表面起浮型液晶柱状透镜阵列装置、制造方法及显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于裸视3D影像显示的领域，属于液晶柱状透镜阵列的技术领域，尤其是涉及利用表面起浮法(Surface Relief Method)，以达到2D与3D影像切换的技术。
【背景技术】
[0002]如图1所示，为公知2D与3D影像切换显示设备的示意图。对于公知2D与3D影像切换显示设备(2D and 3D Image Switchable Display) 10，一般为是使用液晶视景分离组件12(Liquide Crystal View Separator)，并将其安装在液晶显示器11屏幕的前面。对于该观赏者13的观赏位置而言，将该液晶视景分离组件12，安装在该液晶显示器11屏幕前的安装方式，以下简称为前安装方式(Front Installat1n Method)。
[0003]另外，通过外部适当电气电压V的驱动，该液晶视景分离组件12可呈现透明的光穿透状态，以达2D影像显示的功效；或呈现视景分离的状态，以达3D影像显示的功效。
[0004]一般，该液晶视景分离组件12，为可由液晶柱状透镜阵列组件(Liquid CrystalLenticular Device)或液晶视差光栅组件(Liquid Crystal Parallax Barrier Device)构成。由于本发明所述相关技术，属于液晶柱状透镜阵列组件的领域，尤其是针对利用表面起浮法(Surface Relief Method)，以达到2D与3D影像切换技术之领域，以下只针对公知表面起浮法液晶柱状透镜阵列组件说明公知的技术。
[0005]如图2所示，为表面起浮型液晶柱状透镜阵列装置构成的示意图。该图所示的结构，由美国专利US6，069，650所揭露，请参阅该专利说明书中图3的说明。
[0006]该表面起浮型液晶柱状透镜阵列装置15，主要包括有一传统的柱镜数组组件(Convent1nal Lenticular Sheet) 30、两ITO电极层34、37、一具有可电控改变光学折射率的光电材料(Elecro-Optic Material) 38、与一透明平面基材36所构成。其中，该传统的柱镜数组组件30，是由若干个平行排列的柱状透镜组件(Parallel LenticularElements) 16所构成，该柱状透镜组件16，于光学上是由凸透镜所构成，于材料上则由透明聚合物材料(Polymeric Material)所构成，可通过模具成型、或机械加工、或光蚀刻制程(Photolithographic Process)以产生该柱状透镜组件。该透明平面基材36，是由平板状的透明玻璃或塑料材料所构成。该两ITO电极层34、37是各自覆盖于该柱状透镜组件16的表面32、与该透明平面基材36的表面34之上。于该两表面间，则填满具有可电控改变光学折射率的光电材料(Elecro-Optic Material) 38，该可电控改变光学折射率的光电材料38，则由液晶材料所构成，一般，可由向列型液晶(Nematic Liquid Crystal)材料所构成。
[0007]上述该US6，069，650专利所揭露的表面起浮型液晶柱状透镜阵列装置15的技艺，只属于理论结构的构成，不符合现有液晶工艺的要求。例如，该ITO电极层34是设置于柱镜透镜的圆弧面上，与该ITO电极层37间，无法形成一均匀分布的平行电场，最终，导致液晶分子无法形成方向一致的排列。
[0008]如图3所示，为改良式表面起浮型液晶柱状透镜阵列装置构成的示意图。该图所示的结构，由美国专利US20080259233所揭露，请参阅该专利说明书中图2?3的说明。
[0009]该改良式表面起浮型液晶柱状透镜阵列装置(Surface Relief Based LiquidCrystal Lenticular Device) 50，是针对上述专利US6, 069, 650的缺失，所作的改良，即将ITO电极，由透镜的圆弧面上，移置一平面上。该改良式表面起浮型液晶柱状透镜阵列装置50，主要由上、下透明基材39、41、上、下ITO电极层43、45、平凹透镜组件47、复数个液晶分子49构成。其中，该平凹透镜组件47，具有光学折射率np;该复数个液晶分子49，为可由向列型液晶(Nematic Liquid Crystal)材料构成，具有双折射光学(BirefringentOptics)的特征，其寻常光折射率(Ordinary Refractive Index)为η。、异常光折射率(Extraordinary Refractive Index)为 ne，且具有 n0= np、ne>np 的关系。该上、下 ITO 电极层39、41，为连接至电源V。
[0010]另外，该液晶柱状透镜阵列组件50，为安装在液晶屏幕(图中未标示)的前面，该液晶屏幕用以显示2D或3D影像(图中未标示)；该2D或3D影像的光源，经过该液晶屏幕最外层偏光片(图中未标示)的作用后，成为线性极化偏光的光源53，令其偏光方向为垂直于纸面。
[0011]当无外加电场下，即V = 0FF，该向列型液晶分子49的排列，具有光轴垂直于纸面的特征。对于入射光53而言，因其光偏振方向与液晶分子49光轴平行，为感受到异常光折射率ne。另外，当该入射光53穿过该平凹透镜数组47时，因ne>np的故，该入射光53则感受到凸透镜的作用，因此上述的光学特性适用于呈现3D影像的显示。
[0012]另外，在外加电场下，即V = 0N，该向列型液晶分子49的排列，具有光轴平躺于纸面、并垂直于该上、下ITO电极层43、45的特征，即平行于电场的方向(图中未标示)。对于入射光53而言，因其光偏振方向与液晶分子49光轴垂直，为感受到寻常η。。另外，当该入射光53穿过该平凹透镜数组47时，因η。= η ρ的故，该入射光53不受该平凹透镜数组47的影响，直接穿透该平凹透镜数组47，因此上述的光学特性适用于呈现2D影像的显示。
[0013]上述该US20080259233专利所揭露的表面起浮型液晶柱状透镜阵列装置50的技艺，尚属于理论结构的构成，不符合现有液晶盒(Liquid Crystal Cell)工艺的要求。例如，该平凹透镜数组47、与该下ITO电极层45面上，并无设置(I)配向膜层、(2)间隔层、(3)电气连接、与(4)封胶等结构。最终，导致该改良式表面起浮型液晶柱状透镜阵列装置50，无法构成一真正可生产、可使用的组件。
[0014]综上所述，上述该三种液晶柱状透镜阵列组件，皆具有由液晶分子，以达到可调变光学折射率的特征。因此可将上述三种公知的技艺，归类于一种液晶依存液晶柱状透镜阵列组件的技术领域。
【发明内容】
[0015]本发明公开了一种表面起浮型液晶柱状透镜阵列装置，其包括:下基板组件，由下透明基材、下ITO电极层、次ITO电极、电气阻断结构、复数个遮光部以及若干个下对位标靶所构成；上基板组件，由上透明基材、上ITO电极层、若干个上对位标靶以及上配向膜所构成；平凸透镜组件，由透明材料所构成，其包括有复数个凸透镜面、封胶面、复数个配向液缓冲面以及下配向膜，该平凸透镜组件设置于该下基板组件的下ITO电极层上；复数个液晶分子，设置于该凸透镜面上，通过该上、下ITO电极层与外部电源的电压的驱动，以构成复数个液晶柱状透镜；封胶结构，设置于该封胶面上，用于连接与固定该上基板组件和下基板组件，以及密封该复数个液晶分子；以及电导通结构，设置于该次ITO电极上，以连接导通该上ITO电极层；该外部电源，电气连接至该下ITO电极层与该次ITO电极，藉由电压V驱动该复数个液晶柱状透镜，达到2D与3D可切换的目的。
[0016]优选的，所述下透明基材和所述上透明基材皆由透明的玻璃所构成。
[0017]优选的，该下ITO电极层、该次ITO电极、该电气阻断结构、和该复数个遮光部设置于该下透明基材同一面，该电气阻断结构设置于该下ITO电极层和该次ITO电极之间。
[0018]优选的，该下ITO电极层和该次ITO电极各自通过一金属导线与该外部电源做电气的连接。
[0019]优选的，该复数个遮光部是由黑色光阻材料所构成。
[0020]优选的，该复数个遮光部设置于该下ITO电极层之上。
[0021]优选的，所述若干个下对位标靶设置于下透明基材的四个角落处，所述若干个下对位标靶是由金属材料所构成；或者，所述若干个上对位标靶设置于上透明基材的四个角落处，所述若干个上对位标靶是由金属材料所构成。
[0022]优选的，所述平凸透镜组件的透明材料具有光学折射率np，是选自玻璃或UV可固化树脂。
[0023]优选的，所述平凸透镜组件的透明材料是选自UV可固化树脂时，该平凸透镜组件可通过一平面紫外线固化制程，以将该平凸透镜组件直接成型设置于该下基板组件上。
[0024]优选的，所述凸透镜面用以填充该复数个液晶分子，所述凸透镜面是选自圆弧状凸透镜面或者是多面状凸透镜面。
[0025]优选的，所述凸透镜面是选自圆