CN113219562A - 光学模组及其制作方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光学模组及其制作方法、显示装置，属于显示技术领域。其中，光学模组包括：第一基板；位于所述第一基板上间隔排布的多个光学透镜；与所述第一基板相对设置的第二基板；位于所述第二基板上间隔排布的多个的支撑结构，所述支撑结构远离所述第二基板的一侧设置有黑矩阵，所述黑矩阵与相邻所述光学透镜之间的间隙接触。本发明的技术方案能够保证光学模组的出光效率。

Description

光学模组及其制作方法、显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，特别是指一种光学模组及其制作方法、显示装置。

背景技术

随着显示技术的发展，对光学元器件微型化的需求不断加大，光学透镜应运而生。光学透镜通常是指孔径从微米尺度到毫米尺度的透镜，当一定数量的光学透镜按照特定的规律排列就组成了光学透镜阵列。相比于传统的透镜，光学透镜及其阵列具有体积小，重量轻，功耗小等优点。光学透镜能够实现传统光学器件不具备的光学特性，利用这种特性可以使器件具有各种特殊的功能，例如在显示领域，利用光学透镜，可以实现裸眼3D。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种光学模组及其制作方法、显示装置，能够保证光学模组的出光效率。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：

一方面，提供一种光学模组，包括：

第一基板；

位于所述第一基板上间隔排布的多个光学透镜；

与所述第一基板相对设置的第二基板；

位于所述第二基板上间隔排布的多个的支撑结构，所述支撑结构远离所述第二基板的一侧设置有黑矩阵，所述黑矩阵与相邻所述光学透镜之间的间隙接触。

一些实施例中，所述黑矩阵在所述第一基板上的正投影与相邻所述光学透镜之间的间隙重合。

一些实施例中，还包括：

填充在所述第一基板和所述第二基板之间的填充层，所述填充层的折射率小于所述光学透镜的折射率。

一些实施例中，所述支撑结构的折射率与所述填充层的折射率相同。

一些实施例中，所述黑矩阵的厚度为1um～3um。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括如上所述的光学模组以及与所述光学模组贴合在一起的显示面板，所述显示面板的像素组与所述光学透镜一一对应，所述像素组包括至少一个亚像素。

一些实施例中，所述显示面板的衬底基板复用为所述第一基板或所述第二基板。

本发明实施例还提供了一种光学模组的制作方法，包括：

提供第一基板；

在所述第一基板上形成间隔排布的多个光学透镜；

提供第二基板；

在所述第二基板上形成支撑结构；

在所述支撑结构远离所述第二基板的一侧形成黑矩阵；

将所述第一基板与所述第二基板对盒，所述黑矩阵与相邻所述光学透镜之间的间隙接触。

一些实施例中，将所述第一基板与所述第二基板对盒之后，所述制作方法还包括：

将填充胶灌入所述第一基板和所述第二基板之间，对所述填充胶进行固化后形成填充层，所述填充层的折射率小于所述光学透镜的折射率。

一些实施例中，将所述第一基板与所述第二基板对盒之前，所述制作方法还包括：

在所述第一基板或所述第二基板上形成填充胶；

将所述第一基板与所述第二基板对盒之后，还包括：

对所述填充胶进行固化，形成填充层，所述填充层的折射率小于所述光学透镜的折射率。

一些实施例中，在所述第一基板上形成间隔排布的多个光学透镜包括：

在所述第一基板上涂覆透明材料层，对所述光学透镜材料层进行构图，形成多个间隔排布的透明图形，利用热回流工艺通过加热使所述透明图形熔融，并在表面张力的作用下形成球面光学透镜；或

在所述第一基板上涂覆光学透镜材料层，利用纳米压印工艺对所述光学透镜材料层进行压印，形成多个阵列排布的球面光学透镜。

本发明的实施例具有以下有益效果：

上述方案中，将黑矩阵制备在第二基板上，将光学透镜制备在第一基板上，通过第一基板和第二基板对盒实现黑矩阵与相邻光学透镜之间的间隙接触，本实施例将光学透镜和黑矩阵分开制作，使两者之间不会相互影响，在制备过程中可选择的黑矩阵种类增多，可选择价格较低的黑矩阵材料，来降低整体器件的成本，并确保黑矩阵能阻挡串扰光的情况下，不会阻挡光路。

附图说明

图1为现有技术制作光学模组的示意图；

图2为本发明一实施例制作光学模组的示意图；

图3和图4为本发明实施例光学透镜的排布示意图；

图5为本发明实施例从开口灌入填充胶的示意图；

图6为本发明另一实施例制作光学模组的示意图；

图7为本发明实施例将光学模组与显示面板贴合的示意图；

图8为本发明再一实施例制作光学模组的示意图；

图9为本发明又一实施例制作光学模组的示意图。

附图标记

1 基底

2 黑色有机聚合物

21 黑矩阵

3 光学透镜

01 第二基板

02 第二对位标记

03 支撑材料层

04 黑矩阵材料层

031 支撑结构

041 黑矩阵

05 第一基板

06 第一对位标记

07 光学透镜材料层

071 光学透镜

08 填充层

081 填充胶

09 显示面板

10 开口

具体实施方式

为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

为了防止光学透镜间的视点相互串扰，需要在光学透镜之间制备黑矩阵，利用黑矩阵遮光，来防止串扰，但是如果黑矩阵过厚会阻挡光路，影响显示效果。

如图1所示，可以利用黑色有机聚合物制作黑矩阵，光学模组的制作方法包括以下步骤：

步骤a、提供一基底1，在基底1上制作光学透镜3；

步骤b、涂覆形成一层覆盖光学透镜3的黑色有机聚合物2；

步骤c、对黑色有机聚合物2进行曝光，显影后形成黑矩阵21。

其中，黑色有机聚合物2的涂覆厚度一般在1～2um，但是由于为了提高3D显示的分辨率，光学透镜3之间的间隙很小，一般在3.5um以内，黑色有机聚合物2会在光学透镜3间隙进行流平，导致光学透镜3间隙处的黑色有机聚合物2实际厚度接近光学透镜3的拱高，在后续对黑色有机聚合物2进行图形化后，得到的黑矩阵21的高度较高，接近光学透镜3的拱高，且呈倒梯形的形状，这将极大的影响光学透镜3的出光效率，影响光学模组整体的光场效果。

另外，相关技术将光学透镜和黑矩阵制备在同一基板上，为了保证光学透镜的质量不在黑矩阵制备过程中发生变化，会限制黑矩阵所能选择的材料，一般使用低温黑矩阵材料，导致器件成本较高。

本发明实施例提供一种光学模组及其制作方法、显示装置，能够保证光学模组的出光效率。

本发明的实施例提供一种光学模组，如图2所示，包括：

第一基板；

位于所述第一基板上间隔排布的多个光学透镜；

与所述第一基板相对设置的第二基板；

位于所述第二基板上间隔排布的多个的支撑结构，所述支撑结构远离所述第二基板的一侧设置有黑矩阵，所述黑矩阵与相邻所述光学透镜之间的间隙接触。

本实施例中，将黑矩阵制备在第二基板上，将光学透镜制备在第一基板上，通过第一基板和第二基板对盒实现黑矩阵与相邻光学透镜之间的间隙接触，本实施例将光学透镜和黑矩阵分开制作，使两者之间不会相互影响，在制备过程中可选择的黑矩阵种类增多，可选择价格较低的黑矩阵材料，来降低整体器件的成本，并确保黑矩阵能阻挡串扰光的情况下，不会阻挡光路。

一些实施例中，所述黑矩阵在所述第一基板上的正投影与相邻所述光学透镜之间的间隙重合，这样黑矩阵既能防止光学透镜间的视点相互串扰，又不会阻挡光路，能够保证光学模组的出光效率。

一些实施例中，为了支撑第一基板和第二基板之间的盒厚，光学模组还包括：填充在所述第一基板和所述第二基板之间的填充层，所述填充层的折射率小于所述光学透镜的折射率，填充层的折射率小于光学透镜的折射率，这样可以与光学透镜相配合实现3D显示效果。

一些实施例中，所述支撑结构的折射率可以与所述填充层的折射率相同或相近，比如支撑结构可以采用与填充层相同的材料，这样经光学透镜出射的光线经过填充层和支撑结构后光路可以保持不变。

本实施例中，支撑结构和黑矩阵的高度之和可以等于光学透镜的高度与光学透镜上方填充层的厚度之和，一般为5-40um，黑矩阵的厚度可以为1um～3um，保证光线不会从黑矩阵透过即可。

光学透镜的口径一般在40um～200um之间，光学透镜的口径与高度之比一般在2～9.5之间，这样可以实现较好的裸眼3D效果。

本实施例中，如图3所示，光学透镜可以为半球状透镜；如图4所示，光学透镜也可以为柱状透镜。半球状透镜即在第一方向上的截面为圆形，在第二方向上的截面为半圆或半圆的一部分，柱状透镜即在第一方向上的截面为长方形，在第三方向上的截面为半圆或半圆的一部分，其中，第一方向与第一基板平行，第二方向与第一基板垂直，第三方向与第一基板垂直且与柱状透镜的延伸方向垂直。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括如上所述的光学模组以及与所述光学模组贴合在一起的显示面板，所述显示面板的像素组与所述光学透镜一一对应，所述像素组包括至少一个亚像素。

该显示装置包括但不限于：射频单元、网络模块、音频输出单元、输入单元、传感器、显示单元、用户输入单元、接口单元、存储器、处理器、以及电源等部件。本领域技术人员可以理解，上述显示装置的结构并不构成对显示装置的限定，显示装置可以包括上述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。在本发明实施例中，显示装置包括但不限于显示器、手机、平板电脑、电视机、可穿戴电子设备、导航显示设备等。

所述显示装置可以为：电视、显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件，其中，所述显示装置还包括柔性电路板、印刷电路板和背板。

一些实施例中，所述显示面板的衬底基板复用为所述第一基板或所述第二基板。这样可以简化显示装置的结构，降低显示装置的生产成本。

本实施例的显示装置中，光学模组设置在显示面板的显示面一侧，光学模组包括阵列排布的多个光学透镜，每一个所述光学透镜对应于一个所述亚像素设置，相邻所述光学透镜之间的间距等于相邻所述亚像素之间的间距。

其中，所述显示面板的显示面上不同位置处的亚像素与对应的光学透镜的光心之间具有不同距离。这样，显示面板不同位置处的亚像素与光学模组之间的距离，即会与所述光学透镜的焦距之间呈现不同的大小关系，与传统的裸眼3D显示装置中显示面板的显示面各位置处的亚像素与光学模组之间的距离均相同的方式相比，可以在不折损图像分辨率的同时，使观看者观看到的3D画面深度大大加强，并且层次不同，立体感增强。

传统的裸眼3D显示装置中，显示面板的显示面上各位置处的亚像素与对应的光学透镜的光心之间距离g均相等。显示3D图像时，显示面板上的亚像素发出的光线经过光学透镜折射后聚焦形成一个个交点，这些交点所在的平面称为中心深度平面a，在该中心深度平面a上能显示最高分辨率的图像。

为了在不损失图像分辨率的前提下增加图像深度，本公开所提供的显示装置，将显示面板的显示面在不同位置处的亚像素与光学透镜之间的距离不同，这样，显示面板不同位置处的亚像素与光学透镜之间的距离，即会与所述光学透镜的焦距之间呈现不同的大小关系，与传统的裸眼3D显示装置中显示面板的显示面各位置处的亚像素与光学透镜之间的距离均相同的方式相比，使观看者观看到的3D画面深度大大加强，并且层次不同，立体感增强。

在本公开所提供的实施例中，优选的，所述显示面板的显示面的至少一部分亚像素与对应的所述光学透镜的光心之间的距离g小于所述光学透镜的焦距f，所述显示面板的显示面的至少另一部分亚像素与对应的所述光学透镜的光心之间的距离g大于所述光学透镜的焦距f。

采用上述方案，显示面板中一部分亚像素与光学模组间的距离g小于光学透镜的焦距f，3D图像成像位置在光学模组的后方，呈现入屏效果；而显示面板的另一部分亚像素与光学模组间的距离g大于光学透镜的焦距f，3D图像成像位置在光学模组的前方，呈现出屏效果。这样，观看者观看到的整幅3D画面深度大大加强，并且层次不同，立体感随之增强。

应当理解的是，对于所述显示面板中不同位置处的亚像素与对应的光学透镜的光心之间的距离g还可以是，均小于光学透镜的焦距f，或者，均大于光学透镜的焦距f。

在本实施例中，所述显示面板可以为LCD、OLED等任意显示器件，将所述显示面板设计为曲面显示面板，而所述光学模组中各所述光学透镜的光心处于一平面上，这样，显示面板的边缘区域和中部区域的亚像素会与光学模组间的距离不同，且优选的，显示面板的边缘区域的亚像素与对应的光学透镜的光心之间的距离小于光学透镜的焦距，3D图像成像位置在光学模组的后方，呈现入屏效果；而显示面板的中部区域的亚像素与光学模组间的距离g大于光学透镜焦距f，3D图像成像的中心深度平面位置在光学透镜的前方，呈现出屏效果。这样，观看者观看到的整幅3D画面深度大大加强，并且层次不同，立体感增强。

优选的，曲面显示面板的显示面的亚像素从所述显示面板的中部区域向所述显示面的边缘区域、与对应的所述光学透镜的光心之间的距离逐渐减小。

采用上述方案，由于显示面板的亚像素与光学模组之间的距离逐渐变化，观看者在观看时看到的画面深度会逐渐变化，更有利于观看画面的层次变化。

需要说明的是，在本实施例中，所述显示面板为曲面显示面板，所述光学模组为各光学透镜的光心处于同一平面上的结构，本公开的其他实施例中，还可以是，所述显示面板为曲面显示面板，而所述光学模组还可以是各所述光学透镜的光心处于一曲面上的曲面光学透镜，只要使得显示面板不同位置处的亚像素与对应的光学透镜光心之间具有不同距离即可。

本发明实施例还提供了一种光学模组的制作方法，包括：

提供第一基板；

在所述第一基板上形成间隔排布的多个光学透镜；

提供第二基板；

在所述第二基板上形成支撑结构；

在所述支撑结构远离所述第二基板的一侧形成黑矩阵；

将所述第一基板与所述第二基板对盒，所述黑矩阵与相邻所述光学透镜之间的间隙接触。

本实施例中，将黑矩阵制备在第二基板上，将光学透镜制备在第一基板上，通过第一基板和第二基板对盒实现黑矩阵与相邻光学透镜之间的间隙接触，本实施例将光学透镜和黑矩阵分开制作，使两者之间不会相互影响，在制备过程中可选择的黑矩阵种类增多，可选择价格较低的黑矩阵材料，来降低整体器件的成本，并确保黑矩阵能阻挡串扰光的情况下，不会阻挡光路。

一些实施例中，为了支撑第一基板和第二基板之间的盒厚，将所述第一基板与所述第二基板对盒之后，所述制作方法还包括：

将填充胶灌入所述第一基板和所述第二基板之间，对所述填充胶进行固化后形成填充层，所述填充层的折射率小于所述光学透镜的折射率。填充层的折射率小于光学透镜的折射率，这样填充层与光学透镜配合可以实现3D显示效果。

一些实施例中，为了支撑第一基板和第二基板之间的盒厚，将所述第一基板与所述第二基板对盒之前，所述制作方法还包括：

在所述第一基板或所述第二基板上形成填充胶；

将所述第一基板与所述第二基板对盒之后，还包括：

对所述填充胶进行固化，形成填充层，所述填充层的折射率小于所述光学透镜的折射率。填充层的折射率小于光学透镜的折射率，与光学透镜相配合实现3D显示效果。

一些实施例中，在所述第一基板上形成间隔排布的多个光学透镜包括：

在所述第一基板上涂覆透明材料层，对所述光学透镜材料层进行构图，形成多个间隔排布的透明图形，利用热回流工艺通过加热使所述透明图形熔融，并在表面张力的作用下形成球面光学透镜；或

在所述第一基板上涂覆光学透镜材料层，利用纳米压印工艺对所述光学透镜材料层进行压印，形成多个阵列排布的球面光学透镜。

如图2所示，一具体实施例中，光学模组的制作方法包括以下步骤：

步骤a、提供第二基板01，在第二基板01上形成第二对位标记02；

第二基板01可以为硬质基底，比如石英基底或玻璃基底，还可以为柔性基底。

可以采用金属Mo或Ti/Al/Ti等在第二基板01上形成第二对位标记02。

步骤b、在第二基板01上形成支撑材料层03和黑矩阵材料层04；

支撑材料层03采用透明材料，比如有机材料光刻胶、无机材料氧化硅等，支撑材料层03可以采用折射率与填充层相近或者相同的材料，支撑材料层03还可以采用与填充层相同的材料，如果填充层采用填充胶，可以通过调整填充胶的粘度使得填充胶能够作为支撑材料。

黑矩阵材料层04可以采用有机材料，通过旋涂方式形成，还可以采用黑色的金属氧化物，通过沉积方式形成。

支撑材料层03和黑矩阵材料层04的厚度之和可以等于填充层的总厚度，一般为5～40um，黑矩阵材料层04的厚度一般在1um～3um，保证光不会从黑矩阵透过。

步骤c、对支撑材料层03和黑矩阵材料层04进行构图，形成支撑结构031和黑矩阵041；

具体地，可以在黑矩阵材料层04上涂覆一层光刻胶，对光刻胶进行曝光显影后，以光刻胶的图形为掩膜对支撑材料层03和黑矩阵材料层04进行刻蚀，形成支撑结构031和黑矩阵041，黑矩阵041之间的距离等于光学透镜的口径。

还可以在黑矩阵材料层04上涂覆一层压印胶，采用纳米压印工艺对压印胶进行压印，形成压印胶的图形，以压印胶的图形为掩膜对支撑材料层03和黑矩阵材料层04进行刻蚀，形成支撑结构031和黑矩阵041，黑矩阵041之间的距离等于光学透镜的口径。

步骤d、提供第一基板05，在第一基板05上形成第一对位标记06；

第一基板05可以为硬质基底，比如石英基底或玻璃基底，还可以为柔性基底。

可以采用金属Mo或Ti/Al/Ti等在第一基板05上形成第一对位标记06，第一对位标记06与第二对位标记02可以是互补图形，也可以不是互补图形，只要能够利用设备识别出第一对位标记06与第二对位标记02，使它们的设计好的位置尽可能重合即可。

步骤e、在第一基板05上形成光学透镜材料层07；

光学透镜材料层07可以采用高折射率的胶材，通过涂覆方式形成。

步骤f：利用光学透镜材料层07制备光学透镜071；

可以采用热回流工艺制备光学透镜071，在第一基板05上涂覆高折射率的胶材，胶材涂敷厚度略低于光学透镜071拱高，一般在3um～30um，如制备5um左右拱高的光学透镜071只需涂敷4um厚度的胶材即可，因为使用热回流工艺制备光学透镜071的过程中胶材会向上膨胀，热回流加热温度通常在120℃～250℃，胶材的曝光距离等于光学透镜071的口径即可，口径一般在40um～200um之间，光学透镜071的口径与拱高之比一般在2～9.5之间。

还可以采用纳米压印工艺制备光学透镜071，在第一基板05上涂覆高折射率的胶材，胶材涂敷厚度略低于光学透镜071拱高，保证纳米压印工艺完成后，光学透镜071间存在残胶即可。压印出来的光学透镜071结构主要和纳米压印模板相同，纳米压印模板可以通过单点金刚石或热回流工艺进行加工。

步骤g：利用第一对位标记06和第二对位标记02将第一基板05与第二基板01进行对盒，利用封框胶贴合后，如图5所示，留出一个开口10；

步骤h：利用灌晶技术的气压差原理将填充层材料从开口10灌入第一基板05和第二基板01之间的缝隙，并进行紫外光固化，形成填充层08。

之后如图7中(a)所示，切割掉多余的部分，得到如图7中(b)所示的结构，将图7中(b)所示的结构与显示面板09对位贴合，即可得到如图7中(c)所示的显示装置。

如图6所示，另一具体实施例中，光学模组的制作方法包括以下步骤：

步骤a、提供第二基板01，在第二基板01上形成第二对位标记02、支撑结构031和黑矩阵041；

第二基板01可以为硬质基底，比如石英基底或玻璃基底，还可以为柔性基底。

可以采用金属Mo或Ti/Al/Ti等在第二基板01上形成第二对位标记02。

在第二基板01上形成支撑材料层03和黑矩阵材料层04；

支撑材料层03采用透明材料，比如有机材料光刻胶、无机材料氧化硅等，支撑材料层03可以采用折射率与填充层相近或者相同的材料，支撑材料层03还可以采用与填充层相同的材料，如果填充层采用填充胶，可以通过调整填充胶的粘度使得填充胶能够作为支撑材料。

黑矩阵材料层04可以采用有机材料，通过旋涂方式形成，还可以采用黑色的金属氧化物，通过沉积方式形成。

支撑材料层03和黑矩阵材料层04的厚度之和可以等于填充层的总厚度，一般为5～40um，黑矩阵材料层04的厚度一般在1um～3um，保证光不会从黑矩阵透过。

对支撑材料层03和黑矩阵材料层04进行构图，形成支撑结构031和黑矩阵041；

具体地，可以在黑矩阵材料层04上涂覆一层光刻胶，对光刻胶进行曝光显影后，以光刻胶的图形为掩膜对支撑材料层03和黑矩阵材料层04进行刻蚀，形成支撑结构031和黑矩阵041，黑矩阵041之间的距离等于光学透镜的口径。

还可以在黑矩阵材料层04上涂覆一层压印胶，采用纳米压印工艺对压印胶进行压印，形成压印胶的图形，以压印胶的图形为掩膜对支撑材料层03和黑矩阵材料层04进行刻蚀，形成支撑结构031和黑矩阵041，黑矩阵041之间的距离等于光学透镜的口径。

步骤b、提供第一基板05，在第一基板05上形成第一对位标记06和光学透镜071；

第一基板05可以为硬质基底，比如石英基底或玻璃基底，还可以为柔性基底。

可以采用金属Mo或Ti/Al/Ti等在第一基板05上形成第一对位标记06，第一对位标记06与第二对位标记02可以是互补图形，也可以不是互补图形，只要能够利用设备识别出第一对位标记06与第二对位标记02，使它们的设计好的位置尽可能重合即可。

在第一基板05上形成光学透镜材料层07，光学透镜材料层07可以采用高折射率的胶材，通过涂覆方式形成。

利用光学透镜材料层07制备光学透镜071，可以采用热回流工艺制备光学透镜071，在第一基板05上涂覆高折射率的胶材，胶材涂敷厚度略低于光学透镜071拱高，一般在3um～30um，如制备5um左右拱高的光学透镜071只需涂敷4um厚度的胶材即可，因为使用热回流工艺制备光学透镜071的过程中胶材会向上膨胀，热回流加热温度通常在120℃～250℃，胶材的曝光距离等于光学透镜071的口径即可，口径一般在40um～200um之间，光学透镜071的口径与拱高之比一般在2～9.5之间。

还可以采用纳米压印工艺制备光学透镜071，在第一基板05上涂覆高折射率的胶材，胶材涂敷厚度略低于光学透镜071拱高，保证纳米压印工艺完成后，光学透镜071间存在残胶即可。压印出来的光学透镜071结构主要和纳米压印模板相同，纳米压印模板可以通过单点金刚石或热回流工艺进行加工。

步骤c、在第一基板05上涂覆填充胶081；

步骤d：利用第一对位标记06和第二对位标记02将第一基板05与第二基板01进行对盒，对填充胶081进行紫外光固化，形成填充层08。

之后如图7中(a)所示，切割掉多余的部分，得到如图7中(b)所示的结构，将图7中(b)所示的结构与显示面板09对位贴合，即可得到如图7中(c)所示的显示装置。

另一实施例中，可以直接在显示面板上制作光学透镜，如图8所示，本实施例的光学模组的制作方法包括以下步骤：

步骤a、提供第二基板01，在第二基板01上形成第二对位标记02；

第二基板01可以为硬质基底，比如石英基底或玻璃基底，还可以为柔性基底。

可以采用金属Mo或Ti/Al/Ti等在第二基板01上形成第二对位标记02。

步骤b、在第二基板01上形成支撑材料层03和黑矩阵材料层04；

支撑材料层03采用透明材料，比如有机材料光刻胶、无机材料氧化硅等，支撑材料层03可以采用折射率与填充层相近或者相同的材料，支撑材料层03还可以采用与填充层相同的材料，如果填充层采用填充胶，可以通过调整填充胶的粘度使得填充胶能够作为支撑材料。

黑矩阵材料层04可以采用有机材料，通过旋涂方式形成，还可以采用黑色的金属氧化物，通过沉积方式形成。

支撑材料层03和黑矩阵材料层04的厚度之和可以等于填充层的总厚度，一般为5～40um，黑矩阵材料层04的厚度一般在1um～3um，保证光不会从黑矩阵透过。

步骤c、对支撑材料层03和黑矩阵材料层04进行构图，形成支撑结构031和黑矩阵041；

具体地，可以在黑矩阵材料层04上涂覆一层光刻胶，对光刻胶进行曝光显影后，以光刻胶的图形为掩膜对支撑材料层03和黑矩阵材料层04进行刻蚀，形成支撑结构031和黑矩阵041，黑矩阵041之间的距离等于光学透镜的口径。

还可以在黑矩阵材料层04上涂覆一层压印胶，采用纳米压印工艺对压印胶进行压印，形成压印胶的图形，以压印胶的图形为掩膜对支撑材料层03和黑矩阵材料层04进行刻蚀，形成支撑结构031和黑矩阵041，黑矩阵041之间的距离等于光学透镜的口径。

步骤d、提供显示面板09，在显示面板09上形成第一对位标记06；

可以采用金属Mo或Ti/Al/Ti等在显示面板09上形成第一对位标记06，第一对位标记06与第二对位标记02可以是互补图形，也可以不是互补图形，只要能够利用设备识别出第一对位标记06与第二对位标记02，使它们的设计好的位置尽可能重合即可。

步骤e、在显示面板09上形成光学透镜材料层07；

光学透镜材料层07可以采用高折射率的胶材，通过涂覆方式形成。

步骤f：利用光学透镜材料层07制备光学透镜071；

可以采用热回流工艺制备光学透镜071，在显示面板09上涂覆高折射率的胶材，胶材涂敷厚度略低于光学透镜071拱高，一般在3um～30um，如制备5um左右拱高的光学透镜071只需涂敷4um厚度的胶材即可，因为使用热回流工艺制备光学透镜071的过程中胶材会向上膨胀，热回流加热温度通常在120℃～250℃，胶材的曝光距离等于光学透镜071的口径即可，口径一般在40um～200um之间，光学透镜071的口径与拱高之比一般在2～9.5之间。

还可以采用纳米压印工艺制备光学透镜071，在显示面板09上涂覆高折射率的胶材，胶材涂敷厚度略低于光学透镜071拱高，保证纳米压印工艺完成后，光学透镜071间存在残胶即可。压印出来的光学透镜071结构主要和纳米压印模板相同，纳米压印模板可以通过单点金刚石或热回流工艺进行加工。

步骤g：利用第一对位标记06和第二对位标记02将显示面板09与第二基板01进行对盒，利用封框胶贴合后，如图5所示，留出一个开口10，利用灌晶技术的气压差原理将填充层材料从开口10灌入显示面板09和第二基板01之间的缝隙，并进行紫外光固化，形成填充层08。

步骤h：切割掉多余的部分。

本实施例可以省去将光学模组与显示面板贴合的步骤，能够简化显示装置的制作工艺。

另外，还可以在第一基板上制作光学透镜，将黑矩阵直接制作在显示面板上。如图9所示，本实施例的本实施例的光学模组的制作方法包括以下步骤：

步骤a、提供显示面板09，在显示面板09上形成第二对位标记02；

可以采用金属Mo或Ti/Al/Ti等在显示面板09上形成第二对位标记02。

步骤b、在显示面板09上形成支撑材料层03和黑矩阵材料层04；

支撑材料层03采用透明材料，比如有机材料光刻胶、无机材料氧化硅等，支撑材料层03可以采用折射率与填充层相近或者相同的材料，支撑材料层03还可以采用与填充层相同的材料，如果填充层采用填充胶，可以通过调整填充胶的粘度使得填充胶能够作为支撑材料。

黑矩阵材料层04可以采用有机材料，通过旋涂方式形成，还可以采用黑色的金属氧化物，通过沉积方式形成。

支撑材料层03和黑矩阵材料层04的厚度之和可以等于填充层的总厚度，一般为5～40um，黑矩阵材料层04的厚度一般在1um～3um，保证光不会从黑矩阵透过。

步骤c、对支撑材料层03和黑矩阵材料层04进行构图，形成支撑结构031和黑矩阵041；

具体地，可以在黑矩阵材料层04上涂覆一层光刻胶，对光刻胶进行曝光显影后，以光刻胶的图形为掩膜对支撑材料层03和黑矩阵材料层04进行刻蚀，形成支撑结构031和黑矩阵041，黑矩阵041之间的距离等于光学透镜的口径。

还可以在黑矩阵材料层04上涂覆一层压印胶，采用纳米压印工艺对压印胶进行压印，形成压印胶的图形，以压印胶的图形为掩膜对支撑材料层03和黑矩阵材料层04进行刻蚀，形成支撑结构031和黑矩阵041，黑矩阵041之间的距离等于光学透镜的口径。

步骤d、提供第一基板05，在第一基板05上形成第一对位标记06；

可以采用金属Mo或Ti/Al/Ti等在第一基板05上形成第一对位标记06，第一对位标记06与第二对位标记02可以是互补图形，也可以不是互补图形，只要能够利用设备识别出第一对位标记06与第二对位标记02，使它们的设计好的位置尽可能重合即可。

步骤e、在第一基板05上形成光学透镜材料层07；

光学透镜材料层07可以采用高折射率的胶材，通过涂覆方式形成。

步骤f：利用光学透镜材料层07制备光学透镜071；

可以采用热回流工艺制备光学透镜071，在第一基板05上涂覆高折射率的胶材，胶材涂敷厚度略低于光学透镜071拱高，一般在3um～30um，如制备5um左右拱高的光学透镜071只需涂敷4um厚度的胶材即可，因为使用热回流工艺制备光学透镜071的过程中胶材会向上膨胀，热回流加热温度通常在120℃～250℃，胶材的曝光距离等于光学透镜071的口径即可，口径一般在40um～200um之间，光学透镜071的口径与拱高之比一般在2～9.5之间。

还可以采用纳米压印工艺制备光学透镜071，在第一基板05上涂覆高折射率的胶材，胶材涂敷厚度略低于光学透镜071拱高，保证纳米压印工艺完成后，光学透镜071间存在残胶即可。压印出来的光学透镜071结构主要和纳米压印模板相同，纳米压印模板可以通过单点金刚石或热回流工艺进行加工。

步骤g：利用第一对位标记06和第二对位标记02将显示面板09与第一基板05进行对盒，利用封框胶贴合后，如图5所示，留出一个开口10，利用灌晶技术的气压差原理将填充层材料从开口10灌入第一基板05和显示面板09之间的缝隙，并进行紫外光固化，形成填充层08。

步骤h：切割掉多余的部分。

本实施例可以省去将光学模组与显示面板贴合的步骤，能够简化显示装置的制作工艺。

需要说明，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于实施例而言，由于其基本相似于产品实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见产品实施例的部分说明即可。

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公开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，仅为本公开的具体实施方式，但本公开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公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种光学模组，其特征在于，包括：

第一基板；

位于所述第一基板上间隔排布的多个光学透镜；

与所述第一基板相对设置的第二基板；

位于所述第二基板上间隔排布的多个的支撑结构，所述支撑结构远离所述第二基板的一侧设置有黑矩阵，所述黑矩阵与相邻所述光学透镜之间的间隙接触。

2.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述黑矩阵在所述第一基板上的正投影与相邻所述光学透镜之间的间隙重合。

3.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，还包括：

填充在所述第一基板和所述第二基板之间的填充层，所述填充层的折射率小于所述光学透镜的折射率。

4.根据权利要求3所述的光学模组，其特征在于，所述支撑结构的折射率与所述填充层的折射率相同。

5.根据权利要求1所述的光学模组，其特征在于，所述黑矩阵的厚度为1um～3um。

6.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-5中任一项所述的光学模组以及与所述光学模组贴合在一起的显示面板，所述显示面板的像素组与所述光学透镜一一对应，所述像素组包括至少一个亚像素。

7.根据权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板的衬底基板复用为所述第一基板或所述第二基板。

8.一种光学模组的制作方法，其特征在于，包括：

提供第一基板；

在所述第一基板上形成间隔排布的多个光学透镜；

提供第二基板；

在所述第二基板上形成支撑结构；

在所述支撑结构远离所述第二基板的一侧形成黑矩阵；

将所述第一基板与所述第二基板对盒，所述黑矩阵与相邻所述光学透镜之间的间隙接触。

9.根据权利要求8所述的光学模组的制作方法，其特征在于，将所述第一基板与所述第二基板对盒之后，所述制作方法还包括：

将填充胶灌入所述第一基板和所述第二基板之间，对所述填充胶进行固化后形成填充层，所述填充层的折射率小于所述光学透镜的折射率。

10.根据权利要求8所述的光学模组的制作方法，其特征在于，将所述第一基板与所述第二基板对盒之前，所述制作方法还包括：

在所述第一基板或所述第二基板上形成填充胶；

将所述第一基板与所述第二基板对盒之后，还包括：

对所述填充胶进行固化，形成填充层，所述填充层的折射率小于所述光学透镜的折射率。

11.根据权利要求8所述的光学模组的制作方法，其特征在于，在所述第一基板上形成间隔排布的多个光学透镜包括：

在所述第一基板上涂覆透明材料层，对所述透明材料层进行构图，形成多个间隔排布的透明图形，利用热回流工艺通过加热使所述透明图形熔融，并在表面张力的作用下形成球面光学透镜；或

在所述第一基板上涂覆透明材料层，利用纳米压印工艺对所述透明材料层进行压印，形成多个阵列排布的球面光学透镜。

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