專利名稱：配向膜和制造配向膜的方法、延遲膜和制造延遲膜的方法
技術領域：
這里的技術涉及用于對液晶單體進行配向的配向膜(alignment film)以及制造該配向膜的方法。另外，這里的技術還涉及使光的偏振態(tài)改變的延遲膜(retardationfilm)以及制造該延遲膜的方法。
背景技術：
已有一種類型的立體圖像顯示器使用偏振眼鏡，其中，左眼像素和右眼像素發(fā)射具有不同偏振態(tài)的光。在這樣的顯示器中，當觀看者佩戴偏振眼鏡的時候，從每個左眼像素發(fā)射的光只能入射到左眼上，而從每個右眼像素發(fā)射的光只能入射到右眼上，從而使觀看者能夠看到立體圖像。
例如，日本專利No. 3360787公開了使用延遲膜來使左眼像素和右眼像素能夠發(fā)射具有不同偏振態(tài)的光。這種延遲膜具有與左眼像素相對應的第一延遲區(qū)域和與右眼像素相對應的第二延遲區(qū)域，每個第一延遲區(qū)域具有沿第一方向的慢軸(slow axis),每個第二延遲區(qū)域具有沿第二方向的慢軸，第二方向不同于第一方向。

發(fā)明內容
上述延遲膜是以例如下述方式形成的。首先，向膜基體的表面涂敷UV固化樹脂，并且二者之間具有易于粘合的層；然后把圖案傳遞到所涂敷的UV固化樹脂上，從而形成配向膜，該配向膜在膜基體上具有配向層。然后，液晶單體被涂敷到配向膜上，所涂敷的液晶單體被加熱固化，從而形成延遲膜，該延遲膜在配向膜上具有延遲層。這樣，形成延遲膜需要花費許多處理步驟。最近，已經試圖例如通過熔融擠出(melt extrusion)處理來直接在膜基體上提供具有配向功能的圖案，以減少處理步驟的數目。但是在熔融擠出處理中，模制應變(moldingstrain)在冷卻過程中產生，并且留在膜基體內，給基體膜造成了模制之后隨著時間流逝的尺寸收縮。這種尺寸收縮的長期發(fā)展與延遲膜被安裝在顯示器上之后延遲區(qū)與像素之間相對位置關系的改變是具體對應的。這可能大大影響立體性能，造成銷量下降。因此，在把延遲膜安裝在顯示器上之后，膜基體的尺寸尤其需要穩(wěn)定。這樣，盡管熔融擠出處理實現了處理步驟數目的減少，但是熔融擠出處理不能使膜基體的尺寸穩(wěn)定。希望提供一種制造配向膜的方法以及制造延遲膜的方法，它們各自能夠在減少處理步驟數目的同時使膜基體的尺寸能夠穩(wěn)定。另外，還希望提供由這些方法所形成的配向膜和延遲膜。根據本發(fā)明實施例的一種制造配向膜的方法包括在低于基體膜的玻璃轉化溫度的溫度下，把母版直接壓到基體膜的表面，所述母版的表面上具有納米量級的精細線狀凹凸結構，從而把與母版上的凹凸結構相對應的圖案傳遞到基體膜的表面。根據本發(fā)明實施例的一種制造延遲膜的方法包括在低于基體膜的玻璃轉化溫度的溫度下，把母版直接壓到基體膜的表面，所述母版的表面上具有納米量級的精細線狀凹凸結構，從而把與母版上的凹凸結構相對應的圖案傳遞到基體膜的表面；把包含液晶單體的溶液直接撒布在基體膜的、具有該圖案的表面上以給液晶單體進行配向，然后使經過配向的液晶單體聚合。在根據本發(fā)明這些實施例制造配向膜的方法和制造延遲膜的方法中，母版在其表面上具有納米量級的精細線狀凹凸結構，該母版在低于基體膜的玻璃轉化溫度的溫度下直接壓到基體膜的表面。這樣能夠以不在基體膜內留下沿面內方向的模制應變的方式形成凹凸結構。另外，與在基體膜上形成配向膜的情形相比，這樣還能在較少數目的處理步驟中形成配向膜。根據本發(fā)明實施例的配向膜包括基體膜表面上的、納米量級的精細線狀凹凸結構。該凹凸結構是通過下述方式形成的在低于基體膜的玻璃轉化溫度的溫度下，把母版直接壓到基體膜的表面，其中，母版的表面上具有與該凹凸結構相對應的圖案。根據本發(fā)明實施例的延遲膜，包括基體膜，該基體膜在其表面上具有納米量級的精細線狀凹凸結構；延遲層，該層與基體膜的表面直接接觸，并具有與基體膜上的凹凸結構相對應的慢軸。該凹凸結構是通過下述方式形成的在低于基體膜的玻璃轉化溫度的溫度下，把母版直接壓到基體膜的所述表面，其中，母版的表面上具有與該凹凸結構相對應的圖案。在根據本發(fā)明這些實施例的配向膜和延遲膜中，母版的表面上具有納米量級的精細線狀凹凸結構，配向膜是通過把該母版在低于基體膜的玻璃轉化溫度的溫度下直接壓到基體膜的表面而形成的。結果，幾乎沒有面內方向的模制應變留在配向膜內。另外，在本發(fā)明的這些實施例中，在基體膜的表面上直接形成凹凸結構。因此，與在基體膜上形成配向膜的情形相比，能夠在較少數目的處理步驟中形成配向膜。根據本發(fā)明的實施例中制造配向膜的方法和制造延遲膜的方法，在基體膜內幾乎不留下面內方向的模制應變的情況下形成凹凸結構，并在較少數目的處理步驟中形成配向膜。這樣在減少處理步驟的數目的同時使膜基體的尺寸能夠穩(wěn)定。另外，上述這些方法還能夠在與過去相比較少數目的處理步驟中提供配向膜和延遲膜，每個膜包括具有穩(wěn)定尺寸的膜基體。應當理解，前文的概略說明以及下文的詳細說明都是示例性的，意圖在于提供對所要求保護的技術的進一步解釋。


附圖被包括進來提供對于公開內容的進一步理解，它們包含于這份說明書中并構成其組成部分。附示了一些實施例，并與說明書一起用來解釋這種技術的原理。圖I的立體示了根據本發(fā)明實施例的顯示器的示例性構造以及偏振眼鏡。圖2的截面示了圖I所示顯示器的示例性內部構造。圖3的立體示了圖2所示延遲膜的示例性構造。圖4的曲線圖用于說明基體膜的塑性形變量的測量方法。圖5A至圖5C的表格圖示了根據本發(fā)明的示例的基體膜的塑性形變量的示例。圖6A和圖6B的表格圖示了根據對比示例的基體膜的塑性形變量的示例。圖7A和圖7B的示意示了圖3所示配向膜的示例性構造。
圖8的示意示了圖3所示延遲膜的示例性慢軸。圖9A和圖9B的概念示了圖3所示右眼延遲區(qū)域和左眼延遲區(qū)域各自的示例性慢軸，以及其他光學部件的慢軸或透射軸。圖10的立體示了圖I所示偏振眼鏡的右眼光學器件和左眼光學器件各自的示例性構造。圖11的示意示了制造圖7A和圖7B所示配向膜的示例性方法。
圖12的示意示了制造圖3所示延遲膜的示例性方法。圖13A和圖13B的概念圖用于說明右眼在觀看圖I所示顯示器上的圖像時透射軸和慢軸的示例。圖14A和圖14B的概念圖用于說明右眼在觀看圖I所示顯示器上的圖像時透射軸和慢軸的另一示例。圖15A和圖15B的概念圖用于說明左眼在觀看圖I所示顯示器上的圖像時透射軸和慢軸的示例。圖16A和圖16B的概念圖用于說明左眼在觀看圖I所示顯示器上的圖像時透射軸和慢軸的另一示例。圖17的曲線示了根據本發(fā)明的示例和對比示例各自的配向膜的尺寸改變率示例。
具體實施例方式下面將參考附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。要指出的是，說明是以下述順序進行的。I.實施例I. I顯示器的構造I. 2偏振眼鏡的構造I. 3制造方法I. 4基本操作I. 5 效果2.修改形式[I.實施例][I. I顯示器I的構造]圖I立體地圖示了根據本發(fā)明實施例的顯示器I以及下文所述的偏振眼鏡2。圖2圖示了圖I所示顯示器I的示例性截面構造。顯示器I是偏振眼鏡類型的顯示器，它向在眼球前方佩戴偏振眼鏡2的觀看者(未示出)顯示立體圖像。顯示器I包括依次堆疊的背光單元10、液晶顯示面板20和延遲膜30。在顯示器I中，延遲膜30的表面對應于朝著觀看者的圖像顯示表面1A。在該實施例中，顯示器I被布置成使得圖像顯示表面IA與垂直表面(豎直表面)平行。圖像顯示表面IA例如具有矩形形狀，其中，圖像顯示表面IA的縱長方向平行于水平方向(在該圖中是y軸方向)。觀看者在其眼球前方佩戴偏振眼鏡2的同時觀看圖像顯示表面1A。偏振眼鏡2是圓偏振類型的，顯示器I是用于圓偏振眼鏡的顯示器。
(背光單元10)背光單元10從背面照明液晶顯示面板20，并且例如包括都沒有示出的反射器、光源和光學片。反射器使從光源發(fā)射的光向著光學片返回，并具有對光進行反射、散射和漫射的功能。光源的示例包括以等間距平行排列的多個線狀光源，以及二維排列的多個點光源。應當注意，線狀光源的示例包括熱陰極熒光燈(HCFL)和冷陰極熒光燈(CCFL)。點光源的示例包括發(fā)光二極管(LED)。光學片可以使來自光源的光的面內照明分布均勻，并可以把來自光源的光的發(fā)散角度或偏振態(tài)調節(jié)到所需范圍內，并且例如可以包括漫射器板、漫射器片、棱鏡片、反射式偏振器件、延遲片等。應當注意，光源可以是邊緣發(fā)光的類型。在此情形下，根據需要使用導光板或導光膜。(液晶顯示面板20)液晶顯示面板20是透射式顯示面板，包括二維布置的多個像素，并通過響應于圖像信號而驅動像素來顯示圖像。例如，如圖2所示，液晶顯示面板20從離背光單元10近的 那側起依次包括偏振器21A、透明基板22、像素電極23、配向膜24、液晶層25、配向膜26、公共電極27、彩色濾光器28、透明基板29和偏振器21B。偏振器21A是布置在液晶顯示面板20的光入射側的偏振片，偏振器21B是布置在器光發(fā)射側的偏振片。偏振器21A和21B各自是光學快門類型的，并且透射沿特定振動方向的光(偏振光)。例如，偏振器2IA和2IB各自被布置成使得它們的偏振軸彼此相差預定的角度(例如90度)，使得從背光單元10發(fā)射的光被液晶層透射或阻斷。應當注意，偏振片不限于片狀的形狀。偏振器21A的透射軸的方向被設定在下述范圍內該范圍能夠使從背光單元10發(fā)射的光透射。例如，在從背光單兀10發(fā)射的光的偏振軸沿著垂直方向的情形下,偏振器21A的偏振軸也沿著垂直方向。在從背光單元10發(fā)射的光的偏振軸沿著水平方向的情形下，偏振器21A的偏振軸也沿著水平方向。應當注意，從背光單元10發(fā)射的光可以是圓偏振光、橢圓偏振光、或者非偏振光，而不限于線偏振光。偏振器21B的透射軸的方向被設定在下述范圍內該范圍能夠使由液晶顯示面板20透射的光透射。例如，在偏振器21A的偏振軸沿水平方向的情形下，偏振器21B的偏振軸沿與偏振器21A的偏振軸正交的方向(垂直方向)。另外，例如，在偏振器21A的偏振軸沿垂直方向的情形下，偏振器21B的偏振軸沿與偏振器21A的偏振軸正交的方向(水平方向)。應當注意，偏振軸是透射軸的同義詞。透明基板22和29通常對于可見光透明。應當注意，背光單元10那側的透明基板22例如具有有源驅動電路、配線等，所述有源驅動電路包括作為驅動器件而電連接到像素電極23的薄膜晶體管(TFT)。像素電極23例如包括銦錫氧化物(ITO)，并被用作個體像素的電極。配向膜24和26各自包括聚合物材料(例如聚酰亞胺)，并用來對液晶進行配向。液晶層25包括液晶，例如垂直配向(VA)模式、面內開關(IPS)模式、扭曲向列(TN)模式或超扭曲向列(TN)模式的液晶。液晶層25具有這樣的功能響應于從未圖示的驅動電路所施加的電壓，對于每個像素，把從背光單元10發(fā)射的光透射或阻斷。公共電極27例如包括ΙΤ0,并且用作那些像素電極23所共用的配對電極。彩色濾光器28包括與像素電極23對應地布置的多個濾光器部分28A以及與像素電極23的周邊區(qū)域對應地布置的黑矩陣部分28B。濾光器部分28A是光透射性的，并且執(zhí)行把從背光單元10發(fā)射的光分離成例如紅色、綠色和藍色的色彩分離。黑矩陣部分28B具有光阻斷特性。液晶顯示面板20面對濾光器部分28A的各個部分構成了液晶顯示面板20的像素20A，濾光器部分28A布置在像素20A中與圖像顯示表面IA更接近的那側。(延遲膜30)現在說明延遲膜30。圖3立體地圖示了延遲膜30的示例性構造。延遲膜30使由液晶顯示面板20的偏振器21B透射的光的偏振 態(tài)改變。延遲膜30由粘合劑(未示出)等粘接到液晶顯示面板20的光發(fā)射側的表面(偏振器21B)。例如，如圖2和圖3所示，延遲膜30從離圖像顯示表面IA近的那側起依次包括配向膜31和延遲層32。應當注意，配向膜31和延遲層32也可以從離液晶顯示面板20近的那側起以此順序布置，但是這種情況沒有示出。配向膜31由具有預定特性的樹脂膜來構造。例如，配向膜31可以是具有該預定特性的單層樹脂，也可以是多層樹脂膜，所述多層樹脂膜在其頂面上包括具有該預定特性的樹脂層。這里，“預定特性”指的是下述特性當具有136度的面角(facial angle)的金剛石點陣(diamond lattice)被以一個力(該力足以使金剛石點陣能夠到達基體膜的表面層中的塑性形變區(qū))壓到基體膜(單層樹脂膜或者在頂面上包括該樹脂層的多層樹脂膜)的表面中、然后解除該壓力時，留在基體膜中的塑性形變量滿足以下表達式(I)。應當注意，對該預定特性的測量是在配向膜31的表面上形成凹凸結構(concavity-convexity)之前，在膜(下文所述的基體膜31D)上執(zhí)行的。這里，“足以到達塑性形變區(qū)的力”例如是ImN或更大。Dp ^ O. 25 XDmax ... (I)Dp :在解除該壓力后留在基體膜31D中的塑性形變量。Dmax :當以ImN的力把金剛石點陣壓到基體膜31D的表面中之后最大的壓制形變量?？梢杂肰ickers硬度測試儀來測量表達式(I)中的Dp和Dmax。例如，如圖4所示，壓力從零(圖中的A)逐漸增大到lmN(圖中的B)。在壓力到達ImN之后，使該壓力逐漸減小到零(圖中的C)。在此操作期間，連續(xù)地測量塑性形變量(位移)。表達式(I)中的Dmax是通過在圖中的B點(在該處，壓力達到ImN)處測量位移而獲得的值。表達式(I)中的Dp是通過在圖中的C點(在該處，壓力被解除并減小到OmN)處測量位移而獲得的值。如圖5A至圖5C所示，滿足表達式⑴的材料的示例包括環(huán)烯基樹脂(例如環(huán)烯聚合物(COP)和環(huán)烯共聚物(COC))以及熱塑性樹脂(例如聚碳酸酯(PC))。如圖6A和圖6B所示，不滿足表達式(I)的材料的示例包括聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)和三醋酸纖維素(TAC)。配向膜31是通過非加熱直接傳遞處理或低溫加熱直接傳遞處理而形成的。這里，“非加熱”表示在傳遞過程中并不有意地執(zhí)行由加熱器等進行的加熱，“低溫加熱”表示在傳遞過程中，在低于基體膜31D的玻璃轉化溫度(glass transition temperature)的溫度下執(zhí)行加熱。“直接傳遞處理”表示下述處理把母版(master)上的凹凸結構直接壓制到基體膜的表面，并通過塑性形變而把與母版上的凹凸結構相對應的圖案傳遞到基體膜的該表面。注意，下文中將詳細說明非加熱直接傳遞處理和低溫加熱直接傳遞處理。配向膜31具有把可配向材料(例如液晶)沿特定方向進行配向的功能。例如，如圖3和圖7A所示，在配向膜31的位于延遲層32那側的表面上，配向膜31具有兩種類型的配向區(qū)域(右眼配向區(qū)域31A和左眼配向區(qū)域31B)，這些區(qū)域具有不同的配向方向。例如，右眼配向區(qū)域31A和左眼配向區(qū)域31B各自具有沿一個共同方向(水平方向)延伸的帶狀形狀，并且在右眼配向區(qū)域31A和左眼配向區(qū)域31B的短邊方向(垂直方向)上交替地布置。右眼配向區(qū)域31A和左眼配向區(qū)域31B與液晶顯示面板20的像素相對應地布置，例如以與液晶顯示面板20的短邊方向(垂直方向)上的像素間距(pitch)相對應的間距來排列。例如，如圖7A和圖7B所示，每個右眼配向區(qū)域31A包括多個溝槽VI，每個溝槽Vl的延伸方向與偏振器2IB的偏振軸AX3以45度角相交。另一方面，例如，如圖7A和圖7B所示，每個左眼配向區(qū)域31B包括多個溝槽V2，每個溝槽V2的延伸方向與偏振器21B的偏振軸AX3以45度角相交并與溝槽Vl的延伸方向正交。例如，如圖7B所示，在偏振器21B的偏振軸AX3沿水平或垂直方向的情形下，溝槽Vl和V2各自沿傾斜(45度)方向延伸。在 偏振器21B的偏振軸處于傾斜(45度)方向的情形下，每個溝槽Vl例如沿水平方向延伸，而每個溝槽V2例如沿垂直方向延伸，但這種情形沒有示出。每個溝槽Vl和V2可以沿一個方向線狀地延伸，也可以例如在起伏或蜿蜒的同時沿一個方向延伸。每個溝槽Vl和V2的截面形狀例如是V形。每個溝槽Vl和V2的間距優(yōu)選為較小，優(yōu)選為在納米量級(小于一微米)。每個溝槽Vl和V2的深度優(yōu)選為間距的五分之一或更大。但是為了易于制造，每個溝槽Vl和V2的間距優(yōu)選為50nm或更大并且小于I μ m，其深度優(yōu)選為IOnm或更大并且小于250nm。如果每個溝槽Vl和V2的深度小于間距的五分之一，則難以在生產過程中正確地對液晶單體進行配準。如果每個溝槽Vl和V2的深度是Iym或更大，則由于基體膜與液晶層之間的折射率差異，容易發(fā)生輕微的渾濁(haze)。延遲層32是具有光學各向異性的薄層。延遲層32被設置成與配向膜31 (右眼配向區(qū)域31A和左眼配向區(qū)域31B)的表面直接接觸。延遲層32具有慢軸，這些慢軸對應于配向膜31上的凹凸結構。例如，如圖3所示，延遲層32具有兩種類型的延遲區(qū)域(右眼延遲區(qū)域32A和左眼延遲區(qū)域32B)，這些區(qū)域具有不同的慢軸方向。右眼延遲區(qū)域32A被設置成與右眼配向區(qū)域31A直接接觸，左眼延遲區(qū)域32B被設置成與左眼配向區(qū)域31B直接接觸。例如，如圖3所示，右眼延遲區(qū)域32A和左眼延遲區(qū)域32B各自具有沿一個共同方向(水平方向)延伸的帶狀形狀，并且在右眼延遲區(qū)域32A和左眼延遲區(qū)域32B的短邊方向(垂直方向)上交替地布置。右眼延遲區(qū)域321A和左眼延遲區(qū)域32B與液晶顯示面板20的像素相對應地布置，例如以與液晶顯示面板20的短邊方向(垂直方向)上的像素間距相對應的間距來排列。例如，如圖3和圖8所示，每個右眼延遲區(qū)域32A具有慢軸AX1，慢軸AXl的方向與偏振器21B的偏振軸AX3以45度相交。另一方面，如圖3和圖8所示，每個左眼延遲區(qū)域32B具有慢軸AX2，慢軸AX2的方向與偏振器21B的偏振軸AX3以45度相交并與慢軸AXl正交。例如，如圖8所示，在偏振器21B的偏振軸AX3沿垂直或水平方向的情形下，慢軸AXl和AX2各自沿傾斜(45度)方向。在偏振器21B的偏振軸處于傾斜(45度)方向的情形下，慢軸AXl例如沿水平方向延伸，而慢軸AX2例如沿垂直方向延伸，但這種情形沒有示出。慢軸AXl沿著溝槽Vl的延伸方向，而慢軸AX2沿著溝槽V2的延伸方向。
此外，例如，如圖9A和圖9B所示，慢軸AXl的方向與偏振眼鏡2的右眼延遲片41A(下文中說明)的慢軸AX4的方向相同，而與偏振眼鏡2的左眼延遲片42A(下文中說明)的慢軸AX5的方向不同。另一方面，例如，慢軸AX2的方向與慢軸AX5的方向相同，而與慢軸AX4的方向不同。延遲層32例如由經過聚合的聚合物液晶材料構成。換言之，在延遲層32中，液晶分子的配向狀態(tài)是固定的。聚合物液晶材料包括根據下述參數而選擇的材料相變溫度(液晶相一各向同性相)、液晶材料的折射率的波長色散特性、粘度特性、處理溫度等。
在延遲層32中，在每個溝槽Vl與每個右眼延遲區(qū)域32A的界面附近，液晶分子的長軸沿著溝槽Vl的延伸方向排列；在每個溝槽V2與每個左眼延遲區(qū)域32B的界面附近，液晶分子的長軸沿著溝槽V2的延伸方向排列。具體而言，液晶分子的配向由溝槽Vl和V2各自的延伸方向和形狀來控制，從而設定左眼延遲區(qū)域32A和右眼延遲區(qū)域32B各自的光軸。另外，延遲層32的右眼延遲區(qū)域32A和左眼延遲區(qū)域32B的組成材料、厚度等被調節(jié)，從而設定右眼延遲區(qū)域32A和左眼延遲區(qū)域32B各自的延遲值。如果基體31也具有延遲，則優(yōu)選地也考慮基體31的延遲來設定該延遲值。應當注意，右眼延遲區(qū)域32A和左眼延遲區(qū)域32B由相同材料構成并具有相同的厚度，使它們的延遲的絕對值彼此相等。[I. 2偏振眼鏡2]現在參考圖I和圖10來說明偏振眼鏡2。偏振眼鏡2由觀看者(未示出)佩戴在其眼球前方，并由觀看者用來觀看顯示器I的圖像顯示表面IA上出現的圖像。偏振眼鏡2例如是圓偏振眼鏡。例如，如圖I所示，偏振眼鏡2包括右眼光學器件41、左眼光學器件42和框架43?？蚣?3支撐右眼光學器件41和左眼光學器件42。例如，如圖I所示，框架43具有(但不限于)使觀看者(未示出)能夠把框架43懸在其鼻子和耳朵上的形狀。右眼光學器件41和左眼光學器件42在面對顯示器I的圖像顯示表面IA的時候被使用。盡管如圖I所示，右眼光學器件41和左眼光學器件42優(yōu)選地以盡可能被布置在一個水平面中的方式來使用，但是右眼光學器件41和左眼光學器件42也可以以布置在略微傾斜的平面中的方式來使用。例如，如圖10所示，右眼光學器件41包括右眼延遲片41A和偏振片41B。右眼延遲片41A和偏振片41B從顯示器I更近那側起依次布置。另一方面，如圖10所示，左眼光學器件42包括左眼延遲片42a和偏振片42B。左眼延遲片42A和偏振片42B從離顯示器I更近那側起依次布置。右眼光學器件41和左眼光學器件42各自可以具有除了上述示例部件之外的部件。例如，可以在右眼光學器件41和左眼光學器件42各自的逛發(fā)射側(觀看者那側)的表面上設置保護膜(未示出)或用于保護的涂層(未示出)，該膜或涂層防止在偏振片41B和42B各自破裂的時候破片刮擦到觀看者的眼球。例如，如圖10所示，右眼光學器件41和左眼光學器件42可以各自具有平板狀的形狀?；蛘撸@些光學器件41和42可以各自具有向光入射方向突出的彎曲形狀(未示出)。偏振片41B和42B各自透射沿特定振動方向的光(偏振光)。例如，如圖9A和圖9B所示，偏振片41B和42B的偏振軸AX6和AX7各自沿著與顯示器I的偏振器21B的偏振軸AX3正交的方向。例如，如圖9A所示，在偏振器2IB的偏振軸AX3沿著垂直方向的情形下，偏振軸AX6和AX7各自沿水平方向。例如，如圖9B所示，在偏振器2IB的偏振軸AX3沿著水平方向的情形下，偏振軸AX6和AX7各自沿垂直方向。在偏振器2IB的偏振軸AX3沿傾斜(45度)方向的情形下，偏振軸AX6和AX7各自沿與該45度方向正交的方向(_45度方向)，但是該情形沒有示出。
右眼延遲片41A和左眼延遲片42A各自是具有光學各向異性的薄層或膜。如圖9A和圖9B所示，右眼延遲片41A的慢軸AX4的方向與偏振軸AX6以45度相交。如圖9A和圖9B所示，左眼延遲片42A的慢軸AX5的方向與偏振軸AX7以45度相交并與慢軸AX4正交。例如，如圖9A和圖9B所示，在偏振軸AX6和AX7各自沿水平或垂直方向的情形下，慢軸AX4和AX5各自的方向與水平和垂直方向中的每一者相交。在偏振軸AX6和AX7各自沿傾斜(45度)方向的情形下，慢軸AX4例如沿水平方向，而慢軸AX5例如沿垂直方向，但是這種情形沒有示出。慢軸AX4的方向與右眼延遲區(qū)域32A的慢軸AXl的方向相同，并與左眼延遲區(qū)域32B的慢軸AX2的方向不同。另一方面，慢軸AX5的方向與慢軸AX2的方向相同，并與慢軸AXl的方向不同。[I. 3制造方法]現在說明制造延遲膜30的示例性方法。下面首先說明制造與延遲膜30的基體相對應的配向膜31的示例性方法。然后說明使用配向膜31制造延遲膜30的示例性方法。(制造配向膜31的方法)圖11圖示了制造配向膜31的示例性方法。圖11所示制造設備100包括輥狀母版Iio和與輥狀母版110相對的壓送輥(nip roll) 120。制造設備100還包括把基體膜31D展開的輥子130，以及把所制造的配向膜31卷起來的輥子140。輥狀母版110在其表面上具有與配向膜31的表面上的凹凸結構相對應的圖案。具體而言，輥狀母版110在其表面上具有多個第一區(qū)域和多個第二區(qū)域，這些第一區(qū)域包括沿第一方向延伸的凹凸結構，這些第二區(qū)域包括沿與第一方向相交的第二方向延伸的凹凸結構。第一和第二區(qū)域各自具有帶狀形狀，并且交替地布置在輥狀母版110的表面上。第一區(qū)域具有與右眼配向區(qū)域31A上的凹凸結構相反的圖案，第二區(qū)域具有與左眼配向區(qū)域31B上的凹凸結構相反的圖案。換言之，輥狀母版110在其表面上具有納米量級的精細線狀凹凸結構?；w膜31D被插入輥狀母版110與壓送輥120之間，配向膜31的表面上尚不具有凹凸結構。輥狀母版110和壓送輥120各自由通常的壓制材料構成，例如用于一般結構的碳鋼，以及用于高壓壓制的不銹鋼SUS和軸承鋼。壓送輥120的表面可以由樹脂(例如氟樹脂)、硅酮、尼龍和聚乙烯的涂層覆蓋，該涂層的厚度例如是幾十納米。這樣的涂層有助于在壓送輥120的寬度方向上施加均勻的壓力?；w膜31D由具有上述“預定特性”的樹脂膜構成。例如，基體膜31D可以是具有該“預定特性”的單層樹脂膜，也可以是多層樹脂膜，該多層樹脂膜在其頂面上包含具有該“預定特性”的樹脂層?；w膜31D具有的厚度比在配向膜31的表面上形成的圖案的深度大得多，例如，具有的厚度達配向膜31的表面上形成的圖案的深度的十倍。例如，在配向膜31的表面上形成的圖案的深度小于250nm的情形下，基體膜31D可以具有100 μ m的厚度，該厚度對應于配向膜31的表面上形成的圖案的深度的約400倍。
在使用“非加熱直接傳遞處理”的情形下，輥狀母版110和壓送輥120不被加熱器等有意地加熱。因此在這種情形下，輥狀母版Iio和壓送輥120各自的溫度低于基體膜31D的玻璃轉化溫度。在使用“低溫加熱直接傳遞處理”的情形下，輥狀母版110和壓送輥120中的一者或兩者由加熱器等有意地加熱。但是，輥狀母版110和壓送輥120各自的溫度低于基體膜31D的玻璃轉化溫度。如上所述，在使用上述這些處理中任一者的情形下，輥狀母版110和壓送輥120各自的溫度都低于基體膜31D的玻璃轉化溫度。在制造設備100中，基體膜31D首先從輥子130展開，并被插入到輥狀母版110與壓送輥120之間的空間中。在制造設備100中，基體膜31D然后被夾在輥狀母版110與壓送輥120之間，使得輥狀母版110的表面上的凹凸結構被直接壓到基體膜31D的表面上。在該操作過程中，在制造設備100中，輥狀母版110的凹凸結構以200至500kgf/cm或更大的線壓力被壓到基體膜31D的表面。此外，在制造設備100中，凹凸結構還在低于基體膜31D的玻璃轉化溫度的溫度下被壓制。滿足表達式(I)的樹脂膜或樹脂層被用于基體膜31D。結果，即使基體膜31D不被·加熱到等于或高于基體膜31D的玻璃轉化溫度的溫度，輥狀母版110上的凹凸結構也以等于或高于上述線壓力的線壓力被壓到基體膜31D的表面，使基體膜31D的表面塑性形變，因而制造設備100能夠使與輥狀母版110上的凹凸結構相對應的圖案傳遞到基體膜31D的表面。這樣制造了配向膜31。在制造設備100中，所制造的配向膜31然后被卷繞在輥子140上。(制造延遲膜30的方法)圖12圖示了制造延遲膜30的示例性方法。圖12所示制造設備200包括滴落液晶的排放器210、對所滴落的液晶進行加熱以進行配向的加熱器220、以及使經過配向的液晶固化的紫外照射器230。制造設備200還包括把配向膜31展開的輥子240以及把所制造的延遲膜30卷起來的輥子250。在制造設備200中，配向膜31首先從輥子240展開。然后，在制造設備200中，含有液晶單體的液晶210A從排放器210滴到所展開的配向膜31的表面上以形成液晶層32D。然后，在制造設備200中，涂敷到配向膜31的表面上的液晶層32D中的液晶單體由加熱器220配向(加熱)，然后液晶層32D被逐漸冷卻到略低于相變溫度的溫度。因而，液晶單體按照配向膜31的表面上設置的多個溝槽Vl和V2的圖案而配向。換言之，液晶單體沿著多個溝槽Vl和V2的延伸方向而配向。然后，在制造設備200中，從UV照射器230向經過配向的液晶層32D施加紫外線，以使液晶層32D中的液晶單體聚合。注意，盡管該處理溫度通常接近室溫，但是也可以使該溫度升高到相變溫度或者更低的溫度，以調節(jié)延遲值。因而，液晶分子的配向狀態(tài)被固定成沿著多個溝槽Vl和V2的延伸方向，從而形成延遲層32 (右眼延遲區(qū)域32A和左眼延遲區(qū)域32B)。然后，在制造設備200中，延遲膜30被卷繞在輥子250上。盡管已經結合使用輥子來制造配向膜31和延遲膜30的示例情形進行了上述說明，但是也可以以板料送進(sheet-feeding)方式或者使用板狀的母版來制造配向膜31和延遲膜30。[I. 4基本操作]現在將參考圖13A至圖16B說明由該實施例的顯示器I進行圖像顯示的示例性基本操作。首先，在從背光單元10施加的光入射到液晶顯示面板20上時，包括右眼圖像和左眼圖像的視差(parallax)信號被輸入到液晶顯示面板20作為圖像信號。響應于此，右眼圖像光LI從奇數編號的線上的像素輸出(圖13A和圖13B，或者圖14A和圖14B)，左眼圖像光L2從偶數編號的線上的像素輸出(圖15A和圖15B，或者圖16A和圖16B)。注意，盡管右眼圖像光LI和左眼圖像光L2實際上是混合地輸出的，但是為了便于說明，在圖13A至圖16B中，右眼圖像光LI和左眼圖像光L2被畫成分開的。然后，右眼圖像光LI和左眼圖像光L2由延遲膜30的右眼延遲區(qū)域32A和左眼延遲區(qū)域32B分別轉換成橢圓偏振光。經過轉換的橢圓偏振光由延遲膜30的配向膜31透射，然后經過顯示器I的圖像顯示表面輸出到外側。然后，輸出到顯示器I外側的光進入偏振眼鏡2，并由右眼延遲片41A和左眼延遲片42A從橢圓偏振光轉換成線偏振光，然后進入偏振眼鏡的偏振片41B和42B。·在此狀態(tài)下，在入射到偏振片41B和42B上的光中，與右眼圖像光LI對應的光的偏振軸平行于偏振片41B的偏振軸AX6 (圖13A和圖14A)，并與偏振片42B的偏振軸AX7正交(圖13B和圖14B)。因此，在入射到偏振片41B和42B的光中，與右眼圖像光LI對應的光只由偏振片41B透射，然后到達觀看者的右眼(圖13A和圖13B，或者圖14A和圖14B)。另一方面，在入射到偏振片41B和42B上的光中，與左眼圖像光L2對應的光的偏振軸與偏振片41B的偏振軸AX6正交(圖15A和圖16A),并與偏振片42B的偏振軸AX7平行(圖15B和圖16B)。因此，在入射到偏振片41B和42B的光中，與左眼圖像光L2對應的光只由偏振片42B透射，然后到達觀看者的左眼(圖15A和圖15B，或者圖16A和圖16B)。這樣，與右眼圖像光LI對應的光到達觀看者的右眼，而與左眼圖像光L2對應的光到達觀看者的左眼。結果，觀看者在視覺上察覺到該圖像就像是立體地顯示在顯示器I的圖像顯示表面上。[I. 5 效果]在過去，UV固化樹脂首先被涂敷到膜基體的表面上，二者之間具有易于粘合的層；然后把圖案傳遞到所涂敷的UV固化樹脂上，從而形成配向膜，該配向膜在膜基體上具有配向層。然后，液晶單體被涂敷到配向膜上，所涂敷的液晶單體被加熱固化，從而形成延遲膜，該延遲膜在配向膜上具有延遲層。這樣，以前形成延遲膜的方法需要花費許多處理步驟。最近，已經試圖例如通過熔融擠出處理來直接在膜基體上提供具有配向功能的圖案，以減少處理步驟的數目。但是在熔融擠出處理中，模制應變在冷卻過程中產生，并且留在膜基體內，給基體膜造成了模制之后隨著時間流逝的尺寸收縮。例如，如圖17所示，在熔融擠出處理中，尺寸收縮是在傳遞之后的初始階段急劇地發(fā)生，然后隨著時間的流逝而平緩地發(fā)展。注意，在圖17所示示例的初始階段，尺寸改變率約為I. 2%這種尺寸收縮的長期發(fā)展與延遲膜被安裝在顯示器上之后延遲區(qū)與像素之間相對位置關系的改變是具體對應的。這可能大大影響立體性能，造成銷量下降。因此，在把延遲膜安裝在顯示器上之后，膜基體的尺寸尤其需要穩(wěn)定。這樣，盡管熔融擠出處理實現了處理步驟數目的減少，但是熔融擠出處理不能使膜基體的尺寸穩(wěn)定。相反，在本實施例中，輥狀母版110在其表面上具有納米量級的精細線狀凹凸結構，在配向膜31的生產過程中，該母版在低于基體膜31D的玻璃轉化溫度的溫度下被直接壓到基體膜31D的表面。這使得能夠以在基體膜31D內幾乎不留下面內方向模制應力的方式來形成凹凸結構。例如，如圖17所示，盡管在直接轉移處理中轉移之后的初始階段發(fā)生了輕微的尺寸改變，但在此之后就不隨時間而發(fā)生尺寸改變。在圖17的示例中，初始的尺寸改變率小至O. 15%，大約是熔融擠出處理中的初始尺寸改變率的八分之一。因此通過直接傳遞處理實現了配向膜31尺寸的穩(wěn)定。另外，通過該方式，與過去在基體膜上形成配向膜的方法相比，還能用稍稍數目的處理步驟形成配向膜31，并能夠使用更少類型的材料。因此，該實施例實現了配向膜31的尺寸穩(wěn)定，同時減少了處理步驟的數目。[2.修改形式]盡管對該實施例的說明結合了延遲膜30的延遲區(qū)域(右眼延遲區(qū)域32A和左眼延遲區(qū)域32B)在水平方向延伸的示例，但是這些延遲區(qū)域也可以沿其他方向延伸。例如，延遲膜30的延遲區(qū)域(右眼延遲區(qū)域32A和左眼延遲區(qū)域32B可以沿垂 直方向延伸，但是該情形沒有示出。在此情形下，對該實施例的說明中所用的“垂直方向”需要由“水平方向”代替，而“水平方向”由“垂直方向”代替。另外，盡管該實施例中的延遲膜30具有慢軸方向不同的兩種類型的延遲區(qū)域(右眼延遲區(qū)域32A和左眼延遲區(qū)域32B)，但是延遲膜30也可以具有慢軸方向不同的三個或更多個類型的延遲區(qū)域。另外，盡管對該實施例的說明結合了延遲膜30被粘接到液晶顯示面板20的示例情形，但是延遲膜30也可以粘接到其他類型的液晶面板。盡管在上文描述的情形中，偏振眼鏡2是圓偏振類型，而顯示器I是用于圓偏振眼鏡的顯示器，但本發(fā)明也可以應用于下述情形偏振眼鏡2是線偏振類型，而顯示器I是用于線偏振眼鏡的顯示器。應當注意，在說明書中，相等、等于、平行、正交、垂直、水平等術語應當在不失去本發(fā)明優(yōu)點的范圍內分別包含了基本相等、基本等于、基本平行、基本正交、基本垂直、基本水平等含義。例如，可以包含制造誤差和由于各種因素(例如公差)引起的誤差。根據本申請中的上述示例性實施例和修改形式，至少可以實施以下構造。(I) 一種制造配向膜的方法，該方法包括在低于基體膜的玻璃轉化溫度的溫度下，把母版(其表面上具有納米量級的精細線狀凹凸結構)直接壓到基體膜的表面，從而把與母版上的凹凸結構相對應的圖案傳遞到基體膜的表面。(2)根據⑴所述的方法，其中，基體膜是單層或多層樹脂膜。(3)根據(I)或(2)所述的方法，其中，基體膜包括下述材料該材料具有滿足以下表達式的塑性形變量(該塑性形變量是當具有136度的面角的金剛石點陣被以一個力(該力足以使金剛石點陣能夠到達基體膜的表面層中的塑性形變區(qū))壓到基體膜的表面中、然后解除該壓力時，留在該膜中的塑性形變量)Dp ^ O. 25 X Dmax,其中，Dp是當上述壓力被解除時留在基體膜中的塑性形變量，Dmax是當以ImN的力把金剛石點陣壓到基體膜的表面中時的最大壓制形變量。(4)根據(I)至(3)中任一項所述的方法，其中，母版上的凹凸結構包括多個第一區(qū)域和多個第二區(qū)域，所述多個第一區(qū)域包括沿第一方向延伸的第一凹凸結構，所述多個第二區(qū)域包括沿與第一方向交叉的第二方向延伸的第二凹凸結構，并且第一區(qū)域和第二區(qū)域各自具有帶狀形狀并被交替地布置。(5) 一種制造延遲膜的方法，該方法包括在低于基體膜的玻璃轉化溫度的溫度下，把母版直接壓到基體膜的表面，所述母版的表面上具有納米量級的精細線狀凹凸結構，從而把與母版上的凹凸結構相對應的圖案傳遞到基體膜的表面；以及把包含液晶單體的溶液直接撒布在基體膜的、具有該圖案的表面上以給液晶單體進行配向，然后使經過配向的液晶單體聚合。(6)根據(5)所述的方法，其中，基體膜是單層或多層樹脂膜。
(7)根據(5)或(6)所述的方法，其中，基體膜包括具有下述塑性形變量的材料當具有136度的面角的金剛石點陣被以一個力(該力足以使金剛石點陣能夠到達基體膜的表面層中的塑性形變區(qū))壓到基體膜的表面中、然后解除該壓力時，滿足以下表達式的塑性形變量留在該膜中Dp ^ O. 25 X Dmax,其中，Dp是當上述壓力被解除時留在基體膜中的塑性形變量，Dmax是當以ImN的力把金剛石點陣壓到基體膜的表面中時的最大壓制形變量。(8)根據(5)至(7)中任一項所述的方法，其中，母版上的凹凸結構包括多個第一區(qū)域和多個第二區(qū)域，所述多個第一區(qū)域包括沿第一方向延伸的第一凹凸結構，所述多個第二區(qū)域包括沿與第一方向交叉的第二方向延伸的第二凹凸結構，并且第一區(qū)域和第二區(qū)域各自具有帶狀形狀并被交替地布置。(9) 一種配向膜，包括基體膜表面上的、納米量級的精細線狀凹凸結構，其中，凹凸結構是通過下述方式形成的在低于基體膜的玻璃轉化溫度的溫度下，把母版直接壓到基體膜的表面，母版的表面上具有與所述凹凸結構相對應的圖案。(10) —種延遲膜，包括基體膜，該基體膜在其表面上具有納米量級的精細線狀凹凸結構；及延遲層，該層與基體膜的表面直接接觸，并具有與基體膜上的凹凸結構相對應的慢軸，其中，凹凸結構是通過下述方式形成的在低于基體膜的玻璃轉化溫度的溫度下，把母版直接壓到基體膜的所述表面，母版的表面上具有與凹凸結構相對應的圖案。本申請包含與2011年8月24日在日本特許廳遞交的日本在先專利申請JP2011-182754中公開的主題有關的主題，該申請的全部內容通過引用方式結合于此。本領域技術人員應當明白，在所附權利要求及其等同含義的范圍內，取決于設計要求和其他因素，可以產生各種修改、組合、子組合和替代形式。
權利要求
1.一種制造配向膜的方法，該方法包括 在低于基體膜的玻璃轉化溫度的溫度下，把母版直接壓到所述基體膜的表面，所述母版的表面上具有納米量級的精細線狀凹凸結構，從而把與所述母版上的凹凸結構相對應的圖案傳遞到所述基體膜的表面。
2.根據權利要求I所述的方法，其中，所述基體膜是單層或多層樹脂膜。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，所述基體膜包括的材料所具有的塑性形變量滿足以下表達式所述塑性形變量是當具有136度的面角的金剛石點陣被以足以使所述金剛石點陣能夠到達所述基體膜的表面層中的塑性形變區(qū)的力壓到所述基體膜的表面中、然后解除該壓力時，留在該膜中的塑性形變量Dp ^ O. 25 X Dmax， 其中，Dp是當上述壓力被解除時留在所述基體膜中的塑性形變量，Dmax是當以ImN的力把所述金剛石點陣壓到所述基體膜的表面中時的最大壓制形變量。
4.根據權利要求2所述的方法，其中，所述母版上的凹凸結構包括多個第一區(qū)域和多個第二區(qū)域，所述多個第一區(qū)域包括沿第一方向延伸的第一凹凸結構，所述多個第二區(qū)域包括沿與所述第一方向交叉的第二方向延伸的第二凹凸結構，并且 所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域各自具有帶狀形狀并被交替地布置。
5.一種制造延遲膜的方法，該方法包括 在低于基體膜的玻璃轉化溫度的溫度下，把母版直接壓到所述基體膜的表面，所述母版的表面上具有納米量級的精細線狀凹凸結構，從而把與所述母版上的凹凸結構相對應的圖案傳遞到所述基體膜的表面；以及 把包含液晶單體的溶液直接撒布在所述基體膜的、具有該圖案的表面上以給所述液晶單體進行配向，然后使經過配向的液晶單體聚合。
6.—種配向膜，包括 基體膜表面上的、納米量級的精細線狀凹凸結構， 其中，所述凹凸結構是通過下述方式形成的在低于所述基體膜的玻璃轉化溫度的溫度下，把母版直接壓到所述基體膜的所述表面，所述母版的表面上具有與所述凹凸結構相對應的圖案。
7.一種延遲膜，包括 基體膜，該基體膜在其表面上具有納米量級的精細線狀凹凸結構；以及 延遲層，該層與所述基體膜的表面直接接觸，并具有與所述基體膜上的凹凸結構相對應的慢軸， 其中，所述凹凸結構是通過下述方式形成的在低于所述基體膜的玻璃轉化溫度的溫度下，把母版直接壓到所述基體膜的所述表面，所述母版的表面上具有與所述凹凸結構相對應的圖案。
全文摘要
本申請涉及配向膜和制造配向膜的方法、延遲膜和制造延遲膜的方法。一種制造配向膜的方法包括在低于基體膜的玻璃轉化溫度的溫度下，把母版直接壓到基體膜的表面，母版的表面上具有納米量級的精細線狀凹凸結構，從而把與母版上的凹凸結構相對應的圖案傳遞到基體膜的表面。
文檔編號G02F1/1337GK102955293SQ20121030620
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權日2011年8月24日
發(fā)明者小田桐廣和, 星光成, 鈴木真哉, 野崎治朗, 片倉等 申請人:索尼公司