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CN103984111A - 实现裸眼3d功能的偏光结构及其制作方法 - Google Patents

实现裸眼3d功能的偏光结构及其制作方法 Download PDF

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CN103984111A CN201410225415.9A CN201410225415A CN103984111A CN 103984111 A CN103984111 A CN 103984111A CN 201410225415 A CN201410225415 A CN 201410225415A CN 103984111 A CN103984111 A CN 103984111A
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高衍品
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EverDisplay Optronics Shanghai Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种实现裸眼3D功能的偏光结构及其制作方法。实现裸眼3D功能的偏光结构，包括偏光片、设于所述偏光片内的3D光栅层，所述3D光栅层包括PET薄膜、以及设于所述PET薄膜内的透镜结构，所述透镜结构内部具有氮气或者形成真空。采用透镜结构置于PET薄膜内的3D光栅层，可有效保护透镜结构不受外力的影响，该3D光栅层在贴合及应用过程中可以避免外部应力对其机械特性的影响。

Description

实现裸眼3D功能的偏光结构及其制作方法
技术领域
本发明涉及3D显示技术领域，尤其涉及一种实现裸眼3D功能的偏光结构及其制作方法。
背景技术
人类在现实世界观察物体时，由于两眼处于不同的水平位置上，即存在瞳间距，使得左、右眼观察到的实体图像是不同的，它们之间存在视差，由于视差的存在，通过头脑神经的处理，使得我们可以感知三维世界的深度立体变化，这就是所谓的3D（three)dimensional，三维）视觉原理。
3D图像显示装置基本上可以分为眼镜型立体图像显示装置和无眼镜型（裸眼）立体图像显示装置。眼镜的存在会导致观看者感觉不方便，而无眼镜型立体图像显示装置仅仅通过直接观看屏幕就能够欣赏立体图像，因此，当前正对无眼镜型立体图像显示装置进行深入研究。
无眼镜型立体图像显示装置的显示方法，即裸眼3D显示方法包括有透镜方法和视差栅栏方法。视差栅栏方法利用安置在背光模块以及LCD面板间的视差栅栏，在立体显示模式下，应该由左眼看到的图像显示在液晶显示屏上时，不透明的条纹会遮挡右眼，反之亦然，使观察者看到3D影像。但是视差栅栏方法由于背光遭到视差栅栏的阻挡，亮度会随之降低，要看到高亮度的画面比较困难。透镜方法常采用柱状透镜技术，也被称为双凸透镜或微柱透镜，它相比视差栅栏方法最大的优点是亮度不受影响。它的原理是在液晶显示屏的前面加上一层柱状透镜，使液晶屏的像平面位于透镜的焦平面上，这样每个柱透镜下面的图像的像素被分成几个子像素，这样透镜就能以不同的方向投影每个子像素。于是双眼从不同的角度观看显示屏，就看到不同的子像素。
如图1所示，显示了现有技术中具有裸眼3D功能的显示屏的显示结构。该显示结构包括依次设置的TFT层101、有机层102、Glass层103、POL层104、OCA层105、TP层106、以及3D光栅层107，其中3D光栅层107设于TP层106（触控面板层）之上，该TP层106通过OCA层105粘结于POL层104（偏光片层）之上，结合图2所示，3D光栅层107包括阵列的柱状透镜结构1071，利用斜向拉伸的阵列柱状透镜薄膜覆盖于触控面板结构之上，实现3D效果。在该具有裸眼3D功能的显示屏制作时，3D光栅层107中的柱状透镜结构1071若凸面朝外，外部应力容易对透镜结构造成损伤，若凸面结构朝内，即朝向TP层106，外部应力容易对TP层106造成破坏。图1这种结构的显示屏，容易造成柱状透镜结构或TP结构在外部应力影响下造成损坏，影响显示设备的机械特性。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种实现裸眼3D功能的偏光结构及其制作方法，可以解决现有裸眼3D技术中外部应力对透镜结构或TP结构造成损坏等问题。
实现上述目的的技术方案是：
本发明一种实现裸眼3D功能的偏光结构，包括偏光片、以及设于所述偏光片内的3D光栅层、，所述3D光栅层包括PET薄膜、以及设于所述PET薄膜内的透镜结构，所述透镜结构内部具有氮气或者形成真空。
采用上述3D光栅层，透镜结构形成于PET薄膜内，3D光栅上下面平整，可有效保护透镜结构不受外力的影响，由于透镜结构位于PET薄膜内，，对透镜结构形成保护，该3D光栅层在贴合及应用过程中可以避免外部应力对其机械特性的影响。透镜结构内部充入氮气或者为真空，使得透镜结构内部和透镜结构外面PET薄膜之间存在折射率差值，具有透镜形成的条件。图像通过透镜结构302以不同的方向进行投影，从而实现裸眼3D效果。另外，将3D光栅层设于偏光片内，从根本上解决透镜结构凸面朝内时对TP结构的损坏，还可以减少显示设备制作的工艺流程，进而节约成本，提高生产效率。该3D光栅层和偏光片结合，可以减少显示设备实现裸眼3D功能的贴合误差，提高产品质量。
本发明实现裸眼3D功能的偏光结构的进一步改进在于，所述透镜结构与像素结构一一对应。每个像素结构对应一个透镜结构，这样透镜结构之间的光路不串扰，可以减少甚至消除莫尔条纹现象。
本发明实现裸眼3D功能的偏光结构的进一步改进在于，所述透镜结构的形状为球状透镜或者椭球状透镜。
本发3D功能的偏光结构的进一步改进在于，所述透镜结构的大小大于与其相对应的像素结构。透镜的大小和形状随着像素结构进行变化，可以避免像素之间黑色间隙经过透镜放大而造成人眼在特定位置只看到黑色画面，而不是3D画面，保证3D观看效果。
本发明实现裸眼3D功能的偏光结构的进一步改进在于，所述偏光片包括偏光组件和表面处理层，所述3D光栅层设于所述偏光组件和所述表面处理层之间。
本发明一种实现裸眼3D功能的偏光结构的制作方法，
于PET薄膜的内部形成透镜结构，所述透镜结构的内部具有氮气或者形成真空；
将内部带有透镜结构的PET薄膜配置于偏光片内。
本发明实现裸眼3D功能的偏光结构的制作方法的进一步改进在于，所述透镜结构与像素结构一一对应。
本发明实现裸眼3D功能的偏光结构的制作方法的进一步改进在于，所述透镜结构的内部具有氮气或者形成真空是通过如下方式实现的：
在充氮环境或者真空环境下，形成透镜结构；或者
于所述透镜结构内充入氮气或者抽成真空。
本发明实现裸眼3D功能的偏光结构的制作方法的进一步改进在于，所述透镜结构采用3D打印技术形成于所述PET薄膜的内部，或者所述透镜结构采用PET压制图形方式形成于所述PET薄膜的内部。
本发明实现裸眼3D功能的偏光结构的制作方法的进一步改进在于，所述透镜结构的大小大于与其相对应的像素结构。
本发明实现裸眼3D功能的偏光结构的制作方法的进一步改进在于，所述偏光片包括偏光组件和表面处理层，所述3D光栅层设于所述偏光组件和所述表面处理层之间。
附图说明
图1为现有技术中具有裸眼3D功能的显示结构示意图；
图2为图1中3D光栅层的结构示意图；
图3为本发明实现裸眼3D功能的偏光结构的结构示意图；
图4为图3中3D光栅层的剖视图；
图5为本发明实现裸眼3D功能的偏光结构的制作方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
请参阅图3所示，显示了本发明实现裸眼3D功能的偏光结构的结构示意图。本发明将3D光栅层设置于偏光片内，使得含有透镜结构的3D光栅层与偏光片结合，实现裸眼3D功能。这样的设置方式可以减少显示设备实现裸眼3D功能的工艺流程，提高生产效率。本发明中的3D光栅层采用透镜结构形成于PET薄膜内，PET薄膜可有效保护透镜结构不受外力的影响，另外，透镜结构内部具有氮气或者形成真空，可以使得透镜结构内部和透镜结构外部形成折射率差，具有透镜形成的条件。本发明实现裸眼3D功能的偏光结构可有效解决现有技术中外部应力对透镜结构或TP结构造成损坏的问题。下面结合附图对本发明实现裸眼3D功能的偏光结构进行说明。
如图3所示，显示了本发明实现裸眼3D功能的偏光结构的结构示意图。下面结合图3对本发明实现裸眼3D功能的偏光结构进行说明。
本发明实现裸眼3D功能的偏光结构包括偏光片、设于偏光片内的3D光栅层30，其中，偏光片包括偏光组件20和表面处理层40，3D光栅层30设于偏光组件20和表面处理层40之间。偏光组件20包括依次设置的粘着剂层201（Adhesive）、光波长的四分之一波片层202（Lambda/4波长）、TAC层203（三醋酸纤维素）、PVA层204（聚乙烯醇）、以及TAC层205。3D光栅层30设于TAC层205之上。
结合图4所示，显示了图3中3D光栅层30的剖视图。3D光栅层30包括PET薄膜301和透镜结构302，透镜结构302形成于PET薄膜301的内部，透镜结构302的内部具有氮气或者形成真空，这样使得透镜结构302的内部和透镜结构302的外部即PET薄膜301之间形成折射率差值，图像通过透镜结构302以不同的方向进行投影，从而实现裸眼3D效果。PET薄膜301的下表面3011贴合于偏光组件20中的TAC层205之上，该PET薄膜301的下表面3011为透镜结构302的焦平面以及现实影像的像平面。PET薄膜301的上表面3012之上设有表面处理层40，该表面处理层40为光学薄膜（HC/AR/LR/AG），具有抗反射、抗眩、表面硬度处理等功能。
3D光栅层30中的透镜结构302与像素结构一一对应，即每个像素结构对应一个透镜结构302，该透镜结构302的大小和形状随像素结构而变化。具体为：像素结构为中心对称的规则图形时，与该像素结构对应的透镜结构302的形状为球状透镜，透镜结构302的大小大于像素结构的大小。中心对称的规则图形包括圆形、正方形、等腰三角形、等边的五边形、以及六边形等，还包括进行倒角处理的规则多边形。像素结构为非中心对称的图形时，与该像素结构对应的透镜结构302的形状为椭球状透镜，透镜结构302的大小大于像素结构的大小。非中心对称的图像包括矩形或菱形，还包括不等边的四边形、五边形等。采用每个像素结构对应一个透镜结构的方法，各个透镜结构之间的光路不串扰，可以减少甚至消除莫尔条纹现象。
本发明实现裸眼3D功能的偏光结构的有益效果：
采用将透镜结构302形成于PET薄膜301的内部，PET薄膜301对透镜结构302形成保护，使得3D光栅片30在贴合及应用过程中可以避免外部应力对其机械特性的影响，有效解决现有技术中外部应力对3D光栅片或TP的损坏问题。
采用3D光栅片30设置于偏光组件20和表面处理层40之间，形成具有3D功能的偏光结构，可以减少显示设备实现裸眼3D功能的工艺流程，省去了后续贴合3D光栅片等工序，能够提高生产效率。还能够减小显示设备实现裸眼3D功能的贴合误差，提高产品质量。
采用透镜结构与单个像素结构对应的技术方案，透镜结构之间的光路不串扰交叠，能够减少甚至消除裸眼3D图像的莫尔条纹现象。透镜结构的大小和形状随着像素结构进行变化，可以避免像素之间的黑色间隙经过透镜结构放大而造成人眼在特定位置只看到黑色画面的现象。
结合图5所示，显示了本发明实现裸眼3D功能的偏光结构的制作方法的流程图。下面结合图5对本发明实现裸眼3D功能的偏光结构的制作方法进行说明。
执行步骤S11，于PET薄膜301内部形成透镜结构302，透镜结构302内部具有氮气或者形成真空。作为本发明的一较佳实施方式，可以采用3D打印技术形成内部带有透镜结构302的PET薄膜301，需要事先根据图像设计出透镜结构302的具体形状及大小，在本发明中，透镜结构302与图像中的像素结构一一对应，由像素结构的大小决定透镜结构302的大小与形状。透镜结构302的大小大于像素结构的大小，单个透镜结构302覆盖单个像素结构。透镜结构302的形状一般为球状透镜或者椭球状透镜。利用3D打印机层层打印形成PET薄膜以及PET薄膜内部的透镜结构302。作为本发明的另一较佳实施方式，采用PET压制图形方式，根据图像设计出透镜结构302的具体形状及大小，然后制作出带有透镜结构302的凸面模板，取来PET薄膜301与凸面模板压制形成带有透镜结构的PET薄膜，在于该PET薄膜的底部压合一层PET薄膜，以供将透镜结构包覆于PET薄膜内。
PET薄膜301内的透镜结构302内部具有氮气或者形成真空的方法包括：在充氮环境或者真空环境下，形成透镜结构302，这样使得透镜结构302内部具有氮气或者形成真空，使得透镜结构302的内部和外部之间形成了折射率差，图像通过透镜结构302以不同的方向进行投影，形成裸眼3D效果。还可以采用于透镜结构302内充入氮气或者抽成真空的方法，将透镜结构302的内部具有氮气或者形成真空，使得透镜结构302的内部和外部之间形成了折射率差，图像通过透镜结构302以不同的方向进行投影，形成裸眼3D效果。接着执行步骤S12。
执行步骤S12，将内部带有透镜结构302的PET薄膜301配置于偏光片内。具体为，偏光片的制作方法同现有技术，包括偏光组件20和表面处理层40，其中偏光组件20包括依次设置粘着剂层201（Adhesive）、光波长的四分之一波片层202（Lambda/4波长）、TAC层203（三醋酸纤维素）、PVA层204（聚乙烯醇）、以及TAC层205。于偏光组件20中的TAC层205之上配置内部带有透镜结构302的PET薄膜301，在于PET薄膜301之上配置表面处理层40，该表面处理层40为光学薄膜（HC/AR/LR/AG），具有抗反射、抗眩、表面硬度处理等功能。作为本发明的一较佳实施方式，PET薄膜301配置与偏光片内，可以采用粘结的方式，PET薄膜301粘结设置于偏光组件20和表面处理层40之间。这样就形成了具有裸眼3D功能的偏光结构，采用该偏光结构制作显示屏，就可以获得具有裸眼3D功能的显示屏。
本发明实现裸眼3D功能的偏光结构的制作方法的有益效果：
采用将透镜结构302形成于PET薄膜301的内部，PET薄膜301对透镜结构302形成保护，使得3D光栅片30在贴合及应用过程中可以避免外部应力对其机械特性的影响，有效解决现有技术中外部应力对3D光栅片或TP的损坏问题。
采用3D光栅片30设置于偏光组件20和表面处理层40之间，形成具有3D功能的偏光结构，可以减少显示设备实现裸眼3D功能的工艺流程，省去了后续贴合3D光栅片等工序，能够提高生产效率。还能够减小显示设备实现裸眼3D功能的贴合误差，提高产品质量。
采用透镜结构与单个像素结构对应的技术方案，透镜结构之间的光路不串扰交叠，能够减少甚至消除裸眼3D图像的莫尔条纹现象。透镜结构的大小和形状随着像素结构进行变化，可以避免像素之间的黑色间隙经过透镜结构放大而造成人眼在特定位置只看到黑色画面的现象。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种实现裸眼3D功能的偏光结构，其特征在于，包括偏光片、以及设于所述偏光片内的3D光栅层，所述3D光栅层包括PET薄膜以及设于所述PET薄膜内的透镜结构，所述透镜结构内部具有氮气或者形成真空。
2.如权利要求1所述的实现裸眼3D功能的偏光结构，其特征在于，所述透镜结构与像素结构一一对应。
3.如权利要求2所述的实现裸眼3D功能的偏光结构，其特征在于，所述透镜结构的形状为球状透镜或者椭球状透镜。
4.如权利要求2或3所述的实现裸眼3D功能的偏光结构，其特征在于，所述透镜结构的大小大于与其相对应的像素结构。
5.如权利要求1所述的实现裸眼3D功能的偏光结构，其特征在于，所述偏光片包括偏光组件和表面处理层，所述3D光栅层设于所述偏光组件和所述表面处理层之间。
6.一种实现裸眼3D功能的偏光结构的制作方法，其特征在于，
于PET薄膜的内部形成透镜结构，所述透镜结构的内部具有氮气或者形成真空；
将内部带有透镜结构的PET薄膜配置于偏光片内。
7.如权利要求6所述的实现裸眼3D功能的偏光结构的制作方法，其特征在于，所述透镜结构与像素结构一一对应。
8.如权利要求6或7所述的实现裸眼3D功能的偏光结构的制作方法，其特征在于，所述透镜结构的内部具有氮气或者形成真空是通过如下方式实现的：
在充氮环境或者真空环境下，形成透镜结构；或者
于所述透镜结构内充入氮气或者抽成真空。
9.如权利要求6或7所述的实现裸眼3D功能的偏光结构的制作方法，其特征在于，所述透镜结构采用3D打印技术形成于所述PET薄膜的内部，或者所述透镜结构采用PET压制图形方式形成于所述PET薄膜的内部。
10.如权利要求7所述的实现裸眼3D功能的偏光结构的制作方法，其特征在于，所述透镜结构的大小大于与其相对应的像素结构。
11.如权利要求6所述的实现裸眼3D功能的偏光结构的制作方法，其特征在于，所述偏光片包括偏光组件和表面处理层，所述3D光栅层设于所述偏光组件和所述表面处理层之间。
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