CN105137607A - 3d膜与3d显示装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种3D膜与3D显示装置。该3D膜包括：透明基材层、第一微结构层与第二微结构层。其中，第一微结构层设置在透明基材层的表面上；第二微结构层设置在第一微结构层的远离透明基材层的表面的一侧，且第一微结构层与第二微结构层的接触面包括多个3D微结构表面，各3D微结构表面包括N个棱镜面，其中，2≤N≤30。在该3D膜中，采用第一微结构层与第二微结构层形成3D微结构，并且该3D微结构可以直接全贴合到触摸屏上，减少了3D显示器件整体的厚度，有利于产品的轻薄化，并且将该3D微结构利用粘结层贴合到触摸屏上，不影响器件的3D的显示效果。

Description

3D膜与3D显示装置

技术领域

本申请涉及薄膜技术领域，具体而言，涉及一种3D膜与3D显示装置。

背景技术

随着智能显示产品的不断普及和竞争的加剧，现实产品越来越往轻薄化发展，同时，伴随着显示技术的革新，显示技术正在经历从平面到立体的过渡，立体显示特别是裸眼3D立体技术已经成为显示领域的新发展趋势，越来越多的显示产品开始整合裸眼3D显示。裸眼3D显示一般有柱状透镜和视差屏障两种实现方式，一般柱状透镜实现方式是将3D膜对位贴合于显示屏上，之后将触摸屏置于3D膜之上进行整合。

传统的3D膜框贴结构的显示装置，如图1所示，包含显示屏1’、3D膜3’、空气膜4’、触摸屏5’与保护膜6’。触摸屏5’以框贴的方式覆盖于3D膜3’上方，该3D膜3’包括透明基材层10’与设置在其上的微结构层20’，微结构层20’远离透明基材层10’的表面包括多个柱状透镜。触摸屏5’和3D膜3’不接触，中间留有一空气层4’，防止触摸屏5’与3D膜3’之间产生粘滞现象，进而避免严重影响产品的美观，但由于该显示装置中存在着厚度大约在300μm左右的空气膜4’，不利于产品的轻薄化，且由空气膜4’的存在又会导致整体器件的光学透过率降低。

并且，如果将框贴结构设计的3D膜使用水胶或者光学胶直接全贴合在触摸屏5’上，由于水胶或者光学胶本身存在着折射率，在3D膜3’结构面上使用之后改变了原来3D膜设计时的折射率差，导致3D膜3’聚焦位置偏离了原来设计值，进而使得整个光学系统效果大打折扣，3D效果变差或消失。

发明内容

本申请旨在提供一种3D膜与3D显示装置，以解决现有技术中的3D膜不利于显示装置轻薄化且影响器件显示效果的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种3D膜，上述3D膜包括：透明基材层、第一微结构层与第二微结构层。其中，第一微结构层设置在上述透明基材层的表面上；第二微结构层设置在上述第一微结构层的远离上述透明基材层的表面的一侧，且上述第一微结构层与上述第二微结构层的接触面包括多个3D微结构表面，各上述3D微结构表面包括N个棱镜面，其中，2≤N≤30。

进一步地，各上述3D微结构表面包括N个平面及N-1个位于相邻两个上述平面之间的光滑曲面组成。

进一步地，上述第一微结构层的折射率与上述第二微结构层的折射率中较大的为n1，1.5≤n1≤1.7。

进一步地，上述第一微结构层的折射率与上述第二微结构层的折射率中较小的为n2，其中，1.3≤n2≤1.55。

进一步地，0.1≤n1-n2≤0.4。

进一步地，n1＝1.61，n2＝1.45。

进一步地，上述第一微结构层与上述透明基材层的材料相同。

为了实现上述目的，根据本申请的另一个方面，提供了一种3D显示装置，上述3D显示装置包括：显示屏、3D膜与触摸屏，其中，3D膜设置在所述显示屏的表面上；触摸屏黏贴于所述3D膜的远离所述显示屏的表面上；3D膜为上述的3D膜。

进一步地，上述3D显示装置还包括保护膜，上述保护膜设置在上述触摸屏的远离上述3D膜的表面上。

进一步地，上述3D膜的厚度在0.02～0.3mm之间。

应用本申请的技术方案，在3D膜中，采用第一微结构层与第二微结构层形成3D微结构，并且该3D微结构可以直接全贴合到触摸屏上，减少了3D显示器件整体的厚度，有利于产品的轻薄化，并且将该3D微结构利用粘结层贴合到触摸屏上，不影响器件的3D的显示效果。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了一种现有技术中的3D膜的剖面结构示意图；

图2示出了本申请一种典型实施方式提出的3D膜的剖面结构示意图

图3示出了本申请一种实施例提供的3D膜的剖面结构示意图；

图4示出了本申请另一种实施例提供的3D膜的剖面结构示意图；

图5示出了本申请另一种实施例提供的显示装置的剖面结构示意图；

图6示出了本申请一种实施例中提供的显示装置的剖面结构示意图；

图7示出了图6所示的显示装置的立体示意图；

图8示出了实施例1的显示装置的3D测试曲线；

图9示出了实施例2的显示装置的3D测试曲线；

图10示出了对比例1的显示装置的3D测试曲线；以及

图11示出了对比例2的显示装置的3D测试曲线。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术的显示装置中，框贴3D膜与触摸屏之间必须设置空气层，不利于显示装置的轻薄化且影响器件的显示效果。为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种3D膜与3D显示装置。

本申请一种典型的实施例中，提供了一种3D膜，如图2所示，上述3D膜包括：透明基材层10、第一微结构层20与第二微结构层30，其中，第一微结构层20设置在上述透明基材层10的表面上；第二微结构层30设置在上述第一微结构层20的远离上述透明基材层10的一侧，上述第一微结构层20与上述第二微结构层30的接触面23包括多个依次排列的3D微结构表面230，各上述3D微结构表面230包括N个棱镜面，其中，2≤N≤30。

本申请中，采用透明基材层10、第一微结构层20与第二微结构层30形成3D膜，该3D膜可以直接全贴合到触摸屏上，二者之间不会发生粘滞，并且触摸屏与3D膜之间不存在空气层，因此，该3D膜有利于产品的轻薄化，并且避免了空气层影响显示装置的显示效果，并且，当N设置在上述范围内，可以达到较好的3D显示效果的同时具有良好的视点之间的过渡性。

如图3至图4所示，上述3D微结构表面230可以只由多个平面形成，也可以由曲面和平面共同形成。本申请的一种优选的实施例中，如图4所示，上述3D微结构表面230依次排列，每个上述3D微结构表面230包括3个平面与2个光滑曲面，相邻上述平面间通过光滑曲面过渡。该膜片为具有曲面过渡的多面型棱镜3D膜，不仅能够有效地改善亮度的不均匀性，且有利于后期装配和维护3D膜时减少对膜片的划伤，可以同时保证光学性能和工艺性能。

并且，一种实施例中，光滑曲面两端分别与相邻两平面相切，进一步实现平滑过渡。本领域技术人员可以根据实际情况设置3D微结构表面230的数量及排列方式，并且，光滑曲面的边线可以为圆弧、正弦余弦线、波浪线与自由曲线中的一种。本领域技术人员可以根据实际情况选择光滑曲面的边线的形状。

本申请的一种实施例中，上述第一微结构层20的折射率与上述第二微结构层30的折射率中较大的为n1，1.5≤n1≤1.7。

另一种实施例中，上述第一微结构层20的折射率与上述第二微结构层30的折射率中较小的为n2，1.3≤n2≤1.55。

本申请的一种优选的实施例中，上述0.1≤n1-n2≤0.4，这样可以保证较好的光学效果。

为了达到更好的光学效果，本申请优选n1＝1.61，n2＝1.45。

为了简化3D膜的制作工艺，降低制作成本，本申请一种实施例中，上述第一微结构层20与上述透明基材层10的材料相同。透明基材层10可以是PET，PE，PVC或者其他透明材料或者透明材料的复合体。第一微结构层20和第二微结构层30是具有不同折射率的树脂材料层，优选的，该树脂材料可以是在紫外光或者一定温度下固化的紫外光固化树脂层。

在制作该3D膜时，在透明基材层10上涂覆一层紫外光固化树脂层，用模具轮对紫外光固化树脂进行压膜，可使紫外光固化树脂层形成所需的包含多个3D微结构表面230的接触面23，随后再用紫外光照射，使已形成微结构的紫外光固化树脂层固化，从而形成第一微结构层20，也可以将高分子材料加热至半融化状态，再使用上述模具轮进行压膜，而后冷却成型，形成透明基材层10与第一微结构层20一体的结构。再用同样的方式在第一微结构层20的表面上涂覆形成第二微结构层30。

本申请另一种典型的实施方式中，提供了一种3D显示装置，如图5、图6与图7所示，该3D显示装置包括：显示屏1、3D膜3与触摸屏5。该显示装置中，3D膜3通过水胶或者光学胶等粘结剂全贴合在触摸屏5上，避免了现有技术中的由于3D膜3与触摸屏5之间具有空气层而导致的显示装置较厚的问题的出现，有利于显示装置的轻薄化。并且，该3D膜3通过粘结剂全贴合在上述触摸屏5上，不影响该显示装置的3D显示效果。并且，图7所示的粘结剂形成的粘结膜4的厚度较小，通常在1～100μm之间。

本申请的另一种实施例中，如图5、图6与图7所示，上述3D显示装置还包括保护膜6，上述保护膜6设置在上述触摸屏5的远离上述3D膜3的表面。

为了进一步减小显示装置的厚度，优选3D膜3的厚度在0.02mm～0.3mm之间。

为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本申请的技术方案，以下将结合实施例进行详细说明。

实施例1

如图5所示一种立体显示装置，包括显示屏1、3D膜3、触摸屏5与保护膜6，其中，如图2所示，3D膜3包括透明基材层10、第一微结构层20与第二微结构层30，透明基材层10为PET层，其厚度为125μm，第一微结构层20为树脂材料层，第一微结构层20的折射率为1.61，厚度为16.7μm，第二微结构层30为树脂材料层，第二微结构层30的折射率为1.45，厚度为1μm，第一微结构层20与上述第二微结构层30的接触面23包括多个依次排列的3D微结构表面230，每个上述3D微结构表面230为多面棱镜结构，其宽度W为125.878μm。每个上述3D微结构表面230包括3个平面，3D膜3通过光学胶硅胶与显示屏1粘合。3D膜3与触摸屏5之间采用水胶粘合，水胶干后形成的粘结膜4的厚度为0.005μm，显示屏1为液晶显示屏。

采用3D专用测量设备对该装置的3D显示性能进行测试，得到如图8所示的3D测量曲线，其中L代表左视点能量曲线，R代表右视点能量曲线，T代表总能量曲线，纵坐标表示归一化的能量，横坐标代表观看位置左右移动的距离。

实施例2

如图6与图7所示的立体显示装置，包括显示屏1、3D膜3、触摸屏5与保护膜6。其中，如图4所示，该3D膜3的结构与实施例1的相似，也包括透明基材层10、第一微结构层20与第二微结构层30。其中，透明基材层10为PET层，其厚度为125μm；第一微结构层20为树脂层，第一微结构层20的折射率为1.63，厚度为15μm；第二微结构层30为树脂层，第二微结构层30的折射率为1.37，厚度为3μm。第一微结构层20与上述第二微结构层30的接触面23包括多个依次排列的3D微结构表面230，每个上述3D微结构表面230为多面棱镜结构，其宽度W为141.45μm。每个上述3D微结构表面230包括3个平面，每2个相邻的平面之间具有光滑曲面，平面之间光滑曲面对应的过渡圆弧半径为5μm。3D膜3通过透明基材层10自带的硅胶与显示屏1粘合。3D膜3与触摸屏5之间采用水胶粘合，水胶干后形成的粘结膜4的厚度为0.003μm，显示屏1为液晶显示屏。

采用3D专用测量设备对该装置的3D显示性能进行测试，得到如图9所示为该显示装置的3D测量曲线。其中L代表左视点能量曲线，R代表右视点能量曲线，T代表总能量曲线，纵坐标表示归一化的能量，横坐标代表观看位置左右移动的距离。

对比例1

与图1所示的传统的3D膜框贴结构的显示装置相似，也包含显示屏1’，3D膜3’，空气膜4’，触摸屏5’以及保护膜6’。触摸屏5’以框贴的方式覆盖于3D膜3’上方，该3D膜包含单层的微结构层20’。触摸屏5’和3D膜3’不接触，中间留有一空气层4’。该3D膜包括透明基材层10’与设置在其上的微结构层20’，透明基材层10’材料为PET，厚度为125μm，微结构层20’的材料为树脂材料，折射率为1.61，厚度为16.7μm，不同的是，微结构层20’远离透明基材层10’的表面包括多个依次排列的3D微结构表面230，每个上述3D微结构表面230为多面棱镜结构，其宽度W为125.878μm。本实施例每个上述3D微结构表面230包括3个平面，该微结构表面与实施例1的接触面23的表面相同。

采用3D专用测量设备对该装置的3D显示性能进行测试，得到图10中的3D测量曲线。

对比例2

与图1所示的传统的3D膜框贴结构的显示装置相似，也包含显示屏1’，3D膜3’，空气膜4’，触摸屏5’以及保护膜6’。触摸屏5’以框贴的方式覆盖于3D膜3’上方，该3D膜包含单层的微结构层20’。触摸屏5’和3D膜3’不接触，中间留有一空气膜4’。该3D膜3’包括透明基材层10’与设置在其上的微结构层20’，透明基材层10’材料为PET，厚度为125μm，微结构层20’的材料为树脂，折射率为1.63，厚度为15μm，不同的是，微结构层20’远离透明基材层10’的表面包括多个依次排列的3D微结构表面230，每个上述3D微结构表面230为多面棱镜结构，其宽度W为141.45μm。每个上述3D微结构表面230包括3个平面，每2个相邻的平面之间具有光滑曲面，平面之间光滑曲面对应的过渡圆弧半径为5μm，该微结构表面与实施例2的接触面23的表面相同。

采用3D专用测量设备对该装置的3D显示性能进行测试，得到图11中的3D测量曲线。

由图8与图10可以看出，实施例1的显示装置与对比例1中的显示装置的3D测量曲线没有显著的差别，都可以达到较好的3D显示效果，并且本申请中的显示装置中的粘结膜4对显示装置的3D效果并没有产生影响。

由图9与图11可以看出，实施例2中的显示装置与对比例2的显示装置的3D测量曲线没有显著的差别，都可以达到较好的3D显示效果，并且本申请中的显示装置中的粘结膜4对显示装置的3D效果并没有产生影响。

从以上的描述中，可以看出，本申请上述的实施例实现了如下技术效果：

1)本申请中的3D膜，采用透明基材层、第一微结构层与第二微结构层形成3D膜，该3D膜可以直接全贴合到触摸屏上，减少了3D显示产品的厚度，有利于产品的轻薄化，并且将该3D膜利用粘结层贴合到触摸屏上，不影响器件的3D的显示效果。

2)本申请中的显示装置中，3D膜通过水胶或者光学胶等粘结剂全贴合在触摸屏上，避免了现有技术中的由于3D膜与触摸屏之间具有空气层而导致的显示装置较厚的问题的出现，有利于显示装置的轻薄化。并且，该3D膜通过粘结层全贴合在上述触摸屏上，不影响该显示装置的3D显示效果。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种3D膜，其特征在于，所述3D膜包括：

透明基材层(10)；

第一微结构层(20)，设置在所述透明基材层(10)的表面上；以及

第二微结构层(30)，设置在所述第一微结构层(20)的远离所述透明基材层(10)的一侧，

其中，所述第一微结构层(20)与所述第二微结构层(30)的接触面(23)包括多个3D微结构表面(230)，各所述3D微结构表面(230)包括N个棱镜面，其中，2≤N≤30。

2.根据权利要求1所述的3D膜，其特征在于，各所述3D微结构表面(230)包括N个平面及N-1个位于相邻两个所述平面之间的光滑曲面组成。

3.根据权利要求1所述的3D膜，其特征在于，所述第一微结构层(20)的折射率与所述第二微结构层(30)的折射率中较大的为n1，1.5≤n1≤1.7。

4.根据权利要求3所述的3D膜，其特征在于，所述第一微结构层(20)的折射率与所述第二微结构层(30)的折射率中较小的为n2，其中，1.3≤n2≤1.55。

5.根据权利要求4所述的3D膜，其特征在于，0.1≤n1-n2≤0.4。

6.根据权利要求5所述的3D膜，其特征在于，n1＝1.61，n2＝1.45。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的3D膜，其特征在于，所述第一微结构层(20)与所述透明基材层(10)的材料相同。

8.一种3D显示装置，其特征在于，所述3D显示装置包括：

显示屏(1)；

3D膜(3)，设置在所述显示屏(1)的表面上；以及

触摸屏(5)，黏贴于所述3D膜(3)的远离所述显示屏(1)的表面上，

其中，所述3D膜(3)为权利要求1至7中任一项所述的3D膜(3)。

9.根据权利要求8所述的3D显示装置，其特征在于，所述3D显示装置还包括保护膜(6)，所述保护膜(6)设置在所述触摸屏(5)的远离所述3D膜(3)的表面上。

10.根据权利要求8或9所述的3D显示装置，其特征在于，所述3D膜(3)的厚度在0.02～0.3mm之间。