CN108931857A - 用于led立体显示系统的3d偏振膜及其制作方法 - Google Patents

Abstract

用于LED立体显示系统的3D偏振膜及其制作方法，属于立体显示技术领域，本发明为解决现有偏振膜制作工艺复杂，具有退偏效应，相邻隔行或者隔列的子像素之间串扰大的问题。本发明所述3D偏振膜包括相位差膜、圆偏光片和多条平行设置的分界条，圆偏光片的上表面设置有相位差膜，相位差膜为一体件，相位差膜由多条1/2波片相位差补偿膜单元条和多条无相位差透光膜单元条交替制作而成，1/2波片相位差补偿膜单元条和无相位差透光膜单元条尺寸相同，相邻1/2波片相位差补偿膜单元条和无相位差透光膜单元条的分界线处设置有分界条。

Description

用于LED立体显示系统的3D偏振膜及其制作方法

技术领域

本发明属于立体显示技术领域，涉及偏振膜的制作工艺。

背景技术

立体显示技术是当今信息领域，特别是信息显示领域的一个重要前沿方向。立体显示又可分为眼镜/头盔式立体显示和裸眼自由立体显示两大类。其中，偏振眼镜立体显示以其图像质量高、观看效果好的特点备受关注，在高临场感影院、虚拟教育、模拟训练、医疗、军工等领域得到了广泛运用。

传统的偏振式LED立体显示屏制作的偏振膜，一般采用左右旋光不一致的偏光片通过拼接方式进行粘贴或者通过圆偏振光片跟相位补偿膜进行图案化组合来实现。采用左右旋光偏光片拼接的方式，拼缝误差明显，串扰区间大，表面平整度差，表面反射率高，使用效果受限。通过圆偏振光跟相位补偿膜进行图案化组合的方式，一般的工艺流程为：(1)将相位差补偿膜贴付在基材膜上；(2)对相位差补偿膜进行图案化切割；(3)剥离图案化结构的无效区域；(4)对剥离无效区域后留下的凹陷区域进行UV涂层覆盖并进行填平；(5)填平后得到的相位差膜从基材膜剥离、转印至偏光片，相位差膜与偏光片进行贴合、固化制作得到偏振膜。这种工艺复杂，要经过多道贴合、转印、固化、剥离等工艺，还需要借助基材膜进行图案化切割，材料使用的成本上升，效率低下。同时，圆偏振光通过具有一定梯度相位差补偿膜时，光束在微小区域内受UV涂层干涉叠加，使之在平均效果上具有退偏效应，造成相邻隔行或者隔列的子像素之间串扰大，影响3D体验效果。

发明内容

本发明目的是为了解决现有偏振膜制作工艺复杂，具有退偏效应，相邻隔行或者隔列的子像素之间串扰大的问题，提供了一种用于LED立体显示系统的3D偏振膜及其制作方法。

本发明所述用于LED立体显示系统的3D偏振膜包括相位差膜1、圆偏光片2和多条平行设置的分界条3，圆偏光片2的上表面设置有相位差膜1，相位差膜1为一体件，相位差膜1由多条1/2波片相位差补偿膜单元条1-1和多条无相位差透光膜单元条1-2交替制作而成，1/2波片相位差补偿膜单元条1-1和无相位差透光膜单元条1-2尺寸相同，相邻1/2波片相位差补偿膜单元条1-1和无相位差透光膜单元条1-2的分界线处设置有分界条3。

优选地，还包括AG膜4，AG膜4覆盖在相位差膜1的上表面，所述AG膜4的厚度大于或等于分界条3的厚度。

本发明所述的3D偏振膜的制作方法包括以下步骤：

步骤一、将等大的1/2波片相位差补偿膜与圆偏光片对位贴合；

步骤二、将掩膜板覆盖在1/2波片相位差补偿膜上；

所述掩膜板为透光条和遮光条交替分布图案；

步骤三、利用光能量装置对1/2波片相位差补偿膜上与掩膜板的透光条对应的部分进行表面改性处理；

1/2波片相位差补偿膜上与透光条对应的部分改性后形成无相位差透光膜单元条，未改性部分为1/2波片相位差补偿膜单元条；交替设置的多条无相位差透光膜单元条和多条1/2波片相位差补偿膜单元条共同构成相位差膜；

步骤四、撤掉掩膜板，在无相位差透光膜单元条和与其相邻的1/2波片相位差补偿膜单元条的边界线处制备分界条，用以两个单元条的物理分隔，进而完成3D偏振膜的制作。

优选地，该方法还包括以下步骤：

步骤五、对设置有分界条一侧的相位差膜表面进行填平处理。

优选地，步骤五所述的填平步骤具体为：在分界条一侧的相位差膜表面覆盖AG膜，AG膜的厚度大于或等于分界条的厚度。

优选地，采用光能量装置对相位差膜1的部分区域进行烧结改性获得无相位差透光膜单元条1-2。

优选地，光能量装置为面激光器、线激光器或UV激光器。

光能量装置根据

控制输出能量，

其中：E表示光照度，Ф表示光功率，S表示每平方米的照射面积，D表示照射高度，θ表示夹角为垂直光线与照射面法线夹角。

优选地，掩膜板的透光条的宽度比遮光条的宽度小0.15～0.2mm。

优选地，所述分界条为挡光或吸光材料，且利用UV固化或热固化工艺制备。

优选地，分界条的宽度为0.1～0.5mm。

本发明的有益效果：

1、本发明的1/2波长相位差补偿膜(简称相位差膜)直接贴付于圆偏光片，而不是基材膜上，省去传统方法中因在基材膜上加工切割相位差膜，进而必然存在该步骤之后的剥离、转印的工艺步骤，使得本发明的工艺比传统工艺简单。

2、本发明对相位差膜上的无效区域进行改性，使之失去自身1/2波片的特性，但并不剔除，改性区域与未改性区域还处于同一平面内，无需填平，光线透过改性区域时其偏振方向不会发生偏转，光线透过未改性区域时其偏振方向按1/2波片特性偏转，形成左旋、右旋交错排列的结果。本发明的这种工艺设置，省去了传统方法中因剔除无效区域产生凹陷区域，进而需利用UV涂层填平的工艺步骤，也就不会产生传统工艺的退偏缺陷。

3、本发明在改性区域和未改性区域的分界线上利用物理分界条进行分隔，可有效防止相邻行或列之间子像素的串扰，使得观看舒适度得到有效的提升。

附图说明

图1是制作方法的步骤一～二的流程示意图；

图2是制作方法的步骤三的流程示意图；

图3是步骤三改性后的示意图；

图4是撤掉掩膜板后的平面示意图；

图5是撤掉掩膜板后的立体示意图；

图6是制作方法的步骤四的流程示意图；

图7是制作方法的步骤五的流程示意图；

图8是图7的局部放大图；

图9是分界条的隔行和隔列示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

本发明制备的用于LED立体显示系统的3D偏振膜的结构如图6所示。3D偏振膜包括相位差膜1、圆偏光片2和多条平行设置的分界条3，圆偏光片2的上表面设置有相位差膜1，相位差膜1为一体件，相位差膜1由多条1/2波片相位差补偿膜单元条1-1和多条无相位差透光膜单元条1-2交替制作而成，1/2波片相位差补偿膜单元条1-1和无相位差透光膜单元条1-2尺寸相同，相邻1/2波片相位差补偿膜单元条1-1和无相位差透光膜单元条1-2的分界线处设置有分界条3。

为了外表面的平整度，进一步增加了AG膜4，AG膜4覆盖在相位差膜1的上表面，所述AG膜4的厚度大于或等于分界条3的厚度。这样设置后，3D偏振膜的表面是平整的，便于应用于电子设备的显示屏中。

下面详细介绍本发明3D偏振膜的制作方法。

第一个实施例：结合图1至图6、图9进行说明，3D偏振膜的制作方法包括以下步骤：

步骤一、将等大的1/2波片相位差补偿膜与圆偏光片对位贴合；

参见图1，将1/2波片相位差补偿膜直接贴在圆偏光片上，而不是基材膜上，省去了剥离、转印的过程，使工艺程序更简化。

步骤二、将掩膜板覆盖在1/2波片相位差补偿膜上；

所述掩膜板为透光条和遮光条交替分布图案；

参见图1，掩膜板将1/2波片相位差补偿膜分出多个条形区域，且透光条和遮光条交替设置。本步骤中，掩膜板的透光条的宽度比遮光条的宽度小0.15～0.2mm。本发明要利用激光烧结技术对1/2波片相位差补偿膜的对应透光条区域进行改性处理，由于激光烧结会存在0.15～0.2mm的烧边，因此要保证1/2相位差补偿膜的烧结与不烧结两个区域的宽度一致，透光条宽度要比实际设计值小0.15～0.2mm，以保证1/2波片相位差补偿膜上奇偶阵列的实际效果一致。

步骤三、利用光能量装置对1/2波片相位差补偿膜上与掩膜板的透光条对应的部分进行表面改性处理；

1/2波片相位差补偿膜上与透光条对应的部分改性后形成无相位差透光膜单元条，未改性部分为1/2波片相位差补偿膜单元条；交替设置的多条无相位差透光膜单元条和多条1/2波片相位差补偿膜单元条共同构成相位差膜；

参见图2，采用激光对透光条对应的区域进行改性，激光器输出的激光束照射至1/2波片相位差补偿膜，透明介质表层持续被注入脉冲，通过积累效应，在透明介质表层存储了足够的能量，就会导致其物理性质发生不可逆的改变，丧失其1/2波片对光束的偏转特性。改性后的透明介质表层与其它未改性区域没有高度差，圆偏振光经过没有高度差的相位差补偿膜时，没有受到UV涂层的干涉叠加的影响，没有退偏的效应。

每个透光条对应的区域都完成改性的效果参见图3，图中1-1为未改性区域，1-2为改性区域。

本步骤中激光器改性的深度为1/2波片相位差补偿膜厚度的一半，即激光能量注入深度为1/2波片相位差补偿膜厚度的一半，一般为≤30μm，光能量装置注入至1/2波片相位差补偿膜的能量根据

控制大小，

其中：E表示光照度，Ф表示光功率，S表示每平方米的照射面积，D表示照射高度，θ表示夹角为垂直光线与照射面法线夹角。

步骤四、撤掉掩膜板，在无相位差透光膜单元条和与其相邻的1/2波片相位差补偿膜单元条的边界线处制备分界条，用以两个单元条的物理分隔，进而完成3D偏振膜的制作。

参见图4～图6，将掩膜板4撤掉后，部分改性后的平面图如图4所示，立体图如图5所示，改性与未改性区域是交替等宽的，且表面是平齐的。在相位差膜1上交替设置形成等宽的奇偶阵列排布，且宽度根据LED显示模块的灯珠间距确定。

为了防止相邻行或列的LED灯的串扰，本发明在边界线处设置分界条3，所述分界条3为挡光或吸光材料，优选的材料是UV涂层。

利用UV固化或热固化工艺制备。

分界条3的宽度为0.1～0.5mm。

分界条3的排布方式如图9所示，若1/2波片相位差补偿膜上按行进行烧结处理，则分界条3按隔行的方式设置，对应设置于改性与未改性分界线，同理，若1/2波片相位差补偿膜上按列进行烧结处理，则分界条3按隔列的方式设置，对应设置于改性与未改性分界线。

本步骤分界条3设置后，有效的防止了行间或列间串扰问题。

第二个实施例：在第一个实施例中，由于分界条3的设置，使得3D偏振膜的表面出现了高度差，即不平整，为了显示屏实际使用中的观感及舒适度，需要进行填平处理，本实施例给出了进一步填平步骤。

步骤五、对设置有分界条一侧的相位差膜表面进行填平处理。

参见图7和图8所示，步骤五所述的填平步骤具体为：在分界条一侧的相位差膜表面覆盖AG膜，AG膜的厚度大于或等于分界条3的厚度。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.用于LED立体显示系统的3D偏振膜，其特征在于，包括相位差膜(1)、圆偏光片(2)和多条平行设置的分界条(3)，圆偏光片(2)的上表面设置有相位差膜(1)，相位差膜(1)为一体件，相位差膜(1)由多条1/2波片相位差补偿膜单元条(1-1)和多条无相位差透光膜单元条(1-2)交替制作而成，1/2波片相位差补偿膜单元条(1-1)和无相位差透光膜单元条(1-2)尺寸相同，相邻1/2波片相位差补偿膜单元条(1-1)和无相位差透光膜单元条(1-2)的分界线处设置有分界条(3)。

2.用于LED立体显示系统的3D偏振膜，其特征在于，还包括AG膜(4)，AG膜(4)覆盖在相位差膜(1)的上表面，所述AG膜(4)的厚度大于或等于分界条(3)的厚度。

3.3D偏振膜的制作方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将等大的1/2波片相位差补偿膜与圆偏光片对位贴合；

步骤二、将掩膜板覆盖在1/2波片相位差补偿膜上；

所述掩膜板为透光条和遮光条交替分布图案；

步骤三、利用光能量装置对1/2波片相位差补偿膜上与掩膜板的透光条对应的部分进行表面改性处理；

1/2波片相位差补偿膜上与透光条对应的部分改性后形成无相位差透光膜单元条，未改性部分为1/2波片相位差补偿膜单元条；交替设置的多条无相位差透光膜单元条和多条1/2波片相位差补偿膜单元条共同构成相位差膜；

步骤四、撤掉掩膜板，在无相位差透光膜单元条和与其相邻的1/2波片相位差补偿膜单元条的边界线处制备分界条，用以两个单元条的物理分隔，进而完成3D偏振膜的制作。

4.根据权利要求3所述3D偏振膜的制作方法，其特征在于，该方法还包括以下步骤：

步骤五、对设置有分界条一侧的相位差膜表面进行填平处理。

5.根据权利要求4所述3D偏振膜的制作方法，其特征在于，步骤五所述的填平步骤具体为：在分界条一侧的相位差膜表面覆盖AG膜，AG膜的厚度大于或等于分界条的厚度。

6.根据权利要求3所述3D偏振膜的制作方法，其特征在于，采用光能量装置对相位差膜(1)的部分区域进行烧结改性获得无相位差透光膜单元条(1-2)。

7.根据权利要求6所述3D偏振膜的制作方法，其特征在于，光能量装置为面激光器、线激光器或UV激光器。

光能量装置根据

控制输出能量，

其中：E表示光照度，Ф表示光功率，S表示每平方米的照射面积，D表示照射高度，θ表示夹角为垂直光线与照射面法线夹角。

8.根据权利要求3所述3D偏振膜的制作方法，其特征在于，掩膜板的透光条的宽度比遮光条的宽度小0.15～0.2mm。

9.根据权利要求3所述3D偏振膜的制作方法，其特征在于，所述分界条为挡光或吸光材料，且利用UV固化或热固化工艺制备。

10.根据权利要求3所述3D偏振膜的制作方法，其特征在于，分界条的宽度为0.1～0.5mm。