专利名称：一种3d显示器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及3D显示技术领域，尤其涉及ー种3D显示器件及其制造方法。
背景技术：
人类是透过双眼所看到的展望而感知到真实世界的影像。而人类的大脑会进ー步根据双眼所看到两个不同角度的展望之问的空问距离差异而形成所谓的3D(3-dimenSion，三維)影像。这种空间距离差异被称为视差(parallax)。所谓的3D显示器件就是模拟人类双眼不同角度的视野，让左、右眼分别接收 到有视差的两个2D(2-dimenSion，ニ維)影像，使人脑获取左、右眼看到的不同2D影像后，能感知为3D影像。现有技术中常用以下两种方法来制造3D显示器件的双折射光栅；第一种方法是在ー个玻璃基板上涂敷取向层，进行摩擦，然后在另外ー个玻璃基板上制作凹膜，然后在凹膜上进行摩擦(也可以涂敷取向层，但是现有的取向层的材料会溶解凹透镜膜材料，所以在实际生产中直接摩擦凹透镜膜进行取向)。然后将二者对盒，其中灌注液晶聚合物，使液晶进行取向，然后固化；第二种方法是在ー个玻璃基板上面制作ー层透明电极，并制作取向层，然后摩擦取向。在另外ー个玻璃基板上制作ー层透明电极，并制作凹透镜膜，然后进行摩擦取向(也可以涂敷取向层，但是现有的取向层的材料会溶解凹透镜膜材料，所以在实际生产中直接摩擦凹透镜膜进行取向)。然后将二者对盒，其中灌注液晶聚合物。通过对两个基板的透明电极加电来控制液晶偏转，实现3D显示。但在这些3D显示器件的双折射光栅的生产过程中都面临ー个问题，就是对于凹透镜膜的摩擦取向。对于一般的TN(twisted nematic,扭曲向列)型IXD,其偏振器件的出射光偏振方向与水平面的夹角是45°，而IPS(In-Plane Switching，平面转换)型IXD则是90°或者0°，但是凹透镜膜的棱的方向与水平面的夹角是e，且往往与偏振器件的出射光偏振方向与水平面的夹角不同。而在这种3D显示器件的双折射光栅中要求液晶分子的取向与偏振器件的出射光偏振方向平行，这就意味着摩擦方向将与凹透镜膜的棱的方向成一定角度，參见图I。这样就会造成摩擦毛有的摩擦到凹透镜的波峰位置，有的摩擦到凹透镜的波谷位置，而ー个凹透镜的宽度往往很窄，波谷又比较深，所以波谷往往液晶取向效果很差，从而严重影响了 3D显示的效果。
发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是，针对上述缺陷，如何提供ー种3D显示器件及其制造方法，其具有效果更好的液晶取向，能够更好地实现3D显示。( ニ )技术方案为解决上述技术问题，本发明提供了ー种3D显示器件，包括显示单元和叠加在显示单元上的双折射光栅，其中，所述双折射光栅包括凹透镜膜和覆盖其上的液晶聚合物，所述液晶聚合物的长轴或者短轴与所述凹透镜膜的棱的方向平行；所述显示単元的出射光的偏振方向与所述双折射光栅的凹透镜膜的棱的方向平行。
其中，所述液晶聚合物为具有双折射性质的可聚合物质；所述显示单元为LCD、TOP 或 EL。本发明还提供了ー种上述3D显示器件的制造方法，包括步骤Al、制备显示単元，将显示単元的出射光的偏振方向调整到与双折射光栅的凹透镜膜的棱的方向平行；BI、沿凹透镜膜的棱的方向摩擦所述凹透镜膜；Cl、以摩擦过的凹透镜膜为原料在显示单元上制备双折射光栅。其中，在步骤BI之前，所述制造方法进ー步包括在凹透镜膜上涂覆取向层的步骤。本发明还提供了另ー种3D显示器件，包括显示单元和依次形成在显示单元上的半波片和双折射光栅，其中，所述双折射光栅包括凹透镜膜和覆盖其上的液晶聚合物，所述液晶聚合物的长轴或者短轴与凹透镜膜的棱的方向平行，所述凹透镜膜的棱的方向与水平面的夹角是0 ;所述显示单元的出射光的偏振方向与水平面的夹角为a ；所述半波片，位于所述显示单元和所述双折射光栅之间，用于将所述显示単元的出射光的偏振方向调整到与所述双折射光栅的凹透镜膜的棱的方向平行，所述半波片的光轴方向与水平面的夹角是(a + 0)/2。其中，所述显示单元的出射光的偏振方向与水平面的夹角a为0°、45°或90°。其中，所述半波片包括两片有透明电极和取向层的基板，以及夹在所述两片基板之间的液晶聚合物，通过控制液晶聚合物中液晶分子的偏转，将所述半波片的光轴方向调整到与水平面的夹角是(a + 0)/2。其中，所述半波片包括上下基板及形成在其表面的取向层，以及夹在所述上下基板之间的液晶聚合物，与所述显示单元相邻的一面的摩擦方向与水平方向夹角为a，另ー面的摩擦方向与水平方向夹角为9。本发明还提供了ー种上述3D显示器件的制造方法，包括步骤A2、制备显示单元，所述显示单元的出射光的偏振方向与水平面的夹角是a ；B2、沿凹透镜膜的棱的方向摩擦所述凹透镜膜；C2、以摩擦过的凹透镜膜为原料制作双折射光栅，所述凹透镜膜的棱的方向与水平面的夹角是0 ;D2、在所述显示単元和所述双折射光栅之间加入半波片，将所述显示単元的出射光的偏振方向调整到与所述双折射光栅的凹透镜膜的棱的方向平行。其中，步骤B2之前进一歩，进ー步包括在凹透镜膜上涂覆取向层的步骤。(三)有益效果 本发明公开了 ー种3D显示器件及其制造方法，根据本发明，通过在制作3D显示器件时，使显示单元的出射光的偏振方向与凹透镜膜的棱的方向平行，或在显示单元和双折射光栅之间加入了半波片，调整显示单元的出射光的偏振方向使其与所述双折射光栅的凹透镜膜的棱的方向平行，保证了更好的摩擦效果，改善了液晶取向，从而提高了 3D显示的效果。
图I是现有技术中摩擦3D显示器件中双折射光栅的凹透镜膜的示意图；图2是本发明实施例所述的3D显示器件的结构示意图；图3是本发明实施例所述的3D显示器件的双折射光栅的结构示意图；图4是本发明实施例所述的3D显示器件的双折射光栅的工作原理图；图5是本发明实施例3所述的3D显示器件的制造方法的流程图； 图6是本发明实施例4所述的3D显示器件的制造方法的流程图。其中，I :显示单元；2 :半波片；3 :双折射光栅；31 :凹透镜膜；32 :液晶聚合物；321 :液晶分子。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进ー步详细说明。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例I如图2所示，本发明所述的3D显示器件包括显示单元I和叠加在显示单元I上的双折射光栅3，一般是在显示単元I的表面形成(如以沉积的方式)薄膜，然后加工形成双折射光栅3，其中，如图3和图4所示，所述双折射光栅3包括凹透镜膜31和覆盖其上的液晶聚合物32，所述液晶聚合物32的长轴或者短轴与凹透镜膜的棱的方向平行，取决于所述凹透镜膜31的折射率是与所述液晶聚合物32的长轴还是短轴相匹配；其中，匹配是指液晶聚合物32的长轴或者短轴方向上的折射率与凹光栅的折射率相等或者接近。例如，可以使所述液晶聚合物32中的液晶分子321沿着凹透镜膜的棱的方向进行平行取向(此时为短轴匹配)；所述液晶聚合物为具有双折射性质的可聚合物质。所述显示单元I是显示器,可以为LCD(liquid crystal display,液晶显示器)、PDP (plasma display panel,等离子显不器)或 EL(electroluminescent,场致发光显不器)等显示器件，所述显示単元I的出射光的偏振方向与所述双折射光栅3的凹透镜膜的棱的方向平行。使用上述3D显示器件，进入双折射光栅4的显示单元I的出射光的偏振方向与所述双折射光栅4的凹透镜膜的棱的方向平行。这样ー来，在对凹透镜膜进行摩擦时，摩擦方向可以与凹透镜膜的棱的方向平行，保证了更好的摩擦效果，改善了液晶取向，从而提高了3D显示的效果。实施例2如图2所示，本发明所述的3D显示器件包括显示单元I和依次形成在显示单元I上的半波片2和双折射光栅3，一般是在显示単元I的表面沉积薄膜，然后加工形成半波片和双折射光栅3，其中，如图3和图4所示，所述双折射光栅3包括凹透镜膜31和覆盖其上的液晶聚合物32，所述液晶聚合物32的长轴或者短轴与凹透镜膜的棱的方向平行，取决于所述凹透镜膜31的折射率是与所述液晶聚合物32的长轴或者短轴相匹配，例如，所述液晶聚合物32中的液晶分子321沿着凹透镜膜的棱的方向进行平行取向；所述液晶聚合物为具有双折射性质的可聚合物质；所述凹透镜膜的棱的方向与水平面的夹角是9 ;所述显示单元I是显示器,可以为LCD(liquid crystal display,液晶显示器)、PDP (plasma display panel,等离子显不器)或 EL(electroluminescent,场致发光显不器)等显示器件，所述显示単元I的出射光的偏振方向与水平面的夹角为a，例如0°、45。或 90。；所述半波片2，位于所述显示单元I和所述双折射光栅3之间，用于将所述显示单元I的出射光的偏振方向调整到与所述双折射光栅3的凹透镜膜的棱的方向平行，所述半波片2的光轴方向与水平面的夹角是(a + 0)/2。 进ー步地，所述半波片2可以是偏光片，也可以是沉积在显示単元I上的偏振薄膜；进ー步地，所述半波片2包括两片有透明电极和取向层的基板，以及夹在所述两片基板之间的液晶聚合物，例如TN型液晶，通过控制液晶聚合物中液晶分子的偏转，将所述半波片2的光轴方向调整到与水平面的夹角是(a + 0 ) /2，即将所述显示単元I的出射光的偏振方向调整到与所述双折射光栅3的凹透镜膜的棱的方向平行。进ー步地，所述半波片2包括上下基板及形成在其表面的取向层，还包括夹在所述上下基板之间的液晶聚合物，例如TN型液晶，与所述显示单元I相邻的一面的摩擦方向与水平方向夹角为a，另一面的摩擦方向与水平方向夹角为0，将所述显示单元I的出射光的偏振方向调整到与所述双折射光栅3的凹透镜膜的棱的方向平行。使用上述3D显示器件，可以将进入双折射光栅4的显示单元I的出射光的偏振方向调整到与所述双折射光栅4的凹透镜膜的棱的方向平行。这样ー来，在对凹透镜膜进行摩擦时，摩擦方向可以与凹透镜膜的棱的方向平行，保证了更好的摩擦效果，改善了液晶取向，从而提高了 3D显示的效果。实施例3本发明还提供了ー种3D显示器件的制造方法，如图5所示，所述3D显示器件的制造方法包括步骤Al、制备显示单元，将显示单元的出射光的偏振方向调整到与双折射光栅的凹透镜膜的棱的方向平行；BI、沿凹透镜膜的棱的方向摩擦所述凹透镜膜；在本步骤中，这样的摩擦没有端差的变化，将改善摩擦质量，使波谷也摩擦良好。进ー步地，本步骤之前进ー步包括在凹透镜膜上涂覆取向层的步骤；可以进ー步增强取向效果。Cl、以摩擦过的凹透镜膜为原料在显示单元上制备双折射光栅；在本步骤中，双折射光栅就是凹透镜膜和一片有取向层的玻璃对盒的结构，其间填充有液晶聚合物。
在本步骤之后，对双折射光栅中的液晶聚合物进行取向，固化后，就实现了 3D显示器件的制备。需要说明的是，液晶聚合物在凹光栅和PI玻璃之间对盒后，液晶聚合物还没有固化，给液晶加热，液晶分子就会受到上下基板摩擦取向的影响而被取向；其实不加热也会取向，加热只是为了更快更好进行取向实施例4本发明还提供了ー种3D显示器件的制造方法，如图6所示，所述3D显示器件的制造方法包括步骤A2、制备显示单元，所述显示单元的出射光的偏振方向与水平面的夹角是a，例如
O。、45。或 90。；B2、沿凹透镜膜的棱的方向摩擦所述凹透镜膜；在本步骤中，这样的摩擦没有端差的变化，将改善摩擦质量，使波谷也摩擦良好。进ー步地，本步骤之前进ー步包括在凹透镜膜上涂覆取向层的步骤；可以进ー步增强取向效果。C2、以摩擦过的凹透镜膜为原料制作双折射光栅，所述凹透镜膜的棱的方向与水平面的夹角是0。在本步骤中，双折射光栅就是凹透镜膜和一片有取向层的玻璃对盒的结构，其间填充有液晶聚合物。D2、在所述显示単元和所述双折射光栅之间加入半波片，将所述显示単元的出射光的偏振方向调整到与所述双折射光栅的凹透镜膜的棱的方向平行。在本步骤中，所述半波片的光轴方向与水平面的夹角是(a + 0 )/2 ;由于步骤B2改变了液晶的取向方向，使其与显示单元的出射光的偏振方向不匹配。所以需要在显示单元与双折射光栅之间放置一片半波片，调整显示单元的出射光的偏振方向使其与双折射光栅的凹透镜膜的棱的方向平行。在本步骤之后，对双折射光栅中的液晶聚合物进行取向，固化后，就实现了 3D显示器件的制备。需要说明的是，液晶聚合物在凹光栅和PI玻璃之间对盒后，液晶聚合物还没有固化，给液晶加热，液晶分子就会受到上下基板摩擦取向的影响而被取向；其实不加热也会取向，加热只是为了更快更好进行取向。综上所述，本发明公开了ー种3D显示器件及其制造方法，根据本发明，通过在制作3D显示器件时，使显示单元的出射光的偏振方向与凹透镜膜的棱的方向平行，或在显示単元和双折射光栅之间加入了半波片，调整显示单元的出射光的偏振方向使其与所述双折射光栅的凹透镜膜的棱的方向平行，保证了更好的摩擦效果，改善了液晶取向，从而提高了3D显示的效果。以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明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发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
权利要求
1.ー种3D显示器件，其特征在于，包括显示单元和叠加在显示单元上的双折射光柵，其中， 所述双折射光栅包括凹透镜膜和覆盖其上的液晶聚合物，所述液晶聚合物的长轴或者短轴与所述凹透镜膜的棱的方向平行； 所述显示単元的出射光的偏振方向与所述双折射光栅的凹透镜膜的棱的方向平行。
2.根据权利要求I所述的3D显示器件，其特征在于，所述液晶聚合物为具有双折射性质的可聚合物质；所述显示单元为IXD、PDP或EL。
3.—种权利要求I或2所述的3D显示器件的制造方法，其特征在于，包括步骤 Al、制备显示単元，将显示単元的出射光的偏振方向调整到与双折射光栅的凹透镜膜的棱的方向平行； BI、沿凹透镜膜的棱的方向摩擦所述凹透镜膜； Cl、以摩擦过的凹透镜膜为原料在显示单元上制备双折射光柵。
4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于，在步骤BI之前，进ー步包括在凹透镜膜上涂覆取向层的步骤。
5.ー种3D显示器件，其特征在于，包括显示单元和依次形成在显示单元上的半波片和双折射光栅，其中， 所述双折射光栅包括凹透镜膜和覆盖其上的液晶聚合物，所述液晶聚合物的长轴或者短轴与凹透镜膜的棱的方向平行，所述凹透镜膜的棱的方向与水平面的夹角是9 ; 所述显示単元的出射光的偏振方向与水平面的夹角为a ; 所述半波片，位于所述显示单元和所述双折射光栅之间，用于将所述显示単元的出射光的偏振方向调整到与所述双折射光栅的凹透镜膜的棱的方向平行，所述半波片的光轴方向与水平面的夹角是(a + 0)/2。
6.根据权利要求5所述的3D显示器件，其特征在于，所述显示単元的出射光的偏振方向与水平面的夹角a为0°、45°或90°。
7.根据权利要求5所述的3D显示器件，其特征在于，所述半波片包括两片有透明电极和取向层的基板，以及夹在所述两片基板之间的液晶聚合物，通过控制液晶聚合物中液晶分子的偏转，将所述半波片的光轴方向调整到与水平面的夹角是(a + 0 )/2。
8.根据权利要求5所述的3D显示器件，其特征在于，所述半波片包括上下基板及形成在其表面的取向层，以及夹在所述上下基板之间的液晶聚合物，与所述显示単元相邻的ー面的摩擦方向与水平方向夹角为a，另一面的摩擦方向与水平方向夹角为0。
9.一种权利要求5-8中任一项所述的3D显示器件的制造方法，其特征在干，包括步骤 A2、制备显示単元，所述显示単元的出射光的偏振方向与水平面的夹角是a ； B2、沿凹透镜膜的棱的方向摩擦所述凹透镜膜； C2、以摩擦过的凹透镜膜为原料制作双折射光栅，所述凹透镜膜的棱的方向与水平面的夹角是9 ; D2、在所述显示単元和所述双折射光栅之间加入半波片，将所述显示単元的出射光的偏振方向调整到与所述双折射光栅的凹透镜膜的棱的方向平行。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在干，步骤B2之前进一歩，进ー步包括在凹透镜 膜上涂覆取向层的步骤。
全文摘要
本发明提供了一种3D显示器件，涉及3D显示技术领域，包括显示单元和叠加在显示单元上的双折射光栅，其中，所述双折射光栅包括凹透镜膜和覆盖其上的液晶聚合物，所述液晶聚合物的长轴或者短轴与所述凹透镜膜的棱的方向平行；所述显示单元的出射光的偏振方向与所述双折射光栅的凹透镜膜的棱的方向平行。根据本发明，通过在制作3D显示器件时，使显示单元的出射光的偏振方向与凹透镜膜的棱的方向平行，或在显示单元和双折射光栅之间加入了半波片，调整显示单元的出射光的偏振方向使其与所述双折射光栅的凹透镜膜的棱的方向平行，保证了更好的摩擦效果，改善了液晶取向，从而提高了3D显示的效果。
文档编号G02F1/1335GK102654654SQ20111035937
公开日2012年9月5日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者朱劲野, 武延兵, 郭小虎, 陈维涛 申请人:京东方科技集团股份有限公司, 北京京东方显示技术有限公司