CN106707396A - 相位延迟膜及立体显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种相位延迟膜及立体显示装置，属于显示技术领域。该相位延迟膜包括：第一基板、第一偏光片以及夹设于第一基板与第一偏光片之间的相位选择层。相位选择层包括多个延迟区域和多个非延迟区域，每个延迟区域和每个非延迟区域交错设置。延迟区域包括全延迟区域，透过第一基板进入全延迟区域的光束，在全延迟区域中发生相位延迟并满足第一预设条件。透过第一基板进入非延迟区域的光束，在非延迟区域中不发生相位延迟。第一偏光片的偏振方向与透过第一基板的光束的偏振方向垂直或平行。有效地解决了现有液晶狭缝光栅应用于较大尺寸的立体显示装置时，由于条形电极的不同位置处有较大的信号延迟，导致出现明暗不均现象的问题。

Description

相位延迟膜及立体显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种相位延迟膜及立体显示装置。

背景技术

在各种立体显示技术中，裸眼3D因无需其他辅助设备的便利性及应用上的优势成为立体显示技术研究的热点，裸眼3D立体显示装置在个人消费品领域如手机、平板上的应用，以及在商用显示领域如显示器、广告机上的应用都在逐渐增多。目前，裸眼3D显示装置的技术主要包括柱状光栅膜技术、狭缝光栅、液晶透镜等。

现有的液晶狭缝光栅通常包括采用条形电极，通过在条形电极上外加电压使得液晶层具有不同的折射率分布。然而，条形电极通常为氧化铟锡(Indium Tin Oxides，ITO)导电玻璃，阻抗较大，将液晶狭缝光栅应用于较大尺寸的立体显示装置时，条形电极的不同位置处具有较大的信号延迟，导致光束通过液晶狭缝光栅后形成的明暗条纹不均匀，从而影响立体显示效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种相位延迟膜及立体显示装置，以有效地改善上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种相位延迟膜，包括：第一基板、第一偏光片以及夹设于所述第一基板与所述第一偏光片之间的相位选择层。所述相位选择层包括多个延迟区域和多个非延迟区域，每个所述延迟区域和每个所述非延迟区域交错设置。所述延迟区域包括全延迟区域，透过所述第一基板进入所述全延迟区域的光束，在所述全延迟区域中发生相位延迟并满足第一预设条件，以使从所述全延迟区域出射的光束的偏振方向与进入所述全延迟区域的光束的偏振方向垂直。透过所述第一基板进入所述非延迟区域的光束，在所述非延迟区域中不发生相位延迟。所述第一偏光片的偏振方向与透过所述第一基板的光束的偏振方向垂直或平行。

在本发明较佳的实施例中，上述延迟区域还包括过渡区域。透过所述第一基板进入所述过渡区域的光束，在所述过渡区域中发生的相位延迟满足第二预设条件，以使进入所述过渡区域的光束从线偏转光转换为椭圆偏振光。

在本发明较佳的实施例中，上述相位选择层包括：固体介质层及双折射介质。所述固体介质层位于所述第一基板与所述第一偏光片之间，所述固体介质层按照预设间隔开设有多个空间；所述双折射介质填充在所述多个空间内；其中，填充于每个所述空间中的双折射介质形成一个所述延迟区域，相邻两个空间之间的所述固体介质区域形成一个所述非延迟区域。

在本发明较佳的实施例中，上述所述空间为设置在所述固体介质层的与所述第一偏光片一侧的表面且延伸方向为第一方向的凹槽，所述凹槽包括第一表面、第二表面、第三表面，所述第二表面平行于所述第一基板，所述第一表面和所述第三表面相对设置，所述凹槽的开口的宽度大于所述第二表面的宽度。

在本发明较佳的实施例中，相邻所述凹槽之间的间隔相等。

在本发明较佳的实施例中，上述第一表面与所述第三表面呈镜像设置。

在本发明较佳的实施例中，上述空间为所述固体介质层靠近所述第一偏光片的第一表面设置的凹槽，所述凹槽的表面为弧形表面。

另一方面，本发明实施例还提供了一种立体显示装置，包括层叠设置的显示单元和上述的相位延迟膜。所述显示单元包括第二基板、第三基板、第二偏光片和第三偏光片。所述第二基板和所述第三基板相对设置，所述第二偏光片设置于所述第二基板的与所述第三基板相背的一侧，所述第三偏光片设置于所述第三基板的与所述第二基板相背的一侧，所述第二偏光片的偏振方向与所述第三偏光片的偏振方向相互垂直。所述相位延迟膜的第一偏光片的偏振方向与所述第二偏光片的偏振方向平行或正交。

在本发明较佳的实施例中，上述立体显示装置还包括背光单元，所述显示单元夹设于所述相位延迟膜与所述背光单元之间，且所述相位延迟膜的第一基板位于靠近所述显示单元的第二偏光片的一侧，所述相位延迟膜的第一偏光片位于远离所述显示单元的第二偏光片的一侧。

在本发明较佳的实施例中，上述立体显示装置还包括背光单元，所述相位延迟膜夹设于所述显示单元与所述背光单元之间，且所述相位延迟膜的第一基板位于靠近所述显示单元的第三偏光片的一侧，所述相位延迟膜的第一偏光片位于靠近所述背光单元的一侧。

相比于液晶狭缝光栅，本发明实施例提供的相位延迟膜，通过设置包括多个延迟区域和多个非延迟区域的相位选择层，将相位选择层与第一偏光片配合，使得光束入射到相位延迟膜后，相位延迟膜处形成明暗条纹。该相位延迟膜使用时不需要外加电压，属于非电性器件，有效地解决了现有液晶狭缝光栅应用于较大尺寸的立体显示装置时，由于条形电极的不同位置处有较大的信号延迟，导致出现明暗不均现象的问题。因此，将本实施例提供的相位延迟膜应用于立体显示装置尤其是较大尺寸的立体显示装置时，有利于提高该立体显示装置的立体显示效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1示出了现有的液晶狭缝光栅的结构示意图；

图2示出了利用液晶狭缝光栅形成立体显示的原理图；

图3示出了本发明实施例提供的一种相位延迟膜的结构示意图；

图4示出了本发明实施例提供的一种相位延迟膜的立体结构示意图；

图5示出了本发明实施例提供的相位延迟膜中凹槽的第一种结构示意图；

图6示出了图5所示的相位延迟膜的参数说明示意图；

图7示出了本发明实施例提供的相位延迟膜中凹槽的第二种结构示意图；

图8示出了本发明实施例提供的相位延迟膜中凹槽的第三种结构示意图；

图9示出了本发明实施例提供的相位延迟膜中凹槽的第四种结构示意图；

图10示出了图5所示的相位延迟膜中全延迟区域、延迟区域以及非延迟区域的示意图；

图11示出了本发明实施例提供的立体显示装置第一种结构示意图；

图12示出了本发明实施例提供的立体显示装置第二种结构示意图；

图13示出了本发明实施例提供的立体显示装置第三种结构示意图；

图14示出了本发明实施例提供的立体显示装置第四种结构示意图；

图15示出了本发明实施例提供的一种直排方式立体显示装置中不同区域形成的条纹信息的示意图；

图16示出了本发明实施例提供的另一种直排方式立体显示装置中不同区域形成的条纹信息的示意图；

图17示出了本发明实施例提供的一种斜排方式立体显示装置中不同区域形成的条纹信息的示意图；

图18示出了本发明实施例提供的另一种斜排方式立体显示装置中不同区域形成的条纹信息的示意图；

图19示出了本发明实施例提供的一种相位延迟膜的制造工艺流程图；

图20示出了本发明实施例提供的一种立体显示装置的制造工艺流程图。

具体实施方式

图1示出了现有的液晶狭缝光栅100的结构示意图。请参阅图1，液晶狭缝光栅100主要包括正对设置的上基板101与下基板102，设置在上基板101与下基板102之间的液晶层106，以及设置在上基板101表面远离下基板102一侧的上偏光片105。上基板101表面靠近下基板102的一侧设置有第一电极103，第一电极103为整面电极。在下基板102表面靠近上基板101的一侧设置有第二电极104，第二电极104为若干个彼此在图1所示的X方向宽度相同、且以一定间隙分开的条形电极，这些条形电极在X方向上平行设置且沿着Y方向延展。

图2示出了利用液晶狭缝光栅产生双眼视差而形成立体显示的原理图。液晶狭缝光栅100在立体显示时通过施加一定大小的驱动电压于第一电极103与第二电极104之间形成黑白相间的条纹，遮挡或允许从显示单元110出射的特定角度的光线进入人的左/右眼从而形成立体影像。如图2所示，若显示单元110中各个子像素如R/G/B等分别被赋予不同视差的影像1/2/3/4，当观察者的双眼分别位于A，B位置时，可以同时看到视点1和视点2的信息；观察者的双眼分别位于B，C位置时，可以同时看到视点2和视点3的信息……。由于视点1与视点2之间、视点2与视点3之间均具有不同视差，经大脑融合计算便形成立体影像，使观察者在对应位置欣赏到立体影像。

然而，现有基于液晶狭缝光栅100的立体显示装置存在如下问题：(1)信号延迟：由于液晶狭缝光栅100通常使用的条形电极为ITO导电玻璃，阻抗较大，液晶狭缝光栅100应用于较大尺寸的立体显示装置时，导致条形电极上不同位置有较大的信号延迟，从而出现明暗不均的现象；(2)摩尔纹：由于液晶狭缝光栅100的黑白条纹对比度高，亮暗过度明显，周期性的黑条纹与显示单元110的像素矩阵(BM)干涉易产生摩尔纹；(3)外观：由于液晶狭缝光栅100的上基板101和下基板102均为玻璃基板，厚度较厚，应用于立体显示装置时，影响了立体显示装置尤其是手机、平板电脑的轻薄性。

因此，本发明实施例提供了一种相位延迟膜及立体显示装置，以有效地改善上述问题。下面将对本发明实施例提供的相位延迟膜及立体显示装置进行详细阐述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图3，本发明实施例提供的相位延迟膜200包括：第一基板210、第一偏光片230以及夹设于第一基板210与第一偏光片230之间的相位选择层220。

本实施例中，第一基板210优选为柔性基材，例如第一基板210可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，PET)、柔性玻璃等高透过率材料。相比于采用硬质玻璃基板，采用柔性基材有利于减小相位延迟膜200的厚度和重量，将本相位延迟膜200应用于立体显示装置时，能够使得立体显示装置尤其是手机、平板电脑更加轻薄。

相位选择层220包括多个延迟区域和多个非延迟区域，每个延迟区域和每个非延迟区域交错设置。假设延迟区域表示为P区域，非延迟区域表示为Q区域，则多个延迟区域和多个非延迟区域的排布为……PQPQPQPQ……。

本实施例中，延迟区域包括全延迟区域，透过第一基板210进入全延迟区域的光束，在全延迟区域中发生相位延迟并满足第一预设条件，以使从全延迟区域出射的光束的偏振方向与进入全延迟区域的光束的偏振方向垂直。透过第一基板210进入非延迟区域的光束，在非延迟区域中不发生相位延迟，此时光束的偏振方向不发生改变，即从非延迟区域出射的光束的偏振方向与进入非延迟区域的光束的偏振方向相同。需要说明的是，本实施例中，“垂直”、“平行”、“相同”均应该做广义的理解，在可接受的误差范围内，可以稍微有所偏差。

第一偏光片230的偏振方向与透过第一基板210的光束的偏振方向垂直或平行。当第一偏光片230的偏振方向与透过第一基板210的光束的偏振方向垂直时，光束通过相位延迟膜200时，全延迟区域显示白色条纹，非延迟区域显示黑色条纹。当第一偏光片230的偏振方向与透过第一基板210的光束的偏振方向平行时，光束通过相位延迟膜200时，全延迟区域显示黑色条纹，非延迟区域显示白色条纹。

为了降低采用本相位延迟膜200的立体显示装置产生摩尔纹的风险，降低串扰，提升该立体显示装置的立体显示效果，本发明实施例提供的相位延迟膜200中，延迟区域除了包括全延迟区域外，优选还包括过渡区域。透过第一基板210进入过渡区域的光束，在过渡区域中发生的相位延迟满足第二预设条件，以使进入过渡区域的光束从线偏转光转换为椭圆偏振光。由于第一偏光片230的偏振方向与透过第一基板210的光束的偏振方向垂直或平行，因此从过渡区域出射的光束只有部分能够通过第一偏光片230出射，使得过渡区域的亮度介于全延迟区域与非延迟区域之间，并且亮度逐渐过渡，即亮度逐渐增大或减小，削弱了黑白对比，从而降低了产生摩尔纹的风险。

本实施例中，过渡区域可以为阶梯型过渡区域，也可以为连续型过渡区域。阶梯型过渡区域处形成的亮度过渡区的亮度成阶梯变化，连续型过渡区域处形成的亮度过渡区的亮度为连续变化。为了使得全延迟区域与非延迟区域之间的亮度连续过渡，有效地降低采用本相位延迟膜200的立体显示装置产生摩尔纹的风险，以实现更好的立体显示效果，本实施例中的过渡区域优选为连续型过渡区域。

本实施例中，第一预设条件为相位延迟量等于(2K+1)·λ/2，即相位差等于(2K+1)π，K为大于或等于零的整数。需要说明的是，在可接受的误差范围内，可以稍微有所偏差。第二预设条件为相位延迟量介于区间(0，(2K+1)·λ/2)之间，即相位差介于区间(0，(2K+1)π)之间。

具体的，如图3所示，相位选择层220包括固体介质层221及双折射介质222。固体介质层221位于第一基板210与第一偏光片230之间，固体介质层221按照预设间隔开设有多个空间。双折射介质222填充在多个空间内。其中，填充于每个空间中的双折射介质222形成一个延迟区域，相邻两个空间之间的固体介质区域形成一个非延迟区域。

其中，双折射介质222为具有双折射特性的晶体，如液晶材料，其光轴按照预定方向一致排列。固体介质层221可以由各项同性光学树脂材料制成，不具备双折射特性。上述多个空间为用于填充双折射材料的微结构阵列，且相邻空间之间优选为等间隔设置。本实施例中，微结构阵列可以是固体介质层221上开设的凹槽，或者，也可以是固体介质层221中开设的通孔。当然，为了简化工艺，上述多个空间优选为固体介质层221上开设的凹槽。

具体的，凹槽的形状可以有多种。如图4所示，凹槽设置于固体介质层221的与第一偏光片230一侧的表面，凹槽的延伸方向即其长度方向为第一方向，也就是图4中的Y轴方向。

作为一种实施方式，如图4所示，凹槽包括第一表面2211、第二表面2212以及第三表面2213。其中，第二表面2212平行于第一基板210，第一表面2211和第三表面2213相对设置，凹槽的开口的宽度大于所述第二表面2212的宽度。需要说明的是，图4中所示的X轴方向即为凹槽的宽度方向。此时，填充于该凹槽中的双折射介质222所形成的延迟区域包括的过渡区域为连续型过渡区域。

此时，凹槽的结构可以为：第一表面2211、第二表面2212和第三表面2213可以均为平坦表面，且第一表面2211、第二表面2212、第三表面2213以及凹槽的开口面所围成的立体形状在图4所示的XZ平面上的截面为倒梯形abcd，如图5所示。此时，如图6所示，假设梯形abcd第一底边ab宽度为w2，第二底边cd宽度为w1，则w2大于w1。相邻两个凹槽之间的间距为p，凹槽的深度即梯形abcd的高度为d1，固体介质层221的厚度为d2，则d2大于或等于d1。

此外，凹槽的结构还可以为：第二表面2212为平坦表面，第一表面2211和第三表面2213均为弧形表面，第一表面2211、第二表面2212、第三表面2213以及凹槽的开口面在图4所示的XZ平面上的投影为如图7所示的图形abcd，或者图8所示图形abcd。

优选的，第一表面2211和第三表面2213呈镜像设置，此时，上述梯形abcd为等腰梯形。

作为另一种实施方式，凹槽的表面可以为弧形表面，或者凹槽的表面也可以由多个表面拼接而成，使得多个表面在图4所示的XZ平面上的投影为如图9所示的线段如be、ec、cg、gd、df、fa依次连接而成的曲线。

当然，除了上述实施方式外，凹槽也可以设计为能够形成上述延迟区域的其他形状。

下面将以图5所示的在XZ平面上的截面为倒梯形abcd的凹槽为例，对所构成的相位选择层220中相邻的一个延迟区域和一个非延迟区域为例进行具体说明。

如图10所示，abcd构成的区域为延迟区域，bm3m4m5构成的区域为非延迟区域。其中延迟区域abcd又包括全延迟区域m1m2cd、第一过渡区域am1d以及第二过渡区域m2bc。将本实施例提供的相位延迟膜200应用于立体显示装置时，从显示单元入射到本相位延迟膜200的线偏振光中，在非延迟区域bm3m4m5中传播的光束，相位不会产生延迟，偏振方向也不会发生改变。

在全延迟区域m1m2cd中传播的光束相位将发生改变，假设全延迟区域m1m2cd对寻常光(o光)的折射率为no，对非寻常光(e光)的折射率为ne，ne≠no，在全延迟区域m1m2cd中传播的寻常光和非寻常光将产生相位延迟，相位延迟量Δnd＝|(ne-no)|*d1，其中d1为全延迟区域m1m2cd 的厚度，该相位延迟量Δnd产生的相位差Ψ＝2π△nd/λ＝2π|(ne-no)|*d1/λ，其中，λ为入射光主波长，通常取550nm。本实施例中，全延迟区域m1m2cd中双折射介质222的折射率ne、no和全延迟区域m1m2cd的厚度d1满足△nd＝|(ne-no)|*d1＝(2K+1)λ/2，相位差Ψ＝2π△nd/λ＝2π|(ne-no)|*d1/λ＝(2K+1)π，从全延迟区域m1m2cd出射的偏振光的偏振方向与进入全延迟区域的偏振光偏振方向垂直，其中，K为大于或等于零的整数。

在第一过渡区域am1d和第二过渡区域m2bc中传播的光束相位也将发生改变，如图10所示，第一过渡区域am1d的厚度沿X轴正方向为连续递增的，第二过渡区域m2bc的厚度沿X轴正方向为连续递减的，也就是说，沿X轴正方向上，第一过渡区域am1d中传播的光束的相位延迟量Δnd＝|(ne-no)|*dx1也随着第一过渡区域am1d的厚度dx1的增加而增加，第二过渡区域m2bc中传播的光束的相位延迟量Δnd＝|(ne-no)|*dx2也随着第二过渡区域m2bc的厚度dx2的减小而减小。

本实施例中，在第一过渡区域am1d中传播出射的光束的相位延迟量△nd＝|(ne-no)|*dx1以及第二过渡区域m2bc中传播出射的光束的相位延迟量△nd＝|(ne-no)|*dx2位于区间(0，λ/2)内或者位于区间(0，(2K+1)λ/2)内。相应地，在第一过渡区域am1d中传播出射的光束的相位差Ψ1＝2π△nd/λ＝2π|(ne-no)|*dx1/λ以及第二过渡区域m2bc中传播出射的光束的相位差Ψ2＝2π△nd/λ＝2π|(ne-no)|*dx2/λ位于区间(0，π)或者位于区间(0，(2K+1)π)之间。此时，第一过渡区域am1d和第二过渡区域m2bc均将入射的线偏振光转换成椭圆偏振光。其中，dx1表示在第一过渡区域中传播的光束的光程，即第一过渡区域的厚度，dx2表示在第二过渡区域中传播的光束的光程，即第二过渡区域的厚度。该椭圆偏振光经过第一偏光片230时，将有部分光线通过第一偏光片230。

若从显示单元入射到本相位延迟膜200的线偏振光的偏振方向与相位延迟膜200的第一偏光片230的偏振方向平行时，全延迟区域显示黑色条纹，非延迟区域显示白色条纹，第一过渡区域和第二过渡区域的显示亮度介于全延迟区域显示的黑色条纹与非延迟区域显示的白色条纹之间，并且亮度逐渐由白向黑过渡或由黑向白过渡。

本发明实施例提供的相位延迟膜200，通过设置包括多个延迟区域和多个非延迟区域的相位选择层220，将相位选择层220与第一偏光片230配合，使得光束入射到相位延迟膜200后，相位延迟膜200处形成明暗条纹。该相位延迟膜200使用时不需要外加电压，属于非电性器件，有效地解决了现有液晶狭缝光栅应用于较大尺寸的立体显示装置时，由于条形电极的不同位置处有较大的信号延迟，导致出现明暗不均现象的问题。因此，将本实施例提供的相位延迟膜200应用于立体显示装置尤其是较大尺寸的立体显示装置时，有利于提高该立体显示装置的立体显示效果。

另外，如图11所示，本发明实施例还提供了一种采用上述相位延迟膜200的立体显示装置。该立体显示装置包括层叠设置的显示单元300和上述的相位延迟膜200。

具体的，如图11所示，显示单元300包括第二基板310、第三基板320、第二偏光片330和第三偏光片340。第二基板310和第三基板320相对设置，第二偏光片330设置于第二基板310的与第三基板320相背的一侧，第三偏光片340设置于第三基板320的与第二基板310相背的一侧。其中，第二偏光片330的偏振方向与第三偏光片340的偏振方向相互正交。例如，如图11所示的三维笛卡尔坐标系(X，Y，Z)中，设第二偏光片330的偏振方向平行于X轴，第三偏光片340的偏振方向平行于Y轴。

本实施例中，显示单元300可以为2D显示屏。需要说明的是，当2D显示屏为TFT_LCD器件时，第二基板310即为彩色滤光片(CF)玻璃基板，第三基板320即为薄膜晶体管(TFT)玻璃基板，由于该2D显示屏结构为大家熟知，此处对其驱动模块等(图中未示出)不作详细介绍。

需要说明的是，当显示单元300为自发光器件如OLED时，该立体显示装置可以省略背光单元400。当显示单元300不是自发光器件时，该立体显示装置还包括背光单元400，此时，立体显示装置可以前置相位延迟膜200的立体显示装置，也可以为后置相位延迟膜200的立体显示装置。

如图11所示，对于前置相位延迟膜200的立体显示装置20，显示单元300夹设于相位延迟膜200与背光单元400之间，相位延迟膜200的第一基板210位于靠近显示单元300的第二偏光片330的一侧，相位延迟膜200的第一偏光片230位于远离显示单元300的第二偏光片330的一侧。此时，相位延迟膜200的第一偏光片230的偏振方向可以与显示单元300的第二偏光片330的偏振方向平行设置，如图11所示，或者，相位延迟膜200的第一偏光片230的偏振方向也可以与显示单元300的第二偏光片330的偏振方向正交设置，如图12所示。

对于后置相位延迟膜200的立体显示装置30，如图13所示，所述相位延迟膜200夹设于所述显示单元300与所述背光单元400之间，相位延迟膜200的第一基板210位于靠近显示单元300的第三偏光片340的一侧，相位延迟膜200的第一偏光片230位于靠近背光单元400的一侧。此时，相位延迟膜200的第一偏光片230的偏振方向可以与显示单元300的第二偏光片330的偏振方向平行设置，如图13所示，两者都平行于X轴。或者，相位延迟膜200的第一偏光片230的偏振方向也可以与显示单元300的第二偏光片330的偏振方向正交设置，如图14所示，相位延迟膜200的第一偏光片230的偏振方向平行于Y轴，显示单元300的第二偏光片330的偏振方向平行于X轴。

假设显示单元300的每个像素单元包括第一子像素、第二子像素和第三子像素，分别对应于三基色，即如图15所示，第一子像素为红色(R)，第二子像素为绿色(G)，第三子像素为蓝色(B)，同一行子像素为同一种颜色，同一列子像素为交替排列的第一子像素、第二子像素和第三子像素。根据立体显示装置中，相位延迟膜200中凹槽的延伸方向即长度方向与显示单元300中像素矩阵的列方向的位置关系，可以进一步将立体显示装置分为直排方式立体显示装置和斜排方式立体显示装置。

下面将以前置相位延迟膜200的立体显示装置20为例对直排方式和斜排方式进行说明。为了方便说明，相位延迟膜200的第一基板210未在图15、图16、图17及图18中示出。

对于直排方式立体显示装置，相位延迟膜200中凹槽的长度方向与显示单元300中像素矩阵的列方向平行。如图15所示，相位延迟膜200中凹槽的长度方向的中心线为oo'，则中心线oo'与显示单元300中像素矩阵的列方向平行。如图15所示，假设相位延迟膜200中的凹槽为图5所示的在XZ平面上的截面为倒梯形abcd的凹槽，且凹槽上底边宽度w2为四个子像素宽度，下底边宽度w1为两个子像素宽度，任意两个相邻凹槽之间的间距p为六个子像素的宽度。

若相位延迟膜200的第一偏光片230的偏振方向与显示单元300的第二偏光片330的偏振方向平行，此时，经过全延迟区域之后的线偏振光将改变其偏振方向，从全延迟区域出射的偏振光的偏振方向与进入全延迟区域的偏振光的偏振方向即显示单元300的第二偏光片330的偏振方向垂直，由于相位延迟膜200的第一偏光片230的偏振方向与显示单元300的第二偏光片330的偏振方向平行，因此全延迟区域出射的光无法通过第一偏光片230，使得该区域显示黑色条纹。而经过非延迟区域的线偏振光偏振方向不发生改变，由于相位延迟膜200的第一偏光片230的偏振方向与显示单元300的第二偏光片330的偏振方向平行，因此所有入射到非延迟区域的光线全部通过第一偏光片230，该区域显示白色条纹。经过过渡区域的线偏振光的偏振态发生改变，由线偏振光转换为椭圆偏振光，因此入射到过渡区域的光线部分被第一偏光片230遮挡，且过渡区域的不同厚度处，被遮挡的光能量不同，使得过渡区域形成亮度逐渐过渡的亮度过渡区。此时，该立体显示装置不同区域形成的条纹的亮度信息如图15所示。

如图15所示，从其中一个全延迟区域向相邻的非延迟区域过渡时，全延迟区域处对应的黑条纹与非延迟区域处对应的白条纹之间的亮度过渡区的宽度可以通过改变凹槽的外形进行调节。参照图5所示的凹槽，当该梯形截面的上底ab与下底cd宽度相近时，过渡区域较小，亮度过渡区的宽度较小；当该梯形截面的上底ab与下底宽度cd相差较大时，过渡区域较大，亮度过渡区的宽度较大。当然，可以理解的是，若该梯形截面的上底ab与下底cd宽度相等，且对应凹槽的第一表面、第三表面均与第二表面垂直，则无过渡区域，亮度过渡区的宽度为零。因此，在任意两个凹槽间距p与下底边宽度cd一定的情况下，具有较小的过渡区域的立体显示装置有较大的显示亮度，但是过渡区域较小时黑白条纹对比度高，亮暗过度明显，容易产生摩尔纹。而具有较大的过渡区域的立体显示装置有相对较小的显示亮度，但有助于改善摩尔纹，并降低串扰，改善视觉效果。从而实现了在适当减小显示亮度的情况下，降低串扰，提高立体显示效果。当然，显示亮度的减小量应在可接受范围内，不对立体显示装置的亮度造成明显影响。

同理，若相位延迟膜200的第一偏光片230的偏振方向与显示单元300的第二偏光片330的偏振方向垂直，此时，进入全延迟区域的线偏振光偏振方向将旋转90度，即由全延迟区域出射的光与进入全延迟区域的光偏振方向互相垂直，经过第一偏光片230后该区域显示白色条纹，由非延迟区域出射的光全部被第一偏光片230阻挡，使得该区域显示黑色条纹，由过渡区域出射的光部分被第一偏光片230遮挡，且过渡区域的不同厚度处，被遮挡的光能量不同，使得过渡区域形成亮度过渡区。此时，该立体显示装置不同区域形成的条纹的亮度信息如图16所示。

比较图15与图16两种不同的立体显示装置可以发现，由于相位延迟膜200的第一偏光片230的偏振方向与显示单元300的第二偏光片330的偏振方向平行或者垂直的差异，导致黑白条纹在X轴方向出现一定的平移。如在图15中，全延迟区域显示黑色条纹，而在图16中全延迟区域显示白色条纹，也就是说，相比于相位延迟膜200的第一偏光片230的偏振方向与显示单元300的第二偏光片330的偏振方向平行的立体显示装置，相位延迟膜200的第一偏光片230的偏振方向与显示单元300的第二偏光片330的偏振方向垂直的立体显示装置所显示的黑、白条纹在X轴方向上的平移量为p/2。

对于斜排方式立体显示装置，相位延迟膜200中凹槽的中心线oo'与显示单元300中像素矩阵的列方向不平行，即中心线oo'与显示单元300中像素矩阵的列方向成预设倾斜角度设置，该预设倾斜角度可以根据需要设置。如图17所示，假设相位延迟膜200中的凹槽为图5所示的在XZ平面上的截面为倒梯形abcd的凹槽，且凹槽上底边宽度表示为w2，下底边宽度表示为w1，任意两个相邻凹槽之间的间距表示为p，第一表面add'a'在显示单元300上的投影为ADD'A'，第二表面dcc'd'在显示单元300上的投影为DCC'D'，第三表面bcc'b'在显示单元300上的投影为BCC'B'，中心线oo'在显示单元300上的投影为OO'。

此时，若相位延迟膜200的第一偏光片230的偏振方向与显示单元300的第二偏光片330的偏振方向平行，该立体显示装置不同区域形成的黑白条纹的亮度信息如图17所示，其显示原理与上述直排方式立体显示装置类似，此处不再赘述。若相位延迟膜200的第一偏光片230的偏振方向与显示单元300的第二偏光片330的偏振方向垂直，该立体显示装置不同区域形成的条纹的亮度信息如图18所示，其显示原理与上述直排方式立体显示装置类似，此处不再赘述。

本发明实施例提供的立体显示装置采用了上述相位延迟膜200，解决了现有立体显示装置采用液晶狭缝光栅100容易产生信号延迟的问题，有利于提高立体显示效果。此外，相比于采用液晶狭缝光栅100的立体显示装置，本发明实施例提供的立体显示装置不需要使用光罩，有利于降低生产成本。

此外，本发明实施例还提供了一种上述相位延迟膜200的制造方法。图19示出了相位延迟膜200制作方法的主要工艺流程。该方法包括：

(I)在衬底510上形成配向层520；

具体的，可以在衬底510上涂布液态的配向膜材料形成配向层520，也可以直接将预先形成的配向膜转印到第一基板210上形成配向层520，如图19中的(Ⅰ)图所示。其中，衬底510可以是玻璃基板，也可以是PET薄膜。配向膜材料可以为聚酰亚胺(PI)或聚酰胺酸(PA)。

(II)对配向层520进行取向从而在配向层520的远离衬底510的表面形成配向微结构。

对配向层520进行取向的具体实施方式可以为：通过摩擦取向在配向层520的远离衬底510的表面摩擦形成方向一致的沟槽，如图19中的(Ⅱ)图所示。当然，除传统机械摩擦工艺外，也可以采用光配向等手段实现。

(III)在配向层520的具有配向微结构的表面涂布双折射材料形成双折射层530，如图19中的(Ⅲ)图所示；

其中，双折射材料为具有双折射特性的晶体，如液晶材料，其光轴按照预定方向一致排列。需要说明的是，对于常温下呈液晶态的液晶材料，可以在常温下直接涂布，对常温下呈非液晶态的液晶材料，需要在涂布前加热进行液晶熔化。本实施例中采用的双折射材料优选为可在常温下进行涂布的紫外固化型液晶材料。

(IV)将第一基板210贴合到双折射层530表面，其中，第一基板210的与所述双折射层530贴合的表面预先设置固体介质层221，该固体介质层221的远离第一基板210的表面具有等间隔排列的多个凹槽，如图19中的(Ⅳ)图所示；

将第一基板210贴合到双折射层530表面时，处于液晶态的双折射层 530将填充固体介质层221上的多个凹槽。本实施例中，第一基板210优选为柔性基板，例如第一基板210可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate，PET)、柔性玻璃等高透过率材料。固体介质层221可以采用光学树脂压印而成，凹槽的具体形状可以根据需要设置，例如，可以为图5所示的在XZ平面上的截面为倒梯形abcd的凹槽。第一基板210贴合到所涂布的双折射层530表面的具体方式优选为滚轮540滚压的方式，便于在大气环境中排出双折射层530中的气泡，以避免双折射层530中的气泡影响相位延迟膜200的使用。

(V)双折射层530的配向；

贴合完成后，将形成的衬底510、配向层520、双折射层530、固体介质层221、第一基板210的层叠结构置于高温环境中烘烤，如图19中的(Ⅴ)图所示，以对双折射层530进行配向。本实施例中，双折射层530为液晶材料涂布形成，烘烤过程中，双折射层530中的液晶分子受到配向层520表面的配向微结构的作用，使得液晶分子长轴沿着预定方向进行排列。其中，所述高温为45～100℃之间，烘烤时间优选为5～30分钟。

(VI)双折射层530的固化；

双折射层530配向完毕之后，将形成的衬底510、配向层520、双折射层530、固体介质层221、第一基板210的层叠结构进行紫外光照，如图19中的(Ⅵ)图所示，使双折射层530固化并填充在固体介质层221的凹槽内形成双折射介质222。当衬底510为高透过率材料时可以从衬底510或第一基板210侧进行照射，照射能量与双折射层530材料特性有关，一般200～300mJ/cm²即可。

(VII)将衬底510从固体介质层221的远离第一基板210的表面剥离；

完成双折射层530的固化后，将衬底510从固体介质层221的远离第一基板210的表面剥离，固化后的双折射层530会附着在固体介质层221表面并作为双折射介质222填充于固体介质层221的凹槽内，如图19中的 (Ⅶ)图所示。

(Ⅷ)在固体介质层221的远离第一基板210的表面贴附第一偏光片230形成相位延迟膜200。

将衬底510从固体介质层221的远离第一基板210的表面剥离后，将第一偏光片230贴附于固体介质层221的远离第一基板210的表面即可形成相位延迟膜200，如图19中的(Ⅷ)图所示。其中，固体介质层221以及填充于固体介质层221的凹槽内的双折射介质222构成相位延迟膜200的相位选择层220。

进一步地，本发明实施例还提供了一种采用上述相位延迟膜200的立体显示装置的制造方法。如图20所示，基于上述的相位延迟膜200的制造方法，完成上述步骤(VII)将衬底510从固体介质层221的远离第一基板210的表面剥离后，先通过水胶或者OCA光学胶550将第一基板210的远离固体介质层221的表面贴合在显示单元300上，贴合时第一基板210靠近显示单元300的第二偏光片330一侧，固体介质层221远离显示单元300的第二偏光片330一侧，如图20中的(Ⅰ)图所示。此后，再将第一偏光片230贴附于固体介质层221的远离第一基板210的表面(形成相位延迟膜200)，如图20中的(Ⅱ)图所示，这里一般采用第一偏光片230自带PSA胶进行贴合。第一偏光片230的偏振方向可以平行或者垂直于显示单元300的第二偏光片330的偏振方向。当显示单元300不是自发光器件时，该立体显示装置需要背光单元400，最后完成背光单元400的组装即可形成立体显示装置。

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

Claims (10)

1.一种相位延迟膜，其特征在于，包括：第一基板、第一偏光片以及夹设于所述第一基板与所述第一偏光片之间的相位选择层；

所述相位选择层包括多个延迟区域和多个非延迟区域，每个所述延迟区域和每个所述非延迟区域交错设置；

所述延迟区域包括全延迟区域，透过所述第一基板进入所述全延迟区域的光束，在所述全延迟区域中发生相位延迟并满足第一预设条件，以使从所述全延迟区域出射的光束的偏振方向与进入所述全延迟区域的光束的偏振方向垂直；

透过所述第一基板进入所述非延迟区域的光束，在所述非延迟区域中不发生相位延迟；

所述第一偏光片的偏振方向与透过所述第一基板的光束的偏振方向垂直或平行。

2.根据权利要求1所述的相位延迟膜，其特征在于，所述延迟区域还包括过渡区域；

透过所述第一基板进入所述过渡区域的光束，在所述过渡区域中发生的相位延迟满足第二预设条件，以使进入所述过渡区域的光束从线偏转光转换为椭圆偏振光。

3.根据权利要求1或2所述的相位延迟膜，其特征在于，所述相位选择层包括：固体介质层及双折射介质；

所述固体介质层位于所述第一基板与所述第一偏光片之间，所述固体介质层按照预设间隔开设有多个空间；

所述双折射介质填充在所述多个空间内；

其中，填充于每个所述空间中的双折射介质形成一个所述延迟区域，相邻两个空间之间的所述固体介质区域形成一个所述非延迟区域。

4.根据权利要求3所述的相位延迟膜，其特征在于，所述空间为设置在所述固体介质层的与所述第一偏光片一侧的表面且延伸方向为第一方向的凹槽，所述凹槽包括第一表面、第二表面、第三表面，所述第二表面平行于所述第一基板，所述第一表面和所述第三表面相对设置，所述凹槽的开口的宽度大于所述第二表面的宽度。

5.根据权利要求4所述的相位延迟膜，其特征在于，相邻所述凹槽之间的间隔相等。

6.根据权利要求4所述的相位延迟膜，其特征在于，所述第一表面与所述第三表面呈镜像设置。

7.根据权利要求3所述的相位延迟膜，其特征在于，所述空间为所述固体介质层靠近所述第一偏光片的第一表面设置的凹槽，所述凹槽的表面为弧形表面。

8.一种立体显示装置，其特征在于，包括层叠设置的显示单元和权利要求1-7中任一项所述的相位延迟膜；

所述显示单元包括第二基板、第三基板、第二偏光片和第三偏光片；

所述第二基板和所述第三基板相对设置，所述第二偏光片设置于所述第二基板的与所述第三基板相背的一侧，所述第三偏光片设置于所述第三基板的与所述第二基板相背的一侧，所述第二偏光片的偏振方向与所述第三偏光片的偏振方向相互垂直；

所述相位延迟膜的第一偏光片的偏振方向与所述第二偏光片的偏振方向平行或正交。

9.根据权利要求8所述的立体显示装置，其特征在于，还包括背光单元，所述显示单元夹设于所述相位延迟膜与所述背光单元之间，且所述相位延迟膜的第一基板位于靠近所述显示单元的第二偏光片的一侧，所述相位延迟膜的第一偏光片位于远离所述显示单元的第二偏光片的一侧。

10.根据权利要求8所述的立体显示装置，其特征在于，还包括背光单元，所述相位延迟膜夹设于所述显示单元与所述背光单元之间，且所述相位延迟膜的第一基板位于靠近所述显示单元的第三偏光片的一侧，所述相位延迟膜的第一偏光片位于靠近所述背光单元的一侧。