CN102540314A

CN102540314A - 偏光片及其制备方法、具有该偏光片的3d显示装置

Info

Publication number: CN102540314A
Application number: CN2010106204216A
Authority: CN
Inventors: 朴求铉; 李润复
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd; Hefei BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd; Hefei BOE Optoelectronics Technology Co Ltd
Priority date: 2010-12-31
Filing date: 2010-12-31
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2030-12-31
Also published as: CN102540314B

Abstract

本发明公开了一种偏光片及其制备方法、具有该偏光片的3D显示装置，涉及3D显示技术领域。其解决了现有阵列相位延迟3D显示技术工艺复杂、成本高的问题。本发明的偏光片包括偏光层和支持层；在支持层远离偏光层的一面上有间隔分布的凹槽；在支持层带凹槽的一面外有单一取向的双折射晶体层；对应凹槽处的双折射晶体层能使沿其法线方向入射并透过的线偏振光转变为第一圆偏振光，对应凹槽间隔处的双折射晶体层能使沿其法线方向入射并透过的线偏振光转变为第二圆偏振光，两圆偏振光的旋转方向相反。本发明的偏光片制备方法包括形成凹槽和双折射晶体层的步骤。本发明的3D显示装置包括上述偏光片。本发明主要用于3D液晶显示。

Description

偏光片及其制备方法、具有该偏光片的3D显示装置

技术领域

本发明涉及3D显示技术领域，尤其涉及用于3D液晶显示的偏光片及其制备方法、具有该偏光片的3D显示装置。

背景技术

3D(三维)显示是显示技术的发展趋势，其可使画面更加逼真，给用户身临其境的感觉。现有的3D显示技术包括偏振光式3D显示技术、裸眼3D显示技术、视差障栅3D显示技术、柱状透镜3D显示技术等。

阵列相位延迟(Pattern retarder)显示技术是偏振光式3D显示技术中的一种，其原理如下：如图1所示，在阵列相位延迟膜上具有平行、均匀且交替排列的第一条状偏光区11和第二条状偏光区12(其中条状每个偏光区11、12的宽度通常在几十至几百微米)，也就是“相位延迟阵列”；线偏振光穿过两种条状偏光区11、12后偏振方向将变得不同(相互垂直或旋转方向相反)，也就是会产生“相位延迟”。因此，当用户用偏光眼镜观看穿过阵列相位延迟膜的光时，由于偏光眼镜对应每只眼睛的偏光片只允许一种偏振光通过，故用户的左眼和右眼可分别看到从不同条状偏光区11、12发出的不同图像，从而产生3D效果。

现有的制造阵列相位延迟3D显示装置的步骤包括：

在单独的基板(如玻璃基板或薄膜基板)上制造配向层(如PI，聚酰亚胺)；

利用掩膜(Mask)在配向层上制造多个平行且间隔排列的第一条状取向区，其中配向可通过常规的摩擦(Rubbing)配向工艺或UV(紫外线)配向工艺实现；

再次利用掩膜在上述条状取向区的间隔区域处形成第二条状取向区，第一、第二条状取向区的取向方向不同(通常为相互垂直)；

在具有两种取向区的配向层上涂布反应型液晶，并通过UV固化使反应型液晶固化，对应不同条状取向区的反应型液晶固化后即形成取向不同的第一条状偏光区11和第二条状偏光区12，从而得到阵列相位延迟膜；

将偏光片设置在显示面板的显示侧，并将基板贴合在偏光片外，得到3D显示装置。

发明人发现现有技术中至少存在如下问题：在现有阵列相位延迟3D显示技术中，阵列相位延迟膜要被单独在基板上制造，之后再将基板贴合到偏光片上，因此其制造工艺复杂，成本高。

发明内容

本发明的实施例提供一种偏光片，其可用较简单的工艺和较低的成本实现3D显示。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种偏光片，包括用于产生线偏振光的偏光层和至少位于所述偏光层一面外的支持层；在所述支持层远离偏光层的一面上有间隔分布的凹槽；

在所述支持层带凹槽的一面外有单一取向的双折射晶体层；对应所述凹槽处的双折射晶体层能使沿其法线方向入射并透过的线偏振光转变为第一圆偏振光，对应所述凹槽间隔处的双折射晶体层能使沿其法线方向入射并透过的线偏振光转变为第二圆偏振光，所述第一圆偏振光和第二圆偏振光的旋转方向相反。

在本发明实施例的偏光片中，由于对应凹槽和凹槽间隔处的双折射晶体层可产生旋转方向不同的圆偏振光，故将其设置在显示面板显示侧外时，只要通过圆偏光眼镜观看，即可使左眼和右眼分别看到不同的图像，形成3D显示的效果。

由于本发明实施例的偏光片同时有偏光和阵列相位延迟的功能，因此用其实现3D显示时不需要增加单独的阵列相位延迟膜，也不用进行贴合阵列相位延迟膜的操作，故其可用较简单的工艺和较低的成本实现3D显示。

作为本发明实施例的一种优选方案，所述双折射晶体层由反应型液晶构成。

作为本发明实施例的一种优选方案，所述双折射晶体层与所述支持层之间还有单一取向的配向层。

作为本发明实施例的一种优选方案，所述双折射晶体层的光轴与所述偏光层的表面平行。

作为本发明实施例的一种优选方案，对应所述凹槽处的双折射晶体层的厚度等于由该双折射晶体层的材料构成的四分之三波片的厚度，对应所述凹槽间隔处的双折射晶体层的厚度等于由该双折射晶体层的材料构成的四分之一波片的厚度。

本发明的实施例提供一种偏光片的制备方法，其所制得的偏光片可用较简单的工艺和较低的成本实现3D显示。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种偏光片的制备方法，包括：

在支持层远离偏光层的一面上形成间隔分布的凹槽；

在所述支持层带凹槽的一面外形成单一取向的双折射晶体层；对应所述凹槽处的双折射晶体层能使沿其法线方向入射并透过的线偏振光转变为第一圆偏振光，对应所述凹槽间隔处的双折射晶体层能使沿其法线方向入射并透过的线偏振光转变为第二圆偏振光，所述第一圆偏振光和第二圆偏振光的旋转方向相反。

由于本发明实施例的偏光片的制备方法制备的是具有上述结构的偏光片，因此其所制得的偏光片可用较简单的工艺和较低的成本实现3D显示。

作为本发明实施例的一种优选方案，所述在支持层远离偏光层的一面上形成间隔分布的凹槽具体为：

通过层压工艺或紫外线固化工艺在支持层远离偏光层的一面上形成间隔分布的凹槽。

作为本发明实施例的一种优选方案，所述在所述支持层带凹槽的一面外形成单一取向的双折射晶体层包括：

在所述支持层带凹槽的一面上形成单一取向的配向层；

在所述配向层上涂布反应型液晶；

通过紫外线照射使所述反应型液晶固化并形成单一取向的双折射晶体层。

本发明的实施例提供一种3D显示装置，其制造工艺简单，成本低。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种3D显示装置，包括显示面板和位于所述显示面板显示侧的上述偏光片，且所述偏光片的双折射晶体层比偏光层更远离所述显示面板。

由于本发明实施例的3D显示装置中具有上述偏光片，因此其不需要使用单独的阵列相位延迟膜，也不用进行贴合阵列相位延迟膜的操作，故其制造工艺简单，成本低。

作为本发明实施例的一种优选方案，所述3D显示装置为3D液晶显示装置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为现有技术的阵列相位延迟膜的俯视结构示意图；

图2为本发明实施例一的偏光片的剖面结构示意图；

其中附图标记为：11、第一条状偏光区；12、第二条状偏光区；4、偏光层；5、支持层；51、凹槽；52、凹槽间隔；6、双折射晶体层；91、防眩层；92、低反射层；93、保护层；94、光补偿层；95、压敏粘着层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种偏光片，包括用于产生线偏振光的偏光层和至少位于所述偏光层一面外的支持层；

在所述支持层远离偏光层的一面上有间隔分布的凹槽；

将本发明实施例的偏光片设置在显示面板显示侧外可以组成具有3D显示功能的显示装置。

由于本发明实施例的偏光片同时有偏光和阵列相位延迟的功能，因此用其实现3D显示时不需要增加单独的阵列相位延迟膜，也不用进行贴合阵列相位延迟膜的操作，故其可用较简单的工艺和较低的成本实现3D显示；而且，由于本发明实施例的偏光片中的双折射晶体层是单一取向的，因此其制备时只要进行一次配向操作即可，制备工艺简便；同时，由于经过该偏光片的光是圆偏振光，而圆偏光眼镜的视角范围大，用户不必为了观看而保持特定角度，从而可给用户带来更舒适的观看体验。

实施例一

本发明实施例提供一种偏光片，如图2所示，该偏光片包括偏光层4，偏光层4可由聚乙烯醇(PVA)等常规材料构成，用于将穿过其的光转换为特定偏振方向的线偏振光。

在偏光层4的至少一面外具有用于支持偏光层4的支持层5；该支持层5可由三醋酸纤维素(TAC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等常规材料构成。当然，在偏光层4的另一面也可设有支持层5。

在支持层5远离偏光层4的一面上还具有多个间隔分布的凹槽51。凹槽51宽度优选在几十至几百微米，深度优选为零点几微米至几微米，截面优选为矩形，且底面优选平行于偏光层4的表面。各凹槽51优选均匀分布，即各凹槽51的形状和尺寸相等且相互平行，而凹槽间隔52的宽度也与凹槽51的宽度相等；更优选地，各凹槽51还平行于支持层5的边。

在支持层5带有凹槽51的一面外有单一取向的双折射晶体层6。由于支持层5上具有凹槽51，因此，双折射晶体层6在对应凹槽51处和对应凹槽间隔52处的自然厚度不同。由于双折射晶体对o光(寻常光)和e光(非寻常光)的折射率不同，因此当线偏振光在双折射晶体中传播时其o光和e光的光程差会随着传播距离的变化逐渐变化，故当线偏振光穿过材料和光轴方向(即取向)相同、厚度不同的双折射晶体层6时，其偏振状况会产生不同的变化。其中，对应凹槽51处的双折射晶体层6应能使沿其法线方向入射并透过的线偏振光转变为第一圆偏振光，对应凹槽间隔52处的双折射晶体层6应能使沿其法线方向入射并透过的线偏振光转变为第二圆偏振光，这两个圆偏振光的旋转方向应相反，即一个为左圆偏振光，另一个为右圆偏振光。也就是说，垂直入射到双折射晶体层6表面并穿过双折射晶体层6的线偏振光一部分会被转变为左圆偏振光，另一部分则被转变为右圆偏振光。

优选地，对应凹槽51处的双折射晶体层6的厚度等于由该双折射晶体层的材料构成的四分之三波片的厚度，对应凹槽间隔52处的双折射晶体层的厚度等于由该双折射晶体层的材料构成的四分之一波片的厚度。即对应凹槽51处的双折射晶体层6应能使沿其法线方向入射并透过的线偏振光的o光和e光产生3λ/4(λ为线偏振光光的波长)的光程差(即π3/2π的相位延迟)，而对应凹槽间隔52处的双折射晶体层6应能使沿其法线方向入射并透过的线偏振光的o光和e光产生λ/4的光程差(即π/2的相位延迟)。这一方案实际相当于在所有凹槽51的上方均设置了3/4波片，而在所有凹槽间隔52处的上方均设置了1/4波片，从而使从这两个位置射出的光分别为左圆偏振光和右圆偏振光。更优选地，对应凹槽处61的双折射晶体层6的厚度与对应凹槽间隔处62的双折射晶体层6的厚度的比应为3∶1(即四分之三波片和四分之一波片的厚度比)。

当然，该双折射晶体层6的厚度也可按不同的方法设置，只要保证在对应凹槽51处的双折射晶体层6和对应凹槽间隔52处的双折射晶体层6中，有一个能使沿其法线方向入射并透过的线偏振光的o光和e光产生(mλ+λ/4)的光程差，另一个能使沿其法线方向入射并透过的线偏振光的o光和e光产生(nλ+λ3/4)的光程差即可，其中m、n均为大于等于0的正整数；且其中应保证对应凹槽51处的双折射晶体层6的厚度大于对应凹槽间隔52处的双折射晶体层6的厚度。

优选地，所述双折射晶体层6的光轴与偏光层4的表面平行。这样可以比较方便的算出双折射晶体层6各位置所需的厚度。

优选地，双折射晶体层6可由反应型液晶(RM，Reactive Mesogen)构成。更优选地，在双折射晶体层6和支持层5之间还有单一取向的配向层，该配向层厚度通常在零点几微米(因其厚度通常很薄，故图中未示出)。由于反应型液晶设置在配向层上时会发生取向，且可在特定条件(如紫外线照射)下固化成为高分子层并保留液晶态时的取向，因此，通过使用反应型液晶和配向层可容易的得到单一取向的双折射晶体层6。当然，该双折射晶体层6也可由其它的材料构成。

当然，双折射晶体层6的厚度只能针对某种特定波长的光设置，例如针对可见光波长(390～780nm)，更优选针对绿光波长(455～492nm)。而其它波长的光穿过双折射晶体层6后可能不是绝对的圆偏振光，而是椭圆偏振光。另外，对于沿与法线成一定角度的方向入射到双折射晶体层6中的线偏振光，其穿过双折射晶体层6后也可能不是绝对的圆偏振光，而是椭圆偏振光。但是，由于这些椭圆偏振光都很接近圆偏振光，因此其基本不会对最终的3D显示质量产生影响。

显然，该偏光片还可包括偏光片中的其它常规膜层，例如在双折射晶体层6的远离偏光层4的一侧外还可依次设有防眩层91(AG/HCLayer)、低反射层92(LR/AR Layer)、保护层93(Protect Film)等；而在偏光层4另一面的支持层5外还可依次设有光补偿层94(Compensator)、压敏粘着层95(PSA)等。

实施例二

本发明实施例提供一种偏光片的制备方法，包括：

S01、在支持层远离偏光层的一面上形成间隔分布的凹槽。优选地，该凹槽可通过层压工艺或紫外线(UV)固化工艺制备；其中，层压工艺是指用表面具有许多凸起的滚轮在支持层上“压”出凹槽，而紫外线固化工艺是指通过喷涂或模具形成软质的未固化的凹槽结构，再通过紫外线照射使其固化；由于它们都是已知技术，故在此不再详细描述。

S02、在所述支持层带凹槽的一面外形成单一取向的双折射晶体层；对应所述凹槽处的双折射晶体层能使沿其法线方向入射并透过的线偏振光转变为第一圆偏振光，对应所述凹槽间隔处的双折射晶体层能使沿其法线方向入射并透过的线偏振光转变为第二圆偏振光，所述第一圆偏振光和第二圆偏振光的旋转方向相反。优选地，单一取向的双折射晶体层可通过如下工艺形成：

S021、在支持层带凹槽的一面上形成单一取向的配向层；其可包括涂布配向层的步骤，以及通过摩擦配向或紫外线配向使配向层单一取向的步骤；

S022、在配向层上涂布反应型液晶；

S023、通过紫外线照射使反应型液晶固化并形成单一取向的双折射晶体层。

这种使用配向层和反应型液晶制备双折射晶体层的方法比较简单，易于操作。

由于本发明实施例的偏光片的制备方法制备的是具有上述结构的偏光片，因此其所制得的偏光片可用较简单的工艺和较低的成本实现3D显示，并可给用户带来更舒适的观看体验。同时，由于在本发明实施例的偏光片的制备方法中不用进行两次配向操作，也可不使用掩膜等，因此其制造工艺简单，耗时短，成本低。

实施例三

本发明实施例提供一种3D显示装置，其包括显示面板和位于显示面板显示侧的上述偏光片，且所述偏光片的双折射晶体层比偏光层更远离所述显示面板(即应保证从显示面板发出的光要通过偏光层后才进入双折射晶体层)。

由于本发明实施例的3D显示装置中具有上述偏光片，因此其不需要使用单独的阵列相位延迟膜，也不用进行贴合阵列相位延迟膜的操作，故其制造工艺简单，成本低，并可给用户带来更舒适的观看体验。

优选地，该3D显示装置为3D液晶显示装置(即显示面板为液晶显示面板)。由于偏光片是液晶显示装置中的必要部件，因此其中可直接用上述的偏光片作为液晶显示装置的外偏光片(指位于显示侧的偏光片)，从而可以更好的降低成本，简化制造工艺。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种偏光片，包括用于产生线偏振光的偏光层和至少位于所述偏光层一面外的支持层；其特征在于，

在所述支持层远离偏光层的一面上有间隔分布的凹槽；

2.根据权利要求1所述的偏光片，其特征在于，所述双折射晶体层由反应型液晶构成。

3.根据权利要求2所述的偏光片，其特征在于，所述双折射晶体层与所述支持层之间还有单一取向的配向层。

4.根据权利要求1所述的偏光片，其特征在于，所述双折射晶体层的光轴与所述偏光层的表面平行。

5.根据权利要求1所述的偏光片，其特征在于，对应所述凹槽处的双折射晶体层的厚度等于由该双折射晶体层的材料构成的四分之三波片的厚度，对应所述凹槽间隔处的双折射晶体层的厚度等于由该双折射晶体层的材料构成的四分之一波片的厚度。

6.一种偏光片的制备方法，其特征在于，包括：

在支持层远离偏光层的一面上形成间隔分布的凹槽；

7.根据权利要求6所述的偏光片的制备方法，其特征在于，所述在支持层远离偏光层的一面上形成间隔分布的凹槽具体为：

8.根据权利要求6所述的偏光片的制备方法，其特征在于，所述在所述支持层带凹槽的一面外形成单一取向的双折射晶体层包括：

在所述支持层带凹槽的一面上形成单一取向的配向层；

在所述配向层上涂布反应型液晶；

9.一种3D显示装置，其特征在于，包括显示面板和位于所述显示面板显示侧的上述权利要求1至5中任意一项所述的偏光片，且所述偏光片的双折射晶体层比偏光层更远离所述显示面板。

10.根据权利要求9所述的3D显示装置，其特征在于，所述3D显示装置为3D液晶显示装置。