(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示領域と密封線とを含み、
該画像表示領域は、第１ガラス板と、第２ガラス板と、凸面鏡構造とを含み、
該凸面鏡構造を該第１ガラス板と該第２ガラス板との間に設け、かつ該凸面鏡構造と該第１ガラス板および該第２ガラス板のうちの１つとの間に複数の空洞を有し、
該密封線は該画像表示領域の外周を囲み、該密封線は充填開口部を有し、
該凸面鏡構造の少なくとも一側には、該凸面鏡構造を構成する部材で一体的に形成されている壁状の通路辺縁構造が設けられ、
該通路辺縁構造と該画像表示領域の外周の少なくとも一部分との間に充填通路が形成され、
該充填通路は、該充填開口部と複数の該空洞との間の接続を提供し、
該密封線は該通路辺縁構造に接して配置される切換え可能なレンズシステム。
【請求項２】
該充填通路は該充填開口部と各該空洞との間に単一の接続を提供する、請求項１に記載の切換え可能なレンズシステム。
【請求項３】
該接続は、該充填開口部と各該空洞の縦方向端との間にある請求項１に記載の切換え可能なレンズシステム。
【請求項４】
該空洞は第１方向に伸び、かつ該充填開口部に面した該画像表示領域の第１側に該充填通路を設け、該充填通路は該第１方向に垂直な第２方向に伸びる請求項１に記載の切換え可能なレンズシステム。 
【請求項５】
該充填通路は、該第１方向において該第１側に接する該画像表示領域の第２側に沿っても伸びる請求項４に記載の切換え可能なレンズシステム。
【請求項６】
該空洞は第１方向に伸び、かつ該充填開口部に面した該画像表示領域の第１側に該充填通路を設け、該充填通路は該第１方向に垂直な第２方向に伸び、かつ該充填通路は、該第１方向において該第１側に接する該画像表示領域の第２側に沿っても伸びる請求項１に記載の切換え可能なレンズシステム。
【請求項７】
該充填通路は、該画像表示領域の第１側に沿ってＸ方向に伸びるとともに該画像表示領域の第２側に沿って該Ｘ方向と直交するＹ方向に伸びてＬ字状をなし、該空洞が該Ｘ方向およびＹ方向に対し傾斜している請求項１に記載の切換え可能なレンズシステム。
【請求項８】
切換え可能なレンズシステムと、
映像を生成する表示装置と、
を備え、
該切換え可能なレンズシステムは、
画像表示領域と密封線とを含み、
該画像表示領域は、第１ガラス板と、第２ガラス板と、凸面鏡構造とを含み、
該凸面鏡構造を該第１ガラス板と該第２ガラス板との間に設け、かつ該凸面鏡構造と該第１および該第２ガラス板のうちの１つとの間に複数の空洞を有し、
該密封線は該画像表示領域の外周を囲み、該密封線は充填開口部を有し、
該凸面鏡構造の少なくとも一側には、該凸面鏡構造を構成する部材で一体的に形成されている壁状の通路辺縁構造が設けられ、
該通路辺縁構造と該画像表示領域の外周の少なくとも一部分との間に充填通路が形成され、
該充填通路は、該充填開口部と複数の該空洞との間の接続を提供し、
該密封線は該通路辺縁構造に接して配置される２Ｄ／３Ｄを切換え可能な表示装置。
【請求項９】
該表示装置は、液晶ディスプレイ、有機発光ダイオードのディスプレイ、および陰極線管ディスプレイからなる群から選ばれる請求項８に記載の２Ｄ／３Ｄを切換え可能な表示装置。
【請求項１０】
ＰＤＡ、デジタルカメラ、モニターディスプレイ、ノートパソコン、デスクトップＰＣまたは携帯電話である電子装置において、
請求項８に記載の２Ｄ／３Ｄを切換え可能な表示装置と、
該２Ｄ／３Ｄを切換え可能な表示装置に作用してカップリングする入力ユニットと、
を含む電子装置。
【請求項１１】
第１ガラス板と、第２ガラス板と、凸面鏡構造とを含む画像表示領域と密封線とを提供するステップと、
該凸面鏡構造を該第１ガラス板と該第２ガラス板との間に設けるステップと、
該凸面鏡構造と該第１ガラス板および該第２ガラス板のうちの１つとの間に複数の空洞を提供するステップと、
充填開口部を該密封線の中に提供するステップと、
該凸面鏡構造の少なくとも一側に、該凸面鏡構造を構成する部材で一体的に形成されている壁状の通路辺縁構造を設けることにより、該通路辺縁構造と該画像表示領域の外周の少なくとも一部分との間に、該充填開口部と複数の該空洞との間の接続を提供する充填通路を形成するステップと、
該密封線を該通路辺縁構造に接して配置することにより、該密封線によって該画像表示領域の外周を囲むステップと、
を含む切換え可能なレンズシステムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は映像ディスプレイに関し、特に切換え可能なレンズシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置には三次元（３Ｄ）映像モードがあり、表示装置は観察者の片目に１つの画像を提供し、もう１つの目に別の画像を提供する。この２つの画像の間の視差により、観察者に三次元の映像を提示することができる。
【０００３】
こうした３Ｄ表示装置を理解する１つの方法として、凸面鏡を使用して液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）と組み合わせることができる。このタイプの３Ｄ表示装置の原理（オートステレオスコピック表示装置（Ａｕｔｏｓｔｅｒｅｏｓｃｏｐｉｃ  ｄｉｓｐｌａｙ  ａｐｐａｒａｔｕｓ）として知られている）は、特許文献１において開示されている。
【０００４】
３Ｄモード以外に、こうした表示装置は、「正常」な二次元（２Ｄ）モードにおいても映像を生成することができる。特許文献２は、３Ｄまたは２Ｄモードにおいて映像を生成可能な表示装置を開示しており、切換え可能なレンズを使用することにより、光学特性を切換えることができ、３Ｄまたは２Ｄモードにおける映像を獲得することができる。
【０００５】
２Ｄ／３Ｄを切換え可能な表示装置は、通常、表示装置上に重ねられた切換え可能なレンズシステムによって構築される。表示装置が映像を生成し、レンズシステムが映像により２Ｄまたは３Ｄの画像を生成する。例えば、表示装置は、ＬＣＤ、有機発光ダイオード（ＬＥＤs）（ＯＬＥＤ）のディスプレイとすることができ、または陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイとすることもできる。
【０００６】
切換え可能なレンズシステムは、２つの透明基板の間に設けられる。２つの基板のうちの１つの表面において、複数のレンズを提供する凸面鏡を形成する。凸面鏡は、液晶材料を含む。電位を液晶材料に印加することにより、液晶材料の実効屈折率の変化をもたらし、凸面鏡のレンズ特性を３Ｄモードから２Ｄモードに、または２Ｄモードから３Ｄモードに変更することができる。
【０００７】
前記の切換え可能なレンズシステムを製造するプロセスにおいて、液晶材料（非常に高い粘度を有する）を２つの透明基板の間の空間に、すなわち凸面鏡によって形成された空洞に挟み込む。凸面鏡によって形成された空洞への充填は、公知の標準ＬＣＤへの充填に類似した充填工程によって完了する。先ず、密封線を凸面鏡領域の付近に置き、２つの透明基板の間の空間を密封する。密封線内で、充填開口部は開いている。次に、２つの透明基板の間の空間内の気体を排出する。充分低い圧力に達した後、液晶材料を含有する浴槽内に充填開口部を浸す。次に、切換え可能なレンズシステムおよび液晶材料を有する浴槽周辺の圧力を比較的高い圧力（例えば常圧）まで上げ、液晶材料を表示装置の充填空間に侵入させ、充填する。充填完了後、充填開口部を閉じる。
【特許文献１】米国特許ＵＳ６，０６４，４２４
【特許文献２】米国特許ＵＳ６，０６９，６５０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
通常、ＬＣＤにおいて、基板の間の空間の隙間は均質である。しかし、切換え可能なレンズシステムにおいては、凸面鏡構造が２つの透明基板のうちの１つに存在しているため、基板の間の空間の隙間が変化する。実際上、凸面鏡はトンネルに類似した構造を形成し、実質的にレンズシステムの全面積を跨いで伸びている。隙間およびトンネルに類似した外形の変化は、充填工程に対し不利な影響を有しており、切換え可能なレンズシステムの充填工程は、類似した寸法を有するＬＣＤに比べて非常に遅いものとなっている。充填工程が比較的遅いため、切換え可能なレンズシステムを生成する生産時間は、ＬＣＤを生産する時間よりも長くなり、特に大画面のパネル（例えばテレビ用のパネル）において顕著である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、切換え可能なレンズシステムおよび切換え可能なレンズシステムの製造方法を提供する。切換え可能なレンズシステムの実施例は、画像表示領域と、密封線とを含む。画像表示領域は、第１ガラス板と、第２ガラス板と、凸面鏡構造とを含む。凸面鏡構造は、第１ガラス板と第２ガラス板との間に設けられ、かつ凸面鏡構造と、第１ガラス板および第２ガラス板のうちの１つとの間に複数の空洞を有する。密封線は、画像表示領域の外周を囲み、かつ充填開口部を有する。充填通路を画像表示領域の外周の少なくとも一部分と密封線との間に設け、充填開口部と複数の空洞との間の接続を提供する。
【００１０】
２Ｄ／３Ｄを切換え可能な表示装置の実施例は、切換え可能なレンズシステムと、映像を生成するための表示装置とを含む。切換え可能なレンズシステムは、画像表示領域と密封線とを含む。画像表示領域は、第１ガラス板と、第２ガラス板と、凸面鏡構造とを含む。凸面鏡構造は、第１ガラス板と第２ガラス板との間に設けられ、かつ凸面鏡構造と、第１ガラス板および第２ガラス板のうちの１つとの間に複数の空洞を有する。密封線は、画像表示領域の外周を囲み、かつ密封線は充填開口部を有する。充填通路を画像表示領域の外周の少なくとも一部分と密封線との間に設け、充填開口部と複数の空洞との間の接続を提供する。
【００１１】
切換え可能なレンズシステムの製造方法の実施例は、第１ガラス板と、第２ガラス板と、凸面鏡構造とを含む画像表示領域および密封線を提供するステップと、凸面鏡構造を第１ガラス板と第２ガラス板との間に設けるステップと、凸面鏡構造と第１ガラス板および第２ガラス板のうちの１つとの間に複数の空洞を提供するステップと、密封線で画像表示領域の外周を囲むステップと、充填開口部を密封線の中に提供するステップと、画像表示領域の外周の少なくとも一部分と密封線との間に充填通路を提供し、充填開口部と複数の線形空洞との間の接続とするステップとを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、図面を参照して説明する。図面は説明用のものでしかなく、本発明の保護範疇を制限するためのものではない。本発明の保護範疇は、特許請求の範囲によって定義される。
【００１３】
図１は、公知の切換え可能なレンズシステムを示す平面図である。切換え可能なレンズシステム１は、画像表示領域１０と、密封線２０と、充填開口部３０とを含む。画像表示領域１０は、上部のガラス板と下部のガラス板（図には示していない）との間において凸面鏡構造を含む。凸面鏡構造により形成された空洞に、液晶材料を充填する。次にさらに詳細に説明するとおり、第１電極を上部のガラス板と凸面鏡構造との間に設け、第２電極を下部のガラス板と凸面鏡構造との間に設ける。
【００１４】
切換え可能なレンズシステム１は、表示装置に設けることができる。表示装置は、切換え可能なレンズシステムを介して見ることが可能な映像を生成することができる。
電位を第１電極と第２電極との間に印加することによって、凸面鏡内の液晶材料の光学特性を変えることができ、これによって、凸面鏡の光学特性が変わる。そのため、第１電極および第２電極により生成される電場は凸面鏡の光学特性を制御することができ、これによって、切換え可能なレンズシステムは、表示装置からの映像により２Ｄまたは３Ｄの画像を生成することができる。
【００１５】
凸面鏡構造は、水平方向Ｘ上で互いに隣接し、かつ垂直方向Ｙに沿って画像表示領域の片側から反対側まで伸びる複数の線形レンズ素子を含む。レンズ素子は、垂直方向Ｙに対し傾斜させることができる。画像表示領域１０（特に凸面鏡構造）は、密封線２０によって囲まれる（図２を参照してさらに詳細に説明する）。
【００１６】
図２は、線ＩＩ−ＩＩに沿った切換え可能なレンズシステムの横断面を示す。図２の横断面において、切換え可能なレンズシステム１の分層構造をさらに詳細に示す。第１ガラス板２１に第１電極層２２を設ける。第１電極層２２上部に凸面鏡構造２３を設ける。凸面鏡構造２３は、線形空洞を形成してレンズ素子とすることができる複数の凹面形状２３ａを含む。線形空洞２４は、縦方向の端に開口部を有する通路に類似しており、かつ液晶材料を充填する。
実際上、電信の応用において、線形空洞は約２００ミクロンの幅および約３０〜４０ミクロンの最大奥行きをもたせることができる。その他の応用において、幅および最大奥行きは異なる可能性があり、これらのその他の応用において使用するサブピクセルの大きさによって決まる。
【００１７】
その外周において、凸面鏡構造２３は密封線２０によって囲まれる。空洞２４および密封線２０上部に第２電極層２５を設ける。第２電極層２５は、第２ガラス板２６によって被われる。第１電極層２２および第２電極層２５の両者は、例えばＩＴＯ（酸化インジウムスズ）などの透明導電材料を含む。
【００１８】
第１電極層２２および第２電極層２５は、図案化し、全画像表示領域１０または画像表示領域１０の少なくとも一部分を被い、それぞれ全画像表示領域および少なくとも一部分の画像表示領域における２Ｄおよび３Ｄ画像表示モードの間で切換えることが可能であることに注意すべきである。
【００１９】
図２の横断面において、観察方向は上から下である。切換え可能なレンズシステム１は、第２ガラス板２６を設けた側の表示装置と結合することができる。
前記のとおり、空洞の外形のため、液晶材料で空洞２４を充填することは、凸面鏡構造のない通常のＬＣＤの充填よりも難しい。すなわち、空洞は通路に類似しており、凸面鏡構造の外形に接し、かつ第２電極層２５および第２ガラス板２６は画像表示領域１０を跨いで伸びる。
【００２０】
切換え可能なレンズシステムにおいて空洞を充填する方法は、ＬＣＤ装置の充填に類似した方式で完了する。密封線２０内で、充填開口部３０は開いている。切換え可能なレンズシステムを真空チャンバーに置き、チャンバーの中の圧力を下げて2枚のガラス板２１、２６の間の空洞内の気体を排出する。充分低い圧力に達した後、液晶材料を含有する浴槽内に充填開口部３０を浸す。次に、切換え可能なレンズシステム１および液晶材料を有する浴槽周辺の圧力を比較的高い圧力（例えば大気圧）まで上げ、液晶材料を表示装置の空洞２４に侵入させ、充填する。充填完了後、表示装置を浴槽中から取り出し、かつ充填開口部３０を閉じる。
【００２１】
図３は、本発明の実施例による切換え可能なレンズシステム１００を示す平面図である。図３において、素子の符号が前記の図面において示したものと同じである素子は、前記の図面における対応する素子である。
【００２２】
充填工程の改良を達成するため、本発明の切換え可能なレンズシステム１００の代表的な実施例は、画像表示領域１０と、密封線２０と、充填開口部３０とを含む。充填通路２７、２８を密封線と画像表示領域１０の外周との間に設ける。充填通路の縦方向の端に、充填開口部から線形空洞までの接続を提供する。充填工程プロセスにおいて、充填通路２７、２８によって液晶材料を凸面鏡構造２３と第２電極層２５との間の線形空洞２４の中に入れる流入量を改善するため、充填通路は比較的大きな横断面を有し、各線形空洞までの接続を提供する。
【００２３】
充填通路２７、２８は、画像表示領域１０の外周を囲み、矩形の画像表示領域１０の第１側３１、第２側３２、第３側３３、および第４側３４のうちの１つまたは複数に線形空洞までの接続を提供することができる。有利にするため、比較的優れた実施例において、充填通路２７、２８は画像表示領域１０の両側３１、３２のみに設け、各線形空洞２４の縦方向の端で充填通路２７、２８まで単一の接続をもたせるようにする。
【００２４】
線形空洞（レンズ素子）は、Ｘ方向およびＹ方向に対し傾斜しているため、充填開口部３０に面する画像表示領域１０の第１側３１上、または第１側３１に接する画像表示領域１０の第２側３２上に、空洞の縦方向の端に充填通路までの接続を有する。画像表示領域１０の第３側３３または第４側３４上の各空洞のその他の縦方向の端は、密封線２０によって阻止される。
【００２５】
充填開口部３０に面した画像表示領域１０の第１側３１上、および第１側３１に接する画像表示領域１０の第２側３２上に充填通路２７、２８を設け、充填通路２７、２８に各線形空洞２４までの単一の接続を提供する。
【００２６】
充填通路２７、２８に各線形空洞２４までの単一の開口部を提供することによって、比較的優れた実施例は、さらに長所を有し、空洞の充填は、画像表示領域１０を跨ぎ、線形空洞２４の全長に沿って継続される。残余気体／空気によって形成される可能性のあるいかなる気泡も、浸透液体によって牽引され、充填通路２７、２８に接続していない側の線形空洞に凝集する。
【００２７】
線形空洞の傾斜が現れていない場合、充填開口部３０に面した画像表示領域１０の第１側３１に少なくとも１つの充填通路を必要とすることに注意すべきである。
充填通路は、凸面鏡構造の片側または複数の側と密封線との間に空間を提供してなる。選択的に、充填通路２７、２８は凸面鏡構造の片側または複数の側３１、３２、３３、３４の凸面鏡構造２３上の１つの通路構造において事前に製造しておくことができる。
【００２８】
別の選択において、充填通路の事前に製造した通路構造は、凸面鏡構造の片側または複数の側３１、３２、３３、３４の凸面鏡構造２３上の通路辺縁構造２７ａ、２８ａに沿って、密封線の位置を密封線の応用プロセスにおいて通路辺縁構造によって制御することができる。密封線は、通路辺縁構造上に接するように設ける。
【００２９】
図４は、図３の切換え可能なレンズシステム１００のＩＶ−ＩＶに沿った横断面を示す。充填通路２７を密封線２０と画像表示領域１０の第２側３２との間に設ける。
図５は、切換え可能なレンズシステム１００および表示装置２００を含む２Ｄ／３Ｄを切換え可能な表示装置３００の映像生成、ならびに開示した２Ｄ／３Ｄを切換え可能な表示装置３００を使用した電子装置５００を示す。電子装置５００は、例えばＰＤＡ、デジタルカメラ、ノートパソコン、デスクトップＰＣ、携帯電話、モニターディスプレイ装置または類似した携帯型装置とすることができる。通常、電子装置５００は、入力ユニット４００および２Ｄ／３Ｄを切換え可能な表示装置３００を含む。また、入力ユニット４００を２Ｄ／３Ｄを切換え可能な表示装置３００にカップリングし、かつ入力信号（例えば映像信号）を２Ｄ／３Ｄを切換え可能な表示装置３００に提供する。
【００３０】
本発明は、切換え可能なレンズシステム１００の製造方法にも関する。代表的な方法は、画像表示領域１０と密封線２０とを提供するステップを含み、画像表示領域１０は第１ガラス板２１と、第２ガラス板２６と、凸面鏡構造２３とを含む。
【００３１】
次に、凸面鏡構造を第１ガラス板と第２ガラス板との間に設ける。凸面鏡構造２３の表面形状によって、凸面鏡構造と第１ガラス板および第２ガラス板のうちの１つとの間に複数の平行な線形空洞２４を提供する。次に、画像表示領域の外周を囲む密封線を生成する。
【００３２】
密封線２０において、充填開口部を提供する。充填通路２７、２８は、画像表示領域の外周の少なくとも一部分と密封線との間に提供し、充填開口部と各線形空洞との間の接続を提供する。
【００３３】
切換え可能なレンズシステム１００は前記矩形外形を有することができるが、例えば円形、錐形または六角形などの異なる外形を有することもでき、密封線が画像表示領域を囲むことに注意すべきである。本発明は、次の様々な形式に用いることができる。充填通路を密封線と凸面鏡構造の外周の少なくとも一部分との間に設け、かつ充填通路は充填開口部と各線形空洞との間に接続を生成する。
【００３４】
本発明の特定の実施例を描写したが、前記以外の異なる方式によっても本発明を実施することができる。以上の描写は説明用のものでしかなく、制限のためのものではない。当業者は、申請特許請求の範囲の主旨および範疇を逸脱せずに修正を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】公知の切換え可能なレンズシステムを示す平面図である。
【図２】図１の切換え可能なレンズシステムの横断面を示す。
【図３】本発明の実施例の切換え可能なレンズシステムを示す平面図である。
【図４】図３の切換え可能なレンズシステムの横断面を示す。
【図５】切換え可能な表示装置および電子装置を示す。
【符号の説明】
【００３６】
１  ：切換え可能なレンズシステム
１０  ：画像表示領域
２０  ：密封線
２１  ：第１ガラス板
２２  ：第１電極層
２３  ：凸面鏡構造
２３ａ：凹面形状
２４  ：線形空洞
２５  ：第２電極層
２６  ：第２ガラス板
２７  ：充填通路
２７ａ：通路辺縁構造
２８  ：充填通路
２８ａ：通路辺縁構造
３０  ：充填開口部
３１  ：画像表示領域の第１側
３２  ：画像表示領域の第２側
３３  ：画像表示領域の第３側
３４  ：画像表示領域の第４側
１００：切換え可能なレンズシステム
２００：表示装置
３００：切換え可能な表示装置
４００：入力ユニット
５００：電子装置
【図１】
0005696265.tif 000002
【図２】
0005696265.tif 000003
【図３】
0005696265.tif 000004
【図４】
0005696265.tif 000005
【図５】
0005696265.tif 000006