(57)【要約】  切り替え可能な液晶装置を製造する方法は、第１の及び第２のホイル８０、８２を使用する。結合層１００は、ラミネーションプロセスにより前記第１のホイルに付着され、結合は、前記結合層の所定の部分において行われる。これらの部分は、少なくとも１つの閉じた境界１１０を規定する。前記所定の部分以外の前記結合層の部分は、除去される。前記ホイルが一緒にラミネートされる間又は後に、前記閉じた境界により囲まれる空間は、液晶材料７２で充填され、この構造は、支持基板９２の上にラミネートされる。前記方法は、対向基板としてホイルを使用し、これにより、ロールツーロール及びラミネーションプロセスを使用して処理されることができる。
2012521577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切り替え可能な液晶装置を製造する方法において、前記方法が、
第１のホイルを提供するステップと、
第１のラミネーションプロセスにより前記第１のホイルの上に結合層を付着するステップであって、前記第１のホイルとの結合が、前記結合層の所定の部分において行われ、前記所定の部分における前記結合層が、少なくとも１つの閉じた境界を規定する、当該ステップと、
前記所定の部分以外の前記結合層の部分を除去するステップと、
第２のホイルを提供するステップと、
第２のラミネーションプロセスにより前記結合層の上に前記第２のホイルを付着し、これにより前記閉じた境界並びに前記第１のホイル及び前記第２のホイルにより囲まれる空間を持つ少なくとも１つの構造を形成するステップと、
前記空間を液晶材料で充填するステップと、
を有し、前記第１のホイル及び前記第２のホイルの一方又は両方が、前記装置の切り替えを制御する電極構成を有する、方法。
【請求項２】
前記第１のホイルが、１つの面において第１の透明導体層を持ち、前記第２のホイルが、１つの面において第２の透明導体層を持つ、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のホイル及び前記第２のホイルが、ポリマホイルを有し、支持基板が、非複屈折材料を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記結合層を付着するステップが、
両方の面において結合材料の層にリリースライナを設けるステップと、
前記所定の部分に対応する前記結合材料の部分を露出するように１つの面において前記リリースライナをパターニングし、前記露出した部分の周りで前記結合材料層において分離領域を形成するステップと、
前記結合層を付着するステップと、
を有し、前記結合層の部分を除去するステップが、前記パターニングされたリリースライナを持つ前記結合層の部分を除去するステップを有する、
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記結合層を付着するステップが、
両方の面において結合材料の層にリリースライナを設けるステップと、
１つの面において前記リリースライナを除去するステップと、
前記結合層を付着するステップと、
を有し、前記結合層の部分を除去するステップが、結合が行われた場所以外の前記結合層を除去するステップを有する、
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のホイル及び前記第２のホイルが、一緒に接続される場合に、ロールとして形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記所定の部分が、複数の閉じた境界を規定し、これにより前記閉じた境界並びに前記第１のホイル及び前記第２のホイルにより囲まれた空間を各々持つ複数の構造を形成し、前記方法が、前記複数の構造の少なくとも一部を個別の構造に又は構造のサブセットに切断するステップを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１のホイルが、前記第１の導体の上にパターン構造を有し、前記結合層が、前記ラミネーションプロセスにより前記パターン構造の上に付着され、前記パターン構造が、レンズアレイの一部を形成する、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記液晶材料が、レンズ又は複数のレンズを規定し、前記パターン構造が、レンズ又は複数のレンズのレプリカ構造であるか、又は
前記パターン構造が、レンズ又は複数のレンズを規定し、液晶材料が、レンズ又は複数のレンズのレプリカ構造を規定する、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
切り替え可能な液晶装置において、前記装置が、
第１のホイルと、
所定の位置における前記第１のホイルの上の結合層であって、少なくとも１つの閉じた境界を規定する前記所定の位置における前記結合層と、
前記結合層の上に付着された第２のホイルと、
前記閉じた境界並びに前記第１のホイル及び前記第２のホイルにより囲まれた空間を充填する液晶材料と、
を有し、
前記第１のホイル及び前記第２のホイルの一方又は両方が、前記装置の切り替えを制御する電極構成を有し、
前記装置が可とう性を持つ、
切り替え可能な液晶装置。
【請求項１１】
前記装置の少なくとも一部が、少なくとも光学レンズ機能を提供する第１のモードとレンズ機能なしの光通過を提供する第２のモードとの間で切り替え可能である、請求項１０に記載の切り替え可能な液晶装置。
【請求項１２】
前記パターニングされた結合層の縁が、前記結合層を破ることにより得られることができる外観を持つ、請求項１０又は１１に記載の切り替え可能な液晶装置。
【請求項１３】
前記液晶装置が、前記第１のホイルの第１の透明導体の上にパターン構造を有し、
前記液晶材料が、レンズを規定し、前記パターン構造が、レンズレプリカ構造であるか、又は
前記パターン構造が、レンズを規定し、前記液晶材料が、レンズレプリカ構造を規定する、
請求項１０、１１及び１２のいずれか一項に記載の切り替え可能な液晶装置。
【請求項１４】
表示パネルと、
前記表示パネルを覆う請求項１３に記載の切り替え可能な液晶装置と、
を有するオートステレオスコピック表示装置。
【請求項１５】
請求項１０ないし１３のいずれか一項に記載の切り替え可能な液晶装置が、非複屈折基板を有する、請求項１４に記載のオートステレオスコピック表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶セルの製造に関し、特にオートステレオスコピック表示装置に対して切り替え可能レンズとして使用されるセルに関する。
【背景技術】
【０００２】
既知のオートステレオスコピック表示装置は、画像化構成としてレンズ構成を使用する。例えば、細長いレンチキュラ素子のアレイは、互いに平行に延在し、表示画素アレイを覆うように設けられることができ、前記表示画素は、これらのレンチキュラ素子を通して観察される。
【０００３】
前記レンチキュラ素子は、素子のシートとして設けられ、前記素子の各々は、細長い半円柱形レンズ素子を有する。前記レンチキュラ素子は、表示パネルの列方向に延在し、各レンチキュラ素子は、表示画素の２より多い隣接した列のそれぞれのグループを覆う。
【０００４】
例えば、各レンチキュル（lenticule）が表示画素の２列と関連付けられる構成において、各列内の表示画素は、それぞれの二次元サブ画像の縦スライスを提供する。前記レンチキュラシートは、これら２つのスライス及び他のレンチキュルに関連付けられた表示画素列からの対応するスライスを、前記シートの前に位置するユーザの左目及び右目に向け、この結果、前記ユーザが、単一のステレオスコピック画像を観察する。前記レンチキュラ素子のシートは、したがって、光出力配向機能を提供する。
【０００５】
他の構成において、各レンチキュルは、行方向における４より多い隣接した表示画素のグループと関連付けられる。各グループにおける表示画素の対応する列は、それぞれの二次元サブ画像からの縦スライスを提供するように適切に構成される。ユーザの頭部が左から右に移動されると、一連の連続した異なるステレオスコピックビューが知覚され、例えば、ルックアラウンド印象を与える。
【０００６】
上記の装置は、効果的な三次元ディスプレイを提供する。しかしながら、ステレオスコピックビューを提供するために、前記装置の水平解像度における犠牲が必要であると理解される。この解像度の犠牲は、短距離から見る小さなテキスト文字の表示のような特定のアプリケーションに対して受け入れられない。この理由から、二次元モードと三次元（ステレオスコピック）モードとの間で切り替え可能である表示装置を提供することが提案されている。
【０００７】
これを実施する１つの方法は、電気的に切り替え可能なレンチキュラアレイを提供することである。前記二次元モードにおいて、前記切り替え可能装置のレンチキュラ素子は、"通過"モード動作し、すなわち、光学的に透明な材料の平らなシートと同じように機能する。結果として生じる表示は、表示パネルの本来の解像度に等しい高解像度を持ち、短い観察距離からの小さなテキスト文字の表示に対して適切である。二次元表示モードは、もちろん、ステレオスコピック画像を提供することができない。
【０００８】
前記三次元モードにおいて、前記切り替え可能装置のレンチキュラ素子は、上記の光出力配向機能を提供する。結果として生じる表示は、ステレオスコピック画像を提供することができるが、上述の解像度損失を持つ。
【０００９】
切り替え可能な表示モードを提供するために、前記切り替え可能装置のレンチキュラ素子は、２つの値の間で切り替え可能である屈折率を持つ液晶材料のような電気光学材料から形成される。前記装置は、この場合、前記レンチキュラ素子の上及び下に設けられた平面電極に適切な電位を印加することにより前記モード間で切り換えられる。前記電位は、隣接した光学的に透明な層の屈折率に対して前記レンチキュラ素子の屈折率を変化させる。前記切り替え可能な装置の構造及び動作のより詳細な説明は、米国特許６０６９６５０において見つけられることができる。
【００１０】
前記切り替え可能な材料は、レンズ素子として又はレプリカとして使用されることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、切り替え可能なレンズ装置及び製造コストを低減する製造に対する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的は、独立請求項に規定される本発明を用いて満たされる。従属請求項は、有利な実施例を規定する。
【００１３】
本発明によると、切り替え可能な液晶装置を製造する方法が提供され、前記方法は、
第１のホイルを提供するステップと、
第１のラミネーションプロセスにより前記第１のホイル上に結合層を付着するステップであって、前記第１のホイルとの結合が、前記結合層の所定の部分において行われ、前記所定の部分における前記結合層が、少なくとも１つの閉じた境界を規定する、当該ステップと、
前記結合層の前記所定の部分以外の部分を除去するステップと、
第２のホイルを提供するステップと、
第２のラミネーションプロセスにより前記結合層上に前記第２のホイルを付着し、これにより前記閉じた境界並びに前記第１のホイル及び第２のホイルにより囲まれた空間を持つ少なくとも１つの構造を形成するステップと、
液晶材料で前記スペースを充填するステップと、
を有し、前記第１のホイル及び第２のホイルの一方又は両方が、前記装置の切り替えを制御する電極構成を有する。
【００１４】
前記方法は、切り替え可能液晶装置の対向基板として第１のホイル及び第２のホイルを使用し、これにより、これらが、ロールツーロール（しばしばリールツーリールによっても示される）及びラミネーションプロセスを使用して処理されることができる。このようなプロセスは、一般に、処理される（例えば前記ホイルのような）材料の少なくとも一部の折り曲げ又は屈曲を伴う。したがって、ホイルは、このようなプロセスにより処理可能な程度で可とう性を持つ材料のシートとして解釈されることもできる。前記ホイルが結合され、囲まれた液晶チェンバが形成された後のみに、（硬い、例えばガラスであることができる）支持基板が、前記装置に導入される。本発明の方法は、例えばリールツーリール又はロールツーロールラミネーション技術のおかげで低コストの製造及び処理プロセスを可能にする。ロールツーロール技術は、バッチ式装置製造とは対照的に連続的なプロセスを提供するので、このようなプロセスは、一般に、高速製造及び大面積装置製造にも適している。
【００１５】
オプションとして、前記方法は、第３のラミネーションプロセスにより支持基板上に前記構造を設けるステップを有する。
【００１６】
本発明の方法の最後の２つのステップ、すなわち、第２のラミネーションプロセスを使用して前記結合層上に前記第２のホイルを付着するステップ及び液晶セル充填ステップ、及び第３のラミネーションプロセスにより支持基板に前記構造を設けるオプションステップが、様々な順序で実行されることができることに注意する。前記液晶セル充填は、（これは液晶空間を形成するので）前記第２のホイルのラミネーティングプロセスの一部であることができる。前記液晶セル充填が後である場合、これは、前記支持基板が導入される前又は後であることができる。
【００１７】
前記第１のホイルは、一方の面において好ましくは透明である第１の導体層を持つことができ、前記第２のホイルは、一方の面において好ましくは透明である第２の導体層を持つことができる。前記２つの導体層は、この場合、前記装置の切り替えに対する制御電極を規定する。ある例において、これらの導体層のパターニングは必要とされず、全体の装置が、一様に切り換えられる。他の例において、前記電極層のパターニングが、前記装置の局所的な切り替えに対して又はグレーデッドインデックスレンズを提供することができるために好適である。グレーデッドインデックスレンズは、以下で更に説明される。
【００１８】
前記第１のホイル及び第２のホイルは、例えば、好ましくは透明であるポリマホイルを有することができる。ポリマホイルは、特に、有利には、丈夫であり、前記装置に強度を与え、軽量であり、ハンドヘルド応用において前記装置の有利な組み込みを可能にし、安価であり、前記装置の製造コストの低減を増大する。前記ホイルは、非複屈折であることができる。前記支持基板も、ポリマ材料を有することができ、好ましくは非複屈折である。
【００１９】
一実施例において、前記結合層を付着するステップが、
両方の面において結合材料の層にリリースライナを設けるステップと、
前記結合材料の前記所定の部分に対応する部分を露出するように一方の面の上に前記リリースライナをパターニングし、前記露出した部分の周りで前記結合材料層において分離領域を形成するステップと、
前記結合層を付着するステップと、
を有し、前記結合層の部分を除去するステップが、前記結合層の前記パターニングされたリリースライナを持つ部分を除去するステップを有する。
【００２０】
前記パターニングされたリリースライナは、したがって、どこで前記結合層が除去されるかを規定する。前記分離領域は、前記結合材料層が分かれることを可能にする。
【００２１】
他の例において、前記結合層を付着するステップが、
両方の面において結合材料の層にリリースライナを設けるステップと、
一方の面において前記リリースライナを除去するステップと、
前記結合層を付着するステップと、
を有し、前記結合層の部分を除去するステップが、結合が行われる場所以外の前記結合層を除去するステップを有する。
【００２２】
前記結合は、前記結合層を要求される部分において保持し、前記結合材料層は、単純に、所望の結合材料層部分を残すように破れることができる。前記結合層又はリリース層のパターニングは、この場合、必要とされない。
【００２３】
好ましくは、本発明の方法は、前に与えられた利点の観点から連続的なプロセスである。このために、前記第１のホイル及び第２のホイルは、例えばロールから前記プロセスに提供されることができる。
【００２４】
前記第１のホイル及び第２のホイル並びに間に接続された前記結合層は、連続的に形成され、ロールの形状に集められることができる。このようなロールは、工場において並びに工場への及びからの移送中に扱うのが容易である。
【００２５】
前記方法により生成される構造は、複数の囲まれた液晶セルを規定することができ、前記複数の囲まれた液晶セルの各々は、前記第１のホイルと前記第２のホイルとの間に挟まれた前記結合層により囲まれる空間により規定される。前記方法は、この場合、前記構造を１より多いセルを各々持つより小さなユニットに切断するステップを有する。前記切断は、前記支持基板上にラミネートする前に及び／又は前記セル構造の充填の前に実行されることができる。したがって、可変サイズの、すなわち異なる数のセルを持つ装置を作る単純な方法が、提供されることができる。
【００２６】
好ましくは、前記第１のホイルは、前記第１の導体上にパターン構造を更に有し、前記結合層は、前記ラミネーションプロセスにより前記パターン構造の上に付着される。
【００２７】
前記パターン構造は、レンチキュラレンズアレイを規定することができ、例えば前記液晶材料は、（レンチキュラのような）レンズ素子を規定することができ、前記パターン構造は、レンズレプリカ構造であるか、又は前記パターン構造は、レンチキュラレンズ素子を規定することができ、液晶材料が、レンズレプリカ構造を規定する。前記方法は、したがって、オートステレオスコピック表示装置において採用するレンズアレイの形式の切り替え可能レンズ装置を製造するのに使用されることができる。
【００２８】
本発明は、切り替え可能液晶装置を更に提供し、前記装置は、
第１のホイルと、
所定の位置における前記第１のホイル上の結合層であって、少なくとも１つの囲まれた境界を規定する前記所定の位置における前記結合層と、
前記結合層上に付着された第２のホイルと、
前記囲まれた境界並びに前記第１のホイル及び第２のホイルにより囲まれた空間を充填する液晶材料と、
を有し、前記第１のホイル及び第２のホイルの一方又は両方が、前記装置の切り替えを制御する電極構成を有し、
前記装置が、可とう性を持つ。
【００２９】
可とう性コンポーネントは、好ましくはロール可能であり、これにより、ロールで提供されることができ、ロールツーロールプロセスを使用して処理されることができる。
【００３０】
一実施例において、本発明による切り替え可能液晶装置は、前記装置の少なくとも一部が、少なくとも光学レンズ機能を提供する第１のモードとレンズ機能なしで光通過を提供する第２のモードとの間で切り替え可能であるようなものである。
【００３１】
例えば、前記レンズ機能は、例えばＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＩＢ２００８／０５１４０に記載されるようなグレーデッドインデックスレンズを使用して、又は液晶材料と組み合わせてレプリカ湾曲レンズ面を使用して提供されることができる。代替的には、前記液晶装置は、前記第１のホイル（８０）の第１の導体（６２）上のパターン構造を更に有し、
前記液晶材料（７２）が、レンズを規定し、前記パターン構造（６４）が、レンズレプリカ構造であるか、又は
前記パターン構造（６４）が、レンズを規定し、前記液晶材料（７２）が、レンズレプリカ構造を規定する。好ましくは、電極構造は透明である。
【００３２】
ＰＣＴ／ＩＢ２００８／０５１４０から明らかであるように、（本発明の第１のホイル及び第２のホイルに相当する）硬い対向基板を持つグレーデッドインデックスレンズは、原理的に、より大きな面積にわたる液晶材料に対して１つの大きな空間を持つことができるが、複数のこのような空間が規定されるように所定の位置に存在する前記結合層は、本発明の方法を使用して作成された構造（上を参照）における２つのホイルの間の距離を規定するスペーサ層としても機能することができ、及び／又は必要であればこのような構造に強度を与えることができる。前記結合層の幅及び／又は前記ホイルの面内で測定される液晶材料に対する空間は、構造、したがって前記構造を持つ装置の所望の強度を得るように調節されることができる。
【００３３】
前記切り替え液晶装置は、前記パターン化された結合層の縁が、前記結合層を破ることにより得られることができる外観を持つようなものであることができる。したがって、前記縁は、前記結合層の所望の部分及び除去されるべき部分が破ることにより分離される単純なパターニングプロセスの結果として特定の粗さを示すかもしれない。
【００３４】
本発明は、
表示パネルと、
前記表示パネルを覆う請求項１３に記載の切り替え可能液晶装置と、
を有するオートステレオスコピック表示装置を更に提供する。
【００３５】
前記オートステレオスコピック表示装置の一実施例において、請求項１０ないし１３のいずれか一項に記載の切り替え可能液晶装置は、非複屈折基板（９２）を有する。
【００３６】
前記表示パネルは、例えば陰極アレイ管、液晶表示パネル、発光ダイオードパネル又はプラズマ表示パネルのような、レンズ機能モードの前記切り替え可能液晶装置と組み合わせられる場合にオートステレオスコピックで３Ｄ画像を提供することができる如何なる表示パネルであってもよい。
【００３７】
オートステレオスコピック表示装置は、支持基板上に設けられた本発明の切り替え可能液晶表示装置を有することができる。これは、ガラス板又は他のポリマ層であることができる。前記コンポーネントの支持基板は、好ましくは、非複屈折ポリマである。
【００３８】
本発明の実施例は、添付の図面を参照して、純粋に例として、ここに記載される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】既知のオートステレオスコピック表示装置の概略的な斜視図を示す。
【図２】図１に示される表示装置のレンズアレイの動作原理を説明するのに使用される。
【図３】図１に示される表示装置のレンズアレイの動作原理を説明するのに使用される。
【図４】どのようにしてレンチキュラアレイが異なる空間的場所に異なるビューを提供するのかを示す。
【図５Ａ】本発明の方法を使用して製造されることができる液晶装置の２つの可能な設計を示す。
【図５Ｂ】本発明の方法を使用して製造されることができる液晶装置の２つの可能な設計を示す。
【図６】一般論として本発明のアプローチの概要を説明するのに使用される。
【図７】本発明の製造プロセスの第１の例の異なる段階を示す。
【図８】本発明の製造プロセスの第１の例の異なる段階を示す。
【図９】本発明の製造プロセスの第１の例の異なる段階を示す。
【図１０】本発明の製造プロセスの第１の例の異なる段階を示す。
【図１１】本発明の製造プロセスの第１の例の異なる段階を示す。
【図１２】本発明の製造プロセスの第１の例の異なる段階を示す。
【図１３】本発明の製造プロセスの第１の例の異なる段階を示す。
【図１４】本発明の製造プロセスの第１の例の異なる段階を示す。
【図１５】本発明の製造プロセスの第２の例の異なる段階を示す。
【図１６】本発明の製造プロセスの第２の例の異なる段階を示す。
【図１７】本発明の製造プロセスの第２の例の異なる段階を示す。
【図１８】本発明の製造プロセスの第２の例の異なる段階を示す。
【図１９】本発明の製造プロセスの第２の例の異なる段階を示す。
【図２０】本発明の製造プロセスの第２の例の異なる段階を示す。
【図２１】本発明の製造プロセスの第２の例の異なる段階を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本発明は、透明な導体層を各々持つラミネート加工ホイルを使用する切り替え可能な液晶装置を製造する方法を提供する。結合層は、少なくとも１つの閉じた境界を規定する選択された部分における結合で、前記ホイルの１つにラミネーションプロセスにより付着される。前記選択された部分以外の前記結合層の部分は、除去され、前記閉じた境界により囲まれる空間は、液晶材料で満たされる。２ホイル構造は、低コストのロールツーロール及びラミネーションプロセスが使用されることができるようにロールされることができる。
【００４１】
本発明を詳細に説明する前に、既知の切り替え可能装置の一例が、まず、説明される。
【００４２】
図１は、既知の直視型オートステレオスコピック表示装置１の概略的な斜視図である。既知の装置１は、表示を生成するように空間的光変調器として機能するアクティブマトリクス型の液晶表示パネル３を有する。
【００４３】
表示パネル３は、行及び列に配置された表示画素５の直交アレイを持つ。明確性のため、少数の表示画素５のみが、図に示される。実際には、表示パネル３は、約一千行及び数千列の表示画素５を有しうる。
【００４４】
液晶表示パネル３の構造は、全体的には従来型である。特に、パネル３は、離間された透明なガラス基板の対を有し、その間に配向ツイストネマチック又は他の液晶材料が提供される。前記基板は、対向する面に透明なインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）のパターンを持っている。偏光層は、前記基板の外側の表面に設けられる。
【００４５】
各表示画素５は、前記基板上の対向電極及びその間に介在する液晶材料を有する。表示画素５の形状及びレイアウトは、前記電極の形状及びレイアウトにより決定される。表示画素５は、ギャップにより互いから規則的に離間される。
【００４６】
各表示画素５は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）又は薄膜ダイオード（ＴＦＤ）のような切り替え素子と関連付けられる。前記表示画素は、前記切り替え素子にアドレシング信号を提供することにより表示を生成するように動作され、適切なアドレシングスキームは、当業者に既知である。
【００４７】
表示パネル３は、この場合、前記表示素子アレイの領域上に延在する平面バックライトを有する光源７により照射される。光源７からの光は、表示パネル３を通って配向され、個別の表示画素５が、前記光を変調し、表示を生成するように駆動される。
【００４８】
表示装置１は、表示パネル３の表示側の上に配置され、ビュー形成機能を実行するレンチキュラシート９をも有する。レンチキュラシート９は、互いに平行に延在するレンチキュラ素子１１の行を有し、前記レンチキュラ素子の１つのみが、明確性のために誇張された寸法で示されている。
【００４９】
レンチキュラ素子１１は、凸型円柱レンズの形式であり、これらは、表示パネル３から表示装置１の前に位置するユーザの目に異なる画像又はビューを提供する光出力配向手段として機能する。
【００５０】
図１に示されるオートステレオスコピック表示装置１は、複数の異なる斜視図を異なる方向に提供することができる。特に、各レンチキュラ素子１１は、各行において表示画素５の小さなグループを覆う。レンチキュラ素子１１は、複数の異なるビューを形成するようにグループの各表示画素５を異なる方向に投影する。前記ユーザの頭部が左から右に移動すると、彼／彼女の目は、複数のビューのうち異なるものを受け取る。
【００５１】
上述のように電気的に切り替え可能なレンズ素子を提供することが提案される。これは、前記ディスプレイが２Ｄモードと３Ｄモードとの間で切り換えられることを可能にする。
【００５２】
図２及び３は、図１に示される前記装置において採用されることができる電気的に切り替え可能なレンチキュラ素子３５のアレイを概略的に示す。前記アレイは、透明ガラス基板の対３９、４１と、その対向する面に設けられたインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）から形成される透明電極４３、４５を有する。複製技術を使用して形成される逆レンズ構造４７は、前記基板の上のもの３９に隣接して、基板３９と４１との間に設けられる。液晶材料４９も、前記基板の下のもの４１に隣接して、基板３９と４１との間に設けられる。
【００５３】
逆レンズ構造４７は、液晶材料４９に、図２の断面に示されるような逆レンズ構造４７と下側基板４１との間の平行な細長いレンチキュラ形状を担わせる。前記液晶材料と接している逆レンズ構造４７及び下側基板４１の表面は、前記液晶材料を配向させる配向層（図示されない）をも備える。
【００５４】
図２は、電位が電極４３、４５に印加されない場合の前記アレイを示す。この状態において、液晶材料４９の屈折率は、逆レンズアレイ４７のものより実質的に高く、したがって、レンチキュラ形状が、図示されるような光出力配向機能を提供する。
【００５５】
図３は、およそ５０ないし１００ボルトの交流電位が電極４３、４５に印加される場合の前記アレイを示す。この状態において、液晶材料４９の屈折率は、逆レンズアレイ４７のものと実質的に同じであり、これにより、前記レンチキュラ形状の前記光出力配向機能は、図示されるように、キャンセルされる。したがって、この状態において、前記アレイは、"通過"モードで効果的に機能する。
【００５６】
図１に示される表示装置において使用するのに適した切り替え可能なレンチキュラ素子のアレイの構造及び動作の更なる細部は、米国特許６０６９６５０において見つけられることができる。
【００５７】
図４は、上記のようなレンチキュラ型画像化構成の動作の原理を示し、バックライト５０、液晶のような表示装置５４、及びレンチキュラアレイ５８を示す。図４は、どのようにしてレンチキュラ構成４８が異なる画素出力を異なる空間的場所に向けるのかを示す。
【００５８】
本発明は、切り替え可能なレンチキュラアレイに対する製造プロセスに関するが、本発明の方法は、より一般的には、如何なる液晶装置製造にも適用可能である。
【００５９】
図５Ａ及び５Ｂは、本発明の方法を使用して製造するように修正されることができる２つの可能な従来技術の切り替え可能液晶レンズ構成を示す。
【００６０】
前記切り替え可能なレンズ装置は、１つの表面において第１の透明導体層６２及び第１の透明導体６２の上のパターン構造６４を持つ第１のガラス基板６０を有する。パターン構造６４は、レンズ形状を規定する。図５Ａにおいて、パターン構造６４は、レンズレプリカ形状を規定し、第１の基板６０は、最上層である。図５Ｂにおいて、パターン構造６４は、レンズ形状を規定し、第１の基板６０は、最下層である。
【００６１】
セル境界シール６６は、前記液晶材料に対する閉じた体積を規定する。
【００６２】
第２のガラス基板６８は、前記セルに対向する１つの面において第２の透明導体層７０を持つ。液晶材料７２は、前記閉じた境界により囲まれる空間を満たす。この液晶構造は、（関連付けられた偏光子を持つ）液晶パネル７４を覆う。
【００６３】
図６は、例目的で図５Ａの構成を使用する、本発明のアプローチの概要を一般論として説明するのに使用される。ガラス基板６０、６８は、可とう性ホイル８０、８２と交換される。
【００６４】
前記シールは、パターン構造６４上のパターン結合層８４により置き換えられ、この結合層パターンは、前記液晶材料に対する閉じた体積を規定する。
【００６５】
この構成において、前記構造の最上部９０は、ロールツーロールプロセスを使用して作成されることができる。完成した最上部９０は、この場合、感圧接着（ＰＳＡ）層のような結合層９４で硬いベース９２上にラミネートされることができる。以下で更に論じられるように、前記硬いベースは、ガラス基板を有することができるが、ポリマ層、好ましくは非複屈折ポリマも、使用されることができる。
【００６６】
２ホイル構成９０は、ロール可能であり、これは、その製造が、ロールツーロールプロセス及びラミネーションプロセスを使用して実行されることができることを意味する。
【００６７】
図７ないし１４は、本発明の製造プロセスの第１の例の異なる段階を示す。図７ないし１３において、前記最上部は、平面図であり、底部は、ロール長（すなわち、図において矢印により示される、ロールツーロールプロセス中のロール駆動の方向）に沿った断面である。
【００６８】
図７は、前記レプリカに対するパターン構造６４及びＩＴＯ層６２を持つ第１のホイル８０を示す。
【００６９】
前記ホイルは、典型的にはポリマである。前記ホイルが作成される材料の例は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）、ＰＣ（ポリカーボネート）である。
【００７０】
前記ＩＴＯ層は、スパッタリングプロセスにより前記ホイル上に設けられる。代替的な導電層は、スパッタリング又はコーティングのいずれかで付着されることができる。
【００７１】
前記レプリカ構造は、（ノーランド７４のような）ＵＶ硬化性樹脂からなり、ソースモールド（シートツーシート又はロールツーロールのいずれか）を使用する複製プロセスにより成形される。
【００７２】
完成したホイルは、ロールとして成形される。
【００７３】
図８は、例えば対向する面上に設けられたポリエステルからなるリリースライナ１０２ａ、１０２ｂを備えた例えば３Ｍ９５０又は３Ｍ８２１１からなるソフトシールライン接着剤１００（結合材料）の導入を示す。
【００７４】
図９に示されるように、前記レプリカ構造に対向する側のリリースライナ１０２ａは、前記結合材料の部分１０４を露出するようにパターニングされる。これらの部分１０４は、セル境界を規定するものである。更に、前記結合材料は、露出した部分１０４の周りに分離領域１０６を持つ。以下に見られるように、これらは、部分１０４がそのままの位置に留まり、残りの部分が除去されることができるように、前記結合材料層が分離されることを可能にする。
【００７５】
リリース層１０２ａのパターニング及び分離領域１０６の形成は、スタンプ及び前記リリースライナの局所的な除去を使用してロールツーロール切断プロセスにより実行される。
【００７６】
前記結合層は、この場合、図１０に示されるようにラミネーションプロセスにより前記パターン構造に付着される。
【００７７】
前記結合層の部分、特にパターニングされたリリースライナ１０２ａを持つ前記結合層の部分は、次いで除去される。これは、単純なピーリングプロセスであり、上側リリースライナが除去され、これは、前記結合層の所望の部分を運ぶ。結果として生じる構造は、結合層部分１０８とともに、図１１に示される。平面図に示されるように、これらの部分は、閉じた空間１１０を規定する。
【００７８】
１つの面上に第２の透明（ＩＴＯ）導体層７０を持つ第２のホイル８２は、図１２に示されるように提供され、前記第２のホイルは、前記結合層上にラミネートされる。図示される例において、第２の透明導体７０は、前記結合層に対向するが、これは、前記液晶材料の制御が直接的な電気伝導ではなく電場に依存するので、逆さまである。前記ラミネートされた構造は、図１３に示され、これは、ロール可能な構造である。
【００７９】
ラミネートされたホイル構造は、ロール上に形成されることができるので、多くの液晶装置は、連続して提供されることができる。個別の装置は、前記ロールから切断される。例えば、単一の液晶装置に対するラミネートされたホイルコンポーネントは、図１３に示される切断線１１２の間に規定される。
【００８０】
前記個別のコンポーネントは、例えば感圧接着剤９４を使用して図１４に示されるように支持基板９２上にラミネートされる。
【００８１】
前記閉じた境界により囲まれた空間は、ベースプレート上のラミネーションの前又は後に液晶材料で充填される。この液晶充填は、ロールツーロールセルラミネーション中に実行されることさえありうる。標準的な液晶混合物が使用されることができるが、前記構造内の他の材料との適合性が保証されるべきである。
【００８２】
支持基板９２は、ガラスを有することができる。しかしながら、前記方法の主な利点の１つは、重量が、ホイル基板を使用することにより低減されることである。加えて、支持９２は、ポリマであることもできる。２Ｄモードと３Ｄモードとの間で切り換えるのに使用される光学的効果は、液晶液体の複屈折に基づく。したがって、液晶７４と前記切り替え可能なレンズ構成の液晶液体との間の全ての材料は、光の光学的配向に対する効果を持つべきでない。前記構造内の他の材料は、複屈折性を持つことができるが、これらは、レンズ効果を変化させることができない。したがって、支持９２は、好ましくは、非複屈折ポリマから形成される。加えて、液晶出力と前記切り替え可能なレンズ構成の液晶材料との間のポリマホイル及び接着層は、全て、非複屈折であるべきである。このようにして、前記切り替え可能液晶レンズシステムに入る光は、所望のレンズ効果が達成されることを可能にするために、既知の向きを持つ。
【００８３】
完成した切り替え可能レンズ構造は、したがって、ガラス層に対する必要性なしに形成されることができる。
【００８４】
図１５ないし２１は、本発明の製造プロセスの第２の例の異なる段階を示す。これらの図において、最上部は、再び平面図であり、底部は、側面図である。
【００８５】
図１５は、図７に対応し、第１のホイル８０を示す。レプリカ構造６４は、シーリングが実行される場所において平らなアイランド部分６４ａを持ち、これらの理由は、以下の説明から明らかである。
【００８６】
図１６は、図８に対応し、各側においてリリース層を持つ結合材料層１００を示す。
【００８７】
図１７は、下側リリース層１０２ａが、完全に除去され、前記結合層が、図１８に示されるようにパターニングされたレプリカ構造に付着されることを示す。
【００８８】
前記結合層は、接着より小さい結合を持つ。上側リリースライナを除去することにより、アイランド６４ａ上の前記結合層の部分が前記結合層内の結合より大きな接着強度を持つので、前記材料層は、引き裂かれる。
【００８９】
結果として生じる構造は、図１９に示される。これは、図１１に対応し、閉じた空間１１０を規定する結合層部分１０８を示す。
【００９０】
図２０は、図１２に対応し、第２のホイル８２の導入を示す。図２１は、図１３に対応し、ラミネートされた構造を示す。上に記載されたものと同じ切断、セル充填及び硬い支持に対するラミネーションが実行される。
【００９１】
この方法は、前記結合材料層の不所望な部分を除去する場合に前記層の引き裂きを使用し、前記層自体の結合性質と比較して強力な前記アイランドとの接着に頼る。この引き裂きは、前記セル境界に対する不完全な縁を生じるが、これは、前記装置の光学的性能に影響を持たない。
【００９２】
本発明は、特に、オートステレオスコピック表示装置の切り替え可能レンズ構造に対して興味深い。しかしながら、これは、広く、液晶セル製造に適用され、特に、画素化制御が必要とされない応用に対して興味深い。代わりに、単一の上側及び下側制御電極が使用されることができる。これは、例えば、切り替え可能なウィンドウ、プライバシスクリーン及び他のこのような応用に対して使用されることができる。
【００９３】
多くの例が、上側及び下側電極を必要とするが、前記制御電極は、全て、１つの面内、すなわち前記可とう性ホイルの１つの上であることができる。例えば、切り替え可能なグレーデッド屈折率レンズは、同一平面上の電極パターンを使用して形成されることができる。複数のこのような例の構成は、参照により本出願に組み込まれるＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＩＢ２００８／０５１４０において詳細に記載されている。例えば、ＰＣＴ／ＩＢ２００８／０５１４０の図１の説明による装置において、前記装置の１つのモードにおけるレンズ機能は、詳細に記載されており、要するに、電圧差を印加すると、局所的な再配向がレンズの形状及び機能を持つように領域１０ａ、ｂにおける液晶材料２の再配向を誘導する電極５及び６を使用して達成される。図１の装置は、本発明に適応させられる場合に、ホイル、好ましくは透明なポリマフィルムからなる層３及び４を持つ。当業者は、本発明による前記結合層等を提供することにより更に適応させることができる。更に、このタイプの切り替え可能な液晶装置は、ＰＣＴ／ＩＢ２００８／０５１４０において図１４及び１５を参照して記載されている。更に、オートステレオスコピックディスプレイにおけるこのような切り替え可能な装置の応用は、例えば、切り替え可能な液晶装置１７４を持つ液晶表示パネル１７２を持つオートステレオスコピック装置の例を示すＰＣＴ／ＩＢ２００８／０５１４０の図２３の説明において詳細に概説されている。１つの電位における１つのパターンと他の電位における他のパターンとの間の電気力線は、所望の液晶切り替えを提供するために使用されることができる。したがって、両方のホイルが電極を備えることは必須ではない。本例において、単一の電極層は、しかしながら、パターニングされる必要がある。
【００９４】
使用されることができるラミネーションプロセスは、従来型であるので、詳細には説明されていない。同様に、使用されることができるロールツーロールプロセスは、従来型であるので、詳細には説明されていない。
【００９５】
開示された実施例に対する他の変形例は、図面、開示及び添付の請求項の検討から、当業者により理解され、請求項された発明を実施する際に達成されることができる。請求項において、単語"有する"は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞"ある"は、複数を除外しない。特定の方策が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの方策の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。請求項内あの参照符号は、範囲を限定すると解釈されるべきでない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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