專利名稱：使用可控液晶透鏡陣列用于3d/2d模式切換的自動(dòng)立體顯示設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自動(dòng)立體顯示設(shè)備，這種設(shè)備包括具有用于產(chǎn)生顯示 的顯示像素陣列的顯示面板以及布置在顯示面板上并且通過其觀看 顯示像素的透鏡裝置。
背景技術(shù)：
一種已知的自動(dòng)立體顯示設(shè)備包括具有顯示像素行列陣列的二 維液晶顯示面板，所述顯示像素行列陣列用作產(chǎn)生顯示的空間光調(diào)制 器。彼此平行延伸的細(xì)長(zhǎng)透鏡單元(element)的陣列覆蓋所述顯示 像素陣列，并且顯示像素是通過這些透鏡單元來觀看的。這些透鏡單 元作為單元片層(a sheet of elements)而提供，每個(gè)單元包括細(xì) 長(zhǎng)半圓柱透鏡單元。這些透鏡單元沿顯示面板的列方向延伸，每個(gè)透 鏡單元覆蓋具有兩個(gè)或更多相鄰列顯示像素的對(duì)應(yīng)組。
在其中例如每個(gè)透鏡單元與兩列顯示像素關(guān)聯(lián)的布置中，每列中 的顯示像素提供相應(yīng)二維子圖像的縱向片段(slice)。所述透鏡片 層將這兩個(gè)片段以及來自與其他透鏡單元關(guān)聯(lián)的顯示像素列的對(duì)應(yīng) 片段導(dǎo)向位于該片層前方的用戶的左右眼，以便用戶觀看到單個(gè)立體 圖像。因此，該透鏡單元片層提供了光輸出導(dǎo)向功能。
在其他布置中，每個(gè)透鏡單元與比如在行方向上具有四個(gè)或更多 相鄰顯示像素的組關(guān)聯(lián)。每組中的對(duì)應(yīng)顯示像素列適當(dāng)?shù)夭贾贸商峁?來自相應(yīng)二維子圖像的縱向片段。隨著用戶頭部從左到右移動(dòng)，感知 到 一 系列連續(xù)不同的立體^見圖，從而建立起例如環(huán)顧印象。
上述設(shè)備提供了有效的三維顯示器。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，為了 提供立體視圖，必需犧牲設(shè)備的水平分辨率。這種分辨率的犧牲對(duì)于 某些應(yīng)用是不可接受的，所述應(yīng)用諸如用于短距離觀看的小文本字符 的顯示或者需要高分辨率的圖形應(yīng)用。因此，已經(jīng)提出了一種可在二 維(2D)模式和三維(3D立體)模式之間切換的自動(dòng)立體顯示設(shè)備。 US-A-6069650中描述了這種設(shè)備，該文獻(xiàn)通過引用全部合并于此。 在這種設(shè)備中，形成一個(gè)或多個(gè)立體對(duì)的不同像素組由觀察者的各個(gè) 眼睛通過透鏡單元進(jìn)行觀看。這些透鏡單元包含電光材料，該電光材 料的折射率可切換以便允許消除透鏡單元的折射效應(yīng)。
在二維模式下，可切換設(shè)備的透鏡單元工作于"通過"模式，即
它們以與光學(xué)透明材料的平片幾乎相同的方式起作用。結(jié)果得到的顯 示器具有與顯示面板的原始分辨率相等的高分辨率，其適用于從短觀 看距離處顯示小文本字符。當(dāng)然，二維顯示模式不能提供立體圖像。
在三維模式下，如上所述，可切換設(shè)備的透鏡單元提供了光輸出 導(dǎo)向功能。結(jié)果得到的顯示器能夠提供立體圖像，但是也必然經(jīng)受如 上所述的分辨率損失。
為了提供可切換顯示模式，可切換設(shè)備的透鏡單元使用諸如液晶 材料之類的電光材料，其折射率可在用于極化光的兩個(gè)不同值之間切 換。于是，通過向設(shè)置在透鏡單元上下方的電極層施加適當(dāng)?shù)碾妱?shì)， 該設(shè)備在這些模式之間進(jìn)行切換。該電勢(shì)改變了透鏡單元相對(duì)于相鄰 光學(xué)透明層的折射率?？商鎿Q地，相鄰光學(xué)透明層可以由電光材料形 成，并具有透鏡單元相對(duì)于光學(xué)透明層的折射率發(fā)生改變的相同結(jié) 果。
然而，當(dāng)在2D模式中以傾斜角度觀看時(shí)，遇到了不希望地顯示 偽影方面的問題。在這樣的角度下，在顯示輸出中存在看起來與透鏡 片層的結(jié)構(gòu)有關(guān)的可見結(jié)構(gòu)，而當(dāng)垂直于顯示面板平面和透鏡陣列觀 看時(shí)，則看不到這種結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
依照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了包括顯示面板以及布置在顯示面 板上的透鏡裝置的可切換自動(dòng)立體顯示設(shè)備，該透鏡裝置包括具有與 光學(xué)透明層相鄰的電光材料的透鏡單元陣列，該電光材料的折射率可 通過有選擇地施加電場(chǎng)來切換，并且其中光學(xué)透明層包括雙折射材料。
如前所述，電光材料的折射率可切換以便向透鏡裝置提供兩種狀 態(tài)在一種狀態(tài)中，例如提供光輸出導(dǎo)向作用；在另一種狀態(tài)中，例 如消除光輸出導(dǎo)向作用。這是2D和3D工作模式。
通過由雙折射材料形成透鏡裝置的光學(xué)透明層，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)在傾
斜角度下的2D模式顯示器中的前述不希望顯示偽影的減少方面的顯 著改進(jìn)。
優(yōu)選地，光學(xué)透明層具有與電光材料基本上相同的尋常折射率以 及可能的非常折射率。
光學(xué)透明層優(yōu)選地包括其中形成陣列透鏡單元的片層狀或板狀 的透鏡主體。每個(gè)透鏡單元可以由主體中具有透鏡形狀的凹槽來限定 (例如半圓柱形凹槽)，其中該凹槽中包含電光材料。
人們相信，不希望的顯示偽影歸因于如下事實(shí)在已知設(shè)備中， 對(duì)應(yīng)于大體上垂直于光學(xué)透明層平面行進(jìn)的光線的光學(xué)透明層的折 射率與對(duì)應(yīng)于以相對(duì)于所述層平面的傾斜角(例如45度)行進(jìn)的光
線的折射率不同。在二維顯示模式下，并且液晶(LC)材料的分子取 向通過在所述層平面兩端施加適當(dāng)?shù)碾妷憾怪庇谒鰧悠矫鏁r(shí)，那 么對(duì)于垂直于所述層的光線而言，通過適當(dāng)?shù)剡x擇相應(yīng)的材料，所述 LC材料和所述層的折射率是匹配的。然而，對(duì)于傾斜光線而言，LC
材料的有效折射率不等于所述尋常折射率(一般大約為I.5)，而是 位于尋常折射率和非常折射率(一般大約為1.7)之間。結(jié)果，光線
將在LC材料和所述層之間的彎曲透鏡表面處折射。這被認(rèn)為向在相 對(duì)于顯示設(shè)備的傾斜角處的觀察者引起可見的顯示偽影結(jié)構(gòu)。顯示偽 影結(jié)構(gòu)的性質(zhì)看起來與所述透鏡裝置的物理結(jié)構(gòu)有關(guān)。通過為所述層 提供雙折射材料而改善LC材料和所述層材料之間的折射率匹配，至 少在一定程度上消除了這些效應(yīng)。
光學(xué)透明層優(yōu)選地包括LC材料和固化聚合物的混合體，所述固 化聚合物例如UV固化聚合物。
光學(xué)透明層優(yōu)選地在與顯示面板表面正交的方向具有1.50和 1. 55之間(更優(yōu)選地在1. 52和1. 54之間)的有效折射率。這與2D 模式下相同方向上的LC材料的折射率相匹配。光學(xué)透明層優(yōu)選地在 與顯示面板表面法線橫向偏移45度的方向上具有1. 55和1. 70之間 的有效折射率。因此，在2D模式下，對(duì)于傾斜光的折射率更大，以 便匹配LC材料中的雙折射性。
因此，光學(xué)透明層優(yōu)選包括在與顯示面板表面正交的第一方向以 及與所述法線方向橫向偏移的第二橫向方向之間具有雙折射性的雙
折射材料。
該電光材料優(yōu)選地是可切換的，以便限定顯示設(shè)備的2D和3D工 作模式。當(dāng)處于2D工作模式下時(shí)，光學(xué)透明層具有基本上與該電光 材料相同的尋常折射率和非常折射率。
本發(fā)明還提供了控制可切換自動(dòng)立體顯示設(shè)備的方法，所述設(shè)備 包括顯示面板以及布置在該顯示面板上的透鏡裝置，該方法包括
-在3D模式下，通過施加電場(chǎng)來切換透鏡單元的電可切換光學(xué) 材料的折射率，從而在該電可切換光學(xué)材料和光學(xué)透明層之間的透鏡 狀邊界處限定了折射率變化；以及
-在2D模式下，切換電可切換光學(xué)材料的折射率，從而在該透 鏡狀邊界處限定了基本上沒有折射率變化，光學(xué)透明層包括雙折射材 料，以便對(duì)于跨越透鏡狀邊界的所有方向基本上都沒有折射率變化。
通過參照附圖對(duì)僅僅通過舉例的方式給出的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例 的下列描述的閱讀，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚明白，在附 圖中


圖1為可以應(yīng)用本發(fā)明的已知自動(dòng)立體顯示設(shè)備的示意性透視
圖2為圖1中示出的已知顯示設(shè)備的詳細(xì)示意圖3A和3B用來解釋圖1中示出的已知顯示設(shè)備的工作原理；
圖4為圖1設(shè)備中的兩個(gè)典型透鏡單元的示意性截面圖，其繪出
了工作時(shí)的光學(xué)效應(yīng)；以及
圖5為類似于圖4的視圖的、依照本發(fā)明的顯示設(shè)備實(shí)施例中的
透鏡陣列的部分視圖。
具體實(shí)施例方式
具有可觀看顯示區(qū)域的可切換顯示設(shè)備是已知的，所述可切換顯 示設(shè)備可以在二維顯示模式和三維顯示模式之間進(jìn)行切換。模式之間 的切換是通過在由諸如LC材料之類的電光材料制成的透鏡單元陣列 兩端施加電場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)的。在二維模式下，這些透鏡單元表現(xiàn)得像普通 的透明材料片層。在三維模式下，這些透鏡單元提供光輸出導(dǎo)向功能
以便允許感知到立體圖像。
圖1為可以將本發(fā)明應(yīng)用其中的已知可切換自動(dòng)立體顯示設(shè)備1 的示意性透視圖。顯示設(shè)備1以展開的形式示出。
已知設(shè)備1包括用作空間光調(diào)制器以產(chǎn)生顯示的有源矩陣類型
的液晶顯示面板3。顯示面板3具有以行和列設(shè)置的顯示像素5的正 交陣列。為了清楚起見，圖中僅示出了少量的顯示像素5。在實(shí)踐中， 顯示面板3可以包括大約一千行以及數(shù)千列的顯示像素5。
液晶顯示面板3的結(jié)構(gòu)完全是常規(guī)的。特別地，面板3包括一對(duì) 隔開的透明玻璃基底，在這些透明玻璃基底之間提供了對(duì)準(zhǔn)的扭曲向 列型或其他液晶材料。這些基底在它們面對(duì)的表面上帶有透明氧化銦 錫(IT0)電極圖案。在這些基底的外表面上還提供了極化層。
每個(gè)顯示像素5包括所述基底上的相對(duì)電極，其間具有介入的液 晶材料。顯示像素5的形狀和布置由這些電極的形狀和布置所確定。 顯示像素5以一定間隙彼此有規(guī)則地隔開。
每個(gè)顯示像素5與切換單元相關(guān)聯(lián)，該切換單元例如為薄膜晶體 管(TFT)或薄膜二極管(TFD)。顯示像素進(jìn)行操作來通過向切換單 元提供尋址信號(hào)而產(chǎn)生顯示，并且適當(dāng)?shù)膶ぶ贩桨笇?duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人 員來說是已知的。
顯示像素5之間的間隙由不透明黑色掩模覆蓋。該掩模以光吸收 材料柵格的形式提供。該掩模覆蓋切換單元并且限定了各個(gè)顯示像素 區(qū)域。
顯示面板3由光源7照射，光源7在這種情況下包括在顯示像素 陣列的區(qū)域上延伸的平面背光。來自光源7的光被導(dǎo)向通過顯示面板 3，其中驅(qū)動(dòng)各個(gè)顯示像素5以便調(diào)制光并且產(chǎn)生顯示。
顯示設(shè)備1還包括透鏡裝置，該透鏡裝置包含在顯示面板3的顯 示輸出側(cè)上定位的透鏡單元設(shè)置9，可對(duì)所述透鏡單元設(shè)置進(jìn)行控制 以便有選擇地執(zhí)行視圖形成功能。透鏡單元設(shè)置9包括彼此平行延伸 的透鏡單元ll的陣列，其中為了清楚起見，只有一個(gè)以夸大的維度 示出。
圖2中更詳細(xì)地示意性示出了透鏡單元設(shè)置9,該設(shè)置9以展開 的形式示出。
參照?qǐng)D2,可以看出透鏡單元設(shè)置9包括一對(duì)透明玻璃基底13、
15,在它們面對(duì)的表面上提供了由氧化銦錫(IT0)制成的透明電極 層17、 19。每個(gè)電極層17、 19具有多個(gè)平行細(xì)長(zhǎng)電極的形式，并且 各個(gè)不同層17、 19的電極被設(shè)置成彼此垂直。這些細(xì)長(zhǎng)電極之間設(shè) 置有小的間隙，以便允許它們被單獨(dú)地尋址。
在基底13、 15之間，與這些基底中的上基底13相鄰地提供了構(gòu) 成透鏡主體并且呈片層狀或板狀、具有逆透鏡結(jié)構(gòu)的光學(xué)透明層21。 透鏡主體21通過使用復(fù)制技術(shù)由塑料材料制造。也在基底13、 15之 間，與這些基底中的下基底15相鄰地提供了向列型液晶材料23。如 圖所示，透鏡主體21的逆透鏡結(jié)構(gòu)使得液晶材料23在透鏡主體21 和下基底15之間呈現(xiàn)平行細(xì)長(zhǎng)的半圓柱透鏡形狀。主體21的逆透鏡 結(jié)構(gòu)以及下基底15與液晶材料23接觸的表面還具有用于對(duì)液晶材料 23進(jìn)行定向的定向?qū)?5和26。
使用時(shí)，圖1中示出的已知可切換顯示設(shè)備1可進(jìn)行操作來提供 顯示輸出，其分立的部分可以單獨(dú)地或者組合地在二維(2D)和三維 (3d)顯示模式之間切換。通過這種方式，可以在三維顯示區(qū)域中提 供一個(gè)或多個(gè)二維顯示窗。
顯示輸出的分立部分在這些模式之間的可切換性是通過在由液 晶材料23制成的透鏡單元兩端施加電場(chǎng)來實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)電場(chǎng)通過在 電極層17、 19的電極之間施加電勢(shì)而生成。
將電勢(shì)施加到每個(gè)電極層17、 19的細(xì)長(zhǎng)電極中的選定數(shù)目個(gè)相 鄰電極上。對(duì)上電極的選擇限定了要切換的顯示窗的高度，對(duì)下電極 的選擇限定了要切換的顯示窗的寬度。
代替如圖所示進(jìn)行細(xì)分的是，電極17、 19每個(gè)都可以是沿所述 像素陣列連續(xù)延伸的單個(gè)電極，并且可以通過簡(jiǎn)單地向其施加適當(dāng)?shù)?電壓來進(jìn)行操作以便在2D和3D顯示模式之間整體地切換顯示輸出。
所施加的電勢(shì)使得顯示區(qū)域的選定部分中的透鏡單元在維持和 去除光輸出導(dǎo)向功能之間切換，現(xiàn)在將參照?qǐng)D3A和3B來對(duì)之進(jìn)行闡 述。由于其靜態(tài)介電各向異性，因而可以通過施加的電場(chǎng)來控制LC 材料的取向。在光學(xué)領(lǐng)域中，也存在介電各向異性并且LC材料的折 射率與相對(duì)介電常數(shù)有關(guān)。LC材料具有尋常折射率和非常折射率， 前者適用于電場(chǎng)極化垂直于導(dǎo)向器的光，后者適用于電場(chǎng)極化平行于 導(dǎo)向器的光。
圖3A為沒有向電極施加電勢(shì)時(shí)透鏡單元裝置9的一部分的示意 性截面圖。這里，定向?qū)?5和26的摩擦方向以及顯示光的極化處于 z方向。結(jié)果，可以將盡管在光學(xué)上為雙折射的有效透鏡近似為折射 率與LC材料的非常折射率相對(duì)應(yīng)的各向同性透鏡。在這種狀態(tài)下， 對(duì)于由顯示面板提供的線性極化光，液晶材料23的折射率充分大于 所述主體21的折射率，并且透鏡的形狀因而如圖所示提供光輸出導(dǎo) 向功能。
圖3B為向電極施加大約50伏特的交變電勢(shì)時(shí)，透鏡單元布置9 的一部分的示意性截面圖。電場(chǎng)在y方向上形成，并且LC分子與場(chǎng) 線對(duì)齊。結(jié)果，導(dǎo)向器處于y方向。來自顯示面板的光的極化方向是 線性極化的。如果顯示的極化處于z方向，那么有效透鏡將具有尋常 折射率，并且由于在LC材料和透鏡主體21之間存在折射率匹配，因 而光不會(huì)被折射。因此，在這種狀態(tài)下，對(duì)于由顯示面板提供的線性 極化光，LC材料23的折射率與主體21的逆透鏡結(jié)構(gòu)的折射率基本 上相同，所以如圖所示抵消了所述透鏡形狀的光輸出導(dǎo)向功能。因此， 所述陣列實(shí)際上在"通過"模式下作用。
如果如圖3A所示維持了光輸出導(dǎo)向功能，那么由LC材料23限 定的透鏡單元用作凸圓柱透鏡并且提供從顯示面板3到位于顯示設(shè) 備1前方的用戶眼睛的不同圖像或視圖。因此，可以提供三維圖像。
如果如圖3B所示去除了光輸出導(dǎo)向功能，那么由液晶材料23限 定的透鏡單元表現(xiàn)得像凸圓柱透鏡扁平片層那樣。因此，可以提供利 用了顯示面板3的全部原始分辨率的高分辨率二維圖像。
控制電勢(shì)以便在顯示模式之間進(jìn)行切換由控制器12提供給透鏡 單元布置9的電極。
已知可切換自動(dòng)立體顯示設(shè)備的結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)可以從美國(guó) 專利說明No. 6069650中獲悉，可以參見該文獻(xiàn)獲得其內(nèi)容。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在2D模式下以相對(duì)于顯示面板平面的傾斜角(例 如以大約45度)觀看時(shí)，在該設(shè)備的顯示輸出中可見到不希望的顯 示偽影。這些偽影呈可見暗帶或陰影線的形式，其結(jié)構(gòu)看起來與透鏡 陣列的結(jié)構(gòu)有關(guān)。當(dāng)垂直于顯示面板觀看2D模式顯示輸出時(shí)，該偽 影結(jié)構(gòu)不存在。人們相信，這些偽影歸因于一些殘余透鏡效應(yīng)。
該結(jié)構(gòu)的可見性可以闡述如下。在2D模式下，在透鏡單元的兩
端施加電壓并且LC材料的分子垂直定向，即近似與顯示面板3的平 面正交。圖4示意性地說明了該陣列中的兩個(gè)代表性透鏡單元在這種 模式下的應(yīng)用效果，并且示出了這些單元中LC材料的垂直定向。由 于LC材料和透鏡主體21的折射率匹配，基本上垂直于顯示面板和透 鏡陣列而行進(jìn)的光線在透鏡表面(LC材料23和透鏡主體21之間的 半圓柱邊界)處沒有遇到折射率的變化，并且因此光的路徑不變。圖 4中的左側(cè)透鏡單元繪出了這一點(diǎn)。
然而，對(duì)于傾斜光線而言，LC材料23的有效折射率不等于尋常 折射率(一般大約為1.5)，而是具有尋常折射率和非常折射率(一 般大約為1. 7)之間的值。結(jié)果，如圖4中的右側(cè)透鏡單元所示，光 線將在彎曲透鏡表面處發(fā)生折射。因此，由于LC材料的雙折射特性， 當(dāng)以傾斜角觀看顯示器時(shí)，存在殘余透鏡效應(yīng)。看起來透鏡單元的焦 距是角度相關(guān)的。在垂直于顯示面板的法向角度下，光焦度為零，而 對(duì)于更大的觀看角度，光焦度增加。對(duì)于某個(gè)觀看角度而言，透鏡單 元的焦點(diǎn)位于顯示面板的像素結(jié)構(gòu)處。結(jié)果，圍繞該面板中的像素的 黑矩陣成像于無窮遠(yuǎn)處，并且這被認(rèn)為是可見偽影結(jié)構(gòu)的原因。
為了克服這個(gè)問題，將雙折射材料用于透鏡主體21。優(yōu)選地， 雙折射材料具有與LC材料相同的尋常折射率和非常折射率。
其效果如圖5所示，該圖是包括兩個(gè)典型的透鏡單元11的透鏡 陣列9的一部分的截面圖，并且其類似于圖4的視圖。透鏡主體21 中光軸的取向優(yōu)選地沿著垂直方向，這如圖5所示。
在3D工作模式下，來自顯示面板的光被極化，以便在透鏡表面 處產(chǎn)生折射。光線在LC材料23中遇到非常折射率并且在透鏡主體 21中遇到尋常折射率。因此，垂直方向的光線在透鏡表面處沒有遇
到折射率的變化并且不發(fā)生折射。
在2D工作模式下，如圖5所示，在透鏡單元兩端施加電壓并且 LC材料分子再次垂直定向。在這種模式下，LC材料和透鏡主體21材 料的尋常折射率和非常折射率相匹配，而且在透鏡表面處不存在折 射。圖5左側(cè)的透鏡單元11繪出了垂直行進(jìn)的光的效果，而右側(cè)的 透鏡單元11繪出了傾斜行進(jìn)的光的效果。由圖可知，在這兩種情況 下，光線在透鏡表面處都沒有遇到折射率的變化并且不發(fā)生折射。
特別地，光學(xué)透明層包括雙折射材料，該雙折射材料在與顯示面
板表面正交的第一方向(即圖5中左圖所示的垂直方向)和第二橫向 方向(即如右圖所示具有橫向分量)之間具有雙折射性。
更詳細(xì)而言，透鏡單元11內(nèi)的LC材料23可以由均勻單軸各向 異性介質(zhì)來近似。光在單軸各向異性介質(zhì)中的傳播可以通過兩種獨(dú)立 的極化模式來描述。每種獨(dú)立模式的折射率取決于極化方向以及相對(duì) 于雙折射介質(zhì)的光軸的傳播方向。帶有尋常折射率的尋常(0)波具 有垂直于光軸的極化方向以及波矢量kQ。非常(E)波具有與0波的 極化方向垂直的極化方向。E波的非常折射率取決于波矢量b和光軸 之間的角度3。
區(qū)分0波的傳播和E波的傳播是可能的。對(duì)于0波而言，折射率 不取決于傳播方向。然而，對(duì)于E波而言，根據(jù)相對(duì)于光軸的傳播方 向，存在折射率的變化。換言之，折射率還取決于觀看角度。如果角 度3增大，那么有效折射率也增大。對(duì)于某個(gè)觀看角度，透鏡的折 光力已經(jīng)達(dá)到其中可切換透鏡的焦點(diǎn)正好位于顯示面板的像素結(jié)構(gòu) 處的值。
在圖5的設(shè)備中，透鏡主體21是光學(xué)雙折射的，光軸在垂直y 方向。用于可切換透鏡單元的LC材料23例如具有1. 527的尋常折射 率和1. 766的非常折射率。通過改變雙折射透鏡主體21的折射率， 改變了透鏡單元的折光力。為了為0波得到完美的折射率匹配，將透 鏡主體21的尋常折射率選擇成基本上等于LC材料23的尋常折射率。 結(jié)果，對(duì)于0波不存在透鏡效應(yīng)。
在3D模式下，該設(shè)備的性能沒有受到明顯的影響。
雙折射透鏡主體可以包括固化光敏聚合物(例如2P)和LC材料 的混合體。該混合體例如通過UV固化來聚合。
在一個(gè)次優(yōu)選實(shí)施例中，透鏡主體21的材料的非常折射率可以 不與LC材料23的非常折射率匹配。盡管在這個(gè)實(shí)施例中，在透鏡表 面處仍然可能存在一些折射，但是它將遠(yuǎn)小于已知設(shè)備中的情況。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，各種修改和變型是可能的。
權(quán)利要求
1. 一種可切換自動(dòng)立體顯示設(shè)備，包括顯示面板(3)以及設(shè)置在該顯示面板上的透鏡裝置(9)，所述透鏡裝置包括具有與光學(xué)透明層(21)相鄰的電光材料(23)的透鏡單元(11)陣列，所述電光材料(23)的折射率可通過電場(chǎng)的有選擇施加來切換，并且其中所述光學(xué)透明層(21)包括雙折射材料。
2. 依照權(quán)利要求1的設(shè)備，其中所述光學(xué)透明層(21)具有與 所述電光材料(23)基本上相同的尋常折射率和非常折射率。
3. 依照權(quán)利要求l或權(quán)利要求2的設(shè)備，其中所述電光材料(23) 包括液晶材料。
4. 依照權(quán)利要求1-3中任何一項(xiàng)的設(shè)備，其中所述顯示面板(3) 包括液晶顯示面板。
5. 依照前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求的設(shè)備，其中所述光學(xué)透明層 (21)包括LC材料和固化聚合物的混合體。
6. 如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述固化聚合物是UV固化的。
7. 如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述光學(xué)透明層 (23)在與所述顯示面板的表面正交的方向上具有1.50和1.55之間的有效折射率。
8. 如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述光學(xué)透明層 (23)在與所述顯示面板表面法線橫向偏移45度的方向上具有1.55和1. 70之間的有效折射率。
9. 如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述光學(xué)透明層 (21 )包括在與所述顯示面板表面正交的第一方向以及與所述法線方向橫向偏移的第二橫向方向之間具有雙折射性的雙折射材料。
10. 如前面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其中所述電光材料 (23 )可進(jìn)行切換以便定義所述顯示設(shè)備的2D和3D工作模式。
11. 如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中當(dāng)處于2D工作模式時(shí)，所 述光學(xué)透明層(21)具有與電光材料(23)基本上相同的尋常折射率 和非常折射率。
12. —種控制可切換自動(dòng)立體顯示設(shè)備的方法，所述設(shè)備包括顯 示面板(3)以及設(shè)置在該顯示面板上的透鏡裝置(9 ),該方法包括 -在3D模式下，通過施加電場(chǎng)來切換透鏡單元的電可切換光學(xué) 材料(23)的折射率，從而在該電可切換光學(xué)材料(23)和光學(xué)透明 層(21 )之間的透鏡狀邊界處限定了折射率變化；以及-在2D模式下，切換所述電可切換光學(xué)材料(23)的折射率， 從而在所述透鏡狀邊界處限定了基本上沒有折射率變化，所述光學(xué)透 明層(21)包括雙折射材料，從而對(duì)于跨越所述透鏡狀邊界的所有方 向基本上都沒有折射率變化。
13. 依照權(quán)利要求12的方法，其中所述光學(xué)透明層(21)具有 與電光材料(23)基本上相同的尋常折射率和非常折射率。
14. 依照權(quán)利要求12或權(quán)利要求13的方法，其中所述電光材料 (23)包括液晶材料。
15. 如權(quán)利要求12-14中任何一項(xiàng)所述的方法，其中所述光學(xué)透 明層(21)在與所述顯示面板的表面正交的方向上具有1.50和1.55 之間的有效折射率。
16. 如權(quán)利要求12-15之一所述的方法，其中所述光學(xué)透明層 (21 )在與所述顯示面板表面法線橫向偏移45度的方向上具有1. 55和1. 70之間的有效折射率。
全文摘要
一種自動(dòng)立體顯示設(shè)備具有覆蓋顯示面板(3)的透鏡單元(11)陣列(9)，這些透鏡單元包括電光材料(23)并且可切換以便允許2D和3D觀看模式。所述電光材料(例如液晶材料)包含在與以透鏡主體(21)形式的光學(xué)透明層相鄰的位置。雙折射材料用于所述透鏡主體，其尋常折射率和非常折射率優(yōu)選地基本上匹配所述電光材料的尋常折射率和非常折射率。
文檔編號(hào)H04N13/00GK101395928SQ200780007667
公開日2009年3月25日 申請(qǐng)日期2007年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月3日
發(fā)明者M·斯盧伊特, S·T·德茲沃特, W·L·伊澤曼 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司