本發明屬于顯示技術領域，具體而言，涉及一種光柵膜制造方法及設備。

背景技術：

隨著工農業和科技的發展，人民生活水平的不斷提高，人們對觀影體驗也越來越講究。目前，裸眼3D立體顯示技術因具備良好的觀看自由度而受到廣泛關注。裸眼3D立體顯示技術使觀眾不需要佩戴特制的眼鏡就能觀看到3D效果。當前裸眼3D立體顯示技術的主要技術方案是在顯示器前面加上一光學器件，使觀看著左右眼透過光柵分別看到左右視圖從而形成立體視覺。該光學器件主要有兩種，一種是狹縫光柵，另一種是柱透鏡光柵。

前者雖然很容易加工制造，也易于實現2D/3D兼容，但是對光能量損失嚴重，需要加大背光功率。后者目前主要采用光柵模具碾壓成膜材料加固化的方法制作。由于很多模具加工設備還依賴于進口，在產品試樣階段想要調整設計光柵參數就得重新設計光柵模具，費用昂貴；同時該方法制造的柱透鏡光柵還存在制作困難、制造周期長、良品率低、費用高等問題。

技術實現要素：

鑒于此，本發明的目的在于提供一種光柵膜制造方法及設備，以有效地改善上述問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

第一方面，本發明實施例提供了一種光柵膜制造方法，所述方法包括：在基材的表面涂布成膜原料，形成成膜原料層；利用聲波誘導法在所述成膜原料層形成光柵結構；對所述光柵結構進行固化，形成光柵膜。

在本發明較佳的實施例中，上述的利用聲波誘導法在所述成膜原料層形成光柵結構的步驟，包括：根據預先獲得的光柵參數生成駐波；利用所述駐波在所述成膜原料層形成具有所述光柵參數的光柵結構。

在本發明較佳的實施例中，上述的利用所述駐波在所述成膜原料層形成具有所述光柵參數的光柵結構的步驟，包括：將所述駐波作用于所述成膜原料層上表面，在所述成膜原料層形成具有所述光柵參數的光柵結構。

在本發明較佳的實施例中，上述的利用所述駐波在所述成膜原料層形成具有所述光柵參數的光柵結構的步驟，包括：將所述駐波作用于所述成膜原料層內部，在所述成膜原料層形成具有所述光柵參數的光柵結構。

在本發明較佳的實施例中，上述的在基材的表面涂布成膜原料，形成成膜原料層的步驟之前，還包括：在光柵膜成型倉內的底板上鋪設所述基材。

在本發明較佳的實施例中，上述的對所述光柵結構進行固化，形成光柵膜的步驟之后，還包括：將所述光柵膜從遠離所述底板的表面剝離。

第二方面，本發明實施例還提供了一種光柵膜制造設備，包括光柵膜成型倉、波形發生裝置、涂布裝置和固化裝置。所述波形發生裝置設置于所述光柵膜成型倉內或外。所述涂布裝置用于將成膜原料涂布在置于所述光柵膜成型倉內的底板上鋪設的基材上，形成成膜原料層。所述波形發生裝置用于形成駐波，利用所述駐波在所述成膜原料層形成具有預設光柵參數的光柵結構。所述固化裝置用于將所述基材上形成的所述光柵結構固化。

在本發明較佳的實施例中，所述波形發生裝置安裝于所述光柵膜成型倉的第一預設位置，所述波形發生裝置產生的所述駐波作用于所述成膜原料層上表面，在所述成膜原料層形成具有所述預設光柵參數的所述光柵結構。

在本發明較佳的實施例中，所述波形發生裝置安裝于所述光柵膜成型倉的第二預設位置，所述波形發生裝置產生的所述駐波作用于所述成膜原料層內部，在所述成膜原料層形成具有所述預設光柵參數的所述光柵結構。

在本發明較佳的實施例中，所述光柵膜制造設備還包括固化倉，所述光柵膜成型倉、所述波形發生裝置、所述涂布裝置和所述固化裝置均置于所述固化倉內。

本發明實施例提供了一種光柵膜制造方法及設備，該方法采用聲波誘導技術來形成光柵結構，克服了現有技術中，采用光柵模具制作光柵膜而存在的諸多缺陷。本發明提供的光柵膜制造方法具備制造成本低、制作容易、制造周期短、良品率高、適用性強等優點。

本發明的其他特征和優點將在隨后的說明書闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明實施例而了解。本發明的目的和其他優點可通過在所寫的說明書、權利要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。通過附圖所示，本發明的上述及其它目的、特征和優勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本發明的主旨。

圖1示出了現有的光柵膜制造方法制作光柵膜的結構示意圖。

圖2示出了本發明實施例提供的一種光柵膜制造方法的方法流程圖。

圖3示出了本發明實施例提供的圖2中的步驟S22的方法流程圖。

圖4示出了本發明實施例提供的一種光柵膜制造方法的工藝流程圖。

圖5示出了本發明實施例提供的另一種光柵膜制造方法的方法流程圖。

圖6示出了本發明第一實施例提供的一種光柵膜制造設備的結構示意圖。

圖7示出了本發明第一實施例提供的圖6中的波形發生裝置安裝于光柵膜成型倉的第一預設位置的結構示意圖。

圖8示出了本發明第一實施例提供的圖6中的波形發生裝置安裝于光柵膜成型倉的第二預設位置的結構示意圖。

圖9示出了本發明第二實施例提供的一種光柵膜制造設備的結構示意圖。

圖標：10－固化爐；20－光柵模具；30－卷材；40－涂布設備；100－光柵膜制造設備；110－光柵膜成型倉；111－底板；112－基材；113－成膜原料層；120－涂布裝置；130－波形發生裝置；131－第一波形發生器；132－第二波形發生器；133－波形反射器；140－固化裝置；150－固化倉。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例?；诒景l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該發明產品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，術語“水平”等術語并不表示要求部件絕對水平，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對“豎直”而言更加水平，并不是表示該結構一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本發明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“設置”、“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

如圖1所示，現在的柱透鏡光柵膜的制造方法通常是采用光柵模具20碾壓成膜材料加固化的方法制作。圖中，示出了采用該方法制造柱透鏡光柵膜的一些設備，例如固化爐10、光柵模具20、卷材30和涂布設備40。其中，該涂布設備40用于將成膜原料涂布在該卷材30上；所述光柵模具20為光柵輥，用于碾壓涂布在卷材30上的成膜原料；該固化爐10用于固化經光柵模具20碾壓后的成膜原料。當需要設計不同柵距、不同規格大小的光柵時，則需要更換不同的光柵模具20。特別是針對小尺寸的光柵，例如柵距為0.1mm左右，累積誤差不得超過0.01mm的光柵時，該設備難以制作出該精密結構的光柵。加之，很多模具加工設備還依賴于進口，導致制造費用昂貴、制造周期長等。因此，不難發現通過該方法制造的柱透鏡光柵膜將受限于光柵模具20。此外，由于固化過程與碾壓過程同步進行，在碾壓過程中，形成的光柵結構即使不均勻，也來不及修正，直接被固化成型，導致制造的光柵精度偏低、良品率不高等。因此該方法制造的柱透鏡光柵膜存在制造困難、制造周期長、良品率低、費用高、適用性不強等缺陷。

為了改善上述問題，本發明實施例提供了一種光柵膜制造方法，如圖2所示。本發明實施例提供的光柵膜制造方法至少包括步驟S21至步驟S23。

步驟S21，在基材的表面涂布成膜原料，形成成膜原料層。

本實施例中，基材可以為柔性玻璃、聚對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalate，PEN)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚醚砜(Polyether Sulfone，PES)、聚酰亞胺(Polyimide，PI)、復合材料薄膜(Fiber Reinforced Plastic，FRP)、聚苯乙烯(Polystyrene，PS)等基材。應當理解的是，上述的基材也可以為硬性基材。相對于硬性基材來說，柔性基材的延展性更好，適用性更強，能有效降低制造成本和提高光柵膜的可靠性及穩定性。

在本實施例中，優選地，所涂布的成膜原料可以為處于液晶態的成膜原料?？梢允峭ㄟ^涂布裝置在基材上涂布成膜原料，形成成膜原料層。

作為一種實施方式，可以通過狹縫涂布裝置在基材上涂布成膜原料，形成成膜原料層。該狹縫涂布裝置包括涂布液儲存罐、控制部和涂布頭。控制部用于控制涂布頭將涂布液儲存罐中的成膜原料涂布在基材上，在涂布的過程中，涂布頭相對于基材的運動速度以及涂布頭距離基材上表面的高度均是可以調節的。

作為另一種實施方式，可以通過噴霧式涂布裝置在基材上涂布成膜原料，形成成膜原料層。噴霧涂布裝置可以包括多個具有噴嘴的涂布頭。涂布過程中，涂布頭相對于基板的運動速度及涂布頭距離基板上表面的高度均是可以調節的。

本實施例中，該成膜原料為紫外線固化膠粘劑或熱固性膠粘劑。

步驟S22，利用聲波誘導法在所述成膜原料層形成光柵結構。

利用聲波誘導法在所述成膜原料層形成光柵結構的步驟包括S221至步驟S222，如圖3所示。

步驟S221，根據預先獲得的光柵參數生成駐波。

本實施例中，預先獲得的光柵參數為需要設計的光柵膜的光柵參數，例如需要生產柵距為0.1mm的光柵膜時，可以根據該光柵參數生成相應的駐波。具體的，根據該光柵參數生成相應的駐波的實施方式可以為：通過波形發生裝置來獲得所述駐波。

作為一種實施方式，該波形發生裝置可以包括兩個波形發生器，分別為第一波形發生器和第二波形發生器。第一波形發生器產生的第一波形與第二波形發生器產生的第二波形相互疊加，形成駐波。其中，可以根據需要設計的光柵膜的光柵參數來控制第一波形發生器產生的第一波形的頻率、振幅等，以及可以根據需要設計的光柵膜的光柵參數來控制第二波形發生器產生的第二波形的頻率、振幅等。

作為另一種實施方式，該波形發生裝置可以包括一個波形發生器和一個波形反射器，該波形反射器用于將第一波形發生器產生的第一波形反射回來形成第二波形，該波形發生器產生的第一波形與波形反射器反射回來的第二波形相互疊加，形成駐波。其中，可以根據需要設計的光柵膜的光柵參數來控制第一波形發生器產生的第一波形的頻率、振幅等，從而控制波形反射器反射回來的第二波形的頻率、振幅等。

步驟S222，利用所述駐波在所述成膜原料層形成具有所述光柵參數的光柵結構。

將波形發生裝置產生的駐波作用于該成膜原料層，在成膜原料層形成具有光柵參數的光柵結構。其中，所述將波形發生裝置產生的駐波作用于該成膜原料層主要包括兩種情況。下面將對這兩種情況進行說明：

第一種，將所述駐波作用于所述成膜原料層上表面，在所述成膜原料層形成具有所述光柵參數的光柵結構。

第二種，將所述駐波作用于所述成膜原料層內部，在所述成膜原料層形成具有所述光柵參數的光柵結構。

其中，該駐波作用于所述成膜原料層，在成膜原料層形成具有光柵參數的光柵結構的具體過程如下：

本實施例中，以正弦波進行舉例，其余波形的情況請參照該正弦波的情形。該駐波的波動方程為：P(x，t)＝P₀+△P＊sin(2πx/λ)＊sin(ωt)。其中，P(x，t)為超聲波介質中壓強分布函數，x為相對于聲源的位置，ω為超聲波圓頻率，λ為波長，且滿足λ＝v/2πω，v為超聲波在介質中的傳播速度，△P為超聲波強度，P₀為初始時刻的壓強分布函數。通過調節超聲波頻率即可改變駐波周期。

在上述壓強分布的作用下，在成膜原料層上會形成呈周期性變化的光柵結構，例如呈正弦規律變化的周期性結構。該光柵結構的結構方程為：△Z(x)＝K＊△P＊∣sin(2πx/λ)∣。其中，K為形變系數，該結構方程的周期為超聲波長的一半即λ/2，通過調節頻率即可控制周期，調節△P即可調節周期結構的最高點高度，即可調節光柵的焦距。

步驟S23，對所述光柵結構進行固化，形成光柵膜。

本實施例中，可以通過固化裝置來實現該光柵結構的固化，從而在基材表面形成光柵膜。具體的，固化裝置可以通過光固化技術或者熱固化技術來對所述光柵結構進行固化。

當所述成膜原料為紫外線固化膠粘劑時，例如UV膠水，上述固化裝置可以為紫外線燈，通過紫外光照使成膜材料固化。

當所述成膜原料為熱固性膠粘劑時，例如環氧樹脂膠粘劑，上述固化裝置可以為紅外線加熱器，通過紅外加熱使成膜材料固化。

其中，為了更好地說明采用上述方法制作光柵膜的流程，請參閱圖4。其中，a表示在基材上涂布成膜原料，形成成膜原料層的過程；b表示利用駐波在成膜原料層形成光柵結構的過程；c表示利用固化裝置對光柵結構進行固化的過程。

如圖5所示，本發明實施例還提供了另一種光柵膜制造方法，包括步驟S41至步驟S45。

步驟S41，在光柵膜成型倉內的底板上鋪設所述基材。

將基材鋪設于該光柵成型倉內的底板上，鋪設時，該基材應保持水平，這樣在涂布成膜原料時，才能確保形成的成膜原料層厚度均勻。

其中，于本實施例中，所述光柵膜成型倉可以由玻璃密封而成，可以自動打開便于放置基材，以及涂布成膜原料等。

步驟S42，在基材的表面涂布成膜原料，形成成膜原料層。

步驟S43，利用聲波誘導法在所述成膜原料層形成光柵結構。

步驟S44，對所述光柵結構進行固化，形成光柵膜。

其中，步驟S42、步驟S43及步驟S44的具體實施方式可以參照上述實施例中的步驟S21、步驟S22及步驟S23，此處不再贅述。

步驟S45，將所述光柵膜從遠離所述底板的表面剝離。

經過步驟S41至步驟S43在基材表面形成光柵膜。當需要使用該光柵膜時，將光柵膜從底板上剝離下來，其中，剝離的方向為將所述光柵膜從遠離所述底板的表面進行剝離。

本發明實施例還提供了一種光柵膜制造設備100，該光柵膜制造設備100可以用于根據上述光柵膜制造方法制造光柵膜。如圖6所示，該光柵膜制造設備100包括：光柵膜成型倉110、波形發生裝置130、涂布裝置120、固化裝置140和固化倉150。

所述光柵膜成型倉110用于容納生成光柵膜的基材112，以及用于固定波形發生裝置130等。于本實施例中，所述光柵膜成型倉110由玻璃密封而成，可以自動打開便于放置基材112，以及涂布成膜原料等。當需要生產光柵膜時，將該光柵膜成型倉110打開，將基材112鋪設于該光柵膜成型倉110內的底板111上，鋪設時，該基材112應保持水平，這樣在涂布成膜原料時，才能確保形成的成膜原料層113厚度均勻。

所述涂布裝置120用于將成膜原料涂布在置于所述光柵膜成型倉110內的底板111上鋪設的基材112上，形成成膜原料層113。于本實施例中，所述涂布裝置120可以為狹縫涂布裝置，也可以為噴霧式涂布裝置。其中，該狹縫涂布裝置和噴霧式涂布裝置均為自動涂布裝置。由于在介紹光柵膜制造方法時對該涂布裝置120進行了詳細介紹，為了避免累贅，此處不再一一舉例。

所述波形發生裝置130用于形成駐波，利用所述駐波在所述成膜原料層113形成具有預設光柵參數的光柵結構。于本實施例中，所述波形發生裝置130設置于所述光柵膜成型倉110內或外，進一步地，該波形發生裝置130可以是安裝于該光柵膜成型倉110的外側壁，或者該波形發生裝置130也可以是安裝于該光柵膜成型倉110的內側壁。

作為一種實施方式，該波形發生裝置130可以為兩個波形發生器，分別為第一波形發生器131和第二波形發生器132。于本實施例中，第一波形發生器131和第二波形發生器132相對設置于所述光柵膜成型倉110外側壁，即第一波形發生器131設置于所述光柵膜成型倉110的左側壁，第二波形發生器132相對設置于所述光柵膜成型倉110的右側壁。第一波形發生器131產生的第一波形與第二波形發生器132產生的第二波形相互疊加，形成駐波。其中，可以根據需要設計的光柵膜的光柵參數來控制第一波形發生器131產生的第一波形的頻率、振幅等，以及可以根據需要設計的光柵膜的光柵參數來控制第二波形發生器132產生的第二波形的頻率、振幅等。

其中，預設光柵參數為：為需要設計的光柵膜的光柵參數，例如需要生產柵距為0.1mm的光柵膜時，可以根據該光柵參數控制波形發生裝置130生成相應的駐波。

其中，利用所述駐波在所述成膜原料層113形成具有預設光柵參數的光柵結構。該方法包括兩種情況，下面將對這兩種情況進行說明：

第一種，請參閱圖7，所述波形發生裝置130安裝于所述光柵膜成型倉110的第一預設位置，所述波形發生裝置130產生的所述駐波作用于所述成膜原料層113上表面，在所述成膜原料層113形成具有所述預設光柵參數的所述光柵結構。

上述的第一預設位置為：所述波形發生裝置130產生的所述駐波能作用于所述成膜原料層113上表面的位置，于本實施例中，該第一預設位置靠近該光柵膜成型倉110的上表面。

第二種，請參閱圖8，所述波形發生裝置130安裝于所述光柵膜成型倉110的第二預設位置，所述波形發生裝置130產生的所述駐波作用于所述成膜原料層113內部，在所述成膜原料層113形成具有所述預設光柵參數的所述光柵結構。

上述的第二預設位置為：所述波形發生裝置130產生的所述駐波能作用于所述成膜原料層113內部的位置，于本實施例中，該第二預設位置靠近該光柵膜成型倉110的中心。

作為另一種實施方式，該波形發生裝置130可以為一個波形發生器和一個波形反射器133，如圖9所示。其中，該波形發生器優選為第一波形發生器131。于本實施例中，第一波形發生器131和波形反射器133相對設置于所述光柵膜成型倉110外側壁。該波形反射器133用于將第一波形發生器131產生的第一波形反射回來形成第二波形，該第一波形發生器131產生的第一波形與波形反射器133反射回來的第二波形相互疊加，形成駐波。其中，可以根據需要設計的光柵膜的光柵參數來控制第一波形發生器131產生的第一波形的頻率、振幅等，從而控制波形反射器133反射回來的第二波形的頻率、振幅等。

其中，該波形反射器133可以由能反射聲波的材質制成，例如平面鏡等。

其中，利用該實施方式產生的所述駐波在所述成膜原料層113形成具有預設光柵參數的光柵結構。也包括兩種情況，即第一種，所述波形發生裝置130產生的所述駐波作用于所述成膜原料層113上表面，在所述成膜原料層113形成具有所述預設光柵參數的所述光柵結構。第二種，所述波形發生裝置130產生的所述駐波作用于所述成膜原料層113內部，在所述成膜原料層113形成具有所述預設光柵參數的所述光柵結構。由于與上述的兩種方式原理相同，為了避免累贅，此處不再一一舉例。

所述固化裝置140用于將所述基材112上形成的所述光柵結構固化。本實施例中，可以通過光固化技術或者熱固化技術來對所述光柵結構進行固化，形成光柵膜。

當所述成膜原料為紫外線固化膠粘劑時，例如UV膠水。此時可以通過固化裝置140來實現該光柵結構的固化，形成光柵膜。其中，所述固化裝置140可以為紫外線燈，通過紫外光照使成膜材料固化。

當所述成膜原料為熱固性膠粘劑時，例如環氧樹脂膠粘劑。此時可以通過固化裝置140來實現該光柵結構的固化，形成光柵膜。其中，所述固化裝置140可以為紅外線加熱器，通過紅外加熱使成膜材料固化。

所述固化倉150用于防止在固化過程中，紫外光或者紅外光泄露而傷害人體等。進一步地，所述光柵膜成型倉110、所述波形發生裝置130、所述涂布裝置120和所述固化裝置140均置于所述固化倉150內。本實施例中，所述固化倉150的側壁均由吸光材料制成。例如，當該固化裝置140為紫外線燈時，所述固化倉150的側壁均由紫外光吸收材料制成，防止固化時，紫外光外泄給工作人員造成身體傷害。當該固化裝置140為紅外線加熱器時，所述固化倉150的側壁均由紅外線吸收材料制成，防止固化時，紅外線外泄給工作人員造成身體傷害。

利用該光柵膜制造設備100生產光柵膜的步驟可以為：將所述光柵膜成型倉110打開，將基材112放置于該光柵膜成型倉110內的底板111上，控制涂布裝置120將成膜原料涂布在該基材112上，形成成膜原料層113，關閉該光柵膜成型倉110。根據預設光柵參數調節該波形發生裝置130形成駐波，該駐波作用于該成膜原料層113上表面或者該成膜原料層113內部，在成膜原料層113形成具有預設光柵參數的光柵結構。關閉固化倉150，打開固化裝置140，將該光柵結構進行固化，形成光柵膜。

本發明實施例提供了一種光柵膜制造方法及設備。該方法采用聲波誘導技術來形成光柵結構，克服了現有技術中，采用光柵模具20制作光柵膜而存在的諸多缺陷。例如，采用光柵模具20制作光柵膜時，由于很多模具加工設備還依賴于進口，在產品試樣階段想要調整設計光柵參數就得重新設計光柵模具20，導致費用昂貴；同時還存在制作困難、制造周期長、良品率低、適用性差等問題。本發明實施例提供的光柵膜制造方法有效降低了光柵膜的生產成本，提高了生產效率，且能根據實際需要設計不同光柵參數的光柵膜，大大提高了光柵膜的適用性。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。