專(zhuān)利名稱(chēng)：液晶單元制造技術(shù)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶單元(cell)制造，并且特別地涉及用作用于自動(dòng)立體顯示設(shè)備的可切換透鏡的單元。
背景技術(shù)：
已知的自動(dòng)立體顯示設(shè)備使用透鏡裝置作為成像裝置。例如，可以提供彼此平行地延伸且覆蓋顯示像素陣列的細(xì)長(zhǎng)柱鏡(lenticular)元件的陣列，并且通過(guò)這些柱鏡元件觀察顯示像素。這些柱鏡元件作為元件片而提供，其每一個(gè)包括細(xì)長(zhǎng)半圓柱形透鏡元件。這些柱鏡元件在顯示面板的列方向上延伸，每個(gè)柱鏡元件覆蓋兩個(gè)或更多鄰近列顯示像素的對(duì)應(yīng)組。在其中例如每個(gè)微透鏡(Ienticule)與兩列顯示像素關(guān)聯(lián)的裝置中，每列中的顯示像素提供了對(duì)應(yīng)二維子圖像的豎直切片。該柱鏡片將這兩個(gè)切片以及來(lái)自與其他微透鏡關(guān)聯(lián)的顯示像素列的相應(yīng)切片定向到位于該片之前的用戶(hù)的左眼和右眼，使得用戶(hù)觀察到單一立體圖像。柱鏡元件片因此提供了光輸出定向功能。在其他裝置中，每個(gè)微透鏡與行方向上四個(gè)或更多鄰近顯示像素的組關(guān)聯(lián)。每組中相應(yīng)列的顯示像素被適當(dāng)?shù)卦O(shè)置成提供來(lái)自對(duì)應(yīng)二維子圖像的豎直切片。當(dāng)用戶(hù)頭部從左邊運(yùn)動(dòng)到右邊時(shí)，感知到一系列連續(xù)不同的立體視圖，從而創(chuàng)建例如環(huán)顧的印象。上面描述的設(shè)備提供了一種有效的三維顯示器。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，為了提供立體視圖，存在設(shè)備的水平分辨率的必要犧牲。該分辨率的犧牲對(duì)于特定應(yīng)用而言是不可接受的，所述應(yīng)用例如用于從短距離觀看的小文本字符的顯示。出于這個(gè)原因，提出了提供一種可在二維模式與三維(立體)模式之間切換的顯示設(shè)備。實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)的一種方式是提供一種電可切換柱鏡陣列。在二維模式下，可切換設(shè)備的柱鏡元件工作于“透過(guò)(pass through)”模式，即它們以與平坦的光學(xué)透明材料片相同的方式起作用。得到的顯示器具有等于顯示面板的原始分辨率的高分辨率，這適合于從短觀看距離顯示小文本字符。當(dāng)然，二維顯示模式不能提供立體圖像。在三維模式下，可切換設(shè)備的柱鏡元件提供如上面所描述的光輸出定向功能。得到的顯示器能夠提供立體圖像，但是具有上面提到的分辨率損失。為了提供可切換顯示模式，可切換設(shè)備的柱鏡元件由電光材料形成，該電光材料例如液晶材料，具有可在兩個(gè)值之間切換的折射率。設(shè)備于是通過(guò)向柱鏡元件之上和之下提供的平面電極施加適當(dāng)?shù)碾娢欢谒瞿Ｊ街g切換。電位相對(duì)于鄰近光學(xué)透明層的折射率改變柱鏡元件的折射率。可切換設(shè)備的結(jié)構(gòu)和操作的更詳細(xì)的描述可以見(jiàn)諸美國(guó)專(zhuān)利 No.6069650。所述可切換材料可以用作透鏡元件或者用作復(fù)制物。 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可切換透鏡裝置以及一種用于其制造的降低制造成本的方法。這個(gè)目的是利用如獨(dú)立權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明來(lái)實(shí)現(xiàn)的。從屬權(quán)利要求限定了有利的實(shí)施例。依照本發(fā)明，提供了一種制造可切換液晶設(shè)備的方法，該方法包括
提供第一箔；
通過(guò)第一層壓工藝將結(jié)合層(bonding layer)施加到第一箔上，其中與第一箔結(jié)合發(fā)生在結(jié)合層的預(yù)定部分處，其中結(jié)合層在預(yù)定部分處限定了至少一個(gè)閉合的邊界； 移除結(jié)合層的除了在預(yù)定部分處的那些部分； 提供第二箔；
通過(guò)第二層壓工藝將第二箔施加到結(jié)合層上，從而形成至少一個(gè)具有由閉合的邊界以及第一和第二箔封閉的空間的結(jié)構(gòu)； 利用液晶材料填充該空間，并且
其中第一和第二箔中的一個(gè)或者二者包括用于控制設(shè)備的切換的電極裝置。所述方法使用第一和第二箔作為可切換液晶設(shè)備的相對(duì)襯底，使得它們可以使用滾筒到滾筒(roll to roll)(經(jīng)常也由卷到卷(reel to reel)表示)和層壓工藝進(jìn)行加工。 這樣的工藝通常涉及彎曲或者撓曲加工的材料(例如箔)的至少一部分。因此，箔也可以看作柔軟到可由這樣的工藝加工的程度的材料片。只有在所述箔接合并且封閉的液晶腔室形成之后，才將支撐襯底(其可以是剛性的，例如玻璃)引入到所述設(shè)備。本發(fā)明的方法由于例如卷到卷或者滾筒到滾筒層壓技術(shù)而允許實(shí)現(xiàn)低成本制造和處理工藝。這樣的工藝通常也適合于高速制造以及大面積設(shè)備制造，因?yàn)榕c分批設(shè)備制造相反的是，滾筒到滾筒技術(shù)提供了連續(xù)的過(guò)程。可選地，所述方法包括通過(guò)第三層壓工藝將結(jié)構(gòu)提供到支撐襯底上。應(yīng)當(dāng)指出的是，本發(fā)明方法的最后兩個(gè)步驟，即使用第二層壓工藝將第二箔施加到結(jié)合層上、液晶單元填充，以及通過(guò)第三層壓工藝將結(jié)構(gòu)提供給支撐襯底的可選步驟，可以以各種各樣的順序執(zhí)行。液晶單元填充可以是第二箔的層壓工藝的部分(因?yàn)檫@形成液晶空間)。如果液晶單元填充在更后面，那么它可以在引入支撐襯底之前或者之后。第一箔可以在一個(gè)表面上具有優(yōu)選地透明的第一導(dǎo)體層，并且第二箔可以在一個(gè)表面上具有優(yōu)選地透明的第二導(dǎo)體層。這兩個(gè)導(dǎo)體層于是限定了用于切換所述設(shè)備的控制電極。在一些實(shí)例中，無(wú)需對(duì)這些導(dǎo)體層進(jìn)行圖案化，從而整個(gè)設(shè)備均勻地切換。在其他實(shí)例中，電極層的圖案化是優(yōu)選的，以便局部切換所述設(shè)備或者以便能夠提供漸變折射率透鏡。漸變折射率透鏡在下文中進(jìn)一步加以解釋。第一和第二箔可以例如包括聚合物箔，其優(yōu)選地為透明聚合物箔，其尤其可以有利地為堅(jiān)韌的以便向設(shè)備提供強(qiáng)度、重量輕的以便允許將設(shè)備有利地合并到手持式應(yīng)用中以及廉價(jià)的以便增進(jìn)設(shè)備制造成本的降低。這些箔可以是非雙折射的。支撐襯底也可以包括聚合物材料，并且優(yōu)選地為非雙折射的。在一個(gè)實(shí)施例中，施加結(jié)合層包括
在兩個(gè)面上向結(jié)合材料層提供釋放襯墊(release liner)；
在一個(gè)面上對(duì)釋放襯墊圖案化以便暴露與所述預(yù)定部分相應(yīng)的結(jié)合材料部分，并且圍繞暴露的部分在結(jié)合材料層中形成分離的區(qū)域；以及施加結(jié)合層，
并且其中移除結(jié)合層的部分包括移除結(jié)合層的具有圖案化的釋放襯墊的部分。圖案化的釋放襯墊因此限定了在何處移除結(jié)合層。分離的區(qū)域使得結(jié)合材料能夠劃分。在另一個(gè)實(shí)例中，施加結(jié)合層包括 在兩個(gè)面上向結(jié)合材料層提供釋放襯墊； 在一個(gè)面上移除釋放襯墊；以及施加結(jié)合層，
并且其中移除結(jié)合層的部分包括在除了結(jié)合發(fā)生處之外移除結(jié)合層。所述結(jié)合在所需的部分處將結(jié)合層保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，并且結(jié)合材料層可以簡(jiǎn)單地撕扯(tear)以便將希望的結(jié)合材料層部分留在適當(dāng)?shù)奈恢?。于是，無(wú)需對(duì)結(jié)合層或者釋放層進(jìn)行圖案化。鑒于此前給出的有利之處，優(yōu)選地本發(fā)明的方法為連續(xù)的過(guò)程。為此目的，可以從例如滾筒將第一和第二箔提供給該過(guò)程。第一和第二箔以及之間連接的結(jié)合層可以連續(xù)地形成并且收集成卷形物的形狀。 這樣的卷形物在工廠中以及在運(yùn)輸至工廠和從工廠運(yùn)輸期間易于操作。所述方法產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)可以限定多個(gè)封閉的液晶單元，每個(gè)液晶單元由夾在第一和第二箔之間的結(jié)合層所封閉的空間限定。該方法于是進(jìn)一步包括將所述結(jié)構(gòu)切割成更小的個(gè)體，每個(gè)具有一個(gè)或多個(gè)單元?？梢栽趯訅旱街我r底上之前和/或在填充單元結(jié)構(gòu)之前執(zhí)行該切割。因此，可以提供一種制造可變尺寸的，即具有不同數(shù)量的單元的設(shè)備的簡(jiǎn)單方式。優(yōu)選地，第一箔進(jìn)一步包括在第一導(dǎo)體上的圖案化結(jié)構(gòu)，并且其中通過(guò)層壓工藝將結(jié)合層施加到該圖案化結(jié)構(gòu)上方。該圖案化結(jié)構(gòu)可以限定柱狀透鏡陣列，例如，液晶材料可以限定透鏡(例如柱鏡) 元件并且該圖案化結(jié)構(gòu)為透鏡復(fù)制結(jié)構(gòu)；或者該圖案化結(jié)構(gòu)可以限定柱狀透鏡元件并且液晶材料限定透鏡復(fù)制結(jié)構(gòu)。所述方法因而可以用于制造用在自動(dòng)立體顯示設(shè)備中的透鏡陣列形式的可切換透鏡設(shè)備。本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種可切換液晶設(shè)備，該可切換液晶設(shè)備包括
第一箔；
預(yù)定位置處第一箔上方的結(jié)合層，結(jié)合層在預(yù)定位置處限定了至少一個(gè)閉合的邊界； 施加到結(jié)合層上的第二箔；以及
填充由閉合的邊界以及第一和第二箔封閉的空間的液晶材料，并且
其中第一和第二箔中的一個(gè)或者二者包括用于控制設(shè)備的切換的電極裝置，并且
其中設(shè)備是柔性的。所述柔性部件優(yōu)選地為可卷曲的，從而它可以在滾筒上提供，并且可以使用滾筒到滾筒工藝進(jìn)行進(jìn)一步加工。在一個(gè)實(shí)施例中，依照本發(fā)明的可切換液晶設(shè)備使得設(shè)備的至少一部分可至少在提供光學(xué)透鏡功能的第一模式與提供沒(méi)有透鏡功能的光透過(guò)的第二模式之間切換。
例如，可以使用例如PCT申請(qǐng)PCT/IB2008/05140中描述的漸變折射率透鏡結(jié)構(gòu)或者使用與液晶材料組合的復(fù)制彎曲透鏡表面來(lái)提供透鏡功能?？商鎿Q地，液晶設(shè)備進(jìn)一步包括在第一箔(80)的第一導(dǎo)體(62)上的圖案化結(jié)構(gòu)，其中
液晶材料(72)限定透鏡并且圖案化結(jié)構(gòu)(64)為透鏡復(fù)制結(jié)構(gòu)；或者圖案化結(jié)構(gòu)(64)限定透鏡并且液晶材料(72)限定透鏡復(fù)制結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，電極結(jié)構(gòu)是透明的。盡管根據(jù)PCT/IB2008/05140顯然的是，具有剛性相對(duì)襯底(與本發(fā)明的第一和第二箔相應(yīng))的漸變折射率透鏡原則上可以在大的區(qū)域上方具有用于液晶材料的一個(gè)大的空間，但是在預(yù)定位置處存在的、使得多個(gè)這樣的空間被限定的結(jié)合層也可以用作在使用本發(fā)明方法制備的結(jié)構(gòu)(參見(jiàn)上文)中限定所述兩個(gè)箔之間的距離的隔離層和/或可以向這樣的結(jié)構(gòu)提供強(qiáng)度(如果需要的話(huà))?？梢哉{(diào)節(jié)在箔平面內(nèi)測(cè)量的結(jié)合層的寬度和/或用于液晶材料的空間以便獲得結(jié)構(gòu)的希望的強(qiáng)度以及因而具有該結(jié)構(gòu)的設(shè)備?？汕袚Q液晶設(shè)備可以使得圖案化的結(jié)合層的邊緣具有可通過(guò)撕扯結(jié)合層而獲得的外觀。因此，作為借助于其通過(guò)撕扯分開(kāi)結(jié)合層的希望的部分和要移除的部分的簡(jiǎn)單圖案化工藝的結(jié)果，這些邊緣可以表現(xiàn)出一定的粗糙度。本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種自動(dòng)立體顯示設(shè)備，該自動(dòng)立體顯示設(shè)備包括 顯示面板；以及
如權(quán)利要求13所述的覆蓋顯示面板的可切換液晶設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，在所述自動(dòng)立體顯示設(shè)備中，依照權(quán)利要求10-13中任何一項(xiàng)的可切換液晶設(shè)備包括非雙折射襯底(92)。顯示面板可以是任何顯示面板，例如陰極陣列管、液晶顯示面板、發(fā)光二極管面板或者等離子體顯示面板，該顯示面板在與處于其透鏡功能模式下的可切換液晶設(shè)備組合時(shí)能夠以自動(dòng)立體的方式提供3D圖像。自動(dòng)立體顯示設(shè)備可以包括在支撐襯底上提供的本發(fā)明的可切換液晶顯示設(shè)備。 這可以是玻璃板或者另一個(gè)聚合物層。該部件的支撐襯底優(yōu)選地為非雙折射聚合物。


現(xiàn)在將僅僅通過(guò)實(shí)例參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中 圖1為已知自動(dòng)立體顯示設(shè)備的示意性透視圖2和圖3用來(lái)解釋圖1中所示顯示設(shè)備的透鏡陣列的工作原理； 圖4示出了柱鏡陣列如何將不同的視圖提供給不同的空間位置； 圖5A和圖5B示出了可以使用本發(fā)明方法制造的液晶設(shè)備的兩種可能的設(shè)計(jì)； 圖6用來(lái)大體上概括本發(fā)明的方法；
圖7-14示出了本發(fā)明的制造工藝的第一實(shí)例的不同階段；以及圖15-21示出了本發(fā)明的制造工藝的第二實(shí)例的不同階段。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種制造使用層壓箔的可切換液晶設(shè)備的方法，每個(gè)層壓箔具有透明導(dǎo)體層。通過(guò)層壓工藝將結(jié)合層施加到這些箔之一，結(jié)合處于限定至少一個(gè)閉合的邊界的選定的部分處。結(jié)合層的除了選定部分處之外的部分被移除，并且由閉合的邊界封閉的空間填充有液晶材料。該雙箔結(jié)構(gòu)可以被卷曲，從而可以使用低成本的滾筒到滾筒和層壓工藝。在詳細(xì)地描述本發(fā)明之前，將首先描述已知可切換裝置的一個(gè)實(shí)例。圖1為已知的直視式自動(dòng)立體顯示設(shè)備1的示意性透視圖。該已知的設(shè)備1包括充當(dāng)產(chǎn)生顯示的空間光調(diào)制器的有源矩陣類(lèi)型的液晶顯示面板3。顯示面板3具有以行列設(shè)置的顯示像素5的正交陣列。為了清楚起見(jiàn)，圖中僅示出了少量顯示像素5。在實(shí)踐中，顯示面板3可以包括大約一千行和數(shù)千列顯示像素5。液晶顯示面板3的結(jié)構(gòu)完全是常規(guī)的。特別地，面板3包括一對(duì)隔開(kāi)的透明玻璃襯底，其間提供了對(duì)齊的扭曲向列或其他液晶材料。這些襯底在其相面對(duì)的表面上承載透明氧化銦錫(ITO)電極圖案。在這些襯底的外表面上還提供了偏振層。每個(gè)顯示像素5包括襯底上的相對(duì)電極，液晶材料介于其間。顯示像素5的形狀和布局由電極的形狀和布局確定。顯示像素5通過(guò)間隙彼此規(guī)則地隔開(kāi)。每個(gè)顯示像素5與諸如薄膜晶體管(TFT)或薄膜二極管(TFD)之類(lèi)的開(kāi)關(guān)元件關(guān)聯(lián)。這些顯示像素用來(lái)通過(guò)向開(kāi)關(guān)元件提供尋址信號(hào)而產(chǎn)生顯示，并且適當(dāng)?shù)膶ぶ贩桨甘潜绢I(lǐng)域技術(shù)人員已知的。顯示面板3由光源7照射，光源7在這種情況下包括在顯示像素陣列的區(qū)域上方延伸的平面背光源。來(lái)自光源7的光被定向通過(guò)顯示面板3，各顯示像素5被驅(qū)動(dòng)以調(diào)制該光并且產(chǎn)生顯示。顯示設(shè)備1還包括設(shè)置在顯示面板3的顯示側(cè)上方的柱鏡片9，其執(zhí)行視圖形成功能。柱鏡片9包括彼此平行延伸的柱鏡元件11行，為了清楚起見(jiàn)，以夸大的尺寸示出了其中僅僅一個(gè)柱鏡元件。柱鏡元件11處于凸圓柱形透鏡的形式，并且它們充當(dāng)光輸出定向構(gòu)件以便將來(lái)自顯示面板3的不同圖像或視圖提供給位于顯示設(shè)備1之前的用戶(hù)眼睛。圖1中所示的自動(dòng)立體顯示設(shè)備1能夠提供不同方向上的若干不同透視視圖。特別地，每個(gè)柱鏡元件11覆蓋每行中的小組顯示像素5。柱鏡元件11將一組的每個(gè)顯示像素 5投影到不同的方向上，以便形成所述若干不同視圖。當(dāng)用戶(hù)頭部從左邊運(yùn)動(dòng)到右邊時(shí)，他的/她的眼睛將依次接收所述若干視圖中的不同視圖。已經(jīng)提出了提供如上所述的電可切換透鏡元件。這使得顯示器能夠在2D模式與 3D模式之間切換。圖2和圖3示意性地示出了可以在圖1所示的設(shè)備中采用的電可切換柱鏡元件35 陣列。該陣列包括一對(duì)透明玻璃襯底39、41，由氧化銦錫(ITO)形成的透明電極43、45在它們相面對(duì)的表面上提供。使用復(fù)制技術(shù)形成的反透鏡結(jié)構(gòu)47在襯底39、41之間提供，鄰近這些襯底中的上面的襯底39。液晶材料49也在襯底39、41之間提供，鄰近這些襯底中的下面的襯底41。反透鏡結(jié)構(gòu)47使得液晶材料49在反透鏡結(jié)構(gòu)47與下面的襯底41之間呈現(xiàn)平行的細(xì)長(zhǎng)柱鏡形狀，如圖2和圖3中的截面所示。反透鏡結(jié)構(gòu)47和下面的襯底41的與液晶材料接觸的表面也設(shè)有用于確定液晶材料的取向的取向?qū)?未示出)。圖2示出了當(dāng)沒(méi)有電位施加到電極43、45時(shí)的所述陣列。在該狀態(tài)下，液晶材料49的折射率遠(yuǎn)高于反透鏡陣列47的折射率，并且柱鏡形狀因而如圖所示提供了光輸出定向功能。圖3示出了當(dāng)近似50-100伏特的交流電位施加到電極43、45時(shí)的所述陣列。在該狀態(tài)下，液晶材料49的折射率基本上與反透鏡陣列47的折射率相同，從而柱鏡形狀的光輸出定向功能如圖所示被取消。因此，在該狀態(tài)下，所述陣列有效地在“透過(guò)”模式下起作用。適合于用在圖1所示的顯示設(shè)備中的可切換柱鏡元件陣列的結(jié)構(gòu)和操作的另外的細(xì)節(jié)可以見(jiàn)諸美國(guó)專(zhuān)利No. 6069650。圖4示出了如上所述的柱鏡類(lèi)型成像裝置的工作原理并且示出了背光源50、諸如液晶之類(lèi)的顯示設(shè)備M以及柱鏡陣列58。圖4示出了柱鏡裝置58如何將不同的像素輸出定向到不同的空間位置。本發(fā)明涉及用于可切換柱鏡陣列的制造工藝，但是本發(fā)明方法更一般地適用于任何液晶設(shè)備制造。圖5A和圖5B示出了兩種可能的現(xiàn)有技術(shù)可切換液晶透鏡配置，其可以被修改以用于使用本發(fā)明方法的制造?？汕袚Q透鏡設(shè)備包括在一個(gè)表面上具有第一透明導(dǎo)體層62的第一玻璃襯底60以及在第一透明導(dǎo)體62上的圖案化結(jié)構(gòu)64。圖案化結(jié)構(gòu)64限定了透鏡的形狀。在圖5A中， 圖案化結(jié)構(gòu)64限定了透鏡復(fù)制形狀并且第一襯底60為頂層。在圖5B中，圖案化結(jié)構(gòu)64 限定了透鏡形狀并且第一襯底60為底層。單元邊界密封66限定了用于液晶材料的閉合體積。第二玻璃襯底68在面向單元的一個(gè)表面上具有第二透明導(dǎo)體層70。液晶材料72 填充閉合的邊界封閉的空間。該液晶結(jié)構(gòu)覆蓋液晶面板74 (具有關(guān)聯(lián)的偏振器)。圖6用來(lái)出于舉例的目的使用圖5A的配置大體上概括本發(fā)明的方法。玻璃板60、 68被柔性箔80、82代替。密封由圖案化結(jié)構(gòu)64上方的圖案化結(jié)合層84代替，并且該結(jié)合層圖案限定了用于液晶材料的閉合體積。在該裝置中，結(jié)構(gòu)的頂部90可以使用滾筒到滾筒加工來(lái)制成。然后，可以利用諸如壓敏粘合劑(PSA)層之類(lèi)的結(jié)合層94將完成的頂部90層壓到剛性基座92上。如下面將進(jìn)一步討論的，剛性基座可以包括玻璃襯底，但是也可以使用聚合物層，優(yōu)選地使用非雙折射聚合物。雙箔裝置90是可卷曲的，并且這意味著可以使用滾筒到滾筒工藝和層壓工藝進(jìn)行制造。圖7-14示出了本發(fā)明的制造工藝的第一實(shí)例的不同階段。在圖7-13中，頂部為平面視圖并且底部為沿著滾筒長(zhǎng)度(即滾筒到滾筒工藝期間滾筒驅(qū)動(dòng)的方向，如圖中的箭頭所示)的截面。圖7示出了具有ITO層62的第一箔80以及用于復(fù)制物的圖案化結(jié)構(gòu)64。箔典型地為聚合物。箔可以由其制成的材料的實(shí)例是PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、PEN (聚萘二甲酸乙二醇酯)、PES (聚醚砜)、TAC (三乙?；w維素)、PC (聚碳酸酯)。ITO層通過(guò)濺射工藝而在箔上提供。也可以通過(guò)濺射或涂敷施加可替換的傳導(dǎo)層。
復(fù)制結(jié)構(gòu)由UV可固化樹(shù)脂(例如Norland-74)制成并且使用源模具通過(guò)復(fù)制工藝 (片到片或者滾筒到滾筒)而定形。完成的箔形成卷形物。圖8示出了例如由3M 950或3M 8211制成的軟密封線粘合劑100 (結(jié)合材料)的引入，該粘合劑設(shè)有例如由在相對(duì)的面上提供的聚酯制成的釋放襯墊10h、102b。如圖9中所示，對(duì)面向復(fù)制結(jié)構(gòu)的側(cè)面上的釋放襯墊10 圖案化以便暴露結(jié)合材料的部分104。這些部分104要限定單元邊界。此外，結(jié)合材料具有圍繞暴露的部分104的分離區(qū)域106。如下面將看到的，這些區(qū)域使得結(jié)合材料層能夠被分離，從而部分104保持在適當(dāng)?shù)奈恢貌⑶移溆嗖糠挚梢员灰瞥ａ尫艑?0 的圖案化以及分離區(qū)域106的形成通過(guò)滾筒到滾筒切割工藝使用壓印器(stamp)以及釋放襯墊的局部移除來(lái)實(shí)現(xiàn)。然后，如圖10中所示，通過(guò)層壓工藝將結(jié)合層施加到圖案化結(jié)構(gòu)。接著，移除結(jié)合層的部分，尤其是結(jié)合層的具有圖案化的釋放襯墊10 的那些部分。這是簡(jiǎn)單的剝離過(guò)程，其中上面的釋放襯墊被移除，并且它帶來(lái)結(jié)合層的希望的部分。 得到的結(jié)構(gòu)示于圖11中，其具有結(jié)合層部分108。如平面圖中所示，這些部分限定了閉合的空間110。然后，如圖12中所示，提供在一個(gè)表面上具有第二透明(ITO)導(dǎo)體層70的第二箔 82，并且將第二箔層壓到結(jié)合層上。在所示的實(shí)例中，第二透明導(dǎo)體70面向所述結(jié)合層部分，但是它也可以反過(guò)來(lái)，因?yàn)橐壕Р牧系目刂埔蕾?lài)于電場(chǎng)而不是直接電傳導(dǎo)。圖13中示出了層壓的結(jié)構(gòu)，并且它是可卷曲的結(jié)構(gòu)。由于層壓的箔結(jié)構(gòu)可以在滾筒上形成，因而可以連續(xù)地提供許多液晶設(shè)備。單獨(dú)的設(shè)備從滾筒切割。例如，圖13中所示的切割線112之間限定了用于單個(gè)液晶設(shè)備的層壓的箔部件。如圖14中所示，例如使用壓敏粘合劑94將單獨(dú)的部件層壓到支撐襯底92上。在層壓到基座板之前或之后，利用液晶材料填充閉合的邊界所封閉的空間。液晶填充可以甚至在滾筒到滾筒單元層壓期間執(zhí)行?？梢允褂脴?biāo)準(zhǔn)的液晶混合物，但是應(yīng)當(dāng)確保與結(jié)構(gòu)中的其他材料的兼容性。支撐襯底92可以包括玻璃。然而，所述方法的主要優(yōu)點(diǎn)之一在于，通過(guò)使用箔襯底降低了重量。此外，支撐92也可以是聚合物。用來(lái)在2D模式與3D模式之間切換的光學(xué)效應(yīng)基于液晶液體的雙折射。因此，可切換透鏡裝置的液晶74與液晶液體之間的所有材料應(yīng)當(dāng)對(duì)光的光學(xué)取向沒(méi)有影響。結(jié)構(gòu)中的其他材料可以具有雙折射，因?yàn)樗鼈儾豢赡芨淖兺哥R效應(yīng)。因此，支撐92優(yōu)選地由非雙折射聚合物形成。此外，可切換透鏡裝置的液晶輸出與液晶材料之間的粘合劑層和聚合物箔應(yīng)當(dāng)都是非雙折射的。通過(guò)這種方式，進(jìn)入可切換液晶透鏡系統(tǒng)的光具有已知的取向，以便允許實(shí)現(xiàn)希望的透鏡效應(yīng)。因此，可以無(wú)需任何玻璃層地形成完整的可切換透鏡結(jié)構(gòu)。圖15-21示出了本發(fā)明的制造工藝的第二實(shí)例的不同階段。在這些圖中，頂部再次為平面圖并且底部為側(cè)視圖。圖15與圖7相應(yīng)，并且示出了第一箔80。復(fù)制結(jié)構(gòu)64在其中進(jìn)行密封的位置處具有平坦的凸臺(tái)部分64a，并且其原因根據(jù)以下的描述將是清楚明白的。
圖16與圖8相應(yīng)并且示出了每側(cè)具有釋放層的結(jié)合材料層100。圖17示出了下面的釋放層10 完全被移除，并且然后結(jié)合層被施加到圖案化復(fù)制結(jié)構(gòu)，如圖18中所示。結(jié)合層具有比粘附力(adhesion)更小的內(nèi)聚力(cohesion)。通過(guò)移除上面的釋放襯墊，材料層被撕扯開(kāi)，因?yàn)橥古_(tái)6 上的結(jié)合層部分具有比結(jié)合層內(nèi)的內(nèi)聚力更大的粘附強(qiáng)度。得到的結(jié)構(gòu)示于圖19中。這與圖11相應(yīng)并且示出了限定閉合的空間110的結(jié)合層部分108。圖20與圖12相應(yīng)，并且示出了第二箔82的引入。圖21與圖13相應(yīng)，并且示出了層壓的結(jié)構(gòu)。于是，執(zhí)行如上所述的相同切割、單元填充和到剛性支撐上的層壓。該方法在移除結(jié)合材料層的不想要的部分時(shí)使用對(duì)該層的撕扯，并且依賴(lài)于和層本身的內(nèi)聚性質(zhì)相比的與凸臺(tái)的強(qiáng)粘附力。該撕扯引起單元邊界的不完美的邊緣，但是這對(duì)于設(shè)備的光學(xué)性能沒(méi)有影響。本發(fā)明對(duì)于自動(dòng)立體顯示設(shè)備的可切換透鏡結(jié)構(gòu)是特別有意義的。然而，它通常適用于液晶單元制造，并且對(duì)于其中無(wú)需像素化控制的應(yīng)用是特別有意義的。相反地，可以使用單個(gè)的上面的和下面的控制電極。這可以例如用于可切換窗口、隱私屏幕和其他這樣的應(yīng)用。盡管許多實(shí)例需要上面的和下面的電極，但是所述控制電極可以全部處于一個(gè)平面內(nèi)，即處于僅僅一個(gè)柔性箔上。例如，可以使用共平面電極圖案形成可切換的漸變折射率透鏡。PCT申請(qǐng)PCT/IB2008/05140中詳細(xì)地描述了若干這樣的實(shí)例的構(gòu)造，該文獻(xiàn)通過(guò)引用合并于本申請(qǐng)中。例如，在依照PCT/IB2008/05140的圖1的描述的設(shè)備中，詳細(xì)地描述了在該設(shè)備的一種模式下的透鏡功能，并且其簡(jiǎn)單地說(shuō)使用電極5和6來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些電極在施加電壓差時(shí)引起區(qū)域10a、10b和IOc中的液晶材料2的重新取向，使得局部重新取向具有透鏡的形狀和功能。圖1的設(shè)備在根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)將具有由箔制成、優(yōu)選地由透明聚合物膜制成的層3和4。本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠通過(guò)依照本發(fā)明提供結(jié)合層等而進(jìn)一步進(jìn)行調(diào)節(jié)。PCT/IB2008/05140中參照那里的圖14和圖15描述了這種類(lèi)型的另外的可切換液晶設(shè)備。而且，在PCT/IB2008/05140的例如圖23的描述中也詳細(xì)地論述了這樣的可切換設(shè)備在自動(dòng)立體顯示器中的應(yīng)用，該圖23示出了具有帶有可切換液晶設(shè)備174的液晶顯示面板172的自動(dòng)立體設(shè)備的實(shí)例。一個(gè)電位下的一種圖案與另一個(gè)電位下的另一種圖案之間的電場(chǎng)線可以用來(lái)提供希望的液晶切換。因此，沒(méi)有必要向所述兩個(gè)箔提供電極。 然而，在該實(shí)例中，需要對(duì)單個(gè)電極層進(jìn)行圖案化。沒(méi)有詳細(xì)地描述可能使用的層壓工藝，因?yàn)樗鼈兪浅Ｒ?guī)的。類(lèi)似地，沒(méi)有詳細(xì)地描述可能使用的滾筒到滾筒工藝，因?yàn)樗鼈兪浅Ｒ?guī)的。本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)施要求保護(hù)的本發(fā)明時(shí)，根據(jù)對(duì)于所述附圖、本公開(kāi)內(nèi)容以及所附權(quán)利要求書(shū)的研究，應(yīng)當(dāng)能夠理解和實(shí)現(xiàn)所公開(kāi)實(shí)施例的其他變型。在權(quán)利要求書(shū)中，措詞“包括/包含”并沒(méi)有排除其他的元件或步驟，并且不定冠詞“一”并沒(méi)有排除復(fù)數(shù)。 在相互不同的從屬權(quán)利要求中陳述特定技術(shù)措施這一事實(shí)并不意味著這些技術(shù)措施的組合不可以加以利用。權(quán)利要求書(shū)中的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)當(dāng)被視為對(duì)范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種制造可切換液晶設(shè)備的方法，包括 提供第一箔(80);通過(guò)第一層壓工藝將結(jié)合層(100)施加到第一箔上，其中與第一箔結(jié)合發(fā)生在結(jié)合層的預(yù)定部分(108)處，其中結(jié)合層在預(yù)定部分處限定了至少一個(gè)閉合的邊界(110)； 移除結(jié)合層的除了在預(yù)定部分(108)處的那些部分； 提供第二箔(82);通過(guò)第二層壓工藝將第二箔(82)施加到結(jié)合層(100)上，從而形成至少一個(gè)具有由閉合的邊界(110)以及第一和第二箔封閉的空間的結(jié)構(gòu)； 利用液晶材料(72)填充該空間，并且其中第一和第二箔中的一個(gè)或者二者包括用于控制設(shè)備的切換的電極裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第一箔在一個(gè)表面上具有第一透明導(dǎo)體層(62)，并且其中第二箔在一個(gè)表面上具有第二透明導(dǎo)體層(70)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第一和第二箔(80，82)包括聚合物箔，并且其中支撐襯底包括非雙折射材料。
4.如前面任一權(quán)利要求所述的方法，其中施加結(jié)合層(100)包括 在兩個(gè)面上向結(jié)合材料層(100)提供釋放襯墊(102a，102b)；在一個(gè)面上對(duì)釋放襯墊(102a)圖案化以便暴露與所述預(yù)定部分相應(yīng)的結(jié)合材料部分 (104)，并且在結(jié)合材料層中圍繞暴露的部分形成分離的區(qū)域(106)；以及施加結(jié)合層(100)，并且其中移除結(jié)合層的部分包括移除結(jié)合層的具有圖案化的釋放襯墊(102a)的部分。
5.如權(quán)利要求1-3中任何一項(xiàng)所述的方法，其中施加結(jié)合層包括 在兩個(gè)面上向結(jié)合材料層(100)提供釋放襯墊(102a, 102b)； 在一個(gè)面上移除釋放襯墊(102a)；以及施加結(jié)合層(100)，并且其中移除結(jié)合層的部分包括在除了結(jié)合發(fā)生處之外移除結(jié)合層。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中第一和第二箔(80，82)當(dāng)連接在一起時(shí)形成卷形物。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述預(yù)定部分限定了多個(gè)閉合的邊界(110)，從而形成多個(gè)結(jié)構(gòu)，每個(gè)結(jié)構(gòu)具有由閉合的邊界(110)以及第一和第二箔封閉的空間，并且包括將所述多個(gè)結(jié)構(gòu)中的至少一部分切割成單獨(dú)的結(jié)構(gòu)或者結(jié)構(gòu)子集的另一步驟。
8.如前面的權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的方法，其中第一箔(80)進(jìn)一步包括在第一導(dǎo)體(62)上的圖案化結(jié)構(gòu)(64)，并且其中通過(guò)層壓工藝將結(jié)合層(100)施加到該圖案化結(jié)構(gòu)上方，其中該圖案化結(jié)構(gòu)形成透鏡陣列的部分。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中液晶材料(72)限定一個(gè)或多個(gè)透鏡并且圖案化結(jié)構(gòu)(64)為一個(gè)或多個(gè)透鏡復(fù)制結(jié)構(gòu)；或者圖案化結(jié)構(gòu)(64)限定一個(gè)或多個(gè)透鏡并且液晶材料(72)限定一個(gè)或多個(gè)透鏡復(fù)制結(jié)構(gòu)。
10.一種可切換液晶設(shè)備，包括 第一箔(80)；預(yù)定位置處第一箔上方的結(jié)合層(100)，該結(jié)合層在預(yù)定位置處限定了至少一個(gè)閉合的邊界(110)；施加到結(jié)合層上的第二箔(82)；以及填充由閉合的邊界以及第一和第二箔封閉的空間的液晶材料(72)，并且其中第一和第二箔中的一個(gè)或者二者包括用于控制設(shè)備的切換的電極裝置，并且其中設(shè)備是柔性的。
11.依照權(quán)利要求10的可切換液晶設(shè)備，其中該設(shè)備的至少一部分可至少在提供光學(xué)透鏡功能的第一模式與提供沒(méi)有透鏡功能的光透過(guò)的第二模式之間切換。
12.依照權(quán)利要求10或11的可切換液晶設(shè)備，其中圖案化的結(jié)合(100)層的邊緣具有可通過(guò)撕扯結(jié)合層而獲得的外觀。
13.依照權(quán)利要求10、11和12中任何一項(xiàng)的可切換液晶設(shè)備，其中該液晶設(shè)備進(jìn)一步包括在第一箔(80)的第一透明導(dǎo)體(62)上的圖案化結(jié)構(gòu)(64)，其中液晶材料(72)限定透鏡并且圖案化結(jié)構(gòu)(64)為透鏡復(fù)制結(jié)構(gòu)；或者圖案化結(jié)構(gòu)(64)限定透鏡并且液晶材料(72)限定透鏡復(fù)制結(jié)構(gòu)。
14.一種自動(dòng)立體顯示設(shè)備，包括 顯示面板(74)；以及如權(quán)利要求13所述的覆蓋顯示面板的可切換液晶設(shè)備。
15.依照權(quán)利要求14的自動(dòng)立體顯示設(shè)備，其中依照權(quán)利要求10-13中任何一項(xiàng)的可切換液晶設(shè)備包括非雙折射襯底(92)。
全文摘要
一種制造可切換液晶設(shè)備的方法使用第一和第二箔(80，82)。結(jié)合層(100)通過(guò)層壓工藝施加到第一箔，并且結(jié)合發(fā)生在結(jié)合層的預(yù)定部分處。這些部分限定了至少一個(gè)閉合的邊界(110)。結(jié)合層的除了在預(yù)定部分處的那些部分被移除。在將這些箔層壓在一起之后或期間，向由閉合的邊界封閉的空間填充液晶材料(72)。將該結(jié)構(gòu)層壓到支撐襯底(92)上。所述方法使用箔作為相對(duì)的襯底，從而它們可以使用滾筒到滾筒和層壓工藝進(jìn)行加工。
文檔編號(hào)G02F1/1333GK102362502SQ201080013376
公開(kāi)日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2010年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月25日
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