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立體顯示裝置的加工方法和加工形成的立體顯示裝置與流程

文檔序號(hào):12120684閱讀:189來源:國知局
立體顯示裝置的加工方法和加工形成的立體顯示裝置與流程

本發(fā)明涉及立體顯示領(lǐng)域,具體而言,涉及立體顯示裝置的加工方法和加工形成的立體顯示裝置。



背景技術(shù):

立體顯示裝置也稱3D顯示裝置,依據(jù)顯示原理的不同,可分為眼鏡式和裸眼式兩大類。目前,3D顯示技術(shù)的研究已取得十分豐碩的成果,從各種手執(zhí)式觀測(cè)器、3D立體眼鏡、頭盔顯示器,到現(xiàn)在不需要使用眼鏡的裸眼3D立體顯示裝置,如柱透鏡式(lenticular)立體顯示裝置、視差屏障式(barrier)立體顯示裝置(液晶狹縫、固定狹縫)、液晶透鏡立體顯示裝置、雙折射液晶透鏡立體顯示裝置等已經(jīng)出現(xiàn)了很多較為成熟的技術(shù)。

就裸眼3D立體顯示裝置的技術(shù)難度和適應(yīng)性而言,該技術(shù)一般是應(yīng)用在各類大尺寸廣告機(jī)領(lǐng)域。該種技術(shù)因成本低廉制作難度較低或者應(yīng)用場(chǎng)景需要等因素,在大尺寸廣告機(jī)領(lǐng)域更多使用的是柱透鏡式立體顯示裝置。這一類立體顯示裝置通常只是針對(duì)3D顯示的情況進(jìn)行設(shè)計(jì)的,一般情況下并不需要進(jìn)行2D影像的顯示。與大尺寸廣告機(jī)相反的,應(yīng)用于個(gè)人消費(fèi)品領(lǐng)域的立體顯示裝置如3D手機(jī)、3D平板、3D顯示器或者一體機(jī)等,在實(shí)現(xiàn)所需的3D功能的同時(shí),需要兼顧2D顯示效果(主要是用戶不僅需要其進(jìn)行3D影像的顯示,還需要其進(jìn)行2D影像的顯示),如這種3D顯示裝置在進(jìn)行2D影像顯示的時(shí)候,影像的分辨率、亮度等主要性能參數(shù),和3D影像顯示時(shí)相比,不能有明顯的降低。因此,能夠進(jìn)行2D/3D無差別自由切換的立體顯示裝置,如液晶狹縫、液晶透鏡、雙折射液晶透鏡等光電轉(zhuǎn)換器件更受到用戶的青睞。在部分應(yīng)用場(chǎng)合,當(dāng)2D顯示屏的分辨率較高時(shí),使用直排無棱光柵即使?fàn)奚欢ǖ?D分辨率,依然在人眼可以接受的范圍內(nèi),但成本卻可以顯著降低,尤其是直排的無棱光柵,相比固定狹縫更有亮度的優(yōu)勢(shì),因此直排的無棱光柵在個(gè)人消費(fèi)品領(lǐng)域有更為廣泛的應(yīng)用。

如圖1所示,示出了一種常見的無棱光柵立體顯示裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。該立體顯示裝置100包含三個(gè)主要部分,分別是背光單元110,2D顯示屏單元120與3D分光器件單元140。加工該裝置時(shí),通常采用全貼合的方式進(jìn)行,其中,3D分光器件單元140與2D顯示屏單元120貼合的精度要求非常高。通常,二者的對(duì)位精度一般需要控制在幾微米以內(nèi),否則將導(dǎo)致串?dāng)_增加或者反視等嚴(yán)重問題,進(jìn)而影響3D顯示效果。

一般的設(shè)備無法滿足上述精度要求,因此,實(shí)際加工的時(shí)候,一般以人工作業(yè)為主,但采用人工作業(yè)的方式降低了生產(chǎn)效率。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的在于提供立體顯示裝置的加工方法,以提高制作出的立體顯示裝置的精度。

第一方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了立體顯示裝置的加工方法,包括:

在彩色濾光片層的第一側(cè)面上設(shè)置黑色矩陣;

在彩色濾光片層與第一側(cè)面相對(duì)立的第二側(cè)面上涂布高折射率光學(xué)膠,以形成高折射率光學(xué)膠層;

以黑色矩陣為參照,使用預(yù)先獲取的模具對(duì)高折射率光學(xué)膠層進(jìn)行擠壓處理,并對(duì)高折射率光學(xué)膠層進(jìn)行紫外固化,以使高折射率光學(xué)膠層遠(yuǎn)離彩色濾光片層的一側(cè)表面形成多個(gè)長條形高折射率光學(xué)膠柱;其中,多個(gè)高折射率光學(xué)膠柱之間兩兩平行,且垂直于高折射率光學(xué)膠柱的長度方向的截面為梯形或圓缺狀;

在高折射率光學(xué)膠層遠(yuǎn)離彩色濾光片層的一側(cè)的表面涂布低折射率光學(xué)膠,以形成低折射率光學(xué)膠層,低折射率光學(xué)膠層遠(yuǎn)離高折射率光學(xué)膠層的一側(cè)表面為平面;

在彩色濾光片層遠(yuǎn)離高折射率光學(xué)膠層的一側(cè)設(shè)置TFT玻璃基板層;

在低折射率光學(xué)膠層遠(yuǎn)離高折射率光學(xué)膠層的一側(cè)表面設(shè)置第一偏光片,以及在TFT玻璃基板層遠(yuǎn)離彩色濾光片層的一側(cè)設(shè)置第二偏光片;其中,第一偏光片的偏光方向與第二偏光片的偏光方向正交。

結(jié)合第一方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第一種可能的實(shí)施方式,其中,步驟以黑色矩陣為參照,使用預(yù)先獲取的模具對(duì)高折射率光學(xué)膠層進(jìn)行擠壓處理,并對(duì)高折射率光學(xué)膠層進(jìn)行紫外固化包括:

以黑色矩陣為參照,使用柱狀的擠壓輥對(duì)高折射率光學(xué)膠層的第一區(qū)域進(jìn)行擠壓處理,并同時(shí)對(duì)擠壓輥擠壓的位置進(jìn)行紫外固化;

以黑色矩陣為參照,使用柱狀的擠壓輥對(duì)高折射率光學(xué)膠層中,未進(jìn)行紫外固化的區(qū)域進(jìn)行擠壓處理,并同時(shí)對(duì)擠壓輥擠壓的位置進(jìn)行紫外固化,直至高折射率光學(xué)膠層的每個(gè)區(qū)域進(jìn)行過紫外固化。

結(jié)合第一方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第二種可能的實(shí)施方式,其中,擠壓輥包括柱狀的主體,以及沿主體長度方向間隔設(shè)置的凸起,相鄰兩個(gè)凸起之間的距離相等,且每個(gè)凸起的形狀均相同;凸起沿主體軸向的截面呈三角形,或凸起沿主體軸向的截面呈兩條邊為對(duì)稱的曲邊,另一條邊為直邊的三邊形。

結(jié)合第一方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第三種可能的實(shí)施方式,其中,步驟以黑色矩陣為參照,使用預(yù)先獲取的模具對(duì)高折射率光學(xué)膠層進(jìn)行擠壓處理,并對(duì)高折射率光學(xué)膠層進(jìn)行紫外固化包括:

以黑色矩陣和平板狀模具上所攜帶的標(biāo)記為參照,使用平板狀模具對(duì)高折射率光學(xué)膠層進(jìn)行擠壓處理,并同時(shí)對(duì)高折射率光學(xué)膠層進(jìn)行紫外固化。

結(jié)合第一方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第四種可能的實(shí)施方式,其中,還包括:

在平板狀的輔助基板上制作標(biāo)記;輔助基板為透明材質(zhì);

在輔助基板的一側(cè)涂抹光刻膠,并進(jìn)行預(yù)烘烤,以形成光刻膠層;

以光罩為掩膜版,對(duì)光刻膠層進(jìn)行曝光處理;

對(duì)經(jīng)過上述曝光處理后的光刻膠層進(jìn)行顯影和烘烤處理,以在光刻膠層的表面形成長條形的凸起,相鄰兩個(gè)凸起之間的距離相等,且每個(gè)凸起的形狀均相同;凸起垂直于其長度方向的截面呈三角形,或凸起垂直于其長度方向的截面呈兩條邊為對(duì)稱的曲邊,另一條邊為直邊的三邊形。

結(jié)合第一方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第五種可能的實(shí)施方式,其中,輔助基板為柔性玻璃材質(zhì),或PET材質(zhì)。

結(jié)合第一方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第六種可能的實(shí)施方式,其中,在步驟在彩色濾光片層的第一側(cè)面上設(shè)置黑色矩陣執(zhí)行結(jié)束后,開始執(zhí)行步驟在平板狀的輔助基板上制作標(biāo)記。

結(jié)合第一方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第七種可能的實(shí)施方式,其中,高折射率光學(xué)膠層的折射率為1.58-1.7;低折射率光學(xué)膠層的折射率為1.35-1.45。

結(jié)合第一方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第八種可能的實(shí)施方式,其中,預(yù)烘烤的溫度為90~110攝氏度,預(yù)烘烤的時(shí)長為90~120秒。

第二方面,本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種由如第一方面所提供的立體顯示裝置的加工方法所制備形成的立體顯示裝置,該裝置包括:

由上至下依次層疊排列的第一偏光片、低折射率光學(xué)膠層、高折射率光學(xué)膠層、彩色濾光片層、TFT玻璃基板層和第二偏光片;

第一偏光片的偏光方向與第二偏光片的偏光方向正交;

在彩色濾光片層朝向TFT玻璃基板層的一側(cè)上設(shè)置有黑色矩陣;

高折射率光學(xué)膠層遠(yuǎn)離彩色濾光片層的一側(cè)表面有多個(gè)長條形高折射率光學(xué)膠柱;其中,多個(gè)高折射率光學(xué)膠柱之間兩兩平行,且垂直于高折射率光學(xué)膠柱的長度方向的截面為梯形或圓缺狀;低折射率光學(xué)膠層填充在高折射率光學(xué)膠層遠(yuǎn)離彩色濾光片層一側(cè)的表面,以使所述低折射率光學(xué)膠層的遠(yuǎn)離所述高折射率光學(xué)膠層一側(cè)的表面為平面。

本發(fā)明實(shí)施例提供的立體顯示裝置的加工方法,采用通過設(shè)置黑色矩陣作為對(duì)位標(biāo)記的方式,與現(xiàn)有技術(shù)中只能依靠手工加工的方式,導(dǎo)致加工精度過低相比,其首先在彩色濾光片的一個(gè)側(cè)面上設(shè)置了黑色矩陣,并在其另一個(gè)側(cè)面上設(shè)置了高折射率光學(xué)膠層,在對(duì)高折射率光學(xué)膠層進(jìn)行擠壓加工的時(shí)候,使用黑色矩陣作為參照進(jìn)行了對(duì)位,保證了加工高折射率光學(xué)膠層的精度,從而提高了產(chǎn)品整體的質(zhì)量。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂,下文特舉較佳實(shí)施例,并配合所附附圖,作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,應(yīng)當(dāng)理解,以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例,因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1示出了相關(guān)技術(shù)中的立體顯示裝置的第一種結(jié)構(gòu)視圖;

圖2示出了相關(guān)技術(shù)中的立體顯示裝置的第二種結(jié)構(gòu)視圖;

圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的立體顯示裝置的結(jié)構(gòu)視圖;

圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的立體顯示裝置的加工方法的實(shí)例1的第一部分制作流程圖;

圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的立體顯示裝置的加工方法的實(shí)例1的第二部分制作流程圖;

圖6示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的立體顯示裝置的加工方法的實(shí)例2的制作流程圖;

圖7示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的立體顯示裝置的加工方法的實(shí)例2的使用銅棍進(jìn)行擠壓的示意圖;

圖8示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的立體顯示裝置的加工方法的實(shí)例2的銅棍前進(jìn)方向的說明圖;

圖9示出了本發(fā)明實(shí)施例所提供的立體顯示裝置的加工方法的基本流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計(jì)。因此,以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍,而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?;诒景l(fā)明的實(shí)施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

相關(guān)技術(shù)中已經(jīng)出現(xiàn)了多種立體顯示裝置,如圖1所示為一種常見的立體顯示裝置示意圖。該立體顯示裝置100包含三個(gè)主要部分,背光單元110,2D顯示屏單元120與3D分光器件單元140,當(dāng)2D顯示屏單元120具有自發(fā)光特性時(shí)則無需背光單元110。2D顯示屏單元120包含第一基板121如彩色濾光片,與第一基板121正對(duì)設(shè)置的第二基板122如薄膜晶體管陣列基板,以及設(shè)置在第一基板121遠(yuǎn)離第二基板122一側(cè)的第一偏光片123,設(shè)置在第二基板122遠(yuǎn)離第一基板121一側(cè)的第二偏光片124,第一偏光片123與第二偏光片124偏光方向正交設(shè)置。3D分光器件單元140屬于無棱光柵,通常是在透明基材141的表面使用兩種不同折射率的光學(xué)膠形成的若干微結(jié)構(gòu)陣列。這里透明基材141可以是高透過率的PET、柔性玻璃等材料。142是高折射率的光學(xué)膠在透明基材141表面形成的一種梯形結(jié)構(gòu),在142梯形結(jié)構(gòu)的表面設(shè)置有低折射率的光學(xué)膠涂層143,低折射率的膠水涂層143將梯形結(jié)構(gòu)142表面的微結(jié)構(gòu)填平。為了便于采用紅綠校正的方式進(jìn)行對(duì)位,2D顯示屏單元120與3D分光器件單元140一般通過液態(tài)光學(xué)膠130進(jìn)行全貼合。

在圖1所示的立體顯示裝置100中,3D分光器件單元140與2D顯示屏單元120在進(jìn)行全貼合時(shí),也可以將透明基材141設(shè)置在遠(yuǎn)離2D顯示屏單元120的一側(cè),如圖2所示的立體顯示裝置,即2D顯示屏單元120的第一偏光片123與低折射率的膠水涂層143通過液態(tài)光學(xué)膠130貼合在一起,此時(shí)經(jīng)硬化處理后的透明基材141一側(cè)朝外放置可以防止劃傷等問題?;蛘?,可以通過省去液態(tài)光學(xué)膠130這一層,使用低折射率的膠水143直接進(jìn)行貼合,既起到低折射率膠水填充微結(jié)構(gòu)的目的也可以粘接3D分光器件單元140與2D顯示屏單元120。

圖1、圖2所示的這一類直排無棱光柵立體顯示裝置,目前存在的問題是,3D分光器件單元140與2D顯示屏單元120貼合的精度要求非常高。在圖2所示的二維笛卡爾坐標(biāo)系(X,Y)中,除對(duì)Y軸方向上膠層厚度均一性的要求外,在X軸方向的相對(duì)位置精度尤為重要,一般位置誤差需要控制在幾微米以內(nèi),否則將導(dǎo)致串?dāng)_增加或者反視等嚴(yán)重問題,影響3D顯示效果。也正是由于對(duì)位精度要求高,普通的貼合設(shè)備難以滿足需求,且無棱光柵本身不具有對(duì)位標(biāo)記,邊緣對(duì)位無法保證精度,因此不能采用OCA進(jìn)行自動(dòng)貼合,一般的做法是使用液態(tài)光學(xué)膠先進(jìn)行貼合,然后依據(jù)合成后紅綠圖片進(jìn)行對(duì)位,并在對(duì)位后進(jìn)行固化,很明顯這種流程增加了作業(yè)的環(huán)節(jié),一般以人工作業(yè)為主,也降低了生產(chǎn)效率。

針對(duì)該種情況,本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N改進(jìn)的立體顯示裝置的加工方法,如圖9所示,該方法包括如下步驟:

S101,在彩色濾光片層的第一側(cè)面上設(shè)置黑色矩陣;

S102,在彩色濾光片層與第一側(cè)面相對(duì)立的第二側(cè)面上涂布高折射率光學(xué)膠,以形成高折射率光學(xué)膠層;

S103,以黑色矩陣為參照,使用預(yù)先獲取的模具對(duì)高折射率光學(xué)膠層進(jìn)行擠壓處理,并對(duì)高折射率光學(xué)膠層進(jìn)行紫外固化,以使高折射率光學(xué)膠層遠(yuǎn)離彩色濾光片層的一側(cè)表面形成多個(gè)長條形高折射率光學(xué)膠柱;其中,多個(gè)高折射率光學(xué)膠柱之間兩兩平行,且垂直于高折射率光學(xué)膠柱的長度方向的截面為梯形或圓缺狀;

S104,在高折射率光學(xué)膠層遠(yuǎn)離彩色濾光片層的一側(cè)的表面涂布低折射率光學(xué)膠,以形成低折射率光學(xué)膠層,低折射率光學(xué)膠層遠(yuǎn)離高折射率光學(xué)膠層的一側(cè)表面為平面;

S105,在彩色濾光片層遠(yuǎn)離高折射率光學(xué)膠層的一側(cè)設(shè)置TFT玻璃基板層;

S106,在低折射率光學(xué)膠層遠(yuǎn)離高折射率光學(xué)膠層的一側(cè)表面設(shè)置第一偏光片,以及在TFT玻璃基板層遠(yuǎn)離彩色濾光片層的一側(cè)設(shè)置第二偏光片;其中,第一偏光片的偏光方向與第二偏光片的偏光方向正交。

一般情況下,上述步驟S101-S106是按照由前至后的順序依次執(zhí)行的。TFT玻璃基板層的主要部分是(Thin Film Transistor)LCD即薄膜晶體管LCD,是有源矩陣類型液晶顯示器(AM-LCD)中的一種。設(shè)置黑色矩陣的一般目的是以阻止每個(gè)像素處漏光的發(fā)生。相關(guān)技術(shù)中,黑色矩陣起初采用的是鉻系材料的金屬薄膜,但是由于工序復(fù)雜、成本高、環(huán)境污染等原因而逐漸被樹脂型材料的黑矩陣取代。樹脂型黑矩陣(RBM)是指將碳黑(Carbon)等遮光材料分散到樹脂中,并與其他的樹脂、光引發(fā)劑、單體、溶劑混和,將其涂布在彩色濾光片層上,干燥后并通過光刻法進(jìn)行圖案化而得到黑色矩陣。

以上僅提供了一個(gè)一般性的黑色矩陣生成方式,本申請(qǐng)所提供的方案重點(diǎn)不并在于黑色矩陣的生成過程,而是利用黑色矩陣進(jìn)行對(duì)位,以提高制備高折射率光學(xué)膠層時(shí)的精度,這也是本申請(qǐng)與傳統(tǒng)技術(shù)的主要差別(傳統(tǒng)技術(shù)中同行使用紅綠校正的方式進(jìn)行對(duì)位)。

下面以兩個(gè)具體的實(shí)例來說明本申請(qǐng)所提供的方法。

實(shí)例1,使用平板狀模具對(duì)高折射率光學(xué)膠層進(jìn)行擠壓處理的具體過程:

如圖4、圖5所示是該立體顯示裝置實(shí)例1的流程示意圖共有11個(gè)步驟。

如圖4的左圖所示,

步驟I)中,首先對(duì)輔助基板1501進(jìn)行表面處理并制作對(duì)位用的標(biāo)記1502,其中,該輔助基板可以是柔性玻璃、PET等透光性能較好且平整度較高的材料;

步驟II),在輔助基板1501的表面涂布一層光刻膠,以形成光刻膠層1503并預(yù)烘烤(預(yù)烘烤的溫度一般在90~110攝氏度之間,烘烤時(shí)間約90~120秒),這里光刻膠層的厚度需要大于高折射率光學(xué)膠層1420的厚度(此時(shí),高折射率光學(xué)膠層1420可能尚未制作,此時(shí)要求光刻膠層1503的厚度大于高折射率光學(xué)膠層1420預(yù)計(jì)的厚度)即高折射率光學(xué)膠層的橫截面(梯形或圓缺狀,優(yōu)選的,該圓缺狀為半圓形)的高度,該光刻膠層1503可以涂布在標(biāo)記1502的同側(cè)或者對(duì)側(cè),本實(shí)例中僅以該光刻膠層1503涂布在標(biāo)記1502的對(duì)側(cè)為例;

步驟III),以光罩1504作為掩膜版對(duì)光刻膠層1503進(jìn)行曝光(曝光的能量一般是20~50mJ/cm2;顯影一般采用0.5%~0.9%的KOH溶液,60S常溫作業(yè);烘烤的溫度約110~130攝氏度,90~120秒即可);

步驟IV)對(duì)曝光后的光刻膠層1503進(jìn)行顯影與烘烤。

通過以上I-IV四個(gè)步驟,將帶有標(biāo)記1501的模具制備完成。

如圖4(右圖)所示,

步驟I’),在彩色濾光片層的第一側(cè)面上設(shè)置黑色矩陣;

步驟II’),在完成第一基板1210(彩色濾光片層、彩色濾光片玻璃基板)的黑色矩陣1221制作后,在第一基板1210遠(yuǎn)離黑色矩陣1221的一側(cè)(第二側(cè)面)涂布一層高折射率光學(xué)膠,以形成高折射率光學(xué)膠層1420。

通過以上I’-II’兩個(gè)步驟完成了高折射率光學(xué)膠層1420的基本制備。下面對(duì)最后的高折射率光學(xué)膠層1420的精細(xì)化制備過程及后續(xù)制備過程進(jìn)行說明。

如圖5所示,步驟V),將輔助基板1501與第一基板1210(彩色濾光片層)進(jìn)行對(duì)貼,對(duì)貼時(shí)以位置相互對(duì)應(yīng)的設(shè)置于輔助基板1501表面的標(biāo)記1502與設(shè)置于第一基板1210表面的對(duì)位標(biāo)記(黑色矩陣1221)對(duì)準(zhǔn)為依據(jù),且光刻膠層1503與高折射率光學(xué)膠層1420緊密貼合在一起,輔助基板1501與第一基板1210之間的間隙由光刻膠層1503的厚度決定,因此涂布的高折射率光學(xué)膠層1420中的膠水量應(yīng)足以填充光刻膠層1503梯形橫截面位置的凹陷空間(圖5中步驟V的灰色陰影區(qū)域,圖4中步驟IV光刻膠層1503上的凹陷區(qū)域)。

步驟VI),在步驟V執(zhí)行的同時(shí),采用紫外光照的方式對(duì)高折射率光學(xué)膠層1420進(jìn)行紫外固化。紫外固化后的高折射率光學(xué)膠層1420遠(yuǎn)離彩色濾光片層的一側(cè)表面形成多個(gè)長條形高折射率光學(xué)膠柱(填充了圖5中步驟V的灰色區(qū)域所形成的高折射率光學(xué)膠柱);其中,多個(gè)高折射率光學(xué)膠柱之間兩兩平行,且垂直于高折射率光學(xué)膠柱的長度方向的橫截面為梯形或圓缺狀(圖5中只示出了橫截面為梯形的情況,橫截面為圓缺狀的高折射率光學(xué)膠柱同樣可以使用,具體的,圓缺狀可以為半圓形)。

步驟VII),將輔助基板1501去除及光刻膠層1503去除(剝離)。

步驟VIII),在固化成型后的高折射率光學(xué)膠層1420微結(jié)構(gòu)表面涂布均勻一層低折射率光學(xué)膠層1430,涂布完成后低折射率光學(xué)膠層1430與高折射率光學(xué)膠層1420具有緊密貼合的界面,這里低折射率光學(xué)膠層1430的涂布方式可以是旋涂等方式,在涂布完成后完成紫外固化。涂布完成后,低折射率光學(xué)膠層遠(yuǎn)離高折射率光學(xué)膠層的一側(cè)表面為平面;

步驟IX),在第二基板1220(TFT玻璃基板層)完成電路制作等工序后,依2D顯示屏正常制作工藝完成第一基板1210(彩色濾光片層)與第二基板1220的對(duì)位、組立。

之后立體顯示裝置的制作還需要在低折射率光學(xué)膠層遠(yuǎn)離高折射率光學(xué)膠層的一側(cè)表面設(shè)置第一偏光片,以及在TFT玻璃基板層遠(yuǎn)離彩色濾光片層的一側(cè)設(shè)置第二偏光片;其中,第一偏光片的偏光方向與第二偏光片的偏光方向正交。至此,完整的立體顯示裝置便制備完成了。

實(shí)例2,與實(shí)例1不同的是,實(shí)例2中對(duì)高折射率光學(xué)膠層1420進(jìn)行擠壓處理所使用的模具是銅棍(擠壓輥的一種,實(shí)例1中使用的是經(jīng)過步驟I-IV臨時(shí)制作的平板狀模具)。

如圖6所示,為該立體顯示裝置另一種主要制作流程示意圖。

步驟a),首先在第一基板1210(彩色濾光片層、彩色濾光片玻璃基板)表面進(jìn)行黑色矩陣1221的制作,圖6中1221為該圖層生成的對(duì)位標(biāo)記(黑色矩陣)的側(cè)視圖,圖7中顯示出了黑色矩陣連線ww’的俯視圖,從圖6和7中能夠明顯看出,圖7中的連線ww’是同時(shí)與左右兩側(cè)的黑色矩陣垂直的。

步驟b),在第一基板1210遠(yuǎn)離黑色矩陣圖層的一側(cè)均勻涂布一層高折射率光學(xué)膠層1420。

步驟c),使用銅棍1600作為模具滾壓高折射率光學(xué)膠層1420,并在滾壓的同時(shí)進(jìn)行紫外固化,模具1600的滾壓方向必須與圖中黑色矩陣1221的連線ww’方向垂直。在圖示的(x,y,z)三維笛卡爾坐標(biāo)系中,設(shè)連線ww’平行于x方向,則模具1600的滾壓方向平行于y方向。模具1600可以是對(duì)該高折射率光學(xué)膠層1420有良好脫模性能的銅棍,且沿著直徑方向任意一個(gè)切面都應(yīng)具有如圖6所示相同的橫截面。如圖7所示,模具1600與紫外固化光源位置相對(duì)固定,設(shè)在某一時(shí)刻t1時(shí),第一基板1210上任意一點(diǎn)如左下角位于位置p1處,模具1600在其所在位置滾壓后,模具軸線aa’因擠壓高折射率光學(xué)膠層1420形成了微結(jié)構(gòu),經(jīng)過紫外光照后可以使該處的高折射率光學(xué)膠層1420的第一區(qū)域固化成型,然后模具1600與第一基板1210分離;當(dāng)?shù)谝换?210以勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),模具一邊滾壓一邊紫外固化,到某一時(shí)刻t2時(shí),第一基板1210左下角已經(jīng)位于位置p2處(圖7的右圖),t1時(shí)刻到t2時(shí)刻之間第一基板1210與模具1600之間移動(dòng)了一段位移,因此第一基板1210上所有經(jīng)模具1600滾壓且紫外固化后的光學(xué)膠就形成需要的第一層微結(jié)構(gòu)。該第一層微結(jié)構(gòu)便是在高折射率光學(xué)膠層1420遠(yuǎn)離彩色濾光片層的一側(cè)表面形成多個(gè)長條形高折射率光學(xué)膠柱;其中,多個(gè)高折射率光學(xué)膠柱之間兩兩平行,且垂直于高折射率光學(xué)膠柱的長度方向的截面為梯形或圓缺狀。該步驟中,需要使用銅棍在高折射率光學(xué)膠層1420的指定位置上進(jìn)行擠壓,并同時(shí)進(jìn)行紫外固化,之后再使用銅棍在未進(jìn)行紫外固化的位置上進(jìn)行擠壓,并同時(shí)進(jìn)行紫外固化,直至高折射率光學(xué)膠層的每個(gè)區(qū)域進(jìn)行過紫外固化。

其中,銅棍1600包括柱狀的主體,以及沿主體長度方向間隔設(shè)置的凸起,相鄰兩個(gè)凸起之間的距離相等,且每個(gè)凸起的形狀均相同;凸起沿主體軸向的截面呈三角形,或凸起沿主體軸向的截面呈兩條邊為對(duì)稱的曲邊,另一條邊為直邊的三邊形(該直邊貼近銅棍的主體,另兩個(gè)曲邊的一端貼近銅棍的主體)。

步驟d),高折射率光學(xué)膠層1420形成第一層微結(jié)構(gòu)后,在其表面涂布一層低折射率光學(xué)膠,以形成低折射率光學(xué)膠層1430,低折射率光學(xué)膠層1430的涂布方式可以是刮刀刮涂、旋轉(zhuǎn)涂布或者狹縫涂布等方式,涂布厚度要求是至少將高折射率光學(xué)膠層1420形成的第一層微結(jié)構(gòu)表面填平,形成一個(gè)平整的表面(即低折射率光學(xué)膠層1430遠(yuǎn)離高折射率光學(xué)膠層1420的一側(cè)表面為平面)。此后,如實(shí)例1中的所公開的步驟IX,及后續(xù)步驟所示完成第一基板1210與第二基板1220的對(duì)位、組立等工序(如設(shè)置第一偏光片和設(shè)置第二偏光片)。

如圖8所示,第一基板1210的移動(dòng)方向應(yīng)與同一種顏色子像素方向垂直,在二維笛卡爾坐標(biāo)系(X,Y)中,如同一顏色子像素R、G、B均和X軸方向平行,而第一基板1210的移動(dòng)方向與Y軸方向平行,且模具1600軸線方向與第一基板1210的移動(dòng)方向垂直。

上述實(shí)例中,高折射率光學(xué)膠層的折射率1.6左右,一般位于1.58~1.7之間。低折射率光學(xué)膠層的折射率為1.35-1.45。更高折射率的高折材料與更低折射率的低折材料,會(huì)導(dǎo)致粘度過高或者過低,對(duì)工藝而言都是極為不利的,而且高折與低折材料的界面附著力差,容易出現(xiàn)分層的現(xiàn)象。

上述方法的執(zhí)行過程中,優(yōu)選在完成彩色濾光片黑色矩陣(BM)圖形定義(黑色矩陣圖形定義在步驟I’、步驟b、步驟S101中完成)之后進(jìn)行3D分光器件的制作(即開始執(zhí)行步驟V,步驟c,或者是步驟V的前序制作模具的步驟)。作為替代方案,也可以在完成彩色濾光片全部工藝后,再進(jìn)行3D分光器件的制作。

一般情況下,會(huì)在完成彩色濾光片黑色矩陣(BM)圖形定義后再進(jìn)行3D分光器件的制作,這是因?yàn)橹谱髟?D器件時(shí)需要使用定義BM圖形同時(shí)形成的對(duì)位標(biāo)記(mark點(diǎn)),有該對(duì)位標(biāo)記即可開始進(jìn)行分光器件的制作;

如果完成彩色濾光片全部工藝之后再進(jìn)行3D分光器件的制作,由于所需的對(duì)位標(biāo)記已經(jīng)形成,同樣可以進(jìn)行3D分光器件的制作;

相比之下:優(yōu)選第一種方案,這是因?yàn)橐话愕牟噬珵V光片在最后一道工序ITO表面沒有OC即保護(hù)層,當(dāng)在制作3D分光器件時(shí)可能導(dǎo)致ITO電極表面劃傷,影響導(dǎo)電性能也不易修復(fù);先做3D分光器件后完成彩色濾光片制作,ITO仍然是形成彩色濾光片的最后一道工序,可以減少ITO被劃傷的風(fēng)險(xiǎn),而之前工藝形成的3D分光器件是光學(xué)膠形成的,具有一定的硬度且屬于非電性器件,如果劃傷對(duì)其影響也較?。?/p>

應(yīng)對(duì)于上述立體顯示裝置的加工方法,本申請(qǐng)還提供了一種立體顯示裝置,包括:

由上至下依次層疊排列的第一偏光片、低折射率光學(xué)膠層、高折射率光學(xué)膠層、彩色濾光片層、TFT玻璃基板層和第二偏光片;

第一偏光片的偏光方向與第二偏光片的偏光方向正交;

在彩色濾光片層朝向TFT玻璃基板層的一側(cè)上設(shè)置有黑色矩陣;

高折射率光學(xué)膠層遠(yuǎn)離彩色濾光片層的一側(cè)表面有多個(gè)長條形高折射率光學(xué)膠柱;其中,多個(gè)高折射率光學(xué)膠柱之間兩兩平行,且垂直于高折射率光學(xué)膠柱的長度方向的截面為梯形或圓缺狀;低折射率光學(xué)膠層填充在高折射率光學(xué)膠層遠(yuǎn)離彩色濾光片層一側(cè)的表面,以使所述低折射率光學(xué)膠層的遠(yuǎn)離所述高折射率光學(xué)膠層一側(cè)的表面為平面。

具體的,如圖3所示,示出了該立體顯示裝置的整體結(jié)構(gòu)圖。該立體顯示裝置1000包含背光單元1100,2D顯示屏單元1200,其中第一基板1210為彩色濾光片玻璃基板,與第一基板1210正對(duì)設(shè)置的第二基板1220為TFT玻璃基板層(薄膜晶體管),設(shè)置在第一基板1210與第二基板1220上的電路未畫出。在第二基板1220靠近背光單元1100的一側(cè)設(shè)置有第二偏光片1240。在第一基板1210遠(yuǎn)離背光單元1100的一側(cè)設(shè)置有高折射率光學(xué)膠層1420(主要指的是高折射率光學(xué)膠層遠(yuǎn)離第一基板1210一側(cè)的第一微結(jié)構(gòu)),高折射率光學(xué)膠層1420整體顯示為高折射率光學(xué)膠形成的陣列結(jié)構(gòu),該陣列結(jié)構(gòu)具體體現(xiàn)為高折射率光學(xué)膠層遠(yuǎn)離第一基板1210的一側(cè)表面形成多個(gè)長條形高折射率光學(xué)膠柱;其中,多個(gè)高折射率光學(xué)膠柱之間兩兩平行,且垂直于高折射率光學(xué)膠柱的長度方向的截面為梯形或圓缺狀。該光學(xué)膠柱的延展方向(長度方向)與2D顯示屏單元1200的(子)像素單元平行。在高折射率光學(xué)膠層1420之上設(shè)置有低折射率光學(xué)膠層1430(主要指的是低折射率光學(xué)膠層1430貼近高折射率光學(xué)膠層1420的第二微結(jié)構(gòu)),第二微結(jié)構(gòu)為較低折射率的光學(xué)膠形成的覆蓋于高折射率光學(xué)膠層1420表面的涂層,第二微結(jié)構(gòu)與高折射率光學(xué)膠層1420相接觸的一側(cè)緊密的粘接在一起,即兩者的相鄰的邊界呈現(xiàn)“互補(bǔ)”的形狀,低折射率光學(xué)膠層1430遠(yuǎn)離背光單元1100的一側(cè)為一個(gè)平整的表面。也就是高折射率光學(xué)膠層遠(yuǎn)離彩色濾光片層的一側(cè)表面形成多個(gè)長條形高折射率光學(xué)膠柱;其中,多個(gè)高折射率光學(xué)膠柱之間兩兩平行,且垂直于高折射率光學(xué)膠柱的長度方向的截面為梯形或圓缺狀。低折射率光學(xué)膠層1430填充在高折射率光學(xué)膠層1420的高折射率光學(xué)膠柱上,并使低折射率光學(xué)膠層1430遠(yuǎn)離彩色濾光片層的一側(cè)形成平面,高折射率光學(xué)膠柱位于該平面的上表面(靠近第一偏光片1230的表面)以下的位置。

第一偏光片1230設(shè)置在低折射率光學(xué)膠層1430平整表面之上,第一偏光片1230與第二偏光片1240的偏光方向正交設(shè)置。

本申請(qǐng)所提供的立體顯示裝置的加工方法,具有如下優(yōu)點(diǎn):

1,整合3D分光器件于2D顯示屏之上(將高折射率光學(xué)膠層和低折射率光學(xué)膠層等3D分光器部件,以及彩色濾光片層和TFT玻璃基板層均設(shè)置在了第一偏光片和第二偏光片之間,使3D分光器件和2D顯示屏有機(jī)的結(jié)合在了一起),保證3D分光器件與2D顯示屏的對(duì)位精度:而傳統(tǒng)的立體顯示裝置采用相互獨(dú)立的2D顯示屏與3D分光器件對(duì)位與貼合,對(duì)位精度差。而將3D分光器件整合于2D顯示屏之上,可以借助2D顯示屏制作(子)像素時(shí)采用的同一組對(duì)位標(biāo)記進(jìn)行定位,保證不同折射率光學(xué)膠微結(jié)構(gòu)相對(duì)于(子)像素的位置精度;

2,便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,提高生產(chǎn)效率:對(duì)那些對(duì)位精度要求不高的斜排光柵而言自動(dòng)化比較容易實(shí)現(xiàn),即使有一定的對(duì)位誤差也可以通過軟件進(jìn)行后期校正,而對(duì)應(yīng)用于個(gè)人消費(fèi)品領(lǐng)域的直排無棱光柵、直排狹縫(液晶狹縫、固定狹縫)而言,因?qū)ξ痪纫蟾撸R姷脑O(shè)備難以滿足要求,傳統(tǒng)技術(shù)中采用先紅綠校正對(duì)位完成后再固化,且只能通過人工作業(yè)完成。而本方案中整合3D分光器件于2D顯示屏之上以后,在完成不同折射率光學(xué)膠微結(jié)構(gòu)制作后,可以按照2D顯示屏正常工藝流程進(jìn)行操作,且該立體顯示裝置整個(gè)工藝流程均可以是自動(dòng)化作業(yè);

3,更好的品質(zhì):直排無棱光柵現(xiàn)有工藝流程因采用人工紅綠校正后再固化,一方面難以克服軟貼硬過程中的溢膠,在通過紅綠校正進(jìn)行對(duì)位的過程中因無棱光柵與2D顯示屏的相對(duì)移動(dòng)也會(huì)產(chǎn)生氣泡等不良,影響產(chǎn)品品質(zhì)。而整個(gè)3D分光器件之后,可以完全省略校正的環(huán)節(jié),因而因校正環(huán)節(jié)帶來的不良也可以完全消除。

以上所述,僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。

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