用于裸眼三維顯示器的二維三維切換裝置制造方法
【專利摘要】一種用于裸眼三維顯示器的二維三維切換裝置，包括第一基板(1)、第二基板(2)、設于第二基板(2)上的數(shù)個電極(3)、完全覆蓋于該數(shù)個電極(3)表面的介質(zhì)層(4)、及填充于第一基板(1)與第二基板(2)之間且具有疏水特性的第一液體(51)與具有親水特性的第二液體(52)；所述第一基板(1)具有棱鏡結(jié)構(gòu)(11)，且其具有棱鏡結(jié)構(gòu)(11)的一側(cè)與第二基板(2)相對，所述第一基板(1)的棱鏡結(jié)構(gòu)(11)具有數(shù)個均勻分布的曲面區(qū)域(111)及數(shù)個位于曲面區(qū)域(111)周邊的周邊區(qū)域(112)，所述每個電極(3)對應一個曲面區(qū)域(111)設置。該裝置能夠方便的實現(xiàn)裸眼三維顯示器的二維與三維顯示狀態(tài)之間的切換。
【專利說明】用于裸眼三維顯示器的二維三維切換裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于裸眼三維顯示器的二維三維切換裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002]三維顯示技術(shù)，是利用一系列的光學手段,使人左右眼產(chǎn)生視差，從而接收到不同 畫面，在大腦形成三維立體效果感知的技術(shù)。三維顯示技術(shù)是推進工業(yè)化與信息化"兩化" 融合的發(fā)動機之一，同時也是工業(yè)界和工業(yè)創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)廣泛應用的基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性的工具技 術(shù)。通過三維科技創(chuàng)意，一些傳統(tǒng)行業(yè)有望加快產(chǎn)業(yè)升級與創(chuàng)新步伐，如廣告?zhèn)髅?、展覽展 示、旅游招商、科研教學、游戲娛樂、工業(yè)設計、地質(zhì)測繪、醫(yī)學診療、軍事、場景重建等多個 行業(yè)，同時，三維街景、三維視頻聊天、三維購物等各種生活化應用，也將因此大熱。
[0003] 三維顯示技術(shù)可以分為眼鏡式和裸眼式兩大類。眼鏡式顧名思義就是一定要配帶 同當前顯示技術(shù)相關(guān)的眼鏡才能看到三維效果。而裸眼式不需要眼鏡的幫助，也可以直接 看到三維效果。
[0004] 近兩年來，裸眼三維技術(shù)已成為數(shù)碼業(yè)界一大熱點。從廣告機、顯示器，到手機、電 視和電腦，國內(nèi)外廠商推出的裸眼三維展示產(chǎn)品，產(chǎn)銷正呈井噴態(tài)勢。裸眼三維顯示器是利 用人兩眼具有視差的特性，在不需要任何輔助設備（如三維眼鏡，頭盔等）的情況下，即可 獲得具有空間、深度的逼真立體形象的顯示系統(tǒng)。裸眼立體影像以其真實生動的表現(xiàn)力，優(yōu) 美高雅的環(huán)境感染力，強烈震撼的視覺沖擊力，深受廣大消費者的青睞。
[0005] 目前的裸眼三維顯示技術(shù)，大多采用棱鏡結(jié)構(gòu)進行分光，如果需要具備二維與三 維顯示狀態(tài)之間的切換功能，棱鏡結(jié)構(gòu)則不再適用，需采用液晶透鏡實現(xiàn)。而液晶透鏡由于 液晶本身的雙折射特性，在大視角上的表現(xiàn)較差，且存在液晶漸變區(qū)，會導致鄰近像素間的 串擾。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種用于裸眼三維顯示器的二維三維切換裝置，能夠方便 的實現(xiàn)裸眼三維顯示器的二維與三維顯示狀態(tài)之間的切換，并能夠避免液晶類型的切換裝 置所存在的視角受限與鄰近像素間的串擾問題。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于裸眼三維顯示器的二維三維切換裝置，包 括第一基板、與第一基板相對設置的第二基板、位于第一基板與第二基板之間且設于第二 基板上的數(shù)個電極、形成于第二基板上且完全覆蓋于該數(shù)個電極表面的介質(zhì)層、及填充于 第一基板與第二基板之間且具有疏水特性的第一液體與具有親水特性的第二液體；所述第 一基板具有棱鏡結(jié)構(gòu)，所述第一基板具有棱鏡結(jié)構(gòu)的一側(cè)與第二基板相對，所述第一基板 的棱鏡結(jié)構(gòu)具有數(shù)個均勻分布的曲面區(qū)域及數(shù)個位于曲面區(qū)域周邊的周邊區(qū)域，所述每個 電極對應一個曲面區(qū)域設置。
[0008] 所述電極為ΙΤ0電極。
[0009] 所述介質(zhì)層為具有疏水特性的絕緣透明材料。
[0010] 所述介質(zhì)層能通過在其上表面聚集電荷而改變其上表面的特性使其具有親水特 性。
[0011] 所述介質(zhì)層的材料為氮化硅。
[0012]所述第一液體的折射率與第一基板的棱鏡結(jié)構(gòu)的折射率相近似，所述第二液體的 折射率與第一基板的棱鏡結(jié)構(gòu)的折射率相區(qū)別。
[0013] 所述第一液體的折射率與第一基板的棱鏡結(jié)構(gòu)的折射率差異小于〇. 05,所述第二 液體的折射率與第一基板的棱鏡結(jié)構(gòu)的折射率差異大于〇. 1。
[0014] 所述第一液體為油，所述第二液體為水。
[0015] 所述周邊區(qū)域設于每兩相鄰曲面區(qū)域之間。
[0016] 相鄰電極之間形成一絕緣凸塊，一個絕緣凸塊正對一個周邊區(qū)域設置。
[0017] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明用于裸眼三維顯示器的二維三維切換裝置，在兩基板 之間設置具有疏水特性的第一液體、具有親水特性的第二液體，通過對電極通電或斷電來 改變介質(zhì)層的親水或疏水特性，利用電浸潤原理控制第一液體或第二液體與棱鏡結(jié)構(gòu)的曲 面區(qū)域接觸，以形成不同的光路，從而能夠方便的實現(xiàn)裸眼三維顯示器的二維與三維顯示 狀態(tài)之間的切換，并能夠避免液晶類型的切換裝置所存在的視角受限與鄰近像素間的串擾 問題，提高裸眼三維顯示器的顯示質(zhì)量。
[0018] 為了能更進一步了解本發(fā)明的特征以及技術(shù)內(nèi)容，請參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細 說明與附圖，然而附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019] 下面結(jié)合附圖，通過對本發(fā)明的【具體實施方式】詳細描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案 及其他有益效果顯而易見。
[0020] 附圖中，
[0021] 圖1為本發(fā)明用于裸眼三維顯示器的二維三維切換裝置在二維顯示狀態(tài)下的剖 面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2為本發(fā)明用于裸眼三維顯示器的二維三維切換裝置在三維顯示狀態(tài)下的剖 面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 為更進一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的優(yōu)選實施 例及其附圖進行詳細描述。
[0024] 本發(fā)明提供一種用于裸眼三維顯示器的二維三維切換裝置，其利用電浸潤 (Electrowetting)原理實現(xiàn)二維與三維顯示狀態(tài)之間的切換。電浸潤是一種微流體現(xiàn)象， 其原理為通過對固體電極和液體間施加外部電壓改變液體的接觸角，進而改變液體的接觸 面積，達到改變光路的目的。
[0025] 請同時參閱圖1與圖2,本發(fā)明的用于裸眼三維顯示器的二維三維切換裝置包括 第一基板1、與第一基板1相對設置的第二基板2、位于第一基板1與第二基板2之間且設 于第二基板2上的數(shù)個電極3、形成于第二基板2上且完全覆蓋于該數(shù)個電極3表面的介質(zhì) 層4、及填充于第一基板1與第二基板2之間且具有疏水特性的第一液體51與具有親水特 性的第二液體52 ;所述第一基板1具有棱鏡結(jié)構(gòu)11，并且第一基板1具有棱鏡結(jié)構(gòu)11的一 側(cè)與第二基板2相對。
[0026] 所述第一基板1的棱鏡結(jié)構(gòu)11具有數(shù)個均勻分布的曲面區(qū)域111及數(shù)個位于曲 面區(qū)域111周邊的周邊區(qū)域112,其中，所述周邊區(qū)域112設于每兩相鄰曲面區(qū)域111之間， 所述每個電極3對應一個曲面區(qū)域111設置。
[0027] 由于所述介質(zhì)層4完全覆蓋所述數(shù)個電極3,故相鄰的電極3之間形成一絕緣凸塊 41，一個絕緣凸塊41正對一個第一基板1上的棱鏡結(jié)構(gòu)11的周邊區(qū)域112設置。
[0028] 優(yōu)選的，所述電極3為ΙΤ0電極。
[0029] 所述介質(zhì)層4為具有疏水特性的絕緣透明材料，并且所述介質(zhì)層4能通過在其上 表面聚集電荷而改變其上表面的特性，使該上表面具有親水特性。
[0030] 優(yōu)選的，所述介質(zhì)層4的材料為氮化硅。
[0031] 所述第一液體51的折射率與第一基板1的棱鏡結(jié)構(gòu)11的折射率相近似，二者折 射率差異小于0. 05。優(yōu)選的，所述第一液體51為油。
[0032] 所述第二液體52的折射率與第一基板1的棱鏡結(jié)構(gòu)11的折射率相區(qū)別，二者折 射率差異大于0. 1。優(yōu)選的，所述第二液體52為水。
[0033] 請參閱圖1，對所述電極3斷電的情況下，本發(fā)明用于裸眼三維顯示器的二維三維 切換裝置在二維顯示狀態(tài)下工作。由于數(shù)個電極3均未通電，此時介質(zhì)層4表現(xiàn)為其自身 的疏水特性，因而具有親水特性的第二液體52與所述介質(zhì)層4的接觸角較大，接觸面積較 小，所述第二液體52聚集在所述棱鏡結(jié)構(gòu)11正對絕緣凸塊41的周邊區(qū)域112處；而由于 所述第一液體51具有疏水特性，其與所述介質(zhì)層4的接觸面積較大，因此第一液體51聚集 在所述棱鏡結(jié)構(gòu)11的曲面區(qū)域111處。
[0034] 因為第一液體51與棱鏡結(jié)構(gòu)11的折射率接近，并且第一液體51聚集在棱鏡結(jié)構(gòu) 11的曲面區(qū)域111處，所以造成棱鏡結(jié)構(gòu)11的折光效果減弱，此時該用于裸眼三維顯示器 的二維三維切換裝置不對透過該裝置的光的傳播方向進行改變，即此時的裸眼三維顯示器 處于二維顯示狀態(tài)。
[0035] 請參閱圖2,對所述電極3通電的情況下，本發(fā)明用于裸眼三維顯示器的二維三維 切換裝置在三維顯示狀態(tài)下工作。通過對數(shù)個電極3施加電壓，使得介質(zhì)層4的上表面聚 集電荷，從而改變介質(zhì)層4的上表面的特性，使該上表面變得具有親水特性。由于第二液體 52具有親水特性，其與所述介質(zhì)層4的接觸面積較大，因此所述第二液體52聚集在棱鏡結(jié) 構(gòu)11的曲面區(qū)域111處，而具有疏水特性的第一液體51與所述介質(zhì)層4的接觸角較大，接 觸面積較小，從而被迫聚集在棱鏡結(jié)構(gòu)11正對絕緣凸塊41的周邊區(qū)域112處。
[0036] 因為第二液體52的折射率與棱鏡結(jié)構(gòu)11的折射率差異較大，并且第二液體52聚 集在棱鏡結(jié)構(gòu)11的曲面區(qū)域111處，所以造成棱鏡結(jié)構(gòu)11對透射光產(chǎn)生折射，實現(xiàn)三維顯 示模式所需要的分光功能，并使得該裸眼三維顯示器完成由二維顯示狀態(tài)到三維顯示狀態(tài) 之間的切換。
[0037] 當裸眼三維顯示器需要由三維顯示狀態(tài)再次切換至二維顯示狀態(tài)時，只需對所述 電極3斷電，取消對電極3施加的電壓即可實現(xiàn)。此時，由于介質(zhì)層4的上表面不再聚集電 荷而導致其恢復自身的的疏水特性，因此具有疏水特性的第一液體51重新聚集在棱鏡結(jié) 構(gòu)11的曲面區(qū)域111處，而具有親水特性的第二液體52則被迫聚集在棱鏡結(jié)構(gòu)11正對絕 緣凸塊41的周邊區(qū)域112處，所述棱鏡結(jié)構(gòu)11的折光效果減弱，使得該裸眼三維顯示器完 成由三維顯示狀態(tài)至二維顯示狀態(tài)的切換。
[0038]綜上所述，本發(fā)明用于裸眼三維顯示器的二維三維切換裝置，在兩基板之間設置 具有疏水特性的第一液體、具有親水特性的第二液體，通過對電極通電或斷電來改變介質(zhì) 層的未水或疏水特性，利用電浸潤原理控制第一液體或第二液體與棱鏡結(jié)構(gòu)的曲面區(qū)域接 觸，以形成不同的光路，從而能夠方便的實現(xiàn)裸眼三維顯示器的二維與三維顯示狀態(tài)之間 的切換，并能夠避免液晶類型的切換裝置所存在的視角受限與鄰近像素間的串擾問題，提 高裸眼三維顯示器的顯示質(zhì)量。
[0039]以上所述，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù) 構(gòu)思作出其他各種相應的改變和變形，而所有這些改變和變形都應屬于本發(fā)明后附的權(quán)利 要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1· 一種用于裸眼三維顯示器的二維三維切換裝置，其特征在于，包括第一基板（1)、與 第一基板（1)相對設置的第二基板（2)、位于第一基板（1)與第二基板（2)之間且設于第二 基板（2)上的數(shù)個電極（3)、形成于第二基板（ 2)上且完全覆蓋于該數(shù)個電極（3)表面的介 質(zhì)層^4)、及填充于第一基板（1)與第二基板 （2)之間且具有疏水特性的第一液體（51)與 具有親水特性的第二液體（52);所述第一基板（1)具有棱鏡結(jié)構(gòu)（11)，所述第一基板（1) 具有棱鏡結(jié)構(gòu)（11)的一側(cè)與第二基板（2)相對，所述第一基板（1)的棱鏡結(jié)構(gòu)（11)具有 數(shù)個均勻分布的曲面區(qū)域（111)及數(shù)個位于曲面區(qū)域（m)周邊的周邊區(qū)域（ 112)，所述每 個電極（3)對應一個曲面區(qū)域（111)設置。
2.如權(quán)利要求1所述的用于裸眼三維顯示器的二維三維切換裝置，其特征在于，所述 電極⑶為Π 0電極。
3·如權(quán)利要求1所述的用于裸眼三維顯示器的二維三維切換裝置，其特征在于，所述 介質(zhì)層（4)為具有疏水特性的絕緣透明材料。
4·如權(quán)利要求3所述的用于裸眼三維顯示器的二維三維切換裝置，其特征在于，所述 介質(zhì)層（4)能通過在其上表面聚集電荷而改變其上表面的特性使其具有親水特性。
5. 如權(quán)利要求4所述的用于裸眼三維顯示器的二維三維切換裝置，其特征在于，所述 介質(zhì)層（4)的材料為氮化硅。
6. 如權(quán)利要求1所述的用于裸眼三維顯示器的二維三維切換裝置，其特征在于，所述 第一液體（51)的折射率與第一基板（1)的棱鏡結(jié)構(gòu)（ U)的折射率相近似，所述第二液體 (52)的折射率與第一基板⑴的棱鏡結(jié)構(gòu)（u)的折射率相區(qū)別。 7_如權(quán)利要求6所述的用于裸眼三維顯示器的二維三維切換裝置，其特征在于，所述 第一液體（51)的折射率與第一基板（1)的棱鏡結(jié)構(gòu)（η)的折射率差異小于0.05,所述第 二液體（5 2)的折射率與第一基板（1)的棱鏡結(jié)構(gòu)（η)的折射率差異大于〇. 1(>
8.如權(quán)利要求6所述的用于裸眼三維顯示器的二維三維切換裝置，其特征在于，所述 第一液體（51)為油,所述第二液體（52)為水。
9·如權(quán)利要求1所述的用于裸眼三維顯示器的二維三維切換裝置，其特征在于，所述 周邊區(qū)域（112)設于每兩相鄰曲面區(qū)域（m)之間。
10.如權(quán)利要求1所述的用于裸眼三維顯示器的二維三維切換裝置，其特征在于，相鄰 電極⑶之間形成一絕緣凸塊（41)，一個絕緣凸塊（41)正對一個周邊區(qū)域（112)設置。
【文檔編號】G02B26/00GK104142578SQ201410415861
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】熊源 申請人:深圳市華星光電技術(shù)有限公司