[发明专利]微结构光相位膜及柱状透镜

说明书

技术领域

本发明涉及一种一体成形微结构光相位膜与其制作方法，尤其涉及一种应用于2D/3D影像切换的微结构光相位膜及柱状透镜。

背景技术

立体显示技术则被视为显示技术的新世代产品标的，从消费者的观点来看，虽然戴眼镜式立体显示的硬件技术已经发展的很成熟且能满足多人共同观看的需求，不过观看时必须配戴特殊眼镜仍旧是个相当大的障碍，各家厂商于是投入不需要配戴特殊眼镜的裸视3D立体显示技术研发。因此裸眼式立体显示技术是未来主要发展驱势。事实上，裸眼式立体显示技术目前已发展到可以让多人同时观赏的多视域(multi-view)显示技术。

但是裸眼式多视域立体显示器在文字部份可能模糊不清并造成阅读的问题，在硬件技术上需要开发一个可以自动侦测文字及影像内容及其显示区域范围，于影像的部份以3D立体模式显示，文字等说明的部份则仍然以传统2D模式显示于屏幕，同时可以进行动态、局部显示区域2D/3D模式切换的立体显示器系统。

以光学控制技术来看平面电视可切换式影像立体化的技术，主要有如图1a所示的视差光栅(barrier)技术以及如图1b所示的柱状透镜(lenticular lens)技术两大主流。其基本原理是将显示的画面分为给右眼看的像素111与给左眼看的像素112；以视差光栅技术而言是利用视差光栅120使右眼101看不到给左眼102的像素111，而左眼102看不到给右眼101的像素112，因此两眼101、102看到不同光相位的影像，使得大脑可以组成立体影像。而以柱状透镜技术而言，是利用柱状透镜130的折射，分别将给右眼101的像素112与给左眼102的像素111送至右眼101与左眼102。以目前技术水准而言，柱状透镜图的亮度表现比较好，然而制程稳定性以及技术成熟度不及视差光栅，因此视差光栅技术比较有成本优势。然上述的两种技术均是固定呈现3D立体影像的方法，而无法做动态的2D/3D影像的切换。

图2a及2b所示为可做动态2D/3D影像切换的先前技术，该技术有一切换液晶层220，可由经由施加于其上下的偏极膜210的偏极电压改变光的偏极相位角度；有一液晶层240亦可经由电压控制改变其折射率；另有一透镜层250具有一固定折射率n。如图2a所示，先施加偏极电压(Va)271于切换液晶层220上下的偏极膜210时，液晶分子改变排列方向，使0度偏极光280经过像素201入射进切换液晶层220后，成为90度偏极光281，此时液晶层240的折射率被控制为N，与透镜层250的折射率n不同，所以光会改变前进的方向，而具有柱状透镜的效果，此即为3D模式。又如图2b所示，先施加偏极电压(Vb)272于切换液晶层220上下的偏极膜210后，液晶分子再度改变排列方向，使一0度偏极光280经过像素201入射进切换液晶层220后仍是0度偏极光280，但此时液晶层240的折射率被控制为n，与透镜层250的折射率n相同，因此不会改变前进的方向，此时即为2D模式。

但此先前技有诸多缺点，如液晶层240与透镜层250必须制作在一玻璃基板230上，最上一层又需一玻璃基板260，且液晶层240仍需以电压或其它方式控制以改变其折射率使之与透镜层250配合以达2D/3D切换的功能。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种微结构光相位膜与微结构相位柱状透镜。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种微结构光相位膜包括：一光相位膜基底，具有一厚度，从正上方俯视为一矩形形状，具有两个等长的横向边与两个等长的纵向边；一圆凹柱状表面，位于光相位膜基底之上；其中圆凹柱状表面具有至少两个平行的圆凹柱，以一固定间距重复排列，圆凹柱的最高点与其开始往上突起的点呈一圆柱高度，且圆凹柱的轴向与光相位膜的材料分子的排列相位成一夹角。

所述光相位膜的材料为可透光的材料，包括聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚乙烯醇(PVA)、乙烯对苯二甲酸酯(PET)、聚乙烯(PE)、三醋酸纤维素(Tri-acetyl cellulose··TAC)、醋酸丙酸纤维素(Cellulose Acetate Propionate··CAP)。基底厚度50μm～150μm，圆凹柱的固定间距为120μm～450μm，较佳为150μm～200μm，圆凹柱的圆柱高度为10μm～180μm。改变光相位膜的折射率的因素包括：圆凹柱轴向与光相位膜材料分子排列相位的夹角、圆凹柱的圆柱高度、圆凹柱的固定间距、或一入射光的偏极角度。