TWI527677B - 液晶透鏡用之對準膜及用於製造彼之模具 - Google Patents

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Description

液晶透鏡用之對準膜及用於製造彼之模具
本發明關於一種液晶(LC)透鏡用之對準膜、一種用於製造彼之模具、一種製造該LC透鏡用之對準膜之方法、及製造該模具之方法。
液晶(LC)透鏡可使用於各種領域中，例如，使用於三維(3D)顯示裝置。由於已不斷地開發液晶技術，液晶材料使用於各種領域的多種應用中。
例如，傳統光學變焦透鏡組只有在至少兩個透鏡彼此偶合且移動時才可達到變焦效果。在實際應用步驟中，這些光學變焦透鏡組都比較厚且重並具有大體積，致使使用者在使用彼等時非常不方便。
LC透鏡為光學組件，其中使用液晶(LC)分子之雙折射特性及根據電場分佈的變化排列之特性來聚焦或發射光束。LC透鏡改變操作電壓來改變LC分子的排列方向，因而實現調整焦距的效果。此外，當液晶透鏡固定地對準一特定方向並使用另外的電壓驅動方法將液晶單元彼此結 合時，很容易實現一種在一顯示器中根據液晶單元是否被驅動而可進行二維與三維(2D-3D)之間的切換之顯示裝置。重量輕且薄之LC透鏡的特性是很大的優點，並且可允許LC透鏡在小空間中有效地達成光學變焦效果。
發明概述
本發明係關於一種液晶(LC)透鏡用之對準膜、用於製造彼之模具、一種製造LC透鏡用之對準膜之方法、及一種製造該模具之方法，且更具體地說，關於一種LC透鏡用之對準膜，其中藉由使用簡單方法能夠容易地在具有非平面形狀、曲面形狀、或三維(3D)形狀之基材的表面上形成精細圖案，及一種用於製造LC透鏡用之對準膜之模具。
在下文中，將參照附圖更詳細地說明本發明之具體實例。在本發明之說明中，省略相關技術所熟知的通用功能或構造之詳細說明。此外，附圖是用於理解本發明之示意圖，且為了清楚地描述本發明，省略該說明不相關的部分，並且本發明之範圍並不被該等圖示限制。
本發明係關於一種液晶(LC)透鏡用之對準膜及一種用於製造彼之模具。術語「用於製造LC透鏡用之對準膜之模具」為一種配置用以製造LC透鏡用之對準膜200之模具100，包括：至少一個非平面201，其形成使得注入作為LC透鏡用之對準膜200之液晶可保持於透鏡的形 式；及凸塊202，其在至少一個非平面201上形成且具有可表示液晶對準性能之尺寸。可形成凸塊202以表示液晶對準性能，使得保持於透鏡的形式之液晶可被對準。
用於製造LC透鏡用之對準膜200之模具可具有一包括凸塊102之轉錄圖案，該轉凸塊102係形成在例如一或多個非平面或曲面101上，且具有表示液晶對準性能之尺寸。該一或多個非平面101可為曲面以便形成液晶透鏡或可具有透鏡的形狀。該一或多個非平面101之特定具體實例沒有特別限制且可考慮所要形成之透鏡的形狀選擇。例如，該一或多個非平面101可具有柱狀透鏡(lenticular lens)之形狀。柱狀透鏡為具有半圓柱形狀之放大鏡的排列，設計成使當從稍微不同的角度觀察時，不同的影像被放大。因此，該一或多個非平面101可具有其中透鏡形狀以一個方向延伸之形狀。圖1顯示模具100之典型形狀，即，包括一或多個非平面101和在一或多個非平面101上形成之凸塊102的轉錄圖案之形狀。此外，圖2顯示對準膜200之典型形狀，即，表示一或多個非平面201的液晶對準圖案之形狀，該非平面201具有其中模具100的一或多個非平面101被轉錄之形狀，且該圖案包括於轉錄包括模具100的凸塊102之轉錄圖案時所形成並具有可表示液晶對準性能之尺寸的凸塊202。因此，對準膜200之凸塊202對應於模具100的凸塊102之間的凹槽103。
詳細地說，一種根據本發明之一典型具體實例的用於製備LC透鏡用之對準膜之模具可具有一包括在一或多個 非平面上形成且具有表示液晶對準性能之尺寸的凸塊102之轉錄圖案，如上所述。在本發明之一特定實例中，藉由使用該模具可製造LC透鏡用之對準膜200，其中該一或多個非平面101及在一或多個非平面101上之凸塊102被轉錄以對應於彼此。在LC透鏡用之對準膜200中，注入之液晶係保持於透鏡之形式，且該注入之液晶可被對準，如上所述。藉由使用模具及藉由進行一種簡單方法可在具有曲面形狀或三維(3D)形狀之基材的表面上容易地形成精細圖案。以此方式，當具有可表示液晶對準性能之尺寸的凸塊在一或多個非平面101上形成時，為了在LC分子的對準方向上有效地誘發物理效應，考慮LC分子的大小，即使在LC分子之間的相互作用很大，可減少凸塊102的大小以有利於獲得極佳對準性能，因為，當凸塊102的大小減小，影響LC分子的對準之約束力增加。因此，可控制凸塊102的大小至數十至數百奈米。即使根據現有高價的半導體方法使用光刻技術或電子束光刻技術，難以在一或多個非平面上實現具有超細臨界尺寸(CD)和週期之圖案，且非常難以藉由使用該類方法實現需要應用於顯示器之大型化。
模具100之一或多個非平面101或對準膜200之一或多個非平面201所形成之透鏡的形狀可具有以一個方向延伸之柱狀透鏡排列的形狀，且於該排列中之透鏡的形狀沒有特別的限制。例如，透鏡可具有熟知的形狀，諸如配置成凸透鏡形狀、凹透鏡形狀、或菲涅耳(Fresnel)透鏡形 狀之柱狀透鏡排列的形狀。圖6顯示基於凸透鏡之柱狀透鏡排列的剖面形狀，其可藉由對準膜200之一或多個非平面201形成，及圖7顯示基於菲涅耳透鏡之柱狀透鏡排列的剖面形狀，其可藉由對準膜200之一或多個非平面201形成。當在LC透鏡以菲涅耳透鏡的形式(而不是以坡度折射率(GRIN)透鏡的形式)實現時，所要焦距可藉由使用較薄LC層獲得，並且快回應速度和低色值可藉由低驅動電壓來實現。
模具之凸塊102的大小，例如，圖1中所示之凸塊102的寬度W、高度H、或間距P之範圍沒有特別地限制且可為其中圖案可轉錄之任何範圍，在該圖案中模具之凸塊102可表示液晶對準性能。例如，模具之凸塊102的寬度可為0.05μm至10μm，0.1μm至8μm，0.15μm至6μm，0.2μm至4μm，0.25μm至2μm，或0.3μm至1μm，及模具之凸塊102的間距P可為0.05μm至20μm，0.2μm至16μm，0.3μm至12μm，0.4μm至8μm，0.5μm至4μm，或0.4μm至2μm。此外，模具之凸塊102的高度或深度可為0.01μm至5μm，0.05μm至4.8μm，0.1μm至4.5μm，0.15μm至4.3μm，0.2μm至4μm，0.3μm至4μm，或0.5μm至4μm。當調整至在上述範圍內的大小之所形成的凸起102被轉印到上述對準膜時，對準膜可表示適當的液晶對準性能。
在一具體實例中，該模具之一或多個非平面101可具有以一個方向延伸之透鏡的形狀，如圖4中所示。此外， 該模具之凸塊102可形成於構成相對為透鏡形狀的延伸方向在0°至90°的範圍內之角度的直線形式，如圖4中所示。因此，對準膜200之一或多個非平面201也可具有以一個方向延伸之透鏡的形狀。此外，對準膜200之凸塊202可形成為構成相對於透鏡形狀的延伸方向在0°至90°的範圍內之角度的直線形式。
如圖5中所示，模具100可具有輥501的形狀。即，模具100可形成為輥501之形式，其中該一或多個非平面101存在於輥501的外側，如圖5中所示。在此情況下，一或多個凸部可形成為在輥501上之直線形式。藉由使用曲面形或3D形圖案形成技術難以製造精細圖案，因為曲面形或3D形圖案形成技術是非常複雜的方法。然而，藉由使用根據本發明之模具100，組合之精細圖案可使用容易的方法形成且也可應用於連續方法，諸如輥對輥方法500。因此，方法的困難程度被降低，且因此該組合之精細圖案可容易地應用於該方法。
根據本發明之一特定具體實例的LC用之對準膜200包括液晶對準圖案，該液晶對準圖案包括在一或多個非平面201上形成且具有表示液晶對準性能的尺寸之凸塊202，例如，如圖2中所示。在一具體實例中，該對準膜200之一或多個非平面201可具有以一個方向延伸之凹部的形狀。
對準膜200之一或多個非平面201及/或凸塊202的形狀或大小沒有特別地限制，且對準膜200之一或多個非 平面201可具有上述模具之一或多個非平面101轉錄於其中的形狀。同樣地，對準膜200之凸塊202可具有其中藉由上述模具之凸塊102和凹槽103轉錄該一或多個非平面101的形狀。
對準膜200之凸塊202的寬度W、高度H、或間距P之範圍沒有特別地限制且可於任何其中對準膜200之凸塊202可表示液晶對準性能之範圍中。例如，對準膜200之凸塊202的寬度W可為0.5μm至10μm，及對準膜200之凸塊202的間距P可為0.5μm至20μm。此外，對準膜200之凸塊202的高度H或深度可為0.01μm至5μm。大小被調整至上述範圍內的所形成之凸塊202可表示液晶對準性能。
如上所述，具有LC透鏡形狀之液晶(LC)膜可使用根據本發明之模具和對準膜製造，且該LC膜可用以實現自動立體3D影像裝置。
本發明亦關於一種製造對準膜或模具之方法。在一具體實例中，該對準膜可藉由將上述模具之轉錄圖案轉錄在待轉錄物件上而形成液晶對準圖案來製造。在一具體實例中，該對準膜可藉由輥對輥方法使用具有輥501之形狀的模具來製造，如圖5中所示。
在另一具體實例中，圖3顯示根據本發明之一典型具體實例的一種製造LC透鏡用之對準膜之方法。如圖3中所示，該製造方法包括：在待轉錄在平面上之層302上形成包括凸塊202之圖案，該凸塊具有可表示液晶對準性能 之尺寸；及將其上形成有圖案之待轉錄層302的表面形成為非平面201。對準膜之非平面201可為構成透鏡的形狀之非平面201。此外，形成待轉錄層302的表面為該非平面201可以使凸塊202的形狀可保持在非平面201的表面上之方式進行。當使用該製造方法形成對準膜時，可形成具有高曲率半徑的曲面形狀並具有高可靠性的複雜3D形狀之精細圖案。例如，形成凸塊202及/或形成非平面201可使用該項技術中所熟知的方法進行，並且可使用熱壓紋法或奈米壓紋法進行。然而，本發明的實施例並不限於此。
本文所使用之術語「熱壓紋」為一種藉由使用其中壓印所要形狀之模具施加預定的壓力並加熱於待轉錄層上來複製形狀之方法。在一具體實例中，該待轉錄層可為熱塑性樹脂，且該熱塑性樹脂隨著溫度上升顯示具有黏度之流體的流動運動。在此情況下，當使用其中壓印有凹雕或壓紋特定形狀的模具以壓縮待轉錄層時，塑膠流體填充形狀之空的空間，然後，移除模具以使可複製形狀。
用以形成待轉錄在平面上之層302的材料例如可為可用以使用熱壓紋法形成形狀之任何材料，且沒有特別的限制。若用以形成待轉錄層302的材料為任何具有極佳熱形成性質(具有高可靠性的超細不平結構形狀可容易地壓印)之聚合物材料，則在熱壓紋法中不會發生熱分解，且不要的副反應(subreaction)不介入其他熱形成方法。在透過熱壓紋法形成具有可表示液晶對準性能之尺寸的凸塊 202中，用以形成待轉錄層302之材料沒有特別的限制。而且，當形成將描述於下的支撐層303時，用於形成支撐層303的材料可為在使用用以形成支撐層303的材料之溶液塗佈方法中沒有溶解性的材料。在一具體實例中，待轉錄在平面上之層302可包括熱塑性聚合物。例如，待轉錄層302可包括一或多種選自由下列所組成群組之材料：聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚對酞酸乙二酯(PET)、聚醯胺(PA)、環烯烴聚合物(COP)、環烯烴共聚物(COC)、聚氯乙烯(PVC)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚碳酸酯(PC)、聚醚碸(PES)、聚對酞酸丁二酯(PBT)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚縮醛(POM)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚苯碸(PPSU)、聚醯胺醯亞胺(PAI)、和聚丙烯(PP)。
在一具體實例中，根據本發明之製造對準膜200之方法可包括在將待轉錄層302的表面形成為非平面201之前，在該圖案上形成支撐層303。即，當先形成對準膜200之凸塊202且接著藉由壓紋形成非平面201時，有些情況下，當形成非平面201時，已形成之凸塊202的形狀，因所施加之熱可能不能保持。為了防止此問題，可在進行壓紋法(即，形成非平面201)之前，在已形成之圖案上形成支撐層303。
用於支撐層303之特定形成方法或材料沒有特別地限制，只要形成支撐層303在壓紋法中保持包括凸塊202之 圖案的形狀。例如，支撐層303可藉由使用一種使用聚合物溶液、奈米粒子分散溶液、或金屬氧化物衍生物之溶液塗佈法或一種噴濺或一種沈積法，諸如乾式沈積法(例如，化學氣相沈積(CVD)或物理氣相沈積(PVD))形成。此外，用於支撐層303之材料可為任何可在壓紋法保持包括凸塊202之圖案的形狀且如以後需要可選擇性地移除之材料。在一具體實例中，支撐層303可包括一或多種選自由下列所組成群組之材料：聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯吡咯啶酮(PVP)、聚環氧乙烷(PEO)、聚丙烯醯胺(PAAM)、聚丙烯酸、聚苯乙烯磺酸(PSSA)、聚矽酸(PSiA)、多磷酸(PPA)、聚乙烯磺酸(PESA)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚醯胺胺(PAMAM)和聚胺。支撐層303可藉由塗佈上述水溶性聚合物溶液或聚合物奈米粒子溶液而形成，且如必要時，可使用基於進行溶液方法之水解、或縮合反應的溶膠-凝膠型金屬氧化物前驅物、金屬氧化物奈米粒子溶液、或其混合物以塗佈支撐層303。例如，支撐層303可包括一或多種由下列所組成群組之材料形成：烷氧化鈦、烷氧化鋯、烷氧化鎢、烷氧化錫、烷氧化鋅、烷氧化鋁、烷氧化銫、烷氧化銥和烷氧化矽。
例如，支撐層303可藉由濕式塗佈或乾式沈積形成。然而，本發明之具體實例不限於此。
詳細地說，形成支撐層303之操作可使用一或多種由下列所組成群組之方法進行：旋轉塗佈、輥塗、深塗、噴塗、浸塗、流動塗佈、棒塗佈、刮刀、分配、薄膜層合。
在一具體實例中，乾式沈積法可藉由由下列所組成群組中之一者進行：CVD、電漿噴濺、蒸發和原子層沈積(ALD)。
根據本發明之一具體實例的製造對準膜200之方法可進一步包含：在將待轉錄層302的表面形成為非平面201之後，從圖案移除該支撐層303。移除支撐層303之操作可使用相對於支撐層303有蝕刻且相對於待轉錄層302沒有蝕刻之材料進行。例如，使用水或醇溶液(諸如異丙醇(IPA))容易選擇性地移除上述水溶性聚合物(諸如PVA或PVP)。同時，使用稀釋的酸水溶液可移除上述溶膠-凝膠型金屬氧化物，且詳細地說，該溶膠-凝膠型金屬氧化物可使用1% HCl水溶液而選擇性地移除。然而，本發明之具體實例不限於此。如上所述，支撐層303可在熱壓紋期間保持包括凸塊202之圖案，且在已形成非平面201之後，可移除支撐層303，如此得以在非平面201上形成凸塊202。
本發明亦有關一種製造用於製造LC透鏡用之對準膜200的模具100之方法。在一具體實例中，該模具100可藉由在以上述方法製造之對準膜200上模型化來形成。製造模具100之方法可包括：在待轉錄在平面上之層上形成包括凸塊之圖案，該凸塊具有可表示液晶對準性能之尺寸，及在其上形成有圖案之待轉錄層的表面形成為非平面之後，將該非平面之形狀轉錄在待轉錄物件上。模具100可為包括一或多個可構成透鏡的形狀之非平面101和一或 多個在一或多個非平面101之表面上形成且可構成具有液晶對準性能之凹槽103的凸塊102之模具100。
本發明亦有關一種使用上述對準膜製造LC膜之方法。根據本發明之一典型具體實例的製造LC膜之方法可包括藉由將LC材料注入上述對準膜的非平面中來形成LC層。此外，該製造方法可包括形成對準層以便密封LC層上之LC材料。同時，該對準層可使用該項技術中所熟知的材料製造且可藉由例如細直線不平圖案對準法、光學對準法、或摩擦對準法形成。此外，該對準層可為可表示液晶對準性能之任何對準層，並沒有特別地限制，且可使用眾所周知的對準層作為對準層。在一具體實例中，以使得表示液晶對準性能之對準方向對應於配置在對準層下面之LC層的凸塊之對準方向的方式形成對準層。LC層之凸塊可為藉由將LC材料注入上述對準膜中之方式由對準膜之凸塊或凹槽以LC材料所形成的凸塊。此外，注入之LC材料可透過硬化方法而用以最終形成LC層。硬化方法可藉由眾所周知的方法(例如，紫外線輻射或熱硬化方法)進行。在一具體實例中，對準層可堆疊與形成LC層之凸塊的表面相反之表面上，以使對準液晶。即，在靠近形成有凸塊之表面的厚LC層之區域中之液晶對準進行良好，而在與形成有凸塊的表面相反之表面上之對準沒有進行良好。因此，在相反面上形成之LC分子可被對準。因此，可在填充有液晶的透鏡之整個區域中誘發均勻液晶對準。
如上所述，本發明可提供一種液晶(LC)透鏡用之對準膜，其中能夠可有效地製造其中液晶被良好對準之LC透鏡，及一種用於製造該LC透鏡用之對準膜之模具。特別地，根據本發明，為了實現透鏡之形狀，填充於非平面空間(諸如曲面)的液晶係在LC透鏡中有效地對準，使得可形成LC透鏡。
100‧‧‧模具
101‧‧‧非平面(透鏡形)
102‧‧‧模具的凸塊
103‧‧‧凹槽
200‧‧‧對準膜
201‧‧‧非平面(透鏡形)
202‧‧‧對準膜的凸塊
301‧‧‧保護膜
302‧‧‧待轉錄在平面上之層
303‧‧‧支撐層
304‧‧‧液晶材料
500‧‧‧輥對輥(roll-to-roll)法
501‧‧‧輥
圖1為根據本發明之一典型具體實例的模具之剖面圖；圖2為根據本發明之一典型具體實例的對準膜之剖面圖；圖3為顯示根據本發明之一典型具體實例的製造對準膜之方法的剖面圖；圖4為根據本發明之一典型具體實例的模具之透視圖；圖5為顯示根據本發明之一典型具體實例的輥對輥(roll-to-roll)方法之透視圖；圖6為根據本發明之一典型具體實例的根據凸透鏡之柱狀透鏡排列的剖面圖；圖7為根據本發明之一典型具體實例的根據菲涅耳透鏡之柱狀透鏡排列的剖面圖；圖8至13分別為根據本發明之實例的對準膜和根據 比較例的對準膜之掃描電子顯微鏡(SEM)影像；圖14為根據本發明之實例的模具之照片；及圖15分別為藉由根據本發明實例及根據比較例之對準膜製造的液晶(LC)之照片。
在下文中，將更詳細地描述本發明之實例和不符合本發明之比較例。然而，本發明之範圍不限定於以下所提出的實例。
實例1
使用光蝕刻法及乾式蝕刻法形成具有8μm的間距、2μm的寬度和3.5μm的高度之直線格子石英材料，及使用乾式蝕刻法於2mTorr、C4F8=30sccm、和ICP：RF=1000：50W之條件下製造具有8μm的間距、2μm的寬度和2.5μm的高度之圖案主模。隨後藉由旋轉塗佈將稀釋之氟化矽烷(OPTOOLTM，Daikin Industries,Ltd.)溶液以1wt%塗佈在石英材料上，在120℃下乾燥30分鐘並釋離，且藉由旋轉塗佈(500rpm，30秒)將用於紫外線固化(SRMO4，Minuta Technology Co.,Ltd.)之聚胺甲酸酯丙烯酸酯(PUV)塗佈在圖案之表面上，及然後，將具有180μm的厚度之PET基材加至所得材料以使藉由紫外線輻射(100W/cm-2，120秒)進行硬化和釋離且因此複製圖案和製造模具。
使用該模具以形成具有凸塊202之圖案，該凸塊202具有可表示液晶對準性能之尺寸。即，藉由圖3中所示之方法製造LC透鏡用之對準膜。首先，使用具有約180μm的厚度之PMMA膜形成待轉錄層302，及隨後，藉由使用上述模具(具有約8μm的間距，約2.5μm的高度，和約2μm的寬度)以熱壓紋法在待轉錄層302上形成包括凸塊202之圖案。隨後，在圖案上形成支撐層303。藉由使用旋轉塗佈法使用熟知溶膠-凝膠反應性烷氧化鈦在圖案上形成二氧化鈦(TiO2)層來製造支撐層303。
TiO2溶膠-凝膠前驅物溶液係藉由在充滿氮氣之手套箱中混合125mL異丙氧化鈦(為二氧化鈦之前驅物)和2mL鹽酸(為觸媒)與50mL異丙醇(為溶劑)並攪拌混合物10分鐘而製造。
隨後，將TiO2溶膠-凝膠前驅物溶液留置在室溫和65%之相對濕度的條件下且凝膠化，致使氧化鈦(二氧化鈦(TiO2))能夠透過與空氣中的水份之反應而藉由水解和縮合反應而形成。
隨後，藉由柱狀透鏡的形狀之模製(機器)，在其上形成有支撐層303之PMMA膜上進行第二熱壓紋法。隨後，藉由使用HCl水溶液(鹽酸的濃度：1wt%)蝕刻支撐層(TiO2)來製造LC透鏡用之對準膜。如圖8中所示，(a)為掃描電子顯微鏡(SEM)影像，其中該溶膠-凝膠TiO2前驅物選擇性地填充在凸塊202中並形成支撐層303，及(b)為選擇性地移除TiO2之後的SEM影像， 及(c)和(d)為其中即使在透鏡的形狀之快速曲線中亦良好形成形精細圖案之SEM影像。
實例2
藉由與實例1相同之方法製造對準膜，除了在實例1之第二熱壓紋法中，藉由菲涅耳透鏡的形狀(替代柱狀透鏡的形狀)之模製(機器)根據凸透鏡以進行熱壓紋法。
圖9和10為根據實例2製造之對準膜的SEM影像。從SEM影像發現：即使在構成具有複雜形狀之菲涅耳透鏡的具有陡斜率之曲線中，亦良好形成精細圖案。
詳細地說，圖9顯示：當由其中直線菲涅耳透鏡形狀以一個方向延伸之延伸方向和凸塊的直線形狀之延伸方向所形成之角度為0°時，透鏡軸和細直線圖案彼此平行對準。此外，圖10顯示：具有下列結構之SEM影像：當由其中直線菲涅耳透鏡形狀以一個方向延伸之延伸方向和凸塊的直線形狀之延伸方向所形成之角度為90°時，透鏡軸和細直線圖案彼此垂直行對準。
此意味著：可自由地控制根據本發明之模具及/或對準膜所形成之透鏡的排列及液晶之對準方向。
參照圖8至10，選擇性地填充在凸塊202中之金屬氧化物(TiO2)彼此不連接並透過溶膠-凝膠反應斷開。
此意味著：當待轉錄層302之表面形成及表面積在第二壓紋法(即，透鏡形狀之熱形成方法)期間增加時，在待轉錄層302的整個表面上於模具的邊界區域發生待轉錄 層302之聚合物的剪切流動，然而由於待轉錄層302之熱形成溫度，金屬氧化物不改變其形狀。
實例3
在製造根據實例2之對準膜的方法中，使用聚乙烯吡咯啶酮聚合物替代TiO2溶膠-凝膠前驅物來形成支撐層303。
在以與實例2相同之方式進行第一壓紋法之後，藉由溶液之旋轉塗佈將聚乙烯吡咯啶酮聚合物填充在支撐層303中。在此情況下，製造將溶於異丙醇中之10至20wt%聚乙烯吡咯啶酮聚合物溶液。然後，藉由使用具有菲涅耳透鏡形狀之模具轉錄透鏡的形狀，將透鏡形狀在水或異丙醇中浸泡約1分鐘，及選擇性地移除其為支撐層303之聚乙烯吡咯啶酮聚合物來進行第二壓紋法。
圖11和12為根據實例3製造之對準膜的SEM影像。從SEM影像發現：即使在具有複雜形狀之菲涅耳透鏡的曲線中亦良好形成精細圖案。詳細地說，圖11為具有下列結構之SEM影像：當由其中具有以一個方向延伸之直線形狀的細凹部(凹槽)之延伸方向和菲涅耳透鏡之透鏡軸所形成之角度為90°時，透鏡軸和細直線圖案彼此垂直行對準。此外，圖12顯示：當由其中該具有以一個方向延伸之直線形狀的細凹部(凹槽)之延伸方向和菲涅耳透鏡之透鏡軸所形成之角度為0°時，透鏡軸和細直線圖案彼此平行對準。
此外，實例3中之TiO2氧化物不彼此連接且被斷開。藉由使用聚乙烯吡咯啶酮聚合物作為支撐層303保持精細圖案並將支撐層303移除之後，可獲得其中沒有凸塊被斷開之連續直線圖案結構。此為下列之結果：其中精細圖案之空的空間被以與待轉錄層302之膜的熱流相同的比率均勻地拉長，而當在第二壓紋法中在圖案之平面上形成呈菲涅耳透鏡不平且曲面的聚乙烯吡咯啶酮聚合物時，聚乙烯吡咯烷啶聚合物的比表面積變寬。
實例4
藉由與實施例1相同的方法製造模具，其中使用奈米直線格子結構(即，具有約75nm的寬度、約150nm的間距和約150nm的高度之圖案)作為主模，並複製圖案的形狀，以使形成超細凸塊。
為了形成超細凹部，藉由與實例3相同的方法使用其中壓印奈米直線格子結構之模具製造對準膜。
圖13為對準膜的SEM影像，該對準膜具有使用具有約0.075μm的寬度、約0.150μm的間距及約0.150μm的高度之奈米直線格子製造的菲涅耳透鏡的形狀。發現：由凸塊之對準方向和柱狀透鏡排列之透鏡軸所形成之角度為45°，且在菲涅耳透鏡形狀的上曲面和不平上部上均勻地形成奈米級凸塊。
實例5
在具有實例4中製造之用於對準膜的液晶對準之凸塊(110mm×110mm)的表面上，藉由使用真空沈積和噴濺將銅-鈷(Cu-Co)沈積至約0.015μm的厚度，及藉由使用電沈積將銅電鍍至約800μm的厚度。最後，移除對準膜，且藉由移除對準膜製造其中複製對準膜的精細形狀之電鑄模具。圖14為其中壓印用於液晶對準的凸塊之具有菲涅耳透鏡排列的形狀之模具的影像。
實例6
<液晶對準試驗>
藉由將LC聚合物填充在實例4中製造的對準膜上之凹曲面的上部以形成液晶(LC)層，和製造LC片以用上基材密封LC層。在此情況下，以與配置在對準層下面的具有透鏡形狀之LC層上所形成之對準圖案的方向相同的方向將對準層引進至上基材。
詳細地說，使用光學對準法製造對準層。具有所製造的光學對準層的上膜和具有透鏡形狀的LC層彼此面對放置且調整以使對準方向為相同之後，將LC複合物(LC242，由BASF製造)塗覆在柱狀透鏡之表面上以使LC複合物的厚度在固化之後為透鏡的厚度，然後，將經對準之對準層層壓在LC複合物上，及將紫外線(500mJ/cm2)輻射在用於對準層之基材的表面上，從而形成膜。
比較例1
在菲涅耳透鏡上製造其中沒有用於形成液晶對準的凸塊之透鏡膜，以使用與實例6相同之方法製造用於液晶對準試驗之樣品。圖15為照片，其中當液晶膜置於光軸彼此交叉的兩個偏光片之間時，測定分別根據實例6和比較例1製造的液晶膜之對準特性。即，圖15顯示液晶對準度取決於在膜中形成的用於液晶對準之凸塊的存在。其中形成奈米級凸塊之菲涅耳透鏡的薄膜具有極佳液晶對準特性。
100‧‧‧模具
101‧‧‧非平面(透鏡形)
102‧‧‧模具的凸塊
103‧‧‧凹槽

Claims (22)

  1. 一種用於製備液晶(LC)透鏡用之對準膜之模具，該模具包含一轉錄圖案，該轉錄圖案包含在一或多個非平面上形成且具有表示液晶對準性能之尺寸的凸塊，其中該一或多個非平面為透鏡形，且該透鏡形狀包含凸透鏡形狀、凹透鏡形狀、或菲涅耳(Fresnel)透鏡形狀。
  2. 如申請專利範圍第1項之模具，其中該一或多個非平面具有其中透鏡形狀以一個方向延伸之形狀。
  3. 如申請專利範圍第1項之模具，其中各個凸塊的寬度為0.05μm至10μm。
  4. 如申請專利範圍第1項之模具，其中各個凸塊的間距為0.05μm至20μm。
  5. 如申請專利範圍第1項之模具，其中各個凸塊的高度為0.01μm至5μm。
  6. 如申請專利範圍第1項之模具，其中該一或多個非平面具有以一個方向延伸之透鏡形狀，且該凸塊具有由透鏡形狀的延伸方向和凸塊之直線形狀的延伸方向所形成之角度為0°至90°的直線形狀。
  7. 如申請專利範圍第1項之模具，其中該一或多個非平面係呈輥之形式，其中該一或多個非平面存在於輥的外側。
  8. 一種液晶(LC)透鏡用之對準膜，其具有在對準膜中形成之液晶對準圖案，該液晶對準圖案包含在一或多個非平面上形成且具有表示液晶對準性能的尺寸之凸塊， 其中該一或多個非平面為透鏡形，且該透鏡形狀包含凸透鏡形狀、凹透鏡形狀、或菲涅耳(Fresnel)透鏡形狀。
  9. 如申請專利範圍第8項之對準膜，其中該一或多個非平面具有其中透鏡形狀以一個方向延伸之形狀。
  10. 如申請專利範圍第8項之對準膜，其中各個凸塊的寬度為0.05μm至10μm。
  11. 如申請專利範圍第8項之對準膜，其中各個凸塊的間距為0.05μm至20μm。
  12. 如申請專利範圍第8項之對準膜，其中各個凸塊的高度為0.01μm至5μm。
  13. 如申請專利範圍第8項之對準膜，其中該一或多個非平面具有以一個方向延伸之透鏡形狀，且該凸塊具有其中由透鏡形狀的延伸方向和凸塊之直線形狀的延伸方向所形成之角度為0°至90°的直線形狀。
  14. 一種製造液晶(LC)透鏡用之對準膜之方法，該方法包含：在待轉錄在平面上之層上形成包含凸塊之圖案，該凸塊具有表示的液晶對準性能之尺寸；及將其上形成有圖案之該待轉錄層的表面形成為非平面，其中該一或多個非平面為透鏡形，且該透鏡形狀包含凸透鏡形狀、凹透鏡形狀、或菲涅耳(Fresnel)透鏡形狀。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其進一步包含：在將該其上形成有圖案之該待轉錄層的表面形成為非 平面之前，在該圖案上形成支撐層。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法，其進一步包含：在將其上形成有圖案之該待轉錄層的表面形成為非平面之後，移除該支撐層。
  17. 一種製造液晶(LC)透鏡用之對準膜之方法，該方法包含：將申請專利範圍第1項之模具的轉錄圖案轉錄在待轉錄物件上。
  18. 一種製造模具之方法，其包含：在待轉錄在平面上之層上形成包含凸塊之圖案，該凸塊具有表示液晶對準性能之尺寸；將其上形成有圖案之該待轉錄層的表面形成為非平面，其中該一或多個非平面為透鏡形，且該透鏡形狀包含凸透鏡形狀、凹透鏡形狀、或菲涅耳(Fresnel)透鏡形狀；及將該非平面之形狀轉錄在待轉錄物件上。
  19. 一種製造液晶(LC)膜之方法，其包含：藉由將液晶(LC)材料注入申請專利範圍第8項之對準膜的非平面上來形成液晶(LC)層。
  20. 如申請專利範圍第19項之方法，其進一步包含：在液晶(LC)層上形成對準層。
  21. 如申請專利範圍第20項之方法，其中該對準層係藉由細直線圖案對準法、光學對準法、或摩擦對準法形成。
  22. 如申請專利範圍第20項之方法，其中該對準層 表示液晶對準性能，且對準層之對準方向對應於配置在對準層下面之液晶(LC)層的凸塊之對準方向。
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