具视差障壁层的偏光板及其制造方法、以及其应用的三次元显示装置的制作方法

专利名称：具视差障壁层的偏光板及其制造方法、以及其应用的三次元显示装置的制作方法
具视差障壁层的偏光板及其制造方法、以及其应用的三次
元显示装置技术领域：
本发明是关于一种偏光板，特别是关于一种具有视差障壁层的偏光板。背景技术：
现有的视差障壁层式立体(3D)显示器，是将视差障壁层贴附在液晶(IXD)面板外 表面或是整合在彩色滤光板(CF)玻璃上(中国台湾专利1224207)如图1。在专利1224207 中主要提供将视差障壁层整合在CF玻璃面板的方法与制程且形成3D显示装置。图1为中国台湾专利1224207的立体显示装置第一基板1，靠近观察者面，由透 明材料所形成者；第二基板6，配置成与第一基板1相对；液晶层5，设置于第一基板1与第 二基板6之间；视差障壁层2，直接形成于第一基板近观察者侧的表面者。偏光板3形成于 形成有视差障壁层2的观察者侧基板1的表面。现有技术中主要有二种方式，一为中国台湾专利1224207，将视差障壁层2与CF 4 同时制作在同一基板1的上下两侧(如图2所示)，因此在制程上有较易污染且制作良率等 问题；另一种技术是将视差障壁层贴附于LCD面板外，是需额外在偏光片上贴附视差障壁 层和保护层。

发明内容有鉴于现有技术中所产生的缺陷，本发明提供一种具视差障壁层的偏光板及其制 造方法、以及其应用的三次元显示装置，能够克服上述缺点。在此本发明在改良上述两种方式的缺陷。本发明将视差障壁层与偏光板整合，可 以节省偏光片材料成本又可简化立体显示面板的制作流程，只需将整合好的偏光片贴附在 有立体显示设计的面板便可以形成立体显示面板。本发明中不把视差障壁整合在CF玻璃， 因此不会影响CF玻璃制程。一般视差障壁式立体显示方法如图3所示其中左右两眼60经由视差障壁层 11(透光与不透光)结构影响，所看到的画素12为不同影像，左眼可看到1、3、5…的画素影 像，右眼可看到2、4、6…的画素影像。因此两眼60看到不同影像在大脑中可以组合成具有 深度资讯的3D影像。3D立体显示面板立体成像架构图如图4所示其中PP为画素宽度、BP为视差障壁 宽度、OD为两眼间距离、χ为视差障壁与画素间的距离、DIST为画素与两眼的距离。其中彼 此的距离可由相似三角形等比公式推导出关系，如以下公式视差障壁(Barrier) 11在面板之前
Γ BP DIST-X BP X
0010 —=--=-公式(1)
PP DIST OD DIST 视差障壁11在面板之后r ^ BP DIST + X ，、
0012 —=-公式(2)
PP DIST 由此公式(1)及公式(2)可了解立体成像位置与画素和视差障壁开口宽度的比例 关系，所以借由此公式(1)及公式(2)可设计出所需的立体显示面板。为了达到上述目的，本发明提供一种具视差障壁层的偏光板结构，包含一偏光层；一第一保护层，形成于该偏光层上方，用以支撑保护该偏光层；一视差障壁层，形成于该偏光层上方；一表面保护层，形成于该视差障壁层上方；一第二保护层，形成于该偏光层下方，用以支撑保护该偏光层；以及一感压性粘着层，形成于该第二保护层的下方。本发明还提供一种显示装置，其具有一显示单元与设置于该显示单元一侧的一偏 光板结构，此偏光板结构，其包含一偏光层；一第一保护层，设置于该偏光层上的一侧；一第二保护层，设置于该偏光层上相对于设置该第一保护层侧的另一侧；以及一视差障壁层，设置于该第一保护层的一侧。本发明还提供一种具视差障壁层的偏光板结构的制造方法，包含提供一偏光层、一第一保护层及一第二保护层；形成一视差障壁层于该第一保护层的一侧；以及粘性压合该偏光层及该等保护层。本发明还提供一种附视差障壁层的偏光板结构的制造方法，包含
提供一偏光层及一保护层；以喷墨列印方式形成一视差障壁层于该偏光层上；涂布一粘着层于该保护层与该偏光层之间；压合该保护层与该偏光层；以及烘烤该保护层与该偏光层。本发明提出一种附视差障壁层的偏光板，其主要结构，包含一偏光层；一第一保 护层，设置于该偏光层上的一侧；一第二保护层，设置于该偏光层上相对于该侧的另一侧； 以及一视差障壁层，设置于该第一保护层的一侧。此外偏光板结构，更包含一表面保护层， 设置于该视差障壁层的一侧；一感压性粘着层，设置于该第二保护层的一侧；一分离膜，设 置于该感压性粘着层的一侧，用以保护该感压性粘着层。上述的视差障壁层分成透光与不 透光两种组成，且其透光与不透光的宽度比例可随面板的应用来调整，其中不透光部份使 用不透光材质制作。视差障壁层的制作可以使用喷墨列印(ink-jet printing)制作，喷墨 列印使用颜料形式(pigment type)，可避免晕散开，使用颜料附着在保护层或偏光层上并 贴附整合在偏光片上。其中此制程原先是可使用在CF制作次画素(Sub-pixel)大小，因此 在对于制作主画素(Main-pixel)宽度的精准度而言是可行的，而且所使用的材料为颜料 并非染料，故不会有扩散问题。本发明将视差障壁层与偏光片整合，可以节省偏光片材料成本又可简化立体显示面板的制作流程，只需将整合好的偏光片贴附在有立体显示设计的面板便可以形成立体显示面板。本发明是提供了一种具有视差障壁层的偏光板，节省了偏光片材料成本又可简化 立体显示面板的制作流程，改善了习知技术的缺点。并且，本发明所开发的新技术在制造上 有极佳的便利性，可快速地融入现有的立体显示面板制程的中。因此，本发明不但符合产业 在成本与制造上的考量，并且具有长足的进步性，而有利提升产业竞争力。

图1为习知技术立体显示装置的剖面图；图2为习知技术立体显示装置含彩色滤光板的剖面图；图3为一般视差障壁式立体显示方法；图4为立体显示面板立体成像架构图；图5为本发明附视差障壁层的偏光板结构剖面图；图6为视差障壁层制作的示意图；图7为本发明第一实施例的立体显示器架构图；图8为本发明第二实施例的立体显示器架构图；图9为本发明第三实施例的立体显示器架构图；图10为本发明第四实施例的立体显示器架构图；图11为本发明第五实施例的立体显示器架构图；图12为本发明第六实施例的立体显示器架构图；图13为本发明第七实施例的立体显示器架构图；以及图14为本发明第八实施例的立体显示器架构图。1 第一基板；2、11:视差障壁层；3、10:偏光板；5 液晶层；6 第二基板；12 偏光层；13 第一保护层；14 第二保护层；15，16:黏着层；17、18 感压性粘着层；19 表面保护层；20 分离膜；22 补偿膜；30 喷墨喷嘴；40 :LCD CELL ；50 背光模组；60:两眼；以及
70 加热滚筒。具体实施方式

本发明一些实施例的详细描述如下，然而，除了该详细描述外，本发明还可以广泛地在其他的实施例施行。亦即，本发明的范围不受已提出的实施例的限制，而应以本发明提 出的申请专利范围为准。再者，为提供更清楚的描述及更易理解本发明，图示内各部份并没有依照其相对 尺寸绘图，某些尺寸与其他相关尺度相比已经被夸张；不相关的细节部份也未完全绘出，以 求图示的简洁。为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合 所附图式，作详细说明如下请参阅图5，为本发明附视差障壁层的偏光板结构图。本发明提出一种附视差障 壁层的偏光板结构10，其主要结构包含一偏光层12、一第一保护层13，设置于该偏光层上 的一侧；一第二保护层14，设置于该偏光层12上相对于该侧的另一侧；以及一视差障壁层 11，设置于该第一保护层13的一侧。此外偏光板结构10，更包含一表面保护层19，设置于 该视差障壁层的一侧；一感压性粘着层18，设置于该第二保护层14的一侧；一分离膜20， 设置于该感压性粘着层18的一侧，用以保护该感压性粘着层18。上述的偏光层12可对应采用任何适当的偏光膜，例如聚乙烯醇系膜、部分聚合 化聚乙烯醇系膜、乙烯.醋酸乙烯共聚合物系部分皂化膜等的亲水性高分子膜、吸附碘或 二色性染料等的二色性物质并单轴延伸者、聚乙烯醇的脱水处理物或氯化乙烯的脱盐酸处 理物等多烯系定向膜等。聚乙烯醇系膜吸附碘或二色性染料等的二色性物质并单轴延伸的偏光子，因偏 光二色比较高故特佳。较佳者为聚乙烯醇(polyvinyl alcohol，PVA)，是由以含有二色性 物质的聚乙烯醇系树脂作为主要成分的高分子膜的延伸膜所构成。上述的保护层13，14 是由以纤维素系树脂作为主要成分的高分子膜所构成，例如是三醋酸纤维素(triacetyl cellulose, TAC)、环烯烃共聚物以及环烯烃聚合物等，其中较佳者为TAC。上述的视差障壁层11分成透光与不透光两种组成，且其透光与不透光的宽度比 例可随面板的应用来调整，其中不透光部份使用不透光材质制作。视差障壁层11的制作可 以使用喷墨列印(ink-jet printing)制作，喷墨列印使用颜料型(pigment type)喷墨墨 水，可避免晕散开，喷墨喷嘴30使颜料附着在保护层13，14或偏光层12上并贴附整合在偏 光板结构10上(如图6所示)。其中此制程原先是可使用在CF制作次画素大小，因此在对 于制作主画素宽度的精准度而言是可行的，而且所使用的材料为颜料并非染料，故不会有 扩散问题。上述的视差障壁层11所使用的颜料型喷墨墨水是为不透光或深色的颜料，例如 黑色、暗蓝色或深红色等。本实施例的制造方法，包含下列步骤首先提供一偏光层12、一第一保护层13及 一第二保护层14，形成一视差障壁层11于该第一保护层13的一侧，再粘性压合该偏光层 12及该等保护层13，14，之后以烘烤设备(如烘箱)烘烤该保护层与该偏光层。最后，再以 加热滚筒70以高温加温压合烘烤后的保护层13，14与偏光层12，如此即可得到偏光板10。在本实施例形成视差障壁层11制程中，利用喷墨喷嘴30使颜料附着在第一保护层13上，形成明暗相间的暗亮带，作为视差障壁之用。而视差障壁层11的制作可以使用喷 墨列印(ink-jet printing)制作，在喷墨列印的方式中使用颜料型(pigment type)喷墨 墨水，可避免晕散开。上述的视差障壁层11所使用的颜料型喷墨墨水是为不透光或深色的 颜料，例如黑色、暗蓝色或深红色等。在粘性压合制程中先涂布粘着层15，16于该偏光层12的二侧，之后再加温压合该 偏光层12及该等保护层13，14，其中该粘着层15，16是选自聚氨基甲酸酯胶以及聚乙烯醇 胶其中之一。此外可依需要进行提高粘合力的处理，如此处理的代表例可举例如干处理、易 附着处理等。干处理的具体例，可举例如电晕处理、气体电晕处理、电浆处理、低压UV处理 等。易附着处理的具体例，可举涂布易附着材料为例。易附着处理材料可举例如纤维素系 树脂、胺甲酸酯系树脂、硅烷耦合剂、硅底漆、PVA、尼龙、苯乙烯系树脂等。 又，亦可并用干处理及易附着处理。或者，借由以氢氧化钠水溶液进行皂化处理， 以提高粘合力，且皂化处理亦可与易附着处理并用。作为上述第一保护层13及第二保护层 14之例以外的透明保护膜，可举纤维素系树脂膜为例。更具体而言，可举出如三乙酰纤维素 膜、二乙酰纤维素膜等纤维素醋酸酯系树脂膜。其中以三乙酰纤维素(TAC)为佳，且以经皂 化处理的三乙酰纤维素膜更佳。上述的偏光层12是利用，例如，包含膨胀步骤、染色步骤、交联步骤、及延伸步骤 的制造方法来制造。在膨胀步骤中，以水浸渍聚乙烯醇系膜，使该膜膨胀。借由浸渍于水中 并以水清洗，可洗净聚乙烯醇系膜表面的脏污及沾粘防止剂。又，借由使聚乙烯醇系膜膨 胀，可具有防止染色不均等不均一的效果。染色步骤中，使聚乙烯醇系膜在于加入有碘等二 色性物质或二色性染料等的浴中染色。交联步骤中，使聚乙烯醇系膜于加入有硼酸或硼砂等交联剂的浴中交联。延伸步 骤中，使聚乙烯醇系膜延伸至原本长度的3 7倍。该等步骤的顺序并无特殊限制，且亦可 数个步骤同时进行。例如，可在以碘染色后进行延伸，亦可同时进行染色与延伸，亦可延伸 后再以碘染色。亦可于硼酸或碘化钙等的水溶液中或水浴中延伸。接着，贴合偏光层12与保护层13，14。本发明的制造方法是将上述第一保护层13 及上述第二保护层14，分别贴合于偏光层12的单面上。借由进行干燥处理，由于可极为良 好地除去多余的水分，故可显著地防止变红等脱色现象或漏光现象，或者通过率提高而使 偏光率降低的现象。干燥处理的条件(例如干燥温度、干燥时间、干燥方法)，可对应目的作适当的设 定。上述偏光层12与上述第一保护层13及上述第二保护层14的贴合，其具代表性者，是 利用粘着层15，16进行贴合。上述粘着层15，16的接着剂是在保护层13，14与偏光层12 可进行良好接着的前提下，可采用任意的适当接着剂。最好使用具有光学等向性的接着剂。此种接着剂可举例如聚乙烯醇(PVA)系接 着剂、胺甲酸乙酯系接着剂、丙烯酸系接着剂、环氧系接着剂。例如当偏光层12属于PVA系 薄膜的情况时，便最好为含PVA系树脂的接着剂。理由是与偏光元件间的接着性特别优良。 PVA系树脂是可采用任意的适当PVA系树脂。代表例有如无取代PVA、具反应性较高官能 基的PVA。特别以具反应性较高官能基的PVA为佳。理由是可更加明显的提升偏光板的耐 久性。具反应性较高官能基的PVA的具体例有如经乙酰乙酰基改质过的PVA树脂。另外，黏着层15，16是涂布接着剂水溶液并干燥后形成者。接着剂宜可更含有交联剂，且交联剂以水溶性交联剂为佳。水溶性交联剂的具体例，可举例如硼酸、硼砂、戊二醛、三聚氰胺、草酸等。因应需要，粘合剂可更含有任意适当的添加剂(例如，抗氧化剂、紫 外线吸收剂)及/或触媒(例如，酸)。此外该偏光板结构10的制造方法，更包含下列步骤再提供一表面保护层19，紧 接着涂布一感压性粘着层17于已经经过喷墨印刷而形成视差障壁层11的该第一保护层13 及该表面保护层19之间，以保护该偏光层12。接下来提供一分离膜20，然后涂布一感压性 粘着层18于该第二保护层14及该分离膜20之间，即形成具视差障壁层11的偏光板结构 10。请参阅图7，为本发明第一实施例的立体显示器架构图。本实施例在此提出整体 3D立体显示装置的架构，将视差障壁层11整合在第一保护层13上侧，并且与液晶显示面板 40 (LCD CELL)结合成为立体显示面板，其结构如图7所示。在此实施例中，我们以此架构的 视差障壁层到画素距离带入公式(1)推导出立体成像位置，便可以设计出立体显示面板。 以19”面板为例子其子画素宽度PP约为0. Imm,而视差障壁层11与画素距离X约0. 6mm (偏 光片约0. 2mm+CF玻璃厚度0. 4mm)，又因一般人双眼宽度会因个人有所不同，所以在设计上 取双眼宽度介于60mm 70mm之间为最佳设计。借由公式(1)可推导出视差障壁层开口宽 度在两眼宽度60mm 70mm之间的最佳设计。由此资料当我们将视差障壁层开口固定在一 固定值时，其两眼宽度OD为65mm可看到立体影像的人，而双眼宽度不同于65mm的人只需 要将观看距离前后调整便可以看到完整的立体影像。请参阅图8，为本发明第二实施例的立体显示器架构图。实施例二，将视差障壁层 11整合在偏光层(PVA) 12与第一保护层13之间，并且与IXDCELL结合成为立体显示面板， 其结构如图8所示。在此实施例中，同样以19”面板为例子其子画素宽度PP约为0. 1mm，而 视差障壁层与画素距离X约为0. 5mm(偏光片约为0. 1mm、CF玻璃厚度约为0. 4mm)，取双眼 距离介于60mm 70mm之间为最佳设计，可得视差障壁层的最佳设计。请参阅图9，为本发明第三实施例的立体显示器架构图。实施例三，将视差障壁层 11整合在偏光层(PVA) 12下侧，并且与IXD CELL 40结合成为立体显示面板，其结构如图9 所示。在此实施中，以19”面板为例子其子画素宽度PP约为0. 1mm，而上图架构视差障壁层 与画素距离X约0. 5mm(TAC保护层约0. ImmXF玻璃厚度0. 4mm)，取双眼距离介于60_ 70mm之间为最佳设计，可得视差障壁层的最佳设计。请参阅图10，为本发明第四实施例的立体显示器架构图。实施例四将视差障壁 层11整合在第二保护层(TAC)层14下方，并且与IXD CELL 40结合成为立体显示面板，其 结构如图10所示。在此实施中，以19”面板为例子其子画素宽度PP为0. 1mm，而上图架构 视差障壁层与画素距离X约0. 4mm(CF玻璃厚度0. 4mm)，取双眼距离介于60mm 70mm之间 为最佳设计，可得视差障壁层的最佳设计。请参阅图11，为本发明第五实施例的立体显示器架构图。实施例五将视差障壁 层11整合在第一保护层(TAC) 13上方，并且与补偿膜22、IXDCELL 40结合成为立体显示 面板，其结构如图11所示。在此实施例中，与实施例一是相差了补偿膜22结构(厚度约 0. 005mm)，因此对立体成像距离位置与实施例一相差数公分的差距。请参阅图12，为本发明第六实施例的立体显示器架构图。实施例六将视差障壁 层11整合在偏光层(PVA) 12和第一保护层(TAC) 13之间，并且与补偿膜22、IXD CELL 40结合成为立体显示面板，其结构如图12所示。在此实施例中，与实施例二是相差了补偿模 结构(厚度约0. 005mm)，因此对立体成像距离位置与实施例二相差数公分的差距。 请参阅图13，为本发明第七实施例的立体显示器架构图。实施例七将视差障壁 层11整合在偏光层(PVA) 12下方，并且与补偿膜22、IXD CELL40结合成为立体显示面板，其 结构如图13所示。在此实施例中，与实施例三是相差了补偿膜22结构(厚度约0. 005mm), 因此对立体成像距离位置与实施例三相差数公分的差距。请参阅图14，为本发明第八实施例的立体显示器架构图。实施例八将视差障 壁层11整合在第二保护层(TAC) 14下方，并且与补偿膜22、IXDCELL结合成为立体显示 面板，其结构如图14所示。在此实施例中，与实施例四是相差了补偿膜22结构(厚度约 0. 005mm)，因此对立体成像距离位置与实施例四相差数公分的差距。本发明以较佳的实施例说明如上，针对本发明的影像显示装置进行说明。在此针 对其中一例的液晶显示装置进行说明，但是当然本发明可适用于需要偏光板的所有显示装 置。能适用本发明偏光板的影像显示装置具体例有如电激发光(EL)显示器、电浆显示器 (PD)、场发射显示器(FED =Field Emission Display)的类的自发光型显示装置。液晶显示 装置仅用于借以帮助了解本发明的实施，非用以限定本发明的精神，而熟悉此领域技艺者 于领悟本发明的精神后，在不脱离本发明的精神范围内，当可作些许更动润饰及等同的变 化替换，其专利保护范围当视申请专利范围及其等同领域而定。
权利要求
一种具视差障壁层的偏光板结构，包含一偏光层；一第一保护层，形成于该偏光层上方，用以支撑保护该偏光层；一视差障壁层，形成于该偏光层上方；一表面保护层，形成于该视差障壁层上方；一第二保护层，形成于该偏光层下方，用以支撑保护该偏光层；以及一感压性粘着层，形成于该第二保护层的下方。
2.如权利要求1所述的偏光板结构，其特征在于该偏光层是由以含有二色性物质的 聚乙烯醇系树脂作为主要成分的高分子膜的延伸膜所构成。
3.如权利要求1所述的偏光板结构，其特征在于该偏光层的材质为聚乙烯醇。
4.如权利要求1所述的偏光板结构，其特征在于该等保护层是由以纤维素系树脂作 为主要成分的高分子膜所构成。
5.如权利要求1所述的偏光板结构，其特征在于该等保护层的材质是选自三醋酸纤 维素、环烯烃共聚物以及环烯烃聚合物其中之一。
6.如权利要求1所述的偏光板结构，其特征在于该视差障壁层是以喷墨列印方式形成。
7.如权利要求6所述的偏光板结构，其特征在于该喷墨列印方式是使用颜料型喷墨 墨水，且该颜料型喷墨墨水为不透光或深色的颜料。
8.如权利要求1所述的偏光板结构，其特征在于还包含一分离膜，形成于该感压性粘 着层下方，用以保护该感压性粘着层。
9.一种显示装置，其具有一显示单元与设置于该显示单元一侧的一偏光板结构，此偏 光板结构，其包含一偏光层；一第一保护层，设置于该偏光层上的一侧；一第二保护层，设置于该偏光层上相对于设置该第一保护层侧的另一侧；以及 一视差障壁层，设置于该第一保护层的一侧。
10.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于该视差障壁层是以喷墨列印方式形成。
11.如权利要求10所述的显示装置，其特征在于该喷墨列印方式是使用颜料型喷墨 墨水，且该颜料型喷墨墨水为不透光或深色的颜料。
12.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于该显示单元可为一液晶单元，且更进 一步包含一补偿膜，配置于该液晶单元至少一侧。
13.如权利要求9所述的显示装置，其特征在于该显示装置可为一液晶显示器、一电 激发光显示器、一电浆显示器、一场发射显示器或一自发光型显示装置。
14.一种具视差障壁层的偏光板结构的制造方法，包含 提供一偏光层、一第一保护层及一第二保护层； 形成一视差障壁层于该第一保护层的一侧；以及粘性压合该偏光层及该等保护层。
15.如权利要求14所述偏光板结构的制造方法，其特征在于该粘性压合更进一步包含下列步骤涂布一粘着层于该偏光层的二侧；以及 加温压合该偏光层及该等保护层。
16.如权利要求14所述偏光板结构的制造方法，其特征在于更进一步包含下列步骤提供一表面保护层；以及涂布一感压性粘着层于该第一保护层及该表面保护层之间。
17.如权利要求14所述偏光板结构的制造方法，其特征在于更进一步包含下列步骤提供一分离膜；以及涂布一感压性粘着层于该第二保护层及该分离膜之间。
18.如权利要求14所述偏光板结构的制造方法，其特征在于该视差障壁层是以喷墨 列印方式形成。
19.一种附视差障壁层的偏光板结构的制造方法，包含 提供一偏光层及一保护层；以喷墨列印方式形成一视差障壁层于该偏光层上； 涂布一粘着层于该保护层与该偏光层之间； 压合该保护层与该偏光层；以及 烘烤该保护层与该偏光层。
全文摘要
一种偏光板，是有关于一种具有视差障壁层的偏光板，适用于液晶显示器中，是利用喷墨列印(ink-jet printing)方式形成视差障壁层。其主要结构，包含一偏光层；一第一保护层，设置于该偏光层上的一侧；一第二保护层，设置于该偏光层上相对于该侧的另一侧；以及一视差障壁层，设置于该第一保护层的一侧。
文档编号B32B27/06GK101957470SQ200910160
公开日2011年1月26日 申请日期2009年7月16日 优先权日2009年7月16日
发明者康沐楷, 曾恒正, 蔡正晔, 陈威州 申请人:瀚宇彩晶股份有限公司