專利名稱：微結(jié)構(gòu)光相位膜及柱狀透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種一體成形微結(jié)構(gòu)光相位膜與其制作方法，尤其涉及一種應(yīng)用于2D/3D影像切換的微結(jié)構(gòu)光相位膜及柱狀透鏡。
背景技術(shù)：
立體顯示技術(shù)則被視為顯示技術(shù)的新世代產(chǎn)品標(biāo)的，從消費者的觀點來看，雖然戴眼鏡式立體顯示的硬件技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的很成熟且能滿足多人共同觀看的需求，不過觀看時必須配戴特殊眼鏡仍舊是個相當(dāng)大的障礙，各家廠商于是投入不需要配戴特殊眼鏡的裸視3D立體顯示技術(shù)研發(fā)。因此裸眼式立體顯示技術(shù)是未來主要發(fā)展驅(qū)勢。事實上，裸眼式立體顯示技術(shù)目前已發(fā)展到可以讓多人同時觀賞的多視域(multi-view)顯示技術(shù)。但是裸眼式多視域立體顯示器在文字部份可能模糊不清并造成閱讀的問題，在硬件技術(shù)上需要開發(fā)一個可以自動偵測文字及影像內(nèi)容及其顯示區(qū)域范圍，于影像的部份以3D立體模式顯示，文字等說明的部份則仍然以傳統(tǒng)2D模式顯示于屏幕，同時可以進行動態(tài)、局部顯示區(qū)域2D/3D模式切換的立體顯示器系統(tǒng)。以光學(xué)控制技術(shù)來看平面電視可切換式影像立體化的技術(shù)，主要有如圖Ia所示的視差光柵(barrier)技術(shù)以及如圖Ib所示的柱狀透鏡(lenticular lens)技術(shù)兩大主流。其基本原理是將顯示的畫面分為給右眼看的像素111與給左眼看的像素112 ;以視差光柵技術(shù)而言是利用視差光柵120使右眼101看不到給左眼102的像素111，而左眼102看不到給右眼101的像素112，因此兩眼101、102看到不同光相位的影像，使得大腦可以組成立體影像。而以柱狀透鏡技術(shù)而言，是利用柱狀透鏡130的折射，分別將給右眼101的像素112與給左眼102的像素111送至右眼101與左眼102。以目前技術(shù)水準(zhǔn)而言，柱狀透鏡圖的亮度表現(xiàn)比較好，然而制程穩(wěn)定性以及技術(shù)成熟度不及視差光柵，因此視差光柵技術(shù)比較有成本優(yōu)勢。然上述的兩種技術(shù)均是固定呈現(xiàn)3D立體影像的方法，而無法做動態(tài)的2D/3D影像的切換。圖2a及2b所示為可做動態(tài)2D/3D影像切換的先前技術(shù)，該技術(shù)有一切換液晶層220,可由經(jīng)由施加于其上下的偏極膜210的偏極電壓改變光的偏極相位角度；有一液晶層240亦可經(jīng)由電壓控制改變其折射率；另有一透鏡層250具有一固定折射率n。如圖2a所示，先施加偏極電壓(Va) 271于切換液晶層220上下的偏極膜210時，液晶分子改變排列方向，使0度偏極光280經(jīng)過像素201入射進切換液晶層220后，成為90度偏極光281，此時液晶層240的折射率被控制為N，與透鏡層250的折射率n不同，所以光會改變前進的方向，而具有柱狀透鏡的效果，此即為3D模式。又如圖2b所示，先施加偏極電壓(Vb)272于切換液晶層220上下的偏極膜210后，液晶分子再度改變排列方向，使一 0度偏極光280經(jīng)過像素201入射進切換液晶層220后仍是0度偏極光280，但此時液晶層240的折射率被控制為n,與透鏡層250的折射率n相同，因此不會改變前進的方向，此時即為2D模式。
但此先前技有諸多缺點，如液晶層240與透鏡層250必須制作在一玻璃基板230上，最上一層又需一玻璃基板260，且液晶層240仍需以電壓或其它方式控制以改變其折射率使之與透鏡層250配合以達2D/3D切換的功能。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種微結(jié)構(gòu)光相位膜與微結(jié)構(gòu)相位柱狀透鏡。為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案—種微結(jié)構(gòu)光相位膜包括一光相位膜基底，具有一厚度，從正上方俯視為一矩形形狀，具有兩個等長的橫向邊與兩個等長的縱向邊；一圓凹柱狀表面，位于光相位膜基底之上；其中圓凹柱狀表面具有至少兩個平行的圓凹柱，以一固定間距重復(fù)排列，圓凹柱的最高點與其開始往上突起的點呈一圓柱高度，且圓凹柱的軸向與光相位膜的材料分子的排列相位成一夾角。
所述光相位膜的材料為可透光的材料，包括聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯醇(PVA)、乙烯對苯二甲酸酯(PET)、聚乙烯(PE)、三醋酸纖維素(Tri-acetylcellulose TAC)、醋酸丙酸纖維素(Cellulose Acetate Propionate CAP)?；缀穸?0 ii m 150 u m,圓凹柱的固定間距為120 y m 450 u m,較佳為150 y m 200 y m,圓凹柱的圓柱高度為10 ii m 180 ii m。改變光相位膜的折射率的因素包括圓凹柱軸向與光相位膜材料分子排列相位的夾角、圓凹柱的圓柱高度、圓凹柱的固定間距、或一入射光的偏極 角度。一種微結(jié)構(gòu)相位柱狀透鏡，包括配置一具有折射率n的透鏡層在如上所述的光相位膜的圓凹柱狀表面之上；當(dāng)具一偏極角度的一入射光自光相位膜基底的一平面底面射入，穿透光相位膜與透鏡層。當(dāng)入射光的偏極角度為第一角度時，該光相位膜的折射率為N，而當(dāng)入射光的偏極角度為第二角度時，該光相位膜的折射率為n ;且n不等于N。在一實施例中該第一角度時包括0度或180度，該第二角度包括90度或270度。在另一實施例中，該第一角度時包括90度或270度，該第二角度包括0度或180度。


本發(fā)明可藉由說明書中的若干較佳實施例及詳細敘述與后附圖式而得以了解。圖式中相同的組件符號系指本發(fā)明中的同一組件。然而，應(yīng)理解者為，本發(fā)明的所有較佳實施例系僅用以說明而非用以限制權(quán)利要求，其中圖Ia為現(xiàn)有視差光柵技術(shù)的影像立體化原理示意圖。圖Ib為柱狀透鏡技術(shù)的影像立體化原理示意圖。圖2a為現(xiàn)有3D模式成像過程示意圖。圖2b為現(xiàn)有2D模式成像過程示意圖。圖3a為本發(fā)明微結(jié)構(gòu)光相位膜的剖面圖。圖3b為光相位膜的平面底面的俯視圖。圖3c為本發(fā)明微結(jié)構(gòu)相位柱狀透鏡結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為說明本發(fā)明的光相位膜折射率變化的原理圖。圖5a為本發(fā)明3D模式成像過程示意圖。圖5b為本發(fā)明2D模式成像過程示意圖。
權(quán)利要求
1.一種微結(jié)構(gòu)光相位膜，該光相位膜為一體成形，其特征在于，包括 一光相位膜基底，具有一厚度，從正上方俯視為一矩形形狀，具有兩個等長的橫向邊與兩個等長的縱向邊；以及 一圓凹柱狀表面，位于光相位膜基底之上；其中圓凹柱狀表面具有至少兩個平行的圓凹柱以一固定間距重復(fù)排列，圓凹柱的最高點與其開始往上突起的點呈一圓柱高度，且圓凹柱的軸向與光相位膜的材料分子的排列相位成一夾角。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微結(jié)構(gòu)光相位膜，其特征在于，改變光相位膜折射率的因素包括夾角、圓凹柱的圓柱高度、圓凹柱的固定間距、或一入射光的偏極角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微結(jié)構(gòu)光相位膜，其特征在于，所述固定間距為120 450 u m0
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微結(jié)構(gòu)光相位膜，其特征在于，所述固定間距為150 200 u m。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微結(jié)構(gòu)光相位膜，其特征在于，所述圓柱高度為10y m 180 u m0
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微結(jié)構(gòu)光相位膜，其特征在于，所述光相位膜基底厚度為50 u m 150 u m0
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的微結(jié)構(gòu)光相位膜，其特征在于，所述光相位膜的材料為可透光的材料，包括聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯醇、乙烯對苯二甲酸酯、聚乙烯、三醋酸纖維素、醋酸丙酸纖維素。
8.一種微結(jié)構(gòu)相位柱狀透鏡，其特征在于，包括配置一具有折射率n的透鏡層在如權(quán)利要求I所述的光相位膜的圓凹柱狀表面上；具一偏極角度的一入射光自光相位膜基底的一平面底面射入，穿透光相位膜與透鏡層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微結(jié)構(gòu)相位柱狀透鏡，其特征在于，當(dāng)入射光的偏極角度為第一角度時，光相位膜的折射率為N ;當(dāng)入射光的偏極角度為第二角度時，光相位膜的折射率為n ;且n不等于N。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微結(jié)構(gòu)相位柱狀透鏡，其特征在于，所述第一角度包括0度或180度，第二角度包括90度或270度。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的微結(jié)構(gòu)相位柱狀透鏡，其特征在于，所述第一角度包括90度或270度，第二角度包括0度或180度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微結(jié)構(gòu)光相位膜及微結(jié)構(gòu)柱狀透鏡，該光相位膜為一體成形，在結(jié)構(gòu)上包括一相位膜基底，一圓凹柱狀表面位于相位膜基底之上。圓凹柱狀表面具有至少兩個圓凹柱以一固定間距重復(fù)排列，且圓凹柱具有相同的圓柱高度。以一透鏡層覆蓋于光相位膜而形成一微結(jié)構(gòu)柱狀透鏡，因入射光的偏極角度不同使光相位膜具有雙折射率效果，而達成2D/3D影像切換的目的。
文檔編號G02B5/30GK102654596SQ201110448370
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月3日
發(fā)明者吳榮聰 申請人:銀?？萍脊煞萦邢薰?br>