CN202886787U

CN202886787U - 相位差板及显示装置

Info

Publication number: CN202886787U
Application number: CN 201220604400
Authority: CN
Inventors: 吴坤; 武延兵
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2012-11-15
Filing date: 2012-11-15
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2022-11-15

Abstract

本实用新型公开了一种相位差板及显示装置。所述相位差板，包括基板、基板上的配向层以及所述配向层上的热致液晶层，所述热致液晶层包括分别与第一视图和第二视图对应的第一相位差区和第二相位差区，所述第一相位差区和第二相位差区具有不同的膜厚。所述显示装置，包含上述相位差板。本实用新型相位差板的制作方法工艺程序少、成本降低。

Description

相位差板及显示装置

技术领域

本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种相位差板及显示装置。

背景技术

立体显示已经成为显示领域的一大趋势。而立体显示的根本原理就是视差产生立体，即使人的左眼看到左眼视图片，右眼看到右眼视图片。其中左右眼视图片为有视差的一对立体图像对。

实现立体显示的一种方法是串行式显示，即在第一时刻，显示器显示左眼画面，此时只让观看者的左眼看到显示画面；第二时刻，显示器显示右眼画面，只让观看者的右眼看到显示画面，利用图像在人眼视网膜的暂留性，使人感觉到是左右眼同时看到了左右眼画面，从而产生立体感觉。

实现立体显示的另一种方法是并行式显示，即在同一时刻，显示器上一部分像素显示左眼画面的内容，一部分像素显示右眼画面的内容，通过光栅、偏光眼镜等方式使一部分像素的显示只能被右眼看到，另一部分只能被左眼看到，从而产生立体的感觉。

偏光眼镜式立体显示是当今立体显示领域的一种主流技术，这种技术的基本结构就是在显示面板出光侧安装一个可以调节出射光偏光方向的器件。这种器件可以是一块相位差板，也可以是一块液晶盒，或者其它可以调节不同像素出射光偏光方向的器件。在数种偏光眼镜立体显示中，采用相位差板的技术又最受青睐。它的基本结构是在显示面板上精确对位后，贴附一块相位差板，利用相位差板上不同区域可以产生不同的相位延迟，从而使不同像素的光以不同偏振方向出射，观看者佩带偏光眼镜就可以看到3D效果。相位差板立体显示的原理见图1：显示面板101上，一行显示右眼视图R，一行显示左眼视图L，在显示面板101的出光侧设置一块相位差板102，一行为λ／2延迟，一行为0延迟，这样就可以使λ／2延迟的像素出射光的偏光方向旋转90度，这样在出射画面103中，右眼视图R的偏光方向与显示面板101上显示的偏光方向相同，而左眼视图L的偏光方向则旋转了90度。观看者戴着左右眼偏振方向正交的偏光眼镜104，就可以右眼只看到右眼像素发出的光，左眼只看到左眼像素发出的光，从而产生立体效果。

目前制作3D显示用相位差板的方法包括以下步骤：

在薄膜基板或玻璃基板上涂布光配向材料；

对光配向材料中与第一视图对应的部分进行第一次掩膜曝光，形成具有第一配向方向的第一配向区，然后去除所述第一次掩膜使用的掩膜板；

对光配向材料中与第二视图对应的部分进行第二次掩膜曝光，形成具有第二配向方向的第二配向区，然后去除所述第二次掩膜使用的掩膜板；

将热致液晶（Reactive Mesogens，RM）材料涂覆在两次曝光后的光配向材料上；

经紫外线辐射（UltraViolet，UV）固化后形成相位差板（FilmPattern Retarder，FPR）。

其中，第一视图为左眼视图和右眼视图中的一个，第二视图为左眼视图和右眼视图中的另一个。RM材料是一种可经UV固化或热固化的液晶材料，其液晶性能只能在某一定的温度范围（相转变温度以下）内，超出这个范围则变成各相同性材料，不俱备液晶性能。而且，RM材料在其俱有液晶性能的温度下聚合固化时，得到的也是俱有液晶性能的膜，而在其不俱有液晶性能的温度下聚合固化时，得到的膜也不俱有液晶性能，形成光学各项同性的膜。

可以看出，现有技术相位差板的制作过程中，需要进行两次掩膜曝光以形成分别与第一视图和第二视图对应的配向区，工艺程序较多，生产成本高。

实用新型内容

（一）要解决的技术问题

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种加工工序简单、低成本的相位差板及显示装置。

（二）技术方案

为解决上述问题，一方面，本实用新型提供了一种相位差板，包括基板、基板上的配向层以及所述配向层上的RM层，所述RM层包括分别与第一视图和第二视图对应的第一相位差区和第二相位差区，所述第一相位差区和第二相位差区具有不同的膜厚。

优选地，所述RM层还包括与所述第一相位差区和第二相位差区位置对应的RM各向同性固化层。

优选地，所述第一相位差区具有与四分之三波长相差对应的膜厚；所述第二相位差区具有与四分之一波长相差对应的膜厚。

优选地，所述相位差板还包括负二分之一波长相差的补偿膜。

优选地，所述配向层的配向方向一致。

优选地，所述配向层为聚酰亚胺配向材料。

优选地，所述配向层为光配向材料。

另一方面，本实用新型还提供了一种显示装置，包括上述的相位差板。

优选地，所述显示装置还包括与所述相位差板形成组合结构的偏光片，

所述偏光片，包括依次层状分布的第一三醋酸纤维素酯膜、聚乙烯醇膜以及第二三醋酸纤维素酯膜；

所述相位差板，以所述第一三醋酸纤维素酯膜或第二三醋酸纤维素酯膜为基板，在所述第一三醋酸纤维素酯膜或第二三醋酸纤维素酯膜的任一侧上依次形成所述配向层和热致液晶层。

优选地，在所述组合结构的两侧各设有一层保护膜。

（三）有益效果

本实用新型相位差板的工艺程序简单，降低了成本，提高了生产效率；此外，由于本实用新型相位差板的配向层不必须使用光配向材料，使用普通配向材料对RM材料进行配向亦可，降低了材料成本。

附图说明

图1为现有技术使用相位差板实现立体显示的示意图；

图2为根据本实用新型相位差板的结构示意图；

图3a和3b（1）-3b（6）为根据本实用新型相位差板制作方法的流程图；

图4和5为根据本实用新型显示装置中偏光片与相位差板的两种组合结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明如下。

实施例一：

如图2所示，本实施例记载了一种相位差板，包括基板210、基板210上的配向层220以及所述配向层220上的RM层230，所述RM层230包括分别与第一视图和第二视图对应的第一相位差区231和第二相位差区232，所述第一相位差区231和第二相位差区232具有不同的膜厚。

在本实施例中，所述RM层230还包括与所述第一相位差区231和第二相位差区232位置对应的RM各向同性固化层。该RM各项同性固化层233由RM材料在相转变温度以上（即清亮点）固化形成的，不具备液晶的性能，不会形成相差。当然，如果在相位差板的制作过程中，例如实施例一的步骤S6中，没有对RM层进行二次固化，而是直接将第一次曝光固化后没有固化完全的RM材料通过溶液洗去的话，则相位差板中不具备所述RM各项同性固化层233。

所述第一相位差区231具有与四分之三波长相差对应的膜厚；所述第二相位差区232具有与四分之一波长相差对应的膜厚。

在本实施例中，所述相位差板还包括负二分之一波长相差的补偿膜（图2中未示出）。在本实用新型的其它实施例中，所述负二分之一波长相差的补偿膜还可以设置在偏光片中。

在本实施例中，所述配向层220的配向方向一致。

如图3a和3b所示为上述相位差板的制作方法，包括以下步骤：

S1：在基板310上设置配向材料320a；

S2：在所述配向材料320a上进行配向处理形成配向层320，如图3b（1）-3b（3）所示；

S3：在所述配向层320上设置一层RM材料330a，如图3b（3）所示；

S4：在所述RM材料330a的至少一侧形成掩膜板340，如图3b（4）所示，所述掩膜具有第一掩膜区341和第二掩膜区342，所述第二掩膜区342的透过率小于第一掩膜区341的透过率；

S5：对所述RM材料330a进行第一次UV曝光固化，使得分别与第一掩膜区341和第二掩膜区342对应的RM材料330a固化形成具有不同预定膜厚的第一相位差区331和第二相位差区332；

S6：加热所述RM材料330a至RM材料330a的相转变温度以上，再对还未固化完全的RM材料330a进行第二次固化，形成RM各向同性层，如图3b（5）所示；或者采用溶液除去还未固化完全的RM材料330a；

S7：移除所述掩膜板340，得到相位差板，如图3b（6）所示。

由上述的方法可以看出，在本实施例中，仅需要对RM材料330a进行一次掩膜工序，减少了工艺程序，降低了成本，提高了生产效率。

在本实施例中，所述基板310可以为玻璃基板、偏光片、三醋酸纤维素酯（Triacetyl Cellulose，TAC）膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯（Polyethylene Terephthalate，PET）膜等，基板的洁净度、平整度和粘附性要好。

在本实施例中，所述配向层320的配向方向一致。因此，在本实施例中，可以通过普通的配向材料320a进行摩擦取向，而不需要像传统的相位差板制作时一样需要在配向层320上形成不同的配向方向。

在本实施例中，所述配向材料320a为聚酰亚胺（Polyimide，PI）材料。如图3b（2）所示，在所述配向材料320a上进行配向处理形成配向层320的步骤包括：使用具有毛绒布的配向转轴350在所述配向材料320a上摩擦形成所述配向层320。当然，除了所述聚酰亚胺材料外，所述配向材料320a还可以为其它常用的配向材料320a。在本实用新型的其它实施例中，也可以采用光配向材料320a作为所述配向材料320a；在所述配向材料320a上进行配向处理形成配向层320的步骤为：对所述配向材料320a进行UV照射，形成所述配向层320。

在本实施例中，所述掩膜板340为灰度掩膜板340，所述灰度掩膜板340第二掩膜区342的灰度大于第一掩膜区341的灰度。例如，可以使得第一掩膜区341的灰度为0，第二掩膜区342的灰度为设定值，通过对UV光照的强度和时间进行控制，形成对应厚度的相位差区。在本实用新型的其它实施例中，所述灰度掩膜板340还可以为黑色掩膜板340，可以控制UV光照的强度和时间，经过两次黑色掩膜曝光，从而形成不同相位差的相位差区。

在本实施例中除了在RM材料330a的一侧形成掩膜板340并在所述掩膜板340所在一侧进行UV曝光固化外，还可以在所述RM材料330a的两侧都形成掩膜板340，进行UV曝光固化时，分别在两侧的掩膜板340外侧同时进行UV曝光。

在本实施例中，所述第一相位差区331具有与四分之三波长相差对应的膜厚；所述第二相位差区332具有与四分之一波长相差对应的膜厚。此时再在相位差板中加入负二分之一波长相差的补偿膜，就可以得到具有负四分之一波长相差区和四分之一波长相差区的相位差板。当然，除了上述的相差以外，所述第一相位差区331和第二相位差区332的相差还可以根据需要设计，根据下面的公式可以根据需要相位差得到对应的膜厚：

δ = \frac{(n_{e} - n_{o}) d 2 π}{λ}

其中，δ为需要相位差区产生的相位差，n_e为非常光折射率，n_o为寻常光折射率，d为相位差区的膜厚，λ为入射光波长。

在本实施例中，所述第一次UV曝光固化为在掩膜板340所在一侧对所述RM材料330a进行曝光、或同时在RM材料330a两侧同时对所述RM材料330a进行曝光，只要能获得对应相位差区设定的膜厚即可。

所述第二次固化为UV曝光固化和/或热固化。

实施例二：

本实施例记载了一种显示装置，显示面板和位于所述显示面板出光侧的相位差板。

其中，所述相位差板可以为实施例一记载的相位差板。

在本实施例中，所述显示装置还包括与所述相位差板形成组合结构的偏光片，

在本实施例中，在所述组合结构的两侧各设有一层保护膜。

如图4所示为偏光片与相位差板的一种组合结构示意图。

在图4所示的组合结构中，偏光片410包括依次层状分布的第一TAC膜411、聚乙烯醇（PolyvinylAlcohol，PVA）膜412、以及第二TAC膜413，所述相位差板420以所述偏光片410的第二TAC膜413为基板，在所述第二TAC膜413远离PVA膜412的一侧上再依次分布作为配向层的PI层421、RM层422，除了上述的膜层以外，在所述组合结构的两侧各设有一层保护膜430。

如图5所示为偏光片与相位差板的另一种组合结构示意图。

在图5所示的组合结构中，偏光片510包括依次层状分布的第一TAC膜511、PVA膜512以及第二TAC膜513，相位差板520以所述偏光片510的第二TAC膜513为基板，在所述第二TAC膜513靠近PVA膜512的一侧上依次形成PI层521和RM层522。与图4所示的组合结构类似的，在本实施例中，在所述组合结构的两侧各设有一个保护膜530。

除了上述图4和图5示出的组合结构外，本实用新型的相位差板还可以以第一TAC膜为基板，在第一TAC膜的任一侧上形成所述配向层和RM层。

本实用新型实施例中所述的显示装置可以为，液晶显示器、液晶电视、液晶面板、OLED面板、OLED显示器、OLED电视或电子纸等显示装置。

本实用新型通过具有不同透过率区域的掩膜板对已配向好的RM材料进行UV曝光固化，因掩膜板的不同区域的透过率不同，使得与所述不同区域对应的RM材料固化部分的厚度不同，从而使得RM材料形成相差不同的相位差区，实现相位差板的功能，上述制作方法仅需要对RM材料进行一次掩膜工序，减少了工艺程序，降低了成本，提高了生产效率；此外，由于本实用新型的相位差板不必须需要光配向材料，因此使用普通配向材料对RM材料进行配向即可，降低了材料成本。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims

1.一种相位差板，包括基板、基板上的配向层以及所述配向层上的热致液晶层，其特征在于，所述热致液晶层包括分别与第一视图和第二视图对应的第一相位差区和第二相位差区，所述第一相位差区和第二相位差区具有不同的膜厚。

2.如权利要求1所述的相位差板，其特征在于，所述热致液晶层还包括与所述第一相位差区和第二相位差区位置对应的热致液晶各向同性固化层。

3.如权利要求1所述的相位差板，其特征在于，所述第一相位差区具有与四分之三波长相差对应的膜厚；所述第二相位差区具有与四分之一波长相差对应的膜厚。

4.如权利要求3所述的相位差板，其特征在于，所述相位差板还包括负二分之一波长相差的补偿膜。

5.如权利要求1所述的相位差板，其特征在于，所述配向层的配向方向一致。

6.如权利要求1所述的相位差板，其特征在于，所述配向层为聚酰亚胺配向材料。

7.如权利要求1所述的相位差板，其特征在于，所述配向层为光配向材料。

8.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的相位差板。

9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括与所述相位差板形成组合结构的偏光片，

10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于，在所述组合结构的两侧各设有一层保护膜。