TW201329587A - 光學膜製造裝置、光學膜的製造方法及光學膜 - Google Patents
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Abstract
已知在膜上塗佈光配向性樹脂,通過光掩膜進行曝光而在膜上形成圖案,然而在一邊搬送長條狀膜一邊通過輥到輥方式進行上述曝光的情形下,無法清晰地形成配向圖案的邊界。本發明提供一種光學膜製造裝置,用以一邊連續搬送長條狀的膜,一邊製造具有多個配向區域的光學膜,其中包括:支撐輥,用以支撐所述膜;以及曝光部,與支撐輥相對向設置,且通過掩膜以偏振光對膜的光配向性樹脂進行曝光,而在光配向性樹脂上顯現出分子配向方向互異的多個配向區域;支撐輥具有抑制曝光的反射的抑制部。
Description
本發明涉及光學膜製造裝置、光學膜的製造方法及光學膜。
以前所知的技術是:在長條狀的膜上塗布抗蝕劑,一邊使用多個輥對膜進行支撐,一邊通過光掩膜(photo mask)進行曝光,從而在膜上形成圖案(例如專利文獻1)。另外還知道的技術是:為了更加精確地形成用於對設置在太陽能電池等上的薄膜層進行分割的槽(Scribe),使用基板支撐裝置在薄膜層上形成槽,該基板支撐裝置具有用於使雷射透過或衰減的介電層以及用於對雷射進行吸收的光吸收層的雙層構成(例如專利文獻2)。
專利文獻1:日本專利特開平4-97155號公報
專利文獻2:日本專利特開平10-27918號公報
然而,根據專利文獻1的方法,由於要對膜中位於輥間的區域進行曝光,因此會在被曝光的膜上產生皺紋。於是,雖然亦考慮在輥上對膜進行曝光,但此時,由於來自於輥的多餘的反射光會再次入射到膜上,從而造成無法清晰地形成配向圖案的邊界的問題。另外,專利文獻2的方法高精度地形成用於分割太陽能電池等的薄膜層的槽,且具有不同的配向圖案,但不能製造出清晰地形成有配向圖案的邊界的光學膜。
在本發明的第一實施方式中提供一種光學膜製造裝置,用以一邊連續搬送長條狀的膜,一邊製造具有多個配向區域的光學膜,其中包括:支撐輥,支撐設置有光配向性樹脂的膜;以及曝光部,與支撐輥相對向設置,且通過掩膜以偏振光對膜的光配向性樹脂進行曝光,藉此在光配向性樹脂上顯現出分子配向方向互異的多個配向區域;支撐輥具有輥本體及抑制部,抑制部抑制在輥本體處的曝光的反射。
在本發明的第二實施方式中提供一種光學膜的製造方法,包括:塗佈步驟:在長條狀的膜上塗佈光配向性樹脂並進行乾燥;以及曝光步驟:一邊沿長度方向連續搬送膜,一邊通過掩膜以偏振光對光配向性樹脂進行曝光,藉此在光配向性樹脂上顯現出分子配向方向互異的多個配向區域;曝光步驟是對膜中與支撐輥相接觸的區域進行曝光的步驟;支撐輥包括輥本體及抑制部,抑制部設置於輥本體的表面,並抑制曝光的反射。
在本發明的第三實施方式中提供一種光學膜,包括:配向層,由光配向性樹脂形成,且具有分子配向方向互異的多個配向區域;透明的基材,支撐配向層;以及光吸收層,設置於比配向層更靠近基材側,且吸收使光配向性樹脂硬化的波長光。
另外,上述發明的內容並未列舉出本發明的全部必要特徵,所述特徵組的子組合也有可能構成發明。
以下通過本發明實施方式對本發明進行說明,但以下實施方式並非對申請專利範圍所涉及的發明進行限定。而且,實施方式中說明的特徵組合也並非全部為本發明的必要特徵。
圖1顯示第一實施方式中的所述光學膜10的構成。光學膜10例如設置在立體顯示裝置的圖像光的出射側。光學膜10的一例是相位差膜,將入射的圖像光變換為左眼用偏振光圖像及右眼用偏振光圖像並進行輸出。
光學膜10包括:基材20、配向層30和液晶層40。基材20為用於支撐配向層30的長條狀的膜。基材20至少對可見光是透明的,最好是在光學上各向同性。基材20例如為環烯烴聚合物(Cyclo-olefin Polymer,COP)膜或三醋酸纖維素(Triacetyl Cellulose,TAC)膜。
配向層30是層疊在基材20面上的硬化的光配向性樹脂。配向層30例如可以為使光分解型、光二聚型或光異性型等光配向性樹脂的分子由直線偏振光的紫外線沿所定的方向進行配向並硬化的物質。配向層30具有分子配向方向彼此互異的多個配向區域32及34。在圖1所示的例子中,配向層30具有將沿Y方向延伸的條狀配向區域32及34沿X方向反復設置的圖案。
液晶層40是層疊在配向層30面上的液晶化合物。液晶層40例如由向列型(Nematic)液晶化合物構成。液晶層40中包含的液晶化合物的高分子沿配向層30的配向區域32及34的配向方向配向。藉此,使液晶層40具有高分
子配向方向彼此互異的多個配向區域42及44。在圖1所示的例子中,液晶層40具有將沿Y方向延伸的條狀的配向區域42及44沿X方向反復設置的圖案。配向區域42的配向方向50及配向區域44的配向方向60在XY平面內互相垂直。由這樣的構成構成的光學膜10可以具有例如1/4波長板的功能。
圖2表示設置有光學膜10的立體顯示裝置1000的分解斜視圖。立體顯示裝置1000依次設置有光源1200、圖像顯示部1300和光學膜10。圖像顯示部1300包括光源側偏光板1500、圖像生成部1600及出射側偏光板1700。當觀察者對該立體顯示裝置1000所顯示的立體圖像進行觀察時,從圖2中比光學膜10更右側進行觀察。
光源1200在觀察者看來設置於立體顯示裝置1000的最後側,在使用立體顯示裝置1000的狀態(以下簡稱為“立體顯示裝置1000的使用狀態”)下,將白色的無偏振光朝光源側偏光板1500的一面照射。
光源側偏光板1500設置於圖像生成部1600中的光源1200側。當有從光源1200射出的無偏振光入射時,光源側偏光板1500在使該無偏振光中偏振方向與透過軸方向相平行的直線偏振光透過的同時,阻擋偏振方向與吸收軸方向相平行的直線偏振光。光源側偏光板1500中的透過軸方向如圖2的箭頭所示,是從觀察者在看立體顯示裝置1000時的水平方向偏向右上45度的方向。
圖像生成部1600具有右眼圖像生成區域1620及左眼
圖像生成區域1640。如圖2所示,該右眼圖像生成區域1620及左眼圖像生成區域1640是將圖像生成部1600沿水平方向進行劃分後得到的區域,多個右眼圖像生成區域1620及左眼圖像生成區域1640沿鉛直方向互相交替配置。
在立體顯示裝置1000的使用狀態下,在圖像生成部1600的右眼圖像生成區域1620及左眼圖像生成區域1640上分別生成右眼用圖像及左眼用圖像。此時,當透過光源側偏光板1500的光入射到圖像生成部1600的右眼圖像生成區域1620時,右眼圖像生成區域1620的透過光便成為右眼用圖像的圖像光(以下簡稱“右眼用圖像光”)。同樣地,當透過光源側偏光板1500的光入射到圖像生成部1600的左眼圖像生成區域1640時,左眼圖像生成區域1640的透過光便成為左眼用圖像的圖像光(以下簡稱“左眼用圖像光”)。
另外,透過右眼圖像生成區域1620的右眼用圖像光及透過左眼圖像生成區域1640的左眼用圖像光成為偏振方向與例如後述出射側偏光板1700中的透過軸的方向相同的直線偏振光。這種圖像生成部1600例如可以使用沿水平方向及垂直方向設置有多個二維的小單元且在各個單元中在配向膜之間密封有液晶的LCD(液晶顯示器)。
出射側偏光板1700設置於圖像生成部1600中的觀察者側。當透過上述右眼圖像生成區域1620的右眼用圖像光及透過上述左眼圖像生成區域1640的左眼用圖像光入射時,該出射側偏光板1700在使這些光中偏振方向與透過軸
相平行的直線偏振光透過的同時,阻擋偏振方向與吸收軸相平行的直線偏振光。此處,在出射側偏光板1700中的透過軸的方向如圖2的箭頭所示,是從觀察者看立體顯示裝置1000時的水平方向偏向左上45度的方向。
光學膜10相對於出射側偏光板1700而設置於觀察者側。光學膜10包括具有箭頭所示配向方向的配向區域42及配向區域44,且作為1/4波長板而發揮功能。如圖2所示,該光學膜10中的配向區域42及配向區域44的位置及大小與圖像生成部1600的右眼圖像生成區域1620及左眼圖像生成區域1640的位置及大小相對應。因此,在立體顯示裝置1000的使用狀態下,透過上述右眼圖像生成區域1620的右眼用圖像光入射到右眼用的配向區域42,同時,透過上述左眼圖像生成區域1640的左眼用圖像光入射到左眼用的配向區域44。
配向區域42將入射的右眼用圖像光變換為右旋的圓偏振光後使其透過。而且,配向區域44將入射的左眼用圖像光變換為左旋的圓偏振光後使其透過。因此,透過配向區域42的右眼用圖像光的圓偏振光的旋轉方向與透過配向區域44的左眼用圖像光的圓偏振光的旋轉方向相反。
觀察者佩戴的偏振光眼鏡的左眼濾光片及右眼濾光片選擇性地使該旋轉方向互異的圓偏振光分別透過。而且,觀察者以左眼及右眼觀察通過各自的濾光片的圖像藉此能夠識別出立體圖像。
圖3表示本實施方式所述光學膜製造裝置100的整體
構成。光學膜製造裝置100一邊將長條狀的膜沿箭頭方向無縫地連續搬送,即一邊以所謂的輥到輥方式進行搬送,一邊經過塗布、乾燥及曝光等製程而製造出具有多個配向區域的光學膜10。在以下的說明中,“上游側”是指與膜的搬送方向相反方向側的意思;“下游側”是指與膜的搬送方向相同側的意思。圖3的光學膜製造裝置100包括:供給部108、捲取部126、配向層塗布部112、配向層乾燥部114、配向處理部116、液晶層塗布部120、液晶層乾燥部122及液晶層硬化部124。
供給部108設置於光學膜10的搬送方向的最上游側,且供給作為光學膜10支撐體的基材20。供給部108的一例為送出輥。此時,在送出輥的外圍預先捲設有基材20,通過送出輥的旋轉而將基材20捲出。
配向層塗布部112設置於供給部108的下游側,在基材20的單面上塗布光配向性樹脂。配向層塗布部112只要是能夠對搬送中的膜進行塗布的塗布裝置即可,例如為:模具塗布機(die coater)、微型凹版塗布機(mirco-gravure coater)或輥式塗布機等。
配向層乾燥部114設置於配向層塗布部112的下游側,用於對塗布在基材20上的光配向性樹脂28進行乾燥。配向層乾燥部114例如為能夠對搬送中的膜進行乾燥的烘箱或送風裝置等乾燥裝置。
配向處理部116設置於配向層乾燥部114的下游側,且一邊將基材20沿長度方向連續搬送,一邊由直線偏振光
的紫外線對乾燥後的光配向性樹脂28進行曝光。藉此,配向處理部116形成具有所定配向圖案的配向層30。
液晶層塗布部120設置於配向處理部116的下游側,並且用以在配向層30的面上塗布液晶化合物38。液晶層塗布部120只要是能夠對搬送中的膜進行塗布的塗布裝置即可,例如為:模具塗布機、微型凹版塗布機或輥式塗布機等。
液晶層乾燥部122設置於液晶層塗布部120的下游側,並且用以對塗布在配向層30上的液晶化合物38進行乾燥。液晶層乾燥部122例如為能夠對搬送中的膜進行乾燥的烘箱或送風裝置等乾燥裝置。
液晶層硬化部124設置於液晶層乾燥部122的下游側,並且用以通過向乾燥後的液晶化合物38照射紫外線而使其硬化。藉此,液晶層硬化部124形成沿配向層30配向的液晶層40。當液晶化合物為熱硬化性時,液晶層硬化部124可以為烘箱等加熱裝置。
捲取部126設置於光學膜製造裝置100的最下游側,並且用以捲取經過上游各階段後製成的光學膜10。捲取部126例如為捲取輥。通過捲取部126的旋轉,將光學膜10捲取在捲取部126的外周。
供給部108與捲取部126同步旋轉,而且至少其中之一具有電動機等旋轉驅動裝置。當在其中之一的輥上具有旋轉驅動裝置時,具有旋轉驅動裝置的輥主動驅動膜的搬送,不具有旋轉驅動裝置的輥隨著具有旋轉驅動裝置的輥
從動旋轉。當在兩個輥上均具有旋轉驅動裝置時,供給部108和捲取部126使送出速度與捲取速度同步,以便平穩地對膜進行搬送。除此之外,供給部108與捲取部126不同步,且以獨立的旋轉速度進行旋轉也是可以的。另外,光學膜製造裝置100也可以在膜搬送路徑中具有其他帶有電動機的輥等膜驅動裝置。
圖4表示本實施方式所述配向處理部116的構成。配向處理部116對沿箭頭方向連續供給的基材20上塗布的光配向性樹脂28進行曝光。配向處理部116具有:支撐輥130、搬送輥132、曝光部134、曝光部136、掩膜138。
支撐輥130能夠旋轉,且用以對由供給部108供給的設置有光配向性樹脂28的基材20進行支撐。支撐輥130通過使膜的搬送路徑沿其表面彎曲,從而給膜帶來張力。藉此,支撐輥130防止膜沿寬度方向發生錯位,也防止在與膜的接觸區域產生皺紋等。另外,支撐輥130也會抑制在輥之間的膜產生皺紋。
搬送輥132能夠旋轉,用於對來自於配向層乾燥部114的基材20進行支撐,並向支撐輥130進行搬送。另外,搬送輥132還用於將基材20向液晶層塗布部120進行搬送。
曝光部134及136與支撐輥130相對向設置。曝光部134及136輸出偏振方向互異的直線偏振光,通過掩膜138對基材20上的光配向性樹脂進行曝光,從而能夠顯現出配向方向互異的多個配向區域。
掩膜138設置於曝光部134及曝光部136與基材20
之間。掩膜138將來自於曝光部134及曝光部136的偏振光的一部分遮擋,而使一部分透過。
圖5表示本實施方式所述掩膜138的平面圖。箭頭148表示曝光時膜的搬送方向,箭頭149表示長條狀膜的寬度方向。掩膜138上設置有:設置有多個開口142的第一曝光區域140以及設置有多個開口146的第二曝光區域144。由曝光部134輸出的直線偏振光入射到第一曝光區域140,由曝光部136輸出的直線偏振光入射到第二曝光區域144。
開口142對應於配向層30的配向區域34,在膜的寬度方向上具有與配向區域34的寬度相同的尺寸。開口146對應於配向層30的配向區域32,在膜的寬度方向上具有與配向區域32的寬度相同的尺寸。開口146在膜的搬送方向上遠離開口142,且在膜的寬度方向上位於開口142之間。另外,如開口內的箭頭所示,開口142與開口146使偏振方向互異的直線偏振光透過。藉此,本實施方式所述配向處理部116能夠形成無縫地設置有條狀的配向區域32及34的配向層30。
圖6表示本實施方式所述配向處理部116的曝光部分的截面示意圖。圖6對應於圖4的虛線所包圍的A部分。箭頭表示透過掩膜138的曝光154的照射方向。支撐輥130包括輥本體150及設置於輥本體150表面上的抑制部152。
輥本體150為圓筒形狀的輥,例如由不銹鋼等金屬製成。抑制部152形成於輥本體150的外周部,用於抑制入
射的曝光154的反射。
如圖6所示,曝光部136對塗布有光配向性樹脂28的基材20中與支撐輥130相接觸的區域進行曝光。藉此,由於是在將膜沿寬度方向張設的狀態下進行曝光,因此,本實施方式的配向處理部116能夠防止在膜上產生皺紋等。
圖7中表示本實施方式所述支撐輥130的放大截面圖。圖7對應於圖6中的虛線所包圍的B部分。在該實施方式中,抑制部152是設置於輥本體150表面上的曝光吸收層。曝光吸收層用於吸收曝光154,從而抑制位於支撐輥130表面的曝光154的反射。
曝光吸收層例如為由黑色塗料構成的層。由黑色塗料構成的層例如可以藉由在支撐輥130的表面將黑色塗料進行塗布、噴塗、熱接或蒸鍍等方式而形成。黑色塗料是分散有黑色顏料等的塗料。黑色塗料可以在輥本體150的外周形成為均勻膜厚,從而能夠防止搬送中的基材20發生滑動。另外,抑制部152還可以在黑色塗料的外周進一步具有防止磨損用的樹脂等,從而可以防止黑色塗料的磨損。另外,除此之外,曝光吸收層也可以為由有色或無色的紫外線吸收樹脂等構成的層。
藉此,抑制部152能夠防止光配向性樹脂28由曝光154的反射光進行配向,從而造成配向層30的配向圖案的邊界不清晰的現象。因此,本實施方式的配向處理部116能夠得到具有清晰邊界的配向圖案的配向層30。
進一步地,通過使配向層30的配向圖案的邊界變得清晰,從而使配向層30面上形成的液晶層40的配向圖案的邊界也變得清晰。因此,由光學膜製造裝置100製造的光學膜10當被設置於立體顯示裝置中時,能夠顯示出左右視差圖像的串擾較少的高品質立體圖像。為了充分地達到這種效果,最好將支撐輥130相對於紫外線的反射率設置於5%以下。
用於測定反射率的機器為分光光度計U-4100(日立高科技公司製造)。測定時使用的波長光是光配向性樹脂能夠感光的波長光,測定入射角為5度時的反射率。此處的反射率是指測定樣本相對於基準樣本板的反射率(相對反射率)。將其作為支撐輥130相對於紫外線的反射率。雖然基準樣本板使用了由硫酸鋇構成的板子,但也可以使用其他材料的板子。測定樣本為包括設置在支撐輥上的光吸收層的玻璃板。另外,在本測定中,為了求出紫外線區域的反射率,在分光光度計上安裝高靈敏度積分球後進行測定。
在圖8中表示本實施方式的第一變形例所述支撐輥130的放大截面圖。圖8對應於圖6的虛線所包圍的B部分。在本變形例中,抑制部152為設置於輥本體150表面的曝光干涉層。曝光干涉層以使在界面反射的曝光154變弱的方式發生干涉,從而抑制在支撐輥130表面上的曝光154的反射。
曝光干涉層例如為各層膜厚均為1/4曝光波長的氧化
金屬多層膜。除此之外,曝光干涉層亦可以為單層氧化金屬膜、單層或多層樹脂膜等。曝光干涉層可以在輥本體150的外周形成為均勻的膜厚,從而能夠確實地抑制曝光154的反射,防止搬送中基材20的滑動。
圖9中表示本實施方式的第二變形例所述支撐輥130的放大截面圖。圖9對應於圖6的虛線所包圍的B部分。在本變形例中,抑制部152是設置於輥本體150表面的曝光散射層。抑制部152通過曝光散射層使曝光154發生散射,從而抑制支撐輥130表面上的曝光154的反射。
曝光散射層例如可以由分散有使光發生散射的微粒子等的樹脂形成。分散有微粒子等的樹脂在輥本體150的外周以均勻的膜厚良好地形成著,藉此防止搬送中基材20的滑動。除此之外,曝光散射層可以是在輥本體150的表面通過紋理加工等形成的凹凸。
在圖7~9中,分別對抑制部152為曝光吸收層、曝光干涉層及曝光散射層之一的情形進行了說明,但除此之外,抑制部152也可以由曝光吸收層、曝光干涉層及曝光散射層的兩個以上層疊而成。例如,抑制部152可以由設置在曝光吸收層及曝光吸收層上的曝光干涉層或曝光散射層構成。
圖10之(a)~(c)及圖11之(d)~(f)表示本實施方式所述光學膜10的製造方法。本實施方式所述光學膜的製造方法可以由圖3所示的光學膜製造裝置100實施。
首先,在圖10之(a)中,供給部108連續供給長條
狀的TAC膜的基材20。此處,基材20的單面或雙面上可以預先設置有光吸收層、反射防止層或防眩層。另外,基材20也以用COP膜代替TAC膜。
然後,在圖10之(b)中,配向層塗布部112將基材20一邊沿長度方向連續搬送,一邊在其單面上塗布液體塗料形式的光配向性樹脂28。進一步地,配向層乾燥部114將基材20一邊沿長度方向連續搬送,一邊使光配向性樹脂28乾燥並去除溶劑。
然後,在圖10之(c)中,配向處理部116利用與Y方向平行的直線偏振光,通過掩膜138的第一曝光區域140對光配向性樹脂28的一部分區域進行第一曝光。第一曝光例如為以20~200 mW/cm2的強度照射280~340 nm波長的直線偏振光的紫外線。在光配向性樹脂28中被曝光的區域顯現出沿與Y方向相平行的方向配向的配向區域34並進行硬化。
在第一曝光過程中,配向處理部116一邊在包含抑制部152的支撐輥130上連續搬送基材20,一邊對膜中與支撐輥130相接觸的區域進行曝光。藉此防止曝光中的膜上產生皺紋等。另外,由於抑制部152抑制了在支撐輥130表面的曝光154的反射,從而可以防止由曝光154的反射光造成的配向圖案邊界的不清晰。
然後,在圖11之(d)中,配向處理部116使用與X方向相平行的直線偏振光,通過掩膜138的第二曝光區域144對光配向性樹脂28中未被曝光的區域進行第二曝光。
在第二曝光的直線偏振光中,可以使用與第一曝光相同波長且相同強度的紫外線。在光配向性樹脂28中被曝光的區域中顯現出沿與X方向相平行的方向配向的配向區域32並進行硬化。
在第二曝光過程中,配向處理部116一邊在支撐輥130連續搬送基材20,一邊對支撐輥130與基材20相接觸的區域照射曝光。藉此,防止曝光中的膜上產生皺紋等。另外,在第二曝光中,支撐輥130的抑制部152也能夠防止由曝光154的反射光造成的配向圖案的不清晰。藉此,根據本實施方式的光學膜的製造方法,在兩個曝光過程的任意一個中都由抑制部152防止曝光的反射,因此由配向區域32及配向區域34構成的邊界可形成清晰的配向圖案的配向層30。
然後,在圖11之(e)中,液晶層塗布部120在配向層30上塗布紫外線硬化性或熱硬化性的液晶化合物38。然後,液晶層乾燥部122對塗布於配向層30上的液晶化合物38進行乾燥。液晶化合物38形成與配向層30的配向區域32及配向區域34相對應的邊界清晰的配向圖案,並進行配向。
然後,由圖11之(f)的液晶層硬化部124通過照射紫外線而使液晶化合物38硬化,從而形成具有配向區域42及44的液晶層40。對液晶化合物38照射的紫外線可以與在圖10之(c)及圖11之(d)中對光配向性樹脂照射的紫外線的波長相同,也可以不同。另外除此之外,液晶
層硬化部124也可以通過加熱來硬化液晶化合物38。
這樣一來,通過圖10之(a)~圖11之(f)所示的製造方法,便得到了具有配向圖案邊界清晰的液晶層40的光學膜10。所得到的光學膜10被捲取部126捲取。此後,可以將長條狀的光學膜10切割成適於顯示裝置等使用的適當長度。
圖12之(a)及(b)表示使用偏振光顯微鏡觀察光學膜10的液晶層40的配向圖案而成的照片。圖12之(a)是使用偏振光顯微鏡觀察到的利用不含抑制部152的支撐輥130製造的光學膜10的液晶層40的配向圖案的照片。觀察到的配向圖案由第一配向區域300及第二配向區域310大致形成為帶狀。然而,在第一配向區域300與第二配向區域310之間產生了微小的凹凸,邊界不清晰。
圖12之(b)是使用偏振光顯微鏡觀察到的利用包含抑制部152的支撐輥130製造的光學膜10的液晶層40的配向圖案的照片。觀察到的第一配向區域300與第二配向區域310之間沒有凹凸,邊界很清晰。
圖13表示本實施方式的第三變形例所述光學膜12的構成。光學膜12除了在比配向層30更靠近基材20側設置有光吸收層70以外,均與圖1所示的光學膜10相同。
光吸收層70是用於對使形成配向層30的光配向性樹脂28硬化的波長光、例如紫外線進行吸收的層。光吸收層70可以由硬質塗布材料形成,例如由以含有(甲基)丙烯醯氧基的多官能單體為主要成分的聚合物形成。
光吸收層70,在對光配向性樹脂28進行曝光期間,對透過光配向性樹脂28的曝光154及在支撐輥130反射的曝光154進行吸收,因此能夠在其上面形成具有清晰邊界的配向圖案的配向層30。另外,由於光吸收層70可透過可見光,因此不會損害光學膜12的光學特性。藉此,將光學膜12設置於圖像輸出側的立體顯示裝置能夠顯示串擾較少的高品質立體圖像。另外,光吸收層70也可以不設置在基材20與配向層30之間,而是設置在基材20的兩個面中與配向層30相對側的面上。
圖14表示本實施方式的第四變形例所述光學膜14的構成。光學膜14除了在基材20的兩個面中與設置有配向層30的一側相反側的面上進一步設置有反射防止層80以外,均與圖13所示光學膜12相同。反射防止層80通過進行光干涉來抑制反射光。反射防止層80由比基材20更低折射率的樹脂形成為1/4可見光波長(例如550nm)的膜厚。作為低折射率的樹脂例如可以採用分散有通過內部中空構成而低折射化的平均粒徑為0.5 nm~200nm的氧化矽粒子的紫外線硬化樹脂等。
不僅僅是可見光,反射防止層80使在光配向性樹脂28的曝光過程中通過光配向性樹脂28而入射的紫外線在層界面發生反射及干涉,從而可以防止在基材20與支撐輥130的界面處反射的曝光154入射到光配向性樹脂28。這樣一來,通過本變形例,光吸收層70及反射防止層80有助於實現配向層30的配向圖案的邊界清晰化。
另外,光學膜14可以具有防眩層來代替反射防止層80。防眩層由分散有使光發生散射的微粒子等的樹脂等形成,用以對在曝光過程中入射的曝光154進行光散射。藉此,由於防眩層能夠抑制曝光154在支撐輥130上的反射光,因此能夠起到與反射防止層80同樣的效果。
另外,光學膜14可以進一步設置有其他的光吸收層來代替反射防止層80。其他的光吸收層可以與第三變形例所述光吸收層70相同。
表1至表3表示本實施方式的比較例1~8及實施例1~13。表中的“膜”一欄表示在各比較例及實施例中塗布有光配向性樹脂28並形成配向層30的膜構成。TAC對應於分別用作各個基材20的TAC膜,LR對應於反射防止層80,AG對應於防眩層,HC對應於光吸收層70等。光配向性樹脂28塗布於膜(配向層)側。例如比較例5的(配向層)/HC/TAC/AG是指在TAC膜的單面設置防眩層,在TAC膜的與防眩層相反側的面設置光吸收層,在光吸收層上塗布光配向性樹脂28的意思。
此後,由支撐輥130對膜進行支撐,對光配向性樹脂進行曝光,從而形成配向層30。此處,表中的“曝光吸收層”一欄中的“有”表示支撐輥130包含曝光吸收層作為抑制部152,“無”表示支撐輥130不含抑制部152。“曝光位置”一欄的“支撐輥之間”表示對在膜中張設於兩個支撐輥130之間的區域進行曝光(輥間曝光),“支撐輥上”表示對膜中與支撐輥130相接觸的區域進行曝光(背輥曝光)。
此後,在配向層30上塗布液晶層40,並進行乾燥及紫外線硬化,從而得到各比較例及實施例的光學膜。接著,將各比較例及實施例所得到的光學膜切割成所定尺寸,以將液晶層40配置成為上面,與偏光板相重合,並進行觀察,從是否發生皺紋以及配向圖案邊界部的清晰性的角度來評價各個光學膜。
表中的“皺紋的發生”一欄中的“×”表示在製造出的光學膜上發生了皺紋,“○”表示沒有發生皺紋。“邊界部的清晰性”一欄中的“×”表示在液晶層40的配向圖案的邊界處產生了從平均線超出10μm的凹凸,“△”表示產生了5~10μm的凹凸,“○”表示產生了5μm以下的凹凸。凹凸越小,在將光學膜對LCD的圖像顯示部1300進行對位貼合時,能夠確保有較大的對位允許誤差。例如相對於在像素之間形成有寬度為30μm的黑矩陣的圖像顯示部1300,如果凹凸為10μm以下,則允許有10μm以上的貼合位置誤差,如果凹凸為5μm以下,則允許有20μm以上的貼合誤差。另外,在貼合光學膜時,通過貼合應力而使光學膜產生伸縮,但凹凸越小,越能減輕該伸縮的影響。當凹凸為5μm以下時,通過顯微鏡幾乎看不到凹凸。
如表1所示,在支撐輥130之間對光配向性樹脂28進行曝光的比較例1~7中,所製造的光學膜上均產生了皺紋。另外,在不含抑制部152的支撐輥130上對光配向性樹脂28進行曝光的比較例8中,所製造的光學膜的液晶層40的配向圖案的邊界不清晰。
圖15表示將比較例8得到的光學膜的液晶層40的配向圖案的邊界由光學顯微鏡放大500倍後通過偏振光顯微鏡觀察到的照片。如圖所示,在液晶層40的配向圖案之間產生了凹凸,從而使邊界不清晰。配向圖案邊界處的凹凸從平均線(圖中的粗線)超過了10μm。平均線例如是指在凹凸中最突出的凸部分設置的平行於配向圖案邊界線的凸基準線與在凹凸中最下陷的凹部分設置的平行於配向圖案邊界線的凹基準線之間的中間線。
另外,在將光學膜用於立體顯示裝置時,為了盡可能地充分抑制串擾,最好使多個配向區域間邊界的始於平均線的凹凸處於10μm以內,更好的是處於5μm以內。
與此相對,在支撐輥130上對光配向性樹脂28進行曝光的實施例1~13中,所製造的光學膜上沒有產生皺紋。另外,在基材20上設置有光吸收層、反射防止層及防眩層中的一個以上的實施例1~6及使用含有曝光吸收層的支撐輥130製造的實施例7~13中,所製造的光學膜的液晶層40的配向圖案邊界上也沒有產生超過10μm的凹凸。
尤其是,通過在基材20上設置光吸收層、反射防止層及防眩層中的一個以上,並進一步使用含有曝光吸收層的支撐輥130製造的實施例8~13的光學膜,使液晶層40的配向圖案的邊界清晰性非常優良,且在邊界處沒有觀察到凹凸。
圖16表示通過偏振光顯微鏡對實施例10得到的光學
膜的液晶層40的配向圖案的邊界進行觀察時的照片。如圖所示,在液晶層40的配向圖案之間幾乎沒有凹凸,邊界非常地清晰。
以上,使用本發明的實施方式進行了說明,但本發明的技術範圍不限於上述實施方式所記載的範圍。本領域技術人員應當清楚,在上述實施方式的基礎上可加以增加各種變更和改進。由權利要求的記載可知,這種加以變更和改進的實施方式也包含在本發明的技術範圍內。
應當注意的是,權利要求書、說明書及附圖中所示的裝置、系統、程序以及方法中的動作、順序、步驟及階段等各個處理的執行順序,只要沒有特別明示“更早”、“早於”等,或者只要前面處理的輸出並不用在後面的處理中,則可以以任意順序實現。關於權利要求書、說明書及附圖中
的動作流程,為方便而使用“首先”、“然後”等進行了說明,但並不意味著必須按照這樣的順序實施。
10‧‧‧光學膜
12‧‧‧光學膜
14‧‧‧光學膜
20‧‧‧基材
28‧‧‧光配向性樹脂
30‧‧‧配向層
32‧‧‧配向區域
34‧‧‧配向區域
38‧‧‧液晶化合物
40‧‧‧液晶層
42‧‧‧配向區域
44‧‧‧配向區域
50‧‧‧配向方向
60‧‧‧配向方向
70‧‧‧光吸收層
80‧‧‧反射防止層
100‧‧‧光學膜製造裝置
108‧‧‧供給部
112‧‧‧配向層塗布部
114‧‧‧配向層乾燥部
116‧‧‧配向處理部
120‧‧‧液晶層塗布部
122‧‧‧液晶層乾燥部
124‧‧‧液晶層硬化部
126‧‧‧捲取部
130‧‧‧支撐輥
132‧‧‧搬送輥
134、136‧‧‧曝光部
138‧‧‧掩膜
140‧‧‧第一曝光區域
142‧‧‧開口
144‧‧‧第二曝光區域
146‧‧‧開口
148‧‧‧箭頭
149‧‧‧箭頭
150‧‧‧輥本體
152‧‧‧抑制部
154‧‧‧曝光
300‧‧‧第一配向區域
310‧‧‧第二配向區域
1000‧‧‧立體顯示裝置
1200‧‧‧光源
1300‧‧‧圖像顯示部
1500‧‧‧光源側偏光板
1600‧‧‧圖像生成部
1620‧‧‧右眼圖像生成區域
1640‧‧‧左眼圖像生成區域
1700‧‧‧出射側偏光板
A、B‧‧‧部分
圖1是表示第一實施方式所述的光學膜10的構成。
圖2是表示設置有光學膜10的立體顯示裝置1000的分解斜視圖。
圖3是表示本實施方式所述光學膜製造裝置100的整體構成。
圖4是表示本實施方式所述配向處理部116的構成。
圖5是表示本實施方式所述掩膜138的平面圖。
圖6是表示本實施方式所述配向處理部116的曝光部分的截面示意圖。
圖7是表示本實施方式所述支撐輥130的放大截面圖。
圖8是表示本實施方式的第一變形例所述支撐輥130的放大截面圖。
圖9是表示本實施方式的第二變形例所述支撐輥130的放大截面圖。
圖10是表示本實施方式所述光學膜10的製造方法。
圖11是表示本實施方式所述光學膜10的製造方法。
圖12是表示通過偏振光顯微鏡對光學膜10的液晶層40的配向圖案進行觀察時的照片。
圖13是表示本實施方式的第三變形例所述光學膜12的構成。
圖14是表示本實施方式的第四變形例所述光學膜14的構成。
圖15是表示通過偏振光顯微鏡對比較例8得到的光學膜的液晶層40的配向圖案的邊界進行觀察時的照片。
圖16是表示通過偏振光顯微鏡對實施例10得到的光學膜的液晶層40的配向圖案的邊界進行觀察時的照片。
20‧‧‧基材
28‧‧‧光配向性樹脂
30‧‧‧配向層
130‧‧‧支撐輥
136‧‧‧曝光部
138‧‧‧掩膜
150‧‧‧輥本體
152‧‧‧抑制部
154‧‧‧曝光
A、B‧‧‧部分
Claims (12)
- 一種光學膜製造裝置,用以一邊連續搬送長條狀的膜,一邊製造具有多個配向區域的光學膜,其中包括:支撐輥,支撐設置有光配向性樹脂的所述膜;以及曝光部,與所述支撐輥相對向設置,且通過掩膜以偏振光對所述膜的所述光配向性樹脂進行曝光,藉此在所述光配向性樹脂上顯現出分子配向方向互異的所述多個配向區域,所述支撐輥具有輥本體及抑制部,所述抑制部用於抑制在所述輥本體處的所述曝光的反射。
- 如申請專利範圍第1項所述的光學膜製造裝置,其中:所述抑制部是吸收所述曝光而抑制所述偏振光反射的曝光吸收層。
- 如申請專利範圍第1項所述的光學膜製造裝置,其中:所述抑制部是使所述曝光發生干涉而抑制所述曝光反射的曝光干涉層。
- 如申請專利範圍第1項所述的光學膜製造裝置,其中:所述抑制部是使所述曝光發生散射而抑制所述曝光反射的曝光散射層。
- 一種光學膜的製造方法,包括:塗佈步驟:在長條狀的膜上塗佈光配向性樹脂並進行乾燥;以及曝光步驟:一邊沿長度方向連續搬送所述膜,一邊通過掩膜以偏振光對所述光配向性樹脂進行曝光,藉此在所 述光配向性樹脂上顯現出分子配向方向互異的所述多個配向區域,所述曝光步驟是對所述膜中與支撐輥相接觸的區域進行曝光的步驟,所述支撐輥包括輥本體及抑制部,所述抑制部設置於所述輥本體的表面,而抑制所述曝光的反射。
- 如申請專利範圍第5項所述的光學膜的製造方法,其中:所述抑制部是吸收所述曝光而抑制所述曝光反射的曝光吸收層。
- 如申請專利範圍第5項所述的光學膜的製造方法,其中:所述抑制部是使所述曝光發生干涉而抑制所述曝光反射的曝光干涉層。
- 如申請專利範圍第5項所述的光學膜的製造方法,其中:所述抑制部是使所述曝光發生散射而抑制所述曝光反射的曝光散射層。
- 一種光學膜,其是由如申請專利範圍第5項所述的製造方法製造而成。
- 一種光學膜,包括:配向層,由光配向性樹脂形成,且具有分子配向方向互異的多個配向區域;透明的基材,支撐所述配向層;以及光吸收層,設置於為比所述配向層更靠近基材側,且吸收使所述光配向性樹脂硬化的波長光。
- 一種光學膜,具有分子配向方向互異的多個配向 區域,其中:在所述多個配向區域間的邊界處,從平均線的凹凸為10μm以內。
- 如申請專利範圍第11項所述的光學膜,其中:在所述多個配向區域間的邊界處,從平均線的凹凸為5μm以內。
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