掩膜板及其制备方法、彩膜基板及其制备方法和裸眼3D显示装置及应用与流程

本发明涉及显示技术领域，具体涉及掩膜板及其制备方法、彩膜基板及其制备方法和裸眼3d显示装置及应用。

背景技术：

三维图像显示技术或3d(threedimensions，三维图形)显示技术是将客观影像的三维信息完全再现出来，显示出具有立体感的图像。人眼有一个特性就是近大远小，可以形成立体感，通过3d技术，观看者可以将图像的远近、纵深等分辨出来，有如感同身受，看起来很像真实世界。

随着科技的发展，3d显示技术越来越多的应用到人们的生活中。3d立体显示技术可以分为助视3d显示和裸眼3d显示两种，其中助视3d显示是指借助于3d眼镜或者头盔等助视设备才能看到3d显示效果，但是助视3d显示器由于需要观看者佩戴3d眼镜观看，给观看者带来很大的不便。而裸眼3d显示技术无需观看者佩戴助视眼镜或头盔等任何助视设备就能观看到3d影像，因此，裸眼3d显示技术越来越受到重视。

裸眼3d显示技术所要解决的问题是显示器如何把拍摄到的左右眼图像区分开分别供左眼和右眼独立观看以便人眼获取没有相互干扰的视差图像。也就是说，是如何将左视图和右视图分配给左右眼。

现有的技术通常使用加装狭缝式光栅的方法达到裸眼3d显示效果。狭缝式液晶光栅，这种技术原理是在屏幕前加了一个狭缝式光栅之后，应该由左眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡右眼；同理，应该由右眼看到的图像显示在液晶屏上时，不透明的条纹会遮挡左眼，通过将左眼和右眼的可视画面分开，使观者看到3d影像。但是狭缝式光栅是通过加装的方式，增加到屏幕上，增加了制程。

cn104345544b公开了一种掩膜板，解决过孔尺寸偏大的问题，能够满足精细化布线的要求，但通过使用该掩膜板制备的彩膜基板，不具有裸眼3d的显示效果。

综上所述，目前市场上的掩膜板均只是作为曝光过程中的原始图形的载体，通过曝光和显影制程，虽然可以将掩膜板上的图形信息传递到彩膜基板上，但是以现有的掩膜板制作出的彩膜基板不具有裸眼3d显示效果。现有的通过加装狭缝式光栅实现裸眼3d的效果，不仅增加了制程、增加了显示装置的厚度，同时也增加了制造的成本。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服上述的问题，提供一种掩膜板及其制备方法、彩膜基板及其制备方法和裸眼3d显示装置及应用，由该掩膜板制备的彩膜基板，再通过该彩膜基板形成的显示装置能够实现裸眼3d显示效果，而无需加装狭缝光栅，减少了制程、降低了制造成本，实现了现有装置的减薄。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种掩膜板，该掩膜板包括至少一个非透光区和至少一个透光区，其中，所述透光区中设置有透光率不均匀的透光膜。

优选地，所述透光膜的透光率从在几何中心处为70％平滑过渡到在边缘处为0％。

优选地，所述透光膜选自氧化铬薄膜、钼硅氧化物薄膜和氧化铟锡薄膜中的至少一种。

本发明的第二方面提供了一种上述的掩膜板的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将透光膜制备成具有不均匀的透光率；

(2)将步骤(1)得到的所述透光膜安置在掩膜板的透光区上。

优选地，在步骤(1)中，所述制备的方法为物理拉伸法。

优选地，所述物理拉伸法的条件包括：拉伸速度≤2±0.2mm/min；拉伸极限为透光膜初始长度尺寸的160％～180％。

优选地，在步骤(2)中，所述安置的方法包括通过光刻胶粘结，然后进行曝光和显影制程。

本发明的第三方面提供了一种彩膜基板的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)在玻璃基板上形成带空缺的黑矩阵图形；

(2)在步骤(1)得到的具有黑矩阵图形的玻璃基板上，涂布彩色光阻；

(3)将上述的掩膜板在步骤(2)得到的彩色光阻上进行光阻形状转移，通过显影制程，形成坡状彩色光阻。

优选地，在步骤(3)中，所述光阻形状转移的方法包括：曝光和显影制程。

本发明的第四方面提供了由上述的方法制得的彩膜基板，其中，该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个坡状彩色光阻和多个黑矩阵。

优选地，所述坡状彩色光阻的顶部夹角α为130°～170°，进一步优选地，所述坡状彩色光阻的坡面光滑。

本发明的第五方面提供了上述的彩膜基板在裸眼3d显示装置中的应用。

本发明的第六方面提供了一种裸眼3d显示装置，其中，该裸眼3d显示装置包括上述的彩膜基板。

根据本发明的技术方案，通过在掩膜板的透光区中设置透光率不均匀的透光膜，控制掩膜板上的透光区的透光量来控制彩色光阻与紫外光反应的量，通过曝光将掩膜板上的图形转移到玻璃基板涂布的光阻表面上，使被照射到的光阻起化学反应，在后续的显影制程中，基于彩膜产品使用负性光阻的特性，被紫外光照射过的部分会留在基板上，然后将基板上没有被紫外线照射到的光阻用碱性显影液洗去，留下掩膜板上的图形，即得到坡面光滑的坡状彩色光阻，该坡状彩色光阻能够将左视图和右视图分配给右眼和左眼，由该彩膜基板制备的显示装置具有裸眼3d显示效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是本发明的掩膜板的侧视图；

图2是本发明的掩膜板的俯视图；

图3是由本发明的掩膜板制得的彩膜基板的示意图。

附图标记说明

101、掩膜板102、非透光区103、透光区

104、玻璃基板105、坡状彩色光阻106、黑矩阵

107、彩膜基板

具体实施方式

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

本发明提供了一种掩膜板，如图1和图2所示，该掩膜板101包括至少一个非透光区102和至少一个透光区103，其中，所述透光区103中设置有透光率不均匀的透光膜。

在本发明中，所述透光膜的透光率从在几何中心处为70％平滑过渡到在边缘处为0％。本发明所述透光膜的透光率还可以为从在几何中心处为80％平滑过渡到在边缘处为0％，或从在几何中心处为90％平滑过渡到在边缘处为0％等。本发明中所述平滑过渡可以是指所述透光膜在几何中心处的透光率为40％、50％、60％、70％、80％、90％以及这些数值中的任意两个所构成的范围中的任意值，所述透光膜在边缘处的透光率为0％，所述透光膜的透光率的数值从几何中心处到边缘处的变化是均匀线性变化，没有数值突变。所述几何中心是指所述透光膜具有一定的几何形状，该几何形状的中心，可以是几何学中对几何形状的中心的限定，如透光膜为圆形，几何中心是圆心；透光膜为长方形，几何中心是两个对角线的交点。所述边缘为所述透光膜的几何形状的边缘。

在本发明中，所述透光膜为本领域常规的透光膜。例如，透光膜选自氧化铬薄膜、钼硅氧化物薄膜和氧化铟锡薄膜中的至少一种。

本发明还提供了上述的掩膜板的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将透光膜制备成具有不均匀的透光率；

(2)将步骤(1)得到的所述透光膜安置在掩膜板101的透光区103上。

根据本发明的方法，在步骤(1)中，所述制备的方法以能够制备不均匀透光率的透光膜为目的，制备的方法并无特别限定，例如，制备的方法可以为物理拉伸法。

根据本发明的方法，所述物理拉伸法可以是将透光膜置于双向拉伸机的两夹具中，使透光膜的纵轴与上、下夹具中心连线相重合，设置拉伸极限，以2±0.2mm/min的速度进行透光膜拉伸，在透光膜达到拉伸极限时停止拉伸。物理拉伸法的条件包括：拉伸速度≤2±0.2mm/min，拉伸极限为透光膜初始长度尺寸的160％～180％。在具体的实施方式中，拉伸是将透光膜的长度拉伸至初始长度的160％～180％，透光膜的宽度可以不进行拉伸。

根据本发明的方法，在步骤(2)中，所述安置的方法包括：将步骤(1)得到的产物通过光刻胶(光刻胶为光阻)粘结，然后进行曝光和显影制程。具体的实施方式中，先将步骤(1)得到的透光率不均匀的透光膜通过光刻胶粘结在掩膜板101的透光区103，然后进行曝光，使光刻胶固化，最后进行显影制程，使用碱液将掩膜板的非透光区102的光刻胶洗去。所述曝光和显影制程为本领域常规的技术方法，在此不再赘述。

本发明还提供了一种彩膜基板的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)在玻璃基板104上形成带空缺的黑矩阵106图形；

(2)在步骤(1)得到的具有黑矩阵106图形的玻璃基板104上，涂布彩色光阻；

(3)将上述的掩膜板101在步骤(2)得到的彩色光阻上进行光阻形状转移，形成坡状彩色光阻105。

根据本发明的方法，在步骤(1)中，在玻璃基板104上形成带空缺的黑矩阵106图形为本领域常规的方法，即在玻璃基板104上涂布光阻，然后进行曝光和显影制程，用碱液将光阻洗去，即形成了带空缺的黑矩阵106图形。

根据本发明的方法，在步骤(2)中，涂布彩色光阻的厚度为本领域常规的技术方法。在优选的实施方式中，彩色光阻的厚度为2.7～3.3μm。

根据本发明的方法，在步骤(3)中，所述光阻形状转移的方法包括：曝光和显影制程。所述曝光和显影制程为本领域常规的技术方法，以能够将实现光阻形状转移为目的，在此不再赘述。

在本发明优选的实施方式中，在步骤(1)中，带空缺的黑矩阵106的边角为直角，如图3所示。

本发明还提供了一种上述方法制得的彩膜基板107，如图3所示，其中，该彩膜基板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个坡状彩色光阻105和黑矩阵106。

在本发明中，所述坡状彩色光阻105的顶部夹角α并无特别限定。在优选的情况下，所述坡状彩色光阻105的顶部夹角α为130°～170°。

在本发明中，所述坡状彩色光阻105的坡面光滑。即从坡顶到坡底的坡面与坡底水平面的夹角为固定值。

在本发明中，如图3所示，所述坡状彩色光阻105的厚度t1以能够实现折射为目的，无特别限定。优选地，所述坡状彩色光阻105的厚度为1.8～2.2μm。

本发明还提供了上述的彩膜基板在裸眼3d显示装置中的应用。

本发明还提供了一种裸眼3d显示装置，其中，该裸眼3d显示装置包括上述的彩膜基板107。例如，该裸眼3d显示装置包括依次层叠的偏光片、上述的彩膜基板107、液晶、tft玻璃、偏光片、电路板、背光源、背板、控制板等。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

实施例1-3用于说明本发明的方法。

实施例1

(1)制备透光率不均匀的透光膜

将材质为氧化铬薄膜的透光膜(购自大日本印刷公司)置于双向拉伸机(购自衡翼精仪)的两夹具中，使透光膜的纵轴与上、下夹具中心连线相重合，设置拉伸极限为透光膜长度的170％，以2mm/min的速度进行透光膜拉伸，在透光膜达到拉伸极限时停止拉伸。

将透光膜通过分光测定机(购自大塚電子株式会社制)进行透光率测定，测定结果为：从在几何中心处为70％平滑过渡到在边缘处为0％。

(2)制备掩膜板

如图1和图2所示，将步骤(1)得到的透光率不均匀的透光膜通过光刻胶粘均在市售的掩膜板(购自大日本印刷公司)的透光区103，经过曝光，使光刻胶固化，经过显影制程通过使用碱液将非透光区102的光刻胶洗去，再在230℃下烘烤，得到掩膜板101。

将掩膜板101通过分光测定机(购自大塚電子株式会社制)进行透光率测定，测定结果为：从在几何中心处为70％平滑过渡到在边缘处为0％。

(3)制备彩膜基板

如图3所示，先在玻璃基板104上形成涂布光阻，然后进行曝光和显影制程，通过碱液将光阻洗去，即形成了带空缺的黑矩阵106图形，然后在黑矩阵图形106上涂布厚度为3μm的彩色光阻，以上述掩膜板101向彩色光阻105进行光阻形状转移，经过曝光、显影制程后，使用碱液对玻璃基板104进行清洗，留下完成固化反应的光阻部分。

将彩色光阻通过段差测定机(购自小阪研究所)进行检测，结果显示彩色光阻为图3所示，呈光滑斜坡状、厚度t1为2μm。

将彩膜基板应用于3d显示装置中，能够实现裸眼3d显示效果。

实施例2

(1)制备透光率不均匀的透光膜

按照实施例1的方法，不同的是，透光膜的材质为钼硅氧化物薄膜(购自大日本印刷公司)，设置拉伸极限为透光膜长度的180％，以2.2mm/min的速度进行透光膜拉伸，在透光膜达到拉伸极限时停止拉伸。

按照实施例1的方法进行透光率测定，测定结果为：从在几何中心处为70％平滑过渡到在边缘处为0％。

(2)制备掩膜板

按照实施例1的方法。

(3)制备彩膜基板

按照实施例1的方法，不同的是，在黑矩阵图形106上涂布厚度为3.3μm的彩色光阻。

按照实施例1的方法进行检测，结果显示彩色光阻为图3所示，呈光滑斜坡状、厚度t1为2.2μm。

将彩膜基板应用于3d显示装置中，能够实现裸眼3d显示效果。

实施例3

(1)制备透光率不均匀的透光膜

按照实施例1的方法，不同的是，透光膜的材质为氧化铟锡薄膜(购自大日本印刷公司)，设置拉伸极限为透光膜长度的160％，以1.8mm/min的速度进行透光膜拉伸，在透光膜达到拉伸极限时停止拉伸。

按照实施例1的方法进行透光率测定，测定结果为：从在几何中心处为70％平滑过渡到在边缘处为0％。

(2)制备掩膜板

按照实施例1的方法。

(3)制备彩膜基板

按照实施例1的方法，不同的是，在黑矩阵图形106上涂布厚度为2.7μm的彩色光阻。

按照实施例1的方法进行检测，结果显示彩色光阻为图3所示，呈光滑斜坡状、厚度t1为1.8μm。

将彩膜基板应用于3d显示装置中，能够实现裸眼3d显示效果。

对比例1

按照实施例1的方法，不同的是，掩膜板的透光区的透光率为均匀的。

将得到的彩膜基板应用于3d显示装置中，不具有裸眼3d显示效果。

通过对比实施例1-3和对比例1可以得到，本发明在原有制备彩膜基板的基础上，通过将制备彩膜基板的掩膜板进行改进，并未增加彩膜基板的制程，由该彩膜基板制备的显示装置能够实现裸眼3d显示效果。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。