CN112987331A - 立体显示光学膜、立体显示装置、加工设备及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具防偷窥功能的立体显示光学膜，包括基材层、防偷窥层和立体光栅层，所述基材层包括相对设置的第一表面和第二表面，所述防偷窥层和所述立体光栅层分设于所述基材层的第一表面和第二表面，所述防偷窥层包括多个阵列设置的防偷窥光学结构，所述防偷窥光学结构嵌设于所述基材层的第一表面，所述立体光栅层包括多个阵列设置的透镜单元。所述立体显示光学膜整合所述防偷窥层和所述立体光栅层于一体，使得所述光学膜在实现立体显示功能的基础上还实现防偷窥功能。同时本发明还提供一种采用所述光学膜的立体显示装置，所述光学膜的加工设备和加工方法。
Description
技术领域
本发明涉及立体显示领域，具体涉及一种立体显示用光学膜，特别是一种具防偷窥功能的立体显示光学膜、采用所述具防偷窥功能的立体显示光学膜的立体显示装置、光学膜加工设备及加工方法。
背景技术
立体显示装置通常由显示面板和光栅膜材叠设形成。所述显示面板显示画面，并经过具分像功能的光学器件，如光栅分像后在观察者脑中融合形成立体显示画面。
所述光栅膜材根据显示面板与分像光栅参数对待渲染的3D内容进行特定渲染，输出到显示面板，使得渲染的内容最终通过光栅膜材分像后实现左右视点内容分别进入观看者的左右眼，完成裸眼3D显示。
根据原理可知，观看者在裸眼3D显示面板前的不同位置，左右眼各自看到的液晶显示点是不同的光栅膜材与显示面板之间的相对位置关系等均影响着立体显示效果。
另一方面，因为立体显示的光栅遮挡效果，导致整个显示画面的亮度降低，以及出射光线方向变化，因此带光栅膜材的裸眼立体显示装置不具备防偷窥功能。
鉴于此，有必要提供一种新的光学膜有效解决防偷窥及裸眼立体显示实现较佳立体显示效果的问题。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，本发明提供一种具防偷窥功能的立体显示光学膜，有效解决防偷窥和立体显示效果不佳的问题。
同时，本发明还提供一种立体显示装置，一种光学膜加工设备和加工方法。
一种具防偷窥功能的立体显示光学膜，包括基材层、防偷窥层和立体光栅层，所述基材层包括相对设置的第一表面和第二表面，所述防偷窥层和所述立体光栅层分设于所述基材层的第一表面和第二表面，所述防偷窥层包括多个阵列设置的防偷窥光学结构，所述防偷窥光学结构嵌设于所述基材层的第一表面，所述立体光栅层包括多个阵列设置的透镜单元。
优选地，所述基材层的第一表面设置多个间隔设置的条形收容空间，所述防偷窥光学结构为条形结构，并对应收容于所述基材层的条形收容空间。
优选地，每二相邻条形结构之间等间隔设置，且所述相邻条形结构之间填充基材层材料。
优选地，所述防偷窥光学结构为点状结构，并对应呈蜂窝状嵌设于所述第一表面。
优选地，所述防偷窥层是采用高吸光材质与紫外固化胶体混合的混合物通过模压成型。
优选地，所述第二表面阵列设置多个条形棱状收容空间，所述多个透镜对应收容于所述条形棱状收容空间。
优选地，所述透镜截面呈等腰三角形，包括首尾相接设置的入光面、第一出光面及第二出光面，所述入光面平行于所述基材层的第二表面设置。
优选地，所述透镜单元截面呈梯形、圆弧形及圆弧削顶结构中的任意一种。
优选地，所述立体光栅层是采用紫外固化胶通过模压成型，所述立体光栅层的折射率与所述基材层的折射率相异。
一种立体显示装置，包括显示模组和光学膜，所述光学膜贴设于所述显示模组的显示面侧，所述光学膜包括依次叠设的防偷窥层、基材层及立体光栅层，所述立体光栅层临近所述显示模组的显示面侧设置，所述防偷窥层包括多个阵列设置的防偷窥光学结构，所述防偷窥光学结构嵌设于所述基材层表面，所述立体光栅层包括多个阵列设置的透镜，所述显示模组产生光束依次穿过所述立体光栅层、基材层及防偷窥层形成立体显示画面。
一种光学膜加工设备，包括活动辊、第一压制辊、防偷窥光学材料填充模组、翻转辊、第二压制辊、透镜材料填充模组及紫外固化模组，所述第一压制辊相对所述活动辊间隔设置，所述第一压制辊表面设置防偷窥模型结构，所述防偷窥模型结构对应于基材层一侧表面成型防偷窥光学结构收容空间，所述防偷窥光学材料填充模组填充防偷窥光学材料至所述成型防偷窥光学结构收容空间形成防偷窥层，所述翻转辊对经过所述第一压制辊压制成型的光学膜翻转，所述第二压制辊表面设置成型透镜模型结构，所述第二压制辊对经过所述翻转辊翻转后的基材层另一相对侧表面成型透镜结构收容空间，所述透镜材料填充模组对经过第二压制辊压制成型的基材层填充透镜材料形成阵列设置透镜单元，所述紫外固化模组对经所述第一压制辊及第二压制辊压制成型的光学膜紫外照射固化，形成具防偷窥功能的立体显示光学膜。
一种光学膜加工方法，包括如下步骤：
提供基材层，通过模压成型工艺于所述基材层一侧表面形成防偷窥光学结构收容空间；
提供防偷窥光学材料，填充于所述防偷窥光学结构收容空间形成防偷窥层；
通过模压成型工艺于所述基材层相对侧表面形成透镜结构；
提供透镜材料层，填充所述基材层表面的透镜结构收容空间，形成具阵列设置透镜的立体光栅层。
优选地，所述防偷窥光学结构是等间距间隔设置的截面为矩形的条形结构或蜂窝状设置的点状结构。
优选地，还包括紫外固化步骤，分别对所述防偷窥层及所述立体光栅层紫外照射固化。
优选地，还包括平整步骤，对基材层表面的透镜结构做平整处理，使得所述透镜结构与所述基材层表面相平齐。
相对于现有技术，本发明的具防偷窥功能的立体显示光学膜整合所述防偷窥层和所述立体光栅层于一体，使得所述光学膜在实现立体显示功能的基础上还实现防偷窥功能。
附图说明
图1是本发明第一实施方式所揭示的具防偷窥功能的立体显示光学膜的立体示意图；
图2是图1所示具防偷窥功能的立体显示光学膜的立体分解示意图；
图3是图1所示具防偷窥功能的立体显示光学膜的侧面剖视图；
图4是本发明第二实施方式所揭示的具防偷窥功能的立体显示光学膜的立体示意图；
图5是图4所示具防偷窥功能的立体显示光学膜的立体分解示意图；
图6是图4所示具防偷窥功能的立体显示光学膜的侧面剖视图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
第一实施方式
请结合参阅图1、图2和图3，其中图1是本发明第一实施方式所揭示具防偷窥功能的立体显示光学膜的立体示意图，图2是图1所示立体显示光学膜的立体分解示意图，图3是图1所示立体显示光学膜的侧面剖视图。所述具防偷窥功能的立体显示光学膜10包括基材层11、防偷窥层13及立体光栅层15。所述基材层11包括相对设置的第一表面111及第二表面113。所述防偷窥层13叠设于所述第一表面111，所述立体光栅层15叠设于所述第二表面113。
所述基材层11是一透明光学膜材，其包括多个第一收容空间 1110和多个第二收容空间1130。所述多个第一收容空间1110阵列设于所述第一表面111，所述多个第二收容空间1130阵列设于所述第二表面113。
所述第一收容空间1110是截面呈矩形的镂空结构，即：1光学结构收容空间，所述多个第一收容空间1110沿水平方向延伸且相互平行间隔设置，每二相邻第一收容空间1110间隔相等，且所述第一收容空间1110的尺寸相等。
所述第二收容空间1130是截面为三角形的镂空结构，即：透镜结构收容空间，所述多个第二收容空间1130沿水平方向延伸且相互平行间隔设置，每二相邻第一收容空间1130间隔相等，且所述第二收容空间1130的尺寸相等。
所述防偷窥层13是一通过改变光线传输方向实现防偷窥功能的膜材。所述防偷窥层13包括多个阵列设置的防偷窥光学结构131，每一防偷窥光学结构131一一对应嵌设收容于所述第一收容空间 1110。所述防偷窥光学结构131是截面呈矩形的条形结构，所述第一收容空间1110是条形收容空间，二者外轮廓一一对应。所述防偷窥光学结构131是采用具有高吸光性能材料与紫外固化胶体材料混合的混合物通过模压成型得到。所述防偷窥光学结构131包括第一侧面 1311、第二侧面1313、接触面1315及出光面1317。所述防偷窥光学结构131收容于所述第一收容空间1110时，其第一侧面1311、第二侧面1313及接触面1315对应抵接所述第一收容空间1110的内壁，当光线自所述基材层11射向所述防偷窥光学结构131时，其可见视场对应变化，以起到防偷窥功能。
所述立体光栅层15包括多个阵列设置的透镜单元150。所述多个透镜单元150沿水平方向平行间隔设置。每一透镜单元150的截面呈等腰三角形，包括入光面151、第一出光面153及第二出光面155。所述入光面151平行于水平方向，所述第一出光面153及第二出光面155对应等腰三角形的二等边。所述立体光栅层15的透镜单元150 对应收容于所述第二收容空间1130，且当所述透镜单元150收容于所述第二收容空间1130时，所述立体光栅层15的表面与所述基材层 11共同形成平整表面。所述立体光栅层15是采用紫外固化胶材料通过模压成型，且所述立体光栅层15的折射率与所述基材层11的折射率相异。
进一步的，所述透镜单元151的截面还可以是呈梯形、圆弧形及圆弧削顶结构中的任意一种。
当所述立体光栅层15贴合至所述基材层11的第二表面113后，形成透镜光栅，光线自所述入光面151射入所述立体光栅层15，分像形成左画面光线和右画面光线，进而依次经过所述基材层11和所述防偷窥层13后射向人眼。
当所述立体显示光学膜10工作时，其工作原理如下：
首先，显示光线自所述立体光栅层15侧入射，经所述立体光栅层15分像后形成左画面光线和右画面光线；
其次，所述左画面光线和右画面光线穿过所述基材层11；
再者，经过所述基材层11后的光线进一步经所述防偷窥层13过滤后形成具防偷窥功能的光线出射，射向人眼。在该光学膜10中，所述立体光栅层15实现立体显示功能，所述防偷窥层13改变光线传输视场，实现防偷窥功能。
相较于现有技术，本发明的具防偷窥功能的立体显示光学膜10 整合所述防偷窥层13和所述立体光栅层15于一体，使得所述光学膜 10在实现立体显示功能的基础上还实现防偷窥功能。
第二实施方式
再请同时参阅图4、图5及图6，其中图4是本发明第二实施方式所揭示具防偷窥功能的立体显示光学膜的立体示意图，图5是图4 所示立体显示光学膜的立体分解示意图，图6是图4所示立体显示光学膜的侧面剖视图。本实施方式所揭示的立体显示光学膜20与上一实施方式所揭示的立体显示光学膜10基本相同，唯区别在于：所述防偷窥层23包括多个呈蜂窝状分布设置的柱形点状结构231，即:整体呈柱状，且从俯视角度观察，其形成点状分布。所述点状结构231 嵌设于所述第一表面211，所述第一表面211对应设置多个凹槽以收容所述点状结构231。
本发明还提供一种立体显示装置，所述立体显示装置包括显示模组和光学膜，所述光学膜叠设于所述显示模组。
所述显示模组显示画面表面为显示面，所述光学膜贴设于所述显示模组的显示面侧。
所述光学膜是如前述第一实施方式及第二实施方式所揭示的具防偷窥功能的立体显示光学膜，所述光学膜包括依次叠设的防偷窥层、基材层及立体光栅层，所述立体光栅层临近所述显示模组的显示面侧设置，所述防偷窥层包括多个阵列设置的防偷窥光学结构，所述防偷窥光学结构嵌设于所述基材层表面，所述立体光栅层包括多个阵列设置的透镜，所述显示模组产生光束依次穿过所述立体光栅层、基材层及防偷窥层形成立体显示画面。
同时，本发明还提供一种对本发明第一实施方式和第二实施方式所揭示具防偷窥功能的立体显示光学膜10、20的加工设备。
所述加工设备包括活动辊、第一压制辊、防偷窥光学材料填充模组、翻转辊、第二压制辊、透镜材料填充模组、紫外固化模组及平整模组。其中，所述第一压制辊相对所述活动辊间隔设置，所述第一压制辊表面设置防偷窥模型结构，所述防偷窥模型结构对应于一基材层表面成型防偷窥光学结构收容空间。所述防偷窥光学材料填充模组填充防偷窥光学材料至所述成型防偷窥光学结构收容空间以形成防偷窥层，所述防偷窥层包括多个防偷窥光学结构。所述翻转辊对经过第一压制辊压制成型的光学膜翻转。所述第二压制辊表面设置成型透镜模型结构，所述第二压制辊对经过所述翻转辊翻转后的基材层另一相对侧表面成型透镜结构收容空间。所述透镜材料填充模组对经过第二压制辊压制成型的透镜结构收容空间填充透镜材料形成阵列设置透镜单元，形成立体光栅层。所述紫外固化模组，对经所述第一压制辊及第二压制辊压制成型的光学膜紫外照射固化，形成具防偷窥功能的立体显示光学膜。
采用上述加工设备加工所述具防偷窥功能的立体显示光学膜10、 20的加工方法，包括如下步骤：
提供所述基材层，通过模压成型工艺于所述基材层一侧表面形成防偷窥光学结构收容空间；
提供防偷窥光学材料，填充于所述防偷窥光学结构收容空间形成防偷窥层；
通过模压成型工艺于所述基材层相对侧表面形成透镜结构收容空间；
提供透镜材料，填充所述基材层表面的透镜结构收容空间，形成具阵列设置透镜单元的立体光栅层。
可以理解的是，以上所述仅为本发明的两个实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (15)
1.一种具防偷窥功能的立体显示光学膜，其特征在于，包括：
基材层，包括相对设置的第一表面和第二表面；
设于所述第一表面的防偷窥层，包括多个阵列设置的防偷窥光学结构，所述防偷窥光学结构嵌设于所述基材层的第一表面；
叠设于所述第二表面的立体光栅层，包括多个阵列设置的透镜单元。
2.根据权利要求1所述的具防偷窥功能的立体显示光学膜，其特征在于，所述基材层的第一表面设置多个间隔设置的条形收容空间，所述防偷窥光学结构为条形结构，并对应收容于所述基材层的条形收容空间。
3.根据权利要求2所述的具防偷窥功能的立体显示光学膜，其特征在于，每二相邻条形结构之间等间隔设置，且所述相邻条形结构之间填充基材层材料。
4.根据权利要求1所述的具防偷窥功能的立体显示光学膜，其特征在于，所述防偷窥光学结构为点状结构，并对应呈蜂窝状嵌设于所述第一表面。
5.根据权利要求2或4所述的具防偷窥功能的立体显示光学膜，其特征在于，所述防偷窥层是采用高吸光材质与紫外固化胶体混合的混合物通过模压成型。
6.根据权利要求1所述的具防偷窥功能的立体显示光学膜，其特征在于，所述第二表面阵列设置多个条形棱状收容空间，所述多个透镜单元对应收容于所述条形棱状收容空间。
7.根据权利要求6所述的具防偷窥功能的立体显示光学膜，其特征在于，所述透镜截面呈等腰三角形，包括首尾相接设置的入光面、第一出光面及第二出光面，所述入光面平行于所述基材层的第二表面设置。
8.根据权利要求6所述的具防偷窥功能的立体显示光学膜，其特征在于，所述透镜单元截面呈梯形、圆弧形及圆弧削顶结构中的任意一种。
9.根据权利要求6所述的具防偷窥功能的立体显示光学膜，其特征在于，所述立体光栅层是采用紫外固化胶通过模压成型，所述立体光栅层的折射率与所述基材层的折射率相异。
10.一种立体显示装置，包括：
显示模组；
光学膜，贴设于所述显示模组的显示面侧，其特征在于，所述光学膜包括依次叠设的防偷窥层、基材层及立体光栅层，所述立体光栅层临近所述显示模组的显示面侧设置，所述防偷窥层包括多个阵列设置的防偷窥光学结构，所述防偷窥光学结构嵌设于所述基材层表面，所述立体光栅层包括多个阵列设置的透镜，所述显示模组产生光束依次穿过所述立体光栅层、基材层及防偷窥层形成立体显示画面。
11.一种光学膜加工设备，其特征在于，包括：
活动辊；
第一压制辊，相对所述活动辊间隔设置，所述第一压制辊表面设置防偷窥模型结构，所述防偷窥模型结构对应于一基材层表面成型防偷窥光学结构收容空间；
防偷窥光学材料填充模组，填充防偷窥光学材料至所述成型防偷窥光学结构收容空间以形成防偷窥层，所述防偷窥层包括多个防偷窥光学结构；
翻转辊，对经过第一压制辊压制成型的光学膜翻转；
第二压制辊，其表面设置成型透镜模型结构，所述第二压制辊对经过所述翻转辊翻转后的基材层另一相对侧表面成型透镜结构收容空间；及
透镜材料填充模组，对经过第二压制辊压制成型的透镜结构收容空间填充透镜材料形成阵列设置透镜单元，形成立体光栅层；
紫外固化模组，对经所述第一压制辊及第二压制辊压制成型的光学膜紫外照射固化，形成具防偷窥功能的立体显示光学膜。
12.一种光学膜加工方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供基材层，通过模压成型工艺于所述基材层一侧表面形成防偷窥光学结构收容空间；
提供防偷窥光学材料，填充于所述防偷窥光学结构收容空间形成防偷窥层；
通过模压成型工艺于所述基材层相对侧表面形成透镜结构收容空间；
提供透镜材料，填充所述基材层表面的透镜结构收容空间，形成具阵列设置透镜单元的立体光栅层。
13.根据权利要求12所述的光学膜加工方法，其特征在于，所述防偷窥光学结构是等间距间隔设置的截面为矩形的条形结构或蜂窝状设置的点状结构。
14.根据权利要求12所述的光学膜加工方法，其特征在于，还包括紫外固化步骤，分别对所述防偷窥层及所述立体光栅层紫外照射固化。
15.根据权利要求12所述的光学膜加工方法，其特征在于，还包括平整步骤，对基材层表面的透镜结构做平整处理，使得所述透镜结构与所述基材层表面相平齐。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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