一种双面对准成形裸眼三维显示薄膜器件的方法技术

本发明专利技术公开了一种双面对准成形裸眼三维显示薄膜器件的方法，涉及微细加工，图像显示等领域。该方法主要步骤为：(1)实现成像结构柔性压印模板的制备；(2)根据三维显示薄膜器件要求选择基材；(3)在基材表面旋涂一层压印胶，将压印模板上的结构信息传递到压印胶上；(4)在基材另一侧制备一层有色材料；(5)在有色材料上旋涂光刻胶，将携带有图案信息的掩模板上的对准标记与压印胶结构上的标记双面对准曝光，利用掩模板对光刻胶进行曝光，通过显影、坚膜工艺获得光刻胶图案层；(6)最后采用刻蚀方式，将光刻胶上的图案层刻蚀传递到有色材料层，形成一体化的三维显示薄膜器件。

【技术实现步骤摘要】
一种双面对准成形裸眼三维显示薄膜器件的方法
本专利技术涉及图像显示领域，具体涉及一种双面对准成形裸眼三维显示薄膜器件的方法。
技术介绍
现实世界是一个三维立体世界，随着社会的发展，目前通常的二维平面显示在某些方面已不能满足人类的需求，人们希望能真实地还原显示出空间的三维信息。因此，三维立体显示技术应运而生，并随着计算机技术和网络技术的飞速发展，三维显示的应用研究也越来越受到广泛关注。它已然不止在高科技的商业上层出现，2008年北奥会开幕式的立体卷轴的设计，2010年欧洲出现了第一张3D报纸，同年在国际消费电子展上出现了3D电视，而电影《阿凡达》将全球影视视角提高到三维立体的角度，国内随后也有《龙门飞甲》的3D特效给观众带来了前所未有的体验。目前，国内也出现了很多3D特效的商业广告，在昆明就有公交站台广告，一些整形医院也推出了一系列基于三维立体技术的平面广告，满足了消费者对整体或局部立体感的需求。这些都是三维立体技术在生活中的应用。自1838年科学家Wheatstone专利技术第一台立体图片观赏器以来，三维立体显示技术已经发展了一百多年。在此发展过程中，头戴式的立体显示技术在原理、技术方面都很成熟，也有大量的商业产品。但是由于需要佩戴设备，始终不方便；并且由于它仅仅依赖于双目视差原理，长时间使用会存在观看视疲劳，观看者会感到头晕。因此无需佩戴设备的裸眼三维立体显示技术是未来发展的必然趋势，但技术还不成熟，大都没有相应的产品。集成成像技术由记录和再现两个基本过程组成，该技术由法国著名物理学家、诺贝尔物理学奖获得者M.G.Lippmann在1908年首次提出。利用微透镜阵列中各微透镜单元从不同视角记录三维物体信息，形成微图像阵列，再将记录的微图像阵列置于与记录过程相匹配的微透镜阵列的焦平面上，用散射光照射，根据光学可逆原理和人脑的融合，就可以观看到三维立体图像。该技术可以提供全视差的图像，不需要任何的特殊设备就可以提供全彩的图像，提供的观看点是准连续的，在一定的区域内，可以供多人观看，成为裸眼三维立体显示的重要发展趋势。常规的基于集成成像的三维显示技术，通过液晶屏显示三维物体信息，需要同时显示的几万甚至几十万幅微图像，在通过微透镜阵列的对准匹配安装，实现三维物体影响的再现。该技术所采用的三维显示关键器件为易碎的玻璃基板，不具备轻、柔、便于携带等特点；同时对集成对准安装工艺提出很高要求。随着现代科技的迅猛发展，电子设备及系统不断朝着小型化、便携式、多功能化等方向演化，便携式电子产品与我们的生活日益密切，目前使用可穿戴设备已经成为大众消费新潮流和新时尚。如何实现器件易于弯曲、轻量化、便于携带，将三维显示技术拓展到更宽、更广的柔性可穿戴图像显示领域，成为产业和信息技术发展中亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决技术问题是：克服现有技术基材硬质、易碎，集成对准难度高等不足，提供一种双面对准成形裸眼三维显示薄膜器件的方法，实现一体化柔性三维显示薄膜器件的制备及成形。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案是：一种双面对准成形裸眼三维显示薄膜器件的方法，包含以下步骤：步骤(1)实现成像结构柔性压印模板的制备；步骤(2)根据三维显示薄膜器件要求选择基材；步骤(3)在基材表面旋涂一层压印胶，将压印模板上的结构信息传递到压印胶上；步骤(4)在基材另一侧制备一层有色材料；步骤(5)在有色材料上旋涂光刻胶，将携带有图案信息的掩模板上的对准标记与压印胶结构上的标记双面对准曝光，利用掩模板对光刻胶进行曝光，通过显影、坚膜工艺获得光刻胶图案层；步骤(6)最后采用刻蚀方式，将光刻胶上的图案层刻蚀传递到有色材料层，形成一体化的三维显示薄膜器件。其中，步骤(1)中压印模板是采用浇注、固化及脱模的工艺生成，模板的材料为柔性的高分子聚合物材料，固化前为液态。其中，步骤(1)中压印模板携带结构信息包括成像结构以及对准标记结构。其中，步骤(2)中所选择的基材为柔性材料，是聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，具有透光性好、可自由弯曲的特征。其中，步骤(2)中所选择的基材的厚度要符合三维显示薄膜器件设计要求。其中，步骤(4)中所述有色材料是金、银、铝、铬以及各种具有颜色化合物，可通过镀膜工艺制备。其中，步骤(5)中所述双面对准曝光技术，需要基于双面曝光机开展，通过预先锁定掩模板，捕获掩模板图案；再调节基片台，将基片上所携带的压印胶的对准标记结构与掩模板的对准标记对准，实现图案层与成像结构层的双面对准制备。本专利技术的有益效果在于：将微细加工技术应用于三维显示薄膜器件的集成封装，有效的实现两层微纳结构元件的一体化成形，提高了两组微纳结构层的对准精度，为今后形成产品提供技术保障。进一步，该方法在柔性基材上制备，易于弯曲、轻量化、便于携带，可将三维显示技术拓展到更宽、更广的柔性可穿戴图像显示领域。附图说明图1为实施例中成像结构柔性压印模板的制备示意图；图2为实施例中在基材表面制备压印胶结构示意图；图3为实施例中在基材表面制备有色材料层之后的结构示意图；图4为实施例中在有色层表面旋涂光刻胶后结构示意图；图5为实施例中利用掩模板对光刻胶进行曝光的示意图；图6为实施例中图案信息传递到光刻胶上的结构示意图；图7为实施例中成形的一体化三维显示薄膜器件示意图。图中附图标记含义为：1为母板，2为高分子聚合物PDMS材料，21为柔性的压印模板，3为基材，4为压印胶，41为标记结构，42为成像结构，5为铬膜层，51为铬膜层图案，6为光刻胶，61为光刻胶层图案，7为掩模板，71为对准标记，72为微图像，8为紫外光。具体实施方式下面结合附图及具体实施方式详细介绍本专利技术。但以下的实施例仅限于解释本专利技术，本专利技术的保护范围应包括权利要求的全部内容，而且通过以下实施例，本领域技术人员即可以实现本专利技术权利要求的全部内容。具体实施例中一种双面对准成形裸眼三维显示薄膜器件的方法如下：图1为成像结构柔性压印模板的制备示意图。使用常规的制备微透镜的方法，制备成像结构的母板1，该母板为石英材料，既携带成像结构信息，又携带对准标记信息。成像结构为微透镜阵列，其口径为100微米，焦距为500微米；对准标记结构为十字丝，线宽为12微米。在母板上浇注高分子聚合物PDMS材料2，该材料在固化前为液态，基底液和固化剂以10:1的比例均匀混合，浇注在微透镜阵列母板上，待材料充分填充母板后置于真空烘箱内，设定真空烘箱的真空度为0.03Pa，温度为80℃，加热时间为2.5h，使材料充分固化，形成与微透镜阵列相互补的结构；最终从母板上脱模获得柔性的压印模板21。图2为在基材表面制备压印胶结构示意图。选择柔性的PC作为基材3，其厚度为500微米，即微透镜的焦距。在其上涂覆上一层压印胶4，其型号为NOA61，通过紫外光固化压印技术，将制备的柔性微透镜阵列压印模板21上的结构，通过压印和脱模传递到压印胶上。最后在压印胶上成型成像结构42，对准标记结构41。图3为在基材另一侧制备有色材料层5。采用真空蒸镀的方式，将基片置于旋转的夹具上，通过控制镀膜室的真空度、电流、电压等参数，实现铬膜层5的生成，铬膜层厚度为200nm。图4为在有色层表面旋涂光刻胶后结构示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双面对准成形裸眼三维显示薄膜器件的方法，其特征在于包含以下步骤：步骤(1)实现成像结构柔性压印模板的制备；步骤(2)根据三维显示薄膜器件要求选择基材；步骤(3)在基材表面旋涂一层压印胶，将压印模板上的结构信息传递到压印胶上；步骤(4)在基材另一侧制备一层有色材料；步骤(5)在有色材料上旋涂光刻胶，将携带有图案信息的掩模板上的对准标记与压印胶结构上的标记双面对准曝光，利用掩模板对光刻胶进行曝光，通过显影、坚膜工艺获得光刻胶图案层；步骤(6)最后采用刻蚀方式，将光刻胶上的图案层刻蚀传递到有色材料层，形成一体化的三维显示薄膜器件。

【技术特征摘要】
1.一种双面对准成形裸眼三维显示薄膜器件的方法，其特征在于包含以下步骤：步骤(1)实现成像结构柔性压印模板的制备；步骤(2)根据三维显示薄膜器件要求选择基材；步骤(3)在基材表面旋涂一层压印胶，将压印模板上的结构信息传递到压印胶上；步骤(4)在基材另一侧制备一层有色材料；步骤(5)在有色材料上旋涂光刻胶，将携带有图案信息的掩模板上的对准标记与压印胶结构上的标记双面对准曝光，利用掩模板对光刻胶进行曝光，通过显影、坚膜工艺获得光刻胶图案层；步骤(6)最后采用刻蚀方式，将光刻胶上的图案层刻蚀传递到有色材料层，形成一体化的三维显示薄膜器件。2.根据权利要求1所述的一种双面对准成形裸眼三维显示薄膜器件的方法，其特征在于：步骤(1)中压印模板是采用浇注、固化及脱模的工艺生成，模板的材料为柔性的高分子聚合物材料，固化前为液态。3.根据权利要求1所述的一种双面对准成形裸眼三维显示薄膜器件的方法，其特征在于：步骤(1)中压印模板携带结构信息包括成像结构以及对准标...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹阿秀，史立芳，邓启凌，张满，庞辉，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51