CN102169200B - 相位差板制作方法、3d面板及3d显示设备 - Google Patents

相位差板制作方法、3d面板及3d显示设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种相位差板制作方法，涉及3D显示技术领域，包括以下步骤：S1：在显示面板的上偏光片表面涂覆相位差板取向层；S2：对所述取向层进行取向处理，使取向层上分为取向方向不同的至少两部分区域；S3：在完成取向处理后的取向层上涂覆RM，并使所述RM取向后固化，形成相位差板。本发明还公开了一种3D面板及显示设备。本发明提高了相位差板与显示面板的对位精度及产品良率；另外，减少了相位差板基板和粘合剂的使用，降低了成本，同时减小了透光的损失，还增大了垂直方向上的观看角度。

Description

相位差板制作方法、3D面板及3D显示设备
技术领域
本发明涉及3D显示技术领域，特别涉及一种相位差板制作方法、3D面板及3D显示设备。
背景技术
立体显示已经成为显示领域的一种趋势。而立体显示的根本原理就是视差产生立体，即使人的左眼看到左眼图片，右眼看到右眼图片。其中左右眼图片为有视差的一对立体图像对。
实现立体显示的一种方法是采用串行式，即在第一时刻，显示器显示左眼画面，此时只让观看者的左眼看到显示画面；第二时刻，显示器显示右眼画面，只让观看者的右眼看到显示画面，利用图像在人眼视网膜的暂留性，使人感觉到是左右眼同时看到了左右眼画面，从而产生立体感觉。
另外一种实现立体显示的方式是并行式，即在同一时刻，显示器上一部分像素显示左眼画面的内容，一部分像素显示右眼画面的内容，通过光栅、偏光眼镜等方式使一部分像素的显示只能被右眼看到，另一部分只能被左眼看到，从而产生立体的感觉。
偏光眼镜式立体显示是当今立体显示领域的一种主流技术，这种技术的基本结构就是在显示面板前安装一个可以调节出射光偏光方向的器件。这种器件可以是一块相位差板，也可以是一块液晶盒，或者其它可以调节不同像素出射光偏光方向的器件。相位差板立体显示的原理如图1所示，从上到下依次为：显示面板显示的画面、相位差板、出射画面及观看用的偏光眼镜。显示面板上，一行显示右眼图，一行显示左眼图，在其前面放置一块相位差板，一行λ/2延迟，一行0延迟，λ为光波长，这样就可以使λ/2延迟的像素出射光的偏光方向旋转90°，这样，戴着左右眼偏振方向正交的偏光眼镜，就可以右眼只看到右眼像素发出的光，左眼只看到左眼像素发出的光，从而产生立体效果。也有方案是一行λ/4延迟，一行3λ/4延迟。
在多种偏光眼镜立体显示中，采用相位差板（pattern retarder）的技术又最受青睐。它的基本结构是在显示面板上精确对位后，贴附一块相位差板，利用相位差板上不同区域可以产生不同的相位延迟，从而使不同像素的光以不同偏振方向出射，观看者佩戴偏光眼镜就可以看到3D效果。
目前，制作基于相位差板的3D显示面板的方法是先制作相位差板在玻璃或者薄膜基材上，然后再将相位差板用双面胶或者其它粘着剂贴附在显示面板上，其基本结构如图2所示，制作在相位差板基板1上的相位差板2通过粘合剂3粘贴在显示面板5的上偏光片4上。
上述相位差板的制作工艺中的问题在于，将相位差板对位贴附到显示面板上时，总是难以对位精确，精确度很低，造成这种方式制造的3D产品良品率很低，串扰严重；同时，由于多了一层粘合剂3和相位差板基板1，会造成光线的损失；而且增加了发光点（显示基板上的红绿蓝发光点）到相位差板的距离，降低了可视角度。这些问题已经严重阻碍了相位差板式3D显示的发展。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何提高相位差板覆盖在显示面板上的对位精度。
（二）技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种3D面板的相位差板制作方法，包括以下步骤：
S1：在显示面板的上偏光片表面涂覆相位差板取向层；
S2：对所述取向层进行取向处理，使取向层上分为取向方向不同的至少两部分区域；
S3：在完成取向处理后的取向层上涂覆RM，并使所述RM取向后固化，形成相位差板；所述相位差板用于使3D面板上显示的图像形成为具有相位差的立体图像对。其中，RM英文全称为ReactiveMesogens，为具有双折射特性、可以进行取向和固化的一类物质。在本发明中，RM一般称为反应物质或RM反应物；具体而言，RM可以为液晶聚合物或其它合适的物质。
其中，所述步骤S2为：对所述取向层进行取向处理，使取向层上分为两部分取向方向不同的区域。
其中，两部分取向方向不同的区域的取向方向的夹角为45°~135°。
进一步地，所述两部分取向方向不同的区域的取向方向的夹角为90°。
进一步地，所述两部分取向方向不同的区域中，一部分区域的取向方向与上偏光片的出射光的方向平行，另一部分区域的取向方向与上偏光片的出射光方向垂直。
其中，所述步骤S2中对取向层进行取向处理后，取向层被分为若干竖直或者水平的条状区域，且每两个相邻的条状区域的取向方向不同。
优选地，每条条状区域覆盖一列或者一行子像素。
其中，所述步骤S2具体为：在所述取向层上盖上掩膜板，利用紫外光照射取向。
其中，所述步骤S3之后还包括步骤：在所述相位差板的表面贴附一层保护膜。
其中，所述RM为具有双折射特性、可以进行取向和固化的物质。
其中，所述RM为液晶聚合物。
本发明还提供了一种3D面板，包括显示面板和贴附于显示面板的上偏光片及下偏光片，还包括直接制作于上偏光片之上的相位差板；所述相位差板用于使3D面板上显示的图像形成为具有相位差的立体图像对。
其中，所述相位差板包括取向层，所述取向层分为取向方向不同的至少两部分区域。
进一步地，所述取向层分为两部分取向方向不同的区域。
其中，所述两部分取向方向不同的区域的取向方向的夹角为45°~135°。
进一步地，所述两部分取向方向不同的区域的取向方向的夹角为90°。
优选地，其中一部分区域的取向方向与上偏光片的出射光的方向平行，另一部分区域的取向方向与上偏光片的出射光方向垂直。
其中，所述取向层分为若干竖直或者水平的条状区域，且每两个相邻的条状区域的取向方向不同。
优选地，每条条状区域覆盖一列或者一行子像素。
其中，所述相位差板的表面贴附有一层保护膜。
其中，所述取向层表面覆盖有一层RM。
其中，所述RM为具有双折射特性、可以进行取向和固化的物质。
其中，所述RM为液晶聚合物。
本发明还提供一种3D显示设备，包括上述的3D面板。
（三）有益效果
本发明通过在上偏光片上直接制作相位差板，无需相位差板在显示面板上的贴附工艺，采用曝光的方法进行取向层的取向，比贴附工艺中采用机械对位方式的精度高，提高了相位差板与显示面板的对位精度及产品良率；另外，减少了相位差板基板和粘合剂的使用，降低了成本，同时减小了透光的损失，增大了可视角度。
附图说明
图1是现有技术中采用相位差板实现3D显示的原理示意图；
图2是现有技术中采用贴附的方式将相位差板贴附到偏光片上的结构示意图；
图3是本发明实施例的一种相位差板制作方法流程图；
图4是完成显示面板成盒工艺和贴附上偏光片后的模型图，（a）为俯视图，（b）为截面视图；
图5是在图4的模型上制作相位差板取向层后的示意图，其中，取向层被分为若干竖直条状区域，（a）为俯视图，（b）为沿A-A的截面视图；
图6是在图5的模型的取向层上覆盖RM后的示意图，（a）为俯视图，（b）为沿A-A的截面视图；
图7是将图6的多个显示面板切割成单个显示面板后的示意图，（a）为俯视图，（b）为沿A-A的截面视图；
图8是在图4的模型上制作相位差板取向层后的示意图，其中，取向层被分为若干水平条状区域，（a）为俯视图，（b）为沿B-B的截面视图；
图9是在图8的模型的取向层上覆盖RM后的示意图，（a）为俯视图，（b）为沿B-B的截面视图；
图10是将图9的多个显示面板切割成单个显示面板后的示意图，（a）为俯视图，（b）为沿B-B的截面视图；
图11是采用相位差板的方式实现观看3D画面时的效果图；
图12是采用图3的流程将相位差板制作到显示面板的上偏光片表面后的截面图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
如图3所示，为实施例的相位差板制作方法流程图，包括：
步骤S301，在显示面板的上偏光片表面涂覆相位差板取向层。该取向层的材料不可以与偏光片上表面材料发生反应，且与之有较强黏附力。其中，本发明各实施例涉及的偏光片（包括上偏光片和下偏光片），是指所有可以实现光线偏振作用的光学器件，包括但不限于传统的偏光片。
步骤S302，对所述取向层进行取向处理，使取向层分为取向方向不同的至少两部分区域。具体取向处理方式为：在取向层上盖上掩膜板，利用紫外光照射，使曝光后的取向层上分为取向方向不同的至少两部分区域。当然，具体取向处理方式除上述利用紫外光照射的方法外，还可以为其他本领域常用的方法。本实施例中，使取向层分为取向方向不同的两部分区域，具体取向处理方式为：在取向层上盖上掩膜板，利用紫外光照射，使曝光后的取向层上分为两部分取向方向不同的区域。其中，两部分取向方向不同的区域的取向方向的夹角可以为45°~135°，优选地，取向方向的夹角为90°；进一步地，一部分区域的取向方向与上偏光片的出射光的方向平行，另一部分区域的取向方向与上偏光片的出射光方向垂直。上述优选取向方向的夹角为90°，是在现有的偏光眼镜等的偏振方向为90°的前提下的优选设计方案。本领域的技术人员可以理解，本实施例中，只需满足显示面板的上偏光片、相位差板、偏光眼镜三者的偏振方向相匹配，即可实现3D显示效果，在偏光眼镜的偏振方向并非90°（如亦可为60°）的情况下，优选的取向方向的夹角并非一定为90°（如亦可能为60°）。
取向层上的这两部分区域可以为任意的两个取向不同的区域，如：在上偏光片上形成若干有一定取向倾角的条状区域，每两个相邻的条状区域的取向方向不同。其中，条状区域可以为水平方向、竖直方向或者其他任意方向。并且，不同类型的条状区域可以顺序交错排列、也可以呈棋盘状或其他形状排列。为了制作方便，本实施例中，取向层被分为若干竖直的条状区域，且每两个相邻的条状区域的取向方向不同。其中，取向方向相同的若干条状区域共同构成一部分区域，即在取向层上形成取向方向不同的两部分区域。如图4、5所示，图4中（a）、（b）示出了显示面板成盒工艺及贴附偏光片完成后的状态。由于通常在制备Panel时，是在一块大玻璃板（母板）上制作多个Panel，图中示出了制作四块Panel的情形。当然，本工艺方法也可以单独针对一块Panel实现。本实施例中的显示面板，除可以是液晶面板（LCD）外，还可以是有机电致发光面板（EL），以及等离子显示面板（PDP）等其他显示面板。图5中（a）、（b）示出了在上偏光片4上涂覆并经过取向后的取向层21，该取向层21被分为若干竖直的条状区域，每两个相邻的条状区域的取向方向不同。为保证显示效果，每列子像素上只能有一种条状区域覆盖，每个条状区域可以覆盖一列子像素的一部分或者全部，也可以覆盖多于一列的子像素。为了达到更好的显示效果，每个条状区域恰好覆盖一列子像素。
步骤S303，在完成取向处理后的取向层上涂覆RM，并使该RM取向后固化，形成相位差板。本实施例中，RM（反应物质）为液晶聚合物。如图6中（a）、（b）所示，RM（反应物质）22覆盖在取向层21的上方，由于RM（反应物质）22固化前受取向层21的取向方向的影响，RM22固化后的取向方向和取向层21的取向方向一致，从而形成相位差板2。图7示出了将单个Panel切割下来的情形，由于没有了相位差板基板的保护，为避免在切割或装运过程中划伤相位差板，在步骤S303之后还包括在相位差板的表面贴附一层保护膜的步骤。
实施例2
如图8、9和10所示，本实施例中与实施例1的不同之处在于步骤S302中对取向层进行取向处理后，取向层被分为若干水平的条状区域，且每两个相邻的条状区域的取向方向不同。为保证显示效果，每行子像素上只能有一种条状区域覆盖，每个条状区域可以覆盖一行子像素的一部分或者全部，也可以覆盖多于一行的子像素。为了达到更好的显示效果，每个条状区域恰好覆盖一行子像素。
相位差板采用水平的条状区域在观看效果上优于采用竖直条状区域的情况，如图11所示，仅以一个像素为例来说明用户的观看效果。一个像素前面有数条条状区域的相位差板，设该像素为左眼提供内容，该像素经过左斜线出射的光就可以被左眼的偏光镜片选择，而该像素的光通过右斜线出射的光则会造成串扰。从图中，可以看到，ok区和串扰区在竖直方向上交替出现。因为人的双眼是水平分布的，而且上下移动的机会比较少，而左右动的机会比较多。所以，如果相位差板采用竖直条状区域，ok区和串扰区就会在水平方向交替出现，就可能造成左眼ok区，右眼在串扰区，或者稍有移动，就进去串扰区的现象，会影响观看。如果相位差板上是水平条状区域，那么ok区和串扰区就会在竖直方向交替出现。那么只要人坐在一个地方，双眼都会始终落在ok区域。
在实际中，经常存在屏幕翻转情况，画面也会跟着翻转，尤其是一些手持终端产品，翻转后相位差板的条状区域可能由水平变为竖直，或由竖直变为水平。因此，实施例1和2达到的3D显示效果可以相互转换。
实施例3
本实施例中，提供了一种3D面板，如图12所示，该3D面板包括显示面板5，贴附于显示面板5的上偏光片4和下偏光片4＇，以及直接覆盖于上偏光片4之上的相位差板2。本实施例中，相位差板直接覆盖于上偏光片之上，是指相位差板形成在上偏光片之上，可以是相位差板与偏光片一体成型，也可以是在现有偏光片上通过后续工艺形成相位差板。进一步地，相位差板2的表面还贴附有一层保护膜。其中，显示面板5除可以是液晶面板（LCD）外，还可以是有机电致发光面板（EL），以及等离子显示面板（PDP）等其他显示面板。
本实施例中的相位差板2包括取向层，该取向层上分为取向方向不同的至少两部分区域。取向层表面覆盖有一层具有双折射特性、可以进行取向和固化的RM（反应物质）。具体地，取向层可以被分为若干条状区域，且每两个相邻的条状区域的取向方向不同。其中，所述若干条状区域可以为水平方向、竖直方向或者其他任意方向，优选为水平方向。并且，不同类型的条状区域可以顺序交错排列、也可以呈棋盘状或其他形状排列。
为保证显示效果，每行（或每列）子像素上只能有一种条状区域覆盖，每个条状区域可以覆盖一行（或一列）子像素的一部分或者全部，也可以覆盖多于一行（或一列）的子像素。优选地，每个条状区域恰好覆盖一行（或一列）子像素。由于相位差板采用水平的条状区域在观看效果上优于采用竖直条状区域的情况，因此，最优选的方案是，相位差板采用水平的条状区域，且每个条状区域恰好覆盖一行子像素。
取向方向不同的多个（至少两个）区域，优选为两个。当取向方向不同的区域为两个时，两部分取向方向不同的区域的取向方向的夹角可以为45°~135°，优选地，取向方向的夹角为90°；进一步地，一部分区域的取向方向与上偏光片的出射光的方向平行，另一部分区域的取向方向与上偏光片的出射光方向垂直。上述优选取向方向的夹角为90°，是在现有的偏光眼镜等的偏振方向为90°的前提下的优选设计方案。本领域的技术人员可以理解，本实施例中，只需满足显示面板的上偏光片、相位差板、偏光眼镜三者的偏振方向相匹配，即可实现3D显示效果，在偏光眼镜的偏振方向并非90°（如亦可为60°）的情况下，优选的取向方向的夹角并非一定为90°（如亦可能为60°）。
本实施例所述的相位差板的取向层表面还覆盖有一层RM。所述RM为具有双折射特性、可以进行取向和固化的物质。优选地，所述RM为液晶聚合物。
本实施例的3D面板的上偏光片上覆盖的相位差板，可以是按上述实施例1或实施例2的方法制作的相位差板。
本实施例还提供了一种3D显示设备，包括上述3D面板。该3D显示设备可以是电视机、笔记本电脑、手机、PSP等电子设备。
本实施例的3D面板以及3D显示设备，具有制作成本低，显示效果好的优点。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (18)

1.一种3D面板的相位差板制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在显示面板的上偏光片表面涂覆相位差板取向层；
S2：对所述取向层进行取向处理，使取向层上分为取向方向不同的两部分区域，两部分区域分别由取向方向相同的若干条状区域共同构成，显示面板的每行或每列子像素上只有一种条状区域覆盖，每个条状区域覆盖一行或一列子像素的一部分或者全部，或者覆盖多于一行或一列的子像素；
S3：在完成取向处理后的取向层上涂覆RM，并使所述RM取向后固化，形成相位差板，所述RM为具有双折射特性、可进行取向和固化的物质，所述相位差板用于使3D面板上显示的图像形成为具有相位差的立体图像对。
2.如权利要求1所述的3D面板的相位差板制作方法，其特征在于，两部分取向方向不同的区域的取向方向的夹角为45°～135°。
3.如权利要求2所述的3D面板的相位差板制作方法，其特征在于，所述两部分取向方向不同的区域的取向方向的夹角为90°。
4.如权利要求3所述的3D面板的相位差板制作方法，其特征在于，所述两部分取向方向不同的区域中，一部分区域的取向方向与上偏光片的出射光的方向平行，另一部分区域的取向方向与上偏光片的出射光方向垂直。
5.如权利要求1所述的3D面板的相位差板制作方法，其特征在于，所述步骤S2中对取向层进行取向处理后，取向层被分为若干竖直或者水平的条状区域，且每两个相邻的条状区域的取向方向不同。
6.如权利要求5所述的3D面板的相位差板制作方法，其特征在于，每条条状区域覆盖一列或者一行子像素。
7.如权利要求1～6中任一项所述的3D面板的相位差板制作方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：在所述取向层上盖上掩膜板，利用紫外光照射取向。
8.如权利要求1～6中任一项所述的3D面板的相位差板制作方法，其特征在于，所述步骤S3之后还包括步骤：在所述相位差板的表面贴附一层保护膜。
9.如权利要求1～6中任一项所述的3D面板的相位差板制作方法，其特征在于，所述RM为液晶聚合物。
10.一种3D面板，包括显示面板和贴附于显示面板的上偏光片及下偏光片，其特征在于，还包括直接制作于上偏光片之上的相位差板，所述相位差板包括取向层，所述取向层分为取向方向不同的两部分区域，两部分区域分别由取向方向相同的若干条状区域共同构成，显示面板的每行或每列子像素上只有一种条状区域覆盖，每个条状区域覆盖一行或一列子像素的一部分或者全部，或者覆盖多于一行或一列的子像素，所述取向层表面覆盖有一层反应物RM，所述RM为具有双折射特性、可进行取向和固化的物质，所述相位差板用于使3D面板上显示的图像形成为具有相位差的立体图像对。
11.如权利要求10所述的3D面板，其特征在于，所述两部分取向方向不同的区域的取向方向的夹角为45°～135°。
12.如权利要求11所述的3D面板，其特征在于，所述两部分取向方向不同的区域的取向方向的夹角为90°。
13.如权利要求12所述的3D面板，其特征在于，其中一部分区域的取向方向与上偏光片的出射光的方向平行，另一部分区域的取向方向与上偏光片的出射光方向垂直。
14.如权利要求10所述的3D面板，其特征在于，所述取向层分为若干竖直或者水平的条状区域，且每两个相邻的条状区域的取向方向不同。
15.如权利要求14所述的3D面板，其特征在于，每条条状区域覆盖一列或者一行子像素。
16.如权利要求10～15中任一项所述的3D面板，其特征在于，所述相位差板的表面贴附有一层保护膜。
17.如权利要求10～15中任一项所述的3D面板，其特征在于，所述RM为液晶聚合物。
18.一种3D显示设备，其特征在于，包括权利要求10～17中任一项所述的3D面板。
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