[发明专利]具有空间选择性双折射减小的延迟膜组合

说明书

技术领域

本发明整体涉及光学膜，特别应用于为延迟膜或包含延迟膜的光学膜，以及相关的制品、系统和方法。

背景技术

延迟膜，有时也称为延迟片，是已知的。延迟膜被构造为使得当法向入射的非偏振光通过所述膜时，一个线性偏振态相对于正交的线性偏振态被滞后或“延迟”。被延迟的偏振态的光被说成是沿膜的称为“慢轴”的面内轴偏振，而其他偏振态的光被说成是沿正交的面内“快轴”偏振。延迟膜被定制为提供所需量的滞后或“延迟”，且所述延迟可用光的设计波长的分数来度量或指定。例如，四分之一波长延迟器使得沿慢轴偏振的光相对于沿快轴偏振的光异相（并滞后）四分之一波长。同样，半波长延迟器使得沿慢轴偏振的光相对于沿快轴偏振的光异相（并滞后）二分之一波长。在这些情况下，提及的“波长”可能为可见光谱的中间的波长，例如560nm。或者，延迟可用两个偏振态的光从延迟膜射出时滞后的偏振的波前落后于另一偏振的波前的物理或光学距离来度量。（光学距离为物理距离乘适用的折射率。）对于刚才提到的四分之一波长和半波长实例，延迟分别为120nm（=560/4）和280nm（=560/2）。

一些工作者近来已提出通过微图案化经拉伸的聚合物材料来制造用于自动立体显示器系统的微延迟阵列。参见例如Tsai等人，“Fabricating Polymeric Micro-retardation Arrays for Autostereoscopic Display System by CO₂Laser Heat Processing Technology（通过CO₂激光热加工技术制造用于自动立体显示器系统的聚合物型微延迟阵列）”，Proceedings of SPIE（SPIE会议论文集）3957(2000),pp.142-152。在该工作中，使用CO₂激光以条纹图案加热经拉伸的双折射聚合物材料来释放内部应力和消除经处理区域的延迟。这些工作者报道了在一些加工条件下的内部气泡及粗糙的沟槽表面的表面轮廓的改变。

发明内容

我们已开发出用于制造图案化延迟光学体的技术，所述技术利用热诱导的空间选择性双折射减小的原理并允许在光学体的可用区域上更好地控制延迟或允许在光学体的可用区域上实现更高的延迟选择性。在示例性的实施例中，提高的控制/选择性通过向光学体（本文中有时也称为复合膜）中引入至少两个可图案化延迟膜并在此类膜之间引入至少一个阻挡层来实现。此构造允许光学体在光学体的第一区中暴露于第一光束以优先地减小第一区中的第一延迟膜而不是第二延迟膜的延迟，同时还允许光学体在光学体的第二区中暴露于第二光束以优先地减小第二区中的第二延迟膜而不是第一延迟膜的延迟。由于第一和第二延迟膜以层状布置设置在光学体中使得通过一个延迟膜的至少一些光也通过另一延迟膜，故在可用区域上的特定位置（例如区）处，光学体的总延迟为该位置处各个延迟膜的延迟的组合。因此，取决于第一和第二经处理的区之间所需的空间交迭（如果有的话）的量，光学体可被图案化为在一个位置中具有第一总延迟，在另一位置中具有第二总延迟，在还另一位置中具有第三总延迟，而在再另一位置中具有第四总延迟，所述第一总延迟包括单独的第一和第二延迟膜的初始延迟的贡献，所述第二总延迟包括第一延迟膜的初始延迟和经处理的第二膜的减小的延迟（其可为零延迟）的贡献，所述第三总延迟包括第二延迟膜的初始延迟和经处理的第一膜的减小的延迟的贡献，所述第四总延迟包括经处理的第一和第二延迟膜的减小的延迟的贡献。

本专利申请因此特别是公开了一种复合延迟膜，所述复合延迟膜包含第一延迟膜、第二延迟膜和第一阻挡层。第一延迟膜提供第一光延迟并具有第一吸收特性。第二延迟膜提供第二光延迟并具有第二吸收特性。第一阻挡层可设置在第一和第二延迟膜之间并适于至少部分地阻挡包含写波长的光。第一吸收特性适于在暴露于包含写波长的光时以吸收方式以足以使第一光延迟改变为第三光延迟而同时保持第一延迟膜的结构完整性的量加热第一延迟膜。第二吸收特性适于在暴露于包含写波长的光时以吸收方式以足以使第二光延迟改变为第四光延迟而同时保持第二延迟膜的结构完整性的量加热第二延迟膜。