本發(fā)明涉及一種制備在透明載體的導(dǎo)電表面上的柱狀透鏡以及制備包含此種柱狀透鏡的液晶單元的方法。本發(fā)明還涉及一種包含柱狀透鏡的柱狀透鏡裝置、一種包含此種柱狀透鏡裝置的液晶單元以及一種包含此種液晶單元的自由立體顯示裝置。
背景技術(shù)：
1、具有柱狀透鏡的自由立體顯示器能夠讓觀看者在無需佩戴專用眼部穿戴設(shè)備諸如眼鏡或耳機(jī)的情況下感知三維圖像。這些顯示器在虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中發(fā)揮著日益重要的作用。
2、柱狀透鏡由相互平行排列的多個(gè)半圓柱形微透鏡(柱狀透鏡)組成。在自由立體顯示器中，柱狀透鏡被設(shè)置在(子)像素陣列上，每個(gè)柱狀透鏡與(子)像素的特定排列相關(guān)聯(lián)。通過適當(dāng)控制這些(子)像素，自由立體顯示器能夠同時(shí)將左眼圖像投射到觀看者的左眼，將右眼圖像投射到觀看者的右眼。所產(chǎn)生的立體圖像提供了深度感知，其中圖像中的元素可以出現(xiàn)在顯示器的前面或比顯示器更遠(yuǎn)(即顯示器“后面”)。
3、一種特殊類型的自由立體顯示器是所謂的“2d/3d可切換自由立體顯示器”。此類顯示器能夠在二維視圖模式和三維視圖模式之間進(jìn)行電控切換。它依賴于一種液晶單元，其中柱狀透鏡與液晶介質(zhì)相鄰，液晶介質(zhì)在電場(chǎng)作用下可以在兩種液晶取向之間切換。在2d視圖模式下，液晶介質(zhì)處于第一種取向，其折射率與柱狀透鏡相匹配，從而使柱狀透鏡失去了聚焦效果，并使得柱狀透鏡表現(xiàn)為透明且平坦的光學(xué)面板。在3d視圖模式下，液晶介質(zhì)處于第二種液晶取向，其折射率不匹配，這允許每個(gè)柱狀透鏡表現(xiàn)出聚焦效果。
4、2d和3d視圖模式之間的電控切換通過在夾住液晶單元的兩個(gè)平面切換電極之間施加切換電壓來實(shí)現(xiàn)。一個(gè)電極與柱狀透鏡并列，與容納柱狀透鏡的側(cè)相對(duì)。另一個(gè)電極在液晶單元的相對(duì)側(cè)。為了制造能夠工作的2d/3d可切換自由立體顯示器，兩個(gè)電極都需要能被電氣接入。
5、柱狀透鏡本身通常通過在以連續(xù)膜形式存在于平面電極上的(未固化)可固化樹脂溶液上沖壓透鏡輪廓，然后對(duì)該可固化樹脂進(jìn)行固化來制造。這種電極是位于其他電絕緣載體上的導(dǎo)電表面。在此階段，就已經(jīng)需要考慮電極能被電氣接入，因?yàn)樵谳d體上提供并固化可固化樹脂后，電極會(huì)完全被載體和可固化樹脂包裹起來。
6、然而，目前的制造方法存在的問題在于，在可固化樹脂溶液上沖壓輪廓時(shí)，即使在印模的高凸部分(即所謂的“隔離凸壩”)被壓在電極表面上時(shí)，也無法保持一些電極區(qū)域不被樹脂覆蓋?？倳?huì)在電極和隔離凸壩之間形成薄的樹脂層。這種層的厚度足以隔離電極，使得難以建立與電極的電氣連接。
7、這通常通過例如以下來解決：從導(dǎo)電表面(即，電極)的某些區(qū)域去除固化樹脂，以便暴露出電極的一些表面區(qū)域并使其可以進(jìn)行電氣連接；或者通過從已經(jīng)被掩模屏蔽而不固化的區(qū)域去除未固化的樹脂。然而，這些是不希望的過程，因?yàn)樗鼈冃枰~外的處理步驟，并且會(huì)產(chǎn)生廢料，例如去除的固化樹脂，以及如果通過溶劑去除樹脂時(shí)產(chǎn)生的溶劑。此外，使用激光燒蝕去除樹脂的方法也已被證明是不成功的，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致例如導(dǎo)電表面損壞。
8、或者，將透鏡直接3d打印成具有所需的透鏡形狀，留下一些不含透鏡材料的區(qū)域。然而，柱狀透鏡的3d打印在工業(yè)規(guī)模上并不可行。
9、到目前為止，尚未提出一種令人滿意的使平面電極能被電氣接入的解決方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、因此，本發(fā)明的目的在于提供一種在平面電極上的柱狀透鏡，其中該平面電極易于和/或能直接被電氣接入。更廣泛地說，本發(fā)明的目的是提供一種用于2d/3d可切換自由立體顯示裝置的改進(jìn)的液晶單元，特別是提供一種用于2d/3d可切換自由立體顯示裝置的柱狀透鏡裝置，其具有改進(jìn)的與其他電氣設(shè)備或組件電氣連接的能力。
2、本發(fā)明的另一目的在于提供一種利用柱狀透鏡覆蓋平面電極以得到一種易于和/或能直接被電氣接入的平面電極，其中柱狀透鏡是通過固化可固化樹脂形成的。更廣泛地說，本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的制造2d/3d可切換自由立體顯示裝置的方法，特別是提供一種改進(jìn)的制造液晶單元的方法。
3、現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，這些目的中的一個(gè)或多個(gè)可以通過使柱狀透鏡材料局部具有導(dǎo)電性的特定方式來實(shí)現(xiàn)。
4、因此，本發(fā)明涉及一種制備在透明載體的導(dǎo)電表面上的柱狀透鏡的方法，該方法包括：
5、-在透明載體的導(dǎo)電表面上提供可固化樹脂的層；
6、-提供模具，該模具包括以負(fù)浮雕表示柱狀透鏡的柱狀透鏡表面；
7、-將模具的柱狀透鏡表面與可固化樹脂的層接觸；
8、-固化可固化樹脂，形成透明固化樹脂的層；
9、-釋放模具以得到在透明載體上的柱狀透鏡，該柱狀透鏡具有借助模具而成型的成型表面，該成型表面包括柱狀透鏡元件；
10、其中，
11、可固化樹脂的層的一部分包括第一導(dǎo)電顆粒，這些顆粒為柱狀透鏡在載體的導(dǎo)電表面與柱狀透鏡的成型表面之間提供導(dǎo)電路徑。
12、本發(fā)明還涉及一種柱狀透鏡裝置(1)，其包括：
13、-載體(2)，其包括能夠用作第一電極的導(dǎo)電表面(3)；
14、-在載體(2)的導(dǎo)電表面(3)上提供的透明固化樹脂(4b)的層，透明固化樹脂(4b)形成具有成型表面(5)的柱狀透鏡，該成型表面包括柱狀透鏡元件；
15、其中
16、透明固化樹脂(4b)的層的一部分包括第一導(dǎo)電顆粒(6)，這些導(dǎo)電顆粒為柱狀透鏡在載體的導(dǎo)電表面(3)與柱狀透鏡的成型表面(5)之間提供導(dǎo)電路徑(7)。
17、本發(fā)明還涉及一種液晶單元(10)，其包括填充有液晶介質(zhì)(16)的腔體，該腔體通過至少以下部分限定：
18、-如上所述的柱狀透鏡裝置(1)；
19、-透明板(11)，該透明板提供在柱狀透鏡裝置(1)的柱狀透鏡上，使得透明板(11)面向柱狀透鏡的成型表面(5)，透明板(11)包括能夠用作第二電極的導(dǎo)電層(13)；
20、-將柱狀透鏡裝置(1)與透明板(11)連接的密封件(12)。
21、本發(fā)明還涉及一種自由立體顯示裝置，其包括如上所述的柱狀透鏡裝置(1)和/或液晶單元(10)。
1.一種制備在透明載體的導(dǎo)電表面上的柱狀透鏡的方法，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一導(dǎo)電顆粒的最大尺寸小于最終獲得的固化樹脂的層中包含所述第一導(dǎo)電顆粒的部分的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一導(dǎo)電顆粒的最小尺寸大于最終獲得的固化樹脂的層中包含所述第一導(dǎo)電顆粒的部分的厚度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述第一導(dǎo)電顆粒具有金屬外表面，所述金屬外表面包圍著不導(dǎo)電的內(nèi)部材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述金屬外表面包括選自由鎳、銅、鈀、銀、鉑和金組成的組中的一種或多種金屬。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述可固化樹脂包括環(huán)氧樹脂或丙烯酸樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述方法之后包括制備液晶單元，所述方法包括以下步驟：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述透明板包括導(dǎo)電層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述方法還包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述密封材料包含第二導(dǎo)電顆粒，所述第二導(dǎo)電顆粒為所形成的密封件提供第二導(dǎo)電路徑，所述第二導(dǎo)電路徑位于所述密封件中與所述第一導(dǎo)電路徑電連接的位置。
11.一種柱狀透鏡裝置(1)，其包括：
12.一種液晶單元(10)，其包括填充有液晶介質(zhì)(16)的腔體，所述腔體由至少以下部分限定：
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的液晶單元(10)，其中所述密封件(12)包含第二導(dǎo)電顆粒(14)，所述第二導(dǎo)電顆粒為所述密封件(12)提供第二導(dǎo)電路徑(15)，所述第二導(dǎo)電路徑(15)位于所述密封件(12)中與所述第一導(dǎo)電路徑(7)電連接的位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的液晶單元(10)，其中所述第一導(dǎo)電路徑(7)和第二導(dǎo)電路徑(15)共同將所述載體(2)的導(dǎo)電表面(3)與所述透明板(11)的導(dǎo)電層(13)的一部分(13a)電連接，所述一部分(13a)與所述導(dǎo)電層(13)的其余部分電斷開。
15.一種自由立體顯示裝置，其包含根據(jù)權(quán)利要求11所述的柱狀透鏡裝置(1)和/或根據(jù)權(quán)利要求12至14中的任一項(xiàng)所述的液晶單元(10)。