CN103048725A - 偏光片及制造该偏光片的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种偏光片，其包括聚乙烯醇膜、光配向层及液晶层。所述液晶层设置在光配向层上。所述光配向层及液晶层设置在聚乙烯醇膜上。所述光配向层包括具有多苯环结构的高分子聚合物以在特定波长光线的照射下发生反应对液晶层进行配向。所述液晶层包括多列平行排布的配向区域，其中间隔排布的配向区域具有相同的配向，相邻配向区域具有不同的配向。本发明还提供一种制作该偏光片的方法。

Description

偏光片及制造该偏光片的方法
技术领域
本发明涉及一种偏光片及制造该偏光片的方法。
背景技术
现有立体显示技术需要采用半波片或1/4波片将显示器所发出的光线转换成同时具有不同偏向状态的混合光。为此，需要将图案化的半波片及1/4波片贴附在显示器上，并使得半波片及1/4波片上的图案与显示器上的液晶单元位置精确对准。为了提高贴附的精度，生产时需要额外借助精准的光学对位设备，从而增加了生产的成本并会影响到了产品的良率。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种对贴附精度要求较低的偏光片及制造该偏光片的方法。
一种偏光片，其包括聚乙烯醇膜、光配向层及液晶层。所述液晶层设置在光配向层上。所述光配向层及液晶层设置在聚乙烯醇膜上。所述光配向层包括具有多苯环结构的高分子聚合物以在特定波长光线的照射下发生反应对液晶层进行配向。所述液晶层多列平行排布的配向区域，其中间隔排布的配向区域具有相同的配向，相邻配向区域具有不同的配向。
一种偏光片制作方法，该制造方法包括如下步骤：
提供一偏光片，其包括光配向层及设置在所述光配向层上的液晶层；
将所述偏光片设置在一可控矩阵光源上，所述可控矩阵光源包括液晶单元阵列及光源，所述偏光片与可控矩阵光源上的液晶单元阵列相互对准；
根据液晶层上不同区域的液晶分子配向要求，选择性地打开可控矩阵光源上的液晶单元并调整光源的出光角度，以通过光配向层上受照射的区域对液晶分子进行配向。
相对于现有技术，本发明通过在偏光片内设置液晶层105及光配向层并直接使用可控矩阵光源中的液晶单元阵列对液晶层的特定区域进行配向来获取与1/2波片或1/4波片相同的偏光特性以实现立体显示，从而不需要再另外设置1/2波片或1/4波片，也免除了将1/2波片或1/4波片与可控矩阵光源上的液晶单元精确对位的步骤，降低了生产难度，提高了产品良率，减少了生产成本。
附图说明
图1为本发明第一实施方式所提供的偏光片的膜层结构示意图。
图2为图1中偏光片的立体结构示意图。
图3为本发明第二实施方式所提供的偏光片的立体结构示意图。
图4为本发明所提供的偏光片制作方法的步骤流程图。
图5为制作本发明第一实施方式所提供的偏光片的装置示意图。
图6为制作本发明第二实施方式所提供的偏光片的装置示意图。
主要元件符号说明
偏光片 10、12
可控矩阵光源 20
离型膜 100
压敏粘接层 102
聚乙烯醇膜 103
光配向层 104
液晶层 105、125
表面处理层 106
保护层 107
聚乙烯醇材料层 1030
三醋酸纤维素保护层 1032
聚酰亚胺主体 1040
高分子聚合物 1042
液晶面板阵列 22
液晶单元 220
配向区域 1050、1250
第一配向区域 1050a、1250a
第二配向区域 1050b、1250b
第一列 22a
第二列 22b
光源 24
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
如图1及图2所示，本发明第一实施方式所提供的偏光片10贴附在可控矩阵光源20上以对可控矩阵光源20所发出光线的偏振状态进行调制，使得经由所述偏光片10不同位置所透射的光线具有相互区别的特定偏振状态以实现立体显示。所述偏光片10包括依次层叠设置的离型膜100(Release Film)、压敏粘接层102(Pressure Sensitive Adhensive，PSA)、聚乙烯醇膜103(Poly VinglAlcohol，PVA)、光配向层104、液晶层105、表面处理层106及保护层107。即，所述压敏粘接层102设置在离型膜100上。所述聚乙烯醇膜103设置在压敏粘接层102上。所述光配向层104设置在所述聚乙烯醇膜103上，所述液晶层105覆盖所述光配向层104使得所述光配向层104设置在聚乙烯醇膜103与液晶层105之间。所述表面处理层106设置在所述液晶层105上；所述保护层107设置在所述表面处理层106上。所述聚乙烯醇膜103包括两层三醋酸纤维素保护层1032(Triacetyl Cellulose，TAC)，以及夹设于两层三醋酸纤维素保护层1032之间的聚乙烯醇材料层1030。即，所述两层三醋酸纤维素保护层1032分别设置在聚乙烯醇材料层相反两侧的表面。
所述光配向层104包括聚酰亚胺主体1040(Polyimide，PI)及掺入所述聚酰亚胺主体1040内的高分子聚合物1042。所述高分子聚合物1042具有多苯环结构。所述光配向层104设置在聚乙烯醇膜103与液晶层105之间以可以利用垂直光配向技术(Photo Alignment Vertical Alignment，PAVA)调节液晶层105中特定位置的液晶分子的配向，即当特定波长的光线沿预设方向照射时，所述光配向层104中呈长链分布的聚酰亚胺主体1040沿光线照射方向的支链会产生断裂，而使得液晶分子顺着未被破坏的支链方向排列而实现配向。
请一并参阅图5，在本实施方式中，所述可控矩阵光源20包括用于发射光线的光源24以及液晶面板阵列22。该液晶面板阵列22包括呈矩阵排列的多个液晶单元220，该液晶面板阵列22的每个液晶单元220可以单独作为光开关并选择性地通过该光源24发射的光线，进而将光源24发出的光线转变成平面矩阵光源。为了使该可控矩阵光源20出射的光线较均匀，该光源24与液晶面板阵列22之间还可以设置导光板。替代实施方式中，该可控矩阵光源20可以由多个呈矩阵排列的有机发光二极管，即有机发光面板替代。本实施方式中，该光源发射313nm的特定波长光线。所述偏光片10与可控矩阵光源20上的液晶单元阵列22相互对准。
所述光配向层104中的高分子聚合物1042在波长为313nm的光线照射下发生反应以对液晶分子进行配向。所述液晶层105对应可控矩阵光源20上的液晶单元阵列22定义出多个相互平行排布的配向区域1050。本实施方式中，该配向区域1050至少包括相互间隔设置的第一配向区域1050a及第二配向区域1050b。所述液晶层105经过上述垂直光配向后，第一配向区域1050a内的液晶分子沿特定方向配向，而第二配向区域1050b内的液晶分子保持原始杂乱配向不变，以使得经过所述配向后的液晶分子的光线产生相位延迟量为350的相位延迟。即，光线经过所述配向液晶层105后可获得与经过1/2波片相同的偏正态转变。
如图3所示，本发明第二实施方式所提供的偏光片12具有与本发明第一实施方式所提供的偏光片12相类似的结构，其区别在于：在第二实施方式中，所述液晶层125对应第一配向区域1050a的液晶分子具有第一配向，对应第一配向区域1050a的液晶分子具有第二配向。所述第一配向与所述第二配向相互垂直，以使得通过整个液晶层125的光线产生相位延迟量为200的相位延迟。即，光线经过所述配向液晶层125后可获得与经过1/4波片相同的偏正态转变。
如图4至5所示，本发明所提供的偏光片10制造方法包括如下步骤：
步骤S801，提供一偏光片10，其包括光配向层104及设置在所述光配向层104上的液晶层105。
步骤S802，将所述偏光片10设置在一可控矩阵光源20上。本实施方式中，所述可控矩阵光源20包括用于发射光线的光源24以及液晶面板阵列22。该液晶面板包括呈矩阵排列的多个液晶单元220，该液晶面板阵列22的每个液晶单元220可以单独作为光开关并可选择性地通过该光源24发射的光线，进而将光源24发出的光线转变成平面矩阵光源。所述偏光片10与液晶面板阵列22的呈矩阵排列的多个液晶单元220相互对准。所述液晶层105对应可控矩阵光源20上的呈矩阵排列的多个液晶单元220定义出多个相互间隔排布的配向区域1050。一实施方式中，所述多个配向区域1050包括多个相互间隔排布的第一配向区域1050a与第二配向区域1050b。对应地，所述可控矩阵光源20上的液晶面板阵列22至少也包括多个相互间隔设置的第一列22a及第二列22b。所述第一配向区域1050a与第一列22a对齐。所述第二配向区域1050b与第二列22b对齐。在本实施方式中，所述光源24所发出光线的波长为313nm。
步骤S803，根据液晶层105上不同区域的液晶分子配向要求，选择性地打开液晶面板阵列22上与液晶层105需要配向区域1050相对应的液晶单元220并调整光源24的出光角度，以使得所述光配向层104上与所述有光线通过的液晶单元220相对的区域受到特定波长光线沿特定角度的照射而对液晶层105上对应的液晶分子进行配向。
具体地，当需要获得本发明第一实施方式中所提供的偏光片10时，将所述光源24的照射方向调整为与垂直于偏光片10所在平面的方向之间的夹角为0至5度的范围内。将可控矩阵光源20上第一列22a的液晶单元220打开而第二列22b的液晶单元220关闭，使得液晶层105中第一配向区域1050a的液晶分子受到光配向层104的作用而进行配向而第二配向区域1050b的液晶分子保持原始杂乱配向不变。因此，照射后的液晶层105中间隔排布的第一配向区域1050a内的液晶分子沿特定方向配向，而其余第二配向区域1050b内的液晶分子保持原始杂乱配向不变。
可以理解的是，也可以通过将可控矩阵光源20上第二列20b的液晶单元220打开而第一列22a的液晶单元220关闭，以使得液晶层105中第二配向区域1050b的液晶分子实现配向而第一配向区域1050a的液晶分子保持原始杂乱配向来获得本发明第一实施方式所提供的偏光片10。
如图6所示，当需要获得本发明第二实施方式中所提供的偏光片12时，先将所述光源24的照射方向调整为与垂直于偏光片10所在平面的方向之间的夹角为40至45度的范围内。接着打开可控矩阵光源20上的所有第一列22a液晶单元220而关闭所有第二列22b液晶单元220，使得液晶层125中第一配向区域1250a的液晶分子受到光配向层104的作用而进行配向而第二配向区域1250b的液晶分子保持原始杂乱配向不变。之后将光源24的照射方向调整为与上次照射相互垂直的方向，再打开可控矩阵光源20上的所有第二列22b液晶单元220而关闭所有第一列22a液晶单元220，使得液晶层125中第一配向区域1250a保持之前的配向不变而第二配向区域1250b在光配向层104的作用下进行配向。本实施方式中，经过两次照射后的所述液晶层125中间隔排布的第一配向区域1250a内的液晶分子发生第一配向，而间隔排布的第二配向区域1250b内的液晶分子发生第二配向，且第一配向区域1250a的主光轴与第二配向区域1250b的主光轴相互垂直。
可以理解的是，也可以在第一次照射时打开第二列22b液晶单元220关闭第一列22a液晶单元220，而在第二次照射时打开第一列22a液晶单元220关闭第二列22b液晶单元220，所获得的液晶层125配向分布相同。
本发明通过在偏光片10内设置液晶层105及光配向层104并直接使用可控矩阵光源20对液晶层105的特定区域进行配向来获取与1/2波片或1/4波片相同的偏光特性以实现立体显示，从而不需要再另外设置1/2波片或1/4波片，也免除了将1/2波片或1/4波片与可控矩阵光源20上的液晶单元220精确对位的步骤，降低了生产难度，提高了产品良率，减少了生产成本。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (15)

1.一种偏光片，其包括聚乙烯醇膜、光配向层及液晶层，所述液晶层设置在光配向层上，所述光配向层及液晶层设置在聚乙烯醇膜上，所述光配向层包括具有多苯环结构的高分子聚合物以在特定波长光线的照射下发生反应对液晶层进行配向，所述液晶层包括多列平行排布的配向区域，其中间隔排布的配向区域具有相同的配向，相邻配向区域具有不同的配向。
2.如权利要求1所述的偏光片，其特征在于：进一步包括层叠设置的离型膜、压敏粘接层、表面处理层及保护层。
3.如权利要求2所述的偏光片，其特征在于：所述压敏粘接层设置在离型膜上，所述聚乙烯醇膜设置在压敏粘接层上。
4.如权利要求2所述的偏光片，其特征在于：所述表面处理层及保护层设置在所述液晶层上。
5.如权利要求1所述的偏光片，其特征在于：所述液晶层的其中一组间隔排布的配向区域内的液晶分子沿特定方向配向，而其余配向区域内的液晶分子保持原始杂乱配向不变。
6.如权利要求5所述的偏光片，其特征在于：所述液晶层对所经过的光线产生相位延迟量为350的相位延迟。
7.如权利要求1所述的偏光片，其特征在于：所述液晶层中一组间隔排布的配向区域内的液晶分子发生第一配向，而其余配向区域内的液晶分子发生第二配向，所述发生第一配向的配向区域的主光轴方向与所述发生第二配向的配向区域的主光轴方向相互垂直。
8.如权利要求7所述的偏光片，其特征在于：所述液晶层对所经过的光线产生相位延迟量为200的相位延迟。
9.如权利要求1所述的偏光片，其特征在于：所述特定波长为313nm。
10.一种偏光片制作方法，该制造方法包括如下步骤：
提供一偏光片，其包括光配向层及设置在所述光配向层上的液晶层；
将所述偏光片设置在一可控矩阵光源上，所述可控矩阵光源包括液晶单元阵列及光源，所述偏光片与可控矩阵光源上的液晶单元阵列相互对准；
根据液晶层上不同区域的液晶分子配向要求，选择性地打开可控矩阵光源上的液晶单元并调整光源的出光角度，以通过光配向层上受照射的区域对液晶分子进行配向。
11.如权利要求10所述的偏光片制作方法，其特征在于：所述光源的照射方向调整为与垂直于偏光片所在平面的方向之间的夹角为0至5度的范围内。
12.如权利要求11所述的偏光片制作方法，其特征在于：所述液晶层对应可控矩阵光源上的液晶单元阵列定义出多个相互平行排布的配向区域，该配向区域至少包括相互间隔设置的第一配向区域及第二配向区域，打开所述可控矩阵光源上与第一配向区域相对的液晶单元列而关闭其他液晶单元列，以使得液晶层中第一配向区域的液晶分子受到光配向层的作用而进行配向，第二配向区域的液晶分子保持原始杂乱配向不变。
13.如权利要求10所述的偏光片制作方法，其特征在于：所述光源的照射方向调整为与垂直于偏光片所在平面的方向之间的夹角为40至45度的范围内。
14.如权利要求13所述的偏光片制作方法，其特征在于：所述液晶层对应可控矩阵光源上的液晶单元阵列定义出多个相互平行排布的配向区域，该配向区域至少包括相互间隔设置的第一配向区域及第二配向区域，先打开所述可控矩阵光源上与第一配向区域相对的液晶单元列而关闭其他液晶单元列，使得所述液晶层对应第一配向区域的液晶分子具有第一配向，第二配向区域的液晶分子保持原始杂乱配向不变；之后将光源的照射方向调整为与上次照射相互垂直；再关闭所述可控矩阵光源上与第一配向区域相对的液晶单元列而打开原先关闭的与第二配向区域对应的液晶单元列，使得液晶层对应第一配向区域的液晶分子保持第一配向，液晶层对应第二配向区域的液晶分子发生第二配向。
15.如权利要求14所述的偏光片制作方法，其特征在于：所述液晶层中第一配向区域的主光轴与第二配向区域的主光轴相互垂直。
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