本实用新型实施例涉及光栅技术，尤其涉及一种视景分离元件及其成型装置、以及立体显示器。
背景技术：
随着显示技术的快速发展，三维3D显示进入了用户的视线，市面上也出现了一些无须3D视镜支持就可达到3D效果的裸眼立体(3D)显示器，用户通过操控切换该类显示器的显示模式，即可使裸眼3D显示器显示二维2D图像或显示3D图像。
目前部分裸眼3D显示器采用的是柱透镜技术，其应用场景是2D/3D可切换的显示器。柱透镜技术的原理是在液晶显示屏前面加上一个立体显示屏，立体显示屏包括一层柱透镜和设置在该层柱透镜上的一层液晶分子，柱透镜表面涂布有配向材料并摩擦配向以使液晶分子长轴方向配向，再通过电切换控制立体显示屏中液晶分子的长轴方向，以此实现2D显示和3D显示的切换。
现有应用于裸眼3D显示器中的柱透镜，其边缘处存在尖端，在后续摩擦配向制程中，涂布有配向材料的柱透镜的边缘尖端处容易钩挂摩擦布布毛或其他条状纤维，引起配向膜性能不良，进而造成裸眼3D显示器不良。
技术实现要素：
本实用新型实施例提供一种视景分离元件及其成型装置、以及立体显示器，以解决现有柱透镜光栅的尖端处容易导致后续摩擦配向制程钩挂布毛的问题。
本实用新型实施例提供了一种视景分离元件，包括：
透明基底，所述透明基底具有第一表面，所述透明基底的第一表面具有平行排列的多个柱镜结构、以及设置在任意相邻两个所述柱镜结构之间的间隔结构，所述间隔结构具有沟槽部和台阶部，所述透明基底还包括显示功能区域和位于所述显示功能区域外围的非显示功能区域，所述间隔结构的沟槽部至少位于所述显示功能区域、以及所述间隔结构的台阶部位于所述非显示功能区域。
进一步地，所述柱镜结构为凸柱镜。
进一步地，与所述柱镜结构的中心轴相交的所述透明基底的其中一侧边缘为所述透明基底的第一边缘，以及所述柱镜结构的中心轴与所述透明基底的第一边缘的夹角呈锐角或钝角。
进一步地，所述沟槽部的槽口棱角为圆角，和/或，所述沟槽部的槽底棱角为圆角。
进一步地，在所述柱镜结构的延伸方向上，与所述沟槽部相邻的一所述台阶部的尺寸为0.5mm～2mm。
进一步地，在所述柱镜结构的排列方向上，与所述沟槽部相邻的一所述台阶部的尺寸大于或等于所述柱镜结构的直径的五分之一且小于所述柱镜结构的直径。
进一步地，所述沟槽部不具有底平面。
本实用新型实施例还提供了一种视景分离元件成型装置，包括：基材和涂布于所述基材上的第一胶层，所述第一胶层的表面具有通过模具轮压制成型的图案，其中，所述模具轮的圆周上设置有与上述视景分离元件的外形一致的光栅模具结构。
本实用新型实施例还提供了一种立体显示器，包括：液晶显示器和如上所述的视景分离元件。
进一步地，所述立体显示器的显示模式包括三维显示和二维显示。
本实用新型实施例提供的视景分离元件，在任意相邻两个柱镜结构之间设置有间隔结构，间隔结构的沟槽部至少位于显示功能区域，使得视景分离元件中各个柱镜结构相连接，不影响视景分离元件的显示功能，间隔结构的台阶部位于非显示功能区域，能够增加视景分离元件边缘的粘附力，使得在脱模视景分离元件的过程中，视景分离元件的边缘处不会出现剥落现象，进而也不会造成视景分离元件的边缘处尖端，相应的，在后续的摩擦配向制程中规避了涂覆有配向膜层的视景分离元件的边缘尖端钩挂摩擦布的布毛或其他条状纤维的情况，提高了视景分离元件上配向膜层的配向性能，从而提高了产品良率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的一种视景分离元件的示意图；
图2是图1沿A-A'的剖视图；
图3是图1沿B-B'的剖视图；
图4为图1沿C-C'的剖视图；
图5为图1沿D-D'的剖视图；
图6是本实用新型实施例提供的一种视景分离元件的示意图；
图7是图1沿B-B'的另一种剖视图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本实用新型实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本实用新型的技术方案，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参考图1所示，为本实用新型实施例提供的一种视景分离元件的示意图，图2是图1沿A-A'的剖视图，图3是图1沿B-B'的剖视图。本实施例提供的视景分离元件包括：透明基底10，透明基底10具有第一表面11，透明基底10的第一表面11具有平行排列的多个柱镜结构12、以及设置在任意相邻两个柱镜结构12之间的间隔结构13，间隔结构13具有沟槽部13a和台阶部13b，透明基底10还包括显示功能区域10a和位于显示功能区域10a外围的非显示功能区域10b，间隔结构13的沟槽部13a至少位于显示功能区域10a、以及间隔结构13的台阶部13b位于非显示功能区域10b。
本实施例中，视景分离元件可搭配液晶分子实现2D/3D可切换的立体显示。具体的，在视景分离元件上涂覆配向材料，再通过摩擦布进行摩擦配向制程，则视景分离元件上的配向膜表面通过摩擦布的布毛摩擦而被刷出一定方向排列的沟槽，相应的位于其上的液晶分子会因分子间作用力而达到定向效果。如果想要液晶分子依特定角度排列，则可利用摩擦布的摩擦方向在视景分离元件上的配向膜表面形成预定倾斜角度。基于此，将设置有配向膜的视景分离元件应用在立体显示器中，能够使立体显示器中位于视景分离元件上的一层液晶分子依特定方向排列，实现视景分离元件上液晶分子的配向。本实施例中，可选立体显示器为2D/3D可切换的立体显示装置。
现有技术中，视景分离元件在成型脱模时其边缘处基于瞬时受力影响，视景分离元件的边缘处的单个柱镜结构容易出现剥落现象，造成视景分离元件的边缘处尖端。而视景分离元件上的配向膜层的厚度通常都非常低，因此在后续的摩擦配向制程中涂覆有配向膜层的视景分离元件的边缘剥落处或尖端处容易钩挂摩擦布的布毛或其他条状纤维，引起配向膜层配向性能不良，进而造成产品不良。
为了解决该问题，本实施例的视景分离元件在任意相邻两个柱镜结构12之间设置有间隔结构13，间隔结构13具有沟槽部13a和台阶部13b，透明基底10还包括显示功能区域10a和位于显示功能区域10a外围的非显示功能区域10b，间隔结构13的沟槽部13a至少位于显示功能区域10a、以及间隔结构13的台阶部13b位于非显示功能区域10b。视景分离元件的显示功能区域10a是指视景分离元件中参与显示的功能区域，视景分离元件的非显示功能区域10b是视景分离元件中不参与显示的功能区域，在此视景分离元件的边缘位于非显示功能区域10b。
基于此，本实施例中位于显示功能区域10a的间隔结构13为沟槽部13a，使得视景分离元件中各个柱镜结构12相连接，不影响视景分离元件的显示功能。本实施例中位于非显示功能区域10b的间隔结构13为台阶部13b，避免视景分离元件的边缘出现尖端。
具体的，位于非显示功能区域10b的间隔结构13为台阶部13b时，台阶部13b相对于沟槽部13a，是相邻两个柱镜结构12之间中较浅的沟槽设计，能够增加视景分离元件边缘的粘附力，同时台阶部13b具有台阶平面，在压印成型脱模视景分离元件的过程中，视景分离元件的边缘处不会出现剥落现象，进而也不会造成视景分离元件的边缘处尖端。相应的，在后续的摩擦配向制程中涂覆有配向膜层的视景分离元件的边缘不会出现钩挂摩擦布的布毛或其他条状纤维，相对于现有技术，提高了视景分离元件上配向膜层的配向性能，从而提高了产品良率。
可选沟槽部13a不具有底平面。参考图4所示间隔结构的沟槽部13a为相邻两个柱镜结构12相邻接触而构成的不具有底平面的沟槽，如图5所示间隔结构13的台阶部13b具有台阶平面，可选图4为图1沿C-C'的剖视图，可选图5为图1沿D-D'的剖视图。
需要说明的是，本实用新型实施例中不具体限定透明基底的材料，任意一种能够制作视景分离元件的透明基底均落入本实用新型的保护范围；本实用新型实施例中也不具体限定透明基底的与第一表面相背的第二表面的外形结构，根据视景分离元件所应用的显示器的需求不同，相关从业人员可合理设计透明基底的第二表面的外形结构，在本实用新型中不进行具体限定；本实用新型实施例中也不具体限定柱镜结构倾斜角；本实用新型实施例中还可选间隔结构的沟槽部还部分延伸至非显示功能区域。
本实施例提供的视景分离元件，在任意相邻两个柱镜结构之间设置有间隔结构，间隔结构的沟槽部至少位于显示功能区域，使得视景分离元件中各个柱镜结构相连接，不影响视景分离元件的显示功能，间隔结构的台阶部位于非显示功能区域，能够增加视景分离元件边缘的粘附力，使得在脱模视景分离元件的过程中，视景分离元件的边缘处不会出现剥落现象，进而也不会造成视景分离元件的边缘处尖端，相应的，在后续的摩擦配向制程中规避了涂覆有配向膜层的视景分离元件的边缘尖端钩挂摩擦布的布毛或其他条状纤维的情况，提高了视景分离元件上配向膜层的配向性能，从而提高了产品良率。
参考图1所示，可选柱镜结构12为凸柱镜。视景分离元件的成型过程为：在视景分离元件成型装置中压印UV型胶水，对UV型胶水进行紫外线照射后预固化成型，最后脱膜后形成所需的视景分离元件。视景分离元件的柱镜结构为凸柱镜时，相邻两个柱镜结构之间具有沟槽，则视景分离元件成型后脱膜时，视景分离元件边缘处即脱膜起始端在瞬间受力影响下，视景分离元件边缘处的单个柱镜结构容易出现剥落peeling而造成尖端，从而在后续摩擦配向制程中，视景分离元件边缘的尖端处较易钩挂摩擦布布毛或其他条状纤维，引起产品不良，因此视景分离元件的柱镜结构为凸柱镜时更容易出现边缘处剥落的情况。基于此，本实用新型实施例中如图1～图5所示的间隔结构13尤其适用于视景分离元件的柱镜结构12为凸柱镜的情况。
本实用新型实施例中，相邻两个柱镜结构12之间的间隔结构13的台阶部高于间隔结构13的沟槽部，以及台阶部位于视景分离元件的边缘，能够增加视景分离元件边缘的粘附力，使得在脱模视景分离元件的过程中，视景分离元件的边缘处不会出现剥落现象。
参考图6所示，可选与柱镜结构12的中心轴O-O'相交的透明基底10的其中一侧边缘为透明基底10的第一边缘L-L'，以及柱镜结构12的中心轴O-O'与透明基底10的第一边缘L-L'的夹角θ呈锐角或钝角。其中，柱镜结构12的中心轴与柱镜结构12的延伸方向平行。在此将柱镜结构的中心轴和与其相交的一侧边缘之间的夹角(大于0°且小于180°)定义为视景分离元件的倾斜角，将倾斜角为90°的视景分离元件称为直排光栅。本实施例中柱镜结构12的中心轴O-O'与透明基底10的第一边缘L-L'的夹角θ呈锐角或钝角，此时视景分离元件并非直排光栅。
根据实际生产经验并结合理论可确认，在大于0°且小于90°的倾斜角范围内，视景分离元件的倾斜角越大，脱模视景分离元件时造成其边缘的尖端越明显，视景分离元件在后续摩擦配向制程中越容易发生钩挂摩擦布布毛的问题。基于此，本实用新型实施例中如图1～图6所示的间隔结构13尤其适用于视景分离元件的倾斜角为钝角或锐角的情况，解决了在大于0°且小于90°的倾斜角范围内脱模视景分离元件时造成其边缘的尖端明显的问题，规避了视景分离元件在后续摩擦配向制程中发生的尖端处钩挂摩擦布布毛的现象。
可选沟槽部的槽口棱角为圆角，和/或，沟槽部的槽底棱角为圆角。参考图7所示，可选沟槽部13a的槽口棱角为圆角，以及，沟槽部13a的槽底棱角为圆角。在其他实施例中还可选沟槽部的槽口棱角为圆角，或者，沟槽部的槽底棱角为圆角。图7是图1沿B-B'的另一种剖视图。
间隔结构的沟槽部13a的槽口棱角为圆角即间隔结构的台阶部13b的突出棱角为圆角，则间隔结构的台阶部13b的突出棱角平滑，在脱模过程中能够避免间隔结构的台阶部13b的突出棱角剥落或产生尖端，规避了视景分离元件在后续摩擦配向制程中发生的尖端处钩挂摩擦布布毛的现象。间隔结构的沟槽部13a的槽底棱角为圆角，则间隔结构的沟槽部13a的凹槽棱角平滑，在脱模过程中不会残留模具碎屑，能够提高视景分离元件在后续摩擦配向制程中的配向性能，进而提高产品良率。
参考图7所示，可选在柱镜结构12的延伸方向上，与沟槽部13a相邻的一台阶部13b的尺寸D1为0.5mm～2mm。柱镜结构12的延伸方向即是指柱镜结构12的长边的延伸方向。本实用新型实施例中可选台阶部13b的尺寸D1限定在0.5mm到2mm左右，具体可选0.5mm到1mm左右，如果视景分离元件制作精度较高，则该尺寸D1的范围可适当扩大到1mm到2mm。本领域技术人员可以理解，台阶部位于非显示功能区域，不同尺寸的显示器产品的非显示功能区域的尺寸不同，因此相关从业人员可根据产品所需合理设计台阶部的尺寸，在本实用新型中不限定为以上范围。
参考图2所示，可选在柱镜结构12的排列方向上，与沟槽部13a相邻的一台阶部13b的尺寸D2大于或等于柱镜结构12的直径d的五分之一且小于柱镜结构12的直径d。柱镜结构12的排列方向是指视景分离元件中多个柱镜结构12依次排列的方向，柱镜结构12的排列方向与柱镜结构12的延伸方向垂直。柱镜结构12的直径d是指柱镜结构12的圆弧所对应的圆的直径，可选台阶部13b的尺寸D2限定在d/5～d之间，如此台阶部13b的尺寸在脱模过程中能够避免突出棱角剥落或产生尖端。本领域技术人员可以理解，在本实用新型实施例中台阶部13b的尺寸D2必然大于0，但在柱镜结构12的直径非常小的情况下，台阶部13b的尺寸D2若过小，可能还会存在剥落或尖端现象，因此可选台阶部13b的尺寸D2限定在d/5～d之间，其他实施例中在保证不会产生剥落和尖端的情况下，台阶部13b的尺寸D2可小于d/5。
本实用新型实施例还提供了一种视景分离元件成型装置，该视景分离元件成型装置包括：基材和涂布于基材上的第一胶层，第一胶层的表面具有通过模具轮压制成型的图案，其中，模具轮的圆周上设置有与如上任意实施例所述的视景分离元件的外形一致的光栅模具结构。
本实施例中，模具轮的圆周上设置有与如上任意实施例所述的视景分离元件的外形一致的光栅模具结构，则模具轮压印基材上的第一胶层时，基材上的第一胶层表面可形成对应视景分离元件的图案，然后可剥离基材，则最终的第一胶层即为成型视景分离元件的模具即视景分离元件成型装置。通过该视景分离元件成型装置成型视景分离元件时，先在第一胶层的具有图案的一面涂布UV型胶水，再对UV型胶水进行紫外线照射后预固化成型，最后脱模第一胶层后，具有图案的UV型胶水层即为形成的视景分离元件。
本实施例中，视景分离元件成型装置中的第一胶层具有对应视景分离元件的间隔结构、以及间隔结构具有台阶和沟槽，故而成型的UV型胶水层的表面具有平行排列的多个柱镜结构、设置在任意相邻两个柱镜结构之间的间隔结构、以及间隔结构包括台阶部和凹槽部。
本实施例中，直接对成型视景分离元件的模具进行改进，从而能够直接形成具有如上任意实施例所述的间隔结构的视景分离元件，该模具的成本低廉且工序简单，提高了视景分离元件的良率和生产效率。
本实用新型实施例还提供了一种立体显示器，该立体显示器包括：液晶显示器和如上任意实施例所述的视景分离元件。在该视景分离元件上涂布配向材料，再对形成的配向膜层进行摩擦配向制程，将该具有配向功能的视景分离元件设置在液晶显示器上，再在视景分离元件的上方设置一层液晶层。基于上述结构的立体显示器可进行2D显示和3D显示的切换。需要说明的是，本实施例中立体显示器的视景分离元件的结构与现有技术不同，但视景分离元件所在位置及其功能与现有技术相同，在此不再具体赘述视景分离元件在立体显示器中的位置和其功能。
可选的，该立体显示器的显示模式包括三维显示和二维显示。本实施例中该立体显示器可用于进行三维显示，也可用于进行二维显示，还能够在三维显示和二维显示中切换。例如该立体显示器可选为裸眼3D显示器。
本实施例中，立体显示器的视景分离元件结构简单，制造工序简单，无需增加成本就能够有效解决现有视景分离元件的剥落处容易导致后续摩擦配向制程钩挂布毛的问题，提高了视景分离元件的良品率和生产效率。
注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。