專利名稱：可切換透鏡系統(tǒng)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種影像顯示器，特別是，涉及一種可切換透鏡系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
顯示裝置已知具有三維(3D)影像模式，其中顯示裝置安排以針 對觀看者的一眼提供一^L圖，且針對另一眼提供另一^L圖。由于這 兩個視圖間的差異，觀看者可感知到三維的影像。
了解這樣3D顯示裝置的一個方法通過使用凸4免并結(jié)合液晶顯 示器(LCD)。這種類型的3D顯示裝置原理(亦已知為自動立體顯示 裝置(Autostereoscopic display apparatus)) 4曷露于美國專矛j US 6,064,424。
除了 3D^t式，這樣的顯示裝置也能夠在"正常"二維(2D)模 式中產(chǎn)生影像。美國專利US 6,069,650揭露了能夠在3D或2D模 式中產(chǎn)生影像的顯示裝置，其通過使用可切換透鏡，能夠切換其光 學(xué)特性，而可獲得在3D或2D模式中的影像。
2D/3D可切換顯示裝置，一^:通過堆棧在顯示裝置上的可切換 透4竟系統(tǒng)而建構(gòu)。顯示裝置安排以產(chǎn)生影^象，而透4竟系統(tǒng)安排以產(chǎn) 生來自影像的2D或3D視圖。舉例來說，顯示裝置可為LCD、有機發(fā)光二極管(LEDs)(OLED)的顯示器、或甚至為陰極射線管(CRT)
顯示器。
可切換透鏡系統(tǒng)設(shè)置于兩個透明基板之間。在兩基板的其中之 一的表面中，提供了形成多個透鏡的凸鏡。凸鏡包含液晶材料。通 過施加一電位到液晶材料，可造成液晶材并+的等效折射率的改變， 而修改了凸鏡從3D到2D模式或從2D到3D模式的透鏡特性。
在制造上述可切換透鏡系統(tǒng)的過程中，液晶材料(具有相對高 的黏度)嵌入于兩個透明基4反間的空間，亦即嵌入由凸4竟所形成的 空腔。由凸4竟所形成的空腔的填充以類似已知用以填充標(biāo)準LCD 的填充制程所完成。首先，將密封線放置于凸鏡區(qū)附近，以密封兩 透明基4反間的空間。在密封線內(nèi)， 一填充開口為打開的。4妄著，排 出兩透明基板間的空間內(nèi)的氣體。到達足夠低的壓力之后，填充開 口浸入含有液晶材料的浴槽內(nèi)。接著，環(huán)繞可切換透鏡系統(tǒng)及具有 液晶材料的浴槽的壓力增加至一較高壓力(例如常壓)，使液晶材料 ;參入并i真充顯示裝置的i真充空間。完成i真充后，關(guān)閉i真充開口。
一^:來i兌，在LCD中，基4反間空間的間隙為均質(zhì)的。然而， 在可切換透鏡系統(tǒng)中，由于凸鏡結(jié)構(gòu)存在于兩透明基板的其中之一 上，基板間空間的間隙將改變。事實上，凸鏡形成類似隧道的結(jié)構(gòu)， 其實質(zhì)上^黃跨透4竟系統(tǒng)的全部面積而延伸。間隙及類似隧道外形的 變化對填充制程具有不利的影響，可切換透鏡系統(tǒng)的填充制程比具 有類似尺寸的LCD要慢得多。由于相對慢的填充制程，產(chǎn)生可切 換透鏡系統(tǒng)的生產(chǎn)時間比生產(chǎn)LCD的時間要長，特別是對大尺寸 的面— 反(例如電 一見面4反)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供可切換透鏡系統(tǒng)及制造可切換透鏡系統(tǒng)的方法。就 這點來說，可切換透鏡系統(tǒng)的 一 實施例包含一成像區(qū)及一 密封線。 成像區(qū)包含一第一玻璃板、 一第二玻璃板及一凸鏡結(jié)構(gòu)。凸鏡結(jié)構(gòu)
安排于第 一及第二玻璃^反之間，且在凸4竟結(jié)構(gòu)與第 一與第二玻璃4反 的其中之一之間具有多個空腔。密封線環(huán)繞成像區(qū)的外圍，且具有 一填充開口 。 一填充通道i殳置于成〗象區(qū)的外圍的至少一部分與密封 線之間，以在填充開口與多個空腔之間提供一連接。
2D/3D可切換顯示裝置的一實施例包含一可切換透鏡系統(tǒng)及安 排用以產(chǎn)生一影像的一顯示裝置?？汕袚Q透鏡系統(tǒng)包含一成像區(qū)及 一密封線；成像區(qū)包含一第一玻璃板、 一第二玻璃板及一凸鏡結(jié)構(gòu)； 凸鏡結(jié)構(gòu)安排在第 一與第二玻璃板之間，且在凸鏡結(jié)構(gòu)與第 一與該 第二玻璃板的其中之一之間具有多個空腔；密封線環(huán)繞成像區(qū)的外 圍，且密封線具有一填充開口。 一填充通道設(shè)置于成像區(qū)的外圍的 至少一部分與密封線之間，以在填充開口與多個空腔之間4是供一連 接。
用以制造一可切換透鏡系統(tǒng)的方法的一實施例包含提供一成 《象區(qū)及一密封線，成像區(qū)包含一第一玻璃4反、 一第二玻璃板及一凸 鏡結(jié)構(gòu)；在第一與第二玻璃板之間安排凸鏡結(jié)構(gòu)；在凸鏡結(jié)構(gòu)與第 一及第二玻璃板的其中之一之間提供多個空腔；使密封線環(huán)繞成像 區(qū)的外圍；提供一填充開口于密封線中；以及在成像區(qū)的外圍的至 少一部分與密封線之間^是供一填充通道，作為在填充開口及多個線
形空"空之間的一連4妄。


本發(fā)明參考示意圖而解釋，圖式4義供i兌明，而非用以限制本發(fā) 明的保護范疇，其由權(quán)利要求所定義。
圖1示意性地顯示已知可切換透鏡系統(tǒng)的平面圖2示意性地顯示圖1的可切換透鏡系統(tǒng)的橫截面；
圖3根據(jù)本發(fā)明 一 實施例而示意性地顯示可切換透鏡系統(tǒng)的平 面圖4示意性地顯示圖3的可切換透鏡系統(tǒng)的橫截面；以及 圖5示意性地顯示了可切換顯示裝置以及電子裝置。
具體實施例方式
在圖1中，示意性地顯示了已知可切換透鏡系統(tǒng)的平面圖?？?切換透鏡系統(tǒng)l包含一成像區(qū)10、 一密封線20及一填充開口 30。 成像區(qū)IO在頂部與底部玻璃板(圖未示)之間包含一凸鏡結(jié)構(gòu)。由凸 鏡結(jié)構(gòu)所形成的空腔以液晶材料填充。以下將更詳細解釋， 一第一 電才及i殳置于頂部^皮璃^反與凸4竟結(jié)構(gòu)之間，而一第二電擬j殳置于底部 玻璃々反與凸4竟結(jié)構(gòu)之間。
可切換透鏡系統(tǒng)1可設(shè)置于顯示裝置上。顯示裝置可產(chǎn)生一影 <象，其可透過可切4奐透4竟系統(tǒng)-現(xiàn)看。
通過在第 一與第二電極之間施加一電位，可改變凸4竟內(nèi)的液晶 材料的光學(xué)特性，以這樣的方式，改變了凸鏡的光學(xué)特性。因此， 由第 一及第二電極所產(chǎn)生的電場可控制凸鏡的光學(xué)特性，以這樣的方式，可切換透4竟系統(tǒng)可產(chǎn)生來自顯示裝置的影^象的2D或3D 一見圖。
凸鏡結(jié)構(gòu)包含多個線形透鏡元件，其在水平方向X上彼此鄰 4妄，且沿垂直方向Y/人成〗象區(qū)的一側(cè)延伸至另一側(cè)。透4竟元件可相 對垂直方向Y而傾斜。成像區(qū)IO(特別是凸鏡結(jié)構(gòu))由密封線20所 環(huán)繞，其將參考圖2估文更詳細的解釋。
圖2示意性地顯示沿線II-II的可切換透4竟系統(tǒng)的才黃截面。在圖 2的片黃截面中，更詳細地顯示了可切換透4竟系統(tǒng)1的分層架構(gòu)。在 第一J皮璃一反21上i殳置了第一電才及層22。在第一電才及層22頂部上i殳 置了凸4fe結(jié)構(gòu)23。凸4竟結(jié)構(gòu)23包含多個凹面形狀23a，其形成了 線形空腔，可作為透4竟元件。線形空腔24類似于在縱向端具有開 口的通道，且由液晶材并+所填充。
實際上，在電信應(yīng)用中，線形空腔可具有約200樣i米的寬度以 及約30至40微米的最大深度。在其它應(yīng)用中，寬度及最大深度可 能不同，其取決于在這些其它應(yīng)用中所<吏用的次^象素的大小。
在其外圍，凸鏡結(jié)構(gòu)23由密封線20所環(huán)繞。在空腔24及密 封線20頂部設(shè)置了第二電才及層25。第二電才及層25由第二玻璃一反 26所覆蓋。第一及第二電極層22、 25兩者包含透明導(dǎo)電材料，例 如ITO(氧化銦4易)。
應(yīng)注意，第一及第二電才及層22、 25可圖案4匕，以覆蓋全部成 像區(qū)10或成像區(qū)10的至少一部分，以分別致能在全部成像區(qū)及至 少一部分成l象區(qū)中的2D及3D成傳^莫式之間的切才灸。
在圖2的橫截面中，觀看方向是從頂部到底部?？汕袚Q透鏡系 統(tǒng)1可與設(shè)置于第二玻璃才反26 —側(cè)的顯示裝置結(jié)合。
9如前所述，由于空腔的外形，以液晶材辨J真充空腔24比填充 沒有凸鏡結(jié)構(gòu)的一般LCD困難。亦即，空腔與通道類似，其與凸 鏡結(jié)構(gòu)外形相接，且第二電極層25及第二玻璃板26橫跨成像區(qū)10 而延伸。
用以填充可切換透鏡系統(tǒng)中空腔的方法以類似用以填充LCD 裝置的方式完成。在密封線20內(nèi)，填充開口30為打開的?？汕袚Q 透鏡系統(tǒng)放置于一真空的腔室中，接著通過降低腔室中的壓力而排 出兩玻璃玲反21、 26間的空腔內(nèi)的氣體。到達足夠^f氐的壓力之后， 填充開口 30浸入含有液晶材料的浴槽內(nèi)。接著，環(huán)繞可切換透鏡 系統(tǒng)1及具有液晶材料的浴槽的壓力增加至一較高壓力(例如大氣 壓)，4吏液晶材料滲入并填充顯示裝置的空腔24。完成填充后，顯 示裝置乂人浴槽中取出，且關(guān)閉填充開口30。
圖3根據(jù)本發(fā)明一實施例而示意性地顯示可切換透鏡系統(tǒng)100 的平面圖。在圖3中，元件符號與前面圖式中所示相同的元件為前 面圖式中的相應(yīng)元4牛。
為了達成填充制程的改良，本發(fā)明的可切換透鏡系統(tǒng)100的代 表性實施例包含一成像區(qū)10、 一密封線20及一填充開口 30,其中 填充通道27、 28設(shè)置于密封線與成像區(qū)10的外圍之間。填充通道 在其縱向端提供了乂人填充開口到線形空腔的一連4妄。有利地，在填 充制程過程中，填充通道27、 28改善了液晶材料進入凸鏡結(jié)構(gòu)23 及第二電極層25之間的線形空腔24中的流入量，因為填充通道具 有相對大的橫截面，且提供連接到每一線形空腔。
填充通道27、 28可環(huán)繞成^f象區(qū)10的外圍，并在矩形成l象區(qū)10 的第一、第二、第三、及第四側(cè)31、 32、 33、 34的一或更多上4是 供一連接至線形空腔。在一優(yōu)選實施例中，填充通道27、 28只設(shè)置于成像區(qū)10的兩側(cè)31、 32，其安排以使每一線形空腔24在一縱 向端上具有一單一連4妻至^真充通道27、 28。
由于線形空腔(透鏡元件)相對于X及Y方向的傾斜，在面對填 充開口 30的成{象區(qū)10的第一側(cè)31上或是在與第一側(cè)31相接的成 像區(qū)10的第二側(cè)32上，空腔在其縱向端具有一連接至填充通道。 在成像區(qū)10的第三側(cè)33或第四側(cè)34上的每一空腔的其它縱向端 由密封線20所阻擋。
填充通道27、 28 i殳置于面對》真充開口 30的成4象區(qū)10的第一 側(cè)31上以及與第一側(cè)31相接的成^f象區(qū)10的第二側(cè)32上，以提供 填充通道27、 28的單一連接至每一線形空腔24。
由于提供了填充通道27、 28的單一開口至每一線形空腔24, 優(yōu)選實施例具有更進一步的優(yōu)點，空腔的填充將片黃3爭成<象區(qū)10、沿 著線形空腔24的全部長度繼續(xù)進行。可能從任何殘余氣體/空氣而 形成的任何氣泡將受滲透液體的牽引并聚集在線形空腔沒有連接 至i真充通道27、 28的一煩'J。
需注意，如果沒有出現(xiàn)線形空腔的傾斜，則至少需要一個填充 通道于面對填充開口 30的成^f象區(qū)10的第一側(cè)31。
填充通道可通過在凸4竟結(jié)構(gòu)的一或多側(cè)及密封線之間4是供一 空間而產(chǎn)生。選擇性地，填充通道27、 28可通過沿凸鏡結(jié)構(gòu)的一 或多側(cè)31、 32、 33、 34的凸4竟結(jié)構(gòu)23上的一通道結(jié)構(gòu)而預(yù)先制造。
在另一選擇中，填充通道的預(yù)制的通道結(jié)構(gòu)可包含沿凸鏡結(jié)構(gòu) 的一或多側(cè)31、 32、 33、 34的凸鏡結(jié)構(gòu)23上的通道邊緣結(jié)構(gòu)27a、 2 8 a ，使得密封線的位置在密封線的應(yīng)用過程中由通道邊緣結(jié)構(gòu)所 控制。密封線安排以在通道邊緣結(jié)構(gòu)上相接。圖4示意性地顯示圖3的可切換透鏡系統(tǒng)100沿線IV-IV的橫 截面。填充通道27設(shè)置于密封線20與成像區(qū)10的第二側(cè)32之間。
圖5示意性地顯示了包含可切換透鏡系統(tǒng)100及顯示裝置200 的一 2D/3D可切換顯示裝置300供產(chǎn)生影〗象、以及4吏用所揭露的 2D/3D可切換顯示裝置300的一電子裝置500。電子裝置500可為 可攜式裝置，像是PDA、數(shù)字相機、筆記本型計算機、臺式計算機、 4亍動電話、顯示監(jiān)4見器裝置或類似者。 一般而言，電子裝置500包 含一輸入單元400及2D/3D可切換顯示裝置300。此外，輸入單元 400耦合2D/3D可切換顯示裝置300，且提供輸入信號(如影像信號) 至2D/3D可切換顯示裝置300。
本發(fā)明還涉及一種制造可切換透鏡系統(tǒng)100的方法。就這點來 說，代表性的方法包含提供成像區(qū)10及密封線20的動作，其中成 像區(qū)10包含第一玻璃板21、第二玻璃板26及凸鏡結(jié)構(gòu)23。
4妄著，凸鏡結(jié)構(gòu)安排在第一與第二玻璃板之間，由于凸鏡結(jié)構(gòu) 23的表面形狀，其提供了多個并行線形空腔24在凸鏡結(jié)構(gòu)與第一 及第二玻璃板的其中之一之間。接著，產(chǎn)生環(huán)繞成像區(qū)的外圍的密封線。
在密封線20中提供了一填充開口。填充通道27、 28提供于成 像區(qū)外圍的至少 一部分及密封線之間，作為填充開口及每一線形空 月空間的一連4妻。
應(yīng)注意到，可切換透鏡系統(tǒng)IOO可具有所述的矩形外形，然而， 其可具有不同的外形，例如圓形、錐形或六角形，其中密封線系環(huán) 繞成像區(qū)。本發(fā)明可用于以下的不同形式中使填充通道設(shè)置于密 封線及凸4竟結(jié)構(gòu)外圍的至少 一部分之間，且填充通道產(chǎn)生 一連接于 填充開口及每一線形空腔之間。雖然已描述了本發(fā)明的特定實施例，^f旦應(yīng)了解，與所述不同的 方式亦可實施本發(fā)明。以上描述^f又用以i兌明，而非用以限制。本領(lǐng) 域技術(shù)人員將可了解到，可在不偏離權(quán)利要求的精神及范疇下做出 修改。
元件符號說明
1 可切換透4竟系統(tǒng)
20 密封線
22 第一電才及層
23a 凹面形;)犬
25 第二電才及層
27 填充通道
28 填充通道 30 填充開口
32 成^f象區(qū)的第二側(cè)
34 成^f象區(qū)的第四側(cè)
200 顯示裝置
400 輸入單元
10 成<象區(qū)
21 第一3皮璃斧反
23 凸4竟結(jié)構(gòu)
24 線形空腔 26 第二je皮璃板 27a 通道邊纟彖結(jié)構(gòu) 28a 通道邊纟彖結(jié)構(gòu) 31 成^f象區(qū)的第一側(cè) 33 成^f象區(qū)的第三側(cè) 100 可切換透鏡系統(tǒng) 300 可切換顯示裝置 500 電子裝置。
1權(quán)利要求
1.一種可切換透鏡系統(tǒng)，包含一成像區(qū)及一密封線；所述成像區(qū)包含一第一玻璃板、一第二玻璃板、及一凸鏡結(jié)構(gòu)；所述凸鏡結(jié)構(gòu)安排于所述第一與第二玻璃板之間，且在所述凸鏡結(jié)構(gòu)與所述第一及第二玻璃板的其中之一之間具有多個空腔；所述密封線環(huán)繞所述成像區(qū)的外圍，所述密封線具有一填充開口；其中一填充通道設(shè)置于所述成像區(qū)的外圍的至少一部分與所述密封線之間，以提供所述填充開口與多個所述空腔之間的一連接。
2. 才艮才居4又利要求1所述的可切4奐透4竟系統(tǒng)，其中所述》真充通道在 所述填充開口與每一所述空腔之間提供一單一連4妻。
3. 根據(jù)權(quán)利要1所述的可切換透鏡系統(tǒng)，其中所述連接位于所述 填充開口與每一所述空腔的一縱向端之間。
4. 才艮據(jù)4又利要1所述的可切4灸透4竟系統(tǒng)，其中所述空腔在第一方 向?qū)嵸|(zhì)地延伸，且所述填充通道i殳置于面對所述填充開口的所 述成〗象區(qū)的第一側(cè)，并在垂直于所述第一方向的第二方向延伸。
5. 才艮據(jù)4又利要4所述的可切換透4竟系統(tǒng)，其中所述填充通道在所 述第 一方向沿與所述第 一側(cè)相4妾的所述成^f象區(qū)的第二側(cè)而延 伸。
6. 才艮據(jù)權(quán)利要1所述的可切換透4竟系統(tǒng)，其中所述空腔在一第一 方向?qū)嵸|(zhì)地延伸，且所述填充通道設(shè)置于面對所述填充開口的 所述成^f象區(qū)的第 一側(cè)，并在垂直于所述第 一方向的第二方向延 伸，且所述填充通道也在所述第 一方向沿與第 一側(cè)相4妻的所述 成像區(qū)的第二側(cè)而延伸。
7. —種2D/3D可切換顯示裝置，包含一可切才奐透4竟系統(tǒng)；以及 一顯示裝置，安排用以產(chǎn)生一影像； 其中所述可切換透鏡系統(tǒng)包含 一成像區(qū)及一密封線；所述成像區(qū)包含一第一玻璃板、 一第二玻璃板、及一凸 鏡結(jié)構(gòu)；所述凸鏡結(jié)構(gòu)安排在所述第一與第二玻璃板之間，且在 所述凸4竟結(jié)構(gòu)與所述第 一及第二玻璃4反的其中之一之間具有 多個空腔；所述密封線環(huán)繞所述成^象區(qū)的外圍，所述密封線具有一 填充開口 ；其中一填充通道設(shè)置于所述成^象區(qū)的外圍的至少一部分 與所述密封線之間，以在所述填充開口與多個所述空腔之間的 提供一連接。
8. 根據(jù)權(quán)利要7所述的2D/3D可切換顯示裝置，其中所述顯示 裝置選自由以下所組成的群組 一液晶顯示器、有才幾發(fā)光二招^ 管的一顯示器、以及一陰極射線管顯示器。
9. 一種電子裝置，為一 PDA、 一數(shù)字相才幾、 一顯示監(jiān)一見器、一 筆記本型計算機、 一臺式計算機、或一行動電話，所述電子裝 置包含根據(jù)權(quán)利要求7所述的2D/3D可切換顯示裝置；以及一輸入單元，其中所述輸入單元有作用地耦合至所述 2D/3D可切:換顯示裝置。
10. —種用以制造一可切換透4竟系統(tǒng)的方法，包含提供一成像區(qū)及一密封線，所述成像區(qū)包含一第一玻璃 板、 一第二玻璃板、及一凸鏡結(jié)構(gòu)；安排所述凸4竟結(jié)構(gòu)在所述第一與第二玻璃^反之間；在所述凸鏡結(jié)構(gòu)與所述第 一及第二玻璃板的其中之一之 間提供多個空腔；使所述密封線環(huán)繞所述成像區(qū)的外圍；在所述密去于線中才是供一:t真充開口；以及在所述成<象區(qū)的所述外圍的至少 一部分與所述密封線之 間4是供一填充通道，作為在所述填充開口與多個所述線形空腔 之間的一連4妄。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可切換透鏡系統(tǒng)及一種制造可切換透鏡系統(tǒng)的方法。代表性的可切換透鏡系統(tǒng)包含一成像區(qū)及一密封線。成像區(qū)包含一第一玻璃板、一第二玻璃板及一凸鏡結(jié)構(gòu)。凸鏡結(jié)構(gòu)安排在第一與第二玻璃板之間，且具有在凸鏡結(jié)構(gòu)與第一及第二玻璃板的其中之一之間的多個空腔。密封線環(huán)繞成像區(qū)的外圍，且具有一填充開口。一填充通道設(shè)置于成像區(qū)的外圍的至少一部分與密封線之間，以在填充開口與多個空腔之間提供連接。
文檔編號G02B27/22GK101315463SQ20081011103
公開日2008年12月3日 申請日期2008年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月29日
發(fā)明者漢德瑞克·克拉斯·羅斯瑪 申請人:統(tǒng)寶光電股份有限公司