一种显示装置及其中的光学薄膜的制备方法与流程

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置及其中的光学薄膜的制备方法。

背景技术：

目前大多数的显示器件属于平板显示，TFT-LCD面板和OLED面板由于其良好的视角和更低的功耗，被广泛使用于平板显示领域。

目前的显示器件，都存在侧视角亮度偏低或者对比度(Contrast Ratio，CR)偏低现象，可以利用不同的光学薄膜，通过光的折射现象，将中间视角的光分散到两边，可以很好改善两边视角观感差的现象，逐渐改善了目前显示产品的大视角观感差的现象。但是，目前所利用的光学薄膜很难定向控制光线传播方向，对大视角观感差的问题改善有限，并且有些光学薄膜的制作工艺也较为复杂，比如需要制作液晶层的光学薄膜。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种显示装置及其中的光学薄膜的制备方法，用于解决现有的光学薄膜对大视角观感差的问题改善有限，并且有些光学薄膜的制作工艺也较为复杂的问题。

本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：

一种显示装置，包括显示面板、设置于显示面板上呈矩阵分布的多个子像素和设置于显示面板的出光侧的光学薄膜；所述光学薄膜的本体设置有呈矩阵分布的多组孔洞结构；每组所述孔洞结构对应于一个子像素设置；其中，每组所述孔洞结构具有相对所述光学薄膜的本体所在平面倾斜方向一致的通孔，所述通孔的开口从入光侧到出光侧逐渐增大，在沿显示装置的侧边方向、垂直于所述光学薄膜的本体的截面上，所述通孔的第一侧壁与光学薄膜的本体所在平面的夹角，小于所述通孔的第二侧壁与光学薄膜的本体所在平面的夹角；所有组所述孔洞结构中至少包括两个倾斜方向。

较佳地，同一行的多组所述孔洞结构中，相邻的两组所述孔洞结构中所述通孔的倾斜方向不同。

较佳地，同一行的多组所述孔洞结构中，相邻的两组所述孔洞结构中所述通孔的倾斜方向，相对于所述光学薄膜的本体所在平面对称。

较佳地，所述第一侧壁与光学薄膜的本体所在平面的夹角的大小的范围大于0度且不大于60度，所述第二侧壁与光学薄膜的本体所在平面的夹角的大小的范围不小于85度且不大于90度。

较佳地，所述通孔的平行于光学薄膜的本体所在平面的截面形状为圆形、矩形、菱形。

较佳地，所述通孔的截面形状为圆形时，在入光侧的直径的大小为0.5μm～5μm；

所述通孔的截面形状为矩形时，在入光侧的边长的范围为0.5μm～5μm；

所述通孔的截面形状为菱形时，在入光侧的边长的范围为0.5μm～5μm。

较佳地，所述光学薄膜的材料为光感材料。

较佳地，所述光学薄膜的材料为聚甲基丙烯甲酯、聚酰亚胺。

较佳地，所述显示装置还包括背光源，所述背光源发出的光线垂直入射所述显示面板。

较佳地，所述显示装置还包括在所述显示面板的出光侧沿出光方向设置的偏光片和玻璃盖板；

所述光学薄膜位于所述显示面板与所述偏光片之间；

或者所述光学薄膜位于所述偏光片与所述玻璃盖板之间；

或者所述光学薄膜位于所述玻璃盖板远离所述偏光片的一侧。

一种显示装置中的光学薄膜的制备方法，包括：

在基板上形成一整层的光学薄膜聚合材料；

相对所述基板所在平面分别平行设置不同的掩膜版并分别在相对光照方向不同的倾斜方向下进行曝光；其中，一张掩膜版具有同一个倾斜方向的多组孔洞结构的通孔的开口图案；

对曝光后得到的光学薄膜进行显影，以在所述光学薄膜的本体中形成呈矩阵分布的多组孔洞结构；其中，每组所述孔洞结构对应于一个子像素设置；每组所述孔洞结构具有相对所述光学薄膜的本体所在平面倾斜方向一致的通孔，所述通孔的开口从入光侧到出光侧逐渐增大，在沿显示装置的侧边方向、垂直于所述光学薄膜的本体的截面上，所述通孔的第一侧壁与光学薄膜的本体所在平面的夹角，小于所述通孔的第二侧壁与光学薄膜的本体所在平面的夹角；并且所有组所述孔洞结构中至少包括两个倾斜方向。

较佳地，所述基板为彩膜基板。

本发明实施例的有益效果如下：

本发明实施例提供的显示装置及其中的光学薄膜的制备方法中，由于光学薄膜的本体中设置有具有倾斜方向一致的通孔的孔洞结构，所有组所述孔洞结构中至少包括两个倾斜方向，可以结合通孔的倾斜方向、形状与光学薄膜的本体的折射率控制对应子像素的光的方向，达到较佳的分光效果，利于改善大视角观感差的问题；同时，如将显示面板进行左右眼像素的划分和显示，可以实现较佳的裸眼3D和双视效果；此外光学薄膜结构简单，相应的工艺简单。

附图说明

图1a为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图；

图1b为本发明实施例提供的一种光学薄膜的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种光学薄膜的结构的俯视示意图；

图3为本发明实施例提供的一种显示装置中的光学薄膜的制备方法流程图；

图4为本发明实施例提供的一种掩膜版的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种掩膜版的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的制备一整层光学薄膜聚合材料时的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的采用第一张掩膜版曝光时的示意图；

图8为本发明实施例提供的采用第二张掩膜版曝光时的示意图。

具体实施方式

为了解决以上技术问题，本发明实施例提供一种显示装置及其中的光学薄膜的制备方法。本发明实施例提供的一种显示装置，包括显示面板、设置于显示面板上呈矩阵分布的多个子像素和设置于显示面板的出光侧的光学薄膜；光学薄膜的本体设置有呈矩阵分布的多组孔洞结构；每组孔洞结构对应于一个子像素设置；其中，每组孔洞结构具有相对光学薄膜的本体所在平面倾斜方向一致的通孔，通孔的开口从入光侧到出光侧逐渐增大，在沿显示装置的侧边方向、垂直于光学薄膜的本体的截面上，通孔的第一侧壁与光学薄膜的本体所在平面的夹角，小于通孔的第二侧壁与光学薄膜的本体所在平面的夹角；并且所有组孔洞结构中至少包括两个倾斜方向。

其中，在沿显示装置的侧边方向、垂直于光学薄膜的本体的截面上，通孔具有两个侧壁，其中，通孔的开口在出光侧所对的侧壁为第一侧壁，通孔的开口在入光侧所对的侧壁为第二侧壁。

其中，通孔的倾斜方向是指上述第一侧壁的延伸方向与第二侧壁的延伸方向的夹角的角平分线所在的方向。

本发明实施例中，由于光学薄膜的本体中设置有具有倾斜方向一致的通孔的孔洞结构，所有组孔洞结构中至少包括两个倾斜方向，可以结合通孔的倾斜方向、形状与光学薄膜的本体的折射率控制对应子像素的光的方向，达到较佳的分光效果，利于改善大视角观感差的问题；同时，如将显示面板进行左右眼像素的划分和显示，可以实现较佳的裸眼3D和双视效果；此外光学薄膜结构简单，相应的工艺简单。

需要说明的是，本发明实施例中，各组孔洞结构中的通孔的倾斜方向的数量及程度，可以根据实际需要达到的效果进行设置。

下面以一个具体的结构为例，结合附图进行详细说明。

如图1a和图1b所示，本发明实施例提供的一种显示装置，包括显示面板001、设置于显示面板001上的多个呈矩阵分布的子像素(图1a中示例出了第一子像素002，第二子像素003，第三子像素004三种颜色的子像素)和设置于显示面板001的出光侧的光学薄膜005；光学薄膜005的本体设置有呈矩阵分布的多组孔洞结构；每组孔洞结构051对应于一个子像素设置；其中，每组孔洞结构具有相对光学薄膜005的本体所在平面倾斜方向一致的通孔052，通孔052的开口从入光侧到出光侧逐渐增大，在沿显示装置的侧边方向、垂直于光学薄膜的本体垂直的截面上，通孔052的第一侧壁与光学薄膜005的本体所在平面的夹角小于通孔052的第二侧壁与光学薄膜005的本体所在平面的夹角并且所有组孔洞结构中包括两个倾斜方向。

从图1b中看出，对于向左倾斜的通孔，第一侧壁在第二侧壁的左侧；对于向右倾斜的通孔，第一侧壁在第二侧壁的右侧。其中，通孔的倾斜方向就是指上述第一侧壁所在延伸方向A和第二侧壁所在延伸方向B的夹角的角平分线C所在的方向。

下面对结合通孔的倾斜方向、形状与光学薄膜的本体的折射率控制对应子像素的光的方向的原理进行举例说明：

优选地，光学薄膜005的通孔052处为空气，而光学薄膜005的本体的基材材料(即灰色填充部分)为折射率大于空气的材料，从子像素出射的光将会在光学薄膜与空气的界面处发生折射，图1a中箭头示例出了进入光学薄膜的光的出射方向。由于通孔入光侧的开口较小，光线大部分经由光学薄膜的本体入射，且第一侧壁的延伸方向A与光学薄膜005的本体所在平面的夹角较小，第二侧壁的延伸方向B与光学薄膜005的本体所在平面的夹角较大：对于向左倾斜的通孔来说，相对光学薄膜005的本体所在平面垂直入射的光线，到达左侧的第一侧壁所在界面后发生折射，由于光线是从光密介质进入光疏介质，光线会向左发生较大的偏折，到达右侧的第二侧壁所在界面后发生折射，由于光线是从光疏介质进入光密介质，光线会向右发生较小的偏折，又由于第一侧壁所作用的光线相对于第二侧壁所作用的光线较多，因而，整体上，向左倾斜的通孔，使得光线向左出射。同理，对于向右倾斜的通孔来说，相对光学薄膜005的本体所在平面垂直入射的光线，到达右侧的第一侧壁所在界面后发生折射，由于光线是从光密介质进入光疏介质，光线会向右发生较大的偏折，到达左侧的第二侧壁所在界面后发生折射，由于光线是从光疏介质进入光密介质，光线会向左发生较小的偏折，又由于第一侧壁所作用的光线相对于第二侧壁所作用的光线较多，因而，整体上，向右倾斜的通孔，使得光线向右出射。因此，基于本发明实施例的光学薄膜的孔洞结构，只要根据通孔的倾斜方向、形状，按照所需折射率选择合适的光学薄膜材料，就可以很容易的控制出光方向。

具体实施时，为了进一步达到较佳的左右分光的效果，控制光到达不同的眼中，较佳地，同一行的多组孔洞结构中，相邻的两组孔洞结构中通孔的倾斜方向不同。较佳地，如图1b所示，同一行的多组孔洞结构中，相邻的两组孔洞结构中通孔的倾斜方向，相对于光学薄膜的本体所在平面对称。图1b中所示的通孔的两个倾斜方向，一个向右倾斜，一个向左倾斜，与光学薄膜的本体的夹角都是由于通孔的倾斜方向容易控制，可实现的与光学薄膜的本体所在平面的夹角的范围较大，将光分散到两侧的程度较大，也就是说，可以提高侧视角亮度，利于提高大视角的观感效果。较佳地，第一侧壁与光学薄膜的本体所在平面的夹角的大小的范围大于0度且不大于60度，第二侧壁与光学薄膜的本体所在平面的夹角的大小的范围不小于85度且不大于90度。

具体实施时，通孔的平行于光学薄膜的本体所在平面的截面形状有多种，例如可以为圆形、矩形、菱形，也可以是其它的形状，此处不再一一列举。如图2所示的光学薄膜的俯视结构，图中以不同的填充表示不同倾斜方向的通孔的截面形状，每组孔洞结构的通孔的截面形状为圆形，且呈均匀分布。

实施中，如果通孔的开口在入光侧过大，只能控制部分光的出射方向，如果通孔的开口在入光侧过小，在制备时不易形成，为了避免这两种情况的出现，较佳地，如果上述通孔的截面形状为圆形时，在入光侧的直径的长度范围为0.5μm～5μm；如果上述通孔的截面形状为矩形时，在入光侧的边长的范围为0.5μm～5μm；如果上述通孔的截面形状为菱形时，在入光侧的边长的范围为0.5μm～5μm。

其中，光学薄膜的材料的种类有多种，较佳地，为光感材料，例如，光学薄膜的材料为聚甲基丙烯甲酯(Polymethyl Methacrylate，PMMA)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)等等。

较佳地，所述显示装置还包括背光源，所述背光源发出的光线垂直入射所述显示面板。由于光线垂直入射显示面板，使得光学薄膜的分光效果更好；此外，将显示面板进行左右眼像素的划分和显示，可以实现较佳的裸眼3D和双视效果。

较佳地，如图1a所示，显示装置还包括在相邻子像素之间设置的黑矩阵006；以及覆盖各子像素和黑矩阵006平坦层007。

具体实施时，较佳地，显示装置还包括在显示面板的出光侧沿出光方向设置的偏光片和玻璃盖板；基于此，光学薄膜的设置位置有多种，例如，光学薄膜可以位于显示面板与偏光片之间；或者光学薄膜可以位于偏光片与玻璃盖板之间；或者光学薄膜可以位于玻璃盖板远离偏光片的一侧。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提供一种显示装置中的光学薄膜的制备方法，如图3所示，该制备方法至少包括以下步骤：

步骤310、在基板上形成一整层的光学薄膜聚合材料；

步骤320、利用构图工艺在光学薄膜的本体中形成呈矩阵分布的多组孔洞结构；每组孔洞结构对应于一个子像素设置；其中，每组孔洞结构具有相对光学薄膜的本体所在平面倾斜方向一致的通孔，通孔的开口从入光侧到出光侧逐渐增大，在沿显示装置的侧边方向、垂直于光学薄膜的本体的截面上，通孔的第一侧壁与光学薄膜的本体所在平面的夹角，小于通孔的第二侧壁与光学薄膜的本体所在平面的夹角；并且所有组孔洞结构中至少包括两个倾斜方向。

本发明实施例中，由于光学薄膜的本体中设置有具有倾斜方向一致的通孔的孔洞结构，所有组孔洞结构中至少包括两个倾斜方向，结合通孔的倾斜方向、形状与光学薄膜的本体的折射率控制对应子像素的光的方向，达到较佳的分光效果，利于改善大视角观感差的问题，可以实现较佳的裸眼3D和双视效果；此外光学薄膜结构简单，相应的工艺简单。

较佳地，上述步骤320中，利用构图工艺在光学薄膜的本体中形成呈矩阵分布的多组孔洞结构，具体实现方式可以是：

相对基板所在平面分别平行设置不同的掩膜版并分别在相对光照方向不同的倾斜方向下进行曝光；其中，一张掩膜版具有同一个倾斜方向的多组孔洞结构的通孔的开口图案；

对曝光后得到的光学薄膜进行显影，以在光学薄膜的本体中形成多组孔洞结构。

较佳地，本发明实施例提供的制备方法还包括：预先制备多张掩膜版。

下面以图1a所示的显示装置的光学薄膜的结构的制备为例，对以上制备方法进行举例说明：

步骤一、预先参照图2所示的俯视结构中通孔的分布，制备两张掩膜版，其中一张掩膜版具有一种倾斜方向的多组孔洞结构的通孔的开口的图案，每张掩膜版制备的具体步骤：

在玻璃基板上面采用溅射或者曝光显影的方式制备与上述通孔的截面形状在入光侧的尺寸一致的金属小颗粒，该金属小颗粒可以为圆形，直径的长度范围为0.5μm～5μm，金属材料可以为Al，Ag等不透光材料。

如图4所示，为制备的第一张掩膜版008，有图案的部分对应的是通孔向左倾斜的孔洞结构所在区域，填充的圆形的金属小颗粒081为通孔的入光侧开口的位置，其它部分透光；通孔向右倾斜的孔洞结构所在区域都不透光。

如图5所示，为制备的第二张掩膜版009，有图案的部分对应的是通孔向右倾斜的孔洞结构所在区域，填充的圆形的金属小颗粒091为通孔的入光侧开口的位置，其它部分透光；通孔向左倾斜的孔洞结构所在区域都不透光。

步骤二、如图6所示，在基板0010上面以旋涂或者沉积的方式制备一整层光学薄膜聚合材料005’。

该步骤中，基板为玻璃基板或者聚合物薄膜基板。

其中，本实施例所采用的光学薄膜的材料为负性光感材料，在曝光的条件下发生聚合，固化。

步骤三、如图7所示，相对基板0010所在平面平行设置第一张掩膜版008，并在相对光照方向(箭头所示方向)以第一倾斜方向进行曝光，然后，如图8所示，相对基板0010所在平面平行设置第二张掩膜版009，并在相对光照方向以第二倾斜方向进行曝光；其中，第一倾斜方向与第二倾斜方向，与光照方向的夹角大小相等方向对称，该夹角ψ的大小的范围可选的是45度～80度。

步骤四、对曝光后得到的光学薄膜进行显影，即可得到图1b所示的光学薄膜005的结构。

由于在进行曝光工艺时，金属小颗粒的遮挡的位置，光线会发生衍射，从而使显影得到的通孔的开口从入光侧到出光侧逐渐增大；同时，由于相对与光照方向存在倾斜角度，使得通孔的第一侧壁和第二侧壁相对于光学薄膜本体的角度不同。将以上光学薄膜005从基板0010上剥离，贴附在显示装置表面，也可以将玻璃或者聚合物薄膜基板替换为彩膜基板，这样直接将光学薄膜制备在彩膜基板上，则不需要剥离和贴附过程。

可以理解的是，本发明实施例也可以采用正性光感材料作为光学薄膜的材料，如聚甲基丙烯甲酯或聚酰亚胺等；本领域技术人员可以知道，正性光感材料所使用的掩膜版的图案应当与上述实施例所述掩膜版图案互补。

本发明实施例提供的显示装置及其中的光学薄膜的制备方法中，由于光学薄膜的本体中设置有具有倾斜方向一致的通孔的孔洞结构，所有组所述孔洞结构中至少包括两个倾斜方向，可以结合通孔的倾斜方向、形状与光学薄膜的本体的折射率控制对应子像素的光的方向，达到较佳的分光效果，利于改善大视角观感差的问题；同时，将显示面板进行左右眼像素的划分和显示，可以实现较佳的裸眼3D和双视效果；此外光学薄膜结构简单，相应的工艺简单。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。