CN109633946B - 一种显示装置、其制作方法及3d打印系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示装置、其制作方法及3D打印系统，包括：显示面板及位于显示面板出光侧的微透镜阵列；其中，显示面板包括：多个子像素单元；微透镜阵列包括：多个凸透镜和多个凹透镜。各凸透镜与各子像素单元一一对应设置，各子像素单元均位于对应的各凸透镜的焦平面上；凹透镜位于相邻的两个凸透镜之间。设置各子像素单元分别位于对应的各凸透镜的焦平面上，使得各子像素单元的出射光经过各凸透镜的作用后准直出射。在相邻的凸透镜之间设置凹透镜，可使各子像素单元出射的大角度光线经过凹透镜的作用后也能够准直出射，使出光面光强连续。在应用于3D打印系统中时，可以优化显示装置出射光线的准直度，匀化二维图面的光强。

Description

一种显示装置、其制作方法及3D打印系统
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤指一种显示装置、其制作方法及3D打印系统。
背景技术
3D打印技术是一种快速成型技术，以数字模型文件为基础，通过分层打印的方式，将打印材料堆叠起来，最终将数字模型转化为3D实体模型。3D打印将三维实体变为若干个二维平面，通过对材料处理并逐层叠加进行生产，大大降低了制造的复杂度，该技术在珠宝设计、工业设计、建筑、土木工程、航空航天、医疗产业等诸多领域被广泛应用。
光固化成型为3D打印技术中一种常见的成型技术，利用光线照射液体树脂使之固化成型。通常情况下需要根据最终成型的三维模型计算出多个二维切片图形，并针对每一个二维切片图形采用与之对应的光罩对照射光线进行掩模，从而形成与二维切片图形对应的分层模型，这些分层模型堆叠成三维实体模型。
其中一种成本较低的实现方式为采用透射型显示屏作为光罩，对照射光线的掩膜。当3D打印技术应用于如珠宝设计等精密的应用领域时，需要进一步减小显示屏的像素尺寸，提高显示屏的PPI。而显示屏的像素排列会形成有规律的光栅结构，当像素尺寸进一步减小时，照射光线透过像素越容易发生光的衍射，从而使得经过像素单元的出射光线准直性较差，造成二维图面光强不均。
发明内容
本发明提供一种显示装置、其制作方法及3D打印系统，用以提高显示装置的出光准直性。
第一方面，本发明提供一种显示装置，包括：显示面板及位于所述显示面板出光侧的微透镜阵列；其中，
所述显示面板包括：多个子像素单元；
所述微透镜阵列包括：多个凸透镜和多个凹透镜；
各所述凸透镜与各所述子像素单元一一对应设置，各所述子像素单元均位于对应的各所述凸透镜的焦平面上；所述凹透镜位于相邻的两个所述凸透镜之间。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，所述微透镜阵列位于所述显示面板的表面。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，还包括：位于所述显示面板出光侧的透明基板；所述微透镜阵列位于所述透明基板面向所述显示面板一侧的表面，或者，所述微透镜阵列位于所述透明基板背离所述显示面板一侧的表面。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，所述凸透镜的宽度大于或等于对应的所述子像素单元的宽度。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，所述凸透镜为平凸透镜，所述凹透镜为平凹透镜。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，所述凸透镜和所述凹透镜的底面为矩形，所述凸透镜和所述凹透镜紧密排列。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，所述显示面板为液晶显示面板；
所述显示装置还包括：位于所述显示面板背离所述微透镜阵列一侧的背光模组；
所述背光模组的出射光为紫外光、近紫外光或激光。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，所述液晶显示面板包括：阵列基板、对向基板、遮光层和液晶层；
所述阵列基板与所述对向基板相对而置，所述液晶层和所述遮光层均位于所述阵列基板和所述对向基板之间；
所述遮光层的厚度与所述液晶层的厚度相等；
所述遮光层在所述对向基板的正投影为包围各所述子像素单元的网格图形。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，所述显示面板为有机发光二极管显示面板；
所述有机发光二极管显示面板的出射光为紫外光或近紫外光。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，所述显示面板为微型发光二极管显示面板；
所述微型发光二极管显示面板的出射光为紫外光或近紫外光。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，所述显示面板为激光二极管灯板；
所述激光二极管灯板的出射光为激光。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述显示装置中，所述凸透镜和所述凹透镜的材料为抗紫外树脂材料。
第二方面，本发明提供一种3D打印系统，包括上述任一显示装置。
第三方面，本发明提供一种显示装置的制作方法，包括：
形成一显示面板；
在所述显示面板的出光侧形成微透镜阵列；
其中，所述显示面板包括多个子像素单元，所述微透镜阵列包括多个凸透镜和多个凹透镜；各所述凸透镜与各所述子像素单元一一对应设置，各所述子像素单元均位于对应的所述凸透镜的焦平面上，所述凹透镜位于相邻的两个所述凸透镜之间。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述制作方法中，所述在所述显示面板的出光侧形成微透镜阵列，包括：
在所述显示面板出光侧的表面形成树脂层；
对所述树脂层进行刻蚀，形成所述微透镜阵列。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述制作方法中，所述在所述显示面板的出光侧形成微透镜阵列，包括：
提供一透明基板；
在所述透明基板上形成树脂层；
对所述树脂层进行刻蚀，形成所述微透镜阵列；
将形成有所述微透镜阵列的透明基板置于所述显示面板的出光侧；
其中，所述微透镜阵列位于所述透明基板面向所述显示面板一侧的表面，或者，所述微透镜阵列位于所述透明基板背离所述显示面板一侧的表面。
在一种可能的实现方式中，在本发明提供的上述制作方法中，所述显示面板为液晶显示面板，所述形成一显示面板，包括：
形成阵列基板和对向基板；
在所述阵列基板的表面形成一层遮光材料；
对所述遮光材料进行刻蚀形成遮光层的图形；
在所述遮光层的表面滴加液晶；
将形成有所述遮光层和液晶的阵列基板与所述对向基板对盒，形成所述显示面板；
其中，所述遮光层的厚度与所述液晶层的厚度相等；所述遮光层在所述对向基板的正投影为包围各所述子像素单元的网格图形。
本发明有益效果如下：
本发明提供的显示装置、其制作方法及3D打印系统，包括：显示面板及位于显示面板出光侧的微透镜阵列；其中，显示面板包括：多个子像素单元；微透镜阵列包括：多个凸透镜和多个凹透镜。各凸透镜与各子像素单元一一对应设置，各子像素单元均位于对应的各凸透镜的焦平面上；凹透镜位于相邻的两个凸透镜之间。本发明提供的上述显示装置，在显示面板的出光侧设置微透镜阵列，使各子像素单元分别位于对应的各凸透镜的焦平面上，从而使得各子像素单元的出射光经过各凸透镜的作用后准直出射。在相邻的两个凸透镜之间设置凹透镜，可使各子像素单元出射的大角度光线经过凹透镜的作用后也能够准直出射，使出光面光强连续。在将显示装置应用于3D打印系统中时，可以优化显示装置出射光线的准直度，匀化二维图面的光强。
附图说明
图1为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图之一；
图2为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图之二；
图3为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图之三；
图4a为本发明实施例提供的凸透镜的工作原理图；
图4b为本发明实施例提供的凹透镜的工作原理图；
图5为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图之四；
图6为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图之五；
图7为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图之六；
图8为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图之七；
图9为本发明实施例提供的遮光层的俯视结构示意图；
图10为本发明实施例提供的3D打印系统的结构示图；
图11为本发明实施例提供的显示装置的制作方法的流程图；
图12a-图12d为本发明实施例提供的制作微透镜阵列的各步骤对应的效果图；
图13a-图13e为本发明实施例提供的另一种制作微透镜阵列的各步骤对应的效果图；
图14a-图14e为本发明实施例提供的制作显示面板的各步骤对应的效果图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。本发明的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。
需要说明的是，在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
下面结合附图，对本发明实施例提供的显示装置、其制作方法及3D打印系统进行具体说明。其中，附图中各部件的厚度和形状不反映显示装置或3D打印系统的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
如图1所示，本发明实施例提供的显示装置，包括：显示面板100及位于显示面板出光侧的微透镜阵列200；其中，显示面板100包括：多个子像素单元11；微透镜阵列200包括：多个凸透镜21和多个凹透镜22。
各凸透镜21与各子像素单元11一一对应设置，各子像素单元11均位于对应的各凸透镜21的焦平面上；凹透镜22位于相邻的两个凸透镜21之间。
本发明实施例提供的上述显示装置，在显示面板100的出光侧设置微透镜阵列200，使各子像素单元11分别位于对应的各凸透镜21的焦平面上，从而使得各子像素单元11的出射光经过各凸透镜21的作用后准直出射。在相邻的两个凸透镜21之间设置凹透镜22，可使各子像素单元11出射的大角度光线经过凹透镜22的作用后也能够准直出射，使出光面光强连续。在将显示装置应用于3D打印系统中时，可以优化显示装置出射光线的准直度，匀化二维图面的光强。
在一种可实施的方式中，如图1所示，可将微透镜阵列200设置于显示面板100出光侧的表面。显示面板100的最外侧通常会设置一层玻璃盖板，在实际应用中，可以该玻璃盖板作为形成微透镜阵列200的基板，直接在显示面板100的表面形成微透镜阵列，由此不必再增加其它元件，有利于控制显示装置的整体厚度。
在另一种可实施的方式中，如图2和图3所示，还可以将微透镜阵列200设置于一透明基板300上，再将设有微透镜阵列的透明基板设置于显示面板100的出光侧。如图2所示，微透镜阵列200可位于透明基板300面向显示面板100一侧的表面，或者，如图3所示，微透镜阵列200还可位于透明基板300背离显示面板100一侧的表面。在显示面板之上制作微透镜阵列时，可能会对其下已经成型的显示面板产生影响，因此对制作工艺的限制较多。出于该原因的考虑可以将微透镜阵列200制作在单独的透明基板300上，这样可以对制作工艺的要求放宽，同时避免了对显示面板的影响。将形成有微透镜阵列200的透明基板300设置于显示面板100的出光侧，既可以将微透镜阵列200面向显示面板设置，也可以将微透镜阵列200背离显示面板设置，在此不做限定。
可以理解的是，凸透镜21可以对位于其焦点位置的发光点出射的光进行准直；凹透镜22可以入射向其焦点位置的光线进行准直。
具体如图4a和图4b所示，图4a为凸透镜21的准直原理图，如果将凸透镜21对应的子像素单元11的出光面的中心点作为发光中心，则可设置凸透镜21的焦点F1刚好位于发光中心的位置，由发光中心出射的光线在入射到凸透镜21的通光孔径内时，凸透镜21可将入射光线准直出射。则凸透镜21的凸面顶点O与发光中心(即焦点F1)之间的距离则为凸透镜21的焦距f1，该焦距f1满足以下关系：
Figure BDA0001965141800000081
其中，r1表示凸透镜21凸面的曲率，n表示凸透镜21与子像素单元11之间介质的折射率，n1表示凸透镜21所采用材料的折射率。凸透镜21的凸面曲率影响了凸透镜21的焦距，凸面曲率越大，则凸透镜21的焦距越小，在实际应用中，可以根据凸透镜21与对应的子像素单元11之间实际距离来制作凸透镜，以使子像素单元11的发光中心可以位于凸透镜21的焦点位置，优化凸透镜21的准直效果。
图4b为凹透镜22的准直原理图，如果入射到凹透镜22光线的原出射路径经过凹透镜22的焦点，则凹透镜22可将入射光线准直出射。在实际应用中，子像素单元11的发光中心出射光线具有一定的发射角度，由于凸透镜21的通光孔径有限，不可能完全接收对应的子像素单元11的出射光，那么对于大角度出射的光线并不能起到较好的准直作用，因此在本发明实施例中，在相邻的两个凸透镜21之间设置凹透镜22，凹透镜22两侧的子像素单元11的大角度出射光线会入射到该凹透镜22的通光孔径内，在合理设置凹透镜22的曲率时，可以将这部分光线准直出射，这样在相邻的子像素单元之间，原本为遮光部所在区域的部分也有准直的光线出射，更加符合实际光强连接的使用场景。
如图4b所示，凹透镜22的凹面顶点O与子像素单元发光面的垂直距离若为凹透镜22的焦距f2，则凹透镜22的凹面顶点O到子像素单元11发光面的垂直交点位置为凹透镜22的焦点F2所在位置，凹透镜22的焦距f2满足以下关系：
Figure BDA0001965141800000082
其中，r1表示凹透镜22凹面的曲率，n表示凹透镜22与子像素单元11之间介质的折射率，n2表示凹透镜22所采用材料的折射率。凹透镜22的凹面曲率影响了凹透镜22的焦距，凹面曲率越大，则凹透镜22的焦距越小，在实际应用中，可以根据凹透镜22与对应的子像素单元11显示面之间实际距离来制作凹透镜，以使子像素单元11出射的大角度光线入射至两侧的凹透镜22后准直出射。
在具体实施时，如图5所示，可将凸透镜21的宽度设置得大于或等于对应的子像素单元11的宽度。凸透镜21的宽度反映了凸透镜的通光孔径的大小，通光孔径越大，则可接收的光线越多，可将更多的入射光线准直出射。在实际应用中，可将凸透镜21的宽度设置得略大于对应的子像素单元11的宽度，从而接收更多的子像素单元11的出射光线，其余光线可利用两侧的凹透镜22进行准直。除此之外，还可以设置凸透镜21的宽度等于对应的子像素单元11的宽度，此种设置方式更适用于凸透镜21与对应的子像素单元11间距较小的情况，凸透镜21用于接收中心光线并将其准直出射，而两侧的凹透镜22用于接收大角度出射光并将其准直出射。
在实际应用中，如图6所示，上述凸透镜21可采用平凸透镜，凹透镜22可采用平凹透镜。由于作为微透镜阵列衬底的玻璃盖板或透明基板均为平整表面，为了便于在玻璃盖板或透明基板直接形成凸透镜和凹透镜，在本发明实施例中采用平凸透镜和平凹透镜。然而采用双凸透镜、双凹透镜或凹凸透镜等均可以达到凸透镜和凹透镜的效果，凡采用任何形式的凸透镜和凹透镜达到本发明一致效果的技术方案均属于本发明的保护范围。
进一步地，微透镜阵列200中的各凸透镜21和各凹透镜22的底面可均为矩形，由此可使各凸透镜21和各凹透镜22紧密排列于显示面板的出光侧。当各透镜采用折射率均一的材料进行制作时，透镜的曲面具有对光线的聚散作用，因此可将透镜背离玻璃盖板/透明基板一侧的表面设置为曲面，而将透镜接触玻璃盖板/透明基板一侧的表面设置为平面。并且可将各透镜的平表面设置为矩形，从而使得凸透镜21与相邻的凹透镜22可以紧密排列，更好地接收子像素单元11出射的光线并准直出射。
在本发明实施例中，显示装置中所包括的显示面板可采用多种形式的显示面板。在一种可实施的方式中，如图7所示，显示面板100可采用液晶显示面板；此时，显示装置还包括：位于显示面板100背离微透镜阵列200一侧的背光模组400；背光模组400的出射光为紫外光、近紫外光或激光。背光模组400为显示面板100提供背光，液晶显示面板100通过控制施加在像素电极的数据信号，可以控制液晶显示面板显示不同的图像，为3D打印系统提供不同的二维图画面的光罩。而在3D打印系统中，通常需要采用能量较高的光源用于曝光树脂材料，因此在本发明实施例中，背光模组可以出射紫外光、近紫外光或激光的光源。例如，背光模组中的光源可采用紫外发光二极管或激光二极管等，在此不做限定。
进一步地，如图8所示，液晶显示面板包括：阵列基板101、对向基板102、液晶层103和遮光层104；其中，阵列基板101与对向基板102相对而置，液晶层103和遮光层104均位于阵列基板101和对向基板102之间；遮光层104的厚度与液晶层103的厚度相等；如图9所示，遮光层104在对向基板102的正投影为包围各子像素单元11的网格图形。
为了减少大视角漏光的现象，在本发明实施例中，采用贯通整个液晶盒厚的遮光层104，使得背光模组400出射的光只能经过每个子像素单元11的液晶层向外出射，而大角度出射的光线会被子像素单元11两侧的遮光层104吸收，而不会向相邻子像素单元出射。通盒设计的遮光层在一定程度上还可以校正背光模组的准直性，即使背光模组未做准直仍可以达到较好的准直效果。同时，当采用通盒设计的遮光层时，遮光层还可以起到支撑盒厚的作用，从而省去隔垫物的制程。
在另一种可实施的方式中，显示面板100还可以采用有机发光二极管显示面板；有机发光二极管显示面板的出射光为紫外光或近紫外光。有机发光二极管显示面板可以采用能够发射紫外光或近紫外光的发光材料进行制作。有机发光二极管显示面板不需要背光模组，具有较小的厚度，采用有机发光二极管显示面板形成3D打印系统，可以使系统轻薄化。
在另一种可实施的方式中，显示面板100还可以采用微型发光二极管显示面板；微型发光二极管显示面板的出射光为紫外光或近紫外光。微型发光二极管显示面板也为自发光型显示面板，具有较高的光电效率，在具体实施时，可采用发射紫外光或近紫外光的发光二极管。微型发光二极管直接作为子像素单元，相比于透射型显示面板将发光二极管作为背光模组的光源的方案，可以出射更高的亮度，在应用于3D打印系统时，可以提高光源的出射强度。
在另一种可实施的方式中，显示面板100还可以采用激光二极管灯板；激光二极管灯板的出射光为激光。激光二极管灯板可以采用激光二极管作为子像素单元，激光具有较高的能量以及较好的准直性，在3D系统中采用激光二极管灯板作为显示面板100，可以为打印系统提供较高能量的曝光光源，对打印材料进行有效曝光。
由于3D打印系统中的显示面板光源多采用紫外光或近紫外光，因此位于显示面板出光侧的各凸透镜21和各凹透镜22可采用抗紫外的树脂材料进行制作，避免光源照射对透镜结构的破坏，对显示面板出射光有效准直。例如，各凸透镜21和各凹透镜22可采用抗紫外的PC材料、PVC材料等，还可采用氮化硅等无机透明材料，在此不做限定。
基于同一发明构思，本发明实施例的另一方面，提供一种3D打印系统。如图10所示，3D打印系统包括显示装置(图中未示出了显示面板100部分)，位于显示装置出光侧的用于容纳打印材料的容纳槽500，以及位于容纳槽500背离显示装置一侧的喷涂装置600。显示装置一般选择出射紫外光、近紫外光或激光的光源，可以对感光树脂材料进行曝光，使液态的感光树脂材料固化，从而形成特定的形状。在具体实施时，3D打印系统连接上位机，由上位机计算首先由计算待打印的三维模型沿垂直于显示装置出光面方向的数字切片，并确定各数据切片所对应的显示装置的数据信号，将这些数据信号传送到3D打印系统的显示装置中。在每次打印之前，喷涂装置600可在容纳槽500内喷涂定量的液态感光树脂材料，而后指示显示装置显示特定图像作为光罩，使得被调制光线照射到液态感光树脂上，迅速发生光聚合反应，材料从液态转变成固态，形成一薄型层面；当该层薄型层面形成后，在已成型的薄型层面上继续喷涂一层液态感光树脂，改变显示装置的显示数据，再次对感光树脂进行曝光，形成第二层薄型层面，如此重复并将连续的薄型层面堆叠起来，可以得到一个固态三维物体形状。
本发明提供的上述3D打印系统中，在显示面板的出光侧设置微透镜阵列，使各子像素单元分别位于对应的各凸透镜的焦平面上，从而使得各子像素单元的出射光经过各凸透镜的作用后准直出射。在相邻的两个凸透镜之间设置凹透镜，可使各子像素单元出射的大角度光线经过凹透镜的作用后也能够准直出射，使出光面光强连续。由此优化出射光线的准直度，匀化二维图面的光强。
另一方面，本发明实施例还提供一种显示装置的制作方法，如图11所示，该方法可以包括：
S10、形成一显示面板；
S20、在显示面板的出光侧形成微透镜阵列。
其中，显示面板包括多个子像素单元，微透镜阵列包括多个凸透镜和多个凹透镜；各凸透镜与各子像素单元一一对应设置，各子像素单元均位于对应的凸透镜的焦平面上，凹透镜位于相邻的两个凸透镜之间。
采用本发明提供的上述制作方法形成的显示装置，在显示面板的出光侧形成微透镜阵列，使各子像素单元分别位于对应的各凸透镜的焦平面上，从而使得各子像素单元的出射光经过各凸透镜的作用后准直出射。在相邻的两个凸透镜之间设置凹透镜，可使各子像素单元出射的大角度光线经过凹透镜的作用后也能够准直出射，使出光面光强连续。在将显示装置应用于3D打印系统中时，可以优化显示装置出射光线的准直度，匀化二维图面的光强。
在一种可实施的方式中，在上述的步骤S20中，在显示面板的出光侧形成微透镜阵列，具体可以包括：
在显示面板出光侧的表面形成树脂层；
对树脂层进行刻蚀，形成微透镜阵列。
具体来说，如图12a-图12d所示，在显示面板100出光侧的表面形成一整层的树脂材料层200’，参见图12a，该树脂材料可采用抗紫外的树脂材料。如图12b所示，将第一半色调掩膜板M1设置在树脂材料层200’背离显示面板100的一侧，并采用第一半色调掩膜板对树脂材料层200’进行曝光刻蚀；该第一半色调掩膜板的透光区域对应各凸透镜所在位置，第一半色调掩膜板的透光区域的中心位置的透过率小于边缘位置的透过率。采用第一半色调掩膜板M1对树脂材料层200进行曝光刻蚀后可得到如图12c所示的结构，形成各凸透镜21。接着，如图12d所示，在显示面板的出光侧再设置第二半色调掩膜板M2，该第二半色调掩膜板M2的透光区域对应着各凹透镜所在位置，且透光区域的中心位置的透过率大于边缘位置的透过率。采用第二半色调掩膜板M2对树脂材料层进行曝光刻蚀后可得到如图1所示的结构，由此在显示面板的表面形成与子像素单元11一一对应的凸透镜21以及位于相邻两个凸透镜21之间的凹透镜的微透镜阵列结构。
在另一种可实施的方式中，在上述的步骤S20中，在显示面板的出光侧形成微透镜阵列，具体可以包括：
提供一透明基板；
在透明基板上形成树脂层；
对树脂层进行刻蚀，形成微透镜阵列；
将形成有微透镜阵列的透明基板置于显示面板的出光侧；
其中，微透镜阵列位于透明基板面向显示面板一侧的表面，或者，微透镜阵列位于透明基板背离显示面板一侧的表面。
具体来说，如图13a-图13e所示，提供一透明基板300，并在透明基板300的表面形成一整层的树脂材料层200’，参见图13a，该树脂材料可采用抗紫外的树脂材料。如图13b所示，将第一半色调掩膜板M1设置在树脂材料层200’的表面，并采用第一半色调掩膜板对树脂材料层200’进行曝光刻蚀；该第一半色调掩膜板的透光区域对应各凸透镜所在位置，第一半色调掩膜板的透光区域的中心位置的透过率小于边缘位置的透过率。采用第一半色调掩膜板M1对树脂材料层200进行曝光刻蚀后可得到如图13c所示的结构，形成各凸透镜21。接着，如图13d所示，在树脂材料层的表面再设置第二半色调掩膜板M2，该第二半色调掩膜板M2的透光区域对应着各凹透镜所在位置，且透光区域的中心位置的透过率大于边缘位置的透过率。采用第二半色调掩膜板M2对树脂材料层进行曝光刻蚀后可得到如图13e所示的结构，由此在透明基板300的表面形成与子像素单元11一一对应的凸透镜21以及位于相邻两个凸透镜21之间的凹透镜的微透镜阵列结构。再将该形成有微透镜阵列的透明基板设置在显示面板的出光侧，其设置形成可参见图2和图3，可将微透镜阵列200面向显示面板的一侧，也可将微透镜阵列200背离显示面板的一侧。
本发明实施例提供的上述显示装置中的显示面板可采用液晶显示面板，该液晶显示面板的制作方法可以包括：
形成阵列基板和对向基板；
在阵列基板的表面形成一层遮光材料；
对遮光材料进行刻蚀形成遮光层的图形；
在遮光层的表面滴加液晶；
将形成有遮光层和液晶的阵列基板与对向基板对盒，形成显示面板；
其中，遮光层的厚度与液晶层的厚度相等；遮光层在对向基板的正投影为包围各子像素单元的网格图形。
具体来说，可参见图14a-图14e，如图14a所示，在阵列基板101的表面形成一整层的遮光性材料层104’，该遮光性材料层104’的厚度与液晶盒的厚度相等。如图14b所示，在遮光性材料层104’的表面设置掩膜板M，该掩膜板M的透光区域与子像素单元的开口区域相对应，采用该掩膜板M对遮光性材料层104’进行曝光刻蚀，可以得到包围各子像素单元成网格图形的遮光层104，如图14c所示。接着，如图14d所示，在遮光层形成的各网格内滴加液晶，而后，如图14e所示，将阵列基板101与对向基板102对盒，以形成液晶显示面板。该液晶显示面板无需制作用于支撑液晶盒厚的隔垫物，通盒设计的遮光层可以起到隔垫物的作用，同时还可以遮挡背光模组大角度的出射光，提升显示装置的准直效果。
除此之外，液晶显示面板的其它制作过程与现有技术相同，此处不再赘述。显示面板还可以采用有机发光二极管显示面板、微型发光二极管显示面板以及激光二极管灯板等，其制作方法均可参见现有技术的制作方法，在此不做赘述。
本发明实施例提供的显示装置、其制作方法及3D打印系统，包括：显示面板及位于显示面板出光侧的微透镜阵列；其中，显示面板包括：多个子像素单元；微透镜阵列包括：多个凸透镜和多个凹透镜。各凸透镜与各子像素单元一一对应设置，各子像素单元均位于对应的各凸透镜的焦平面上；凹透镜位于相邻的两个凸透镜之间。本发明提供的上述显示装置，在显示面板的出光侧设置微透镜阵列，使各子像素单元分别位于对应的各凸透镜的焦平面上，从而使得各子像素单元的出射光经过各凸透镜的作用后准直出射。在相邻的两个凸透镜之间设置凹透镜，可使各子像素单元出射的大角度光线经过凹透镜的作用后也能够准直出射，使出光面光强连续。在将显示装置应用于3D打印系统中时，可以优化显示装置出射光线的准直度，匀化二维图面的光强。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
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。

Claims (13)

1.一种3D打印系统，其特征在于，包括显示装置；所述显示装置包括：显示面板及位于所述显示面板出光侧的微透镜阵列；其中，
所述显示面板包括：多个子像素单元；
所述微透镜阵列包括：多个凸透镜和多个凹透镜；所述凸透镜和所述凹透镜采用的材料相同；
各所述凸透镜与各所述子像素单元一一对应设置，各所述子像素单元均位于对应的各所述凸透镜的焦平面上；所述凹透镜位于相邻的两个所述凸透镜之间；
所述显示面板为液晶显示面板，所述液晶显示面板包括：阵列基板、对向基板、遮光层和液晶层；所述阵列基板与所述对向基板相对而置，所述液晶层和所述遮光层均位于所述阵列基板和所述对向基板之间；所述遮光层的厚度与所述液晶层的厚度相等。
2.如权利要求1所述的3D打印系统，其特征在于，所述微透镜阵列位于所述显示面板的表面。
3.如权利要求1所述的3D打印系统，其特征在于，还包括：位于所述显示面板出光侧的透明基板；所述微透镜阵列位于所述透明基板面向所述显示面板一侧的表面，或者，所述微透镜阵列位于所述透明基板背离所述显示面板一侧的表面。
4.如权利要求1所述的3D打印系统，其特征在于，所述凸透镜的宽度大于或等于对应的所述子像素单元的宽度。
5.如权利要求1所述的3D打印系统，其特征在于，所述凸透镜为平凸透镜，所述凹透镜为平凹透镜。
6.如权利要求4所述的3D打印系统，其特征在于，所述凸透镜和所述凹透镜的底面为矩形，所述凸透镜和所述凹透镜紧密排列。
7.如权利要求1所述的3D打印系统，其特征在于，所述显示装置还包括：位于所述显示面板背离所述微透镜阵列一侧的背光模组；
所述背光模组的出射光为紫外光、近紫外光或激光。
8.如权利要求7所述的3D打印系统，其特征在于，所述遮光层在所述对向基板的正投影为包围各所述子像素单元的网格图形。
9.如权利要求7所述的3D打印系统，其特征在于，所述凸透镜和所述凹透镜的材料为抗紫外树脂材料。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的3D打印系统中的显示装置的制作方法，其特征在于，包括：
形成一显示面板；
在所述显示面板的出光侧形成微透镜阵列；
其中，所述显示面板包括多个子像素单元，所述微透镜阵列包括多个凸透镜和多个凹透镜；所述凸透镜和所述凹透镜采用的材料相同；各所述凸透镜与各所述子像素单元一一对应设置，各所述子像素单元均位于对应的所述凸透镜的焦平面上，所述凹透镜位于相邻的两个所述凸透镜之间；
所述显示面板为液晶显示面板，所述形成一显示面板，包括：
形成阵列基板和对向基板；
在所述阵列基板的表面形成一层遮光材料；
对所述遮光材料进行刻蚀形成遮光层的图形；
在所述遮光层的表面滴加液晶；
将形成有所述遮光层和液晶的阵列基板与所述对向基板对盒，形成所述显示面板，所述遮光层的厚度与所述液晶层的厚度相等。
11.如权利要求10所述的制作方法，其特征在于，所述在所述显示面板的出光侧形成微透镜阵列，包括：
在所述显示面板出光侧的表面形成树脂层；
对所述树脂层进行刻蚀，形成所述微透镜阵列。
12.如权利要求10所述的制作方法，其特征在于，所述在所述显示面板的出光侧形成微透镜阵列，包括：
提供一透明基板；
在所述透明基板上形成树脂层；
对所述树脂层进行刻蚀，形成所述微透镜阵列；
将形成有所述微透镜阵列的透明基板置于所述显示面板的出光侧；
其中，所述微透镜阵列位于所述透明基板面向所述显示面板一侧的表面，或者，所述微透镜阵列位于所述透明基板背离所述显示面板一侧的表面。
13.如权利要求10所述的制作方法，其特征在于，所述遮光层在所述对向基板的正投影为包围各所述子像素单元的网格图形。
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