一種動態(tài)液晶光柵的3d打印方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種動態(tài)液晶光柵的3D打印方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1：提供一具有第一、第二、第三噴頭的3D打印機(jī)；步驟2：3D打印用以形成動態(tài)液晶光柵液晶層上側(cè)的上基板；步驟3：3D打印用以形成動態(tài)液晶光柵液晶層下側(cè)的下基板；步驟4：進(jìn)行液晶灌裝及封裝。本發(fā)明解決了將不同材料結(jié)合成單一產(chǎn)品的難題，而且可以靈活的改變各成分所占比例，產(chǎn)品的生產(chǎn)成本可以大大降低，節(jié)約生產(chǎn)原料和制造成本。
【專利說明】一種動態(tài)液晶光柵的3D打印方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種動態(tài)液晶光柵的3D打印方法。

【背景技術(shù)】
[0002]人類是通過右眼和左眼所看到的物體細(xì)微差異來感知物體的深度，從而識別出立體圖像的，這種差異稱為視差。立體顯示技術(shù)就是通過人為的手段來制造人的左右眼的視差，給左、右眼分別送去有視差的兩幅圖像，使大腦在獲取了左右眼看到的不同圖像之后，產(chǎn)生觀察真實三維物體的感覺。立體顯示裝置一般有兩種方式:狹縫光柵式立體顯示裝置和微透鏡陣列立體顯示裝置。其中，狹縫光柵式包括菲林式、黑矩陣式、反射式和液晶光柵式等，而液晶光柵可實現(xiàn)2D/3D的切換，兼容液晶顯示器工藝，在裸眼3D顯示器中占有重要的一席之地。
[0003]傳統(tǒng)的液晶顯示器工藝需要一系列的工藝流程一前段工位和后段工位都涉及到復(fù)雜的工藝處理過程。這些傳統(tǒng)工藝工藝復(fù)雜，成品率差且存在原料浪費等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，結(jié)合了 3D打印的優(yōu)勢，提供一種動態(tài)液晶光柵的3D打印方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案在于:
一種動態(tài)液晶光柵的3D打印方法，其特征在于，包括以下步驟:
步驟1:提供一具有第一、第二、第三噴頭的3D打印機(jī)；
步驟2:3D打印用以形成動態(tài)液晶光柵液晶層上側(cè)的上基板，該上基板具體打印步驟如下:
第一步:將潔凈的透明玻璃基板一面貼上偏振片，再將該玻璃基板放在3D打印機(jī)上，貼有偏振片的一邊朝下；
第二步:定義透明玻璃基板的平面為XY面，垂直XY面為Z軸，接下來，第一噴頭沿X方向每間隔a毫米打印長度為a毫米，高度為b毫米的電極，其電極高度沿Z方向，通過噴頭的打印速度和進(jìn)料的多少來控制；第二噴頭緊挨著第一噴頭，在a毫米的間隔中填充打印絕緣層，高度也控制為b毫米，這樣依次打??；每打完Y方向的一個單位后，又從Y方向下一個單位的最左邊開始打印，重復(fù)上述過程；
第三步:第二噴頭沿X方向無間隔打印，打印高度為c毫米，且c〈b，每完成Y方向的一個單位后，又從Y方向下一個單位從的最左邊開始打印，重復(fù)上述過程；
第四步:在第二步打印電極的正上方，第三噴頭噴涂打印長度為a毫米配向?qū)油该鞑牧?，接著第一噴頭打印長度為a毫米第二電極，其高度均也為b毫米，這樣依次打?。幻看蛲闥方向的一個單位后，又從Y方向下一個單位的最左邊開始打印，重復(fù)上述過程；
步驟3:3D打印用以形成動態(tài)液晶光柵液晶層下側(cè)的下基板，該下基板具體打印步驟如下: 第一步:將潔凈的透明玻璃基板一面貼上偏振片，再將該玻璃基板放在3D打印機(jī)上，貼有偏振片的一邊朝下；
第二步:第一噴頭沿X方向無間隔打印，打印高度為b毫米，每完成Y方向的一個單位后，又從Y方向下一個單位從的最左邊開始打印，重復(fù)上述過程；
第三步:沿X方向的最左邊空出長度為d毫米，從此處第三噴頭無間隔打印，打印高度為b毫米，打印至離最右邊d毫米處，即完成Y方向的一個單位，又從Y方向下一個單位重復(fù)上述過程；
步驟4:進(jìn)行液晶灌裝及封裝，其具體步驟如下:
第一步:間隙子配置是將間隙子放入一空箱中，然后以氮氣或者其他惰性氣體混合間隙子噴出于空箱中，讓間隙子在空箱中飄浮，等間隙子慢慢掉落在玻璃上下基板；
第二步:間隙子配置后，接著就要組裝壓合玻璃上下基板，組裝好后用框口膠將液晶盒邊進(jìn)行封口，在100°C下固化30分鐘；
第三步:灌注液晶，先抽真空，同時適當(dāng)對液晶槽進(jìn)行加溫，以便液晶的注入，同時要把注入孔與吸滿液晶的海綿對齊，再注入惰性氣體進(jìn)行加壓，灌注前清理封口 ；空盒插槽一置入真空室一抽真空一灌液晶一充氣一滯留一處理封口多余液晶；
第四步:封口，點封口膠一紫外光照射(通常小于15秒)一刮膠一清洗。
[0006]其中，所述第一噴頭的噴涂材料為電極材料包括金屬、合金、氧化銦錫、鋁摻雜氧化鋅、石墨烯、有機(jī)導(dǎo)電材料。
[0007]所述第二噴頭的噴涂材料為氧化硅或氮化硅。
[0008]所述第三噴頭的噴涂材料為聚酰亞胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、尼龍(Nylon )、聚碳酸酯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯的顆粒。
[0009]其中a范圍為0.1?1mm ;b范圍為0.1?10 mm ;c范圍為0.01?I mm ;d范圍為0.01?ImmD
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
本發(fā)明解決了將不同材料結(jié)合成單一產(chǎn)品的難題，而且可以靈活的改變各成分所占比例，產(chǎn)品的生產(chǎn)成本可以大大降低，節(jié)約生產(chǎn)原料和制造成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明實施例下的液晶光柵結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明實施例下的液晶光柵的上基板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖3是本發(fā)明實施例下的液晶光柵的下基板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖4為本發(fā)明實施例下的打印機(jī)噴頭布設(shè)示意圖。

【具體實施方式】
[0015]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，結(jié)合附圖作詳細(xì)說明如下。
[0016]以下將通過具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0017]一種動態(tài)液晶光柵的3D打印方法，包括以下步驟: 步驟1:提供一具有第一、第二、第三噴頭的3D打印機(jī)；
步驟2:3D打印用以形成動態(tài)液晶光柵液晶層上側(cè)的上基板，該上基板具體打印步驟如下:
第一步:將潔凈的透明玻璃基板一面貼上偏振片，再將該玻璃基板放在3D打印機(jī)上，貼有偏振片的一邊朝下；
第二步:定義透明玻璃基板的平面為XY面，垂直XY面為Z軸，接下來，第一噴頭沿X方向每間隔a毫米打印長度為a毫米，高度為b毫米的電極，其電極高度沿Z方向，通過噴頭的打印速度和進(jìn)料的多少來控制；第二噴頭緊挨著第一噴頭，在a毫米的間隔中填充打印絕緣層，高度也控制為b毫米，這樣依次打?。幻看蛲闥方向的一個單位后，又從Y方向下一個單位的最左邊開始打印，重復(fù)上述過程；
第三步:第二噴頭沿X方向無間隔打印，打印高度為c毫米，且c〈b，每完成Y方向的一個單位后，又從Y方向下一個單位從的最左邊開始打印，重復(fù)上述過程；
第四步:在第二步打印電極的正上方，第三噴頭噴涂打印長度為a毫米配向?qū)油该鞑牧?，接著第一噴頭打印長度為a毫米第二電極，其高度均也為b毫米，這樣依次打??；每打完Y方向的一個單位后，又從Y方向下一個單位的最左邊開始打印，重復(fù)上述過程；
步驟3:3D打印用以形成動態(tài)液晶光柵液晶層下側(cè)的下基板，該下基板具體打印步驟如下:
第一步:將潔凈的透明玻璃基板一面貼上偏振片，再將該玻璃基板放在3D打印機(jī)上，貼有偏振片的一邊朝下；
第二步:第一噴頭沿X方向無間隔打印，打印高度為b毫米，每完成Y方向的一個單位后，又從Y方向下一個單位從的最左邊開始打印，重復(fù)上述過程；
第三步:沿X方向的最左邊空出長度為d毫米，從此處第三噴頭無間隔打印，打印高度為b毫米，打印至離最右邊d毫米處，即完成Y方向的一個單位，又從Y方向下一個單位重復(fù)上述過程；
步驟4:進(jìn)行液晶灌裝及封裝，其具體步驟如下:
第一步:間隙子配置是將間隙子放入一空箱中，然后以氮氣或者其他惰性氣體混合間隙子噴出于空箱中，讓間隙子在空箱中飄浮，等間隙子慢慢掉落在玻璃上下基板；
第二步:間隙子配置后，接著就要組裝壓合玻璃上下基板，組裝好后用框口膠將液晶盒邊進(jìn)行封口，在100°C下固化30分鐘；
第三步:灌注液晶，先抽真空，同時適當(dāng)對液晶槽進(jìn)行加溫，以便液晶的注入，同時要把注入孔與吸滿液晶的海綿對齊，再注入惰性氣體進(jìn)行加壓，灌注前清理封口 ；空盒插槽一置入真空室一抽真空一灌液晶一充氣一滯留一處理封口多余液晶；
第四步:封口，點封口膠一紫外光照射(通常小于15秒)一刮膠一清洗。
[0018]上述第一噴頭的噴涂材料為電極材料包括金屬、合金、氧化銦錫、鋁摻雜氧化鋅、石墨烯、有機(jī)導(dǎo)電材料。
[0019]上述第二噴頭的噴涂材料為氧化硅或氮化硅。
[0020]上述第三噴頭的噴涂材料為聚酰亞胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、尼龍(Nylon )、聚碳酸酯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯的顆粒。
[0021]其中a范圍為0.1?1mm ;b范圍為0.1?10 mm ;c范圍為0.01?I mm ;d范圍為0.01?ImmD
[0022]具體實施過程:
如圖1所示:101—第一透明基板；102—第一電極；103—第二電極；104—第一絕緣層；105—第一配向?qū)樱?06—第二透明基板；107—第三電極；108—第二配向?qū)樱?09—液晶層；110—封I父框；111 一第一偏振片；112—第二偏轉(zhuǎn)片。
[0023]在這里液晶層采用傳統(tǒng)的液晶灌裝工藝，封膠框也是采用原來的工藝，偏振片也是采用原來的工藝。其余部分采用3D打印實現(xiàn)，將液晶層上下兩個部分分別在玻璃透明基體通過3D打印實現(xiàn)。參照圖，我們稱這兩部分分別為上基板、下基板。
[0024]利用3D繪圖軟件3dsmax、AutoCAD、zbrush等繪制上下基板的三維立體圖，然后將三維立體圖進(jìn)行切片處理。切片處理技術(shù)作為快速成型技術(shù)RP關(guān)鍵技術(shù)，可在2類三維CAD模型基礎(chǔ)上實現(xiàn)，一類是基于STEP，IGES精確數(shù)據(jù)模型，另一基于STL離散數(shù)據(jù)模型。STL文件是快速成型技術(shù)RP系統(tǒng)應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)文件類型，由于STL模型數(shù)據(jù)格式簡單、易于交換處理，基于STL模型的切片處理已被大多數(shù)RP系統(tǒng)采用?；赟TL模型的切片算法，其基本的思想為:計算每一層的截面輪廓時，先分析各個三角面片和切片平面的位置關(guān)系，若相交則求交線。求出模型與該切片平面的所有交線后，再將各段交線有序地鏈接起來，得到模型在該層的輪廓。
[0025]這里上下基板的構(gòu)造，條狀材料區(qū)交錯排列在玻璃透明基板上，不是特別的復(fù)雜。切片的Z方向即截面的厚度，平面方向即X-Y方向，平面的分辨率是以dpi或者微米來計算的，不同打印機(jī)的打印一層的厚度各不一樣，平面分辨率與噴頭的精細(xì)程度有關(guān)。
[0026]第一電極102、第二電極103、和第三電極107均為透明導(dǎo)電層，由噴頭I噴涂打印，其噴涂材料為電極材料包括金屬、合金、氧化銦錫(ΙΤ0)、鋁摻雜氧化鋅(ΑΖ0)、石墨烯、有機(jī)導(dǎo)電材料。采用激光燒結(jié)的方式，利用激光光束集中和穿透能力小，將不同的導(dǎo)電材料燒結(jié)在一起，可以實現(xiàn)高熔點金屬與陶瓷的粘結(jié)。金屬納米顆粒、金屬量子點可采用選擇性激光燒結(jié)或熔融擠出成型制作而成；金屬量子點、金屬納米線或金屬納米帶也可采用光敏材料的立體光固成型和三維噴墨打印制作而成。
[0027]第一絕緣層104為透明絕緣材料，由噴頭2噴涂打印，其噴涂材料為氧化硅或氮化硅。將氧化硅或者氮化硅與一種特制的粘合劑制成一種膠體混合物，采用光固化成形的方式，與其他層次粘結(jié)在一起。
[0028]第一配向?qū)?05和第二配向?qū)?08為透明材料，由噴頭3噴涂打印，其噴涂材料為聚酰亞胺(PI)、聚乙烯(PE )、聚丙烯(PP )、聚苯乙烯(PS )、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC )、尼龍(Nylon)、聚碳酸酯(PC )、聚氨酯(PU)、聚四氟乙烯(特富龍，PTFE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET，PETE)的顆粒。該配向?qū)拥闹谱鞣椒òㄟx擇性激光燒結(jié)和熔融擠出成型制作而成。
[0029]具體的實施方案包括三部分:上基板制作、下基板制作、液晶灌裝及封裝。
[0030]上基板制作:
第一步:將潔凈的透明玻璃基板一面貼上偏振片，再將該玻璃基板放在3D打印機(jī)上，貼有偏振片的一邊朝下。
[0031]第二步:液晶上基板XZ平面的設(shè)計如圖2所示，噴頭I沿X方向每間隔a毫米打印長度為a毫米，高度為b毫米的電極，其電極高度沿Z方向，通過噴頭的打印速度和進(jìn)料的多少來控制。噴頭2緊挨著噴頭1，在a毫米的間隔中填充打印絕緣層，高度也控制為b毫米，這樣依次打印。每打完Y方向的一個單位后，又從Y方向下一個單位的最左邊開始打印，重復(fù)上述過程。
[0032]第三步:噴頭2沿X方向無間隔打印，打印高度為c(c〈b)毫米，每完成Y方向的一個單位后，又從Y方向下一個單位從的最左邊開始打印，重復(fù)上述過程。
[0033]第四步:根據(jù)軟件設(shè)計的圖像程序設(shè)計，在第二步打印電極的正上方，噴頭3噴涂打印長度為a毫米配向?qū)油该鞑牧希又鴩婎^I打印長度為a毫米第二電極，其高度均也為b毫米，這樣依次打印。每打完Y方向的一個單位后，又從Y方向下一個單位的最左邊開始打印，重復(fù)上述過程。
[0034]下基板制作:
第一步:將潔凈的透明玻璃基板一面貼上偏振片，再將該玻璃基板放在3D打印機(jī)上，貼有偏振片的一邊朝下。
[0035]第二步:噴頭I沿X方向無間隔打印，打印高度為b毫米，每完成Y方向的一個單位后，又從Y方向下一個單位從的最左邊開始打印，重復(fù)上述過程。
[0036]第三步:沿X方向的最左邊空出長度為d毫米，從此處噴頭3無間隔打印，打印高度為b毫米，打印至離最右邊d毫米處，即完成Y方向的一個單位，又從Y方向下一個單位重復(fù)上述過程。
[0037]液晶灌裝及封裝:
第一步:間隙子(spacer)配置是將spacer放入一空箱中，然后以氮氣或者其他惰性氣體混合spacer噴出于空箱中，讓spacer在空箱中飄浮,等spacer慢慢掉落在玻璃上下基板。
[0038]第二步:間隙子(spacer)配置后，接著就要組裝壓合玻璃上下基板，組裝好后用框口膠將液晶盒邊進(jìn)行封口，在100°C下固化30分鐘。
[0039]第三步:灌注液晶，先抽真空，同時適當(dāng)對液晶槽進(jìn)行加溫，以便液晶的注入，同時要把注入孔與吸滿液晶的海綿對齊，再注入惰性氣體進(jìn)行加壓。灌注前清理封口?？蘸胁宀垡恢萌胝婵帐乙怀檎婵找还嘁壕б怀錃庖粶粢惶幚矸饪诙嘤嘁壕?。
[0040]第四步:封口，點封口膠一紫外光照射(通常小于15秒)一刮膠一清洗。
[0041]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種動態(tài)液晶光柵的3D打印方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:提供一具有第一、第二、第三噴頭的3D打印機(jī)； 步驟2:3D打印用以形成動態(tài)液晶光柵液晶層上側(cè)的上基板，該上基板具體打印步驟如下: 第一步:將潔凈的透明玻璃基板一面貼上偏振片，再將該玻璃基板放在3D打印機(jī)上，貼有偏振片的一邊朝下； 第二步:定義透明玻璃基板的平面為XY面，垂直XY面為Z軸，接下來，第一噴頭沿X方向每間隔a毫米打印長度為a毫米，高度為b毫米的電極，其電極高度沿Z方向，通過噴頭的打印速度和進(jìn)料的多少來控制；第二噴頭緊挨著第一噴頭，在a毫米的間隔中填充打印絕緣層，高度也控制為b毫米，這樣依次打印；每打完Y方向的一個單位后，又從Y方向下一個單位的最左邊開始打印，重復(fù)上述過程； 第三步:第二噴頭沿X方向無間隔打印，打印高度為c毫米，且c〈b，每完成Y方向的一個單位后，又從Y方向下一個單位從的最左邊開始打印，重復(fù)上述過程； 第四步:在第二步打印電極的正上方，第三噴頭噴涂打印長度為a毫米配向?qū)油该鞑牧?，接著第一噴頭打印長度為a毫米第二電極，其高度均也為b毫米，這樣依次打?。幻看蛲闥方向的一個單位后，又從Y方向下一個單位的最左邊開始打印，重復(fù)上述過程； 步驟3:3D打印用以形成動態(tài)液晶光柵液晶層下側(cè)的下基板，該下基板具體打印步驟如下: 第一步:將潔凈的透明玻璃基板一面貼上偏振片，再將該玻璃基板放在3D打印機(jī)上，貼有偏振片的一邊朝下； 第二步:第一噴頭沿X方向無間隔打印，打印高度為b毫米，每完成Y方向的一個單位后，又從Y方向下一個單位從的最左邊開始打印，重復(fù)上述過程； 第三步:沿X方向的最左邊空出長度為d毫米，從此處第三噴頭無間隔打印，打印高度為b毫米，打印至離最右邊d毫米處，即完成Y方向的一個單位，又從Y方向下一個單位重復(fù)上述過程； 步驟4:進(jìn)行液晶灌裝及封裝，其具體步驟如下: 第一步:間隙子配置是將間隙子放入一空箱中，然后以氮氣或者其他惰性氣體混合間隙子噴出于空箱中，讓間隙子在空箱中飄浮，等間隙子慢慢掉落在玻璃上下基板； 第二步:間隙子配置后，接著就要組裝壓合玻璃上下基板，組裝好后用框口膠將液晶盒邊進(jìn)行封口，在100°C下固化30分鐘； 第三步:灌注液晶，先抽真空，同時適當(dāng)對液晶槽進(jìn)行加溫，以便液晶的注入，同時要把注入孔與吸滿液晶的海綿對齊，再注入惰性氣體進(jìn)行加壓，灌注前清理封口 ；空盒插槽一置入真空室一抽真空一灌液晶一充氣一滯留一處理封口多余液晶； 第四步:封口，點封口膠一紫外光照射一刮膠一清洗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種動態(tài)液晶光柵的3D打印方法，其特征在于，所述第一噴頭的噴涂材料為電極材料包括金屬、合金、氧化銦錫、鋁摻雜氧化鋅、石墨烯、有機(jī)導(dǎo)電材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種動態(tài)液晶光柵的3D打印方法，其特征在于，所述第二噴頭的噴涂材料為氧化硅或氮化硅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種動態(tài)液晶光柵的3D打印方法，其特征在于，所述第三噴頭的噴涂材料為聚酰亞胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、尼龍(Nylon )、聚碳酸酯、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯的顆粒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種動態(tài)液晶光柵的3D打印方法，其特征在于，其中a范圍為.0.1?10 mm ;b范圍為0.1?10 mm ;c范圍為0.01?I mm ;d范圍為0.01?I mm。
【文檔編號】G02B5/18GK104407409SQ201410237610
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月31日
【發(fā)明者】郭太良, 葉蕓, 張永愛, 周雄圖, 李銀, 陳麗雯 申請人:福州大學(xué)