電切換調光單元的制作方法
【專利說明】
[0001] 本發(fā)明是一件分案申請，原申請的申請日為2012年08月30日，申請?zhí)枮?201210315039. 3,發(fā)明名稱為：電切換調光單元與其形成方法、調光元件與其形成方法、立 體顯示裝置、圖像顯示系統(tǒng)。
技術領域
[0002] 本發(fā)明涉及立體圖像顯示裝置，特別涉及裸視立體圖像顯示裝置，與其包含的圖 像顯示裝置及電切換調光單元。
【背景技術】
[0003] RobertA.HayesandB.J.Feenstra于自然（Nature) 425, 383 (2003)中，揭不應用 電濕潤（electrowetting)技術來控制有顏色的油滴，當作一個開關裝置；這種應用具有高 色彩飽和度、高圖像反應速度、及低耗能等特性，因此可以進一步應用于顯示器。在這之后， 顯示技術領域很快的采用電濕潤技術。
[0004] 美國專利申請案公開號2009/0257111揭示一種可調式光學陣列元件，其包含基 板，基板上配置薄膜晶體管（TFT)電路控制系統(tǒng)（tuningcircuitry)，此電路系統(tǒng)可分別 控制上層的光學陣列元件（cellarray)，如圖1所示。在這必需說明的是，關于圖1的 標號說明請見上述美國申請案說明書，在此不對標號另行說明。前述光學陣列元件內含 兩種極性不同的流體，此流體接口形狀可通過下層TFT電路控制系統(tǒng)來控制，以達到光 的相位調制（phasemodulation)與方向調整（beamdeflection)。此專利申請另揭示 關于TFT驅動的方式；一般而言，顯示器本身會因為TFT的存在而有開口率的問題，因此 過多的TFT會使開口率大幅下降。前述專利申請案另揭示連線層的功能，但是多層的連 線層會導致顯示器的亮度降低。上述具有多重光學元件的電濕潤顯示裝置可運用于全 息的圖像重建系統(tǒng)，利用電濕潤原理使得入射光產(chǎn)生干涉條紋圖形。此電濕潤顯示裝置 作為光線折射元件（deflectionelement)，使光偏折到眼睛的位置，此種裝置提供光轉 向的功能，但無分時多工（time-sharing)概念。此外，前述裝置可應用于回復反射面板 (retro-reflectivepanels)、圖像投影裝置（imageprojectiondevice)、以及全息投影 重建系統(tǒng)（holographicprojectionreconstructingequipment) 〇
[0005] 如圖 2 所不，美國專利第 7474470 號（Devicesandmethodsforredirecting light)揭示一種光方向可調裝置，其包含顯示元件（displayelement)，該顯示元件上配置 多個光方向可調的裝置（redirectingdevices)。由于內表面（interiorsurfaces) 106a_c 無設置特殊結構或親水層，流體L1與流體L2容易產(chǎn)生錯位的情形；錯位是指流體排列順序 發(fā)生變化的現(xiàn)象。前述光方向可調裝置內含兩種不互溶的流體L1及L2,此兩種流體所形成 的接口形狀可通過頂電極110來控制。通過電極的開關配置，形成多種不同的流體接口形 狀，可達到調整光方向（redirectinglight)及立體顯示的效果。此外，當施加電壓時，接 觸角會產(chǎn)生誤差，因此無法精確地的控制光偏折的方向。
[0006] 美國專利第7817343號（Electrowettinglens)揭不一種電濕潤透鏡，包含兩種 不同極性的流體；當施加電壓于第一與第二電極時，該第一與第二多個電極可分別接收相 同電壓而達到液面控制。為了節(jié)省能量損失，只需在液面附近的電極受電壓的驅動即可，亦 即第一或第二多個電極的某些電極接收同一電壓，不需要所有的電極都接收到電壓。為了 達到此一需求，需要有一些分別控制的電路設計，使得電路設計的復雜度增加。
[0007] 根據(jù)公知技術，液態(tài)透鏡可以是一種微尺度毛細管陣列裝置，其使用微機電 (MEMS)制作技術來達成，而毛細表面可能為汽/液或液/液接口，此接口形狀可以利用表 面張力來決定。Hirsa等人在應用物理論文集（AppliedPhysicsLetters)87, 134102頁 (2005)發(fā)表論文一"Electrochemicallyactivatedadaptiveliquidlens(電化學活化 適應性液態(tài)透鏡）"，揭示一種毛細開關設計，其為一種可逆現(xiàn)象，耗能相當?shù)?，可以在?一晶片上完成。
[0008] 美國專利申請案公開號 20090316003( "PINNED-CONTACTOSCILLATINGLIQUID LENSANDIMAGESYSEM"）揭示一種震蕩型液態(tài)鏡頭，其利用液滴與液態(tài)透鏡的通道所產(chǎn)生 的毛細力來支撐液滴。通過改變腔室內的壓力來驅動液態(tài)鏡頭的運作，使第一部分液滴或 第二部分液滴的形狀改變，使得入射光形成聚焦或發(fā)散效果。
[0009] 可以顯示立體圖像與動畫的裝置稱為立體（3D)顯示器。近年來，顯示器研發(fā)社群 在3D立體顯示領域上，致力于開發(fā)兩大類技術，分別為眼鏡型與裸視型立體顯示技術。此 外，應用全息術（holography)理論可達到3D顯示的效果，但其技術障礙在于需要很小的像 素以及很大的存儲器容量與計算速度。裸視型3D技術應用光線控制裝置（beamcontrol element)直接擺置于顯示器前，其為一種比較容易達到3D立體顯示的方法。光線控制裝置 一般為阻障層（barrierlayer)或柱狀透鏡（lenticularlens)，這些裝置可控制或改變光 線折射的角度，將左右眼圖像畫面分別傳送至對應的左右眼。
[0010] 美國專利第6, 369, 954號（"LENSWITHVARIABLEFOCUS"）揭示一種可以調整聚 焦長度（focallength)的透鏡。此種可變焦透鏡包含腔室，并于腔室中填滿第一流體與第 二流體，其中第二流體與接觸表面接觸，并且呈現(xiàn)水滴狀。第一流體與第二流體皆為透明流 體且互不相溶，且兩流體具有不同的折射系數(shù)。在腔室的外表面上會鍍上電極，其中電極環(huán) 繞接觸表面。第一流體與第二流體的流體性質不同，通過外加電壓差可以改變第一流體與 第二流體之接口曲率。改變接口曲率可以調整入射光的聚焦長度。
[0011] 美國專利第 7, 688, 509 號（"AUT0STERE0SC0PICDISPLAY"）揭示一種應用 液態(tài)透鏡搭配分區(qū)屏幕（splittingscreen)來達到3D顯示的技術。此種電濕潤透鏡 (electrowettinglens)包括側邊與底部電極，其實施方式為：對側電極與底部電極施加電 壓，可改變裝置內兩互不相溶流體接口的曲率或傾斜狀態(tài)，以調整入射光線離開裝置時的 行進方向。
[0012] 根據(jù)現(xiàn)有技術，利用電濕潤原理制作光線控制單元時，由于極性流體與非極性流 體密度相近，當?shù)谝涣黧w注入顯示單元時，常因管壁的附著力太小而使第一流體與第二流 體有錯位的情形發(fā)生。此外，當施加電壓時，第一流體會因靜電力（electrostaticforce) 而產(chǎn)生液面形變，同樣會因管壁的附著力太小而使第一流體與第二流體發(fā)生錯位。在停止 施加電壓后，極性流體與周邊物體的張力太小致使極性流體的歸位回復力差，而有不易歸 位的情形發(fā)生。

【發(fā)明內容】

[0013] 針對現(xiàn)有技術中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種電切換調光單元。
[0014] 本發(fā)明一實施例提供一種電切換調光單元，包括：第一基板；第一與第二電極位 于第一基板上；介電層形成于第一基板上，以覆蓋第一與第二電極；隔墻；第二基板位于隔 墻上，且第二基板包括第三電極；以及第一與第二調光介質填入密閉空間中，密閉空間由介 電層、第二基板、與隔墻定義，其中第一與第二調光介質實質上不互溶且具有不同折射率， 其中第一調光介質與第二調光介質中至少一者，濕潤第二基板與隔墻中至少一者。
[0015] 本發(fā)明一實施例提供一種電切換調光單元，包括：第一基板；第一與第二電極位 于第一基板上；介電層形成于第一基板上，以覆蓋第一與第二電極；隔墻；第二基板位于隔 墻上，且第二基板包括第三電極；第一與第二調光介質填入密閉空間中，密閉空間由介電 層、第二基板、與隔墻定義，其中第一與第二調光介質實質上不互溶且具有不同折射率；以 及層狀物位于第二基板與隔墻中至少一者上，其中第一調光介質與第二調光介質中至少一 者濕潤層狀物。
[0016] 本發(fā)明一實施例提供一種電切換調光單元，包括：第一基板；第一與第二電極位 于第一基板上；介電層形成于第一基板上，以覆蓋第一與第二電極；隔墻；第二基板位于隔 墻上，且第二基板包括第三電極；第一與第二調光介質填入密閉空間中，密閉空間由介電 層、第二基板、與隔墻定義，其中第一與第二調光介質實質上不互溶且具有不同折射率；其 中密閉空間的形狀利于毛細現(xiàn)象。
[0017] 本發(fā)明一實施例提供一種調光元件，包括多個上述的電切換調光單元。
[0018] 本發(fā)明一實施例提供一種立體顯示裝置，包括調光元件，且調光元件包括多個上 述的電切換調光單元。
[0019] 本發(fā)明一實施例提供一種圖像顯示系統(tǒng)，包括調光元件，且調光元件包括多個上 述的電切換調光單元。
[0020] 本發(fā)明一實施例提供一種調光元件的形成方法，包括：提供基板；形成透明導電 層于基板上；圖案化透明導電層；形成介電層于圖案化的透明導電層上；形成高接觸角材 料層于介電層上；形成隔墻層于高接觸角材料層上，以定義多個單元；將調光介質填入單 元中；以及貼合第二基板至隔墻層上以封裝所述多個單元。
[0021] 本發(fā)明一實施例提供一種調光元件的形成方法，包括：提供第一透明基板；形成 隔墻層于第一透明基板上；圖案化隔墻層，露出部分第一基板以定義多個單元；形成透明 導電層于圖案化的隔墻層上；形成介電層覆蓋透明導電層與部分露出的第一透明基板；將 調光介質填入所述多個單元中；以及貼合第二透明基板至介電層上以封裝所述多個單元。
[0022] 本發(fā)明一實施例提供一種電切換調光單元，包括：第一基板；隔墻位于第一基板 上，其中隔墻包括第一與第二電極；介電層位于第一基板及第一與第二電極上；第二基板， 位于隔墻上并鄰接介電層與第一與第二電極，其中第二基板與介電層定義密閉空間；以及 第一與第二調光介質填入密閉空間中，其中第一與第二調光介質實質上不互溶且具有不同 折射率。
[0023] 本發(fā)明一實施例提供一種電切換調光單元，包括：第一基板；隔墻位于第一基板 上；第一電極位于部分的隔墻上與部分的第一基板上，且第一電極包括兩個部分彼此交錯； 第二電極位于另一部分的隔墻上與另一部分的第一基板上，且第二電極包括兩個部分彼此 交錯；介電層順應性地形成于第一與第二電極上；第二基板，其中第二基板與介電層定義 密閉空間；以及第一與第二調光介質填入密閉空間中，其中第一與第二調光介質實質上不 互溶且具有不同折射率。
[0024] 本發(fā)明一實施例提供一種電切換調光單元的形成方法，包括：提供第一透明基板； 形成第一與第二電極于第一透明基板上；形成介電層于第一基板上以覆蓋第一與第二電 極；形成隔墻于介電層上；形成高接觸角材料層于隔墻上，其中高接觸角材料層位于至少 部分隔墻上；形成第二基板于隔墻上，其中第二基板包括第三電極；第一與第二調光介質 填入密閉空間中，密閉空間由介電層、第二基板、與高接觸角材料層定義，其中第一與第二 調光介質實質上不互溶且具有不同折射率。
[0