光学膜以及使用此光学膜的裸视立体显示装置制造方法
【专利摘要】一种光学膜以及使用此光学膜的裸视立体显示装置。光学膜包含凹透镜层以及双折射层。凹透镜层具有多个凹面腔，凹透镜层具有预设折射率。液晶层叠合于凹透镜层，且包含多个液晶单元填充于凹面腔内，经曝光、聚合、硬化而成双折射层。其中双折射层具有短轴折射率，预设折射率介于短轴折射率的100.1%至102.8%之间。裸视立体显示装置包含前述光学膜、液晶切换模组以及面板显示模组。液晶切换模组设置于光学膜的一侧。面板显示模组设置于液晶切换模组相反于光学膜的一侧，具有显示侧面对液晶切换模组；其中，面板显示模组产生的影像光线可经液晶切换模组调变偏极方向后通过光学膜。
【专利说明】光学膜以及使用此光学膜的裸视立体显示装置
【技术领域】
[0001]本发明关于一种光学膜以及使用此光学膜的裸视立体显示装置，特别是有关于应用可区域化2D/3D切换柱状透镜技术的光学膜以及使用此光学膜的裸视立体显示装置。
【背景技术】
[0002]近年来，随着显示技术的不断进步，观赏者对于显示器的显示品质(如影像解析度、色彩饱和度等)的要求也越来越高。然而，除了高影像解析度以及高色彩饱和度之外，对于观赏者而言，显示器是否能够显示立体影像亦成为购买上的考量因素之一。
[0003]显示器显示立体影像的技术众多，其中，可区域化2D/3D切换柱状透镜技术因为可达成裸视立体的效果，亦即使用者无须配戴眼镜即可观看立体影像，所以受到重视。此技术主要是将凹透镜层经由摩擦配向平行偏光膜的出光轴，再于凹透镜层内部灌入液晶，配向后UV固化而成双折射层。并有液晶切换模组，藉由施加电压来控制光轴方向。当液晶切换模组不加电压时，光轴通过液晶切换模组后，光轴方向会和显不面板偏光膜的出光轴偏转90度；当施加电压于液晶切换模组时,液晶会改变排列方式,光轴方向会维持和显不面板偏光膜的出光轴平行。利用液晶切换模组来改变光轴方向，进而改变双折射层的折射率，因此可选择与凹透镜层的预设折射率产生一个折射率差，即可切换显示2D/3D模式。
[0004]然而，当凹透镜层的预设折射率与双折射层的短轴折射率不匹配时，易造成折射与聚焦偏移，产生重叠的栅栏状条纹干涉影像，亦即摩尔纹(Moire pattern) 0其存在将严重影响显示器的显示品质。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的在于提供一种供产生裸视立体影像的光学膜以及使用该光学膜的裸视立体显示装置，以解决先前技术所遭遇到的上述问题。
[0006]本发明的光学膜包含凹透镜层以及双折射层。凹透镜层具有多个凹面腔，凹透镜层具有预设折射率。双折射层叠合于凹透镜层，且包含多个液晶单元填充并固化于凹面腔内。其中双折射层具有短轴和长轴折射率，预设折射率介于短轴折射率的100.1%至102.8%之间。
[0007]凹透镜层为树脂固化而成，其混合组成物包含单体组合、光起始剂、添加(消泡)剂以及聚酯压克力。树脂单体组合占30%至80%的总重量百分比。光起始剂占0.5%至20%的总重量百分比。添加(消泡)剂占1%至25%的总重量百分比。聚酯压克力占5%至50%的总重量百分比，且其液态折射率介于双折射层的短轴折射率的80%至120%。
[0008]树脂单体组合包含第一树脂单体，其液态折射率介于短轴折射率的100%至140%。树脂单体组合包含第二树脂单体，其液态折射率介于短轴折射率的60%至100%。双折射层具有长轴折射率，预设折射率小于长轴折射率。凹面腔的宽度介于120μπι至600μπι间。凹面腔的深度介于20 μ m至150 μ m间。
[0009]本发明的裸视立体显示装置包含前述光学膜、液晶切换模组以及面板显示模组。液晶切换模组设置于光学膜的一侧，并可以电压控制其内的液晶转向，以控制通过光线的偏极方向。面板显示模组设置于液晶切换模组相反于光学膜的一侧，具有显示侧面对液晶切换模组；其中，面板显示模组产生的影像光线可经液晶切换模组调变偏极方向后通过光学膜。
[0010]在不同实施例中，本发明的裸视立体显示装置包含前述光学膜以及面板显示模组。其中，可藉由直接对该双折射层施加电压控制光学膜内的液晶转向，以控制通过光线的偏极方向。面板显示模组设置于光学膜的一侧，具有显示侧面对光学膜；其中，面板显示模组产生的影像光线可经光学膜中的双折射层调变偏极方向。
[0011]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明裸视立体显示装置的实施例示意图；
[0013]图2A及2B为本发明裸视立体显示装置中光学膜具有由液晶层形成的固定式双折射柱状透镜的实施例示意图；
[0014]图3A及3B为本发明裸视立体显示装置中光学膜的液晶层形成主动式2D/3D切换透镜的实施例示意图；
[0015]图3C为本发明裸视立体显示装置的不同实施例示意图；
[0016]图4为本发明光学膜实施例不意图；
[0017]图5A到5C为制造本发明光学膜的实施例示意图。
[0018]其中，附图标记
[0019]100凹透镜层
[0020]110凹面腔
[0021]199液晶层材料
[0022]200液晶切换模组
[0023]300双折射层
[0024]310多个液晶单元
[0025]400面板显示模组
[0026]401显示侧
[0027]500 膜片
[0028]600光学清晰粘着层
[0029]700 片材
[0030]777偏光膜
[0031]800光学膜
[0032]900裸视立体显示装置
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。
[0034]如图1所示的实施例，本发明的裸视立体显示装置900包含光学膜800、液晶切换模组200以及面板显示模组400。液晶切换模组200设置于光学膜800的一侧，并可以电压控制其内的液晶转向，以控制通过光线的偏极方向。面板显示模组400设置于液晶切换模组200相反于光学膜800的一侧，具有显示侧401面对液晶切换模组200 ;其中，面板显示模组400产生的影像光线可经液晶切换模组200调变偏极方向后通过光学膜800。在此实施例中，光学膜800及液晶切换模组200间进一步设置有光学清晰粘着层(optical clearadhesive>600供将两者粘着。面板显示模组400及液晶切换模组200间可设置偏光膜777。
[0035]更具体而言，在图1中所示的实施例中，光学膜800较佳具有由双折射层形成的固定式双折射柱状透镜。其中，光学膜800的结构将于后续段落中进一步说明。本发明的裸视立体显示装置900是利用光学膜800以及液晶切换模组200来控制光线900前进的方向，藉以达到切换2D/3D效果的功用。如图2A所示，在此实施例中，当液晶切换模组200不施加电压时，且在摩擦配向垂直偏光膜出光轴方向的前提下，以扭曲向列型液晶(twistednematic liquid crystal)分子为例,假设O度偏极方向的入射光经液晶切换模组200后，偏极方向变成90度，此时因为光通过光学膜800中的双折射层折射率与透镜折射率不同，所以会产生光程差而改变光的前进方向，产生柱状透镜的3D效果。又如图2B所示，当液晶切换模组200施加电压时，扭曲向列型液晶分子会改变排列的方向，使得光线经过切换液晶层后的偏极方向仍为O度，如此，光通过光学膜800中的双折射层折射率与透镜折射率相同，光的前进方向不变，此即为2D效果。
[0036]在不同实施例中，如图3C所示，光学膜800的双折射层可形成主动式2D/3D切换透镜，可藉由直接对施加电压以改变其折射率，藉以达到切换2D/3D效果的功用。如图3A所示，当不施加电压时，光学膜800中的双折射层折射率与透镜折射率不同，会产生光程差而改变光的前进方向，产生柱状透镜的3D效果。如图3B所示，当施加电压时，扭曲向列型液晶分子会改变排列的方向，使得光线经过后的偏极方向仍为O度，如此，光学膜800中的双折射层折射率与透镜 折射率相同，光的前进方向不变，此即为2D效果。
[0037]本发明的光学膜是供产生裸视立体影像。如图4所示的实施例，本发明的光学膜800包含凹透镜层100以及双折射层300。凹透镜层100具有多个凹面腔110，且具有预设折射率。多个液晶单元310填充于凹面腔110内，经曝光、聚合形成双折射层300，并与凹透镜层100叠合。凹面腔110较佳为长条状，故填充于凹面腔110内的液晶单元310可固化形成长条柱状。其中双折射层300具有短轴和长轴折射率，预设折射率介于短轴折射率的100.1%至102.8%之间。如下表1所示，当预设折射率介于短轴折射率的100.1%至102.8%之间，2D摩尔纹(Moire pattern)经目测观察极为不明显,显示器的显示品质较不受影响。其中，双折射层具有相对于短轴及长轴得短轴折射率及长轴折射率。
[0038]表1
[0039]
【权利要求】
1.一种光学膜，供产生裸视立体影像，其特征在于，包含: 一凹透镜层，具有多个凹面腔；其中该凹透镜层具有一预设折射率；以及 一双折射层，叠合于该凹透镜层，且包含多个液晶单元填充、配向，并固化于该凹面腔内； 其中双折射层具有短轴折射率，该凹透镜层的预设折射率介于该短轴折射率的100.1%至102.8%之间。
2.如权利要求1所述的光学膜，其特征在于，该凹透镜层的组成包含: 一树脂单体组合，占30%至80%的总重量百分比； 一光起始剂，占0.5%至20%的总重量百分比；以及 聚酯压克力，占5%至50%的总重量百分比，且其液态折射率介于该双折射层的短轴折射率的80%至120%。
3.如权利要求2所述的光学膜，其特征在于，该树脂单体组合包含一第一树脂单体，其液态折射率介于该短轴折射率的100%至140%。
4.如权利要求3所述的光学膜，其特征在于，该树脂单体组合包含一第二树脂单体，其液态折射率介于该短轴折射率的60%至100%。
5.如权利要求1所述的光学膜，其特征在于，该双折射层具有一长轴折射率，该凹透镜层的预设折射率小于该长轴折射率。
6.如权利要求1所述的光学膜，其特征在于，该凹面腔的宽度介于120μ m至600 μ m间。
7.如权利要求1所述的光学膜，其特征在于，该凹面腔的深度介于20μ m至150 μ m间。
8.一种裸视立体显示装置，其特征在于，包含: 如权利要求1至7中任一所述的光学膜； 一液晶切换模组，设置于该光学膜的一侧，并可以电压控制其内的液晶转向，以控制通过光线的偏极方向；以及 一面板显不模组，设置于该液晶切换模组相反于该光学膜的一侧，具有一显不侧面对该液晶切换模组；其中，该面板显示模组产生的影像光线可经该液晶切换模组调变偏极方向后通过该光学膜。
9.一种裸视立体显示装置，包含: 如权利要求1至7中任一所述的光学膜，其中，可藉由直接对该双折射层施加电压控制其内的液晶转向，以控制通过光线的偏极方向；以及 一面板显不模组，设置于该光学膜的一侧，具有一显不侧面对该光学膜；其中，该面板显示模组产生的影像光线可经该光学膜中的该双折射层调变偏极方向。
【文档编号】G02F1/13363GK103885245SQ201410049299
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年2月13日 优先权日:2013年11月7日
【发明者】林宜欣, 廖本益, 刘政明, 黄晟玮, 陈文龙 申请人:友达光电股份有限公司