CN102565908B - 偏光板、显示设备及偏光板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种偏光板、显示设备及偏光板的制备方法，涉及显示技术领域，解决了现有偏光板制备过程较为复杂、成本较高的问题。本发明实施例偏光板包括透明基板，所述透明基板的一面上间隔均匀地设有与所述透明基板的一边相平行的凹槽；所述透明基板上设有凹槽的一面还形成有双折射晶体层。本发明实施例主要用于3D显示技术领域，尤其是偏振光式3D显示设备。

Description

偏光板、显示设备及偏光板的制备方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及3D显示技术中的偏光板、显示设备及偏光板的制备方法。
背景技术
3D(三维)显示是目前显示技术的发展趋势，采用3D显示可以让画面显示更加逼真，给用户身临其境的感觉体验。现有的3D显示技术主要包括裸眼3D显示技术、视差障栅3D显示技术、偏振光式3D显示技术、柱状透镜3D显示技术等。
偏振光式3D显示技术的原理为：一般需要在显示设备上设置相应的偏光板，使得透过偏光板之后的光线为两个不同偏振方向的偏振光，如图1所示，两个不同偏振方向的偏振光11和12在显示范围内间隔地排列着，用户通过偏振眼镜观看时，左眼和右眼分别观看到图1中两个不同偏振光，从而使得左眼和右眼的图像不同，形成3D显示的效果。
现有技术中在实现偏振光式3D显示时，设置在显示设备上的偏光板一般采用多次摩擦(Multi rubbing)方式或者UV光(ultraviolet light，紫外光)配向方式制作。以UV光配向方式制作偏光板为例，如图2所示，在进行制作时需要在透明玻璃板21上沉积UV配向膜22；然后按照图3中的方式，通过掩模板23利用其中一种方向的偏振光24(如横向偏振光)进行UV光照射，在UV光照射下UV配向膜22的分子连接形成链状，使得被该方向偏振光进行UV照射后的UV配向膜22只能够透过一种方向的偏振光；然后再按照图4的方式通过掩模板25(MASK)利用另一种方向的偏振光26(如竖向偏振光)进行UV光照射，同样，在UV光照射下UV配向膜的分子连接形成链状，使得被该方向偏振光进行UV照射后的UV配向膜只能够透过一种方向的偏振光。
由于上述两次利用UV光照射中采用的偏振光方向不同，一般采用相互垂直的偏振光，使得UV配向膜最后能够透过两个不同偏振方向的偏振光，并且通过对上述利用到的掩模板进行设计，可以使得两个不同偏振方向的偏振光的区域在偏光板上间隔地排列着。
在实现上述UV光配向方式制作偏光板的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：在制备过程中需要用到两次MASK工艺，制备过程较为复杂，造成制造偏光板的成本较高。
发明内容
本发明的目的提供一种偏光板、显示设备及偏光板的制备方法，具有较为简单的制备过程，并且成本较低。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种偏光板，包括透明基板，所述透明基板的一面上间隔地设有与所述透明基板的一边相平行的凹槽；
所述透明基板上设有凹槽的一面还形成有单一取向的双折射晶体层；对应所述凹槽处的双折射晶体层能使沿其法线方向入射并透过的线偏振光转变为第一圆偏振光，对应所述凹槽间隔处的双折射晶体层能使沿其法线方向入射并透过的线偏振光转变为第二圆偏振光，所述第一圆偏振光和第二圆偏振光的旋转方向相反。
优选地，所述双折射晶体层由反应型液晶构成或由四分之一波片相同的材料制成。
优选地，所述双折射晶体层与所述透明基板之间还有单一取向的配向层。
优选地，所述双折射晶体层的光轴与所述透明基板的表面平行。
优选地，所述凹槽处的双折射晶体层的厚度与待透过光线对应的四分之三波片厚度相同，所述凹槽间隔处的双折射晶体层的厚度与待透过光线对应的四分之一波片厚度相同；或者
位于所述凹槽内的双折射晶体层与所述透明基板的平面相平齐，并且所述凹槽内的双折射晶体层的厚度与待透过光线对应的二分之一波片厚度相同。
优选地，所述凹槽间隔均匀地设在所述透明基板上，所述凹槽截面为矩形，并且所述凹槽底部与所透明基板的一面向平行。
优选地，所述凹槽采用光刻工艺、蚀刻工艺、钻铣工艺、或喷砂磨削工艺形成。
一种偏光板的制备方法，其特征在于，包括：
(1)在透明基板的一面上形成间隔地设有与所述透明基板的一边相平行的凹槽；
(2)在所述透明基板上形成有凹槽的一面形成单一取向的双折射晶体层；对应所述凹槽处的双折射晶体层能使沿其法线方向入射并透过的线偏振光转变为第一圆偏振光，对应所述凹槽间隔处的双折射晶体层能使沿其法线方向入射并透过的线偏振光转变为第二圆偏振光，所述第一圆偏振光和第二圆偏振光的旋转方向相反。
优选地，所述(1)中形成凹槽的工艺为光刻工艺、蚀刻工艺、钻铣工艺、或喷砂磨削工艺。
优选地，所述双折射晶体层由反应型液晶构成或由四分之一波片相同的材料制成。
优选地，在所述步骤(1)和(2)之间，所述方法还包括：在所述透明基板上形成单一取向的配向层。
优选地，所述双折射晶体层的光轴与所述透明基板的表面平行。
优选地，所述凹槽处的双折射晶体层的厚度与待透过光线对应的四分之三波片厚度相同，所述凹槽间隔处的双折射晶体层的厚度与待透过光线对应的四分之一波片厚度相同；或者
位于所述凹槽内的双折射晶体层与所述透明基板的平面相平齐，并且所述凹槽内的双折射晶体层的厚度与待透过光线对应的二分之一波片厚度相同。
优选地，所述凹槽间隔均匀地设在所述透明基板上，所述凹槽截面为矩形，并且所述凹槽底部与所透明基板的一面向平行。
本发明实施例还提供一种显示设备，包括显示面板和设置在所述显示面板显示面的偏光板，所述偏光板与上述偏光板采用相同方案。
本发明提供的偏光板、显示设备及偏光板的制备方法，由于在偏光板上设置有均匀的凹槽并且在设有凹槽的一面形成有双折射晶体层，由于双折射晶体层在凹槽处较厚，使得光线透光该偏光板不同区域的双折射晶体层后形成不同角度的偏转，从而产生对应不同区域具有不同偏振方向的偏振光；又由于本发明实施例中凹槽是间隔排列的，所以，不同偏振方向的偏振光能够在显示范围内间隔地排列着，用户通过偏振眼镜观看时，左眼和右眼分别观看到两个不同偏振光，形成3D显示的效果。
由于本发明实施例提供的偏光板并不需要进行多次的摩擦，也不需要进行两次的UV光配向，可以节约工序，特别是相对于UV光配向方式而言还可以节约MASK工艺，采用本发明后，偏光板的制备过程更为简单，并且成本也较低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对本发明或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为现有技术中偏振光式3D显示技术的原理图；
图2为现有技术中UV光配向方式制作偏光板的第一过程示意图；
图3为现有技术中UV光配向方式制作偏光板的第二过程示意图；
图4为现有技术中UV光配向方式制作偏光板的第三过程示意图；
图5为本发明中一实施例的偏光板的结构图；
图6为本发明中另一实施例的偏光板的结构图；
图7为本发明实施例中喷砂磨削工艺实现示意图；
图8为本发明实施例中钻铣工艺实现示意图。
具体实施方式
本发明提供一种偏光板，该偏光板在透明基板的一面上间隔均匀地设有与所述透明基板的一边相平行的凹槽，然后在透明基板上设有凹槽的一面形成有双折射晶体层。将本发明实施例中的偏光板设置在显示面板显示面可以组成显示设备，该显示设备具有3D显示功能。
由于本发明实施例提供的偏光板并不需要进行多次的摩擦，也不需要进行两次的UV光配向，可以节约工序，特别是相对于UV光配向方式而言还可以节约MASK工艺，采用本发明实施例后，偏光板的制备过程更为简单，并且成本也较低。
下面将结合本发明的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的仅仅是本发明一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供一种偏光板，如图5所示，该偏光板包括透明基板51，并且该透明基板51的一面上间隔均匀地设有与所述透明基板的一边相平行的凹槽52；本发明实施例中具有凹槽52的部分和不具有凹槽的部分分别形成不同的光线透射区，为了能够将各个光线透射区明确区分，本发明实施例中的凹槽52截面为矩形，并且凹槽52底部与所透明基板的一面向平行。为了能够改变够过光线的偏振方向，本发明实施例中还需要在透明基板上设有凹槽的一面形成单一取向的双折射晶体层53；对应所述凹槽处的双折射晶体层能使沿其法线方向入射并透过的线偏振光转变为第一圆偏振光，对应所述凹槽间隔处的双折射晶体层能使沿其法线方向入射并透过的线偏振光转变为第二圆偏振光，所述第一圆偏振光和第二圆偏振光的旋转方向相反。
本发明实施例中的凹槽52可以采用光刻工艺、蚀刻工艺、钻铣工艺、或喷砂磨削工艺形成，使得凹槽具有较精确的尺寸。
本发明实施例中的双折射晶体层53的材料可以采用与现有四分之一波片相同的材料，也可以采用RM(反应型液晶)材料。
为了使得双折射晶体层53具有一致的晶向排列，本发明实施例在所述双折射晶体层与所述透明基板之间还有单一取向的配向层，具体可以采用UV光配向的方式制作该配向层。
为了实现对偏振光方向的调整较为准确，本发明实施例中双折射晶体层的光轴与所述透明基板的表面平行。
如图5和图6所示，为了保证不同光线透射区透出的偏振光具有完全不同的偏振方向(一般要求两个偏振方向相互垂直)，本发明实施例中将透明基板上凹槽的深度及双折射晶体层53的厚度可以包括但不限于如下两种：
第一、假设待透过光线的波长为λ，如图5所示，位于所述凹槽内的双折射晶体层与所述透明基板的平面相平齐，并且所述凹槽52内的双折射晶体层的厚度与待透过光线对应的二分之一波片厚度相同，相当于透明基板上凹槽52的深度为待透过光线对应的二分之一波片厚度。采用该方案后，透过偏光板的偏振光为两种偏振方向的线偏振光，使得用户带上眼镜后左眼和右眼看到的图像不同，能够实现3D显示。
第二、假设待透过光线的波长为λ，如图6所示，所述凹槽62处的双折射晶体层的厚度与待透过光线对应的四分之三波片厚度相同，所述凹槽62间隔处的双折射晶体层的厚度与待透过光线对应的四分之一波片厚度相同。采用该方案后，透过偏光板的偏振光为两种偏振方向的圆偏振光，同样能够实现3D显示，并且采用圆偏振光的方式实现3D显示使得观察点可以为任意角度，不需要正对显示面板，例如：用户可以靠在沙发上看3D显示的画面也不会影响画质。
由于本发明实施例提供的偏光板并不需要进行多次的摩擦，也不需要进行两次的UV光配向，可以节约工序，特别是相对于UV光配向方式而言还可以节约MASK工艺，采用本发明实施例后，偏光板的制备过程更为简单，并且成本也较低。
实施例2：
本发明实施例提供一种偏光板的制备方法，该方法包括如下步骤：
(1)在透明基板的一面上形成间隔均匀地设有与所述透明基板的一边相平行的凹槽，本发明实施例中具有凹槽的部分和不具有凹槽的部分分别形成不同的光线透射区，为了能够将各个光线透射区明确区分，本发明实施例中的凹槽截面为矩形，并且凹槽底部与所透明基板的一面向平行。
本过程中形成凹槽的工艺可以采用但不限于如下工艺：
第一、采用图像制程工艺形成凹槽，具体而言可以包括光刻工艺或蚀刻工艺等，一般的图像制程工艺需要利用掩膜板(MASK)，利用掩膜板形成一定图案的光刻胶，然后刻蚀透明基板至所需的厚度。
第二、采用喷砂磨削工艺(Sand blasting)形成凹槽，如图7所示，通过高速旋转的喷砂器具对透明基板进行物理性磨削，从而形成凹槽。
第三、钻铣工艺(Drilling & Milling)形成凹槽，如图8所示，利用可以进行微细加工的钻孔刀进行Drilling的同时进行Milling，可以形成凹槽。
(2)完成上述凹槽的制备后，在透明基板上形成有凹槽的一面形成单一取向的双折射晶体层；对应所述凹槽处的双折射晶体层能使沿其法线方向入射并透过的线偏振光转变为第一圆偏振光，对应所述凹槽间隔处的双折射晶体层能使沿其法线方向入射并透过的线偏振光转变为第二圆偏振光，所述第一圆偏振光和第二圆偏振光的旋转方向相反。本发明实施例中的双折射晶体层的材料可以采用与现有四分之一波片相同的材料，也可以采用RM(反应型液晶)材料。
由于双折射晶体层在凹槽处较厚，使得光线透光该偏光板不同区域的双折射晶体层后形成不同角度的偏转，从而产生对应不同区域具有不同偏振方向的偏振光；又由于本发明实施例中凹槽式间隔排列的，所以，不同偏振方向的偏振光能够在显示范围内间隔地排列着，用户通过偏振眼镜观看时，左眼和右眼分别观看到两个不同偏振光，形成3D显示的效果。
由于本发明实施例提供的偏光板并不需要进行多次的摩擦，也不需要进行两次的UV光配向，可以节约工序，特别是相对于UV光配向方式而言还可以节约MASK工艺，采用本发明实施例后，偏光板的制备过程更为简单，并且成本也较低。
为了使得双折射晶体层53具有一致的晶向排列，本发明实施例在所述步骤(1)和(2)之间还包括：在所述透明基板上形成单一取向的配向层，具体可以采用UV光配向的方式制作该配向层。
为了实现对偏振光方向的调整较为准确，本发明实施例中双折射晶体层的光轴与所述透明基板的表面平行。
为了保证不同光线透射区透出的偏振光具有完全不同的偏振方向(一般要求两个偏振方向垂直)，本发明实施例中将透明基板上凹槽的深度及双折射晶体层53的厚度可以包括但不限于如下两种：
第一、假设待透过光线的波长为λ，如图5所示，位于所述凹槽内的双折射晶体层与所述透明基板的平面相平齐，并且所述凹槽52内的双折射晶体层的厚度与待透过光线对应的二分之一波片厚度相同，相当于透明基板上凹槽52的深度为待透过光线对应的二分之一波片厚度。采用该方案后，透过偏光板的偏振光为两种偏振方向的线偏振光，使得用户带上眼镜后左眼和右眼看到的图像不同，能够实现3D显示。
第二、假设待透过光线的波长为λ，如图6所示，所述凹槽62处的双折射晶体层的厚度与待透过光线对应的四分之三波片厚度相同，所述凹槽62间隔处的双折射晶体层的厚度与待透过光线对应的四分之一波片厚度相同。采用该方案后，透过偏光板的偏振光为两种偏振方向的圆偏振光，同样能够实现3D显示，并且采用圆偏振光的方式实现3D显示使得观察点可以为任意角度，不需要正对显示面板，例如：用户可以靠在沙发上看3D显示的画面也不会影响画质。
本发明实施例还提供一种显示设备，该显示设备包括显示面板和设置在所述显示面板显示面的偏光板，为了简化制备过程，降低成本，本发明实施例中的偏光板采用实施例1中的偏光板，此处不再赘述。
本发明实施例主要用于3D显示技术领域，尤其是偏振光式3D显示设备。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种偏光板，其特征在于，包括透明基板，所述透明基板的一面上间隔地设有与所述透明基板的一边相平行的凹槽；
所述透明基板上设有凹槽的一面还形成有单一取向的双折射晶体层；位于所述凹槽内的双折射晶体层与所述透明基板的平面相平齐，并且所述凹槽内的双折射晶体层的厚度与待透过光线对应的二分之一波片厚度相同；
透过所述偏光板的偏振光为两种偏振方向的线偏振光；
其中，所述双折射晶体层由反应型液晶构成或由四分之一波片相同的材料制成；
所述双折射晶体层与所述透明基板之间还有单一取向的配向层。
2.根据权利要求1所述的偏光板，其特征在于，所述双折射晶体层的光轴与所述透明基板的表面平行。
3.根据权利要求1所述的偏光板，其特征在于：所述凹槽间隔均匀地设在所述透明基板上，所述凹槽截面为矩形，并且所述凹槽底部与所透明基板的一面向平行。
4.根据权利要求1所述的偏光板，其特征在于，所述凹槽采用光刻工艺、蚀刻工艺、钻铣工艺、或喷砂磨削工艺形成。
5.一种偏光板的制备方法，其特征在于，包括：
(1)在透明基板的一面上形成间隔地设有与所述透明基板的一边相平行的凹槽；
(2)在所述透明基板上形成单一取向的配向层；
(3)在所述透明基板上形成有凹槽的一面形成单一取向的双折射晶体层；位于所述凹槽内的双折射晶体层与所述透明基板的平面相平齐，并且所述凹槽内的双折射晶体层的厚度与待透过光线对应的二分之一波片厚度相同；
透过所述偏光板的偏振光为两种偏振方向的线偏振光；
其中，所述双折射晶体层由反应型液晶构成或由四分之一波片相同的材料制成。
6.根据权利要求5所述的偏光板的制备方法，其特征在于，所述(1)中形成凹槽的工艺为光刻工艺、蚀刻工艺、钻铣工艺、或喷砂磨削工艺。
7.根据权利要求5述的偏光板的制备方法，其特征在于，所述双折射晶体层的光轴与所述透明基板的表面平行。
8.根据权利要求5所述的偏光板的制备方法，其特征在于，所述凹槽间隔均匀地设在所述透明基板上，所述凹槽截面为矩形，并且所述凹槽底部与所透明基板的一面向平行。
9.一种显示设备，包括显示面板和设置在所述显示面板显示面的偏光板，其特征在于，所述偏光板为权利要求1至4中任意一项所述的偏光板。
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