專利名稱：可切換三維轉(zhuǎn)換器件、其制造方法和立體圖像顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及立體圖像顯示裝置，更具體地，涉及具有通過(guò)壓印以預(yù)定高度穩(wěn)固地形成的間隔體的可切換三維轉(zhuǎn)換器件及其制造方法以及具有該可切換三維轉(zhuǎn)換器件的立體圖像顯示裝置。
背景技術(shù)：
用于在高速通信網(wǎng)絡(luò)上迅速提供信息的服務(wù)已經(jīng)從諸如電話提供的“聽(tīng)和說(shuō)”服務(wù)發(fā)展到使用數(shù)字終端的用于快速處理文本、語(yǔ)音和圖像數(shù)據(jù)的“看和聽(tīng)”多媒體服務(wù)，并且為了“超出時(shí)間和空間地三維地觀看和享受”，服務(wù)終將發(fā)展到提供真實(shí)立體觀看和娛樂(lè)的三維立體信息通信服務(wù)?？傮w而言，眼睛基于立體成像原理形成三維圖像。由于兩眼之間具有視差(即，由于兩只眼睛彼此分開(kāi)約65mm)，左眼和右眼觀察到稍微不同的圖像。由于兩只眼睛的位置之間的這種差異造成的圖像之間的差異被稱為“雙眼視差”。根據(jù)這種雙眼視差，三維圖像顯示裝置使得左眼僅能看到針對(duì)左眼的圖像而右眼僅能看到針對(duì)右眼的圖像。也就是說(shuō)，左眼和右眼看到兩個(gè)不同的二維圖像。一旦視網(wǎng)膜接收到這些圖像并將它們發(fā)送到大腦，它們就被大腦處理為三維圖像，向觀看者提供深度感。這種功能通常稱為“立體成像”，并且具有這種能力的裝置被稱為立體圖像顯示裝置。另外，立體顯示裝置可以根據(jù)用于實(shí)現(xiàn)三維(3D)顯示的組件進(jìn)行分類。例如，利用液晶層的器件被稱為電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡型器件，其中，液晶層能夠按照與透鏡大體相同的方式改變光路并且弓I發(fā)光路差?？傮w而言，液晶顯示器件包括兩個(gè)相對(duì)的電極，在這兩個(gè)電極之間插入有液晶層。 向上述兩個(gè)電極施加電壓可以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)液晶層中的液晶分子的電場(chǎng)。液晶分子具有極性和光學(xué)各向異性。極性意味著液晶分子具有不同的電荷，當(dāng)把液晶分子置于電場(chǎng)中時(shí)，液晶分子移動(dòng)到電場(chǎng)的相應(yīng)端并且朝向特定方向(極化)，由此允許根據(jù)所施加的電場(chǎng)來(lái)修改分子排列。另一方面，光學(xué)各向異性意味著，基于液晶分子的細(xì)長(zhǎng)和狹窄結(jié)構(gòu)以及分子排列的上述取向，光的路徑或者光的偏振根據(jù)光的入射角或者其偏振而變化。結(jié)果，液晶層由于施加于兩個(gè)電極的電壓而在透光率方面具有差異，并且液晶層可以通過(guò)針對(duì)各個(gè)像素改變?cè)摬町悂?lái)顯示圖像。近年來(lái)，已經(jīng)提出了一種具有基于液晶分子的特征的用作透鏡的液晶層的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡。具體地，該透鏡利用透鏡材料和空氣之間的折射率的差異來(lái)控制該透鏡上每個(gè)位置的入射光路。為了形成電場(chǎng)而根據(jù)電極的不同部分向液晶層施加不同電壓，液晶層可以被驅(qū)動(dòng)并且進(jìn)入液晶層的入射光可以感覺(jué)到在入射到液晶層的不同位置處的相位變化。結(jié)果，液晶層可以像真實(shí)的透鏡那樣控制入射光的路徑。以下描述用于說(shuō)明本領(lǐng)域通常使用的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡。圖1是例示相關(guān)技術(shù)的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的橫截面圖，并且圖2是例示由相關(guān)技術(shù)
4的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡形成的透鏡的示意圖。參照?qǐng)D1，相關(guān)技術(shù)的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡包括彼此相對(duì)布置的第一基板10和第二基板和20、以及夾在第一基板10和第二基板20之間的液晶層30。在此情況下，第一基板10具有按第一間隔布置的多個(gè)第一電極11，并且相鄰的第一電極11之間的距離被稱為“間距(pitch)”。這些第一電極通過(guò)按該間距循環(huán)地重復(fù)相同的圖案而形成。與第一基板10相對(duì)地設(shè)置的第二基板20可以具有占其整個(gè)內(nèi)表面的第二電極 21。這里，由于液晶層30中的液晶分子基于電場(chǎng)的強(qiáng)度和分布而動(dòng)作，因此這些液晶分子遵循拋物線電勢(shì)曲線，由此具有類似于圖2所示的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的相位分布。為了維持第一基板10與第二基板20之間的預(yù)定間隙，設(shè)置有球形間隔體40。球形間隔體40隨機(jī)地分散在任一基板上并且在基板的表面上自由運(yùn)動(dòng)，即，球形間隔體40不固定到確定的位置。相關(guān)技術(shù)的這種電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡是在向第一電極1施加了高電壓并且使第二電極12接地的特定條件下制造的。這些電壓條件造成電場(chǎng)強(qiáng)度在第一電極11的中央處達(dá)到峰值，同時(shí)隨著與第一電極11的距離增大而減小。因此，當(dāng)形成液晶層30的液晶分子具有正介電各向異性時(shí)，這些分子沿垂直場(chǎng)排列，這些分子在第一電極11的中央處垂直向上并且隨著與第一電極11的距離增大而向水平線傾斜。因此，鑒于圖2所示的光透射率，光路在第一電極11的中央處短并且隨著與第一電極11的距離增大而延長(zhǎng)。例示了這種基于相位圖案的情況，可以獲得與具有拋物面表面的透鏡相似的光透射效果。在這一方面，第一電極11和第二電極21造成液晶電場(chǎng)的行為并引發(fā)光折射率達(dá)到拋物線空間位置函數(shù)模式。第一電極11還對(duì)應(yīng)于透鏡的角部(邊緣區(qū)域)。這里，由于第一電極11接收比施加于第二電極21的電壓稍高的電壓，如圖2所示，在第一電極11和第二電極21之間產(chǎn)生電勢(shì)差，由此在第一電極11上造成急劇傾斜的電場(chǎng)。因此，液晶不具有平滑的分布而是被稍稍扭曲，由此不具有拋物線型折射率分布或者對(duì)所施加的電壓非常敏感。如上所述的相關(guān)技術(shù)的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡具有以下問(wèn)題。相關(guān)技術(shù)的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡可以通過(guò)以下方式形成形成液晶，并且在液晶的兩側(cè)彼此相對(duì)布置的兩個(gè)基板上形成電極，并且向電極施加電壓，這消除了對(duì)具有拋物面表面的透鏡的需要。為了穩(wěn)定地維持布置在兩個(gè)基板之間的液晶層的單元間隙，在兩個(gè)基板之間散布有球形間隔體。然而，液晶在存在這些間隔體的特定位置處不起作用，因此由于被這些球形間隔體遮擋而既不實(shí)現(xiàn)透鏡效果也不顯示圖像。另外，這些球形間隔體可以引發(fā)光散射，從而產(chǎn)生3D顯示器中的串?dāng)_。另外，可能遭遇的其它問(wèn)題例如包括在存在球形間隔體的位置處的反射、當(dāng)球形間隔體由于其的流動(dòng)性(即移動(dòng)性)而在液晶場(chǎng)透鏡中移動(dòng)時(shí)引起的如雨點(diǎn)效果的錯(cuò)誤等。此外，當(dāng)增加單元間隙以增加電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的高度時(shí)，各球形間隔體必須具有相應(yīng)大的直徑。然而，球形間隔體的直徑的增大可導(dǎo)致球形間隔體的整個(gè)體積的增大。結(jié)果，不僅被球形間隔體遮擋的頂部和底部面積可能擴(kuò)大，而且被球形間隔體遮擋的左側(cè)和右側(cè)面積也可能擴(kuò)大。簡(jiǎn)要地說(shuō)，如果球形間隔體具有增大的直徑，則透鏡被球形間隔體遮擋的面積可以增大，由此減小孔徑比。此外，隨著直徑增大，存在對(duì)制造球形間隔體的新穎材料的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題，并且本發(fā)明的目的是提供一種具有通過(guò)壓印以預(yù)定高度穩(wěn)固形成的間隔體的可切換3D轉(zhuǎn)換器件、其制造方法、以及利用其的立體圖像顯示裝置。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供一種制造可切換3D轉(zhuǎn)換器件的方法，該方法包括以下步驟在第一基板的內(nèi)表面上設(shè)置第一電極；在第一電極上施敷預(yù)定厚度的樹(shù)脂材料；將模結(jié)構(gòu)置于所述樹(shù)脂材料上，所述模結(jié)構(gòu)具有形成為預(yù)定深度的不平坦部分 (凹部)；利用所述模結(jié)構(gòu)壓印所述樹(shù)脂材料，以便形成間隔體圖案；對(duì)所述間隔體圖案進(jìn)行干法刻蝕以形成間隔體；在第二基板上形成多個(gè)第二電極，所述多個(gè)第二電極彼此隔開(kāi)并且分別具有沿一個(gè)方向的縱軸；以及將所述第一基板和所述第二基板彼此相對(duì)地布置， 在所述第一基板和所述第二基板之間形成液晶層，并且接合所述第一基板和所述第二基板。所述模結(jié)構(gòu)中的所述凹部的深度可以對(duì)應(yīng)于所述間隔體的高度。這里，所述間隔體圖案可以包括具有預(yù)定形狀并且填充所述凹部的樹(shù)脂材料和留在所述樹(shù)脂材料周圍的殘留物。在此情況下，通過(guò)干法刻蝕所述間隔體圖案來(lái)形成所述間隔體的步驟可以包括將所述間隔體圖案的正面切除到預(yù)定厚度以去除所述殘留物的步驟。在進(jìn)行干法刻蝕期間，優(yōu)選地施加氧等離子體。在向背板施敷塑模樹(shù)脂后，經(jīng)施敷的背板被定位為面向具有凸部的母模，使得能夠形成與所述凸部相對(duì)應(yīng)的所述凹部。所述模結(jié)構(gòu)中的所述凹部的深度可以從10 μ m到30 μ m。這里使用的所述樹(shù)脂材料可以是光固化聚合物前驅(qū)體，并且該光固化聚合物前驅(qū)體可以包含交聯(lián)劑。利用所述模結(jié)構(gòu)壓印所述樹(shù)脂材料，可以形成間隔體圖案。本發(fā)明的方法還可以包括在所述第一基板的外表面上照射光以硬化所述間隔體圖案的步驟。為了實(shí)現(xiàn)前述目的而利用上述方法制造的可切換3D轉(zhuǎn)換器件可以具有第一電壓源，在按預(yù)定間距劃分所述第二基板后，所述第一電壓源向所述第二電極施加電壓，其中， 電壓從間距的中央開(kāi)始向其邊緣增大。另外，所述可切換3D轉(zhuǎn)換器件可以具有第一電壓源，以在按預(yù)定間距劃分所述第二基板并且在每一個(gè)所述間距中將一區(qū)域與剩余區(qū)域分隔開(kāi)之后，同時(shí)向分別設(shè)置在所述一區(qū)域和另一區(qū)域中的所述多個(gè)第二電極施加不同的第一電壓和第二電壓。在此情況下，所述第一電極可以具有向所述第一電極施加接地電壓或閾值電壓的
第二電壓源。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的前述目的，本發(fā)明還提供一種立體顯示裝置，該立體顯示裝置包括使用上述方法制造的可切換3D轉(zhuǎn)換器件；第一電壓源，在按預(yù)定間距劃分所述第二基板后，所述第一電壓源向多個(gè)第二電極施加電壓，其中，所述電壓從間距的中央開(kāi)始向其邊緣增大；以及第二電壓源，其向所述第一電極施加接地電壓或閾值電壓；以及顯示板，其與所述3D轉(zhuǎn)換器件組合以顯示圖像。該立體圖像顯示裝置可以具有另選的第一電壓源來(lái)代替上述的第一電壓源，在按預(yù)定間距劃分所述第二基板并且在每一個(gè)間距中將一區(qū)域與剩余區(qū)域分隔開(kāi)之后，該另選的第一電壓源同時(shí)向分別布置在所述一區(qū)域和另一區(qū)域中的所述多個(gè)第二電極施加不同的第一電壓和第二電壓。


附圖被包括在本說(shuō)明書(shū)中以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并結(jié)合到本說(shuō)明書(shū)中且構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施方式，且與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本發(fā)明的原理。在附圖中圖1是例示相關(guān)技術(shù)的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的橫截面圖；圖2是例示實(shí)現(xiàn)為相關(guān)技術(shù)的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的透鏡形式的示意圖；圖3是例示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的可切換3D轉(zhuǎn)換器件的橫截面圖；圖4A到圖4D是例示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的制造可切換3D轉(zhuǎn)換器件的工藝的橫截面圖；圖5是例示利用本發(fā)明的可切換3D轉(zhuǎn)換器件實(shí)現(xiàn)的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的橫截面圖；圖6A和圖6B示出當(dāng)本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡開(kāi)啟/關(guān)閉時(shí)液晶的電勢(shì)曲線和取向；圖7是例示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的采用本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的立體圖像顯示裝置的橫截面圖；以及圖8是例示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的柵欄形式的可切換3D轉(zhuǎn)換器件的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式首先，將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的可切換3D轉(zhuǎn)換器件的優(yōu)選實(shí)施方式。這里，可切換3D轉(zhuǎn)換器件表示基于是否施加了電壓而直接輸出基本的2D圖像信號(hào)，否則將2D圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為3D圖像信號(hào)并接著將其輸出的器件。該可切換3D轉(zhuǎn)換器件可以包括例如電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡型器件和柵欄(barrier)型器件。這里，電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡型器件可以利用液晶的折射率以具有像透鏡那樣的光路。另一方面，柵欄型器件可以在預(yù)定間距內(nèi)施加電壓，將間距劃分為黑區(qū)域和剩余的白區(qū)域并且將驅(qū)動(dòng)該黑區(qū)域和白區(qū)域，由此使得白區(qū)域能夠?qū)崿F(xiàn)像狹縫那樣的效果。在以下描述中，將結(jié)合附圖來(lái)介紹電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡型器件和柵欄型器件的相應(yīng)示例。另外，為了解決涉及利用上述的球形間隔體以維持液晶層的預(yù)定厚度的相關(guān)技術(shù)的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的問(wèn)題，如本發(fā)明提出的，需要用列間隔體來(lái)替換球形間隔體。然而，為了獲得可與透鏡相比的光路差，上述電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的液晶層的厚度應(yīng)至少是預(yù)定值，即要求 ο μ m到30 μ m的范圍。該厚度至少是在常規(guī)液晶顯示器件中使用的液晶層的厚度的4倍。為此，要形成的列間隔體必須具有增加的高度。具有這種高度的列間隔體不能被制造，除非用于列間隔體的原材料在通常的光刻處理中經(jīng)過(guò)曝光和顯影。然而， 為了形成具有厚度為液晶顯示器件中使用的列間隔體的厚度的4倍的列間隔體，需要耗費(fèi)時(shí)間的曝光和顯影工藝，在通常條件下，可能不對(duì)整個(gè)厚度進(jìn)行充分的曝光和顯影，由此造成圖案失效。因此，通過(guò)曝光工藝制造用于電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的間隔體存在困難。具體地，電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的焦距與And成反比。因此，為了制造具有更短焦距的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡，And必須被擴(kuò)大。然而，Δη代表折射率差( - )，并且一旦要使用的液晶被確定就很難改變上述值(即，Δη)。代替地，已經(jīng)提出通過(guò)調(diào)整“d”(液晶層的厚度) 來(lái)控制And的方法。然而，為了支持具有相對(duì)大厚度的液晶層，要求具有相對(duì)大的高度的間隔體。因此，考慮到電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的產(chǎn)量，需要連續(xù)制造具有至少預(yù)定厚度的間隔體。在下文，給出了下面的描述以具體說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的可切換3D轉(zhuǎn)換器件的優(yōu)選實(shí)施方式、其制造方法、和利用其的立體圖像顯示裝置。圖3是例示根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施方式的可切換3D轉(zhuǎn)換器件的橫截面圖。參照?qǐng)D3，本發(fā)明的可切換3D轉(zhuǎn)換器件包括彼此相對(duì)布置的第一基板200和第二基板100 ；設(shè)置在第一基板200的整個(gè)內(nèi)表面的第一電極210 ；設(shè)置在第一電極210的頂部上的列間隔體250，其通過(guò)對(duì)光固化前驅(qū)體進(jìn)行光硬化而形成；彼此間隔開(kāi)的多個(gè)第二電極210，它們?cè)O(shè)置在第二基板100上；以及形成在第一基板200和第二基板100之間的液曰曰層300。因此，列間隔體具有例如從10 μ m到30 μ m的范圍的厚度，該厚度是在諸如液晶顯示器的一般液晶顯示器件中使用的間隔體的厚度的4至10倍。為此目的，可以在壓印工藝中使用模結(jié)構(gòu)來(lái)制造列間隔體250以進(jìn)行構(gòu)圖。即，優(yōu)選地克服了當(dāng)利用在常規(guī)的曝光和顯影期間制造間隔體的方法制造的具有預(yù)定高度的間隔體時(shí)出現(xiàn)的諸如增加的處理時(shí)間和圖案失效的問(wèn)題。可選地，如果當(dāng)本發(fā)明的可切換3D轉(zhuǎn)換器件用作電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡時(shí)透鏡的高度被設(shè)定為高，則列間隔體250可以具有超過(guò)30 μ m的厚度。此外，列間隔體250可以被形成以對(duì)應(yīng)于在形成有液晶透鏡的位置中出現(xiàn)串?dāng)_的位置，另外，列間隔體250可以被形成為對(duì)應(yīng)于其上設(shè)置有底部顯示板的黑底層的位置。如圖3所示，列間隔體250被形成為對(duì)應(yīng)于利用本發(fā)明的可切換3D轉(zhuǎn)換器件制造的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的邊緣部分。如果使用柵欄形式的可切換3D轉(zhuǎn)換器件，則列間隔體250可以位于介于黑區(qū)域和白區(qū)域之間的邊界處。另外，列間隔體250可以位于與形成黑底層的位置相對(duì)應(yīng)的位置。給出了下面的描述以闡釋列間隔體250的制造工藝。圖4A到圖4D是例示根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施方式的制造可切換3D轉(zhuǎn)換器件的工藝的橫截面圖。參照?qǐng)D4A，在向背板2001施敷了預(yù)定厚度的塑模樹(shù)脂2010后，施敷有塑模樹(shù)脂的背板2001在母模1000中經(jīng)受壓印，該母模1000具有凸構(gòu)圖部，這允許塑模樹(shù)脂2010具有與該凸構(gòu)圖部相對(duì)應(yīng)的凹構(gòu)圖部。結(jié)果，得到了模結(jié)構(gòu)2000。
這里，母模1000的基板1001或者模結(jié)構(gòu)2000的背板2001可以是如玻璃板的平
坦基板。參照?qǐng)D4B，制備用作可切換3D轉(zhuǎn)換器件的顯示板的第一基板100并且在該第一基板200的整個(gè)內(nèi)表面設(shè)置第一電極210。接著，在第一電極210上施敷預(yù)定厚度的樹(shù)脂材料250b。這里，樹(shù)脂材料250b可以是光固化聚合物前驅(qū)體，并且可以包括例如光引發(fā)劑、 各種功能單體、交聯(lián)劑、潤(rùn)濕劑、熱穩(wěn)定劑、粘合劑等。這種光固化聚合物可以液態(tài)地施敷在第一電極210上。接著，在將具有預(yù)定深度的凹部的模結(jié)構(gòu)2000置于樹(shù)脂材料250b上之后，樹(shù)脂材料250b經(jīng)受壓印以形成間隔體圖案250a。這里，凹部的深度對(duì)應(yīng)于該空間的高度(例如，范圍從10 μ m到30 μ m)?？蛇x地， 凹部的深度可以超過(guò)該上限。由于模結(jié)構(gòu)2000或者第一基板200的重量以及模結(jié)構(gòu)2000的凹部和樹(shù)脂材料 250b之間的毛細(xì)管作用，樹(shù)脂材料250b滲入到該凹部中。如這些圖所示，可以將第一基板200設(shè)置在模結(jié)構(gòu)2000的頂部上，隨后進(jìn)行壓印。 另外，可以將模結(jié)構(gòu)2000放置在第一基板200的之上并經(jīng)受壓印。在任一種情況下，均可以利用模結(jié)構(gòu)或者第一基板的重量以及樹(shù)脂材料與凹部之間的毛細(xì)管作用來(lái)形成間隔體圖案250a，如圖4C所示。該間隔體圖案250a可以包括填充在模結(jié)構(gòu)的凹部中的樹(shù)脂材料和留在樹(shù)脂材料周圍的殘留物。因而，通過(guò)毛細(xì)管作用將樹(shù)脂材料250b塑造成預(yù)定深度并使成形的樹(shù)脂硬化，獲得了間隔體圖案250a。簡(jiǎn)要地，在利用模結(jié)構(gòu)2000壓印樹(shù)脂材料之后，在未將模結(jié)構(gòu)2000 與樹(shù)脂材料250b分開(kāi)(即，保持接觸)時(shí)，通過(guò)從第一基板的外表面照射光，使樹(shù)脂材料 250b硬化。結(jié)果，形成了間隔體圖案250a。接著，間隔體圖案250a經(jīng)受干法刻蝕，以產(chǎn)生如圖4D所示的間隔體250。這種干法刻蝕可以通過(guò)對(duì)間隔體圖案250a的表面進(jìn)行仏等離子體處理來(lái)進(jìn)行。 類似于灰化處理，對(duì)間隔體圖案進(jìn)行干法刻蝕以形成間隔體的工藝還用于燒掉殘留物，并且可以將整個(gè)間隔體圖案減小到預(yù)定厚度。因此，當(dāng)制造間隔體250時(shí)，通過(guò)模結(jié)構(gòu)2000的壓印工藝和光硬化工藝形成間隔體圖案。光固化聚合物前驅(qū)體不需要在一般的光刻法中采用的曝光和顯影工藝。因此，與一般的光刻相反，上述聚合物前驅(qū)體中不包含顯影促進(jìn)劑。參照?qǐng)D3，在制備了第二基板100后，在第二基板110的頂部上設(shè)置多個(gè)第二電極 110，每一個(gè)第二電極110均具有沿一個(gè)方向的縱軸(即，沿與地面垂直的方向的縱軸)。接著，通過(guò)對(duì)間隔體圖案進(jìn)行干法刻蝕，在第一基板200和第二基板100之一上形成密封圖案(未示出)，隨后將基板200和100彼此相對(duì)地布置并接合。液晶層300形成在第一基板200與第二基板100之間。液晶層300中的液晶分子的Δη(各向異性折射率的差異)在從0. 2到0. 3的范圍內(nèi)，其大體上高于被應(yīng)用于一般的液晶顯示板的液晶層的各向異性折射率的差異(小于 0. 1)。液晶層300的形成是通過(guò)將第一基板200和第二基板100結(jié)合起來(lái)并接著將液晶注入到入口中來(lái)進(jìn)行的，或通過(guò)將液晶滴落在任一基板上并接著利用第一基板200和第二基板100夾住來(lái)進(jìn)行的。圖5是例示利用本發(fā)明的可切換3D轉(zhuǎn)換器件實(shí)施的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的橫截面圖。參照?qǐng)D5，該可切換3D轉(zhuǎn)換器件被實(shí)施為液晶電極透鏡。相比于圖3所示的結(jié)構(gòu)， 通過(guò)在第二電極110、110a、1 IOb之間插入第一絕緣膜115，第二電極110、110a、1 IOb分開(kāi)地設(shè)置在不同層上(即，第一層的第二電極IlOa形成在第二電極100上，并且第二層的第二電極IlOb形成在第一絕緣膜115之上)，而且，各層中的相鄰電極之間具有間隙，該間隙從該層的中央“0”向邊緣‘ ”逐步增大。圖5中示出的部分僅是透鏡的區(qū)域。列間隔體250被形成為對(duì)應(yīng)于該透鏡區(qū)域的邊緣部分。還設(shè)置有第二絕緣膜116以覆蓋第二層中的第二電極IlOb的頂部。此情況下， 可以省略第二絕緣膜116。然而，液晶的結(jié)構(gòu)并不具體限于上述的兩級(jí)結(jié)構(gòu)，相反，液晶的結(jié)構(gòu)可以具有圖3 所示的簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)以通過(guò)對(duì)施加的電壓的控制來(lái)起作用。例如，在向第一電極210施加接地電壓或閾值電壓的同時(shí)增大施加于從透鏡區(qū)域的中央向邊緣布置的多個(gè)第二電極110的電壓，可以基于每個(gè)區(qū)域改變和控制垂直電場(chǎng)。 也就是說(shuō)，允許在中央處大體上不存在垂直電場(chǎng)，同時(shí)向透鏡的邊緣最大限度地施加垂直電場(chǎng)，垂直電場(chǎng)可以從透鏡的中央向邊緣逐步增大。關(guān)于透鏡區(qū)域L，圖5所示的形狀為透鏡區(qū)域L的寬度對(duì)應(yīng)于一個(gè)間距P，并且透鏡區(qū)域L沿水平方向(或橫向)按間距P循環(huán)地形成。下面將簡(jiǎn)要描述利用上述電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡選擇性地進(jìn)行二維圖像顯示或者三維圖像顯示的方法。圖6A和圖6B例示當(dāng)本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡開(kāi)啟/關(guān)閉時(shí)電勢(shì)曲線和液晶的取向。具體地，圖6A示出當(dāng)電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡開(kāi)啟時(shí)的三維顯示。類似于如圖5所示地驅(qū)動(dòng)的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡，如果制造了具有拋物面形狀以對(duì)應(yīng)于透鏡區(qū)域的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡， 則向透鏡區(qū)域的中央施加大體上等于閾值電壓或接地電壓的第一電壓Vtl，同時(shí)向設(shè)置在透鏡區(qū)域的邊緣的第二電極110施加最大的“η”電壓Vmax。因此，被施加于位于透鏡區(qū)域的中心和透鏡區(qū)域的邊緣之間的多個(gè)第二電極110的電壓從透鏡區(qū)域的中心向外在第一電壓Vtl 到“η”電壓Vmax之間逐漸增大。當(dāng)把該電壓施加到多個(gè)第二電極110時(shí)，第一電極210接收到諸如接地電壓或閾值電壓的不同電壓，由此在多個(gè)第二電極110之間形成垂直電場(chǎng)。為此目的，電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡可以具有第一電壓源(未示出)和第二電壓源(未示出)，該第一電壓源向第二電極110施加從第一電壓Vtl到“η”電壓Vmax的電壓，而該第二電壓源向第一電極210施加接地電壓或閾值電壓。多個(gè)第二電極110對(duì)稱地布置在透鏡區(qū)域的中央部分的左側(cè)和右側(cè)。通過(guò)焊盤(pán)部分(對(duì)應(yīng)于顯示板的非顯示部分)上的電壓源向這些從中央部分到兩個(gè)邊緣部分的第二電極110施加對(duì)應(yīng)的電壓(V0, V1, Y2,... Vmax)。這里，施加于第二電極110的最小閾值電壓Vtl是具有約1. 4V到2V的峰值的交流方波，并且這種閾值電壓Vtl通過(guò)以下公式計(jì)算
其中Δ ε是液晶介電各向異性，Kl是液晶的彈性模量，并且εΟ是自由空間的介電常數(shù))。此外，響應(yīng)于透鏡區(qū)域的邊緣施加于多個(gè)第二電極110的電壓中的最高電壓是具有2. 5V到IOV的峰值的施加的交流方波。上述電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡引發(fā)基于每個(gè)透鏡區(qū)域的光路差，由此呈現(xiàn)類似于拋物面透鏡的行為，以將通過(guò)透鏡下方的顯示板(未示出)輸出的二維圖像轉(zhuǎn)換為三維圖像并接著輸出轉(zhuǎn)換的圖像。圖6Β示出當(dāng)電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡關(guān)閉時(shí)通過(guò)透鏡下方的顯示板(未示出)直接輸出的二維圖像。這里，第一電極210和第二電極110被全部關(guān)閉。圖7是例示具有本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的立體圖像顯示裝置的橫截面圖。參照?qǐng)D7，本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡500的立體圖像顯示裝置包括具有透鏡功能的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡500，其由圖3到圖5中例示的施加電壓驅(qū)動(dòng)；顯示板350，其位于該電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡500之下以輸出二維圖像信息；以及光源700，其用于向液晶板350的底部發(fā)光?？蛇x地，如果顯示板350是直接照射光的自發(fā)光顯示板，則可以省略光源700。顯示板350具有按照順序反復(fù)設(shè)置的第一像素Pl和第二像素Ρ2，它們分別顯示第一圖像IMl和第二圖像ΙΜ2。這種顯示板350可以包括例如液晶顯示器件(IXD)、有機(jī)發(fā)光顯示器件(OLED)、等離子體顯示板(PDP)、場(chǎng)發(fā)射顯示器件(FED)、平板顯示板(如電泳顯示板)等。顯示板350位于電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡500之下并且向電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡500傳送2D圖像信號(hào)。本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡用于沿著透鏡面的剖面輸出2D圖像信號(hào)，由此允許信號(hào)轉(zhuǎn)換為3D圖像信號(hào)。在2D模式中，本發(fā)明的透鏡被放置在顯示板350上，取決于是否施加電壓，選擇性地輸出3D圖像信號(hào)或者直接輸出2D圖像信號(hào)。簡(jiǎn)要地，由于在沒(méi)有施加電壓的情況下光透過(guò)透鏡，因此利用這種特性可以使得透鏡能夠具有組合的切換功能，使得當(dāng)未施加電壓時(shí)，透鏡可以在2D模式中工作，而當(dāng)施加了電壓時(shí)，透鏡顯示3D圖像。圖7還例示分別覆蓋第一電極210和第二電極110的第一取向膜212和第二取向膜113。這種第一取向膜和第二取向膜可以根據(jù)液晶層300的驅(qū)動(dòng)模式而形成或省略。在這一方面，第一取向膜和第二取向膜的摩擦方向可以平行于第二電極110的縱軸，或者可以與第二電極110的縱軸交叉地延伸。給出了上述描述以說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施方式的被實(shí)施為電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的可切換3D轉(zhuǎn)換器件的示例。下面，將詳細(xì)描述本發(fā)明的柵欄形式的可切換3D轉(zhuǎn)換器件的示例。圖8是例示根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施方式的柵欄形式的可切換3D轉(zhuǎn)換器件的橫截面圖。如圖8所示，如果可切換3D轉(zhuǎn)換器件以柵欄形式實(shí)現(xiàn)，則可切換3D轉(zhuǎn)換器件具有第一電壓源，該第一電壓源向存在于一區(qū)域和與該區(qū)域分開(kāi)的另一區(qū)域上的多個(gè)第二電極施加不同的第一電壓和第二電壓。
在這一方面，當(dāng)通過(guò)第一電壓源施加電壓時(shí)，可切換3D轉(zhuǎn)換器件的間距被劃分成黑區(qū)域⑶和白區(qū)域(W)。換句話說(shuō)，當(dāng)可切換3D轉(zhuǎn)換器件處于正常的白模式時(shí)，黑區(qū)域向第二電極110施加相對(duì)高的電壓，而白區(qū)域向第二電極110施加較低的電壓。這里，較低的電壓已經(jīng)施加到第一電極210，而黑區(qū)域僅僅向第一電極210施加垂直電場(chǎng)。僅在電壓被施加時(shí)，才可以通過(guò)將間距的一部分轉(zhuǎn)換為黑區(qū)域B并且將余下作為白區(qū)域W的另一部分用作狹縫引發(fā)雙眼視差。為了完全地遮住黑區(qū)域，還可以在第一基板 200的外表面設(shè)置偏振器沈0，在施加電壓時(shí)，該偏振器260具有沿液晶取向的方向的吸收
軸ο對(duì)于上述柵欄模式，第一電極210和第二電極110在2D顯示期間應(yīng)關(guān)閉，以直接輸出底部顯示板350的圖像。因此，根據(jù)本發(fā)明的可切換3D轉(zhuǎn)換器件、其制造方法以及立體圖像顯示裝置可以使得能夠通過(guò)壓印在短時(shí)間內(nèi)形成至少預(yù)定高度的列間隔體，由此自由地控制可切換3D 轉(zhuǎn)換器件中的液晶層的高度。結(jié)果，可以在單元間隙形成中獲得增加的自由度，特別是對(duì)于例如電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的要求增加And的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，可以獲得諸如穩(wěn)定性和容易形成圖案的有益特征，由此預(yù)期到產(chǎn)量的增加。根據(jù)上述描述的可切換3D轉(zhuǎn)換器件、其制造方法以及利用其的立體圖像顯示裝置具有以下效果。首先，具有凹部的模結(jié)構(gòu)可通過(guò)壓印對(duì)應(yīng)于樹(shù)脂材料，以形成具有與凹部的深度相對(duì)應(yīng)的高度的列間隔體。因此，如果凹部的深度在從 ο μ m到30 μ m的范圍內(nèi)，則能夠形成可切換3D轉(zhuǎn)換器件的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的間隔體和/或可切換柵欄形式的間隔體，其中， 期望的高度充分對(duì)應(yīng)于液晶層的單元間隙。簡(jiǎn)要地，當(dāng)在光刻工藝中形成預(yù)定高度的間隔體時(shí)，不需要太長(zhǎng)的時(shí)間，或者可以防止曝光和/或顯影期間的錯(cuò)誤。相比于一般的球形間隔體方法，本發(fā)明可以提供平坦區(qū)域，因而有效地減少了遮擋區(qū)域。另外，相比于球形間隔體，可以規(guī)則地形成遮擋區(qū)域，因此，通過(guò)適當(dāng)?shù)夭贾昧虚g隔體，本發(fā)明的可切換3D轉(zhuǎn)換器件能夠有意地遮擋發(fā)生串?dāng)_的區(qū)域。因此，本發(fā)明可以確保增強(qiáng)的圖像質(zhì)量。本發(fā)明不限于以上描述的示例實(shí)施方式和附圖，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，在不背離由所附的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，本發(fā)明可以涵蓋對(duì)本發(fā)明的替換、變型和/或修改。相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求在2010年7月2日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No. 10-2010-0063661的優(yōu)先權(quán)，此處以引用的方式并入其全部?jī)?nèi)容，就像在本文中進(jìn)行了完整闡述一樣。
權(quán)利要求
1.一種制造可切換三維轉(zhuǎn)換器件的方法，該方法包括以下步驟在第一基板的內(nèi)表面上設(shè)置第一電極；在所述第一電極上施敷預(yù)定厚度的樹(shù)脂材料；將模結(jié)構(gòu)置于所述樹(shù)脂材料上，所述模結(jié)構(gòu)具有以預(yù)定深度形成的凹部；利用所述模結(jié)構(gòu)壓印所述樹(shù)脂材料，以便形成間隔體圖案；對(duì)所述間隔體圖案進(jìn)行干法刻蝕以形成間隔體；在第二基板上形成多個(gè)第二電極，所述多個(gè)第二電極彼此隔開(kāi)并且分別具有沿一個(gè)方向的縱軸；以及彼此相對(duì)地布置所述第一基板和所述第二基板，在所述第一基板和所述第二基板之間形成液晶層，并且接合所述第一基板和所述第二基板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述模結(jié)構(gòu)的所述凹部的厚度與所述間隔體的高度相對(duì)應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述間隔體圖案包括具有填充所述凹部的預(yù)定形狀的樹(shù)脂材料以及留在所述樹(shù)脂材料周圍的殘留物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)所述間隔體圖案進(jìn)行干法刻蝕以形成所述間隔體的步驟是通過(guò)將所述間隔體圖案的正面切除到足以去除所述殘留物的預(yù)定厚度而執(zhí)行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，在進(jìn)行干法刻蝕期間，施加氧等離子體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述模結(jié)構(gòu)是通過(guò)以下方式制造的向背板施敷預(yù)定厚度的塑模樹(shù)脂，使具有凸部的母模面向經(jīng)施敷的背板以使得能夠形成與所述凸部相對(duì)應(yīng)的所述凹部。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述模結(jié)構(gòu)的厚度從10μ m到30 μ m。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述樹(shù)脂材料是光固化聚合物前驅(qū)體。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述光固化聚合物前驅(qū)體包含交聯(lián)劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，該方法還包括以下步驟在利用所述模結(jié)構(gòu)壓印所述樹(shù)脂材料以形成所述間隔體圖案后，對(duì)所述第一基板的外表面照射光以硬化所述間隔體圖案。
11.一種可切換三維轉(zhuǎn)換器件，該可切換三維轉(zhuǎn)換器件包括彼此面對(duì)的第一基板和第二基板；位于所述第一基板的內(nèi)表面上的第一電極；位于所述第一電極上的間隔體，其中，所述間隔體通過(guò)利用模結(jié)構(gòu)壓印樹(shù)脂材料并且進(jìn)行干法刻蝕而制成；位于所述第二基板上的多個(gè)第二電極，所述多個(gè)第二電極彼此隔開(kāi)并且分別具有沿一個(gè)方向的縱軸；以及位于所述第一基板和所述第二基板之間的液晶層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的可切換三維轉(zhuǎn)換器件，該可切換三維轉(zhuǎn)換器件還包括第一電壓源，在按預(yù)定間距劃分所述第二基板后，所述第一電壓源向所述多個(gè)第二電極施加電壓，其中，所施加的電壓從間距的中央向間距的邊緣增大。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的可切換三維轉(zhuǎn)換器件，該可切換三維轉(zhuǎn)換器件還包括第一電壓源，在按預(yù)定間距劃分所述第二基板并且將每一個(gè)所述間距中的一區(qū)域與另一區(qū)域分隔開(kāi)之后，所述第一電壓源同時(shí)向分別設(shè)置在所述一區(qū)域和所述另一區(qū)域中的多個(gè)第二電極施加不同的第一電壓和第二電壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的可切換三維轉(zhuǎn)換器件，其中，所述第一電極還包括第二電壓源，所述第二電壓源向所述第一電極施加接地電壓或閾值電壓。
15.一種立體顯示裝置，該立體顯示裝置包括可切換三維轉(zhuǎn)換器件，該可切換三維轉(zhuǎn)換器件包括彼此面對(duì)的第一基板和第二基板；位于所述第一基板的內(nèi)表面上的第一電極；位于所述第一電極上的間隔體，其中，所述間隔體通過(guò)利用模結(jié)構(gòu)壓印樹(shù)脂材料并且進(jìn)行干法刻蝕而制成；位于所述第二基板上的多個(gè)第二電極，所述多個(gè)第二電極彼此隔開(kāi)并且分別具有沿一個(gè)方向的縱軸；以及位于所述第一基板和所述第二基板之間的液晶層；第一電壓源，其用于在按預(yù)定間距劃分所述第二基板后，向所述多個(gè)第二電極施加電壓，其中，所施加的電壓從間距的中央向間距的邊緣增大；第二電壓源，其用于向所述第一電極施加接地電壓或閾值電壓；以及顯示板，其與所述可切換三維轉(zhuǎn)換器件組合以顯示圖像。
16.一種立體顯示裝置，該立體顯示裝置包括可切換三維轉(zhuǎn)換器件，該可切換三維轉(zhuǎn)換器件包括彼此面對(duì)的第一基板和第二基板；位于所述第一基板的內(nèi)表面上的第一電極；位于所述第一電極上的間隔體，其中，所述間隔體通過(guò)利用模結(jié)構(gòu)壓印樹(shù)脂材料并且進(jìn)行干法刻蝕而制成；位于所述第二基板上的多個(gè)第二電極，所述多個(gè)第二電極彼此隔開(kāi)并且分別具有沿一個(gè)方向的縱軸；以及位于所述第一基板和所述第二基板之間的液晶層；第一電壓源，其用于在按預(yù)定間距劃分所述第二基板并且將每一個(gè)所述間距中的一區(qū)域與另一區(qū)域分隔開(kāi)后，同時(shí)向分別設(shè)置在所述一區(qū)域和所述另一區(qū)域中的所述多個(gè)第二電極施加不同的第一電壓和第二電壓；第二電壓源，其用于向所述第一電極施加接地電壓或閾值電壓；以及顯示板，其與所述可切換三維轉(zhuǎn)換器件組合以顯示圖像。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的立體顯示裝置，其中，所述顯示板是從液晶板、有機(jī)發(fā)光顯示器件、電泳顯示板和等離子顯示板中選出的任一個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及可切換三維轉(zhuǎn)換器件、其制造方法和立體圖像顯示裝置。該可切換三維轉(zhuǎn)換器件具有通過(guò)壓印以預(yù)定高度穩(wěn)固形成的間隔體。該可切換三維轉(zhuǎn)換器件的制造方法包括以下步驟在第一基板的內(nèi)表面上設(shè)置第一電極；向第一電極上施敷預(yù)定厚度的樹(shù)脂材料；在樹(shù)脂材料上放置模結(jié)構(gòu)，該模結(jié)構(gòu)具有以預(yù)定深度形成的凹部；利用該模結(jié)構(gòu)壓印樹(shù)脂材料，以便形成間隔體圖案；對(duì)間隔體圖案進(jìn)行干法刻蝕以形成間隔體；在第二基板上形成多個(gè)第二電極，它們彼此隔開(kāi)并且分別具有沿一個(gè)方向的縱軸；以及彼此相對(duì)地布置第一基板和第二基板，在第一基板和第二基板之間形成液晶層，并且接合第一基板和第二基板。
文檔編號(hào)G02B27/22GK102314014SQ20111017987
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者林希珍, 柳洵城, 金喆鎬, 鞠允鎬 申請(qǐng)人:樂(lè)金顯示有限公司