[发明专利]可切换菲涅耳透镜及其制造方法

说明书

技术领域

本文件涉及可切换菲涅耳透镜及其制造方法。

背景技术

由于立体图像再现技术应用于诸如电视机或者监视器这样的显示装置，现在已经进入了人们甚至在家里也可以观看3D立体图像的时代。立体图像显示器可以被划分为可佩戴的眼镜型和无眼镜型。眼镜型显示器被配置为通过改变直视显示器或者投影器的偏振方向或者按照时分方式在其上显示左视差图像和右视差图像。这样，眼镜型显示器就利用偏振眼镜或者液晶快门眼镜实现了立体图像。对于无眼镜型，显示器可以包括诸如视差屏障和透镜这样的光学部件，用于分离左视差图像和右视差图像的光轴。这样，无眼镜型显示器就可以被安装在显示屏的前方或者后方。

图1示出了使用透镜的无眼镜型立体图像显示装置的示例。

参照图1，无眼镜型立体图像显示装置包括被布置在显示板的像素阵列前方的透镜LENS。透镜LENS将来自被写入左眼图像L的像素的光的光轴和来自被写入右眼图像R的像素的光的光轴分离开。在观看者通过透镜LENS用左眼看到被写入左眼图像L的像素的同时，观看者通过透镜LENS用右眼看到被写入右眼图像R的像素，因而使观众能够感知到双目视差并且观看到立体图像。具有图1所示结构的透镜LENS的厚度t较大。

如图1所例示的，透镜LENS一般被实现为凸柱面透镜阵列，其截面是半球形或者椭球形。最近已经提出了一种将透镜LENS实现为密封了液晶的可切换透镜的方法。通过经电极向液晶分子施加电场并且改变液晶分子的折射率来形成可切换透镜，并且通过控制向电极施加的驱动电压使得容易在2D模式和3D模式之间切换。例如，在美国专利申请13/077,565（2011.03.01）和13/325,272（2011.12.14）中本申请人提出了可切换屏障（barrier）和和可切换透镜。然而，即使透镜LENS被实现为可切换透镜，透镜的厚度也造成单元间隔变得更厚，这是人们不期望看到的。

发明内容

本发明旨在提供可以被制造的很薄的可切换菲涅耳透镜及其制造方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种可切换透镜结构，所述可切换透镜结构包括：具有第一电极的上板；具有第二电极的下板；以及透镜单元，所述透镜单元包括被密封在所述上板与所述下板之间的液晶层，其中，所述透镜单元被配置为基于根据所述第一电极和所述第二电极在所述透镜单元中产生的电场而排列为透镜阵型（formation）。

根据本发明的另一个方面，提供了一种制造和操作可切换透镜的方法，所述方法包括以下步骤：形成包括第一电极的上板；形成包括第二电极的下板；在所述上板与所述下板之间形成透镜单元；在所述透镜单元中产生电场使得在所述透镜单元内排列为透镜阵型，其中所述透镜阵型包括由断续边界分开的多个透镜部分。

根据本发明的另一个方面，提供了一种显示装置，所述显示装置包括：显示板；被配置为驱动所述显示板的显示板驱动器；被配置为布置在所述显示板上方的可切换透镜，所述可切换透镜包括透镜单元层；被配置为驱动所述可切换透镜的透镜板驱动器；以及被配置为控制向显示板驱动器和所述透镜板驱动器施加的电压的定时控制器，使得针对3D模式所述定时控制器向所述可切换透镜提供电压以在所述透镜层产生电场，并且针对2D模式所述定时控制器不向所述可切换透镜提供电压，其中，针对3D模式基于在透镜单元层中产生的电场在所述透镜单元层内形成所述透镜阵型，其中，所述透镜阵型包括由断续边界分开的多个透镜部分。

附图说明

附图被包括进来以提供对本发明的进一步理解，并结合到本申请中且构成本申请的一部分，这些附图例示了本发明的实施方式，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1示出使用透镜的无眼镜型立体图像显示装置的示例；

图2是示出根据本发明的示例性实施方式的可切换菲涅耳透镜的截面图；

图3是示出图2的可切换菲涅耳透镜的同心圆之间的边界的放大截面图；

图4是示出根据本发明的示例性实施方式的可切换菲涅耳透镜的制造方法的步骤的流程图；

图5A到图5F是详细示出图4的用于立体图像显示装置的透镜的制造方法的每一个步骤的截面图；

图6是示出在可切换菲涅耳透镜的断续边界处形成的隔墙（barrier rib）的截面图；

图7是示出根据本发明的可切换菲涅耳透镜的模拟数据的图；

图8是示出根据本发明的示例性实施方式的立体图像显示装置的框图。

具体实施方式