結合視差光學器件的具有構圖的各向異性的光學設備制造技術

本發明專利技術提供了用于利用視差光學器件在光可對準材料中生成取向圖案的方法。本發明專利技術還提供包括視差光學元件和具有構圖的光學各向異性特性的元件的光學設備。這種設備具有依賴角度的、光學各向異性的特性，這對于各種應用是有用的。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及用于利用視差光學器件在光可對準材料中生成取向圖案的方法。本專利技術還涉及具有構圖的各向異性特性的光學設備和視差光學器件。根據本專利技術的設備具有依賴角度的、光學各向異性特性，這些特性對于各種應用是有用的。
技術介紹
具有構圖的各向異性特性的元件，例如，被稱為光學元件，其包括這樣的一層，該層包括具有局部不同的光軸方向的聚合或交聯的液晶。這種層，例如，是通過在表現出局部不同對準方向的對準層頂部施加可交聯的液晶材料制備的。液晶材料采用底層對準層的局部對準方向，然后被交聯，以固定取向。那種光學元件被大量生產并且主要用于無源(passive)3D顯示器中的偏振轉換，以編碼用于觀看者的左眼和右眼的圖片信息。在本
已知存在不同方法以在光可對準材料層中生成取向圖案。一般而言，取向圖案是通過將光對準層的不同區域暴露于具有不同偏振方向的對準光來實現的。例如，在US’7’375’888中，這是通過在后續的曝光步驟中用不同的光掩模覆蓋光對準層的一部分完成的，每個曝光步驟利用其自己的偏振方向。在US’7’375’888中，公開了具有包括構圖的各向異性的一層的光學元件，其中存儲至少兩個圖像，使得圖像可以通過旋轉分析器而一前一后被看到。圖像，例如，包含在具有構圖的各向異性的層內的交替條中。用于制造這種元件的方法，如在US’7’375’888中所描述的，包括具有單獨光學掩模的后續曝光步驟，這要求掩模的精確對準，以便將各個圖像轉移到對應的專用條。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供用于在包括光可對準材料的一層中生成取向圖案的簡化方法。本專利技術的另一個目的是提供包括各向異性特性的新穎光學設備。在根據本專利技術的方法中，視差光學器件被用來將對準光指引到光對準層的某些區域，以便在對應的區域中生成各向異性。不同的區域由對準光相對于視差光學器件的入射角來選擇。不同入射角的對準光可以在后續的曝光步驟中或同時，例如，通過使用非準直光來應用。這允許在光對準層中生成對準圖案，例如以條的形式，僅僅通過來自不同角度的輻射而無需光掩模的替換或重新定位。視差光學器件在本領域中是眾所周知的并且常常被用于將光轉向到某些觀看區域中，以便分離不同的視圖圖像。應用是，例如，在自動立體顯示器中或者在具有隔行掃描的圖像的翻轉圖片中，其中不同的圖像可以通過改變視角被看到。在本專利技術的背景中，術語“視差光學元件”被用于提供視差光學器件并具有根據入射角將光轉向到不同區域的特性的那些光學元件。視差光學元件的例子是視差屏障、雙凸透鏡陣列、光柵板和微透鏡陣列。在下面，術語POE被用作視差光學元件的縮寫。根據本專利技術的設備包括POE和具有構圖的光學特性的光學元件。圖案包括至少一個區，其中光學特性是各向異性的。但是，在圖案中可以有沒有任何各向異性的區。可以是各向異性的特性包括吸收、散射、反射、發光和折射率。優選地，有至少兩個具有各向異性特性的區，其在各向異性特性的對稱軸的取向方向方面不同。對于單軸各向異性特性，對稱軸被很好地定義，諸如在單軸延遲器的情況下是光軸。另一個例子是在偏振層的情況下的消光軸。如果各向異性是雙軸的，諸如在雙軸延遲器中，則術語“對稱軸”將指其中一個主軸。POE和光學元件布置在彼此的后面，使得它們至少部分地彼此重疊。本專利技術的設備使用視差光學器件來選擇光學元件的圖案與入射光相互作用的特定區域。光可以從光學元件側或從POE側入射到設備。在本申請的背景中，術語“取向方向”將指各向異性特性的對稱軸。術語“取向圖案”將表示包括至少兩個取向方向不同的區域的圖案。在具有構圖的光學特性的光學元件中的取向圖案優選地由光對準方法在包括光可對準材料的層中生成。作為替代，取向圖案也可以由其它合適的方法生成，例如通過壓印、涂刷、光刻或其它用于生成各向異性表面結構的方法。附圖說明本專利技術進一步通過附圖示出。需要強調的是各個特征不一定按比例繪制。圖1繪出了根據本專利技術的方法的步驟，在圖1a中示出了視差屏障板和光對準層的布置，在圖1b中示出了從第一入射方向的第一輻射，在圖1c中示出了從第二入射方向的第二輻射并且在圖1d中示出了所生成的取向圖案。圖2繪出了根據本專利技術的方法的變體的步驟，在圖2a中示出了光對準層附連到其上的視差屏障元件，在圖2b中示出了從第一入射方向的第一輻射，在圖2c中示出了從視差屏障板的相反側的第二輻射并且在圖2d中示出了所生成的取向圖案。圖3示出了該方法的例子的步驟，在圖3a至3e中繪出，其中光對準層與包括雙凸透鏡陣列的POE相結合。圖4示出了根據第一優選實施例的設備，其中各向異性光學元件不在POE的各雙凸透鏡的焦平面內。圖5示出了根據第一優選實施例的設備，其對寬入射角范圍工作。圖6示出了一個例子，其中根據第一優選實施例的設備被結合到小冊子中，用于分析在小冊子的另一頁上布置的構圖的延遲器中的隱藏信息。圖7示出了根據第二優選實施例的設備，其中光學元件是構圖的延遲器層。具體實施方式根據本專利技術的第一方面，提供了用于在光對準層中生成取向圖案的方法。本專利技術的方法包括步驟：-提供光對準層，-提供視差光學元件，-在離光對準層的適當距離布置視差光學元件，-相對于視差光學元件的參考平面以第一入射角利用第一偏振方向的對準光輻射視差光學元件，使得對準光被指引到光對準層的表面上第一區域，以便在光對準層的第一區域中誘發各向異性。在本申請的背景中，術語“光對準層”被用于包括光可對準和/或光對準的材料的層，不管它是否已經暴露于對準光。因而，如本文所使用的，光對準層可以在還沒有暴露于對準光的時候沒有各向異性特性并且在暴露于對準光之后具有各向異性特性。光對準層可以作為一薄層施加到襯底。還有可能光對準層厚并且足夠機械穩定，使得它可以在沒有附加支撐的情況下被處理。在后一種情況下，光對準層還具有襯底的功能。光可對準材料是對光的偏振敏感的材料，并且其中各向異性特性可以在暴露于適當波長的偏振光的時候被誘發。術語“光對準的材料”被用來指已通過暴露于對準光而對準的光可對準材料。在本申請的背景中，術語“對準光”表示的意思將是可以在光可對準材料中誘發各向異性并且至少部分地線性或橢圓偏振的光。如果對準光被橢圓偏振，則偏振方向將是偏振橢圓的長軸。優選地，對準光以超過5:1的偏振度被線性偏振。對準光的波長、強度和能量是依賴于光可對準材料的光敏性選擇的。通常，波長在UV-A、UV-B和/或UV-C范圍內或在可見光范圍內。優選地，對準光包括波長小于450nm的光。更優選的是對準光包括波長小于400nm的光。本專利技術的方法和設備使用POE。第一種類型的合適POE包括像透鏡和透鏡陣列的聚焦元件，尤其是微透鏡和雙凸透鏡，其將透射的光聚焦到透鏡的焦平面中的某些區域內。在改變光的入射角時，光被投射到的區域相應地移動。POE還可以包括光學各向異性的透鏡，這些優選地是光學各向異性的雙凸透鏡。另一種類型的POE是視差屏障板，其包括被光阻擋部分隔開的多個光透射部分。優選地，這些部分具有條的形式。如果視差屏障板被布置在離屏幕一定距離并且被傾斜照射，則光透射部分帶視差地被投射到屏幕。因為視差依賴于光的入射角，所以屏幕上的被照射區域作為光的入射角的函數移動。通常，光阻擋部分被布置在支撐物上并且可以吸收和/或反射光。為了在透射中的操作，支撐物必須是透射的，而如果在本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于在光對準層中生成取向圖案的方法，包括：?提供光對準層(1，31)，?提供視差光學元件(3，23，32)，?在離光對準層的適當距離布置視差光學元件，?利用以相對于視差光學元件的參考平面第一入射角(8)的第一偏振方向(7)的對準光(6)來輻射視差光學元件，使得對準光被指引到光對準層的表面上的第一區域(9，34)，以便在光對準層的第一區域中誘發各向異性。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.04.03 EP 14163316.41.一種用于在光對準層中生成取向圖案的方法，包括：-提供光對準層(1，31)，-提供視差光學元件(3，23，32)，-在離光對準層的適當距離布置視差光學元件，-利用以相對于視差光學元件的參考平面第一入射角(8)的第一偏振方向(7)的對準光(6)來輻射視差光學元件，使得對準光被指引到光對準層的表面上的第一區域(9，34)，以便在光對準層的第一區域中誘發各向異性。2.如權利要求1所述的方法，其中視差光學元件包括微透鏡、雙凸透鏡(33)或視差屏障板(3，23)。3.如權利要求1或2所述的方法，其中光對準層(1，31)與視差光學元件(23，32)相結合。4.如前面任一項權利要求所述的方法，其特征在于附加步驟，其中，在不改變光對準層和視差光學元件的相互位置和取向的情況下，視差光學元件(3，23，32)被以相對于視差光學元件的參考平面第二入射角(18)的第二偏振方向(17)的對準光(16)輻射，使得對準光被指引到光對準層(1，31)上的第二區域(11，36)，以便在光對準層的第二區域中誘發各向異性。5.如權利要求4所述的方法，其特征在于一個或多個附加的輻射步驟，其中附加偏振方向的對準光以附加的角度入射，以便在附加區域中生成對準。6.如權利要求1至3中任一項所述的方法，其中包括圖案的光掩模被用來局部阻擋對準光，使得只有第一區域的第一區被輻射。7.如權利要求6所述的方法，其中視差光學元件在有或沒有光掩模的情況下被以第一入射角但是以第二偏振方向的對準光輻射，使...

【專利技術屬性】
技術研發人員：K·施密特，H·塞伯勒，D·皮雷，
申請(專利權)人：羅利克有限公司，
類型：發明
國別省市：瑞士;CH