裸眼3d顯示透鏡裝置、其制備方法以及裸眼3d顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種裸眼3D顯示透鏡裝置、其制備方法以及裸眼3D顯示裝置，裸眼3D顯示透鏡裝置包括依次設置的觸摸蓋板裝置、透鏡裝置、偏振裝置及顯示面板裝置，所述透鏡裝置的一面為平整面，所述透鏡裝置的另一面為柱狀透鏡陣列面。本發明的裸眼3D顯示透鏡裝置，偏振裝置直接設置在顯示面板裝置上，減小了整個裝置的厚度，縮短了其焦距，并且透鏡裝置直接設置在觸摸蓋板裝置上，減少了撕膜、清洗等工藝環節，簡化了整個裝置的制作工藝，適于規模化生產，解決了現有技術中的裸眼3D顯示裝置的厚度大，透鏡焦距大，手持觀看不方便，及制作工藝復雜的問題，具有進行推廣應用的價值。
【專利說明】
裸眼3D顯不透鏡裝置、其制備方法以及裸眼3D顯不裝置
技術領域
[0001]本發明涉及立體顯示裝置技術領域，尤其是涉及一種裸眼3D顯示透鏡裝置、其制備方法以及裸眼3D顯示裝置。
【背景技術】
[0002]裸眼3D顯示系統，即無需佩戴輔助式眼鏡，用裸眼即可獲得立體視覺的立體顯示系統，目前受到人們的廣泛關注。現有的比較成熟的兩種裸眼3D顯示技術分別是狹縫式和透鏡式。透鏡式是靠光的折射來進行分光，沒有光強損失，3D效果好，能夠兼容2D，且環保節能，因此被普遍采用。透鏡式的實現方式主要有液晶透鏡方式和雙折射透鏡方式。
[0003]液晶透鏡方式由于是靠設置復雜的電極，通過施加不同的電壓而使液晶分子產生不同的偏轉，從而形成透鏡效應，這種方式對應的制造工藝比較復雜，電壓精度控制要求較高，液晶層厚響應時間慢，目前還難以達到規模化生產的要求。
[0004]雙折射透鏡方式是通過偏光裝置來控制出射光的偏振方向，結合雙折射透鏡來實現2D/3D模式之間的切換。該方式采用的偏光裝置與現有的液晶工藝完全兼容，電極完全一致，電極設計簡單，容易實現局部3D的控制;采用的雙折射透鏡是通過在凹透鏡的凹槽內灌注液晶且流平固化的方式以獲得，加工精度高，工藝比較簡單，該方式是目前被普遍接受，能夠實現產業化的裸眼3D實現方式。
[0005]現有的雙折射透鏡方式由于增加了偏光裝置，顯示裝置整體的厚度大，透鏡的焦距大，從而3D觀看距離遠，現有的手持式裸眼3D顯示裝置，觀看距離基本在30-60cm，因此這種3D實現方式難以控制、保持3D觀看距離，無法滿足手持式裸眼3D顯示終端的實際使用要求，且增加了裸眼3D顯示裝置的整體重量，難以進行推廣。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種裸眼3D顯示透鏡裝置、其制備方法以及裸眼3D顯示裝置，以解決現有技術中存在的裸眼3D顯示裝置的厚度大，透鏡焦距大，不便手持觀看，及制作工藝復雜的問題。
[0007]為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案:
[0008]本發明提供的一種裸眼3D顯示透鏡裝置，包括依次設置的觸摸蓋板裝置、透鏡裝置、偏振裝置及顯示面板裝置，所述透鏡裝置的一面為平整面，所述透鏡裝置的另一面為柱狀透鏡陣列面。
[0009]進一步，所述透鏡裝置包括柱狀透鏡陣列及基板，所述柱狀透鏡陣列設置在所述基板上，所述柱狀透鏡陣列包括多個結構相同的柱狀透鏡單元。
[0010]進一步，所述透鏡裝置的柱狀透鏡陣列面表面設有第三取向膜，所述第三取向膜的摩擦方向與所述顯示面板裝置的出射光偏振方向垂直；
[0011]所述第三取向膜上設有第二液晶層；
[0012]所述第二液晶層上設有第四取向膜，所述第四取向膜的摩擦方向與所述第三取向膜的摩擦方向平行。
[0013]進一步，所述偏振裝置包括依次設置的第一電極、第一取向膜、第一液晶層、第二取向膜及第二電極。
[0014]進一步，所述第一電極設置在所述透鏡裝置的平整面上；
[0015]所述第一電極為條形電極組，定義基板裝置的長度方向為X方向、寬度方向為Y方向，所述條形電極組的多個條形電極平行于所述Y方向、沿所述X方向間隔設置；
[0016]所述第一取向膜設置在所述第一電極上，所述第一取向膜的摩擦方向與所述顯示面板裝置的出射光偏振方向垂直。
[0017]進一步，所述第二電極設置在所述顯示面板裝置上；
[0018]所述第二電極為條形電極組，所述條形電極組的多個條形電極平行于所述X方向、沿所述Y方向間隔設置；
[0019]所述第二取向膜設置在所述第二電極上，所述第二取向膜的摩擦方向與所述第一取向膜的摩擦方向垂直。
[0020]進一步，所述第一液晶層設置在所述第一取向膜與所述第二取向膜之間。
[0021]進一步，所述顯示面板裝置包括依次設置的上偏振片、第一顯示基板、第三液晶層、第二顯示基板及下偏振片;所述上偏振片的偏振方向與所述下偏振片的偏振方向垂直。
[0022]本發明還提供一種裸眼3D顯示透鏡裝置的制備方法，包括以下步驟:
[0023]步驟I，在所述顯示面板裝置的上偏振片上設置所述第二電極；
[0024]步驟2，在所述第二電極上制作所述第二取向膜；
[0025]步驟3，對所述第二取向膜進行摩擦；
[0026]步驟4，在所述透鏡裝置的平整面上設置所述第一電極；
[0027]步驟5，在所述第一電極上制作所述第一取向膜；
[0028]步驟6，對所述第一取向膜進行摩擦；
[0029]步驟7，在所述第一取向膜與所述第二取向膜之間制作所述第一液晶層，并進行密封處理；
[0030]步驟8，在所述透鏡裝置的柱狀透鏡陣列面上制作所述第三取向膜；
[0031]步驟9，對所述第三取向膜進行摩擦；
[0032]步驟10，在所述觸摸蓋板裝置上制作所述第四取向膜；
[0033]步驟11，對所述第四取向膜進行摩擦；
[0034]步驟12，在所述第三取向膜與所述第四取向膜之間制作所述第二液晶層，在高溫條件下流平配向，并通過紫外光照射進行固化。
[0035]本發明還提供一種裸眼3D顯示裝置，包括前述的裸眼3D顯示透鏡裝置。
[0036]本發明提供的一種裸眼3D顯示透鏡裝置、其制備方法以及裸眼3D顯示裝置，裸眼3D顯示透鏡裝置的透鏡裝置的一面為平整面，透鏡裝置的另一面為柱狀透鏡陣列面，偏振裝置直接設置在顯示面板裝置上，減小了整個裸眼3D顯示透鏡裝置的厚度，縮短了裸眼3D顯示透鏡裝置的焦距，并且，透鏡裝置直接設置在觸摸蓋板裝置上，減少了撕膜、清洗等工藝環節，簡化了整個裝置的制作工藝流程，適于工業規模化生產;裸眼3D顯示裝置應用裸眼3D顯示透鏡裝置，裸眼3D顯示裝置整體的厚度尺寸小，顯示焦距短，且重量輕，適合手持觀看，適于進行推廣應用。
【附圖說明】
[0037]為了更清楚地說明本發明【具體實施方式】或現有技術中的技術方案，下面將對【具體實施方式】或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0038]圖1為本發明實施例一提供的裸眼3D顯示透鏡裝置的結構示意圖；
[0039]圖2為本發明實施例一提供的顯示面板裝置的結構示意圖；
[0040]圖3為本發明實施例二提供的裸眼3D顯示透鏡裝置的結構示意圖；
[0041 ]圖4為本發明實施例三提供的裸眼3D顯示透鏡裝置的結構示意圖。
[0042]附圖標記:
[0043]10-顯示面板裝置；20-偏振裝置；30-透鏡裝置；
[0044]
[0045]40-觸摸蓋板裝置；101-第一顯示基板；102-第二顯示基板；
[0046]
[0047]103-上偏振片；104-下偏振片；105-第三液晶層；
[0048]201-第二電極；202-第一電極；203-第二取向膜；
[0049]204-第一取向膜；205-第一液晶層；301-基板；
[0050]302-柱狀透鏡陣列；303-第三取向膜；304-第二液晶層；
[0051]
[0052]305-第四取向膜。
【具體實施方式】
[0053]下面將結合附圖對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0054]在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0055]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0056]實施例一:
[0057]在本實施例的可選方案中，如圖1所示，本實施例提供的一種裸眼3D顯示透鏡裝置，包括依次設置的觸摸蓋板裝置40、透鏡裝置30、偏振裝置20及顯示面板裝置10，透鏡裝置30的一面為平整面，透鏡裝置30的另一面為柱狀透鏡陣列面。目前的裸眼3D顯示裝置采用的雙折射透鏡方式，由于增加了偏光裝置，顯示裝置整體的厚度大，透鏡的焦距大，3D觀看距離較遠，觀看距離通常在30-60cm，難以保持3D觀看距離，使用不便。在本實施例中，偏振裝置20直接設置在顯示面板裝置10上，減小了整個裸眼3D顯示透鏡裝置的厚度，縮短了裸眼3D顯示透鏡裝置的焦距，并且，透鏡裝置30直接設置在觸摸蓋板裝置40上，減少了撕膜、清洗等工藝環節，簡化了整個裝置的制作工藝流程，適于工業規模化生產;觸摸蓋板裝置40為現有技術，非本發明的發明點，不再贅述。
[0058]在本實施例的可選方案中，進一步地，透鏡裝置30的柱狀透鏡陣列面表面設有第三取向膜303，第三取向膜303的摩擦方向與顯示面板裝置10的出射光偏振方向垂直;第三取向膜303上設有第二液晶層304;第二液晶層304上設有第四取向膜305，第四取向膜305的摩擦方向與第三取向膜303的摩擦方向平行。在本實施例中，第二液晶層304為正性液晶材料(S卩:Λε = ε //-ε丄>0，式中“ε //”為分子長軸方向的介電系數，“ε丄”為分子短軸方向的介電系數)；第二液晶層304還為紫外固化材料，即用紫外光照射固化后，在常溫下呈固態。
[0059]在本實施例的可選方案中，進一步地，偏振裝置20包括依次設置的第一電極202、第一取向膜204、第一液晶層205、第二取向膜203及第二電極201。
[0060]在本實施例的可選方案中，進一步地，第一電極202設置在透鏡裝置30的平整面上;第一電極202為條形電極組，定義基板裝置的長度方向為X方向、寬度方向為Y方向，條形電極組的多個條形電極平行于Y方向、沿X方向間隔設置;第一取向膜204設置在第一電極202上，第一取向膜204的摩擦方向與顯示面板裝置10的出射光偏振方向垂直。
[0061]在本實施例的可選方案中，進一步地，第二電極201設置在顯示面板裝置10上；第二電極201為條形電極組，條形電極組的多個條形電極平行于X方向、沿Y方向間隔設置;第二取向膜203設置在第二電極201上，第二取向膜203的摩擦方向與第一取向膜204的摩擦方向垂直。
[0062]在本實施例的可選方案中，進一步地，第一液晶層205設置在第一取向膜204與第二取向膜203之間。在本實施例中，第一液晶層205為左旋或右旋扭曲向列型液晶材料。
[0063]在本實施例的可選方案中，如圖2所示，進一步地，顯示面板裝置10包括依次設置的上偏振片103、第一顯示基板101、第三液晶層105、第二顯示基板102及下偏振片104;上偏振片103的偏振方向與下偏振片104的偏振方向垂直。
[0064]在本實施例還提供一種裸眼3D顯示透鏡裝置的制備方法，包括以下步驟:
[0065]步驟I，在顯示面板裝置10的上偏振片103上設置第二電極201;
[0066]步驟2，在第二電極201上制作第二取向膜203，直接在上偏振片103上制作第二電極201及第二取向膜203，減少了一片玻璃板的厚度，進而減小了整個裸眼3D顯示透鏡裝置的厚度；
[0067]步驟3，對第二取向膜203進行摩擦；
[0068]步驟4，在透鏡裝置30的平整面上設置第一電極202;
[0069]步驟5，在第一電極202上制作第一取向膜204;
[0070]步驟6，對第一取向膜204進行摩擦；
[0071]步驟7，在第一取向膜204與第二取向膜203之間制作第一液晶層205，并通過密封膠進行密封處理；
[0072]步驟8，在透鏡裝置30的柱狀透鏡陣列面上制作第三取向膜303;
[0073]步驟9，對第三取向膜303進行摩擦；
[0074]步驟1，在觸摸蓋板裝置40上制作第四取向膜305;
[0075]步驟11，對第四取向膜305進行摩擦；
[0076]步驟12，在第三取向膜303與第四取向膜305之間制作第二液晶層304，加熱使第二液晶層304的液晶分子流平配向，按摩擦方向排列，并通過紫外光照射進行固化;在觸摸蓋板裝置40上直接制作透鏡裝置30，減少了撕膜、清洗等環節，簡化了整個裸眼3D顯示透鏡裝置的制作工藝流程。
[0077]其中，第二電極201與第一電極202，是通過沉淀ITO膜、涂光刻膠、曝光、顯影及蝕刻等步驟形成的電極圖形。
[0078]第一取向膜204、第二取向膜203、第三取向膜303及第四取向膜305，是通過輥筒涂布的方式將有機高分子配向材料涂布在基板上形成的一層均勻的取向膜，涂布之后進行熱固化處理。
[0079]步驟3、步驟6、步驟9及步驟11中對取向膜的摩擦，是通過絨布類材料以設定的方向摩擦取向膜表面，以使在裝置使用時液晶分子能夠沿著取向膜的摩擦方向排列，保證液晶分子排列的一致性。其中，第一取向膜204、第三取向膜303及第四取向膜305的摩擦方向均垂直于顯示面板裝置10的出射光偏振方向，第二取向膜203的摩擦方向平行于顯示面板裝置10的出射光偏振方向。
[0080]步驟12中高溫流平配向的溫度為80°C、時間為20分鐘，紫外光固化的時間為10分鐘。
[0081]實施例二:
[0082]在本實施例的可選方案中，如圖3所示，本實施例提供的一種裸眼3D顯示透鏡裝置，包括依次設置的觸摸蓋板裝置40、透鏡裝置30、偏振裝置20及顯示面板裝置10，透鏡裝置30的一面為平整面，透鏡裝置30的另一面為柱狀透鏡陣列面。
[0083]在本實施例的可選方案中，進一步地，透鏡裝置30包括柱狀透鏡陣列302及基板301，柱狀透鏡陣列302設置在基板301上，柱狀透鏡陣列302包括多個結構相同的柱狀透鏡單元。
[0084]在本實施例的可選方案中，進一步地，柱狀透鏡陣列302的平整面相對偏振裝置20設置，柱狀透鏡陣列302的光柵面相對觸摸蓋板裝置40設置。
[0085]在本實施例的可選方案中，進一步地，柱狀透鏡陣列302的光柵面上設有第二液晶層304;第二液晶層304上設有第三取向膜303，第三取向膜303的摩擦方向與顯示面板裝置1的出射光偏振方向垂直。
[0086]在本實施例的可選方案中，進一步地，其他設置同實施例一。
[0087]在本實施例還提供一種裸眼3D顯示透鏡裝置的制備方法，區別于實施例一:
[0088]步驟4，在基板301上設置第一電極202;
[0089]步驟8，對柱狀透鏡陣列302的光柵面進行摩擦；
[0090]步驟9，在觸摸蓋板裝置40上制作第三取向膜303;
[0091]步驟10，對第三取向膜303進行摩擦；
[0092]步驟11，在柱狀透鏡陣列302與第三取向膜303之間制作第二液晶層304，加熱使第二液晶層304的液晶分子流平配向，按摩擦方向排列，并通過紫外光照射進行固化。
[0093]實施例三:
[0094]在本實施例的可選方案中，如圖4所示，進一步地，柱狀透鏡陣列302的平整面相對觸摸蓋板裝置40設置，柱狀透鏡陣列302的光柵面相對偏振裝置20設置。
[0095]在本實施例的可選方案中，進一步地，其他設置同實施例二。
[0096]在本實施例還提供一種裸眼3D顯示透鏡裝置的制備方法，區別于實施例二:
[0097]步驟9，在基板301上制作第三取向膜303。
[0098]實施例四:
[0099]在本實施例的可選方案中，本實施例提供的一種裸眼3D顯示裝置，包括實施例一、實施例二或實施例三所述的裸眼3D顯示透鏡裝置。
[0100]本裸眼3D顯示裝置采用的是雙折射透鏡方式，通過偏振裝置20來控制出射光的偏振方向，結合透鏡裝置30來實現2D/3D模式之間的切換。本裸眼3D顯示裝置的厚度尺寸小，顯示焦距短，且重量輕，適于手持使用。
[0101]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍。
【主權項】
1.一種裸眼3D顯示透鏡裝置，其特征在于，包括依次設置的觸摸蓋板裝置(40)、透鏡裝置(30)、偏振裝置(20)及顯示面板裝置(10)，所述透鏡裝置(30)的一面為平整面，所述透鏡裝置(30)的另一面為柱狀透鏡陣列面。2.根據權利要求1所述的裸眼3D顯示透鏡裝置，其特征在于，所述透鏡裝置(30)包括柱狀透鏡陣列(302)及基板(301)，所述柱狀透鏡陣列(302)設置在所述基板(301)上，所述柱狀透鏡陣列(302)包括多個結構相同的柱狀透鏡單元。3.根據權利要求1所述的裸眼3D顯示透鏡裝置，其特征在于，所述透鏡裝置(30)的柱狀透鏡陣列面表面設有第三取向膜(303)，所述第三取向膜(303)的摩擦方向與所述顯示面板裝置(10)的出射光偏振方向垂直； 所述第三取向膜(303)上設有第二液晶層(304); 所述第二液晶層(304)上設有第四取向膜(305)，所述第四取向膜(305)的摩擦方向與所述第三取向膜(303)的摩擦方向平行。4.根據權利要求1所述的裸眼3D顯示透鏡裝置，其特征在于，所述偏振裝置(20)包括依次設置的第一電極(202)、第一取向膜(204)、第一液晶層(205)、第二取向膜(203)及第二電極(201)。5.根據權利要求4所述的裸眼3D顯示透鏡裝置，其特征在于，所述第一電極(202)設置在所述透鏡裝置(30)的平整面上； 所述第一電極(202)為條形電極組，定義基板裝置的長度方向為X方向、寬度方向為Y方向，所述條形電極組的多個條形電極平行于所述Y方向、沿所述X方向間隔設置； 所述第一取向膜(204)設置在所述第一電極(202)上，所述第一取向膜(204)的摩擦方向與所述顯示面板裝置(10)的出射光偏振方向垂直。6.根據權利要求5所述的裸眼3D顯示透鏡裝置，其特征在于，所述第二電極(201)設置在所述顯示面板裝置(10)上； 所述第二電極(201)為條形電極組，所述條形電極組的多個條形電極平行于所述X方向、沿所述Y方向間隔設置； 所述第二取向膜(203)設置在所述第二電極(201)上，所述第二取向膜(203)的摩擦方向與所述第一取向膜(204)的摩擦方向垂直。7.根據權利要求6所述的裸眼3D顯示透鏡裝置，其特征在于，所述第一液晶層(205)設置在所述第一取向膜(204)與所述第二取向膜(203)之間。8.根據權利要求1所述的裸眼3D顯示透鏡裝置，其特征在于，所述顯示面板裝置(10)包括依次設置的上偏振片(103)、第一顯示基板(101)、第三液晶層(105)、第二顯示基板(102)及下偏振片(104);所述上偏振片(103)的偏振方向與所述下偏振片(104)的偏振方向垂直。9.一種根據權利要求1至8任一項所述的裸眼3D顯示透鏡裝置的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: SI，在所述顯示面板裝置(10)的上偏振片(103)上設置所述第二電極(201); S2，在所述第二電極(201)上制作所述第二取向膜(203); S3，對所述第二取向膜(203)進行摩擦； S4，在所述透鏡裝置(30)的平整面上設置所述第一電極(202); S5，在所述第一電極(202)上制作所述第一取向膜(204); S6，對所述第一取向膜(204)進行摩擦； S7，在所述第一取向膜(204)與所述第二取向膜(203)之間制作所述第一液晶層(205)，并進行密封處理； S8，在所述透鏡裝置(30)的柱狀透鏡陣列面上制作所述第三取向膜(303); S9，對所述第三取向膜(303)進行摩擦； S10，在所述觸摸蓋板裝置(40)上制作所述第四取向膜(305); Sll，對所述第四取向膜(305)進行摩擦； S12，在所述第三取向膜(303)與所述第四取向膜(305)之間制作所述第二液晶層(304)，在高溫條件下流平配向，并通過紫外光照射進行固化。10.—種裸眼3D顯示裝置，其特征在于，包括權利要求1至8任一項所述的裸眼3D顯示透鏡裝置。
【文檔編號】G02B27/22GK105974598SQ201610557148
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年7月13日
【發明人】張春光, 顧開宇, 李應樵
【申請人】寧波萬維顯示科技有限公司