CN103698894A - 一种被动偏光式三维显示装置及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种被动偏光式三维显示装置及其制作方法，在阵列基板面向第一偏光片一侧设置遮光条，在彩膜基板面向阵列基板一侧设置多个黑矩阵条，令多个遮光条及多个黑矩阵条在位相差结构上的正投影覆盖位相差结构上各图案位相差膜片的分界线。在遮光条与黑矩阵条的遮光作用下实现在保证开口率的同时，增大该被动偏光式三维显示装置相邻像素之间无光学干扰的视角，进而增大了被动偏光式三维显示装置的垂直视角。

Description

一种被动偏光式三维显示装置及其制作方法

技术领域

本发明涉及液晶显示技术，尤其涉及一种被动偏光式三维显示装置及其制作方法。

背景技术

如图1所示，使用位相差结构的被动偏光式三维(3D)显示装置的结构包括:从左向右依次为,背光模组（Back Light Unit，BLU）101、第一偏光片（Polarizer，POL）102、薄膜晶体管（Thin Film Transistor，）阵列基板103、彩膜基板（ColorFilter，CF）104、第二偏光片105、位相差结构106。其中，阵列基板103与彩膜基板104之间填充有液晶（图1中未显示）。位相差结构106上排列多个图案位相差膜片107，彩膜基板104的靠近阵列基板103的一侧设置有多个黑矩阵条108。各黑矩阵条108在位相差结构106上的正投影一一覆盖位相差结构106上各图案位相差膜片107的分界线，彩膜基板104膜面上两条相邻的图案位相差膜片107分界线之间的区域为一个像素区。通常，使用位相差结构的被动偏光式三维显示装置的垂直视角可以通过公式B=arcsin(折射率×sinA)确定，折射率可以取经验值1.5，角A是根据相邻像素无光学干扰原则确定的一个像素区的3D显示时最大垂直透光角度。通常，在垂直视角之外，相邻像素会发生光学干扰而影响图像质量。因此被动偏光式三维显示装置的垂直视角越大越好。根据垂直视角的确定公式可知，角A越大，使用位相差结构的被动偏光式三维显示装置的垂直视角越大。根据相邻像素无光学干扰原则，可以将图1中的被动偏光式三维显示装置的角A的两条边确定为图2中的ab和cd，图2中的ab和cd的确定方法为：首先确定各像素边界处的两个黑矩阵条108靠近该像素中心的边（实际应用中，由于黑矩阵条108的厚度较小，因此忽略不计），在与该边垂直的平面的交点（图2为剖面图，因此，与该边垂直的平面可以为图1及图2所示的剖面）a，c；再确定该黑矩阵条108在位相差结构106的正投影覆盖的图案位相差膜片107分界线，在同一平面（可以为图2所示的剖面）上的交点b，d；连接ab，cd，即可确定角A的两条边。则根据当前被动偏光式三维显示装置的结构可以得出∠A=2（∠A/2），∠A/2=arc tan（（h/2）/D），其中，h为黑矩阵条108（BM）的宽度，D为彩膜基板104与第二偏光片105的厚度之和。因此，∠A=2arc tan（h/2D）。在计算∠A/2时，并未考虑第二偏光片105和位相差结构106之间的距离，因为实际应用中，第二偏光片105和位相差结构106之间的距离很小，可以忽略。

为了保证各像素的开口率，黑矩阵条108的宽度不能太大，而彩膜基板104和第二偏光片105的厚度也很难做到更小，因此被动偏光式三维显示装置也很难具有较大的垂直视角。

发明内容

本发明实施例提供一种被动偏光式三维显示装置及其制作方法，以增大被动偏光式三维显示装置的垂直视角。

一种被动偏光式三维显示装置，包括：

背光板、位于背光板上方的第一偏光片、位于第一偏光片上的阵列基板、位于阵列基板上方的彩膜基板、位于彩膜基板上的第二偏光片以及位于第二偏光片上方的位相差结构，位相差结构上排列多个图案位相差膜片；

阵列基板面向第一偏光片一侧存在多个遮光条，多个遮光条在位相差结构上的正投影覆盖位相差结构上各图案位相差膜片的分界线；

彩膜基板面向阵列基板一侧存在多个黑矩阵条，多个黑矩阵条在位相差结构上的正投影覆盖位相差结构上各图案位相差膜片的分界线。

进一步，遮光条在位相差结构上的投影被黑矩阵条在所述位相差结构上的投影覆盖，以避免由于遮光条的遮光作用减小像素开口率。

进一步，遮光条与所述黑矩阵条在所述位相差结构上的投影重合，以实现在避免由于遮光条的遮光作用影响被动偏光式三维显示装置的显示效果的同时，令被动偏光式三维显示装置的垂直视角最大。

进一步，为了简化制作工艺，遮光条与所述黑矩阵条的大小形状相同。

进一步，为了实现较佳的遮光效果，所述遮光条的材质为金属或者压克力聚合物。

进一步，遮光条的材质为金属，以减少整个阵列基板背面的电阻率，起到更好的静电屏蔽作用。

进一步，所述遮光条在所述位相差结构上的正投影关于其覆盖的图案位相差膜片分界线对称，以保证各像素的垂直视角均匀。

进一步，为了简化制作工艺，遮光条设置在所述阵列基板的玻璃基板面向所述第一偏光片的一侧。

一种被动偏光式三维显示装置的制作方法，包括：

在薄膜晶体管阵列基板面向第一偏光片的一侧制作多个遮光条，在彩膜基板面向阵列基板的一侧制作多个黑矩阵条；

在背光板上黏贴第一偏光片，在第一偏光片上黏贴阵列基板，在阵列基板上黏贴彩膜基板，在彩膜基板上黏贴第二偏光片，在第二偏光片上黏贴位相差结构，位相差结构上排列多个图案位相差膜片；多个遮光条在位相差结构上的正投影覆盖位相差结构上各图案位相差膜片的分界线，多个黑矩阵条在位相差结构上的正投影覆盖位相差结构上各图案位相差膜片的分界线。

进一步，为了简化制作工艺，在阵列基板上面向第一偏光片的一侧制作多个遮光条，具体包括：

在阵列基板上的玻璃基板面向第一偏光片的一侧，制作金属膜；

通过对所述金属膜进行曝光，显影，湿刻，剥离制作多个金属遮光条。

本发明实施例提供一种被动偏光式三维显示装置及其制作方法，在阵列基板连接第一偏光片一侧设置遮光条，在彩膜基板连接阵列基板一侧设置多个黑矩阵条，令多个遮光条及多个黑矩阵条在位相差结构上的正投影覆盖位相差结构上各图案位相差膜片的分界线。在遮光条与黑矩阵条的遮光作用下，使得2arc tan（h/d）>2arc tan（h/D）>2arc tan（h/2D），实现了在保证开口率的同时，增大该被动偏光式三维显示装置相邻像素之间无光学干扰的视角，进而增大了被动偏光式三维显示装置的垂直视角。

附图说明

图1为现有技术提供的一种被动偏光式三维显示装置的结构剖面图；

图2为现有技术提供的被动偏光式三维显示装置最大的角A示意图；

图3a为本发明实施例提供的一种被动偏光式三维显示装置的结构示意图1；

图3b为本发明实施例提供的一种被动偏光式三维显示装置的结构示意图2；

图4为本发明实施例提供的一种较具体的被动偏光式三维显示装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种被动偏光式三维显示装置的制作方法；

图6为本发明实施例提供的一种遮光条的制作方法。

具体实施方式

本发明实施例提供一种被动偏光式三维显示装置及其制作方法，在阵列基板连接第一偏光片一侧设置遮光条，在彩膜基板连接阵列基板一侧设置多个黑矩阵条，令多个遮光条及多个黑矩阵条在位相差结构上的正投影覆盖位相差结构上各图案位相差膜片的分界线。在遮光条与黑矩阵条的遮光作用下实现在保证开口率的同时，增大该被动偏光式三维显示装置相邻像素之间无光学干扰的视角，进而增大了被动偏光式三维显示装置的垂直视角。

如图3a所示，本发明实施例提供的被动偏光式三维显示装置，包括：

液晶面板100及位于所述液晶面板出光侧的位相差结构106，液晶面板100包括相对设置的阵列基板103和彩膜基板104、以及位于阵列基板103和彩膜基板104之间的液晶层，位相差结构106上排列多个图案位相差膜片107；

阵列基板103远离液晶层的一侧存在多个遮光条201，多个遮光条201在位相差结构106上的正投影覆盖位相差结构106上各图案位相差膜片107分界线；

彩膜基板104面向阵列基板103一侧存在多个黑矩阵条108，多个黑矩阵条108在位相差结构106上的正投影覆盖位相差结构106上各图案位相差膜片107分界线。

在阵列基板103连接第一偏光片102一侧设置遮光条201，在彩膜基板104面向阵列基板103一侧设置多个黑矩阵条108，令多个遮光条201及多个黑矩阵条108在位相差结构106上的正投影覆盖位相差结构106上各图案位相差膜片107的分界线。在遮光条201与黑矩阵条108的遮光作用下实现增大该被动偏光式三维显示装置相邻像素之间无光学干扰的视角，并且能够保证各像素的开口率。

本发明实施例提供一种被动偏光式三维显示装置，以增大被动偏光式三维显示装置的垂直视角。如图3b所示，本发明实施例提供的被动偏光式三维显示装置包括背光板101、位于背光板101上方的第一偏光片102、设置在第一偏光片102上的阵列基板103、位于阵列基板103上方的彩膜基板104、位于彩膜基板104上的第二偏光片105以及位于第二偏光片105上方的位相差结构106，位相差结构106上排列多个图案位相差膜片107；

阵列基板103面向第一偏光片102一侧存在多个遮光条201，多个遮光条201在位相差结构106上的正投影覆盖位相差结构106上各图案位相差膜片107的分界线；

彩膜基板104面向阵列基板103一侧存在多个黑矩阵条108，多个黑矩阵条108在位相差结构106上的正投影覆盖位相差结构106上各图案位相差膜片107的分界线。

在阵列基板103连接第一偏光片102一侧设置遮光条201，在彩膜基板104面向阵列基板103一侧设置多个黑矩阵条108，令多个遮光条201及多个黑矩阵条108在位相差结构106上的正投影覆盖位相差结构106上各图案位相差膜片107的分界线。在遮光条201与黑矩阵条108的遮光作用下实现增大该被动偏光式三维显示装置相邻像素之间无光学干扰的视角，并且能够保证各像素的开口率。

在需要较大开口率的情况下，较佳的，可以令遮光条201在位相差结构106上的投影被黑矩阵条108在位相差结构106上的投影覆盖。

进一步，可以令遮光条201与黑矩阵条108在位相差结构106上的正投影重合，在保证开口率的同时获得最大的垂直视角。

实际应用中，为了简化制作工艺，可以令遮光条201与黑矩阵条108的大小形状相同。

当然，本领域的技术人员也可以采用其他可行方式设置遮光条201，此处仅提供一种较佳的实现方式，不再一一叙述。

实际应用中，遮光条201的材质可以为金属或者压克力聚合物，较佳的，可以选择金属来制作遮光条201，以减少整个阵列基板103背面的电阻率，起到更好的静电屏蔽作用，并且金属材料制作的遮光条201表面的平整度比亚克力聚合物制作的遮光条201表面的平整度要好。

当然，本领域的技术人员可以采用其他可用遮光材料制作遮光条201，此处仅提供一种较佳的制作材料，不再一一叙述。

进一步，为了使各像素的垂直视角均匀，可以令各遮光条201的形状相同，进一步，可以令遮光条201在位相差结构106上的正投影关于其覆盖的图案位相差膜片107分界线对称，从而实现各像素的垂直视角均匀。

进一步，可以令黑矩阵条108在位相差结构106上的正投影也关于其覆盖的图案位相差膜片107分界线对称。从而方便被动偏光式三维显示装置的设置，也更容易实现被动偏光式三维显示装置各像素垂直视角的均匀。

为了简化制作工艺，可以将遮光条201设置在阵列基板103的玻璃基板面向第一偏光片102的一侧。

本发明实施例提供一种较具体的被动偏光式三维显示装置，如图4所示，包括背光板101、位于背光板101上方的第一偏光片102、位于第一偏光片102上方的阵列基板103、位于阵列基板103上方的彩膜基板104、位于彩膜基板104上方的第二偏光片105、位于第二偏光片105上方的位相差结构106；

阵列基板103面向第一偏光片102一侧存在多个遮光条201，多个遮光条201在位相差结构106上的正投影覆盖位相差结构106上各图案位相差膜片107的分界线；

彩膜基板104面向阵列基板103一侧存在多个黑矩阵条108，多个黑矩阵条108在位相差结构106上的正投影覆盖位相差结构106上各图案位相差膜片107的分界线；

其中，遮光条201与黑矩阵条108在位相差结构106上的正投影重合，并且遮光条201与黑矩阵条108均关于其覆盖的图案位相差膜片107分界线对称，遮光条201的材质为金属。

图4所示的被动偏光式三维显示装置的垂直视角同样可以通过公式B=arcsin(折射率×sinA)确定，折射率可以取经验值1.5，此时，根据相邻像素无光学干扰原则确定的各像素区的三维显示时最大垂直透光角的两条边为图4中的ef和ij，图4中的ef和ij的确定方法为：首先确定各像素边界处的两个遮光条201靠近像素中心的边（实际应用中，为了避免增大显示装置的厚度，遮光条201的厚度要设置的很小，可以忽略不计），在与该边垂直的平面的交点（图4为剖面图，因此，与该边垂直的平面可以为图4所示的剖面）e，i；再确定与该遮光条201在位相差结构106上的正投影重合的黑矩阵条108（实际应用中，黑矩阵条108的厚度较小，因此忽略不计），靠近相邻像素的中心的边，在同一平面（可以为图4所示的剖面）上的交点f，j；连接ef，ij，即可确定角A的两条边。图4中黑矩阵条108由于宽度较小，因此其对光线的遮挡并不会影响液晶显示装置的显示效果。由此可得，∠A=2（∠A/2），∠A/2=arctan（h/d），其中h为各黑矩阵条108在彩膜基板104上的正投影在该黑矩阵条108覆盖的像素分界线垂直方向上的长度，d为阵列基板103在阵列基板103与第一偏光片102的连接面的垂直方向上的厚度，则∠A=2arc tan（h/d）。通常，d与彩膜基板104的厚度相同，因此，d<D，2arc tan（h/d）>2arc tan（h/D）>2arctan（h/2D）。图4中的被动偏光式三维显示装置的垂直视角要大于图1中被动偏光式三维显示装置的垂直视角。由于阵列基板103及彩膜基板104的厚度都是毫米级的，因此，图4中的角A相对图1中的角A的度数可以增大12度左右。

由于遮光条201与位相差结构106的分界面垂直方向的宽度越宽，被动偏光式三维显示装置的垂直视角越大，然而遮光条201与位相差结构106的分界面垂直方向的宽度过宽会影响各像素的开口率，因此，为了实现在避免由于设置了遮光条201而降低各像素的开口率的同时，最大程度的增大被动偏光式三维显示装置的垂直视角，可以令遮光条201与黑矩阵条108在位相差结构106上的正投影重合。

如图5所示，本发明实施例还提供一种被动偏光式三维显示装置的制作方法，包括：

S501、在阵列基板远离液晶层的一侧制作多个遮光条，在彩膜基板面向阵列基板的一侧制作多个黑矩阵条；

S502、阵列基板与彩膜基板对盒；在液晶盒彩膜基板一侧黏贴位相差结构，位相差结构上排列多个图案位相差膜片，多个遮光条在位相差结构上的正投影覆盖位相差结构上各图案位相差膜片的分界线，多个黑矩阵条在位相差结构上的正投影覆盖位相差结构上各图案位相差膜片的分界线。

其中，遮光条201的材质可以为金属或者压克力聚合物，当然，本领域的技术人员可以采用其他可用遮光材料制作遮光条201，此处不再一一叙述。

具体的，当制作的遮光条201材质为金属时，如图6所示，S501中，在阵列基板上用于与第一偏光片相连的一侧制作多个遮光条，具体包括：

S601、在阵列基板上的玻璃基板远离液晶层的一侧，制作金属膜；

S602、通过对金属膜进行曝光，显影，蚀刻，剥离制作多个金属遮光条。

具体的，可以通过电场加速的气体离子轰击金属靶材，使金属成膜材料从靶材转移到基板上实现物理成膜；再进一步通过涂覆光刻胶，曝光，显影，湿刻，剥离等工序，将金属膜制成金属遮光条201。

当然，本领域的技术人员可以采用其他可行方式实现在阵列基板103上用于与第一偏光片102相连的一侧制作多个遮光条201，此处仅提供一种较佳的实现方式，不再一一叙述。

S501中，在彩膜基板面向阵列基板的一侧制作多个黑矩阵条，可以采用业内惯用的方式实现，此处不再一一叙述。

本发明实施例提供一种被动偏光式三维显示装置及其制作方法，在阵列基板连接第一偏光片一侧设置遮光条，在彩膜基板连接阵列基板一侧设置多个黑矩阵条，令多个遮光条及多个黑矩阵条在位相差结构上的正投影覆盖位相差结构上各图案位相差膜片的分界线。在遮光条与黑矩阵条的遮光作用下实现在保证开口率的同时，增大该被动偏光式三维显示装置相邻像素之间无光学干扰的视角，进而增大了被动偏光式三维显示装置的垂直视角。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种被动偏光式三维显示装置，包括液晶面板及位于所述液晶面板出光侧的位相差结构，所述液晶面板包括相对设置的阵列基板和彩膜基板、以及位于所述阵列基板和彩膜基板之间的液晶层，所述位相差结构上排列多个图案位相差膜片；其特征在于，包括：

所述阵列基板远离所述液晶层的一侧存在多个遮光条，所述多个遮光条在位相差结构上的正投影覆盖所述位相差结构上各图案位相差膜片分界线；

所述彩膜基板面向所述阵列基板一侧存在多个黑矩阵条，所述多个黑矩阵条在所述位相差结构上的正投影覆盖所述位相差结构上各图案位相差膜片分界线。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述遮光条在所述位相差结构上的投影被黑矩阵条在所述位相差结构上的投影覆盖。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述遮光条在所述位相差结构上的投影与所述黑矩阵条在所述位相差结构上的投影重合。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述遮光条与所述黑矩阵条的大小形状相同。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述遮光条的材质为金属或者压克力聚合物。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述遮光条在所述位相差结构上的正投影关于其覆盖的图案位相差膜片分界线对称。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述遮光条设置在所述阵列基板的玻璃基板面向所述第一偏光片的一侧。

8.一种被动偏光式三维显示装置的制作方法，其特征在于，包括：

在阵列基板远离液晶层的一侧制作多个遮光条，在彩膜基板面向所述阵列基板的一侧制作多个黑矩阵条；

所述阵列基板与所述彩膜基板对盒；在所述液晶盒彩膜基板一侧黏贴位相差结构，所述位相差结构上排列多个图案位相差膜片；

所述多个遮光条在位相差结构上的正投影覆盖所述位相差结构上各图案位相差膜片的分界线，所述多个黑矩阵条在所述位相差结构上的正投影覆盖所述位相差结构上各图案位相差膜片的分界线。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述在阵列基板远离液晶层的一侧制作多个遮光条，具体包括：

在阵列基板上的玻璃基板远离液晶层的一侧，制作金属膜；

通过对所述金属膜进行曝光，显影，蚀刻，剥离制作多个金属遮光条。

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