掩膜板及其製備方法、彩膜基板及其製備方法和裸眼3D顯示裝置及應用與流程

2023-08-02 04:44:21 3

本發明涉及顯示技術領域，具體涉及掩膜板及其製備方法、彩膜基板及其製備方法和裸眼3d顯示裝置及應用。

背景技術：

三維圖像顯示技術或3d(threedimensions，三維圖形)顯示技術是將客觀影像的三維信息完全再現出來，顯示出具有立體感的圖像。人眼有一個特性就是近大遠小，可以形成立體感，通過3d技術，觀看者可以將圖像的遠近、縱深等分辨出來，有如感同身受，看起來很像真實世界。

隨著科技的發展，3d顯示技術越來越多的應用到人們的生活中。3d立體顯示技術可以分為助視3d顯示和裸眼3d顯示兩種，其中助視3d顯示是指藉助於3d眼鏡或者頭盔等助視設備才能看到3d顯示效果，但是助視3d顯示器由於需要觀看者佩戴3d眼鏡觀看，給觀看者帶來很大的不便。而裸眼3d顯示技術無需觀看者佩戴助視眼鏡或頭盔等任何助視設備就能觀看到3d影像，因此，裸眼3d顯示技術越來越受到重視。

裸眼3d顯示技術所要解決的問題是顯示器如何把拍攝到的左右眼圖像區分開分別供左眼和右眼獨立觀看以便人眼獲取沒有相互幹擾的視差圖像。也就是說，是如何將左視圖和右視圖分配給左右眼。

現有的技術通常使用加裝狹縫式光柵的方法達到裸眼3d顯示效果。狹縫式液晶光柵，這種技術原理是在屏幕前加了一個狹縫式光柵之後，應該由左眼看到的圖像顯示在液晶屏上時，不透明的條紋會遮擋右眼；同理，應該由右眼看到的圖像顯示在液晶屏上時，不透明的條紋會遮擋左眼，通過將左眼和右眼的可視畫面分開，使觀者看到3d影像。但是狹縫式光柵是通過加裝的方式，增加到屏幕上，增加了製程。

cn104345544b公開了一種掩膜板，解決過孔尺寸偏大的問題，能夠滿足精細化布線的要求，但通過使用該掩膜板製備的彩膜基板，不具有裸眼3d的顯示效果。

綜上所述，目前市場上的掩膜板均只是作為曝光過程中的原始圖形的載體，通過曝光和顯影製程，雖然可以將掩膜板上的圖形信息傳遞到彩膜基板上，但是以現有的掩膜板製作出的彩膜基板不具有裸眼3d顯示效果。現有的通過加裝狹縫式光柵實現裸眼3d的效果，不僅增加了製程、增加了顯示裝置的厚度，同時也增加了製造的成本。

技術實現要素：

本發明的目的是為了克服上述的問題，提供一種掩膜板及其製備方法、彩膜基板及其製備方法和裸眼3d顯示裝置及應用，由該掩膜板製備的彩膜基板，再通過該彩膜基板形成的顯示裝置能夠實現裸眼3d顯示效果，而無需加裝狹縫光柵，減少了製程、降低了製造成本，實現了現有裝置的減薄。

為了實現上述目的，本發明的第一方面提供了一種掩膜板，該掩膜板包括至少一個非透光區和至少一個透光區，其中，所述透光區中設置有透光率不均勻的透光膜。

優選地，所述透光膜的透光率從在幾何中心處為70％平滑過渡到在邊緣處為0％。

優選地，所述透光膜選自氧化鉻薄膜、鉬矽氧化物薄膜和氧化銦錫薄膜中的至少一種。

本發明的第二方面提供了一種上述的掩膜板的製備方法，該方法包括以下步驟：

(1)將透光膜製備成具有不均勻的透光率；

(2)將步驟(1)得到的所述透光膜安置在掩膜板的透光區上。

優選地，在步驟(1)中，所述製備的方法為物理拉伸法。

優選地，所述物理拉伸法的條件包括：拉伸速度≤2±0.2mm/min；拉伸極限為透光膜初始長度尺寸的160％～180％。

優選地，在步驟(2)中，所述安置的方法包括通過光刻膠粘結，然後進行曝光和顯影製程。

本發明的第三方面提供了一種彩膜基板的製備方法，該方法包括以下步驟：

(1)在玻璃基板上形成帶空缺的黑矩陣圖形；

(2)在步驟(1)得到的具有黑矩陣圖形的玻璃基板上，塗布彩色光阻；

(3)將上述的掩膜板在步驟(2)得到的彩色光阻上進行光阻形狀轉移，通過顯影製程，形成坡狀彩色光阻。

優選地，在步驟(3)中，所述光阻形狀轉移的方法包括：曝光和顯影製程。

本發明的第四方面提供了由上述的方法製得的彩膜基板，其中，該彩膜基板包括玻璃基板、在所述玻璃基板的部分表面上形成的多個坡狀彩色光阻和多個黑矩陣。

優選地，所述坡狀彩色光阻的頂部夾角α為130°～170°，進一步優選地，所述坡狀彩色光阻的坡面光滑。

本發明的第五方面提供了上述的彩膜基板在裸眼3d顯示裝置中的應用。

本發明的第六方面提供了一種裸眼3d顯示裝置，其中，該裸眼3d顯示裝置包括上述的彩膜基板。

根據本發明的技術方案，通過在掩膜板的透光區中設置透光率不均勻的透光膜，控制掩膜板上的透光區的透光量來控制彩色光阻與紫外光反應的量，通過曝光將掩膜板上的圖形轉移到玻璃基板塗布的光阻表面上，使被照射到的光阻起化學反應，在後續的顯影製程中，基於彩膜產品使用負性光阻的特性，被紫外光照射過的部分會留在基板上，然後將基板上沒有被紫外線照射到的光阻用鹼性顯影液洗去，留下掩膜板上的圖形，即得到坡面光滑的坡狀彩色光阻，該坡狀彩色光阻能夠將左視圖和右視圖分配給右眼和左眼，由該彩膜基板製備的顯示裝置具有裸眼3d顯示效果。

本發明的其它特徵和優點將在隨後的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

圖1是本發明的掩膜板的側視圖；

圖2是本發明的掩膜板的俯視圖；

圖3是由本發明的掩膜板製得的彩膜基板的示意圖。

附圖標記說明

101、掩膜板102、非透光區103、透光區

104、玻璃基板105、坡狀彩色光阻106、黑矩陣

107、彩膜基板

具體實施方式

在本文中所披露的範圍的端點和任何值都不限於該精確的範圍或值，這些範圍或值應當理解為包含接近這些範圍或值的值。對於數值範圍來說，各個範圍的端點值之間、各個範圍的端點值和單獨的點值之間，以及單獨的點值之間可以彼此組合而得到一個或多個新的數值範圍，這些數值範圍應被視為在本文中具體公開。

本發明提供了一種掩膜板，如圖1和圖2所示，該掩膜板101包括至少一個非透光區102和至少一個透光區103，其中，所述透光區103中設置有透光率不均勻的透光膜。

在本發明中，所述透光膜的透光率從在幾何中心處為70％平滑過渡到在邊緣處為0％。本發明所述透光膜的透光率還可以為從在幾何中心處為80％平滑過渡到在邊緣處為0％，或從在幾何中心處為90％平滑過渡到在邊緣處為0％等。本發明中所述平滑過渡可以是指所述透光膜在幾何中心處的透光率為40％、50％、60％、70％、80％、90％以及這些數值中的任意兩個所構成的範圍中的任意值，所述透光膜在邊緣處的透光率為0％，所述透光膜的透光率的數值從幾何中心處到邊緣處的變化是均勻線性變化，沒有數值突變。所述幾何中心是指所述透光膜具有一定的幾何形狀，該幾何形狀的中心，可以是幾何學中對幾何形狀的中心的限定，如透光膜為圓形，幾何中心是圓心；透光膜為長方形，幾何中心是兩個對角線的交點。所述邊緣為所述透光膜的幾何形狀的邊緣。

在本發明中，所述透光膜為本領域常規的透光膜。例如，透光膜選自氧化鉻薄膜、鉬矽氧化物薄膜和氧化銦錫薄膜中的至少一種。

本發明還提供了上述的掩膜板的製備方法，該方法包括以下步驟：

(1)將透光膜製備成具有不均勻的透光率；

(2)將步驟(1)得到的所述透光膜安置在掩膜板101的透光區103上。

根據本發明的方法，在步驟(1)中，所述製備的方法以能夠製備不均勻透光率的透光膜為目的，製備的方法並無特別限定，例如，製備的方法可以為物理拉伸法。

根據本發明的方法，所述物理拉伸法可以是將透光膜置於雙向拉伸機的兩夾具中，使透光膜的縱軸與上、下夾具中心連線相重合，設置拉伸極限，以2±0.2mm/min的速度進行透光膜拉伸，在透光膜達到拉伸極限時停止拉伸。物理拉伸法的條件包括：拉伸速度≤2±0.2mm/min，拉伸極限為透光膜初始長度尺寸的160％～180％。在具體的實施方式中，拉伸是將透光膜的長度拉伸至初始長度的160％～180％，透光膜的寬度可以不進行拉伸。

根據本發明的方法，在步驟(2)中，所述安置的方法包括：將步驟(1)得到的產物通過光刻膠(光刻膠為光阻)粘結，然後進行曝光和顯影製程。具體的實施方式中，先將步驟(1)得到的透光率不均勻的透光膜通過光刻膠粘結在掩膜板101的透光區103，然後進行曝光，使光刻膠固化，最後進行顯影製程，使用鹼液將掩膜板的非透光區102的光刻膠洗去。所述曝光和顯影製程為本領域常規的技術方法，在此不再贅述。

本發明還提供了一種彩膜基板的製備方法，該方法包括以下步驟：

(1)在玻璃基板104上形成帶空缺的黑矩陣106圖形；

(2)在步驟(1)得到的具有黑矩陣106圖形的玻璃基板104上，塗布彩色光阻；

(3)將上述的掩膜板101在步驟(2)得到的彩色光阻上進行光阻形狀轉移，形成坡狀彩色光阻105。

根據本發明的方法，在步驟(1)中，在玻璃基板104上形成帶空缺的黑矩陣106圖形為本領域常規的方法，即在玻璃基板104上塗布光阻，然後進行曝光和顯影製程，用鹼液將光阻洗去，即形成了帶空缺的黑矩陣106圖形。

根據本發明的方法，在步驟(2)中，塗布彩色光阻的厚度為本領域常規的技術方法。在優選的實施方式中，彩色光阻的厚度為2.7～3.3μm。

根據本發明的方法，在步驟(3)中，所述光阻形狀轉移的方法包括：曝光和顯影製程。所述曝光和顯影製程為本領域常規的技術方法，以能夠將實現光阻形狀轉移為目的，在此不再贅述。

在本發明優選的實施方式中，在步驟(1)中，帶空缺的黑矩陣106的邊角為直角，如圖3所示。

本發明還提供了一種上述方法製得的彩膜基板107，如圖3所示，其中，該彩膜基板107包括玻璃基板104、在所述玻璃基板的部分表面上形成的多個坡狀彩色光阻105和黑矩陣106。

在本發明中，所述坡狀彩色光阻105的頂部夾角α並無特別限定。在優選的情況下，所述坡狀彩色光阻105的頂部夾角α為130°～170°。

在本發明中，所述坡狀彩色光阻105的坡面光滑。即從坡頂到坡底的坡面與坡底水平面的夾角為固定值。

在本發明中，如圖3所示，所述坡狀彩色光阻105的厚度t1以能夠實現折射為目的，無特別限定。優選地，所述坡狀彩色光阻105的厚度為1.8～2.2μm。

本發明還提供了上述的彩膜基板在裸眼3d顯示裝置中的應用。

本發明還提供了一種裸眼3d顯示裝置，其中，該裸眼3d顯示裝置包括上述的彩膜基板107。例如，該裸眼3d顯示裝置包括依次層疊的偏光片、上述的彩膜基板107、液晶、tft玻璃、偏光片、電路板、背光源、背板、控制板等。

以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。

實施例1-3用於說明本發明的方法。

實施例1

(1)製備透光率不均勻的透光膜

將材質為氧化鉻薄膜的透光膜(購自大日本印刷公司)置於雙向拉伸機(購自衡翼精儀)的兩夾具中，使透光膜的縱軸與上、下夾具中心連線相重合，設置拉伸極限為透光膜長度的170％，以2mm/min的速度進行透光膜拉伸，在透光膜達到拉伸極限時停止拉伸。

將透光膜通過分光測定機(購自大塚電子株式會社制)進行透光率測定，測定結果為：從在幾何中心處為70％平滑過渡到在邊緣處為0％。

(2)製備掩膜板

如圖1和圖2所示，將步驟(1)得到的透光率不均勻的透光膜通過光刻膠粘均在市售的掩膜板(購自大日本印刷公司)的透光區103，經過曝光，使光刻膠固化，經過顯影製程通過使用鹼液將非透光區102的光刻膠洗去，再在230℃下烘烤，得到掩膜板101。

將掩膜板101通過分光測定機(購自大塚電子株式會社制)進行透光率測定，測定結果為：從在幾何中心處為70％平滑過渡到在邊緣處為0％。

(3)製備彩膜基板

如圖3所示，先在玻璃基板104上形成塗布光阻，然後進行曝光和顯影製程，通過鹼液將光阻洗去，即形成了帶空缺的黑矩陣106圖形，然後在黑矩陣圖形106上塗布厚度為3μm的彩色光阻，以上述掩膜板101向彩色光阻105進行光阻形狀轉移，經過曝光、顯影製程後，使用鹼液對玻璃基板104進行清洗，留下完成固化反應的光阻部分。

將彩色光阻通過段差測定機(購自小阪研究所)進行檢測，結果顯示彩色光阻為圖3所示，呈光滑斜坡狀、厚度t1為2μm。

將彩膜基板應用於3d顯示裝置中，能夠實現裸眼3d顯示效果。

實施例2

(1)製備透光率不均勻的透光膜

按照實施例1的方法，不同的是，透光膜的材質為鉬矽氧化物薄膜(購自大日本印刷公司)，設置拉伸極限為透光膜長度的180％，以2.2mm/min的速度進行透光膜拉伸，在透光膜達到拉伸極限時停止拉伸。

按照實施例1的方法進行透光率測定，測定結果為：從在幾何中心處為70％平滑過渡到在邊緣處為0％。

(2)製備掩膜板

按照實施例1的方法。

(3)製備彩膜基板

按照實施例1的方法，不同的是，在黑矩陣圖形106上塗布厚度為3.3μm的彩色光阻。

按照實施例1的方法進行檢測，結果顯示彩色光阻為圖3所示，呈光滑斜坡狀、厚度t1為2.2μm。

將彩膜基板應用於3d顯示裝置中，能夠實現裸眼3d顯示效果。

實施例3

(1)製備透光率不均勻的透光膜

按照實施例1的方法，不同的是，透光膜的材質為氧化銦錫薄膜(購自大日本印刷公司)，設置拉伸極限為透光膜長度的160％，以1.8mm/min的速度進行透光膜拉伸，在透光膜達到拉伸極限時停止拉伸。

按照實施例1的方法進行透光率測定，測定結果為：從在幾何中心處為70％平滑過渡到在邊緣處為0％。

(2)製備掩膜板

按照實施例1的方法。

(3)製備彩膜基板

按照實施例1的方法，不同的是，在黑矩陣圖形106上塗布厚度為2.7μm的彩色光阻。

按照實施例1的方法進行檢測，結果顯示彩色光阻為圖3所示，呈光滑斜坡狀、厚度t1為1.8μm。

將彩膜基板應用於3d顯示裝置中，能夠實現裸眼3d顯示效果。

對比例1

按照實施例1的方法，不同的是，掩膜板的透光區的透光率為均勻的。

將得到的彩膜基板應用於3d顯示裝置中，不具有裸眼3d顯示效果。

通過對比實施例1-3和對比例1可以得到，本發明在原有製備彩膜基板的基礎上，通過將製備彩膜基板的掩膜板進行改進，並未增加彩膜基板的製程，由該彩膜基板製備的顯示裝置能夠實現裸眼3d顯示效果。

以上詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明並不限於此。在本發明的技術構思範圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，包括各個技術特徵以任何其它的合適方式進行組合，這些簡單變型和組合同樣應當視為本發明所公開的內容，均屬於本發明的保護範圍。