CN114815299B - 光场显示装置的制作方法以及光场显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光场显示装置的制作方法以及光场显示装置，其中光场显示装置的制作方法包括：在衬底上形成平凹透镜层，所述平凹透镜层包括阵列排布的多个平凹透镜和多个设置在预设位置的对位标记；在所述平凹透镜层上形成覆盖其的第一平坦化层以形成微透镜阵列，所述第一平坦化层的折射率大于所述平凹透镜层的折射率；根据所述对位标记将显示面板的出光侧贴合在所述微透镜阵列远离所述衬底的一侧。本发明提供的光场显示装置的制作方法以自上而下的方式通过在衬底上形成平凹透镜层并在平凹透镜层上形成第一平坦化层形成微透镜阵列，并利用平凹透镜层中包括的对位标记与显示面板对位，使得透镜形成过程中材料填充充分，与显示面板实现精确对位。

Description

光场显示装置的制作方法以及光场显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种光场显示装置的制作方法以及光场显示装置。

背景技术

在裸眼3D或光场显示技术中，目前主要采用纳米压印技术进行微透镜基板的制作，这种方法需要先进行微透镜(MLA)模板制作，制作MLA模板有采用单点金刚石和光刻热回流两种方式。其中，采用单点金刚石进行MLA模版的过程中，存在成本高、难以大尺寸化等问题。光刻热回流具有低成本、大尺寸化的优点，而热回流方式难以实现密接型透镜(lens)的制作，但是可以在透镜之间增加遮光层实现密接型透镜的效果。

发明内容

为了解决上述问题至少之一，本发明第一个方面提供一种光场显示装置的制作方法，包括：

在衬底上形成平凹透镜层，平凹透镜层包括阵列排布的多个平凹透镜和多个设置在预设位置的对位标记；

在平凹透镜层上形成覆盖其的第一平坦化层以形成微透镜阵列，第一平坦化层的折射率大于平凹透镜层的折射率；

根据对位标记将显示面板的出光侧贴合在微透镜阵列远离衬底的一侧。

在一些可选的实施例中，平凹透镜层还包括设置在相邻两个平凹透镜之间的间隔部，在平凹透镜层上形成覆盖其的第一平坦化层以形成微透镜阵列进一步包括：

根据对位标记在第一平坦化层上形成多个遮光部，遮光部在衬底上的正投影覆盖间隔部在衬底上的正投影；

在遮光部和露出的第一平坦化层上形成覆盖遮光部和第一平坦化层的第二平坦化层以形成微透镜阵列。

在一些可选的实施例中，根据对位标记将显示面板的出光侧贴合在微透镜阵列远离衬底的一侧进一步包括：

根据对位标记，将显示面板的出光侧贴合在第二平坦化层远离衬底的一侧。

在一些可选的实施例中，根据对位标记在第一平坦化层上形成多个遮光部进一步包括：

在第一平坦化层上形成遮光层；

根据对位标记图案化遮光层形成多个遮光部。

在一些可选的实施例中，

间隔部的长度小于等于5μm；

和/或

遮光部为黑矩阵，遮光部的长度大于等于间隔部的长度且小于等于10μm，遮光部的厚度大于等于1μm且小于等于3μm；

和/或

第二平坦化层的厚度大于等于2μm且小于等于5μm。

在一些可选的实施例中，在衬底上形成平凹透镜层，平凹透镜层包括阵列排布的多个平凹透镜和多个设置在预设位置的对位标记进一步包括：

在衬底上涂覆纳米压印胶形成压印胶层；

利用预设置的纳米压印模板压印压印胶层形成平凹透镜层，纳米压印模板包括阵列排布的多个凸透镜和多个设置在预设位置的对位标记。

在一些可选的实施例中，

平凹透镜的口径大于等于5μm且小于等于500μm，平凹透镜的拱高大于等于2μm且小于等于50μm；

和/或

平凹透镜层的厚度大于等于5μm且小于等于50μm，平凹透镜层的折射率大于等于1.3且小于等于1.45，平凹透镜层的透过率大于80％；

和/或

第一平坦化层的厚度大于等于5μm且小于等于50μm，第一平坦化层的折射率大于等于1.55且小于等于1.75，第一平坦化层的透过率大于80％。

本发明第二个方面提供一种利用上文所述的制作方法制作的光场显示装置，包括显示面板和设置在显示面板出光侧的微透镜阵列，微透镜阵列包括衬底，依次设置在衬底上距离显示面板由远及近的平凹透镜层和第一平坦化层，平凹透镜层包括阵列排布的多个平凹透镜和多个设置在预设位置的对位标记，第一平坦化层的折射率大于平凹透镜层的折射率。

在一些可选的实施例中，微透镜阵列的平凹透镜层还包括设置在相邻两个平凹透镜之间的间隔部，微透镜阵列还包括设置在第一平坦化层上的遮光部、以及覆盖遮光部和露出的第一平坦化层的第二平坦化层，遮光部在衬底上的正投影覆盖间隔部在衬底上的正投影。

在一些可选的实施例中，显示面板为液晶显示面板、电致发光显示面板、量子点发光显示面板、微LED显示面板、Micro LED显示面板和Mini LED显示面板中的一个。

本发明的有益效果如下：

本发明针对目前现有的问题，制定一种光场显示装置的制作方法以及光场显示装置，通过以自上而下的方式在衬底上形成平凹透镜层并在平凹透镜层上形成第一平坦化层来形成微透镜阵列，并利用平凹透镜层中包括的对位标记与显示面板对位，使得透镜形成过程中材料填充充分，从而提高透镜的均一性，同时与显示面板能够实现精确对位，具有广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出现有技术中自下而上制作光场显示装置的方法示意图。

图2示出根据本发明的实施例的光场显示装置的制作方法的示意性框图。

图3-9为示出根据本发明实施例的光场显示装置的制作方法的制作流程的剖视图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

需要说明的是，本文中所述的“在……上”、“在……上形成”和“设置在……上”可以表示一层直接形成或设置在另一层上，也可以表示一层间接形成或设置在另一层上，即两层之间还存在其它的层。

目前通常采用纳米压印技术自下而上的方式首先制作平凸透镜，在平凸透镜成型过程中，透镜尺寸都较大，口径一般在几百微米，拱高一般在几十微米，对于压印方式和压印胶材都具有严格的要求，否则难以实现近100％的结构填充。且传统的自下而上方式是将利用压印设备的对位装置，将平凸透镜压印层和前膜层遮光层进行重叠对位，但由于纳米压印对位精度较差，尤其是大尺寸(大于12寸)，基本上都在几百微米以上，导致与遮光层偏差大。

尤其在平凸透镜为非密接设置时，对位问题更加明显。图1示出现有技术中制作显示装置的工艺流程。首先在衬底上制作对位的标记，并基于此对位标记制作图案化的遮光层。随后，基于对位标记进行高折射率的平凸透镜压印，随后进行低折射层的平坦、保护层制作以及与显示面板panel的贴合过程。因为这里利用纳米压印设备的对位装置进行透镜层与遮光层的对位，存在对位精度差，导致透镜与遮光层错位的问题。此外，自下而上的制作方法压印的是平凸透镜，由于胶材利用毛细张力的原理，向上填充的过程对于尺寸大的透镜而言存在难以百分百结构填充的问题，这将导致整体透镜阵列中透镜均一性、重复性差的问题。

基于以上问题之一，如图2所示，本发明的一个实施例提供了一种光场显示装置的制作方法，包括：

S1，在衬底上形成平凹透镜层，平凹透镜层包括阵列排布的多个平凹透镜和多个设置在预设位置的对位标记；

S2，在平凹透镜层上形成覆盖其的第一平坦化层以形成微透镜阵列，第一平坦化层的折射率大于平凹透镜层的折射率；

S3，根据所述对位标记将显示面板的出光侧贴合在微透镜阵列远离衬底的一侧。

在本实施例中，通过以自上而下的方式在衬底上形成平凹透镜层并在平凹透镜层上形成第一平坦化层来形成微透镜阵列，并利用平凹透镜层中包括的对位标记与显示面板对位，使得透镜形成过程透镜结构填充充分，从而形成的透镜均一性良好，同时与显示面板能够实现精确对位，具有广泛的应用前景。

下面进一步结合参照图3至9描述具体的实施例。

在步骤S1中，如图3-4所示，首先在提供的衬底201上形成平凹透镜层203。该平凹透镜层203中包括多个平凹透镜213和多个设置在预设位置的对位标记223。

具体地，本实施例通过在衬底201上涂覆纳米压印胶形成压印胶层，再利用预设置的纳米压印模板压印该压印胶层形成平凹透镜层203，纳米压印模板包括阵列排布的多个凸透镜和多个设置在预设位置的对位标记。

可选地，平凹透镜213的口径大于等于5μm小于等于500μm，拱高大于等于2μm小于等于50μm。

可选地，平凹透镜层203的厚度大于等于5μm且小于等于50μm。

需要说明的是，尽管图中示出剖面图为十字形的对位标记，并示出包括两个对位标记，但本发明并不旨在对位标记的具体形状和具体数量作出限制，可以根据具体设计需要选择合适的形状和数量。此外，可以通过一个压印模板同时形成多个平凹透镜和多个对位标记，也可以通过两个分别包括平凸透镜和对位标记的压印模板分次形成多个平凹透镜和多个对位标记，本发明并不旨在作出限制。

在步骤S2中，如图5所示，在平凹透镜层203上形成覆盖其的第一平坦化层205以形成微透镜阵列，即以平坦化层205中填充到平凹透镜213中的部分利用平凹透镜的形貌形成微透镜，从而形成微透镜阵列。其中，第一平坦化层205的折射率大于平凹透镜203的折射率以实现透镜阵列对光线的调制作用，提高出光效率。

具体地，在本实施例中，平凹透镜层203的折射率大于等于1.3且小于等于1.45，平凹透镜层的透过率大于80％，第一平坦化层205的折射率大于等于1.55且小于等于1.75，第一平坦化层205的透过率大于80％。

在步骤S3中，如图6所示，根据对位标记223将显示面板210的出光侧贴合在微透镜阵列远离衬底201的一侧。具体地，根据对位标记223，将显示面板210的出光侧贴合在第一平坦化层205远离衬底201的一侧。本领域技术人员应理解，当进行贴合时，显示面板中存在与对位标记223位置与形状相应的对准标记，图中以四个黑色方块例示了该对准标记，但本申请并不旨在作出限制，在此也不再赘述。

考虑到非密接设置的透镜阵列存在影响光效的问题，在一些可选的实施例中，如图4所示，形成的多个平凹透镜213是非密接设置的，即平凹透镜层201中还包括相邻两个平凹透镜213之间的间隔部233，则在第一平坦化层上进一步形成遮光部。

另外本领域技术人员可以理解的是，当形成的多个平凹透镜213非密接设置时，对位标记223可以设置在间隔部233中，这里就此不再做更多限制。

具体地，在平凹透镜层203上形成覆盖其的第一平坦化层205以形成微透镜阵列进一步包括：如图7所示，根据对位标记223在第一平坦化层205上形成多个遮光部207，遮光部207在衬底201上的正投影覆盖间隔部233在衬底201上的正投影；如图8所示，在遮光部207和露出的第一平坦化层205上形成覆盖遮光部207与第一平坦化层205的第二平坦化层209以形成微透镜阵列。

具体地，在本实施例中，通过在第一平坦化层205上形成遮光层，并根据对位标记223利用掩模版对遮光层图案化而形成多个遮光部207。遮光部207即构成黑矩阵，通过形成遮光部207，可以实现密接设置的透镜阵列的出光效果。

此外，值得注意的是，为了实现密接设置的微透镜阵列的出光效果，在平凹透镜层201中相邻两个平凹透镜213之间的间隔部233的长度应小于等于5μm。遮光部207的沿第一平坦化层205表面的长度大于间隔部233的长度，且遮光部的厚度大于等于1μm且小于等于3μm。

可选地，第二平坦化层209的厚度大于等于2μm且小于等于5μm。

在步骤S3中，如图9所示，根据对位标记223将显示面板210的出光侧贴合在微透镜阵列远离衬底201的一侧。具体地，根据对位标记223，将显示面板210的出光侧贴合在第二平坦化层209远离衬底201的一侧。本领域技术人员应理解，当进行贴合时，显示面板中存在与对位标记223位置与形状相应的对准标记，图中以四个黑色方块例示了该对准标记，但本申请并不旨在作出限制，在此也不再赘述。

相应于光场显示装置的制作方法，如图6所示，本发明的实施例还提供一种利用上文实施例所述的制作方法制作的光场显示装置，包括显示面板210和设置在显示面板210出光侧的微透镜阵列，微透镜阵列包括衬底201，依次设置在衬底201上距离显示面板210由远及近的平凹透镜层203和第一平坦化层205，平凹透镜层包括阵列排布的多个平凹透镜213和多个设置在预设位置的对位标记223，第一平坦化层205的折射率大于平凹透镜层203的折射率。

在本实施例中，显示装置通过包括显示面板和通过以自上而下的方式在衬底上形成平凹透镜层并在平凹透镜层上形成第一平坦化层来形成的微透镜阵列，并且该显示装置通过利用平凹透镜层中包括的对位标记与显示面板对位而形成，使得形成的透镜结构填充充分，从而形成的透镜均一性良好，同时与显示面板能够实现精确对位，具有广泛的应用前景。

在一些可选的实施例中，如图9所示，微透镜阵列的平凹透镜层205还包括设置在相邻两个平凹透镜213之间的间隔部233，微透镜阵列还包括设置在第一平坦化层205上的遮光部207、以及覆盖遮光部207和露出的第一平坦化层205的第二平坦化层209，遮光部207在衬底201上的正投影覆盖间隔部233在衬底201上的正投影。通过设置遮光部，使其能够对间隔部形成遮挡，避免光线直接透射间隔部出射而形成杂散光，从而提高光效。

在本发明的实施例中，显示面板为液晶显示面板、电致发光显示面板、量子点发光显示面板、微LED显示面板、Micro LED显示面板和Mini LED显示面板中的一个。

此外，本发明提供的光场显示装置可以为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不再赘述，也不应作为对本申请的限制。

本发明针对目前现有的问题，制定一种光场显示装置的制作方法以及光场显示装置，通过以自上而下的方式在衬底上形成平凹透镜层并在平凹透镜层上形成第一平坦化层来形成微透镜阵列，并利用平凹透镜层中包括的对位标记与显示面板对位，使得透镜形成过程透镜结构填充充分，从而形成的透镜均一性良好，同时与显示面板能够实现精确对位，具有广泛的应用前景。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种光场显示装置的制作方法，其特征在于，包括：

在衬底上形成平凹透镜层，所述平凹透镜层包括阵列排布的多个平凹透镜和多个设置在预设位置的对位标记，包括：

在所述衬底上涂覆纳米压印胶形成压印胶层；

利用预设置的纳米压印模板压印所述压印胶层形成平凹透镜层，所述纳米压印模板采用光刻热回流方式形成、包括阵列排布的多个凸透镜和多个设置在预设位置的对位标记；

在所述平凹透镜层上形成覆盖其的第一平坦化层以形成微透镜阵列，所述第一平坦化层的折射率大于所述平凹透镜层的折射率；

根据所述对位标记将显示面板的出光侧贴合在所述微透镜阵列远离所述衬底的一侧。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述平凹透镜层还包括设置在相邻两个平凹透镜之间的间隔部，所述在所述平凹透镜层上形成覆盖其的第一平坦化层以形成微透镜阵列进一步包括：

根据所述对位标记在所述第一平坦化层上形成多个遮光部，所述遮光部在所述衬底上的正投影覆盖所述间隔部在所述衬底上的正投影；

在所述遮光部和露出的第一平坦化层上形成覆盖所述遮光部和第一平坦化层的第二平坦化层以形成微透镜阵列。

3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述根据所述对位标记将显示面板的出光侧贴合在所述微透镜阵列远离所述衬底的一侧进一步包括：

根据所述对位标记，将显示面板的出光侧贴合在所述第二平坦化层远离所述衬底的一侧。

4.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述根据所述对位标记在所述第一平坦化层上形成多个遮光部进一步包括：

在所述第一平坦化层上形成遮光层；

根据所述对位标记图案化所述遮光层形成多个遮光部。

5.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，

所述间隔部的长度小于等于5μm；

和/或

所述遮光部为黑矩阵，所述遮光部的长度大于等于所述间隔部的长度且小于等于10μm，所述遮光部的厚度大于等于1μm且小于等于3μm；

和/或

所述第二平坦化层的厚度大于等于2μm且小于等于5μm。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的制作方法，其特征在于，

所述平凹透镜的口径大于等于5μm且小于等于500μm，所述平凹透镜的拱高大于等于2μm且小于等于50μm；

和/或

所述平凹透镜层的厚度大于等于5μm且小于等于50μm，所述平凹透镜层的折射率大于等于1.3且小于等于1.45，所述平凹透镜层的透过率大于80％；

和/或

所述第一平坦化层的厚度大于等于5μm且小于等于50μm，所述第一平坦化层的折射率大于等于1.55且小于等于1.75，所述第一平坦化层的透过率大于80％。

7.一种利用权利要求1-6中任一项所述的制作方法制作的光场显示装置，其特征在于，包括显示面板和设置在显示面板出光侧的微透镜阵列，所述微透镜阵列包括衬底，依次设置在所述衬底上距离所述显示面板由远及近的平凹透镜层和第一平坦化层，所述平凹透镜层包括阵列排布的多个平凹透镜和多个设置在预设位置的对位标记，所述第一平坦化层的折射率大于所述平凹透镜层的折射率，所述平凹透镜层的多个平凹透镜和对位标记为利用预设置的纳米压印模板压印压印胶层形成的，所述纳米压印模板采用光刻热回流方式形成、包括阵列排布的多个凸透镜和多个设置在预设位置的对位标记，所述压印胶层为在所述衬底上涂覆纳米压印胶形成的。

8.根据权利要求7所述的光场显示装置，其特征在于，所述微透镜阵列的平凹透镜层还包括设置在相邻两个平凹透镜之间的间隔部，所述微透镜阵列还包括设置在所述第一平坦化层上的遮光部、以及覆盖所述遮光部和露出的第一平坦化层的第二平坦化层，所述遮光部在所述衬底上的正投影覆盖所述间隔部在所述衬底上的正投影。

9.根据权利要求7或8所述的光场显示装置，其特征在于，所述显示面板为液晶显示面板、电致发光显示面板、量子点发光显示面板、微LED显示面板、Micro LED显示面板和MiniLED显示面板中的一个。