图案化的延迟膜及其制备方法
专利名称：图案化的延迟膜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用于3D图像显示装置中的图案化的延迟膜，以及一种制备该膜的方法，更具体地，本发明涉及一种使用两种实施了不同配向方法的配向膜制造的图案化的延迟膜，以及该膜的制备方法。
背景技术：
与2D平面图像不同，3D图像类似于人们看到和感觉到的真实图像。因此，3D图像是改进了视觉信息水平的现实成像的新概念。3D效果通过左眼和右眼感知物体的不一致这一过程来实现。即，由于人的两只眼睛间距约为65mm，它们从两个稍微不同的方向看图像。此时，3D效果由双眼不一致的光学现象来实现。因此，3D图像可通过向观察者两眼输入不同的图像来实现。常规的3D图像显示装置可分成使用偏光眼镜法的3D图像显示装置和使用无眼镜法的3D图像显示装置。使用偏光眼镜法的3D图像显示装置通过附着在偏光镜上的偏光器输出具有不同偏光特性的左眼图像和右眼图像而实现，从而使左眼图像投射在左眼镜片，右眼图像投射在右眼镜片上。这种偏光眼镜法的缺点在于观察者必须配戴偏光镜，但优点在于观察角度的限制较小并且制造简单。使用偏光眼镜法的3D图像显示装置包括图像显示单元和偏光单元。图像显示单元包括交替设置的用来分别产生左眼图像和右眼图像的左眼图像显示单元和右眼图像显示单元。偏光单元改变了由图像显示单元产生的左眼图像和右眼图像的偏光状态。偏光单元可通过使对应于左眼图像显示单元和右眼图像显示单元的偏光器图案化而制造，或者将偏光器附着在已对应于左眼图像显示单元和右眼图像显示单元图案化的延迟膜(滤光器)上而制造。同时，图案化的偏光器或延迟膜可通过将光刻胶涂覆在层压有三乙酰基纤维素(TAC)薄膜和碘化拉伸聚乙烯醇(PVA)薄膜的偏光器上而制造，或者通过使延迟膜的预定部分暴露，并用氢氧化钾溶液处理暴露的部分，以消除预定部分的相差延迟作用而制造。然而，这些常规方法的问题在于它们由于需要进行化学蚀刻因而制造步骤复杂，制造成本高，生产率低。作为另一种方法，图案化的滤光器可通过在基板上形成相位延迟层并通过激光或磨床除去相位延迟层的一部分而制造。然而，该方法的缺点在于难于精确地图案化，并且由于在激光蚀刻期间损坏相位延迟层，容易产生缺陷。另外，上述方法的缺点在于难于形成与图像显示单元的像素精确对应的偏光器或延迟膜图案，并且由于延迟膜图案与图像显示单元的像素之间的不匹配导致干扰发生率闻。为解决上述问题，已存在一种制造图案化的滤光器的方法，其中形成延迟膜的配向膜和/或液晶材料以具体图案打印在基板上。更具体地，图案化的滤光器可通过将配向膜以具体图案打印在基板上、在配向膜上实施摩擦方法或光配向法，并在配向膜上形成液晶层而制造。或者，图案化的滤光器可通过将配向膜打印在基板的整个表面上、使用掩膜使配向膜配向成具体图案，并在配向膜上形成液晶层而制造。或者，图案化的滤光器可通过在基板的整个表面上打印配向膜、使配向膜配向、并以具体图案打印一个液晶层而制造。使用打印法制造图案化滤光器的方法的优点在于图像显示单元的像素和滤光器的图案能够很好地匹配。然而，通过上文描述的方法制造的滤光器具有这样一种结构，即其中液晶层以具体方向配向的一个配向部分和液晶层未配向的一个未配向部分交替排列。由于未配向部分与配向部分相比严重降低了光学性能，使用由上述方法制造的滤光器降低了图像显示装置的图像质量
发明内容
技术问题本发明的一个方面提供了一种具有新结构的图案化的延迟膜，其可在低成本下通过简单的制造方法形成，并具有出色的加工效果和光学性能。技术方案本发明的一个方面提供一种图案化的延迟膜，其包括一个基板；位于基板上的一个第一配向膜和一个第二配向膜，其通过不同的配向方法处理并具有不同的配向方向；以及位于所述第一配向膜和所述第二配向膜上的一个液晶层，其中所述液晶层被图案化成一个由第一配向膜配向的第一区域和一个由第二配向膜配向的第二区域。所述基板可以具有的面内延迟在0_30nm之间，具有的厚度延迟的绝对值在0_300nm 之间。所述基板可选自三乙酰基纤维素、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚乙烯和环烯烃聚合物。所述液晶层可被图案化为条纹图案或栅格图案。所述第一配向膜的配向方向和所述第二配向膜的配向方向可彼此垂直。所述液晶层可为一个λ/4相位延迟层。第一配向膜可形成在所述基板的整个表面上，第二配向膜可以以规律的图案形成在所述第一配向膜上。当所述第一配向膜是一个摩擦配向膜时，所述第二配向膜可以是一个光配向膜。当所述第一配向膜是一个光配向膜时，所述第二配向膜可以是一个摩擦配向膜。所述第一配向膜可以以规律图案形成在所述基板的一个表面上，所述第二配向膜可以形成在未形成第一配向膜的区域中。在这种情况下，当所述第一配向膜是一个摩擦配向膜时，所述第二配向膜可以是一个光配向膜。当所述第一配向膜是一个光配向膜时，所述第二配向膜可以是一个摩擦配向膜。本发明的另一方面提供一种图案化的延迟膜，包括一个基板，其表面以第一配向方向摩擦；一个以规律图案位于所述基板的经摩擦表面上的光配向膜，所述光配向膜以第二配向方向配向；以及一个位于所述基板和所述光配向膜上的液晶层，其中所述液晶层被图案化成一个由经摩擦基板配向的第一区域以及一个由光配向膜配向的第二区域。所述基板可以具有的面内延迟在0_30nm范围内，具有的厚度延迟的绝对值在0-300nm范围内。
所述基板可选自三乙酰基纤维素和聚对苯二甲酸乙二酯。所述液晶层可被图案化为条纹图案或栅格图案。所述第一配向方向和所述第二配向方向可彼此垂直。所述液晶层可为一个λ/4相位延迟层。本发明的另一方面提供一种制造延迟膜的方法，包括在第一基板上涂覆一种第一配向膜材料；通过使所述第一配向膜材料在第一配向方向上配向而形成第一配向膜；在所述第一基板上或所述第一配向膜上涂覆一种第二配向膜材料；通过使所述第二配向膜材料在第二配向方向上配向而形成第二配向膜；通过在所述第一配向膜和所述第二配向膜上涂覆液晶并使所涂覆的液晶固化而形成图案化的液晶层。所述第一配向方向和所述第二配向方向可彼此垂直。所述第一配向膜材料和/或 所述第二配向膜材料可使用打印法涂覆。该方法还可包括准备一个第二基板，在其一个表面上形成一个粘合层；将所述第二基板的粘合层附着在所述第一基板上的图案化的液晶层上；并将所述第二基板与所述第一基板分离，以将所述图案化的液晶层转移至所述第二基板上。所述第一配向膜材料可被涂覆至所述第一基板的整个表面，所述第二配向膜材料可以以规律图案涂覆至所述第一配向膜上。所述第一配向膜材料可为一种摩擦配向膜材料且可通过摩擦法形成，所述第二配向膜材料可为一种光配向膜材料且可通过光配向法形成。所述第一配向膜材料可为一种光配向膜材料且可通过光配向法形成，所述第二配向膜材料可为一种摩擦配向膜材料且可通过摩擦法形成。所述第一配向膜材料可以以规律图案涂覆在所述第一基板上，所述第二配向膜材料可被涂覆在所述第一基板上未形成所述第一配向膜的区域中。所述第一配向膜材料可为一种摩擦配向膜材料且可通过摩擦法形成，所述第二配向膜材料可为一种光配向膜材料且可通过光配向法形成。所述第一配向膜材料可为一种光配向膜材料且可通过光配向法形成，所述第二配向膜材料可为一种摩擦配向膜材料且可通过摩擦法形成。所述第一基板可以具有的面内延迟在0_30nm之间，具有的厚度延迟的绝对值在0_300nm 之间。所述第一基板可选自三乙酰基纤维素、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚乙烯和环烯烃聚合物。所述第二基板可选自三乙酰基纤维素、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚乙烯和环烯烃聚合物。本发明的另一方面提供一种制备延迟膜的方法，包括以第一配向方向摩擦第一基板的一个表面；以规律图案在所述第一基板的经摩擦表面上涂覆光配向膜材料；使偏振的UV光以第二配向方向照射至所述光配向膜材料上而形成光配向膜；以及向所述第一基板的经摩擦表面和所述光配向膜上涂覆液晶并使所涂覆的液晶固化而形成液晶层。所述第一配向方向和所述第二配向方向可彼此垂直。所述光配向膜材料可使用打印法以规律图案涂覆。该方法还可包括准备一个第二基板，在其一个表面上形成一个粘合层；将所述第二基板的粘合层附着在所述第一基板上的图案化的液晶层上；并将所述第二基板与所述第一基板分离，以将所述图案化的液晶层转移至所述第二基板上。所述第一基板可选自三乙酰基纤维素和聚对苯二甲酸乙二酯。所述第二基板可选自三乙酰基纤维素、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚乙烯和环烯烃聚合物。有益效果
根据本发明的实施方案，由于使用了通过不同配向方法处理的配向膜，图案化的延迟膜可由一种简单的方法形成，而不需经受多步骤处理，如光刻法。另外，由于在涂覆配向膜时使用了打印法，可以容易地调节临界尺寸。因此，所述配向膜可以图案化为多种形状。与激光蚀刻法不同，本方法不发生直接接触，降低了失败率，提高了加工效率。此外，本发明实施方案的延迟膜由于在液晶层中不具有未配向部分，因此可实现出色的光学性能。此外，由于仅液晶层被转移至另一个膜上，可以进一步改进延迟膜的光学性能。
图I展示本发明第一个实施方案的图案化的延迟膜。图2展示根据本发明的实施方案制造图I的延迟膜的方法。图3展示本发明第二个实施方案的图案化的延迟膜。图4展示根据本发明的实施方案制造图3的延迟膜的方法。图5展示本发明第三个实施方案的图案化的延迟膜。图6展示根据本发明的实施方案制备图5的延迟膜的方法。图7展示将图案化的液晶层转移至另一膜上的方法。图8展示图案化为条纹形状的延迟膜。图9展示图案化为栅格形状的延迟膜。图10是一张偏光显微镜图像，显示出通过本发明实施方案的方法制造的图案化延迟膜。图11是显示出在通过本发明实施方案的方法制造的延迟膜中，第一配向膜和第二配向膜之间的边界区域的图像。图12展不包含本发明的第一个实施方案的图案化延迟膜的偏光器。图13展示包含本发明第二个实施方案的图案化延迟膜的偏光器。图14展示包含本发明第三个实施方案的图案化延迟膜的偏光器。
具体实施例方式作为本发明的发明人持续研究的结果，他们证实了使用两种由不同的方法形成的配向膜可简化制造方法，降低失败率，并制造出具有出色光学性能的图案化延迟膜。下文中将更加详细地描述本发明实施方案的图案化延迟膜。图I和3示出了本发明实施方案的图案化的延迟膜。如图I和3所示，本发明实施方案的延迟膜包括基板10、第一配向膜20、第二配向膜30，以及液晶层40。第一配向膜20和第二配向膜30通过不同的配向方法形成，因此它们具有不同的配向方向。液晶层40被图案化成第一区域40a和第二区域40b，所述第一区域40a由第一配向膜20配向，第二区域40b由第二配向膜30配向。可使用熟知的基板，例如塑料基板，作为基板10。基板10的实例可以包括但不限于由三乙酰基纤维素、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚乙烯或环烯烃聚合物如降冰片烯衍生物制备的基板。基板10可为具有低面内延迟和厚度方向延迟、或仅具有厚度方向延迟而没有面内延迟的各向同性基板。更具体地，基板10可以具有的面内延迟(Rin)在0-30nm范围内，优选0-20nm，更优选O-lOnm，具有的厚度方向延迟(Rth)的绝对值在0_300nm范围内，优选0_200nm,更优选 O-IOOnm0 在这种情况下，面内延迟(Rin)和厚度方向延迟(Rth)如下面的等式(I)和(2)所定义。Rin= (nx_ny)Xd (I)Rth = (nz-nx) X d (2)在上述等式(I)和(2)中，nx代表膜的面内在具有最大折射率的方向上的折射率，ny代表在垂直于nx的方向上的折射率，nz代表在厚度方向上的折射率。对基板10的厚度没有具体的限制。通常，基板10的厚度在30-100 μ m范围内。第一配向膜20和第二配向膜30由不同的配向方法形成，并具有不同的配向方向。例如，当第一配向膜20为光配向膜时，可使用摩擦配向膜作为第二配向膜30。当第一配向膜20为摩擦配向膜时，可使用光配向膜作为第二配向膜。这样，当使用以不同方式处理的配向膜时，对一个配向膜使用的方法不影响另一个。因此，可容易地形成具有不同配向方向的配向膜，而不需经受复杂的处理，如掩膜法或光刻法。例如，即使将UV偏振光照射在摩擦配向膜上，所述配向膜的配向方向也不会改变。同样，在向光配向上实施摩擦法的情况下，配向方向也不会改变。因此，在涂覆摩擦配向膜之后，在第一配向方向上实施摩擦法以形成摩擦配向膜。用于光配向膜的聚合物膜被以规律的间隔涂覆在摩擦配向膜上。然后，将在不同于第一配向方向的第二配向方向上发生偏振的UV偏振光照射在聚合物膜上。用这种方法，形成了具有不同配向方向的第一配向膜20和第二配向膜30。同样，第一配向膜20和第二配向膜30的配向方向可彼此垂直。液晶层40形成在第一配向膜20和第二配向膜30上。液晶层40被图案化成第一区域40a和第二区域40b，所述第一区域40a由第一配向膜20配向，所述第二区域40b由第二配向膜30配向。当液晶被涂覆在配向膜上时，它们以配向膜的配向方向排列。在该实施方案中，如上所述，第一配向膜20和第二配向膜30具有不同的配向方向。因此，当液晶层40形成于第一配向膜20和第二配向膜30上时，以不同方向配向的液晶层40交替地形成，由此获得图案化的延迟膜。此时，液晶层40的图案由第二配向膜30的涂覆图案确定。在第二配向膜30以条纹形状涂覆的情况下，形成如图8所示的条纹图案化的液晶层。在第二配向膜30以栅格形状涂覆的情况下，形成如图9所示的栅格图案化的液晶层。同时，液晶层40根据其厚度可具有不同的相差。液晶层40可为一个λ/4相位延迟层。在液晶层40为λ/4相位延迟层的情况下，其用于将线性偏振光改变成圆形偏振光，以及将圆形偏振光改变成线性偏振光。这种作用对于3D图像显示装置可以是有用的。
同时，如图I所示，本发明实施方案中的延迟膜可被制造成使得第一配向膜20形成在基板10的整个表面上，第二配向膜30以规律图案形成在第一配向膜20上。或者，如图3所示，第一配向膜20和第二配向膜30可交替地形成在基板10上。S卩，第一配向膜20可以以规律图案形成在基板10的表面上，第二配向膜30可以在未形成第一配向膜20的区域中形成。图2示出了一种 制造图I所示的延迟膜的方法，图4示出了一种制造如图3所示的延迟膜的方法。如图2和4所示，制造本发明实施方案的延迟膜的方法可包括涂覆一种第一配向膜材料、形成第一配向膜、涂覆一种第二配向膜材料、形成第二配向膜，以及形成液晶层。第一配向膜材料可如图2所示涂覆在第一基板10的整个表面上，或者如图4所示，以规律的图案涂覆在第一基板10的一个表面上。首先，参照图2描述第一配向膜材料涂覆在第一基板10的整个表面上的情况。第一配向膜材料涂覆在第一基板10的整个表面上。所述第一配向膜材料可为一种摩擦配向膜材料或一种光配向膜材料。涂覆在第一基板10的整个表面上的第一配向膜材料被配向形成一个第一配向膜20。此时，可根据此处所使用的第一配向膜材料来使用合适的配向方法。例如，当第一配向膜材料为一种摩擦配向膜材料时，第一配向膜20由摩擦配向法形成。即，通过涂覆一种摩擦配向膜材料并使用一块摩擦布以一个具体的方向(第一配向方向)摩擦所涂覆的摩擦配向膜材料来形成第一配向膜20。当第一配向膜材料为光配向膜材料时,第一配向膜20通过光配向法形成。即，第一配向膜20通过涂覆一种光配向膜材料并对其以一具体方向(第一配向方向)照射偏振UV光来形成。在通过上述方法形成第一配向膜20之后，将第二配向膜材料涂覆在第一配向膜20上。此时，第二配向膜材料未涂覆在第一配向膜20的整个表面上，而是以规律的图案涂覆。例如，第二配向膜材料可以以规律的间隔涂覆成条纹图案或栅格图案。当第二配向膜材料被以规律图案选择性地涂覆在第一配向膜上时，第一配向膜20和第二配向膜30交替地形成在第一基板10上。同时，第一配向膜材料和/或第二配向膜材料可通过打印法涂覆。在通过打印法涂覆配向膜材料的情况下，其优点在于需要的材料可以只涂覆在期望的位置，而不须经受复杂的处理，如掩膜法或光刻法。另外，由于没有不必要地浪费材料，降低了制造成本，并可以通过改变打印图案容易地调节待形成图案的临界尺寸(⑶)。第二配向膜材料与第一配向膜材料不同地配向。即，当第一配向膜材料为光配向膜材料时，使用去毛刺(burring)配向膜材料作为第二配向膜材料。当第一配向膜材料为摩擦配向膜材料时，使用光配向膜材料作为第二配向膜材料。第二配向膜30根据第二配向膜材料由合适的方法形成。即，当第二配向膜材料为摩擦配向膜材料时，第二配向膜30由摩擦配向法形成。即，第二配向膜30通过涂覆所述材料并用一块摩擦布以一个具体的方向(第二配向方向)摩擦所涂覆的材料来形成。当第二配向膜材料为光配向膜材料时，第二配向膜30通过光配向法形成。即，第二配向膜30通过涂覆所述材料并对其以一个具体的方向(第二配向方向)照射偏振UV光来形成。此时，第二配向膜的配向方向不同于第一配向膜的配向方向。第二配向膜的配向方向可以与第一配向膜的配向方向垂直。如上所述，由于第一配向膜和第二配向膜通过不同的配向方法形成，即使第一配向膜暴露在基板的表面，第二配向膜的处理也不受影响。因此，形成第二配向膜之后，在第一配向方向上配向的第一配向膜和在第二配向方向上配向的第二配向膜交替地形成在基板的表面。然后，将反应性液晶涂覆在交替形成的第一配向膜20和第二配向膜30上，然后其通过热或光交联，以形成液晶层40。所述反应性液晶是指通过光或热聚合相邻液态单体而形成液态聚合物的材料。反应性液晶可由一种或多种其上附着有引起反应性液体单体聚合的丙烯酸酯基团的材料构成。所述反应性液晶的代表性实例可包括Merk的ReactiveMesogen 或 BASF 的 LC242。如上所述，当涂覆在第一配向膜20和第二配向膜30上的反应性液晶固化时，获得图案化的液晶层40。该图案化的液晶层40被位于其下的配向膜以不同的方向配向。接下来，如图4所示，将描述第一配向膜材料被以规律图案涂覆在第一基板10的一个表面上的情形。首先，将第一配向膜材料以规律的图案涂覆在第一基板10的一个表面上，如以规律的间隔排布的条纹或栅格图案。第一配向膜材料可以为摩擦配向膜材料或光配向膜材料。第一配向膜材料可通过打印法涂覆，但本发明并不限于此。然后，第一配向膜20根据所述第一配向膜材料由合适的配向方法形成。例如，当第一配向膜材料为摩擦配向膜材料时，第一配向膜20由摩擦配向法形成。即，第一配向膜20通过用一块摩擦布以一个具体的方向(第一配向方向)摩擦所述摩擦配向膜材料来形成。当第一配向膜材料为光配向膜材料时，第一配向膜20通过光配向法形成。S卩，第一配向膜20通过在光配向膜材料上以一个具体方向(第一配向方向)照射偏振UV光来形成。在以上述方式形成第一配向膜20之后，将第二配向膜材料选择性地涂覆在未形成第一配向膜的区域中。第二配向膜30根据第二配向膜材料由合适的配向方法形成。第二配向膜材料以不同于第一配向膜材料的方式配向。例如，当第一配向膜材料为摩擦配向膜材料时，可使用光配向膜材料作为第二配向膜材料。当第一配向膜材料为光配向膜材料时，可使用摩擦配向膜材料作为第二配向膜材料。由于涉及配向膜材料的配向方法和配向方向的细节与图2所示的基本相同，现将省略对其进一步的描述。另外，第二配向膜材料可通过打印法涂覆，但本发明并不限于此。当第一配向膜20和第二配向膜30以上述方式形成时，第一配向膜20和第二配向膜30如图4所示交替排列。反应性液晶涂覆在交替排列的第一配向膜20和第二配向膜30上，它们通过热或光交联形成液晶层40。由于液晶材料的种类及其形成方法与上文所述的相同，现将省略对其详细描述。图5示出了本发明另一实施方案的图案化的延迟膜。如图5所示，本发明实施方案的延迟膜可包含一个经摩擦处理的基板100、一个光配向膜200和一个液晶层300。光配向膜200和液晶层300以规律图案选择性地形成在基板100上。当使用可摩擦处理的基板时，只须形成一个配向膜。这样，可通过简单的方法容易地制造图案化的延迟膜。经摩擦处理的基板100可以具有的面内延迟(Rin)在0_30nm范围内，优选0-20nm，更优选O-lOnm，具有的厚度方向延迟(Rth)的绝对值在0_300nm范围内，优选 0-200nm，更优选0-100nm。可摩擦处理的基板100的实例可包括由三乙酰基纤维素、聚对苯二甲酸乙二酯等制备的基板。当使用所述基板时，可使用摩擦布以具体的方向(第一配向方向)摩擦基板100的表面实施摩擦法。当进行这种摩擦法时，涂覆在基板100上的液晶以摩擦方向配向。然后，在经摩擦法处理的基板100上形成以不同于第一配向方向的第二配向方向处理的光配向膜200。此时，光配向膜未在基板100的整个表面形成，而是以规律图案选择性地形成。另外，第一配向方向和第二配向方向可以彼此垂直。当光配向膜200选择性地形成在经摩擦法处理的基板100上时，具有第一配向方向的经摩擦法处理的基板100和具有第二配向方向的光配向膜200交替暴露。如图5所不，当液晶被涂覆在基板100和光配向膜200上时，可形成图案化的液晶层300a和300b。由此形成包括以第一配向方向配向的第一区域300a和以第二配向方向配向的第二区域300b的图案化的液晶层300a和300b。
图6示出了根据本发明的一个实施方案制造图5所示的延迟膜的方法。如图6所示，制造延迟膜的方法可包括摩擦基板、涂覆光配向膜、形成光配向膜和形成液晶层。首先，基板100的表面用摩擦布以具体的方向(第一配向方向)摩擦。当基板100的摩擦完成时，将光配向膜材料涂覆在基板100上。此时，光配向膜材料未涂覆在基板100的整个表面上，而是以规律图案选择性地涂覆。例如，光配向膜材料可以以规律间隔通过打印法涂覆成条纹图案或栅格图案。然后，光配向膜200通过以具体方向(第二配向方向)对光配向膜材料照射偏振UV光而形成。此时，光配向膜200的配向方向(第二配向方向)不同于基板100的表面的摩擦方向(第一配向方向)。配向方向和摩擦方向可彼此垂直。由于光配向膜200未整体地形成，而是以规律间隔选择性地形成，因此经摩擦部分和光配向膜部分交替形成在基板100的表面上。然后，将反应性液晶涂覆在基板100上，光配向膜200通过热或光交联以形成液晶层300。由于液晶的种类及其形成方法基本与前述相同，现将省略对其进一步的描述。图7示出了根据本发明的另一实施方案制造延迟膜的方法。图7的制造方法还可包括在通过图2、4和6所示的方法制造图案化的延迟膜之后仅将图案化的液晶层转移至另一个膜上。更具体地，通过使用上述制造图案化的延迟膜的方法制造液晶层被图案化的第一基板。单独准备一个第二基板，在其一个表面上形成一个粘合层。将第二基板上的粘合层附着在第一基板上的图案化的液晶层上。将第二基板和第一基板彼此分离，以将图案化的液晶层转移至第二基板上。图7示出了将具有交替形成的第一配向膜10和第二配向膜20的图3的延迟膜用作第一基板的情形。然而，该情形仅是示例性的，本发明不限于此。即，可将图I的延迟膜或图5的延迟膜用作第一基板。由于制造第一基板的方法基本上与上述制造图案化延迟膜的方法相同，现将省略对其详细描述。同时，在其上形成有粘合层60的第二基板50可通过在塑料基板上涂覆粘性树脂或将粘性薄片附着在其上而制备。塑料基板的实例可以是由三乙酰基纤维素、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚乙烯或环烯烃聚合物(如降冰片烯衍生物)制备的基板。在制备其中形成了粘合层60的第二基板50之后，将第二基板50的粘合剂层60附着在第一基板10的液晶层40上。然后，将第一基板10与第二基板50分离，以将图案化的液晶层40转移至第二基板50的粘合层60上。在延迟膜中，液晶层用于引起延迟，但其它组分，即基板或配向膜，在光学上没有作用。然而，当所述基板或配向膜比预定厚度厚或者具有相位差时，它们可以劣化延迟膜的性能。因此，在通过图2、4和6的方法制造延迟膜之后，仅图案化的液晶层被转移至另一个膜上。以这样的方式可以制造具有光学上的精确性和出色性能的延迟膜。通过上述方法制造的延迟膜可通过将其附着在偏光器上而有效地用作滤光器。图12至14示出了附着有实施方案的图案化延迟膜的偏光器的多种操作实例。如图12-14所示，放置本发明实施方案的图案化延迟膜以使得液晶层40和300面向偏光器500。然而，本发明不限于此。如果必要，粘合剂层600可位于偏光器500和液晶层40和300之间。 包含本发明实施方案的延迟膜的偏光器可有效地用于3D图像显示装置中。发明实施方式下面将参照具体实施方案来更加详细地描述本发明。将多官能单体聚乙烯醇、三[2_(丙烯酰氧基)乙基]异氰脲酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯以及光引发剂Igacure 2050以各自为2wt%、0. 7wt%>0. 3界1:%和O. 25界1:%的浓度溶解于混合溶剂中，其中水和乙醇以50 50的重量比混合，由此制备摩擦配向膜材料。将摩擦配向膜材料用线棒(wire bar)涂覆在三乙酰基纤维素(TAC)基板上，以使干膜的厚度(DFT)成为大约O. I μ m。摩擦配向膜材料通过在100°C的干燥炉中吹热空气2分钟而干燥，并使用80W/cm的高压萊灯以3m/min的速率照射一次UV光而固化。摩擦固化的配向膜以形成第一配向膜。然后，将光反应聚合物5-降冰片烯-2-甲基-(4-甲氧基肉桂酸酯)、多官能单体二季戍四醇六丙烯酸酯和光引发剂Igacure 907 (瑞士, Ciba-Geigy)以各自浓度为2wt%、2界1:%和O. 5界1:%溶解于环戍酮中，由此制备光配向膜材料。将光配向膜材料打印成间隔300μπι的条纹图案，以使其干膜厚度成为大约O. Iym,并通过在70°C的干燥炉中吹热空气2分钟而干燥。然后，使用SOW/cm的高压汞灯作为光源，并使用Moxtek制造的线栅偏光器照射偏振UV光。光配向膜以3m/min的速率暴露一次，由此形成配向方向垂直于第一配向膜的配向方向的第二配向膜。可聚合的液晶通过溶解25wt %的固体内容——其包含95wt %的LC242 (BASF)，其为一种可面内配向的可聚合液晶化合物，以及5wt%的光引发剂Igacure 907 (瑞士，Ciba-Ge i gy)-而制备。将所制备的可聚合液晶涂覆在第一配向膜和第二配向膜上，以使干膜的厚度成为大约I μ m,并在80°C的干燥炉中干燥2分钟。然后,将涂覆的液晶使用80W/cm的高压汞灯 以3m/min的速率照射UV光一次而固化，从而制造延迟膜。图10示出了通过本发明实施方案的方法制造的图案化延迟膜的偏光显微镜图案，图11示出了本发明实施方案中第一配向膜和第二配向膜之间界面区域的放大图像。本发明已参照示例性实施方案示出并描述，但本领域技术人员应明了，在不偏离如所附权利要求书所确定的本发明实质和范围的情况下，可作出改进和变化。
权利要求
1.一种图案化的延迟膜,包括 一个基板； 位于所述基板上的一个第一配向膜和一个第二配向膜，其通过不同的配向方法处理并具有不同的配向方向；以及 位于所述第一配向膜和所述第二配向膜上的一个液晶层， 其中所述液晶层被图案化成一个由第一配向膜配向的第一区域和一个由第二配向膜配向的第二区域。
2.权利要求I的图案化的延迟膜，其中所述基板具有的面内延迟在0-30nm之间，厚度延迟的绝对值在0-300nm之间。
3.权利要求I的图案化的延迟膜，其中所述基板选自三乙酰基纤维素、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚乙烯和环烯烃聚合物。
4.权利要求I的图案化的延迟膜，其中所述液晶层被图案化为条纹图案或栅格图案。
5.权利要求I的图案化的延迟膜，其中所述第一配向膜的配向方向和所述第二配向膜的配向方向彼此垂直。
6.权利要求I的图案化的延迟膜，其中所述液晶层为一个λ/4相位延迟层。
7.权利要求I的图案化的延迟膜，其中所述第一配向膜形成在所述基板的整个表面上，所述第二配向膜以规律的图案形成在所述第一配向膜上。
8.权利要求7的图案化的延迟膜，其中所述第一配向膜是一个摩擦配向膜，所述第二配向膜是一个光配向膜。
9.权利要求7的图案化的延迟膜，其中所述第一配向膜是一个光配向膜，所述第二配向膜是一个摩擦配向膜。
10.权利要求I的图案化的延迟膜，其中所述第一配向膜以规律图案形成在所述基板的一个表面上，所述第二配向膜在未形成第一配向膜的区域中形成。
11.权利要求10的图案化的延迟膜，其中所述第一配向膜是一个摩擦配向膜，所述第二配向膜是一个光配向膜。
12.权利要求10的图案化的延迟膜，其中所述第一配向膜是一个光配向膜，所述第二配向膜是一个摩擦配向膜。
13.一种图案化的延迟膜，包括 一个基板，其表面以第一配向方向摩擦； 一个以规律图案位于所述基板的经摩擦表面上的光配向膜，所述光配向膜以第二配向方向配向；以及 一个位于所述基板和所述光配向膜上的液晶层， 其中所述液晶层被图案化成一个由经摩擦的基板配向的第一区域以及一个由光配向膜配向的第二区域。
14.权利要求13的图案化的延迟膜，其中所述基板具有的面内延迟在0-30nm范围内，厚度延迟的绝对值在0-300nm范围内。
15.权利要求13的图案化的延迟膜，其中所述基板选自三乙酰基纤维素和聚对苯二甲酸乙二酯。
16.权利要求13的图案化的延迟膜，其中所述液晶层被图案化为条纹图案或栅格图案。
17.权利要求13的图案化的延迟膜，其中所述第一配向方向和所述第二配向方向彼此垂直。
18.权利要求13的图案化的延迟膜，其中所述液晶层为一个λ/4相位延迟层。
19.一种偏光器，包括权利要求1-18中任一项所述的图案化的延迟膜。
20.一种3D图像显示装置，包括权利要求19所述的偏光器。
21.—种制备延迟膜的方法,包括 在第一基板上涂覆一种第一配向膜材料； 通过使所述第一配向膜材料在第一配向方向上配向而形成第一配向膜； 在所述第一基板上或所述第一配向膜上涂覆一种第二配向膜材料； 通过使所述第二配向膜材料在第二配向方向上配向而形成第二配向膜；并且通过在所述第一配向膜和所述第二配向膜上涂覆液晶并使所涂覆的液晶固化而形成图案化的液晶层。
22.权利要求21的方法，其中所述第一配向方向和所述第二配向方向彼此垂直。
23.权利要求21的方法，其中所述第一配向膜材料和/或所述第二配向膜材料使用打印法涂覆。
24.权利要求21的方法，还包括 准备一个第二基板，在其一个表面上形成一个粘合层； 将所述第二基板的粘合层附着在所述第一基板上的图案化的液晶层上；以及 将所述第二基板与所述第一基板分离，以将所述图案化的液晶层转移至所述第二基板上。
25.权利要求21的方法，其中所述第一配向膜材料被涂覆至所述第一基板的整个表面上，所述第二配向膜材料以规律图案涂覆至所述第一配向膜上。
26.权利要求25的方法，其中所述第一配向膜材料为一种摩擦配向膜材料且由摩擦法形成，所述第二配向膜材料为一种光配向膜材料且由光配向法形成。
27.权利要求25的方法,其中所述第一配向膜材料为一种光配向膜材料且由光配向法形成，所述第二配向膜材料为一种摩擦配向膜材料且由摩擦法形成。
28.权利要求21的方法，其中所述第一配向膜材料以规律图案涂覆在所述第一基板上，所述第二配向膜材料被涂覆在所述第一基板上未形成所述第一配向膜的区域中。
29.权利要求28的方法，其中所述第一配向膜材料为一种摩擦配向膜材料且由摩擦法形成，所述第二配向膜材料为一种光配向膜材料且由光配向法形成。
30.权利要求28的方法,其中所述第一配向膜材料为一种光配向膜材料且由光配向法形成，所述第二配向膜材料为一种摩擦配向膜材料且由摩擦法形成。
31.一种制备延迟膜的方法，包括 以第一配向方向摩擦第一基板的一个表面； 在所述第一基板的经摩擦表面上以规律图案涂覆一种光配向膜材料； 通过使偏振UV光以第二配向方向照射至所述光配向膜材料上而形成光配向膜；以及通过向所述第一基板的经摩擦表面和所述光配向膜上涂覆液晶并使所涂覆的液晶固化而形成液晶层。
32.权利要求31的方法，其中所述第一配向方向和所述第二配向方向彼此垂直。
33.权利要求31的方法，其中使用打印法以规律图案涂覆所述光配向膜材料。
34.权利要求31的方法，还包括 准备一个第二基板，在其一个表面上形成一个粘合层； 将所述第二基板的粘合层附着在所述第一基板上的图案化的液晶层上；以及 将所述第二基板与所述第一基板分离，以将所述图案化的液晶层转移至所述第二基板上。
35.权利要求21的方法，其中所述第一基板具有的面内延迟在0-30nm范围内，厚度延迟的绝对值在0-300nm范围内。
36.权利要求21的方法，其中所述第一基板选自三乙酰基纤维素、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚乙烯和环烯烃聚合物。
37.权利要求31的方法，其中所述第一基板选自三乙酰基纤维素和聚对苯二甲酸乙二酯。
38.权利要求24或34的方法，其中所述第二基板选自三乙酰基纤维素、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚乙烯和环烯烃聚合物。
全文摘要
一种图案化的延迟膜，其包括一个基板；位于所述基板上的一个第一配向膜和一个第二配向膜，其通过不同的配向方法处理并具有不同的配向方向；以及位于所述第一配向膜和所述第二配向膜上的一个液晶层，其中所述液晶层被图案化成由第一配向膜配向的第一区域和由第二配向膜配向的第二区域。
文档编号G02F1/1335GK102667593SQ201080047259
公开日2012年9月12日 申请日期2010年10月14日 优先权日2009年10月19日
发明者朴文洙, 李大熙, 金信英 申请人:株式会社Lg化学
技术领域：
本发明涉及一种用于3D图像显示装置中的图案化的延迟膜，以及一种制备该膜的方法，更具体地，本发明涉及一种使用两种实施了不同配向方法的配向膜制造的图案化的延迟膜，以及该膜的制备方法。
背景技术：
与2D平面图像不同，3D图像类似于人们看到和感觉到的真实图像。因此，3D图像是改进了视觉信息水平的现实成像的新概念。3D效果通过左眼和右眼感知物体的不一致这一过程来实现。即，由于人的两只眼睛间距约为65mm，它们从两个稍微不同的方向看图像。此时，3D效果由双眼不一致的光学现象来实现。因此，3D图像可通过向观察者两眼输入不同的图像来实现。常规的3D图像显示装置可分成使用偏光眼镜法的3D图像显示装置和使用无眼镜法的3D图像显示装置。使用偏光眼镜法的3D图像显示装置通过附着在偏光镜上的偏光器输出具有不同偏光特性的左眼图像和右眼图像而实现，从而使左眼图像投射在左眼镜片，右眼图像投射在右眼镜片上。这种偏光眼镜法的缺点在于观察者必须配戴偏光镜，但优点在于观察角度的限制较小并且制造简单。使用偏光眼镜法的3D图像显示装置包括图像显示单元和偏光单元。图像显示单元包括交替设置的用来分别产生左眼图像和右眼图像的左眼图像显示单元和右眼图像显示单元。偏光单元改变了由图像显示单元产生的左眼图像和右眼图像的偏光状态。偏光单元可通过使对应于左眼图像显示单元和右眼图像显示单元的偏光器图案化而制造，或者将偏光器附着在已对应于左眼图像显示单元和右眼图像显示单元图案化的延迟膜(滤光器)上而制造。同时，图案化的偏光器或延迟膜可通过将光刻胶涂覆在层压有三乙酰基纤维素(TAC)薄膜和碘化拉伸聚乙烯醇(PVA)薄膜的偏光器上而制造，或者通过使延迟膜的预定部分暴露，并用氢氧化钾溶液处理暴露的部分，以消除预定部分的相差延迟作用而制造。然而，这些常规方法的问题在于它们由于需要进行化学蚀刻因而制造步骤复杂，制造成本高，生产率低。作为另一种方法，图案化的滤光器可通过在基板上形成相位延迟层并通过激光或磨床除去相位延迟层的一部分而制造。然而，该方法的缺点在于难于精确地图案化，并且由于在激光蚀刻期间损坏相位延迟层，容易产生缺陷。另外，上述方法的缺点在于难于形成与图像显示单元的像素精确对应的偏光器或延迟膜图案，并且由于延迟膜图案与图像显示单元的像素之间的不匹配导致干扰发生率闻。为解决上述问题，已存在一种制造图案化的滤光器的方法，其中形成延迟膜的配向膜和/或液晶材料以具体图案打印在基板上。更具体地，图案化的滤光器可通过将配向膜以具体图案打印在基板上、在配向膜上实施摩擦方法或光配向法，并在配向膜上形成液晶层而制造。或者，图案化的滤光器可通过将配向膜打印在基板的整个表面上、使用掩膜使配向膜配向成具体图案，并在配向膜上形成液晶层而制造。或者，图案化的滤光器可通过在基板的整个表面上打印配向膜、使配向膜配向、并以具体图案打印一个液晶层而制造。使用打印法制造图案化滤光器的方法的优点在于图像显示单元的像素和滤光器的图案能够很好地匹配。然而，通过上文描述的方法制造的滤光器具有这样一种结构，即其中液晶层以具体方向配向的一个配向部分和液晶层未配向的一个未配向部分交替排列。由于未配向部分与配向部分相比严重降低了光学性能，使用由上述方法制造的滤光器降低了图像显示装置的图像质量
发明内容
技术问题本发明的一个方面提供了一种具有新结构的图案化的延迟膜，其可在低成本下通过简单的制造方法形成，并具有出色的加工效果和光学性能。技术方案本发明的一个方面提供一种图案化的延迟膜，其包括一个基板；位于基板上的一个第一配向膜和一个第二配向膜，其通过不同的配向方法处理并具有不同的配向方向；以及位于所述第一配向膜和所述第二配向膜上的一个液晶层，其中所述液晶层被图案化成一个由第一配向膜配向的第一区域和一个由第二配向膜配向的第二区域。所述基板可以具有的面内延迟在0_30nm之间，具有的厚度延迟的绝对值在0_300nm 之间。所述基板可选自三乙酰基纤维素、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚乙烯和环烯烃聚合物。所述液晶层可被图案化为条纹图案或栅格图案。所述第一配向膜的配向方向和所述第二配向膜的配向方向可彼此垂直。所述液晶层可为一个λ/4相位延迟层。第一配向膜可形成在所述基板的整个表面上，第二配向膜可以以规律的图案形成在所述第一配向膜上。当所述第一配向膜是一个摩擦配向膜时，所述第二配向膜可以是一个光配向膜。当所述第一配向膜是一个光配向膜时，所述第二配向膜可以是一个摩擦配向膜。所述第一配向膜可以以规律图案形成在所述基板的一个表面上，所述第二配向膜可以形成在未形成第一配向膜的区域中。在这种情况下，当所述第一配向膜是一个摩擦配向膜时，所述第二配向膜可以是一个光配向膜。当所述第一配向膜是一个光配向膜时，所述第二配向膜可以是一个摩擦配向膜。本发明的另一方面提供一种图案化的延迟膜，包括一个基板，其表面以第一配向方向摩擦；一个以规律图案位于所述基板的经摩擦表面上的光配向膜，所述光配向膜以第二配向方向配向；以及一个位于所述基板和所述光配向膜上的液晶层，其中所述液晶层被图案化成一个由经摩擦基板配向的第一区域以及一个由光配向膜配向的第二区域。所述基板可以具有的面内延迟在0_30nm范围内，具有的厚度延迟的绝对值在0-300nm范围内。
所述基板可选自三乙酰基纤维素和聚对苯二甲酸乙二酯。所述液晶层可被图案化为条纹图案或栅格图案。所述第一配向方向和所述第二配向方向可彼此垂直。所述液晶层可为一个λ/4相位延迟层。本发明的另一方面提供一种制造延迟膜的方法，包括在第一基板上涂覆一种第一配向膜材料；通过使所述第一配向膜材料在第一配向方向上配向而形成第一配向膜；在所述第一基板上或所述第一配向膜上涂覆一种第二配向膜材料；通过使所述第二配向膜材料在第二配向方向上配向而形成第二配向膜；通过在所述第一配向膜和所述第二配向膜上涂覆液晶并使所涂覆的液晶固化而形成图案化的液晶层。所述第一配向方向和所述第二配向方向可彼此垂直。所述第一配向膜材料和/或 所述第二配向膜材料可使用打印法涂覆。该方法还可包括准备一个第二基板，在其一个表面上形成一个粘合层；将所述第二基板的粘合层附着在所述第一基板上的图案化的液晶层上；并将所述第二基板与所述第一基板分离，以将所述图案化的液晶层转移至所述第二基板上。所述第一配向膜材料可被涂覆至所述第一基板的整个表面，所述第二配向膜材料可以以规律图案涂覆至所述第一配向膜上。所述第一配向膜材料可为一种摩擦配向膜材料且可通过摩擦法形成，所述第二配向膜材料可为一种光配向膜材料且可通过光配向法形成。所述第一配向膜材料可为一种光配向膜材料且可通过光配向法形成，所述第二配向膜材料可为一种摩擦配向膜材料且可通过摩擦法形成。所述第一配向膜材料可以以规律图案涂覆在所述第一基板上，所述第二配向膜材料可被涂覆在所述第一基板上未形成所述第一配向膜的区域中。所述第一配向膜材料可为一种摩擦配向膜材料且可通过摩擦法形成，所述第二配向膜材料可为一种光配向膜材料且可通过光配向法形成。所述第一配向膜材料可为一种光配向膜材料且可通过光配向法形成，所述第二配向膜材料可为一种摩擦配向膜材料且可通过摩擦法形成。所述第一基板可以具有的面内延迟在0_30nm之间，具有的厚度延迟的绝对值在0_300nm 之间。所述第一基板可选自三乙酰基纤维素、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚乙烯和环烯烃聚合物。所述第二基板可选自三乙酰基纤维素、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚乙烯和环烯烃聚合物。本发明的另一方面提供一种制备延迟膜的方法，包括以第一配向方向摩擦第一基板的一个表面；以规律图案在所述第一基板的经摩擦表面上涂覆光配向膜材料；使偏振的UV光以第二配向方向照射至所述光配向膜材料上而形成光配向膜；以及向所述第一基板的经摩擦表面和所述光配向膜上涂覆液晶并使所涂覆的液晶固化而形成液晶层。所述第一配向方向和所述第二配向方向可彼此垂直。所述光配向膜材料可使用打印法以规律图案涂覆。该方法还可包括准备一个第二基板，在其一个表面上形成一个粘合层；将所述第二基板的粘合层附着在所述第一基板上的图案化的液晶层上；并将所述第二基板与所述第一基板分离，以将所述图案化的液晶层转移至所述第二基板上。所述第一基板可选自三乙酰基纤维素和聚对苯二甲酸乙二酯。所述第二基板可选自三乙酰基纤维素、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚乙烯和环烯烃聚合物。有益效果
根据本发明的实施方案，由于使用了通过不同配向方法处理的配向膜，图案化的延迟膜可由一种简单的方法形成，而不需经受多步骤处理，如光刻法。另外，由于在涂覆配向膜时使用了打印法，可以容易地调节临界尺寸。因此，所述配向膜可以图案化为多种形状。与激光蚀刻法不同，本方法不发生直接接触，降低了失败率，提高了加工效率。此外，本发明实施方案的延迟膜由于在液晶层中不具有未配向部分，因此可实现出色的光学性能。此外，由于仅液晶层被转移至另一个膜上，可以进一步改进延迟膜的光学性能。
图I展示本发明第一个实施方案的图案化的延迟膜。图2展示根据本发明的实施方案制造图I的延迟膜的方法。图3展示本发明第二个实施方案的图案化的延迟膜。图4展示根据本发明的实施方案制造图3的延迟膜的方法。图5展示本发明第三个实施方案的图案化的延迟膜。图6展示根据本发明的实施方案制备图5的延迟膜的方法。图7展示将图案化的液晶层转移至另一膜上的方法。图8展示图案化为条纹形状的延迟膜。图9展示图案化为栅格形状的延迟膜。图10是一张偏光显微镜图像，显示出通过本发明实施方案的方法制造的图案化延迟膜。图11是显示出在通过本发明实施方案的方法制造的延迟膜中，第一配向膜和第二配向膜之间的边界区域的图像。图12展不包含本发明的第一个实施方案的图案化延迟膜的偏光器。图13展示包含本发明第二个实施方案的图案化延迟膜的偏光器。图14展示包含本发明第三个实施方案的图案化延迟膜的偏光器。
具体实施例方式作为本发明的发明人持续研究的结果，他们证实了使用两种由不同的方法形成的配向膜可简化制造方法，降低失败率，并制造出具有出色光学性能的图案化延迟膜。下文中将更加详细地描述本发明实施方案的图案化延迟膜。图I和3示出了本发明实施方案的图案化的延迟膜。如图I和3所示，本发明实施方案的延迟膜包括基板10、第一配向膜20、第二配向膜30，以及液晶层40。第一配向膜20和第二配向膜30通过不同的配向方法形成，因此它们具有不同的配向方向。液晶层40被图案化成第一区域40a和第二区域40b，所述第一区域40a由第一配向膜20配向，第二区域40b由第二配向膜30配向。可使用熟知的基板，例如塑料基板，作为基板10。基板10的实例可以包括但不限于由三乙酰基纤维素、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚乙烯或环烯烃聚合物如降冰片烯衍生物制备的基板。基板10可为具有低面内延迟和厚度方向延迟、或仅具有厚度方向延迟而没有面内延迟的各向同性基板。更具体地，基板10可以具有的面内延迟(Rin)在0-30nm范围内，优选0-20nm，更优选O-lOnm，具有的厚度方向延迟(Rth)的绝对值在0_300nm范围内，优选0_200nm,更优选 O-IOOnm0 在这种情况下，面内延迟(Rin)和厚度方向延迟(Rth)如下面的等式(I)和(2)所定义。Rin= (nx_ny)Xd (I)Rth = (nz-nx) X d (2)在上述等式(I)和(2)中，nx代表膜的面内在具有最大折射率的方向上的折射率，ny代表在垂直于nx的方向上的折射率，nz代表在厚度方向上的折射率。对基板10的厚度没有具体的限制。通常，基板10的厚度在30-100 μ m范围内。第一配向膜20和第二配向膜30由不同的配向方法形成，并具有不同的配向方向。例如，当第一配向膜20为光配向膜时，可使用摩擦配向膜作为第二配向膜30。当第一配向膜20为摩擦配向膜时，可使用光配向膜作为第二配向膜。这样，当使用以不同方式处理的配向膜时，对一个配向膜使用的方法不影响另一个。因此，可容易地形成具有不同配向方向的配向膜，而不需经受复杂的处理，如掩膜法或光刻法。例如，即使将UV偏振光照射在摩擦配向膜上，所述配向膜的配向方向也不会改变。同样，在向光配向上实施摩擦法的情况下，配向方向也不会改变。因此，在涂覆摩擦配向膜之后，在第一配向方向上实施摩擦法以形成摩擦配向膜。用于光配向膜的聚合物膜被以规律的间隔涂覆在摩擦配向膜上。然后，将在不同于第一配向方向的第二配向方向上发生偏振的UV偏振光照射在聚合物膜上。用这种方法，形成了具有不同配向方向的第一配向膜20和第二配向膜30。同样，第一配向膜20和第二配向膜30的配向方向可彼此垂直。液晶层40形成在第一配向膜20和第二配向膜30上。液晶层40被图案化成第一区域40a和第二区域40b，所述第一区域40a由第一配向膜20配向，所述第二区域40b由第二配向膜30配向。当液晶被涂覆在配向膜上时，它们以配向膜的配向方向排列。在该实施方案中，如上所述，第一配向膜20和第二配向膜30具有不同的配向方向。因此，当液晶层40形成于第一配向膜20和第二配向膜30上时，以不同方向配向的液晶层40交替地形成，由此获得图案化的延迟膜。此时，液晶层40的图案由第二配向膜30的涂覆图案确定。在第二配向膜30以条纹形状涂覆的情况下，形成如图8所示的条纹图案化的液晶层。在第二配向膜30以栅格形状涂覆的情况下，形成如图9所示的栅格图案化的液晶层。同时，液晶层40根据其厚度可具有不同的相差。液晶层40可为一个λ/4相位延迟层。在液晶层40为λ/4相位延迟层的情况下，其用于将线性偏振光改变成圆形偏振光，以及将圆形偏振光改变成线性偏振光。这种作用对于3D图像显示装置可以是有用的。
同时，如图I所示，本发明实施方案中的延迟膜可被制造成使得第一配向膜20形成在基板10的整个表面上，第二配向膜30以规律图案形成在第一配向膜20上。或者，如图3所示，第一配向膜20和第二配向膜30可交替地形成在基板10上。S卩，第一配向膜20可以以规律图案形成在基板10的表面上，第二配向膜30可以在未形成第一配向膜20的区域中形成。图2示出了一种 制造图I所示的延迟膜的方法，图4示出了一种制造如图3所示的延迟膜的方法。如图2和4所示，制造本发明实施方案的延迟膜的方法可包括涂覆一种第一配向膜材料、形成第一配向膜、涂覆一种第二配向膜材料、形成第二配向膜，以及形成液晶层。第一配向膜材料可如图2所示涂覆在第一基板10的整个表面上，或者如图4所示，以规律的图案涂覆在第一基板10的一个表面上。首先，参照图2描述第一配向膜材料涂覆在第一基板10的整个表面上的情况。第一配向膜材料涂覆在第一基板10的整个表面上。所述第一配向膜材料可为一种摩擦配向膜材料或一种光配向膜材料。涂覆在第一基板10的整个表面上的第一配向膜材料被配向形成一个第一配向膜20。此时，可根据此处所使用的第一配向膜材料来使用合适的配向方法。例如，当第一配向膜材料为一种摩擦配向膜材料时，第一配向膜20由摩擦配向法形成。即，通过涂覆一种摩擦配向膜材料并使用一块摩擦布以一个具体的方向(第一配向方向)摩擦所涂覆的摩擦配向膜材料来形成第一配向膜20。当第一配向膜材料为光配向膜材料时,第一配向膜20通过光配向法形成。即，第一配向膜20通过涂覆一种光配向膜材料并对其以一具体方向(第一配向方向)照射偏振UV光来形成。在通过上述方法形成第一配向膜20之后，将第二配向膜材料涂覆在第一配向膜20上。此时，第二配向膜材料未涂覆在第一配向膜20的整个表面上，而是以规律的图案涂覆。例如，第二配向膜材料可以以规律的间隔涂覆成条纹图案或栅格图案。当第二配向膜材料被以规律图案选择性地涂覆在第一配向膜上时，第一配向膜20和第二配向膜30交替地形成在第一基板10上。同时，第一配向膜材料和/或第二配向膜材料可通过打印法涂覆。在通过打印法涂覆配向膜材料的情况下，其优点在于需要的材料可以只涂覆在期望的位置，而不须经受复杂的处理，如掩膜法或光刻法。另外，由于没有不必要地浪费材料，降低了制造成本，并可以通过改变打印图案容易地调节待形成图案的临界尺寸(⑶)。第二配向膜材料与第一配向膜材料不同地配向。即，当第一配向膜材料为光配向膜材料时，使用去毛刺(burring)配向膜材料作为第二配向膜材料。当第一配向膜材料为摩擦配向膜材料时，使用光配向膜材料作为第二配向膜材料。第二配向膜30根据第二配向膜材料由合适的方法形成。即，当第二配向膜材料为摩擦配向膜材料时，第二配向膜30由摩擦配向法形成。即，第二配向膜30通过涂覆所述材料并用一块摩擦布以一个具体的方向(第二配向方向)摩擦所涂覆的材料来形成。当第二配向膜材料为光配向膜材料时，第二配向膜30通过光配向法形成。即，第二配向膜30通过涂覆所述材料并对其以一个具体的方向(第二配向方向)照射偏振UV光来形成。此时，第二配向膜的配向方向不同于第一配向膜的配向方向。第二配向膜的配向方向可以与第一配向膜的配向方向垂直。如上所述，由于第一配向膜和第二配向膜通过不同的配向方法形成，即使第一配向膜暴露在基板的表面，第二配向膜的处理也不受影响。因此，形成第二配向膜之后，在第一配向方向上配向的第一配向膜和在第二配向方向上配向的第二配向膜交替地形成在基板的表面。然后，将反应性液晶涂覆在交替形成的第一配向膜20和第二配向膜30上，然后其通过热或光交联，以形成液晶层40。所述反应性液晶是指通过光或热聚合相邻液态单体而形成液态聚合物的材料。反应性液晶可由一种或多种其上附着有引起反应性液体单体聚合的丙烯酸酯基团的材料构成。所述反应性液晶的代表性实例可包括Merk的ReactiveMesogen 或 BASF 的 LC242。如上所述，当涂覆在第一配向膜20和第二配向膜30上的反应性液晶固化时，获得图案化的液晶层40。该图案化的液晶层40被位于其下的配向膜以不同的方向配向。接下来，如图4所示，将描述第一配向膜材料被以规律图案涂覆在第一基板10的一个表面上的情形。首先，将第一配向膜材料以规律的图案涂覆在第一基板10的一个表面上，如以规律的间隔排布的条纹或栅格图案。第一配向膜材料可以为摩擦配向膜材料或光配向膜材料。第一配向膜材料可通过打印法涂覆，但本发明并不限于此。然后，第一配向膜20根据所述第一配向膜材料由合适的配向方法形成。例如，当第一配向膜材料为摩擦配向膜材料时，第一配向膜20由摩擦配向法形成。即，第一配向膜20通过用一块摩擦布以一个具体的方向(第一配向方向)摩擦所述摩擦配向膜材料来形成。当第一配向膜材料为光配向膜材料时，第一配向膜20通过光配向法形成。S卩，第一配向膜20通过在光配向膜材料上以一个具体方向(第一配向方向)照射偏振UV光来形成。在以上述方式形成第一配向膜20之后，将第二配向膜材料选择性地涂覆在未形成第一配向膜的区域中。第二配向膜30根据第二配向膜材料由合适的配向方法形成。第二配向膜材料以不同于第一配向膜材料的方式配向。例如，当第一配向膜材料为摩擦配向膜材料时，可使用光配向膜材料作为第二配向膜材料。当第一配向膜材料为光配向膜材料时，可使用摩擦配向膜材料作为第二配向膜材料。由于涉及配向膜材料的配向方法和配向方向的细节与图2所示的基本相同，现将省略对其进一步的描述。另外，第二配向膜材料可通过打印法涂覆，但本发明并不限于此。当第一配向膜20和第二配向膜30以上述方式形成时，第一配向膜20和第二配向膜30如图4所示交替排列。反应性液晶涂覆在交替排列的第一配向膜20和第二配向膜30上，它们通过热或光交联形成液晶层40。由于液晶材料的种类及其形成方法与上文所述的相同，现将省略对其详细描述。图5示出了本发明另一实施方案的图案化的延迟膜。如图5所示，本发明实施方案的延迟膜可包含一个经摩擦处理的基板100、一个光配向膜200和一个液晶层300。光配向膜200和液晶层300以规律图案选择性地形成在基板100上。当使用可摩擦处理的基板时，只须形成一个配向膜。这样，可通过简单的方法容易地制造图案化的延迟膜。经摩擦处理的基板100可以具有的面内延迟(Rin)在0_30nm范围内，优选0-20nm，更优选O-lOnm，具有的厚度方向延迟(Rth)的绝对值在0_300nm范围内，优选 0-200nm，更优选0-100nm。可摩擦处理的基板100的实例可包括由三乙酰基纤维素、聚对苯二甲酸乙二酯等制备的基板。当使用所述基板时，可使用摩擦布以具体的方向(第一配向方向)摩擦基板100的表面实施摩擦法。当进行这种摩擦法时，涂覆在基板100上的液晶以摩擦方向配向。然后，在经摩擦法处理的基板100上形成以不同于第一配向方向的第二配向方向处理的光配向膜200。此时，光配向膜未在基板100的整个表面形成，而是以规律图案选择性地形成。另外，第一配向方向和第二配向方向可以彼此垂直。当光配向膜200选择性地形成在经摩擦法处理的基板100上时，具有第一配向方向的经摩擦法处理的基板100和具有第二配向方向的光配向膜200交替暴露。如图5所不，当液晶被涂覆在基板100和光配向膜200上时，可形成图案化的液晶层300a和300b。由此形成包括以第一配向方向配向的第一区域300a和以第二配向方向配向的第二区域300b的图案化的液晶层300a和300b。
图6示出了根据本发明的一个实施方案制造图5所示的延迟膜的方法。如图6所示，制造延迟膜的方法可包括摩擦基板、涂覆光配向膜、形成光配向膜和形成液晶层。首先，基板100的表面用摩擦布以具体的方向(第一配向方向)摩擦。当基板100的摩擦完成时，将光配向膜材料涂覆在基板100上。此时，光配向膜材料未涂覆在基板100的整个表面上，而是以规律图案选择性地涂覆。例如，光配向膜材料可以以规律间隔通过打印法涂覆成条纹图案或栅格图案。然后，光配向膜200通过以具体方向(第二配向方向)对光配向膜材料照射偏振UV光而形成。此时，光配向膜200的配向方向(第二配向方向)不同于基板100的表面的摩擦方向(第一配向方向)。配向方向和摩擦方向可彼此垂直。由于光配向膜200未整体地形成，而是以规律间隔选择性地形成，因此经摩擦部分和光配向膜部分交替形成在基板100的表面上。然后，将反应性液晶涂覆在基板100上，光配向膜200通过热或光交联以形成液晶层300。由于液晶的种类及其形成方法基本与前述相同，现将省略对其进一步的描述。图7示出了根据本发明的另一实施方案制造延迟膜的方法。图7的制造方法还可包括在通过图2、4和6所示的方法制造图案化的延迟膜之后仅将图案化的液晶层转移至另一个膜上。更具体地，通过使用上述制造图案化的延迟膜的方法制造液晶层被图案化的第一基板。单独准备一个第二基板，在其一个表面上形成一个粘合层。将第二基板上的粘合层附着在第一基板上的图案化的液晶层上。将第二基板和第一基板彼此分离，以将图案化的液晶层转移至第二基板上。图7示出了将具有交替形成的第一配向膜10和第二配向膜20的图3的延迟膜用作第一基板的情形。然而，该情形仅是示例性的，本发明不限于此。即，可将图I的延迟膜或图5的延迟膜用作第一基板。由于制造第一基板的方法基本上与上述制造图案化延迟膜的方法相同，现将省略对其详细描述。同时，在其上形成有粘合层60的第二基板50可通过在塑料基板上涂覆粘性树脂或将粘性薄片附着在其上而制备。塑料基板的实例可以是由三乙酰基纤维素、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚乙烯或环烯烃聚合物(如降冰片烯衍生物)制备的基板。在制备其中形成了粘合层60的第二基板50之后，将第二基板50的粘合剂层60附着在第一基板10的液晶层40上。然后，将第一基板10与第二基板50分离，以将图案化的液晶层40转移至第二基板50的粘合层60上。在延迟膜中，液晶层用于引起延迟，但其它组分，即基板或配向膜，在光学上没有作用。然而，当所述基板或配向膜比预定厚度厚或者具有相位差时，它们可以劣化延迟膜的性能。因此，在通过图2、4和6的方法制造延迟膜之后，仅图案化的液晶层被转移至另一个膜上。以这样的方式可以制造具有光学上的精确性和出色性能的延迟膜。通过上述方法制造的延迟膜可通过将其附着在偏光器上而有效地用作滤光器。图12至14示出了附着有实施方案的图案化延迟膜的偏光器的多种操作实例。如图12-14所示，放置本发明实施方案的图案化延迟膜以使得液晶层40和300面向偏光器500。然而，本发明不限于此。如果必要，粘合剂层600可位于偏光器500和液晶层40和300之间。 包含本发明实施方案的延迟膜的偏光器可有效地用于3D图像显示装置中。发明实施方式下面将参照具体实施方案来更加详细地描述本发明。将多官能单体聚乙烯醇、三[2_(丙烯酰氧基)乙基]异氰脲酸酯和季戊四醇三丙烯酸酯以及光引发剂Igacure 2050以各自为2wt%、0. 7wt%>0. 3界1:%和O. 25界1:%的浓度溶解于混合溶剂中，其中水和乙醇以50 50的重量比混合，由此制备摩擦配向膜材料。将摩擦配向膜材料用线棒(wire bar)涂覆在三乙酰基纤维素(TAC)基板上，以使干膜的厚度(DFT)成为大约O. I μ m。摩擦配向膜材料通过在100°C的干燥炉中吹热空气2分钟而干燥，并使用80W/cm的高压萊灯以3m/min的速率照射一次UV光而固化。摩擦固化的配向膜以形成第一配向膜。然后，将光反应聚合物5-降冰片烯-2-甲基-(4-甲氧基肉桂酸酯)、多官能单体二季戍四醇六丙烯酸酯和光引发剂Igacure 907 (瑞士, Ciba-Geigy)以各自浓度为2wt%、2界1:%和O. 5界1:%溶解于环戍酮中，由此制备光配向膜材料。将光配向膜材料打印成间隔300μπι的条纹图案，以使其干膜厚度成为大约O. Iym,并通过在70°C的干燥炉中吹热空气2分钟而干燥。然后，使用SOW/cm的高压汞灯作为光源，并使用Moxtek制造的线栅偏光器照射偏振UV光。光配向膜以3m/min的速率暴露一次，由此形成配向方向垂直于第一配向膜的配向方向的第二配向膜。可聚合的液晶通过溶解25wt %的固体内容——其包含95wt %的LC242 (BASF)，其为一种可面内配向的可聚合液晶化合物，以及5wt%的光引发剂Igacure 907 (瑞士，Ciba-Ge i gy)-而制备。将所制备的可聚合液晶涂覆在第一配向膜和第二配向膜上，以使干膜的厚度成为大约I μ m,并在80°C的干燥炉中干燥2分钟。然后,将涂覆的液晶使用80W/cm的高压汞灯 以3m/min的速率照射UV光一次而固化，从而制造延迟膜。图10示出了通过本发明实施方案的方法制造的图案化延迟膜的偏光显微镜图案，图11示出了本发明实施方案中第一配向膜和第二配向膜之间界面区域的放大图像。本发明已参照示例性实施方案示出并描述，但本领域技术人员应明了，在不偏离如所附权利要求书所确定的本发明实质和范围的情况下，可作出改进和变化。
权利要求
1.一种图案化的延迟膜,包括 一个基板； 位于所述基板上的一个第一配向膜和一个第二配向膜，其通过不同的配向方法处理并具有不同的配向方向；以及 位于所述第一配向膜和所述第二配向膜上的一个液晶层， 其中所述液晶层被图案化成一个由第一配向膜配向的第一区域和一个由第二配向膜配向的第二区域。
2.权利要求I的图案化的延迟膜，其中所述基板具有的面内延迟在0-30nm之间，厚度延迟的绝对值在0-300nm之间。
3.权利要求I的图案化的延迟膜，其中所述基板选自三乙酰基纤维素、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚乙烯和环烯烃聚合物。
4.权利要求I的图案化的延迟膜，其中所述液晶层被图案化为条纹图案或栅格图案。
5.权利要求I的图案化的延迟膜，其中所述第一配向膜的配向方向和所述第二配向膜的配向方向彼此垂直。
6.权利要求I的图案化的延迟膜，其中所述液晶层为一个λ/4相位延迟层。
7.权利要求I的图案化的延迟膜，其中所述第一配向膜形成在所述基板的整个表面上，所述第二配向膜以规律的图案形成在所述第一配向膜上。
8.权利要求7的图案化的延迟膜，其中所述第一配向膜是一个摩擦配向膜，所述第二配向膜是一个光配向膜。
9.权利要求7的图案化的延迟膜，其中所述第一配向膜是一个光配向膜，所述第二配向膜是一个摩擦配向膜。
10.权利要求I的图案化的延迟膜，其中所述第一配向膜以规律图案形成在所述基板的一个表面上，所述第二配向膜在未形成第一配向膜的区域中形成。
11.权利要求10的图案化的延迟膜，其中所述第一配向膜是一个摩擦配向膜，所述第二配向膜是一个光配向膜。
12.权利要求10的图案化的延迟膜，其中所述第一配向膜是一个光配向膜，所述第二配向膜是一个摩擦配向膜。
13.一种图案化的延迟膜，包括 一个基板，其表面以第一配向方向摩擦； 一个以规律图案位于所述基板的经摩擦表面上的光配向膜，所述光配向膜以第二配向方向配向；以及 一个位于所述基板和所述光配向膜上的液晶层， 其中所述液晶层被图案化成一个由经摩擦的基板配向的第一区域以及一个由光配向膜配向的第二区域。
14.权利要求13的图案化的延迟膜，其中所述基板具有的面内延迟在0-30nm范围内，厚度延迟的绝对值在0-300nm范围内。
15.权利要求13的图案化的延迟膜，其中所述基板选自三乙酰基纤维素和聚对苯二甲酸乙二酯。
16.权利要求13的图案化的延迟膜，其中所述液晶层被图案化为条纹图案或栅格图案。
17.权利要求13的图案化的延迟膜，其中所述第一配向方向和所述第二配向方向彼此垂直。
18.权利要求13的图案化的延迟膜，其中所述液晶层为一个λ/4相位延迟层。
19.一种偏光器，包括权利要求1-18中任一项所述的图案化的延迟膜。
20.一种3D图像显示装置，包括权利要求19所述的偏光器。
21.—种制备延迟膜的方法,包括 在第一基板上涂覆一种第一配向膜材料； 通过使所述第一配向膜材料在第一配向方向上配向而形成第一配向膜； 在所述第一基板上或所述第一配向膜上涂覆一种第二配向膜材料； 通过使所述第二配向膜材料在第二配向方向上配向而形成第二配向膜；并且通过在所述第一配向膜和所述第二配向膜上涂覆液晶并使所涂覆的液晶固化而形成图案化的液晶层。
22.权利要求21的方法，其中所述第一配向方向和所述第二配向方向彼此垂直。
23.权利要求21的方法，其中所述第一配向膜材料和/或所述第二配向膜材料使用打印法涂覆。
24.权利要求21的方法，还包括 准备一个第二基板，在其一个表面上形成一个粘合层； 将所述第二基板的粘合层附着在所述第一基板上的图案化的液晶层上；以及 将所述第二基板与所述第一基板分离，以将所述图案化的液晶层转移至所述第二基板上。
25.权利要求21的方法，其中所述第一配向膜材料被涂覆至所述第一基板的整个表面上，所述第二配向膜材料以规律图案涂覆至所述第一配向膜上。
26.权利要求25的方法，其中所述第一配向膜材料为一种摩擦配向膜材料且由摩擦法形成，所述第二配向膜材料为一种光配向膜材料且由光配向法形成。
27.权利要求25的方法,其中所述第一配向膜材料为一种光配向膜材料且由光配向法形成，所述第二配向膜材料为一种摩擦配向膜材料且由摩擦法形成。
28.权利要求21的方法，其中所述第一配向膜材料以规律图案涂覆在所述第一基板上，所述第二配向膜材料被涂覆在所述第一基板上未形成所述第一配向膜的区域中。
29.权利要求28的方法，其中所述第一配向膜材料为一种摩擦配向膜材料且由摩擦法形成，所述第二配向膜材料为一种光配向膜材料且由光配向法形成。
30.权利要求28的方法,其中所述第一配向膜材料为一种光配向膜材料且由光配向法形成，所述第二配向膜材料为一种摩擦配向膜材料且由摩擦法形成。
31.一种制备延迟膜的方法，包括 以第一配向方向摩擦第一基板的一个表面； 在所述第一基板的经摩擦表面上以规律图案涂覆一种光配向膜材料； 通过使偏振UV光以第二配向方向照射至所述光配向膜材料上而形成光配向膜；以及通过向所述第一基板的经摩擦表面和所述光配向膜上涂覆液晶并使所涂覆的液晶固化而形成液晶层。
32.权利要求31的方法，其中所述第一配向方向和所述第二配向方向彼此垂直。
33.权利要求31的方法，其中使用打印法以规律图案涂覆所述光配向膜材料。
34.权利要求31的方法，还包括 准备一个第二基板，在其一个表面上形成一个粘合层； 将所述第二基板的粘合层附着在所述第一基板上的图案化的液晶层上；以及 将所述第二基板与所述第一基板分离，以将所述图案化的液晶层转移至所述第二基板上。
35.权利要求21的方法，其中所述第一基板具有的面内延迟在0-30nm范围内，厚度延迟的绝对值在0-300nm范围内。
36.权利要求21的方法，其中所述第一基板选自三乙酰基纤维素、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚乙烯和环烯烃聚合物。
37.权利要求31的方法，其中所述第一基板选自三乙酰基纤维素和聚对苯二甲酸乙二酯。
38.权利要求24或34的方法，其中所述第二基板选自三乙酰基纤维素、聚丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚乙烯和环烯烃聚合物。
全文摘要
一种图案化的延迟膜，其包括一个基板；位于所述基板上的一个第一配向膜和一个第二配向膜，其通过不同的配向方法处理并具有不同的配向方向；以及位于所述第一配向膜和所述第二配向膜上的一个液晶层，其中所述液晶层被图案化成由第一配向膜配向的第一区域和由第二配向膜配向的第二区域。
文档编号G02F1/1335GK102667593SQ201080047259
公开日2012年9月12日 申请日期2010年10月14日 优先权日2009年10月19日
发明者朴文洙, 李大熙, 金信英 申请人:株式会社Lg化学
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