專利名稱：顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示設(shè)備，該設(shè)備包括一個用于顯示由像素組成的圖像的顯示器件，并且還包括一個用于在不同類型的像素圖像之間進(jìn)行切換的裝置。例如，這種顯示設(shè)備的例子是能夠顯示立體圖像和平面圖像的顯示器。要顯示的圖像不僅可以來源于不同類型的顯示器件，如光調(diào)制顯示器件，例如，LCD(液晶顯示器)板或者微機(jī)械板，而且可以來源于發(fā)光顯示器件，如(多)LED(發(fā)光二極管)板，等離子板，甚至CRT(陰極射線管)等。
背景技術(shù)：
在USP 6069650中示出了這種適合于三維和二維顯示的顯示設(shè)備的例子。該文獻(xiàn)示出了一種具有根據(jù)像素按照這樣的方式排列的透鏡狀元件陣列的LCD板，即在進(jìn)行三維顯示的情況下，為左眼和右眼生成副畫面。使透鏡狀元件位于充滿了電光材料如液晶材料的空間中，液晶材料的折射率可以在第一和第二值之間切換。
通過選擇兩個值中一個值與透鏡狀元件的材料的值大致相等，在兩個狀態(tài)中的一個狀態(tài)中消除了透鏡效應(yīng)，由此顯示二維圖像。在另一個狀態(tài)中，液晶材料具有與透鏡狀薄片材料的折射率不同的折射率。通過適當(dāng)?shù)仳?qū)動像素，此時兩眼的信息是不同的(三維圖像)。
對于合適的(溫度相關(guān)性較小的)液晶材料，在兩個狀態(tài)之間的折射率的差異是這樣的(大約0.2)，以至對于在這種情況下為透鏡狀的元件來說需要較大的曲率，因而液晶材料層的厚度有差異，并且因此使切換性能不均勻。
此外，液晶材料是各向異性的。這意味著對于通過液體的光線，在各個方向上，正常與非正常折射率之間的折射率差異是不同的。因此，如果對某個觀察角度進(jìn)行最優(yōu)化，則對于其他觀察角度來說，顯示設(shè)備的性能很差(角度相關(guān))。

發(fā)明內(nèi)容
除其他目的之外，本發(fā)明的一個目的是盡可能克服所述缺點。按照本發(fā)明，用于在不同類型圖像之間進(jìn)行切換的裝置包括至少一個含有至少兩種具有不同折射率和不同電導(dǎo)率的基本上不相融合的液體的容器，并且用于在不同類型圖像之間進(jìn)行切換的裝置還配備有用于改變液體之間的界面的形狀的驅(qū)動裝置。
由于具有透鏡作用的元件包括各向同性的介質(zhì)，因此可以忽略所述的角度相關(guān)性。此外，適當(dāng)?shù)囊后w與空氣之間的折射率的差異通常大于所述的0.2(典型的例子約為0.48)，因此足以使用厚度更小的透鏡狀薄片。實際上，通常最好使用密度大致相同的兩種液體，以使組件不受重力的影響。
透光部分不需要任何(ITO)電極或者覆層，以便增強(qiáng)透射。
透鏡狀元件可以構(gòu)成正透鏡和負(fù)透鏡。為了在二維和三維顯示之間進(jìn)行切換，顯示設(shè)備包括兩種具有不同折射率的不相融合的液體，盡管界面的形狀可以在曲面的和平面的表面之間切換，但是兩種液體中的一種是導(dǎo)電的，而另一種基本上是絕緣的。
在第一實施例中，沿著圖像平面的方向觀察，容器的截面大致是圓形的。但是，容器的截面最好大致是矩形的或者六邊形的，這樣提供了更大的有效表面面積。
參照以下描述的實施例，將清楚本發(fā)明的上述以及其它方面，并且對本發(fā)明的上述以及其它方面進(jìn)行說明。


在附圖中圖1為按照本發(fā)明的透鏡狀元件的示意性的截面圖；圖2為在圖3中按照線II-II截取的，按照本發(fā)明的顯示器件的截面圖；圖3為圖2的顯示器件的平面圖；圖4為按照本發(fā)明的另一種透鏡狀元件的平面圖；圖5和6為在圖4中按照線V-V和VI-VI截取的截面圖；而圖7和8為按照本發(fā)明的其它顯示器件的平面圖；并且圖9示出了典型應(yīng)用。
附圖是示意性的而不是按照比例繪制的；一般用相同的標(biāo)號表示對應(yīng)的部分。
具體實施例方式
圖1示出了在本發(fā)明中使用的具有可變焦距的透鏡的原理。圖1的透鏡包括具有透明壁6的容器5。在本實施例中，在與圖的平面垂直的平面中，容器5的截面大致是圓形的。在本實施例中，在一個襯底6′上提供了多個容器，示意性地用虛線6″表示。
以這樣的方式對，例如，玻璃的但最好是合成樹脂材料的容器5進(jìn)行布置，即一方面使其充有第一絕緣液體8，例如，alcane如十六烷(hexadecane)或者硅油(silicon oil)，另一方面，充有極性液體7，如水或者鹽溶液(例如，溶解于水和乙醇的混合物中的KCl)。
在本實施例中，在襯底6′上提供的第一電極9伸入極性液體7，而第二電極10位于容器壁中。利用絕緣層11使電極10與液體7絕緣。利用示意性示出的在電極9和10之間的電壓源12，可以影響兩種液體7和8之間的液面的曲率(electrowetting，電濕潤)。根據(jù)所使用的電壓，接觸角θ呈現(xiàn)為某個值。在圖1的左側(cè)部分(情況(a))，在本例中的接觸角θ大于90度，液體7和8之間的液面14呈現(xiàn)向上的曲率，因而容器6與液體7和8的配合對入射光(箭頭13)起正透鏡的作用。在圖1的右側(cè)部分(情況(b))，在本例中的接觸角θ小于90度，液體7和8之間的液面14呈現(xiàn)向下的曲率，因而容器6與液體7和8的配合對入射光(箭頭13)起負(fù)透鏡的作用。
絕緣層11最好具有潤濕性，使得在給定的調(diào)節(jié)電壓下，接觸角(θ)為90度。此時，液體7和8之間的液面15是平的。在這種情況下，沒有透鏡作用，因而顯示二維圖像。根據(jù)提供的電壓，可以引入焦點在給定負(fù)值和給定正值之間變化的透鏡作用。
圖2為示意性的截面圖，而圖3為具有由多個像素3組成的液晶板2的顯示器件1的一部分的平面圖。以具有(平面)光源或者背光4的常規(guī)方式提供顯示器件。為了簡單起見，僅示出了像素3和背光4。在圖2中沒有示出襯底和其它可能的元件如偏光器、延遲箔等。
在圖1的實施例中，當(dāng)沿著圖像平面的方向觀察時，容器的截面大致為圓形。此外，每個容器只與一個像素有關(guān)。這對于在由圖3中的陰影面積16表示的部分的面積的有效口徑來說是不利的。因此，容器最好與多個像素有關(guān)，并且具有由圖3中的矩形17示意性地表示的大致為矩形(或六邊形)的截面。這提供了較大的有效表面。在圖4到6中示意性地示出了這樣的容器，其中，標(biāo)號表示與圖1中的部件相同的部件。當(dāng)絕緣層11具有濕潤性，因而在0V電壓下接觸角度(θ)為90度時，可以省去電極10″(以及相關(guān)的電壓源，沒有示出)。或者，可以將可調(diào)的電極10(10′，10″)電壓用于每個容器，以便通過調(diào)節(jié)每個像素或者每個像素組的透鏡作用，得到對于整個顯示器件來說更一致的透鏡性能。這個透鏡性能可能依賴于使用的材料并且依賴于在顯示器件表面上的容器的位置。還可以將可變調(diào)節(jié)用于其它目的，如用于根據(jù)觀察者的距離調(diào)節(jié)曲率。
圖7示出了一個實施例，其中，按照平面圖觀察，容器的邊18相對于像素的列的方向19，按照角度(銳角)α延伸。對清晰度的影響沿著行和列的方向展開，因此顯示條紋較少的圖像。但是，仍然有相互道間串?dāng)_(crosstalk)。在圖8的器件中防止了這種情況，其中，使容器17的行20(與多個像素耦合)與容器17′的行21彼此相對位移。
最后，圖9示出了圖1的顯示器件能夠被如何使用。該圖示出了具有部分容器6的板2的一部分以及與像素(或者像素列)A、B、C、D相關(guān)的一些典型光路。圖9A涉及前面描述的第二種狀態(tài)的情況，其中，每個像素(或者像素列)A、B、C、D的光線被透鏡狀的液面(分別用點線、實線、虛線和點劃線表示)反射。由于透鏡狀元件的透鏡作用，使像素(或者像素列)A、B、C、D的光線沿著不同方向偏轉(zhuǎn)，并且觀察者22用不同的眼看到來自不同像素的光線(立體圖像)。在圖9B中，涉及到上面描述過的具有平面液面的狀態(tài)的情況，消除了透鏡作用并且觀察者用每只眼看到所有像素(或者像素列)A、B、C、D。
如果需要，通過提供容器5的具有曲率的上表面或者借助于輔助透鏡能夠獲得附加的透鏡作用。
本發(fā)明存在于每個新穎的特有特征以及每個特有特征的組合中。在權(quán)利要求中的標(biāo)號不對它們的保護(hù)范圍進(jìn)行限定。使用動詞“包括”及其變化不排除存在權(quán)利要求中聲明的要素之外的要素。在要素前面使用冠詞“一個”不排除存在多個這樣的要素。
權(quán)利要求
1.一種顯示設(shè)備，該顯示設(shè)備包括一個顯示器件，用于顯示由像素組成的圖像，并且還包括用于在不同類型的像素圖像之間進(jìn)行切換的裝置，其中，所述在不同類型的像素圖像之間進(jìn)行切換的裝置至少包括一個容器，該容器含有至少兩種具有不同折射率和不同電導(dǎo)率的實質(zhì)上不相融合的液體并且還配備有用于改變液體之間的界面形狀的驅(qū)動裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，包括兩種具有不同折射率的不相融合的液體，其中，一種液體是導(dǎo)電的而另一種液體基本上是絕緣的，同時界面形狀可以在彎曲的與平面的表面之間進(jìn)行切換。
3.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，包括容器，沿著圖像平面的方向觀察，該容器具有大致為圓形的截面。
4.如權(quán)利要求1所述的顯示器件，包括容器，沿著圖像平面的方向觀察，該容器具有大致為矩形或者六邊形的截面。
5.如權(quán)利要求4所述的顯示設(shè)備，其中，按照像素行進(jìn)行觀察，所述容器的邊按照銳角向像素行的方向延伸。
6.如權(quán)利要求4所述的顯示設(shè)備，其中，按照容器的連續(xù)行進(jìn)行觀察，所述容器彼此相對位移。
7.如權(quán)利要求1所述的顯示設(shè)備，其中，包括一個用于多個像素的公共容器。
全文摘要
在2D/3D顯示器中，提供了具有能夠以連續(xù)的方式在第一焦點強(qiáng)度和第二焦點強(qiáng)度之間進(jìn)行切換的焦距的可切換透鏡狀陣列。當(dāng)可以通過電濕潤對焦距進(jìn)行控制時，可切換透鏡狀陣列包括液體的柱面透鏡部分。
文檔編號G02B3/14GK1751259SQ03804233
公開日2006年3月22日 申請日期2003年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月20日
發(fā)明者B·J·費斯特拉, G·F·A·范德瓦爾勒, M·W·J·普林斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司