板上形成控制好配向限制力的光配向膜，藉由該光配向膜，將液晶的配列進行圖案化的製作方法。但是該專利文獻1所揭示的方法由於必須使用玻璃基板，因此會有圖案相位差薄膜昂貴，且不易將大面積者大量生產的問題。
此外，關於圖案相位差薄膜，在專利文獻2中係揭示藉由照射雷射，在輥板的周圍形成微細的凹凸形狀，轉印該凹凸形狀而製作以圖案狀控制好配向限制力的光配向膜的方法。在該專利文獻2所揭示的方法中，係必須藉由掃描雷射，在輥板的全周無遺漏地照射雷射。因此，會有在製作輥板時耗費時間的問題。此外亦會有必須使用昂貴的雷射加工裝置的問題。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2005-49865號公報
[專利文獻2]日本特開2010-152296號公報
本發明係鑑於如上所示之狀況而研創者，目的在提供一種關於適用於藉由被動方式所為之3次元畫像顯示的圖案相位差薄膜，且可高精度且更為簡單且大量製作之圖案相位差薄膜之製造方法。
本發明人係為解決上述課題而不斷精心研究，達成在供製作配向膜之用的遮罩中，將供曝光處理之用的開縫，隨著朝向其長邊方向的端部，慢慢寬幅狹窄地進行製作的構思，而完成本發明。
(1)一種圖案相位差薄膜之製造方法，其係將長形之透明薄膜材一面搬送一面依序處理來製作圖案相位差薄膜之圖案相位差薄膜之製造方法，其特徵為具備有：光配向材料膜製作工程，其係在前述透明薄膜材製作光配向材料膜；曝光工程，其係藉由使用遮罩的前述光配向材料膜的曝光處理，適用光配向的手法來製作配向膜；及 相位差層製作工程，其係在前述配向膜之上，製作藉由供予與右眼用透過光相對應的相位差的右眼用領域、及供予與左眼用透過光相對應的相位差的左眼用領域所致之相位差層，前述曝光工程係將前述透明薄膜材一面捲繞在滾筒進行搬送，一面藉由透過與前述滾筒相對向配置的遮罩的光的照射來執行曝光處理，前述遮罩係形成有供前述光配向膜材料的曝光之用的開縫且為朝向前述透明薄膜材的搬送方向延長的開縫，且該開縫係以與前述延長方向呈正交的方向反覆形成，前述開縫係長邊方向的端部側的雙方或其中一方隨著朝向端部，慢慢地呈寬幅狹窄地予以製作。
藉由(1)，可藉由長形透明薄膜的連續處理來製作圖案相位差薄膜，藉此可簡單且大量製作圖案相位差薄膜。此外，遮罩的開縫隨著朝向長邊方向的端部，慢慢地呈寬幅狹窄地予以製作，藉此即使在一面捲繞在滾筒來進行搬送一面進行曝光處理的情形下，亦可加長開縫的長度，而藉由充分的光量來精度佳地進行曝光處理，藉此可效率佳地生產精度高的圖案相位差薄膜。
(2)如(1)之圖案相位差薄膜之製造方法，其中，前述開縫係在長邊方向的中央部分，藉由一定寬幅予以製作。
藉由(2)，針對可藉由充分的精度來進行曝光處理的範圍，係可藉由進行曝光處理的領域寬幅來製作開縫，而效率佳地進行曝光處理。
可高精度且更為簡單且大量地製作圖案相位差薄膜。
 [第1實施形態]
圖1係顯示本發明之第1實施形態之圖案相位差薄膜的圖。圖案相位差薄膜1係在藉由透明薄膜材所得之基材2依序製作配向膜3、相位差層4。圖案相位差薄膜1係藉由液晶材料來形成相位差層4，藉由配向膜3的配向限制力來將該液晶材料的配向圖案化。其中，該液晶分子的配向在圖1中係藉由細長的橢圓來表示。藉由該圖案化，圖案相位差薄膜1係與液晶顯示面板中的像素的分配相對應，藉由一定的寬幅，右眼用領域A、與左眼用領域B依序交替形成為帶狀，供予分別與右眼用及左眼用之來自像素的出射光相對應的相位差。
圖案相位差薄膜1係在被製作出藉由光配向材料所得之光配向材料膜後，藉由所謂光配向的手法，對該光配向材料膜照射藉由直線偏光所得之紫外線而形成配向膜3。在此，照射在該光配向材料膜的紫外線係以其偏光的方向在右眼用領域A與左眼用領域B相差90度的方式作設定，藉此關於被設在相位差層4的液晶材料，在右眼用領域A及左眼用領域B以相對應的方向使液晶分子作配向，而供予與透過光相對應的相位差。
圖2係顯示該圖案相位差薄膜1之製造工程的流程圖。圖案相位差薄膜1之製造工程係藉由捲繞在滾筒的長型薄膜來提供基材2，將該基材2由滾筒送出而依序製作光配向材料膜(步驟SP1-SP2)。在此光配向材料膜係可適用各種製造方法，但是在該實施形態中，在藉由模具來塗佈使光配向材料分散在苯等溶媒的成膜用液體之後，進行乾燥來予以製作。其中，光配向材料係可適用各種可適用光配向手法的材料，但是在該實施形態中，係使用在暫時配向後，藉由照射紫外線，配向不會改變之例如光2量化型的材料。其中，關於該光2量化型的材料，已揭示在「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，例如藉由「ROP-103」的商品名而已經在市面販售。此外，在基材2係適用例如三醋酸纖維素。
接著，該製造工程係藉由曝光工程照射紫外線而製作光配向膜(步驟SP3)。接著該製造工程係在相位差層製作工程中，藉由模具等塗佈液晶材料後，藉由照射紫外線，使該液晶材料硬化，而製作相位差層4(步驟SP4)。接著該製造工程係在視需要而執行反射防止膜的製作處理等後，在切斷工程中，切出為所希望的大小來製作圖案相位差薄膜1(步驟SP5-SP6)。
圖3係顯示該曝光工程之詳細內容的圖。該製造工程係透過將與右眼用領域A或左目用領域B相對應的部位 進行遮光的遮罩16，照射藉由直線偏光所致之紫外線(偏光紫外線)，藉此針對未被遮光之側的左眼用領域B或右眼用領域A，使光配向材料膜朝所希望方向作配向(圖3(A))。藉此，該製造工程係執行第1次曝光處理。接著，該製造工程係藉由偏光方向與第1次曝光處理相差90度的直線偏光來全面照射紫外線，針對在第1次曝光處理中未曝光的右眼用領域A或左眼用領域B，使光配向材料膜朝向所希望方向作配向(圖3(B))。藉此，在該製造工程中，藉由2次曝光處理，將右眼用領域A與左眼用領域B依序進行曝光處理來製作配向膜3。
圖4係顯示供第1次曝光處理之用的設備的圖。在該製造工程中，捲繞在大徑的滾筒17來搬送基材2，以與該滾筒17相對向的方式配置遮罩16，透過遮罩16而被照射藉由直線偏光所致之紫外線。此外，遮罩16係形成有朝向基材2的搬送方向延長的開縫S，且該開縫S係以與延長方向呈正交的方向藉由一定的間距反覆形成，透過該開縫S而對基材2照射紫外線。
在此，如上所示藉由長型透明薄膜的連續處理來製作圖案相位差薄膜1時，若使基材2的移送速度高速度化，可提升生產性。因此，必須在短時間內進行曝光處理。在曝光工程中，以縮短曝光時間的方法而言，有一種使光源的光量增大的方法。但是若為該方法，必須大幅改良光源，亦會有視情況而不易改良的情形。
相對於此，亦考慮加長開縫S的長度，而使照射在基 材2的光量增大的方法。但是如該圖4所示，在捲繞於滾筒17的狀態下一面搬送基材2一面進行曝光處理時，係必須將基材2與遮罩16之間的間隔確保一定程度，而且在該類設備中，並無法將來自光源的光完全地保持為平行光線。藉此，若加長開縫S時，曝光精度會降低，而不易將圖案相位差薄膜1中的右眼用領域與左眼用領域精度佳地進行圖案化。
其中，如上所示若右眼用領域與左眼用領域的製作精度降低時，右眼用領域與左眼用領域的領域寬幅的差會變大，在構裝於液晶顯示面板時形成為橫紋而看出該領域寬幅的差異。順帶一提，若加大滾筒17的直徑，雖然可減低加長開縫S的長度時所發生的圖案化精度的降低，但是此時，因滾筒17的熱容量增大，而不易將基材2保持在適當的溫度，並不具實用性。
因此，在該實施形態中，係加長開縫S的長度，並且隨著朝向長邊方向的端部，慢慢地呈寬幅狹窄地製作開縫S。藉此在該實施形態中，有效避免精度劣化而使照射至基材2的光量增大，且將基材2的搬送速度高速度化。
圖5係顯示設在遮罩16的開縫S的平面圖。開縫S係在與滾筒17正對而可藉由充分的精度來進行曝光的範圍AR1中，係藉由進行曝光的領域寬幅予以製作。此外，在由該領域AR1為兩端部側中，隨著遠離中央而朝向端部，慢慢地呈寬幅狹窄地予以製作。在該實施形態中，該慢慢成為寬幅狹窄的部位以一次函數性成為寬幅狹窄的 方式予以設定而被製作成梯形形狀。
藉此，在該實施形態中，即使以高速度搬送基材2，亦有效避免精度劣化而藉由充分的光量來進行曝光處理，且簡單且大量生產精度高的圖案相位差薄膜。藉由各種實驗結果，可確認出相對於將開縫S限制為領域AR1的長度來進行曝光處理的情形，在該實施形態中，將基材2的搬送速度設定為2倍，可藉由同等精度來進行曝光處理。
在該實施形態中，在供製作配向膜之用的遮罩中，將供曝光處理之用的開縫S，隨著朝向其長邊方向的端部而慢慢地呈寬幅狹窄地進行製作，藉此即使在以高速度搬送基材而捲繞在滾筒的狀態下進行曝光處理的情形下，亦可確保充分的精度，藉此可高精度且簡單且大量生產圖案相位差薄膜。
[其他實施形態]
以上詳述適於本發明之實施的具體構成，惟本發明可在未脫離本發明之主旨的範圍內，將上述實施形態的構成作各種變更。
亦即藉由與圖5的對比，如圖6所示，開縫S係可將長邊方向的兩端形成為三角形形狀，甚至可藉由2次函數等曲線變化而慢慢形成為寬幅狹窄，來取代直線性變化。此外，如圖7所示，若可在實用上確保充分的精度，亦可僅在其中一側慢慢形成為寬幅狹窄。
此外，在上述實施形態中，係針對藉由第1次曝光處 理而將右眼用領域及左眼用領域的其中一方領域進行曝光處理後，藉由第2次曝光處理，全面照射紫外線的情形加以敘述，惟本發明並非侷限於此，可廣泛適用於藉由使用遮罩的各種方式所為之曝光處理。其中，如上所示之曝光處理係例如在第1次曝光處理將全面進行曝光處理後，在第2次曝光處理，使用遮罩局部重新配向時，針對右眼用領域及左眼用領域的各個領域，使用遮罩進行曝光處理而使其進行配向的情形等。
此外，在上述實施形態中，係針對製作以使用液晶顯示面板為前提的圖案相位差薄膜的情形加以敘述，惟本發明並非侷限於此，亦可廣泛適用於以使用有機EL面板、電漿顯示器面板為前提，而一體設置偏光濾光片時。
1‧‧‧圖案相位差薄膜
2‧‧‧基材
3‧‧‧配向膜
4‧‧‧相位差層
16‧‧‧遮罩
17‧‧‧滾筒
AR1‧‧‧範圍
S‧‧‧開縫
圖1係顯示本發明之第1實施形態之圖案相位差薄膜的圖。
圖2係顯示圖1之圖案相位差薄膜之製造工程的流程圖。
圖3係供說明圖2之曝光工程之用的圖。
圖4係顯示圖2之曝光工程之設備的圖。
圖5係顯示設在遮罩的開縫的圖。
圖6係顯示開縫的其他例圖。
圖7係顯示不同於圖6的開縫的其他例圖。
圖8係供說明藉由被動方式所為之3次元畫像顯示之 用的圖。
AR1‧‧‧範圍
S‧‧‧開縫

Claims (4)

  1. 一種圖案相位差薄膜之製造方法，其係將長形之透明薄膜材一面搬送一面依序處理來製作圖案相位差薄膜之圖案相位差薄膜之製造方法，其特徵為具備有：光配向材料膜製作工程，其係在前述透明薄膜材製作光配向材料膜；曝光工程，其係藉由使用遮罩的前述光配向材料膜的曝光處理，適用光配向的手法來製作配向膜；及相位差層製作工程，其係在前述配向膜之上，製作藉由供予與右眼用透過光相對應的相位差的右眼用領域、及供予與左眼用透過光相對應的相位差的左眼用領域所致之相位差層，前述曝光工程係將前述透明薄膜材一面捲繞在滾筒進行搬送，一面藉由透過與前述滾筒相對向配置的前述遮罩的光的照射來執行曝光處理，前述遮罩係形成有供前述光配向膜材料的曝光之用的開縫且為與前述透明薄膜材的長邊方向相對應的方向為長邊方向的開縫，且該開縫係以與前述開縫的長邊方向呈正交的方向反覆形成，前述開縫係前述開縫的長邊方向的端部側的雙方或其中一方隨著朝向前述開縫的長邊方向的端部，慢慢地呈寬幅狹窄地予以製作。
  2. 如申請專利範圍第1項之圖案相位差薄膜之製造方法，其中，前述開縫係在長邊方向的中央部分，藉由一 定寬幅予以製作。
  3. 一種遮罩，其係被保持成與將長形之透明薄膜材進行搬送的滾筒相對向，且供被設在藉由前述滾筒所被搬送的前述透明薄膜材的光配向材料膜的曝光之用的遮置，其特徵為：供前述光配向膜材料的曝光之用的開縫以與前述開縫的長邊方向呈正交的方向反覆形成，前述開縫係前述開縫的長邊方向的端部側的雙方或其中一方隨著朝向前述開縫的長邊方向的端部，慢慢地呈寬幅狹窄地予以製作。
  4. 如申請專利範圍第3項之遮罩，其中，前述開縫係在長邊方向的中央部分，藉由一定寬幅予以製作。
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