(57)【要約】  自動立体表示装置のためのレンズデバイスを生産する方法が、形状においてアレイ状のレンズ要素に対する所望の表面輪郭に対応する表面を持つ基板を提供するステップと、その基板表面の上に光学複屈折物質とポリマ前駆体との光学混合層を提供するステップとを有する。光学層は、少なくともポリマ表面層を持つようポリマ前駆体をポリマ化し、それにより、ポリマ化される物質とレンズ要素を規定する表面との間の物質を囲うための刺激にさらされる。この方法は、簡単なポリマ化処理を可能にし、LCセル形成を所望のレンズアレイ形状に完了させるための単一の層を形成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動立体表示装置のためのレンズ装置を作る方法において、前記レンズデバイスが、アレイ状のレンズ要素を有し、前記方法は、
形状が前記アレイ状のレンズ要素に対する所望の表面輪郭に対応する表面を持つ基板を与えるステップと、
前記基板表面上に光学複屈折物質とポリマ前駆体との光学層混合物を提供するステップと、
少なくともポリマ表面層を形成し、レンズ要素アレイを囲むよう、ポリマ前駆体をポリマ化するための刺激に前記光学層をさらすステップとを有する、方法。
【請求項２】
前記レンズ要素が、前記ポリマ化された物質と前記基板表面との間に囲まれるポリマ化されていない電気光学物質を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ポリマ表面層が、実質的にフラットであり、実質的に一様な厚みである、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記光学層混合物が、コーティング処理により与えられる、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記光学層混合物が、プリンティングにより与えられる、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記光学層混合物が、ドクターブレードを用いて適用される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記光学複屈折物質が、液晶物質を有する、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記光学層を刺激にさらすステップが、前記光学層をUV放射線にさらすステップを有する、請求項１乃至７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
形状が前記アレイ状のレンズ要素に対する所望の表面輪郭に対応する表面を持つ前記基板を、
ガラス基板を与え、
前記ガラス基板の上に透過的な導電層を与え、及び
上部表面として、形状が前記アレイ状のレンズ要素に対する所望の表面輪郭に対応する表面を持つレプリカ層を与えることにより製造するステップを更に有する、請求項１乃至８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記形状が前記アレイ状のレンズ要素に対する所望の表面輪郭に対応する表面を持つ基板の製造ステップが、
前記基板の上にポリイミド層を与えるステップと、
前記ポリイミド層をベーキング及びラビングするステップとを更に有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記分離したポリマ表面層の上に透過的な導電層を適用するステップを更に有する、請求項１乃至１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記透過的な導電層がインジウムスズ酸化物を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
自動立体表示装置のためのレンズデバイスであって、
光学複屈折物質とポリマ前駆体との混合物から形成されるアレイ状のレンズ要素を有し、前記アレイ状のレンズ要素が、基板間に延在し、形状が前記湾曲したレンズ要素表面に対応する上部表面を持ち、ポリマ上部層は、前記混合物の前記ポリマ前駆体の一部のポリマ化により形成される、レンズデバイス。
【請求項１４】
前記レンズ要素が、前記ポリマ上部層と前記基板表面との間に囲まれる、ポリマ化されていない電気光学的な光学複屈折物質を有し、電気的に切替可能である、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記ポリマ上部層が、実質的にフラットであり、実質的に一様な厚みである、請求項１３又は１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記光学複屈折物質が、液晶物質を有する、請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記基板の上部表面が、ラビングされたポリイミド層を具備する、請求項１３乃至１６のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１８】
透過導電層が、前記ポリイミド表面層の上に与えられる、請求項１３乃至１８のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記透過導電層が、インジウムスズ酸化物を有する、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２０】
前記レンズ要素が、ポリマ化された光学複屈折物質を有し、前記デバイスは、偏光切替装置を更に有する、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項２１】
自動立体画像への変換のための１つ又は複数の２次元出力画像を与える表示デバイスと、請求項１３乃至２０のいずれか一項に記載のレンズデバイスとを有する、自動立体表示デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動立体表示装置のためのレンズデバイスに関する。その表示装置は、行列状のピクセルでできている表示出力を与える画像表示デバイスを有する。そのレンズデバイスは、立体画像が知覚されることができるようにするため、個別のピクセルグループからの出力を相互に異なる方向に向けるためのアレイ状のレンズ要素を有する。
【背景技術】
【０００２】
この種の知られた自動立体表示装置は、行列状のピクセル(表示要素)を持ち、光源からそこを通るよう向けられる光を変調する空間光変調器として動作する行列LC(液晶)表示パネルを有する。表示パネルは、例えば、２次元形式で表示情報を提供するコンピュータ表示スクリーンといった他の表示用途においても使用される種類のものとすることができる。
【０００３】
例えば、ポリマ物質の成形又は機械加工シートの形式でのレンズシートが、レンズ要素を備える表示パネルの出力側の上を覆う。そのレンズ要素は、(半)円筒形レンズ要素を有し、列方向に延びており、各レンズ要素は、２つ又はそれ以上の隣接する表示要素列の個別のグループに関連付けられて、その表示要素列に平行に延びる。
【０００４】
各レンズが表示要素の２列に関連付けられるような構成において、その表示パネルは、垂直に交互配置される２つの2Dサブ画像を有する複合画像を表示するよう駆動される。表示要素の別の列は、２つの画像を表示しており、各列における表示要素は、個別の2D(サブ)画像の垂直スライスを与える。レンズシートは、これらの２つのスライス及び他のレンズに関連付けられる表示要素列からの対応するスライスを、シートの前の観者の左右それぞれの目の方に向ける。その結果、適切な両眼視差を持つサブ画像を用いて、観者は単一の立体画像を知覚する。
【０００５】
他のマルチ表示構成において、各レンズは、行方向における２つ以上の隣接表示要素のグループに関連付けられ、各グループにおける表示要素の対応する列は、個別の2D(サブ)画像からの垂直スライスを与えるよう適切に配置される。観者の頭が動くと、連続的な異なる立体的表示の系列が知覚され、例えば、辺りを見回したような印象が生み出される。レンズ要素が表示ピクセルと正確に揃えられる必要があることに鑑み、レンズ要素の位置がアレイ状のピクセルに対して固定されるよう、レンズスクリーンが表示パネルの上に固定的な態様で取り付けられるのが普通である。
【０００６】
国際公開第98/21620号は、レンズ要素のレンズ動作がスイッチオン及びオフされることができるよう、レンズ構成における改善が制御可能であることを開示する。
【０００７】
「オン」設定において、レンズ要素は、従来の装置におけるのと同様の振る舞いをする。「オフ」設定においては、レンズ要素は、まるでそれらが単に単一のシートの透明な物質を形成するかのように振舞う。こうして、オフ設定におけるレンズ要素と、2D画像を与えるよう駆動される、その下に配置される表示パネルのピクセルとを用いて、観者の両目によりこの2D画像は見られる。パネルにおいて利用可能なすべての列のピクセルを利用することにより、観者は2D画像を見ることになる。その水平方向の解像度は、各立体表示に対して得られるものと比較してかなり増加される。
【０００８】
レンズ要素をこの態様で切り替える機能は、表示装置が、立体画像を与えるためだけでなく、必要なとき例えばテキスト表示に必要とされるような、より高解像度の2D画像を提供するために使用されることを可能にする。
【０００９】
設定間での切り替え機能は、電気光学的物質からレンズ要素を形成することにより実現される。その屈折係数は、電位の選択的な適用により変更されることができる。この物質は、所望のレンズ形状を規定する対向する電極間に充填される。一般にネマチック液晶物質である液晶物質が、その物質を保持するためレンズアレイ表面の周囲に与えられるシールと共に使用されることができる。適切な配向層も与えられる。
【００１０】
物質にわたり印加される電位がないと、表示方向におけるその屈折係数が、基板／電極に使用される物質の係数とは異なるよう、より詳細には基板／電極に使用される物質の係数より高いよう、その液晶物質は配向される。その結果、所定の電位が電極に印加されるとき、表示方向におけるその屈折係数が、変化させられ、その基板／電極の係数に実質的にマッチするよう、液晶が配向される。
【００１１】
こうして、レンズ要素のレンズ動作は効率的にスイッチオン及びオフされることができる。
【００１２】
図１は、既知のデザインコンセプトを示す。図１において、上部から底部へのスタックは、ITO(インジウムスズ酸化物)１２で覆われるガラスプレート１０からなる。ITO側において、ネガティブレンズ構造１４が、レプリケーション技術を用いて適用されている。この構造は、LC分子整列のため、ラビングされた(rubbed)ポリイミド１６で覆われる。ネガティブレンズ構造の内部には、LC物質１８が存在する。LC物質１８を含む領域は、ITO電極層２２を備える低ガラスプレート２０を用いて閉じられ、ラビングされたポリイミド層２４で覆われる。２つのITO層１２、２２が、LC物質の制御に使用される。
【００１３】
レンズデバイスは、凸状の円筒形レンズの形態で、並列な平行レンズ要素のアレイを有する。低い側は平坦である一方、上部側は、レンズ要素の輪郭により決定されるような輪郭描写された(凸リブ状の)表面を有する。
【００１４】
図１は、左側が「オン」状態にある光学効果を示し、右側が「オフ」状態にある光学効果を示す。「オン」3Dモードにおいて、(概略的に示される)レンズの焦点合わせが、効果を持つことが見られることができる。観者がそれぞれの目で異なるピクセル列を見るよう、レンズに関連付けられる異なるピクセルの画像が、レンズ要素のレンズ動作のおかげで観者の目に向かって相互に異なる方向に向けられる。レンズ要素のレンズ動作は、目の位置に近い隣接ピクセル列の画像を形成する。「オフ」2Dモードにおいて、レンズ動作は除去され、観者はそれぞれの目ですべてのピクセルの画像を見ることになる。
【００１５】
図２は、図１に示される構造に対する従来の製造技術を示す。その製造技術は、例えば、STN-LCD製造法において使用されるのと同様の従来の製造ステップからなる。
【００１６】
図２に示されるように、クリーニング処理、ポリイミドプリンティング処理、ベーキング処理、及びラビング(rubbing)処理を用いて、レプリカレンズパターンを運ぶ基板上にシールが形成され、２つのガラス基板が独立に処理される。しかしながら、処理ステップは、詳細な部分でわずかに異なる場合がある。シールは反対側基板にも同様に適用されることができる。図２の下の部分に示されるように、従来のセル充填は、２つの基板の間のLC物質を形成するのに使用される。図示されるように、このセル形成は、カップリングステップ、パンピングステップ、充填ステップ、リードボンディングステップを有し、反射防止コーティングを提供するステップを有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
こうした従来の処理に関連する多くの問題が存在する。それは、レンズ形状のLC層を形成するのに特定の困難さを与える。
【００１８】
レンズ要素の不正確なプレッシング又は不正確な湾曲の結果として、LC物質がレンズ層に大量に与えられることを防止することができないという困難さがある。逆に、低すぎる真空度が原因で、レンズ層に十分なLC物質が提供されないという問題もある。充填問題は、結果として、LC物質における泡又は真空空洞(vacuum void)の混入を生じさせる場合がある。その処理は、結果として、大きなサイズの切替可能なレンズデバイスに対する非常に長い充填時間も生じさせる場合がある(例えば、時間単位のオーダ)。製造装置も高価であり、非常に高いクラスのクリーンルーム設備を必要とする。
【００１９】
製造要件から生じる問題に加えて、デザイン自身も幾つかの不都合点を持つ。２つのITOコーティングされたガラスプレートを必要とすることは、ガラスの厚みに応じて、切替可能なレンズ層と表示パネルとの間に最小距離を生じさせる。大きなサイズのパネルにとって、使用される標準的なガラスは、通常700μmの厚みを持ち、小さなサイズのパネルにとって、ガラスの厚みは、通常400μmである。結果として、切替可能なレンズ層と、その下に配置される表示パネルとの間の距離は、対応限界以上に減らされることができない。対応限界は、3Dパネルの性能を決定するものである。
【００２０】
最小レンズ距離は、光学機器のデザイン自由度も制限する。更に、追加的な厚みだけでなく、下部に配置される表示パネルに対する切替可能なレンズ装置の重みも重要である。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明によれば、自動立体表示装置のためのレンズデバイスを作る方法が与えられる。そのレンズデバイスは、アレイ状のレンズ要素を有しており、上記方法は、
形状が上記アレイ状のレンズ要素に対する所望の表面輪郭に対応する表面を持つ基板を与えるステップと、
上記基板表面上に光学複屈折物質とポリマ前駆体との光学層混合物を提供するステップと、
少なくともポリマ表面層を形成し、レンズ要素アレイを囲むよう、ポリマ前駆体をポリマ化するための刺激に上記光学層をさらすステップとを有する。
【００２２】
この方法は、LCセル形成が所望のレンズアレイ形状で完了するよう、単一の層を形成する簡単なポリマ化処理を可能にする。ポリマ化処理の一部としてマスク照射ステップの必要もなければ、官能基化された化学種を使用する必要もない。従って、上記ポリマ表面層が、実質的にフラットであり、実質的に一様な厚みとなることができる。
【００２３】
上記レンズ要素は好ましくは、上記ポリマ化された物質と上記基板表面との間に囲まれるポリマ化されていない光学複屈折物質、好ましくは電気光学物質を有する。すると、ポリマ化されていない物質は、切替可能なレンズ要素を規定するよう電気的に切替可能である。
【００２４】
上記光学層混合物が、例えば、スピンコーディング若しくはスリットコーティングといったコーティング技術、プリンティング、ドクターブレードコーティング、又は他の技術により与えられることができる。上電気光学物質は、液晶物質を有することができる。
【００２５】
上記光学層を刺激にさらすステップは、上記光学層をUV放射線にさらすステップを有することができる。
【００２６】
上記方法は、
ガラス基板を与え、
上記ガラス基板の上に透過的な導電層を与え、及び
上部表面として、形状が上記アレイ状のレンズ要素に対する所望の表面輪郭に対応する表面を持つレプリカ層を与えることにより、形状が上記アレイ状のレンズ要素に対する所望の表面輪郭に対応する表面を持つ上記基板を製造するステップを更に有する。
【００２７】
上記透過導電層(例えば、ITO)は、切替可能なレンズデバイスに対する制御電極の１つとして機能する。
【００２８】
上記形状が前記アレイ状のレンズ要素に対する所望の表面輪郭に対応する表面を持つ基板の製造ステップは、
上記基板の上にポリイミド層を与えるステップと、
上記ポリイミド層をベーキング及びラビングするステップとを更に有する。
【００２９】
上記切替可能なレンズデバイスに対する第２の制御電極を規定するため、透過的な導電層(例えば、ITO)が、上記分離したポリマ表面層の上に適用されることができる。
【００３０】
本発明は、自動立体表示装置に対するレンズデバイスも与える。そのレンズデバイスは、
光学複屈折物質とポリマ前駆体との混合物から形成されるアレイ状のレンズ要素を有し、上記アレイ状のレンズ要素が、基板間に延在し、形状が前記湾曲したレンズ要素表面に対応する上部表面を持ち、ポリマ上部層は、上記混合物の上記ポリマ前駆体の一部のポリマ化により形成される。
【００３１】
ここでも、上記ポリマ表面層が、実質的にフラットであり、実質的に一様な厚みであるとすることができる。
【００３２】
本発明は、自動立体表示デバイスも提供する。そのデバイスは、
自動立体画像への変換のための１つ又は複数の２次元出力画像を与える表示デバイスと、
本発明の切替可能レンズデバイスとを有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
本発明の実施形態が、以下、対応する図面を参照して、例示を介して説明されることになる。
【００３４】
図は、単に概略的であり、大きさ通りに描かれていない点を理解されたい。特に、特定の寸法が誇張されている一方、他の寸法は縮小されている場合がある。同じ又は類似する部分を示すのに図面を通して同じ参照符号が使用される。
【００３５】
本発明は、自動立体表示デバイスで使用する切替可能なレンズデバイスに対する製造処理を与える。そのレンズデバイスは、液晶物質を利用し、真空充填処理を必要とすることなく形成される。代わりに、液晶セル形成のためプリンティング又はスピンコーティング(又は類似する)方法が使用されることができる。
【００３６】
出願人は、一般的な液晶ディスプレイ製造との関連で、基本的な技術を開発した。本書では、この新たな技術に関する簡単な説明が与えられることになる。技術に関する詳細は、欧州特許第1065553 A1号に記載される。
【００３７】
従来技術において提案されてきた使用は、層状(即ちセグメント化された)光変調層の形成のためのものである。
【００３８】
ポリマ前駆体と液晶(LC)物質との混合層は、その混合層がフォトリソグラフィック・ステップにおいてUV光に照射された後、配向層を運ぶ透過基板に配置される。このステップにおいて、ポリマ前駆体は、LCDの所望のピクセル間で側壁を形成するようポリマ化される。続いて、残りの混合物が、UV光にさらされる。これは、LC物質の上部に連続的な上部層を形成するようポリマ前駆体がポリマ化される相分離を始動させる。結果として、LC物質はポリマ上部層、ポリマ側壁及び基板の間で閉じ込められ、こうして、複数のLC充填されたポリマカプセルが基板上に形成される。ポリマ上部層は、第２の基板として機能する。
【００３９】
この処理は、ポリマ前駆体と液晶(LC)との混合物の層が、コーティング処理により適用されることを可能にし、製造処理を簡略化し、その費用を削減する。第２の基板が従来のガラス基板より薄くなることも可能にする。ポリマ化処理は、各液晶ピクセルに対する空洞を形成する。その結果、ピクセル整列が与えられ、各ピクセルに対する液晶の本体がある位置に閉じ込められる。
【００４０】
この方法の欠点は、分離したLCピクセルを形成するのにいくつかのフォトリソグラフィ・ステップが必要とされる点と、マスクの開発及び製造にコストがかかる点とにある。これらのフォトリソグラフィ・ステップは、特に、各ピクセルのポリマ化された側面壁を規定するのに必要とされる。さらに、この処理は、混合物の完全な深度まで貫通する側面壁とポリマ化された物質の上部の浅い表面層とを規定するために、異なる波長及び強度の、多数の異なるUV照射ステップを必要とする。
【００４１】
出願人は、国際公開第2005/015295号において、簡単な照射ステップが必要とされる代替的な処理を提案した。この処理においては、基板の上に官能基化された化学種を選択的にデポジット(deposit)するのに、スタンピング処理が使用される。これは、混合物のポリマ化された物質に対する高い親和性を基板の一部に与える(特に、部分的にポリマ化された物質に高い親和性を与える)。一回のUV照射ステップの間、高い親和性の領域は結果として、混合物のこれらの領域に集まるポリマ化を生じさせる。混合物が部分的にポリマ化されるとき、ポリマ化されていない液体は、高い親和性の領域間の空間に集まる傾向があり、それにより、液晶セルを規定する。一方、混合物のポリマ化された部分は、上部表面(照射強度が最大の場所)と高い親和性領域とに集まり、こうして、側面壁を規定する。
【００４２】
この処理は、UV照射処理を簡単化するが、それでもなお、官能基化された種をデポジットするのに使用されるスタンプの正確な整列を必要とする。
【００４３】
上述で概要が説明された技術の基礎となる概念及び技術が、自動立体表示デバイスに対するレンズデバイスの製造のための処理を提供するよう修正された。本発明の処理は、以下図３を参照して説明されることになる。
【００４４】
レンズデバイスは、レンズ表面形状を規定するレプリカレンズテンプレート３２を具備する単一のITOガラス基板を有する。(レプリカの下の)ガラス基板は、ITO電極層３３で覆われる。ここでも、LC整列層を規定するためのクリーニング、ポリイミドプリンティング、ベーキング及びラビングが実行された後である。ポリイミドは、プリンティング、スピンコーティング、又は他の標準的な処理ステップにより与えられることができる。
【００４５】
こうして、プリンティング処理のために用意される基板３４を規定するのに、LCD産業における標準的な処理ステップが使用される。
【００４６】
その後、作成されたLC物質充填されたレンズ要素に対して、塗布可能／プリント可能なLC処理３６が使用される。
【００４７】
この処理は、LC物質、モノマ及び他の成分の混合物３８を用いて基板をコーティングするステップを有する。コーティングは、ドクターブレード４０を用いて実行されることができるが、他のコーティング技術が使用されることもできる。
【００４８】
その混合物がUV光４２にさらされるとき、モノマはポリマへと変換され、そのことが、高分子相(polymer phase)のLC物質からの分離をもたらす。これは、２つの層を作り出す。下側の層４４は、LC物質を含み、上側の層４６は、(およそ)15μm厚のポリマを含む。
【００４９】
こうしてLC物質を含むレンズ構造が作成される。
【００５０】
それから、例えばポリマフィルムの上部に適用されるITOフォイル４９の適用により、対電極が形成される。これは、スタンドアロン版にとっては適切である。しかしながら、切替可能なレンズがディスプレイの上部に使用されるとき、ITOは偏光版構造に一体化されることができる。他のオプション及び／又はデザインもまた可能である。
【００５１】
結果として生じる構造は、既存の切替可能なレンズデバイス技術と同じ態様で、及び同じ用途に使用されることができる。図示されるように、その構造は、下にあるディスプレイデバイスの組み立てのための組み立てプラントへの通り道である。
【００５２】
この処理は、簡単化された充填処理であり、正確に制御可能なコーティング処理を有するので、レンズ層におけるLC物質の過度の量の使用を防止する。必要とされる処理時間を含め、真空の使用に伴う問題は回避され、LC混合物はバブルフリー(bubble free)として容易に作成されることができる。
【００５３】
その処理は、整列、カップリング、パンピング及び充填といった多数の高価な処理ステップにおける削減を可能にする。これらのステップのいくつかは、コーティングステップ及び照射ステップにより置換される。これは、処理装置条件(例えばクリーンルーム要件)が緩和されることも可能にする。
【００５４】
レンズデバイスは、下にあるディスプレイに対して配置されることができる。ポリマ層は、ディスプレイデバイスの出力表面に対して配置されることができる。このポリマ層は、15μmの領域で厚みを持ち、これは、光学性能が改善されることを可能にする。単一のガラス基板の使用は、全体の重み及び厚みの削減を可能にする。
【００５５】
LC層の厚みは、デザインパラメタとして使用されることができる。混合物におけるLC物質の量を変化させることにより、スタックに対する複数のデザインが作成されることができる。原則的に３つのオプションがある。
【００５６】
(i)  ポリマ層は、レプリカ構造とは接触しない。この場合、LC物質は、機械的負荷の際、塗布済み切替可能なレンズを通り自由に流れることができる。
【００５７】
(ii)  ポリマ層は、そのレプリカ構造にちょうど接触する。この場合、ポリマ層は、レプリカ構造の各レンズ要素を閉じる。
【００５８】
(iii)  ポリマ層は、レプリカ構造の各レンズ要素を閉じ、レンズ要素空洞へと部分的に延びる。この場合、レプリカ構造とポリマフィルムとの間に全体のレンズアレイを横切る機械的固定が存在する。結果として、スタックが機械的により安定することになる。
【００５９】
これらの３つのデザインの可能性は、ポリマ化処理条件だけでなく、モノマとLC物質との混合における量及び／又は組成を調整することにより選択されることができる。
【００６０】
上述されたように、これらは、単一のガラスプレートを用いることに対する利点である。しかしながら、本発明は、２つのガラスプレートが維持されることになるときでさえ、利点を提供する。この場合、モノマとLC物質との混合の適用の後、第２のITOコーティングされたガラスプレートが、その混合物に結合される。その後、UVベースのポリマ化と、結果として生じる相分離という、塗布済み切替可能なレンズに対する処理フローが適用される。こうして、第２のITO含有ガラスプレートは、スタックの底部でポリマにより機械的に結合される。結果として、同様なデザインが、図２を参照して説明される従来のLC流体含有切替可能なレンズとして得られる。しかしながら、真空充填技術はそれでも回避される。
【００６１】
図４は、従来の２次元表示デバイスの表面に形成される本発明のレンズデバイスを示す。例えば、表示デバイス５２は、バックライト５０を具備する従来のアクティブマトリクス液晶表示デバイスとすることができる。レンズデバイスは、符号５４として表示される。表示デバイスの前面表面へのデバイス５４の取り付けは、当業者には明らかなように、種々の方法で実現されることができる。
【００６２】
立体画像を提供するためのディスプレイ駆動技術は、従来の切替可能なレンズ装置に対するものと同じであり、これも当業者には知られているであろう。
【００６３】
上述の説明は、切替可能なレンズデバイスの１つの詳細された例にのみ関する。デザインの修正はもちろん可能である。例えば、ディスプレイは、部分的に切替可能とすることができる。これは、セグメント化された電極を必要とし、すると、これは、ディスプレイの一部が2Dモード(高解像度)で動作し、ディスプレイの一部が3Dモード(低解像度)で動作することを可能にする。
【００６４】
上述の例において、電圧の印加が、2Dモードを生じさせ、3Dモードは、電圧が印加されない状態のデフォルトモードになる。もちろん、レンズデバイスへの電圧の印加で3Dモードを作り出すように、デザインを変更することが可能である。これは、異なる種類のLC物質を必要とし、特に、ホメオトロピック配向性を持つネガティブ屈折係数変化物質を必要とする。
【００６５】
上述の例は、ネガティブ(凹面)レプリカ構造を示す。しかしながら、ポジティブ(凸面)構造が同様に使用されることができる。
【００６６】
分離したガラスプレートの代わりに、塗布済みLC物質ベースの切替可能なレンズデバイスが、下にある表示デバイスのカラーフィルタプレートに直接適用されることができる。塗布済みレンズデバイスの厚みが削減される結果として、(それぞれわずか１つのガラス基板を持つだけの)複数のレンズをスタックすることが可能であり、こうして、多焦点レンズデバイスを生み出す。
【００６７】
上述の実施形態において、レンズデバイスは、アレイ状の細長い円筒形レンズ要素を持つ。その代わりに、レンズシートが、アレイ状の球面マイクロレンズ要素を有することができることを理解されたい。斯かる球面レンズ要素のレンズシートは、自動立体表示装置の分野においては既に知られている。
【００６８】
また、レンズ要素は、ピクセル列に平行に延びる必要はないが、代わりに、欧州特許第0791847 A号に記載されるように、ピクセル列に関してわずかに傾けられることができる。
【００６９】
上述の例において、LC層に対する上部シールを与える物質の相分離が、UV照射により誘導される。しかしながら、溶媒又は温度誘導相分離物質を使用することも可能である。
【００７０】
これも上述されたように、ポリマ的層状相分離複合物が、斯かる物質を生成する方法と共にその分野では知られている。米国特許第6,486,932号、国際公開第02/42832号、国際公開第02/48281号、国際公開第02/48282号及び国際公開第02/48783号を参照されたい。
【００７１】
例示を介して、(Joost VogelsらによるThe Journal of the SID 12/4,2004 における記事「Robust flexible LCDs with paintable technology」にも開示される)適切な複合物は、以下のようなものである。
50重量パーセント(wt%)の液晶混合物、例えば、Merckにより販売される混合物E7；
44.5重量パーセント(wt%)の(Sartomerにより供給される)フォト重合可能なメタクリル酸イソボルニル；及び
4.5重量パーセント(wt%)のスチルベン・ジメタクリレート染料である。
2009520211.tif 000003
【００７２】
この合成は、PCT特許出願である国際公開第02/42382号に開示されており、ここでは参照により含まれる。２つのアクリレートは、ポリマ前駆体と；
商標Irgacure 651の下にCiba-Geigyにより販売される0.5重量パーセント(wt%)のベンジルジメチルケタールとである。
【００７３】
ポリマ化を与えるためのこの物質のUV照射は、例えば、40℃で30分間光強度約0.1 mW/cm2でUV光をその層に照射することを含む。
【００７４】
電磁スペクトルのUV領域において非常に発色団吸収する性質を持つ複合物の含有は、即ち上記例で言えばスチルベン・ジメタクリレート染料の含有は、その層を通るUV強度における所望の傾斜をもたらす。この効果は、ポリマ前駆体及び電気光学物質の他の要素のような、液体の他の要素のUV吸収により増幅されることができる。結果的に、ポリマ化反応が、UV源に面する表面において支配的に発生する。
【００７５】
ポリマ化反応を始動させる他の刺激が使用されるとき、ポリマ化反応が表面で支配的に発生するよう注意が払われなければならない。
【００７６】
上述の例は、光学的に切替可能なレンズ要素を与える。自動立体表示のための切替可能なレンズ装置を与える代替的な方法は、非切替可能ではあるが、異なる光偏光に対する異なる反応を持つレンズ要素を持つことである。すると偏光切替装置が、レンズデバイスの状態を制御することができる。この偏光切替は、レンズ装置と直列状の切替可能なLCデバイスとして実現されることができる。この手法は、国際公開第04/070451号に詳細に説明される。上述の方法は、例えば、LC物質混合物の完全なポリマ化を与えることにより、レンズ装置を形成するのに使用されることができる。
【００７７】
従って、上述の実施形態は、本発明を説明するものであり限定するものではなく、当業者は、添付された請求項の範囲から逸脱することなく、多くの別の実施形態をデザインすることができるであろうことが明らかであることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】切替可能なレンズ装置の既知のデザインを示す図である。
【図２】図１のレンズ装置を生産するための既知の製造方法を示す図である。
【図３】本発明のレンズ装置を生産するための製造方法と本発明のレンズ装置とを示す図である。
【図４】本発明の表示デバイスを示す図である。
【図１】
2009520211.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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