CN109061784A - 一种光栅结构及其制作方法、显示装置 - Google Patents

一种光栅结构及其制作方法、显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109061784A
CN109061784A CN201811299690.XA CN201811299690A CN109061784A CN 109061784 A CN109061784 A CN 109061784A CN 201811299690 A CN201811299690 A CN 201811299690A CN 109061784 A CN109061784 A CN 109061784A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mask pattern
digital
photosensitive material
material layer
subelement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811299690.XA
Other languages
English (en)
Inventor
黎午升
姚琪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BOE Technology Group Co Ltd
Original Assignee
BOE Technology Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BOE Technology Group Co Ltd filed Critical BOE Technology Group Co Ltd
Priority to CN201811299690.XA priority Critical patent/CN109061784A/zh
Publication of CN109061784A publication Critical patent/CN109061784A/zh
Priority to US16/660,386 priority patent/US11828959B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings
    • G02B5/1847—Manufacturing methods
    • G02B5/1857—Manufacturing methods using exposure or etching means, e.g. holography, photolithography, exposure to electron or ion beams
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B30/00—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images
    • G02B30/20—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes
    • G02B30/26—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type
    • G02B30/27—Optical systems or apparatus for producing three-dimensional [3D] effects, e.g. stereoscopic images by providing first and second parallax images to an observer's left and right eyes of the autostereoscopic type involving lenticular arrays
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings
    • G02B5/1861—Reflection gratings characterised by their structure, e.g. step profile, contours of substrate or grooves, pitch variations, materials
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0005—Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2051—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/40—Treatment after imagewise removal, e.g. baking
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70283—Mask effects on the imaging process
    • G03F7/70291—Addressable masks, e.g. spatial light modulators [SLMs], digital micro-mirror devices [DMDs] or liquid crystal display [LCD] patterning devices

Abstract

本发明公开一种光栅结构及其制作方法、显示装置，涉及显示技术领域，为解决现有技术中的光栅结构精度较低，影响3D显示效果的问题。所述光栅结构的制作方法包括：在衬底基板上形成感光材料层；对所述感光材料层进行构图，形成光栅过渡图形，所述光栅过渡图形包括多个光栅模块，所述光栅模块包括对称的第一部分和第二部分，所述第一部分包括呈阶梯状结构的多个子单元，沿靠近所述衬底基板至远离所述衬底基板的方向上，所述多个子单元的厚度逐渐减小；对所述光栅过渡图形进行固化，形成所述光栅结构。本发明提供的光栅结构用于3D显示。

Description

一种光栅结构及其制作方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种光栅结构及其制作方法、显示装置。
背景技术
随着显示技术的不断发展，3D显示技术的应用越来越广泛，目前3D显示技术的实现方式主要包括裸眼式3D显示和眼镜式3D显示，其中裸眼式3D显示的原理为：将显示面板与光栅结构相结合，使显示面板中与观看者左眼对应的左眼像素发出的光射向观看者的左眼，显示面板中与观看者右眼对应的右眼像素发出的光射向观看者的右眼，左眼图像和右眼图像经过人大脑视觉皮层的融合后，产生立体的显示效果。
但是由于3D显示效果与光栅结构的精度相关，而现有技术中制作的光栅结构的精度较低，会对3D显示效果产生不良影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光栅结构及其制作方法、显示装置，用于解决现有技术中的光栅结构精度较低，影响3D显示效果的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明的第一方面提供一种光栅结构的制作方法，包括：
在衬底基板上形成感光材料层；
对所述感光材料层进行构图，形成光栅过渡图形，所述光栅过渡图形包括多个光栅模块，所述光栅模块包括对称的第一部分和第二部分，所述第一部分包括呈阶梯状结构的多个子单元，沿靠近所述衬底基板至远离所述衬底基板的方向上，所述多个子单元的厚度逐渐减小；
对所述光栅过渡图形进行固化，形成所述光栅结构。
进一步地，所述对所述感光材料层进行构图，形成光栅过渡图形的步骤具体包括：
利用数字光刻技术，制作所述光栅模块中所述第一部分和所述第二部分包括多个子单元。
进一步地，当采用正性感光材料形成所述感光材料层时，利用数字光刻技术制作所述子单元的步骤具体包括：
根据所述子单元在所述感光材料层中形成的位置，利用数字曝光机中的自动对焦组件自动对焦，在所述感光材料层上形成与所述子单元对应的曝光焦平面；
根据所述子单元对应的掩膜图形数据，利用数字曝光机中的曝光组件对入射光进行调制，形成与所述掩膜图形数据对应的数字掩膜图形，并将所述数字掩膜图形投影到所述感光材料层上；
利用所述数字掩膜图形对所述感光材料层进行曝光，使位于该曝光焦平面的焦深范围内的感光材料层光致分解，形成所述子单元。
进一步地，当采用负性感光材料形成所述感光材料层时，利用数字光刻技术制作所述子单元的步骤具体包括：
根据所述子单元在所述感光材料层中形成的位置，利用数字曝光机中的自动对焦组件自动对焦，在所述感光材料层上形成与所述子单元对应的曝光焦平面；
根据所述子单元对应的掩膜图形数据，利用数字曝光机中的曝光组件对入射光进行调制，形成与所述掩膜图形数据对应的数字掩膜图形，并将所述数字掩膜图形投影到所述感光材料层上；
利用所述数字掩膜图形对位于该曝光焦平面的焦深范围内的感光材料层进行曝光；
对曝光后的感光材料层进行显影，形成该子单元。
进一步地，所述曝光组件包括光源、数字微反射镜器件和投影器件，所述利用数字曝光机中的曝光组件对入射光进行调制，形成与所述掩膜图形数据对应的数字掩膜图形的步骤具体包括：
根据所述数字掩膜图形包括的灰阶数，将一个成像周期划分为多个不同长度的时间段；
根据所述掩膜图形数据，控制在每个时间段所述数字微反射镜器件中包括的各微镜单元的工作状态，所述工作状态包括开启状态和关闭状态，在所述开启状态，所述微镜单元用于将所述光源发出的入射光反射到所述投影器件，形成对应的数字光脉冲；
将所述数字微反射镜器件中包括的各微镜单元在一个成像周期内，产生的数字光脉冲叠加，形成所述数字掩膜图形。
进一步地，所述曝光组件包括光源、数字微反射镜器件和投影器件，所述利用数字曝光机中的曝光组件对入射光进行调制，形成与所述掩膜图形数据对应的数字掩膜图形的步骤具体包括：
根据所述数字掩膜图形包括的灰阶数，将一个成像周期划分为多个连续子帧；
根据所述掩膜图形数据，控制在每个子帧所述数字微反射镜器件中包括的各微镜单元的工作状态，所述工作状态包括开启状态和关闭状态，在所述开启状态，所述微镜单元用于将所述光源发出的入射光反射到所述投影器件，形成对应的子帧图像；
将所述数字微反射镜器件中包括的各微镜单元在一个成像周期内，对应的全部子帧图像的灰度叠加，形成所述数字掩膜图形。
进一步地，所述光栅模块中最远离所述衬底基板的子单元在垂直于其自身延伸方向上的宽度在0.35μm-0.5μm之间。
进一步地，所述光栅模块中包括的所述子单元在垂直于所述衬底基板的方向上的厚度在0.5μm-0.9μm之间。
基于上述光栅结构的制作方法的技术方案，本发明的第二方面提供一种光栅结构，采用上述光栅结构的制作方法制作。
基于上述光栅结构的制作方法的技术方案，本发明的第三方面提供一种显示装置，包括上述光栅结构。
采用本发明提供的技术方案制作光栅结构时，先形成感光材料层，然后对感光材料层进行构图形成光栅过渡图形，由于该光栅过渡图形括多个光栅模块，光栅模块呈对称的阶梯状结构，且沿靠近衬底基板至远离衬底基板的方向上，阶梯状结构中的多个子单元的厚度逐渐减小，使得在对光栅过渡图形进行固化形成光栅结构后，光栅结构中的光栅模块能够形成为标准的对称结构，且光栅模块在背向衬底基板的表面平滑，趋近于圆弧形状，因此，采用本发明提供的技术方案制作光栅结构时，所制作的光栅结构具有更高的精度，在将该光栅结构应用在3D显示装置中时，能够更好的保证3D显示效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的光栅结构的制作流程示意图；
图2为本发明实施例提供的光栅过渡图形的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的数字曝光机的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的曝光组件对入射光进行调制的第一示意图；
图5为本发明实施例提供的曝光组件对入射光进行调制的第二示意图；
图6为本发明实施例提供的显示装置的显示示意图。
附图标记：
1-显示面板， 2-光栅结构，
20-衬底基板， 21-感光材料层，
22-光栅过渡图形， 220-光栅模块，
2201-子单元， 3-数字曝光机，
31-光源， 32-数字微反射镜器件，
33-投影器件， 34-计算机单元。
具体实施方式
为了进一步说明本发明实施例提供的光栅结构及其制作方法、显示装置，下面结合说明书附图进行详细描述。
请参阅图1和图2，本发明实施例提供了一种光栅结构的制作方法，该制作方法包括：
步骤101，在衬底基板20上形成感光材料层21；具体地，可采用感光树脂材料在衬底基板20上涂覆形成感光材料层21，但不仅限于此。
步骤102，对感光材料层21进行构图，形成光栅过渡图形22，光栅过渡图形22包括多个光栅模块220，光栅模块220包括对称的第一部分和第二部分，第一部分包括呈阶梯状结构的多个子单元2201，沿靠近衬底基板20至远离衬底基板20的方向上，多个子单元2201在垂直于衬底基板的方向上的厚度逐渐减小。
具体地，在形成感光材料层21之后，可采用构图工艺对该感光材料层21进行构图，以形成包括多个光栅模块220的光栅过渡图形22，所述光栅模块220可具体包括对称的第一部分和第二部分，且该两部分均包括呈阶梯状结构的多个子单元2201，沿靠近衬底基板20至远离衬底基板20的方向上，所述多个子单元2201的厚度逐渐减小，形成这种结构的光栅过渡图形22，使得每个光栅模块220均形成为对称结构，且每个光栅模块220在背向衬底基板20的表面相对平缓，趋近于圆弧形状。
步骤103，对光栅过渡图形22进行固化，形成光栅结构2。具体地，在对感光材料层21进行构图形成光栅过渡图形22后，该光栅过渡图形22中各光栅模块220包括的子单元2201还具有较尖锐的棱角，将形成光栅过渡图形22的感光材料层21放置在温度为100℃-250℃的环境中，固化1个小时左右的时间，使得光栅模块220包括的子单元2201的棱角平滑，形成高精度的光栅结构2。
采用本发明实施例提供的制作方法制作光栅结构2时，先形成感光材料层21，然后对感光材料层21进行构图形成光栅过渡图形22，由于该光栅过渡图形22括多个光栅模块220，光栅模块220呈对称的阶梯状结构，且沿靠近衬底基板20至远离衬底基板20的方向上，阶梯状结构中的多个子单元2201的厚度逐渐减小，使得在对光栅过渡图形22进行固化形成光栅结构2后，光栅结构2中的光栅模块220能够形成为标准的对称结构，且光栅模块220在背向衬底基板20的表面平滑，趋近于圆弧形状，因此，采用本发明实施例提供的制作方法制作光栅结构2时，所制作的光栅结构2具有更高的精度，在将该光栅结构2应用在3D显示装置中时，能够更好的保证3D显示效果。
进一步地，上述步骤102中，对感光材料层21进行构图，形成光栅过渡图形22的步骤可具体包括：
利用数字光刻技术，制作光栅模块220中第一部分和第二部分包括多个子单元2201。
具体地，在对感光材料层21进行构图形成光栅过渡图形22时，可采用传统的构图工艺来实现，即利用实体的掩膜板对感光材料层21进行曝光，然后再对曝光后的感光材料层21进行显影，得到光栅过渡图形22，但是这种传统的构图方式还存在如下缺点：
1、当3D显示装置中的显示面板采用液晶显示面板时，现有的产线无法兼容制作液晶显示面板的设备和传统的制作光栅结构2的设备。
2、采用传统的构图工艺制作小尺寸的光栅模块220时会产生较大的误差。
而利用数字光刻技术，对感光材料层21进行构图形成光栅过渡图形22时，如图3所示，一般采用数字曝光机3在感光材料层21上形成数字掩膜图形，利用该数字掩膜图形实现对感光材料层21的数字光刻，该数字曝光机3不仅能够与制作液晶显示面板的设备兼容，而且数字曝光机3能够实现亚微米级(0.7um)的分辨率，在制作小尺寸的光栅模块220时，产生的误差较小。
进一步地，当采用正性感光材料形成感光材料层21时，上述利用数字光刻技术制作子单元2201的步骤具体包括：
步骤1021，根据子单元2201在感光材料层21中形成的位置，利用数字曝光机3中的自动对焦组件自动对焦，在感光材料层21上形成与子单元2201对应的曝光焦平面(如图2中虚线箭头所指即为各子单元对应的曝光焦平面)；具体地，在利用数字曝光机3对感光材料层21进行曝光时，要先通过数字曝光机3中的自动对焦组件自动对焦，以使数字曝光机3中曝光组件投影出的数字掩膜图形的位置，能够与所要制作的子单元2201在感光材料层21中形成的位置一致，在感光材料层21上形成与子单元2201对应的曝光焦平面。需要说明，如图3所示，数字曝光机3中的自动对焦组件(图中未示出)可与投影器件33为一体。
步骤1022，根据子单元2201对应的掩膜图形数据，利用数字曝光机3中的曝光组件对入射光进行调制，形成与掩膜图形数据对应的数字掩膜图形，并将数字掩膜图形投影到感光材料层21上；具体地，子单元2201对应的掩膜图形数据包括形成该子单元2201所要利用的掩膜图形的信息，该掩膜图形的信息可被预先存储在数字曝光机3中的计算机单元34内，数字曝光机3中的曝光组件基于该掩膜图形的信息，对入射光进行调制，形成对应的数字掩膜图形，并将该数字掩膜图形投影到感光材料层21上。
步骤1023，利用数字掩膜图形对感光材料层21进行曝光，使位于该曝光焦平面的焦深范围内的感光材料层21光致分解，形成子单元2201。
具体地，在利用数字曝光机3中的曝光组件将形成的数字掩膜图形投影到感光材料层21上后，可直接利用数字掩膜图形对感光材料层21进行曝光，由于感光材料层21中的感光材料为正性感光材料，因此，在曝光的过程中，与子单元2201对应的曝光焦平面的焦深范围内的感光材料层21直接发生光致分解，形成对应的子单元2201。
上述利用正性感光材料形成感光材料层21，并采用数字曝光机3对该感光材料层21进行光刻的方法中，通过数字曝光机3形成的数字掩膜图形取代传统光刻中的掩膜板，在很大程度上降低掩膜板的制作成本、周期和复杂度，同时还增加了应用的灵活性。而且，该方法不需要显影过程，使得子单元2201的形成过程更加简单。
进一步地，当采用负性感光材料形成感光材料层21时，利用数字光刻技术制作子单元2201的步骤具体包括：
步骤1021'，根据子单元2201在感光材料层21中形成的位置，利用数字曝光机3中的自动对焦组件自动对焦，在感光材料层21上形成与子单元2201对应的曝光焦平面(如图2中虚线箭头所指即为各子单元对应的曝光焦平面)；具体地，在利用数字曝光机3对感光材料层21进行曝光时，要先通过数字曝光机3中的自动对焦组件自动对焦，以使数字曝光机3中曝光组件投影出的数字掩膜图形的位置，能够与所要制作的子单元2201在感光材料层21中形成的位置一致，在感光材料层21上形成与子单元2201对应的曝光焦平面。
步骤1022'，根据子单元2201对应的掩膜图形数据，利用数字曝光机3中的曝光组件对入射光进行调制，形成与掩膜图形数据对应的数字掩膜图形，并将数字掩膜图形投影到感光材料层21上；具体地，子单元2201对应的掩膜图形数据包括形成该子单元2201所要利用的掩膜图形的信息，该掩膜图形的信息可被预先存储在数字曝光机3中的计算机单元34内，数字曝光机3中的曝光组件基于该掩膜图形的信息，对入射光进行调制，形成对应的数字掩膜图形，并将该数字掩膜图形投影到感光材料层21上。
步骤1023'，利用数字掩膜图形对位于该曝光焦平面的焦深范围内的感光材料层21进行曝光；具体地，在利用数字曝光机3中的曝光组件将形成的数字掩膜图形投影到感光材料层21上后，可直接利用数字掩膜图形对位于该曝光焦平面的焦深范围内的感光材料层21进行曝光。
步骤1024'，对曝光后的感光材料层21进行显影，形成该子单元2201。具体地，在对感光材料层21进行曝光后，可利用显影液对曝光后的感光材料层21进行显影，形成该子单元2201。
上述利用负性感光材料形成感光材料层21，并采用数字曝光机3对该感光材料层21进行光刻的方法中，通过数字曝光机3形成的数字掩膜图形取代传统光刻中的掩膜板，在很大程度上降低掩膜板的制作成本、周期和复杂度，同时还增加了应用的灵活性。
如图3所示，上述数字曝光机3中的曝光组件可包括光源31、数字微反射镜器件32和投影器件33，曝光组件的一般工作过程为：由光源31发出的入射光传输至数字微反射镜器件32，数字微反射镜器件32在数字曝光机3中的计算机单元34的控制下，基于掩膜图形数据，呈现相应的工作状态，从而实现对入射光的调制，调制后的入射光传输至投影器件33，经投影器件33投影到感光材料层21上，形成相应的数字掩膜图形。进一步地，曝光组件还可以包括设置在光源31和数字微反射镜器件32之间的准直透镜结构，该准直透镜结构用于将由光源31发出的光更精确的传输至数字微反射镜器件32。
当曝光组件包括上述结构时，上述步骤1022和步骤1022'中，利用数字曝光机3中的曝光组件对入射光进行调制，形成与掩膜图形数据对应的数字掩膜图形，可具体采用对入射光的二元脉冲宽度调制实现，具体如下：
根据数字掩膜图形包括的灰阶数，将一个成像周期划分为多个不同长度的时间段；具体地，以数字掩膜图形包括的灰阶数为8为例，则可以将一个成像周期划分为三个不同长度的时间段，每个时间段可对应两种状态，则可以实现23中不同的灰阶效果。
根据掩膜图形数据，控制在每个时间段数字微反射镜器件32中包括的各微镜单元的工作状态，工作状态包括开启状态和关闭状态，在开启状态，微镜单元用于将光源31发出的入射光反射到投影器件33，形成对应的数字光脉冲；具体地，数字微反射镜器件32中包括呈阵列排布的多个微镜单元，各微镜单元能够独立被控制，并能够快速的在开启状态和关闭状态之间切换，当微镜单元处于开启状态时，微镜单元能够将光源31发出的入射光反射到投影器件33(例如：投影透镜)的孔径中，从而产生一束数字光脉冲；当微镜单元处于关闭状态时，微镜单元则无法将光源31发出的入射光反射到投影器件33。需要说明，微镜单元的关速为10μs，开态时间比为92％。
将数字微反射镜器件32中包括的各微镜单元在一个成像周期内，产生的数字光脉冲叠加，形成数字掩膜图形。具体地，在一个成像周期内，通过控制微镜单元的开关状态，能够产生对应该微镜单元的多束数字光脉冲，对所述多束数字光脉冲叠加，即可得到该微镜单元在一个成像周期内对应形成的灰度图像，全部微镜单元对应形成的灰度图像即可拼接成数字掩膜图形。
更详细地说，以数字掩膜图形包括的灰阶数等于8时为例，可将一个成像周期T，即一帧的显示时间，分成三个不同长度的时间段：T/7，2T/7，4T/7，如图4所示，图中示出了通过控制在这三个时间段，微镜单元的开关状态，即可实现8种灰阶。示例性的，可控制微镜单元在T/7，2T/7和4T/7的时间均处于关闭状态，如图4中，第一行呈现的状态；或者可控制微镜单元在T/7的时间段处于开启状态，在2T/7和4T/7的时间均处于关闭状态如图4中，第二行呈现的状态。
在另外一些实施例中，上述步骤1022和步骤1022'中，利用数字曝光机3中的曝光组件对入射光进行调制，形成与掩膜图形数据对应的数字掩膜图形的步骤还可以具体包括：
根据数字掩膜图形包括的灰阶数，将一个成像周期划分为多个连续子帧；具体地，如图5所示，以数字掩膜图形包括的灰阶数为5为例，则可以将一个成像周期划分为四个连续子帧，每个子帧图像可对应两种状态，则可以实现5中不同的灰阶效果。
根据掩膜图形数据，控制在每个子帧数字微反射镜器件32中包括的各微镜单元的工作状态，工作状态包括开启状态和关闭状态，在开启状态，微镜单元用于将光源31发出的入射光反射到投影器件33，形成对应的子帧图像；
具体地，数字微反射镜器件32中包括呈阵列排布的多个微镜单元，各微镜单元能够独立被控制，并能够快速的在开启状态和关闭状态之间切换，当微镜单元处于开启状态时，微镜单元能够将光源31发出的入射光反射到投影器件33(例如：投影透镜)的孔径中，形成对应的子帧图像；当微镜单元处于关闭状态时，微镜单元则无法将光源31发出的入射光反射到投影器件33，可认为此时对应产生的子帧图像为黑画面。
将数字微反射镜器件32中包括的各微镜单元在一个成像周期内，对应的全部子帧图像的灰度叠加，形成数字掩膜图形。
具体地，在一个成像周期内，通过控制微镜单元的开关状态，能够产生对应该微镜单元的多个子帧图像，对所述多个子帧图像叠加，即可得到该微镜单元在一个成像周期内对应形成的灰度图像，全部微镜单元对应形成的灰度图像即可拼接成数字掩膜图形。
更详细地说，以数字掩膜图形包括的灰阶数等于5为例，可将一个成像周期T，即一帧的显示时间，划分为四个连续子帧，如图5所示，图中示出了通过控制在每一个子帧微镜单元的开关状态，即可实现5种不同的灰阶效果。示例性的，可控制微镜单元在四个连续子帧中均处于开启状态，如图5中，第一行呈现的状态；或者可控制微镜单元在第一个子帧处于关闭状态，在其它三个子帧处于开启状态，如图5中，第二行呈现的状态。
进一步地，上述实施例提供的光栅模块220的尺寸可根据实际需要设置，示例性的，光栅模块220中最远离衬底基板20的子单元2201在垂直于其自身延伸方向上的宽度在0.35μm-0.5μm之间，即光栅模块220中最远离衬底基板20的相互对称的两个子单元2201在垂直于其自身延伸方向上的宽度在0.7μm-1μm之间，如图2中的H1；光栅模块220中包括的子单元2201在垂直于衬底基板20的方向上的厚度在0.5μm-0.9μm之间。
更详细地说，以光栅模块220中的第一部分和第二部分均包括三个子单元2201为例，所述三个子单元2201按照靠近衬底基板20至远离衬底基板20的方向依次定义为第一子单元、第二子单元和第三子单元，可设置第一子单元在垂直于衬底基板20的方向上的厚度在0.7μm-0.9μm之间，设置第二子单元在垂直于衬底基板20的方向上的厚度在0.6μm-0.9μm之间，设置第三子单元在垂直于衬底基板20的方向上的厚度在0.5μm-0.9μm之间。此外还可以设置相邻的第二子单元之间的距离在0.7μm-1μm之间，如图2中的H2。
将光栅模块220设置为上述尺寸时，光栅模块220在背向衬底基板20的表面平滑，趋近于圆弧形状，光栅结构2包括上述尺寸的光栅模块220时，具有更好的精度，在将该光栅结构2应用在3D显示装置中时，能够更好的保证3D显示效果。
本发明实施例还提供了一种光栅结构，采用上述实施例提供的光栅结构的制作方法制作。
如图1和图2所示，采用上述实施例提供的制作方法制作光栅结构2时，先形成感光材料层21，然后对感光材料层21进行构图形成光栅过渡图形22，由于该光栅过渡图形22括多个光栅模块220，光栅模块220呈对称的阶梯状结构，且沿靠近衬底基板20至远离衬底基板20的方向上，阶梯状结构中的多个子单元2201的厚度逐渐减小，使得在对光栅过渡图形22进行固化形成光栅结构2后，光栅结构2中的光栅模块220能够形成为标准的对称结构，且光栅模块220在背向衬底基板20的表面平滑，趋近于圆弧形状，因此，本发明实施例提供的光栅结构2在采用上述制作方法制作时，能够实现较高的精度，在将该光栅结构2应用在3D显示装置中时，能够更好的保证3D显示效果。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述实施例提供的光栅结构2。
如图6所示，该显示装置包括显示面板1和光栅结构2，显示面板1中与观看者左眼对应的左眼像素显示左眼图像，显示面板1中与观看者右眼对应的右眼像素显示右眼图像，左眼图像经光栅结构2进入观看者的左眼视区，右眼图像经光栅结构2进入观看者的右眼视区，观看者的左眼和右眼分别观看到左眼图像和右眼图像后，经人大脑视觉皮层的融合，从而产生立体的显示效果。
由于上述实施例提供的光栅结构2具有较高的精度，因此本发明实施例提供的显示装置在包括上述实施例提供的光栅结构2时，能够更好的实现3D效果。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件″上″或″下″时，该元件可以″直接″位于另一元件″上″或″下″，或者可以存在中间元件。
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光栅结构的制作方法，其特征在于，包括：
在衬底基板上形成感光材料层；
对所述感光材料层进行构图，形成光栅过渡图形，所述光栅过渡图形包括多个光栅模块，所述光栅模块包括对称的第一部分和第二部分，所述第一部分包括呈阶梯状结构的多个子单元，沿靠近所述衬底基板至远离所述衬底基板的方向上，所述多个子单元的厚度逐渐减小；
对所述光栅过渡图形进行固化，形成所述光栅结构。
2.根据权利要求1所述的光栅结构的制作方法，其特征在于，所述对所述感光材料层进行构图，形成光栅过渡图形的步骤具体包括：
利用数字光刻技术，制作所述光栅模块中所述第一部分和所述第二部分包括多个子单元。
3.根据权利要求2所述的光栅结构的制作方法，其特征在于，当采用正性感光材料形成所述感光材料层时，利用数字光刻技术制作所述子单元的步骤具体包括：
根据所述子单元在所述感光材料层中形成的位置，利用数字曝光机中的自动对焦组件自动对焦，在所述感光材料层上形成与所述子单元对应的曝光焦平面；
根据所述子单元对应的掩膜图形数据，利用数字曝光机中的曝光组件对入射光进行调制，形成与所述掩膜图形数据对应的数字掩膜图形，并将所述数字掩膜图形投影到所述感光材料层上；
利用所述数字掩膜图形对所述感光材料层进行曝光，使位于该曝光焦平面的焦深范围内的感光材料层光致分解，形成所述子单元。
4.根据权利要求2所述的光栅结构的制作方法，其特征在于，当采用负性感光材料形成所述感光材料层时，利用数字光刻技术制作所述子单元的步骤具体包括：
根据所述子单元在所述感光材料层中形成的位置，利用数字曝光机中的自动对焦组件自动对焦，在所述感光材料层上形成与所述子单元对应的曝光焦平面；
根据所述子单元对应的掩膜图形数据，利用数字曝光机中的曝光组件对入射光进行调制，形成与所述掩膜图形数据对应的数字掩膜图形，并将所述数字掩膜图形投影到所述感光材料层上；
利用所述数字掩膜图形对位于该曝光焦平面的焦深范围内的感光材料层进行曝光；
对曝光后的感光材料层进行显影，形成该子单元。
5.根据权利要求3或4所述的光栅结构的制作方法，其特征在于，所述曝光组件包括光源、数字微反射镜器件和投影器件，所述利用数字曝光机中的曝光组件对入射光进行调制，形成与所述掩膜图形数据对应的数字掩膜图形的步骤具体包括：
根据所述数字掩膜图形包括的灰阶数，将一个成像周期划分为多个不同长度的时间段；
根据所述掩膜图形数据，控制在每个时间段所述数字微反射镜器件中包括的各微镜单元的工作状态，所述工作状态包括开启状态和关闭状态，在所述开启状态，所述微镜单元用于将所述光源发出的入射光反射到所述投影器件，形成对应的数字光脉冲；
将所述数字微反射镜器件中包括的各微镜单元在一个成像周期内，产生的数字光脉冲叠加，形成所述数字掩膜图形。
6.根据权利要求3或4所述的光栅结构的制作方法，其特征在于，所述曝光组件包括光源、数字微反射镜器件和投影器件，所述利用数字曝光机中的曝光组件对入射光进行调制，形成与所述掩膜图形数据对应的数字掩膜图形的步骤具体包括：
根据所述数字掩膜图形包括的灰阶数，将一个成像周期划分为多个连续子帧；
根据所述掩膜图形数据，控制在每个子帧所述数字微反射镜器件中包括的各微镜单元的工作状态，所述工作状态包括开启状态和关闭状态，在所述开启状态，所述微镜单元用于将所述光源发出的入射光反射到所述投影器件，形成对应的子帧图像；
将所述数字微反射镜器件中包括的各微镜单元在一个成像周期内，对应的全部子帧图像的灰度叠加，形成所述数字掩膜图形。
7.根据权利要求1所述的光栅结构的制作方法，其特征在于，所述光栅模块中最远离所述衬底基板的子单元在垂直于其自身延伸方向上的宽度在0.35μm-0.5μm之间。
8.根据权利要求7所述的光栅结构的制作方法，其特征在于，所述光栅模块中包括的所述子单元在垂直于所述衬底基板的方向上的厚度在0.5μm-0.9μm之间。
9.一种光栅结构，其特征在于，采用如权利要求1～8中任一项所述的光栅结构的制作方法制作。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的光栅结构。
CN201811299690.XA 2018-11-02 2018-11-02 一种光栅结构及其制作方法、显示装置 Pending CN109061784A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811299690.XA CN109061784A (zh) 2018-11-02 2018-11-02 一种光栅结构及其制作方法、显示装置
US16/660,386 US11828959B2 (en) 2018-11-02 2019-10-22 Grating structure, manufacturing method thereof and display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811299690.XA CN109061784A (zh) 2018-11-02 2018-11-02 一种光栅结构及其制作方法、显示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109061784A true CN109061784A (zh) 2018-12-21

Family

ID=64789014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811299690.XA Pending CN109061784A (zh) 2018-11-02 2018-11-02 一种光栅结构及其制作方法、显示装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11828959B2 (zh)
CN (1) CN109061784A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113514912A (zh) * 2021-06-02 2021-10-19 中国计量科学研究院 梯度渐变微纳米光学结构制备方法及其结构
WO2022166319A1 (zh) * 2021-02-02 2022-08-11 北京梦之墨科技有限公司 一种光处理设备
CN115685533A (zh) * 2022-12-05 2023-02-03 武汉光启源科技有限公司 一种光学元件封装系统、方法及应用

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114518694A (zh) * 2020-11-20 2022-05-20 赫智科技(苏州)有限公司 一种非显影式的光刻方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1564053A (zh) * 2004-04-16 2005-01-12 南昌航空工业学院 高分辨力数字化微光学灰度掩模制作系统及制作方法
CN1564084A (zh) * 2004-04-16 2005-01-12 南昌航空工业学院 微光学器件数字分形掩模制作方法
CN101320222A (zh) * 2008-07-02 2008-12-10 中国科学院光电技术研究所 基于数字微镜阵列的步进式无掩模数字曝光装置
CN102654591A (zh) * 2012-04-19 2012-09-05 京东方科技集团股份有限公司 一种柱透镜光栅及其制作方法
CN103855251A (zh) * 2014-01-17 2014-06-11 中国科学院上海技术物理研究所 一种单片集成式红外微透镜线列的制备方法
CN104597620A (zh) * 2013-10-31 2015-05-06 王金青 一种渐变焦眼镜片的制造方法
CN108136667A (zh) * 2015-10-09 2018-06-08 美国因迪森光学技术有限责任公司 3d打印透镜的平滑化

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4839250A (en) * 1987-08-10 1989-06-13 Polaroid Corporation, Patent Department Method of replicating volume phase reflection holograms
US7867695B2 (en) * 2003-09-11 2011-01-11 Bright View Technologies Corporation Methods for mastering microstructures through a substrate using negative photoresist
TWI540400B (zh) * 2011-06-06 2016-07-01 Seereal Technologies Sa And a method and a device for generating a thin body grating stack and a beam combiner for a monolithic display
US9001305B2 (en) * 2011-10-11 2015-04-07 Wenhui Mei Ultra-large size flat panel display maskless photolithography system and method
KR102377521B1 (ko) * 2015-09-11 2022-03-22 삼성디스플레이 주식회사 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 표시 장치
US9885870B2 (en) * 2016-04-25 2018-02-06 Microsoft Technology Licensing, Llc Diffractive optical elements with analog modulations and switching
US10241244B2 (en) * 2016-07-29 2019-03-26 Lumentum Operations Llc Thin film total internal reflection diffraction grating for single polarization or dual polarization
WO2018039273A1 (en) * 2016-08-22 2018-03-01 Magic Leap, Inc. Dithering methods and apparatus for wearable display device

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1564053A (zh) * 2004-04-16 2005-01-12 南昌航空工业学院 高分辨力数字化微光学灰度掩模制作系统及制作方法
CN1564084A (zh) * 2004-04-16 2005-01-12 南昌航空工业学院 微光学器件数字分形掩模制作方法
CN101320222A (zh) * 2008-07-02 2008-12-10 中国科学院光电技术研究所 基于数字微镜阵列的步进式无掩模数字曝光装置
CN102654591A (zh) * 2012-04-19 2012-09-05 京东方科技集团股份有限公司 一种柱透镜光栅及其制作方法
CN104597620A (zh) * 2013-10-31 2015-05-06 王金青 一种渐变焦眼镜片的制造方法
CN103855251A (zh) * 2014-01-17 2014-06-11 中国科学院上海技术物理研究所 一种单片集成式红外微透镜线列的制备方法
CN108136667A (zh) * 2015-10-09 2018-06-08 美国因迪森光学技术有限责任公司 3d打印透镜的平滑化

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022166319A1 (zh) * 2021-02-02 2022-08-11 北京梦之墨科技有限公司 一种光处理设备
CN113514912A (zh) * 2021-06-02 2021-10-19 中国计量科学研究院 梯度渐变微纳米光学结构制备方法及其结构
CN115685533A (zh) * 2022-12-05 2023-02-03 武汉光启源科技有限公司 一种光学元件封装系统、方法及应用

Also Published As

Publication number Publication date
US11828959B2 (en) 2023-11-28
US20200142108A1 (en) 2020-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7311581B2 (ja) 正しい単眼奥行き手がかりを持つニアアイシーケンシャルライトフィールドプロジェクタ
CN109061784A (zh) 一种光栅结构及其制作方法、显示装置
US8736675B1 (en) Multi-core processor architecture for active autostereoscopic emissive displays
EP2051534B1 (en) Three-dimensional image sensing device and method, three-dimensional image displaying device and method and three-dimensional image position changing device and method
US6212007B1 (en) 3D-display including cylindrical lenses and binary coded micro-fields
JP3341342B2 (ja) 回折格子アレイおよびそれを用いた立体像表示装置
CN101609174A (zh) 用于消除叠纹干涉并控制视角的光学膜片
CN111427107B (zh) 一种衍射光学元件取值模型、衍射光学元件及其制作方法
KR20160098589A (ko) 홀로그램 3ｄ 영상의 촬영 및 표출장치
WO2002033494A2 (en) Holographic stereogram printing apparatus and a method therefor
TW201736907A (zh) 投影裝置以及影像投影方法
JP4233660B2 (ja) ３次元画像撮影装置および方法ならびに３次元画像表示装置および方法
JP2778362B2 (ja) ホログラムの作製方法
JP2822798B2 (ja) ホログラムの作製方法
JPH03110592A (ja) 液晶ホログラム再生装置
JP4217322B2 (ja) ３次元画像表示位置変換装置および方法
CN105467724B (zh) 编码光源与应用其的光场投影装置
JP4484261B2 (ja) ３次元画像撮影装置および方法
US20230204832A1 (en) Diffraction sheet and method for manufacturing the same, three-dimensional display device, light beam reproduction device, three-dimensional spatial display system, light beam reproduction method, and program
RU2207611C2 (ru) Устройство для изготовления радужных голограмм
JP3590982B2 (ja) マイクロ・ミラー・デバイスを用いた立体・可変画像表示装置
JP2792275B2 (ja) ホログラムの作製方法
RU166047U1 (ru) Лазерный проектор
Luo Breaking Through the Fov Limit of Augmented Reality Near-To-Eye Display with High Resolution by Digital Micromirror Device and Volume Hologram Grating
JP2010066387A (ja) 立体像表示装置および立体像表示装置作製方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination