一種寬視角範圍的薄液體透鏡陣列的製作方法
2023-05-14 05:56:11 1
專利名稱：一種寬視角範圍的薄液體透鏡陣列的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液體透鏡陣列，尤其是涉及一種寬視角的、薄型的、焦 距可變的液體透鏡陣列。
背景技術：
圖像集成立體顯示技術(integralimaging)是一種真三維立體顯示技術， 可以實現連續的運動視差。傳統圖像集成立體顯示器採用固定焦距的透鏡陣列。 本申請人在中國申請專利CN200710022982. 4中公開了一種可變焦透鏡三維顯示 器，該發明提供了一種焦距可變的液體透鏡陣列，具有二維顯示方式和三維顯示 方式自由轉換等特點。但是該發明中，位於前、後透明基板之間的中間隔斷將對 三維立體圖像的視角範圍產生影響，隔斷越厚，視角範圍越窄。本發明提供一種 薄液體透鏡陣列結構，其三維立體圖像的視角範圍有所增加，而功耗有所降低。
發明內容
技術問題為了克服液體透鏡陣列的中間隔斷對圖像集成立體顯示圖像視角 範圍的影響，本實用新型提供一種寬視角範圍的薄液體透鏡陣列，該薄液體透鏡 陣列可以提供較寬的視角範圍，並且在不加電的情況下實現二維圖像顯示，從而 減少長時間觀看二維圖像時的功耗。
技術方案本實用新型的寬視角範圍的薄液體透鏡陣列在第一透明基板上制 作中間隔斷，中間隔斷呈網狀結構，每個網孔對應一個液體透鏡單元；在第一透 明基板和中間隔斷上覆蓋疏水層，在所述的網孔內填充第一液體，第一液體的高 度與中間隔斷相等；在第二透明基板下製作第一導電電極，在第一導電電極下為 第二液體，第二液體與第一液體相接觸，且被密封在中間隔斷和第二透明基板之 間；在未加載電壓時，第一液體和第二液體之間的接觸面是第一液面。
在第一透明基板和中間隔斷之間還可以增加一層第二導電電極，在中間隔斷 和第二導電電極之間增加一層絕緣層，在第一導電電極與中間隔斷、第二導電電
極之間加載電壓，使第二液體依次與中間隔斷、第二導電電極相浸潤，此時第一 液體和第二液體之間的接觸面是第二液面。
在第一透明基板和中間隔斷上還可以增加一層介質層，在該介質層上再覆蓋 疏水層。第一液體的高度還可以高於、或低於中間隔斷，從而實現第二液體與中 間隔斷之間的各種初始接觸角方案。中間隔斷呈網狀結構，每個網孔呈旋轉對稱 型，網孔內部可以是圓柱形、或圓梯形、或碗形、或對稱的六邊形，網孔的排列 方式可以是行列矩陣狀、或品字狀、或蜂窩狀，當第一液體和第二液體之間的接 觸面為第一液面時，薄液體透鏡陣列工作在二維圖像顯示方式；當第一液體和第 二液體之間的接觸面為第二液面時，薄液體透鏡陣列工作在三維立體圖像顯示方 式，根據焦距的變化包括固定焦距方式、時分方式和時變方式。
有益效果本實用新型的有益效果是，中間隔斷高度僅與第一液體相等，厚 度薄，在較寬的視角範圍內，降低了中間隔斷對顯示像素的遮擋，擴展了視角範 圍；在二維圖像顯示方式下無需外加電壓，整體功耗低，結構簡單。
圖1是第一個實施例的剖面構造圖。
圖2是第二個實施例的剖面構造圖。
以上的圖中有第二透明基板1、第一導電電極2、第二液面3、第一液面4、 疏水層5、第二導電電極6、第一透明基板7、第二液體8、中間隔斷9、第一液 體10。
具體實施方式
在圖l所示第一實施例中，第一透明基板7由玻璃、或透明樹脂材料製成， 第一透明基板7上製作有中間隔斷9，中間隔斷9由導電材料製成，例如金屬材 料銦鋼、或導電聚合物材料、或銀電極材料等，也可以由表面塗覆導電層的介質 材料構成，例如有機玻璃上覆蓋導電聚合物材料等，在製作有中間隔斷9的第一 透明基板7上覆蓋疏水層5，疏水層5可以採用Teflon等疏水性較強的材料， 為防止疏水層5被外加電壓擊穿，可以在疏水層5下方先製作一層絕緣介質層， 例如釆用聚醯亞胺的介質層，圖中簡化未畫出，中間隔斷9呈網狀孔結構，在網 狀孔內部填充第一液體IO，即非極性的絕緣液體，例如礦物油等，在未加載電壓時，第一液體10的高度與中間隔斷9相等，在第一液體之上是第二液體8， 即導電或極性液體，例如鹽水溶液、或去離子水等，在第二液體8的上方是第二 透明基板l，可以由玻璃、或透明樹脂材料製成，第二透明基板1下有第一導電 電極2與第二液體8相接觸，第一導電電極2可以是IT0、或ZnO、或導電聚合 物製成的透明導電電極，在未加載電壓時，第二液體8與第一液體10的接觸面 是平面，即第一液面4，當在第一導電電極2和中間隔斷9之間加載電壓時，第 二液體8與中間隔斷9之間將由不浸潤變為浸潤，且隨電壓的增加，兩者之間的 接觸角逐漸變小，從而第二液體8與第一液體10的接觸面變為曲面，即第二液 面3。
在圖2所示第二實施例中，第一透明基板7上增加一層第二導電電極6，第 二導電電極6可以是IT0、或ZnO、或導電聚合物製成的透明導電電極，第二導 電電極6與中間隔斷9可以相導通，也可以通過增加絕緣層與中間隔斷9絕緣， 第二實施例的其餘結構與第一實施例相同，在未加載電壓時，第二液體8與第一 液體10的接觸面是平面，即第一液面4，當在第一導電電極2和中間隔斷9、第 二導電電極6之間加載電壓時，第二液體8將依次與中間隔斷9、第二導電電極 6浸潤，從而產生曲率半徑更大的第二液面3。
圖l、 2所示的第一液體10的高度還可以高於、或低於中間隔斷9，從而實 現第二液體8與中間隔斷9之間的各種初始接觸角方案，本發明優選方案是高度 相等，從而使第一液體10和第二液體8在未加載電壓時，接觸面為平面。
圖1、 2所示中間隔斷9呈網狀結構，每個網孔呈旋轉對稱結構，從而保證 第一液體10和第二液體8的接觸面為旋轉對稱的半球面，例如小孔內部呈圓柱 形、或圓梯形、或碗形、或對稱的六邊形等，小孔之間排列緊密，可以是行列矩 陣狀、或品字狀、或蜂窩狀等。
當第一液體10和第二液體8之間的接觸面為第一液面4時，薄液體透鏡陣 列工作在二維圖像顯示方式；當第一液體10和第二液體8之間的接觸面為第二 液面3時，薄液體透鏡陣列工作在三維立體圖像顯示方式，可以採用固定不變的 焦距，也可以採用時分的方式，即循環工作在多個固定焦距，從而在三維空間多 個固定成像平面上時分地產生三維圖像，還可以採用時變的方式，即焦距隨時間 變化，從而使成像平面能跟隨三維圖像在空間位置作相應地變化。
權利要求1.一種寬視角範圍的薄液體透鏡陣列，其特徵是在第一透明基板(7)上製作中間隔斷(9)，中間隔斷(9)呈網狀結構，每個網孔對應一個液體透鏡單元；在第一透明基板(7)和中間隔斷(9)上覆蓋疏水層(5)，在所述的網孔內填充第一液體(10)，第一液體(10)的高度與中間隔斷(9)相等；在第二透明基板(1)下製作第一導電電極(2)，在第一導電電極(2)下為第二液體(8)，第二液體(8)與第一液體(10)相接觸，且被密封在中間隔斷(9)和第二透明基板(1)之間；在未加載電壓時，第一液體(10)和第二液體(8)之間的接觸面是第一液面(4)。
2. 根據權利要求1所述的一種寬視角範圍的薄液體透鏡陣列，其特徵是-所述的薄液體透鏡陣列還可以在第一透明基板(7)和中間隔斷(9)之間增加一 層第二導電電極(6)，在中間隔斷(9)和第二導電電極(6)之間增加一層絕緣 層，在第一導電電極(2)與中間隔斷(9)、第二導電電極(6)之間加載電壓， 使第二液體(8)依次與中間隔斷(9)、第二導電電極(6)相浸潤。
3. 根據權利要求1所述的一種寬視角範圍的薄液體透鏡陣列，其特徵是 在第一透明基板(7)和中間隔斷(9)上還可以增加一層介質層，在該介質層上 再覆蓋疏水層(5)。
4. 根據權利要求1所述的一種寬視角範圍的薄液體透鏡陣列，其特徵是 第一液體(10)的高度還可以高於、或低於中間隔斷(9)，從而實現第二液體(8) 與中間隔斷(9)之間的各種初始接觸角方案。
5. 根據權利要求1所述的一種寬視角範圍的薄液體透鏡陣列，其特徵是 中間隔斷(9)呈網狀結構，每個網孔呈旋轉對稱結構，網孔內部可以是圓柱形、 或圓梯形、或碗形、或對稱的六邊形，網孔的排列方式可以是行列矩陣狀、或品 字狀、或蜂窩狀。
6. 根據權利要求1所述的一種寬視角範圍的薄液體透鏡陣列，其特徵是 薄液體透鏡陣列可以工作在二維圖像顯示方式和三維立體圖像顯示方式，在三維 立體圖像顯示方式下，根據焦距的變化包括固定焦距方式、時分方式和時變方式。
專利摘要一種寬視角範圍的薄液體透鏡陣列涉及一種具有寬視角的、薄型的、二維圖像和三維立體圖像顯示可自由轉換的器件。在第一透明基板(7)上製作中間隔斷(9)，第一透明基板(7)和中間隔斷(9)上覆蓋疏水層(5)，中間隔斷(9)的網孔內填充第一液體(10)，第一液體(10)的高度與中間隔斷(9)相等，第二透明基板(1)下製作第一導電電極(2)，第二液體(8)與第一液體(10)相接觸，且被密封在中間隔斷(9)和第二透明基板(1)之間。本實用新型在二維圖像顯示方式下無需外加電壓，整體功耗低，結構簡單。
文檔編號G02B27/22GK201177669SQ20082003352
公開日2009年1月7日 申請日期2008年3月25日 優先權日2008年3月25日
發明者軍 夏, 威 雷 申請人:東南大學