CN102654678A - 彩膜基板及其制造方法和3d液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液晶显示器技术领域，具体公开了一种彩膜基板及其制造方法和3D液晶显示器。该制作方法包括：步骤S1、在基板上制作四分之一波片层；步骤S2、在所述四分之一波片层上制作网状半波片层；步骤S3、在所述网状半波片层上制作偏光片层；步骤S4、在所述偏光片层上制作三基色层。本发明实施例通过在彩膜基板上形成网状的半波片层和均一的四分之一波片层，使得光经过网状半波片层和四分之一波片层的相位延迟作用之后能够将线偏振光转换为圆偏振光，从而在一定程度上避免了串扰现象的发生，保证了观看者的立体视觉效果。

Description

彩膜基板及其制造方法和3D液晶显示器

技术领域

本发明涉及液晶显示器技术领域，特别涉及一种用于3D显示的彩膜基板及其制造方法和3D液晶显示器。

背景技术

立体显示技术是利用一系列光学调制方法使人的左右眼产生视差，从而能够接收到不同的画面，在大脑中形成三维(3D)立体效果的技术。如图1所示，为现有技术的偏光式立体显示原理图，一束自然光透过液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)面板8，然后透过半波片层9(retarder)，由于半波片层9的相位延迟作用，光的偏振态会改变，分为两个偏振态9’并分别进入左眼和右眼，从而使人的左右眼产生视差，在人的大脑中形成三维立体效果。现有技术中三维显示彩膜基板的结构，通常包括基板，形成于基板上的条纹状的半波片层9，形成于半波片层9上的偏光片层以及形成于偏光片层上的三基色(RGB)层。再如图2(a)(b)所示，其中半波片层9具有通过刻蚀工艺形成的水平分布或竖直分布的条纹状结构，这种结构只能使观看者在水平方向或竖直方向上获得较好的立体显示效果。再如图3所示，阐释了包括图2所示的半波片层的彩膜基板产生串扰现象的原理，当

时，表示观看者的头部没有转动，显示器的图像正常的透过半波片层9和3D眼镜，右眼图像的光线进入右眼镜片10，左眼图像的光线进入左眼镜片11(如图3中两个实线箭头所示)；当

时表示观看者的头部有转动，由于偏振光的斜入射，右眼图像的光线会进入左眼镜片11中(如图3中虚线箭头所示)，这样就会产生串扰现象，观看者获得的立体效果会大大降低，影响观看者的观看效果。

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改善因观看者头部的转动产生的图像串扰现象，使观看者获得较好的立体视觉效果。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种彩膜基板的制造方法，包括以下步骤：

步骤S1、在基板上制作四分之一波片层；

步骤S2、在所述四分之一波片层上制作网状半波片层；

步骤S3、在所述网状半波片层上制作偏光片层。

其中，所述步骤S1具体包括：

步骤S11、制备基板；

步骤S12、在所述基板上制作第一聚酰亚胺(Polyimide，PI)层；

步骤S13、在所述第一PI层上制作第一液晶(Liquid Crtstal，LC)层，所述第一PI层和第一LC层即四分之一波片层；

所述第一LC层的厚度d₁由以下公式计算：

$d_1=\frac{\mathrm{\λ}}{4*\mathrm{\Δn}},\mathrm{\Δn}=n_e-n_o$

其中λ为入射光波长，n_e为异常光的折射率，n_o为寻常光的折射率，Δn为异常光和寻常光的折射率差。

所述步骤S2具体包括：

步骤S21、在所述四分之一波片层上制作第二PI层；

步骤S22、在所述第二PI层上制作光敏性LC层；

所述光敏性LC层的厚度d₂由以下公式计算：

$d_2=\frac{\mathrm{\λ}}{2*\mathrm{\Δn}},\mathrm{\Δn}=n_e-n_o$

其中λ为入射光波长，n_e为异常光的折射率，n_o为寻常光的折射率，Δn为异常光和寻常光的折射率差；

步骤S23、采用紫外线透过网状的光掩模板对所述光敏性LC层进行照射；

步骤S24、对光照后的所述光敏性LC层进行刻蚀，所述第二PI层和刻蚀后的所述光敏性LC层即网状半波片层。

所述步骤S3具体包括：

步骤S31、在所述网状半波片层上制作第三PI层；

步骤S32、在所述第三PI层上制作第三LC层，所述第三PI层和第三LC层即偏光片层。

上述技术方案还包括：步骤S4、在所述偏光片层上制作三基色层。

为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种彩膜基板的制造方法，包括以下步骤：

步骤S1’、在偏光片层的一侧制作网状半波片层；

步骤S2’、在所述网状半波片层上制作四分之一波片层；

步骤S3’、将所述偏光片层的另一侧贴附在基板上。

在所述步骤S1’之前或者步骤S3’之后还包括：

步骤S4’、在所述基板的另一侧制作三基色层。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种彩膜基板，包括：

基板，形成于所述基板上的四分之一波片层，形成于所述四分之一波片层上的网状半波片层，形成于所述网状半波片层上的偏光片层。

还包括：形成于所述偏光片层上的三基色层。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种包括上述彩膜基板的3D液晶显示器。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种彩膜基板，包括：偏光片层，其一侧形成有网状半波片层，所述网状半波片层上形成有四分之一波片层，所述偏光片层、网状半波片层和四分之一波片层集成为一体，所述偏光片层的另一侧贴附在基板上。

还包括：形成于所述基板的另一侧的三基色层。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种包括上述彩膜基板的3D液晶显示器。

(三)有益效果

上述技术方案具有如下有益效果：通过在彩膜基板上形成网状的半波片层和均一的四分之一波片层，使得光经过网状半波片层和四分之一波片层的相位延迟作用之后能够将线偏振光转换为圆偏振光，从而在一定程度上避免了串扰现象的发生，保证了观看者的立体视觉效果。

附图说明

图1是现有技术的偏光式立体显示原理图；

图2(a)(b)分别是现有技术的三维显示彩膜基板的半波片层结构示意图；

图3是现有技术的彩膜基板结构产生串扰现象的原理图；

图4是本发明实施例一的彩膜基板的制作方法流程图；

图5是采用图4工艺流程所制作的彩膜基板的原理图；

图6是本发明的彩膜基板结构不会产生串扰现象的原理图；

图7是本发明实施例二的彩膜基板的制作方法流程图；

图8是本发明实施例三的彩膜基板的结构示意图；

图9是网状半波片层的结构示意图；

图10是本发明实施例四的彩膜基板的结构示意图。

其中，1：基板；3：偏光片层；4：三基色层；5：四分之一波片层；5’：不同区域的偏振态6’的组合经过四分之一波片层5之后的光的偏振态；6：网状半波片层；61：半波片区域；62：空白区域；6’：线性偏振光经过网状半波片层之后的光的偏振态；8：面板；9：半波片层；9’：自然光经过半波片层9之后的光的偏振态；10：右眼镜片；11：左眼镜片；12：左旋圆偏振光；13：右旋圆偏振光；14：眼镜的四分之一波片层；15：眼镜的偏振片；16：彩膜基板。

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。

实施例一

如图4所示，为本发明实施例一的彩膜基板的制作方法流程图，包括以下步骤：

步骤S1、在基板上制作四分之一波片层，具体包括以下步骤：

步骤S11、制备基板，通过清洗工艺去除基板表面附着的粒子、有机和无机污染物；本实施例中的基板可以为玻璃基板；

步骤S12、在清洗后的基板上制作第一PI层：首先通过转印工艺或者旋涂工艺在基板上涂覆PI液，然后通过预烘干(pre-cure)和主烘干(main-cure)对PI液进行固化，使之成为PI层，固化完成后对该PI层进行摩擦(Rubbing)，摩擦角度为0；

步骤S13、根据设计要求利用转印工艺或者旋涂工艺在摩擦后的第一PI层表面涂覆一定厚度的第一液晶聚合物(Liquid Crystal，LC)，形成第一LC层，并对该第一LC层进行固化；

第一LC层的厚度由以下公式计算得出：

$d_1=\frac{\mathrm{\λ}}{4*\mathrm{\Δn}},\mathrm{\Δn}=n_e-n_o$

其中d₁为固化后的液晶聚合物的膜厚，即第一LC层的厚度；λ为入射光波长；n_e为异常光的折射率；n_o为寻常光的折射率；Δn为异常光和寻常光的折射率差；

第一PI层和第一LC层即本发明的四分之一波片层；

步骤S14、利用溅射方法在第一LC层上面溅射第一保护层；

该保护层的材料可以为氮化硅等材料。

步骤S2、在四分之一波片层上制作网状半波片层，具体包括以下步骤：

步骤S21、在步骤S14形成的第一保护层上制作第二PI层：通过旋涂工艺或者转印工艺在第一保护层上涂覆PI液，对该PI液进行固化，形成第二PI层，完成以后对该第二PI层进行摩擦，摩擦角度为0；

步骤S22、根据设计要求利用转印工艺或者旋涂工艺，在制作好的第二PI层表面涂覆一定厚度的光敏性液晶聚合物(Photo-reactiveLC)，形成光敏性LC层；

光敏性LC层的厚度d₂由以下公式计算得出：

$d_2=\frac{\mathrm{\λ}}{2*\mathrm{\Δn}},\mathrm{\Δn}=n_e-n_o$

步骤S23、涂覆完光敏性LC层后，采用紫外光(UV)透过网状的光掩模板(Photo Mask)对光敏性LC层进行照射，使有UV照射的部分的光敏性LC层发生聚合，该光敏性LC层形成有网状图案(Pattern)的膜结构；

步骤S24、用碱性溶液对上述光敏性LC层进行刻蚀，除去没有聚合的部分，得到网状光敏性LC层；

第二PI层和网状光敏LC层即本发明的网状半波片层；

步骤S25、利用溅射方法在光敏性LC层上面溅射第二保护层。

步骤S3、在网状半波片层上制作偏光片层(Polarizer)3，具体包括以下步骤：

步骤S31、在步骤S25形成的第二保护层上制作第三PI层：通过转印工艺或者旋涂工艺在保护层上涂覆PI液，对该PI液进行固化，形成第三PI层，固化后对第三PI层进行摩擦，摩擦角度改为45°；

步骤S32、利用转印工艺或者旋涂工艺在第三PI层上涂覆并固化第三LC层；

第三PI层和第三LC层即本发明的偏光片层；

步骤S33、利用溅射方法在偏光片层上面溅射第三保护层。

步骤S4、在步骤S33形成的第三保护层上制作三基色层。

如图5所示，当有一束自然光透过偏光片层3之后，自然光经过偏振作用成为线性偏振光，线性偏振光经过网状半波片层6时，透过网状半波片层6的半波片区域61的线性偏振光的偏振态发生90度偏转，而透过网状半波片层6的空白区域62的线性偏振光的偏振态不变，于是得到不同区域的偏振态6’的组合；这些组合进一步透过四分之一波片层5，每部分线性偏振光都转换成了对应的圆偏振光，分别为左旋圆偏振光和右旋圆偏振光，其偏振态为5’。再如图6所示，从本发明实施例的彩膜基板16出来的左旋圆偏振光12经过眼镜左眼镜片的四分之一波片层14后，其偏振态发生改变，其振动方向始终与右眼镜片中偏振片15的透振方向垂直，因此左旋圆偏振光12偏振态改变后的光线不能够透过右眼镜片，因此左眼图像不能够进入右眼，同理，右眼图像也不能够进入左眼。也就是说，在观看者的头部平行于显示屏转动时，无论如何扭动头部，对于左眼镜片和右眼镜片来说，来自显示屏的光线到达四分之一波片层14处的偏振态是不变的，因而从四分之一波片层14出射的线偏振光的振动方向相对于眼镜的偏振片15也是固定的，从而改善了串扰现象，使得观看者得到更好的立体视觉效果。

这种情况下观看者戴的偏光眼镜的结构为：在原有的偏振片层的外面涂敷一层均匀的四分之一波片层即可，该层无特殊结构。

实施例二

如图7所示，为本发明实施例二的彩膜基板的制作方法流程图，包括以下步骤：

步骤S1’、在偏光片层的一侧制作网状半波片层；

步骤S2’、在网状半波片层上制作四分之一波片层；

步骤S3’、将偏光片层的另一侧贴附在基板上；

步骤S4’、在基板的另一侧制作三基色层；

上述每一步骤的制作过程与实施例一相同，在此不再赘述，其中步骤S4’可以在步骤S1’之前进行；

实施例三

如图8、图9所示，为本发明实施例三的彩膜基板的结构示意图，该彩膜基板包括：基板1，形成于基板1上的四分之一波片层5，形成于四分之一波片层5上的网状半波片层6，形成于网状半波片层6上的偏光片层3，以及形成于偏光片层3上的三基色层4。

实施例四

本实施例的液晶显示器，包括对盒而成的阵列基板和实施例三所述的彩膜基板。

实施例五

如图10、图9所示，为本发明实施例四的彩膜基板的结构示意图，该彩膜基板包括：基板1，形成于基板1一侧的三基色层4，贴附于基板1的另一侧的偏光片层3，形成于偏光片层3的另一侧的网状半波片层6，以及形成于网状半波片层6的另一侧的四分之一波片层5，本实施例中网状半波片层6和四分之一波片层5与偏光片层3集成为一体。

实施例六

本实施例的液晶显示器，包括对盒而成的阵列基板和实施例五所述的彩膜基板。

由以上实施例可以看出，本发明实施例通过在彩膜基板上形成网状的半波片层和均匀的四分之一波片层，使得光经过网状半波片层和四分之一波片层的相位延迟作用之后能够将线偏振光转换为圆偏振光，从而在一定程度上避免了串扰现象的发生，保证了观看者的立体视觉效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种彩膜基板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、在基板上制作四分之一波片层；

步骤S2、在所述四分之一波片层上制作网状半波片层；

步骤S3、在所述网状半波片层上制作偏光片层。

2.如权利要求1所述的彩膜基板的制造方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

步骤S11、制备基板；

步骤S12、在所述基板上制作第一聚酰亚胺层；

步骤S13、在所述第一聚酰亚胺层上制作第一液晶层，所述第一聚酰亚胺层和第一液晶层即四分之一波片层；

所述第一液晶层的厚度d₁由以下公式计算：

$d_1=\frac{\mathrm{\λ}}{4*\mathrm{\Δn}},\mathrm{\Δn}=n_e-n_o$

其中λ为入射光波长，n_e为异常光的折射率，n_o为寻常光的折射率，Δn为异常光和寻常光的折射率差。

3.如权利要求1所述的彩膜基板的制造方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

步骤S21、在所述四分之一波片层上制作第二聚酰亚胺层；

步骤S22、在所述第二聚酰亚胺层上制作光敏性液晶层；

所述光敏性液晶层的厚度d₂由以下公式计算：

$d_2=\frac{\mathrm{\λ}}{2*\mathrm{\Δn}},\mathrm{\Δn}=n_e-n_o$

其中λ为入射光波长，n_e为异常光的折射率，n_o为寻常光的折射率，Δn为异常光和寻常光的折射率差；

步骤S23、采用紫外线透过网状的光掩模板对所述光敏性液晶层进行照射；

步骤S24、对光照后的所述光敏性液晶层进行刻蚀，所述第二聚酰亚胺层和刻蚀后的所述光敏性液晶层即网状半波片层。

4.如权利要求1所述的彩膜基板的制造方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

步骤S31、在所述网状半波片层上制作第三聚酰亚胺层；

步骤S32、在所述第三聚酰亚胺层上制作第三液晶层，所述第三聚酰亚胺层和第三液晶层即偏光片层。

5.如权利要求1-4任一项所述的用于3D显示的彩膜基板的制造方法，其特征在于，还包括：

步骤S4、在所述偏光片层上制作三基色层。

6.一种彩膜基板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1’、在偏光片层的一侧制作网状半波片层；

步骤S2’、在所述网状半波片层上制作四分之一波片层；

步骤S3’、将所述偏光片层的另一侧贴附在基板上。

7.如权利要求6所述的彩膜基板的制造方法，其特征在于，在所述步骤S1’之前或者步骤S3’之后还包括：

步骤S4’、在所述基板的另一侧制作三基色层。

8.一种彩膜基板，其特征在于，包括：

基板，形成于所述基板上的四分之一波片层，形成于所述四分之一波片层上的网状半波片层，形成于所述网状半波片层上的偏光片层。

9.如权利要求8所述的彩膜基板，其特征在于，还包括：

形成于所述偏光片层上的三基色层。

10.一种3D液晶显示器，其特征在于，包括如权利要求8或9所述的彩膜基板。

11.一种彩膜基板，其特征在于，包括：

偏光片层，其一侧形成有网状半波片层，所述网状半波片层上形成有四分之一波片层，所述偏光片层、网状半波片层和四分之一波片层集成为一体，所述偏光片层的另一侧贴附在基板上。

12.如权利要求11所述的彩膜基板，其特征在于，还包括：

形成于所述基板的另一侧的三基色层。

13.一种3D液晶显示器，其特征在于，包括如权利要求10或11所述的彩膜基板。

Images