电切换调光单元的制作方法_2

文档序号:9303979阅读:来源:国知局
025] 本发明的有益效果在于,本发明使用立体显示单元的隔墙的几何形状、尺寸及材 料可使调光介质与隔墙之间形成较强的毛细力,以降低或消除不同调光介质间发生错位的 情形,并提高调光介质的归位能力。错位是指调光介质间排列顺序发生变化的现象。
【附图说明】
[0026] 图1为公知技术中,可调式光学阵列装置的示意图;
[0027] 图2为公知技术中,调光装置的示意图;
[0028] 图3A至图3P为本发明实施例中,隔墙结构的俯视剖面图;
[0029] 图4A至图4H为本发明一实施例中,形成立体图像显示装置的工艺;
[0030] 图5A至图5G为本发明一实施例中,形成立体图像显示装置的工艺;
[0031] 图6A至图6E为本发明一实施例中,形成立体图像显示装置的工艺;
[0032] 图7A至图7E为本发明一实施例中,定义隔墙的工艺;
[0033] 图8A至图8E为本发明一实施例中,定义隔墙的工艺;
[0034] 图9A至图9E为本发明一实施例中,定义隔墙的工艺;
[0035] 图10A至图10F为本发明一实施例中,形成可挠式立体图像显示装置的工艺;以及
[0036] 图11A至图11D、图12A至图12B、图13A至图13C、图14、图15A至图15E、图16A 至图16D、图17、及图18图为本发明实施例中,电切换调光单元的示意图。
[0037] 其中,附图标记说明如下:
[0038] 9 1、9 2~接触角;
[0039] L1、L2 ~流体;
[0040] 1~极性调光介质;
[0041] 2~非极性调光介质;
[0042] 3、47、57、109 ~疏水层;
[0043] 3A、3B~亲水层;
[0044] 4、45、55、108 ~介电层;
[0045] 5A、5A1、5A2 ~左电极;
[0046] 5B、5B1、5B2 ~右电极;
[0047] 6D~底电极;
[0048] 6U、110 ~顶电极;
[0049] 7A~顶基板;
[0050] 7B~底基板;
[0051] 8、48、51、73'、81'、91'、103' ~隔墙;
[0052] 9、49、59、63 ~密闭空间;
[0053] 9A~上半部;
[0054] 9B~下半部;
[0055] 10~电切换调光单元;
[0056] 40~玻璃基板;
[0057] 41 ~IT0 膜;
[0058] 41' ~IT0 图案;
[0059] 43~光阻层;
[0060] 43'~光阻图案;
[0061] 46、56~粘着层;
[0062] 50~第一载板;
[0063] 53、104 ~电极;
[0064] 59~第二载板;
[0065] 61、106 ~萌罩;
[0066] 71~压印模具;
[0067] 71A~板状模具;
[0068] 71B~筒状模具;
[0069] 73~隔墙材料层;
[0070] 80、90、107 ~模具;
[0071] 81、91、103 ~隔墙材料;
[0072] 83、93 ~刮板;
[0073] 100 ~载板;
[0074] 101~透明可挠基板;
[0075] 102~层状物;
[0076]105~滚轮;
[0077] 106a、106b、106c~内表面。
【具体实施方式】
[0078] 极性的调光介质在疏水性的材料表面上会形成高接触角(>90° )的液滴。对极性 的调光介质而言,疏水性的材料属于高接触角材料。此外,非极性调光介质在疏水性的材料 表面上会形成低接触角的液滴。对非极性的调光介质而言,疏水性的材料属于低接触角材 料。
[0079] 极性的调光介质在亲水性的材料表面上会形成低接触角(>90° )的液滴。对极性 的调光介质而言,亲水性的材料属于低接触角材料。此外,非极性调光介质在亲水性的材料 表面上会形成高接触角的液滴。对非极性的调光介质而言,亲水性的材料属于高接触角材 料。
[0080] 公知的柱状透镜(lenticularlens)为静态无源元件,无法动态调整光束的行进 方向,且柱状透镜有视区的限制。本发明的立体显示装置可取代公知的柱状透镜,通过电湿 润原理使立体显示装置的流体接口受到控制,进而能够动态调整光束的行进方向。利用显 示面板与立体显示装置的分时多工(time-sharing)机制以及显示面板与立体显示装置之 间的同步化处理(synchronization),人眼可以观看到立体(3D)数字图像内容。目前运用 电湿润原理的显示器,在元件尺寸1mm时的驱动时间约为3-10毫秒(ms)。若元件尺寸在 100微米(ym)左右,则驱动频率为l-3kHz。一般而言,元件尺寸愈小,驱动速率愈快。显 示器的更新频率达到120Hz以上时,即可提供分时多工功能。
[0081] 在本发明一实施例中,立体调光元件具有多个特定形状、尺寸、及高宽比的电切换 调光单元。电切换调光单元以阵列方式排列,并包含至少一种调光介质。依据电湿润原理, 当电压施加至电切换调光单元时,调光介质的接口将会转变为非水平的形状如凸起、凹陷、 或斜面。上述现象将影响图像光束的方向及/或焦距。
[0082] 在上述实施例中,当电切换调光单元包含两种调光介质时,其中一者为极性(亲 水性)调光介质,包含但不限定于水、硅烷、或类似物。为了增加极性调光介质的导电度,也 可采用低原子量的盐类水溶液,例如氯化锂或氯化钾溶液等。另一调光介质为非极性(疏 水性)调光介质,包含但不限定硅油、混入四溴化碳的硅油、矿物油、及十六烷等。在一实施 例中,非极性调光介质的粘度低于1000X10 6m2 ?si。在另一实施例中,甲苯可加到硅油里 以降低其黏度。在一实施例中,极性调光介质与非极性调光介质中至少一者包含表面张力 降低剂,如氟素有机化合物(例如三氟乙醇或三氟醋酸钠)。
[0083] 本发明的调光元件的驱动方式可为有源矩阵或无源矩阵。无源矩阵可驱动多行列 (multi-lineaddressingorrow-by-roworcolumn-by-columnaddressing)或多个区域 (multi-domainaddressing),可简单的达到立体显示效果。调光元件的驱动方式较佳为简 易的无源矩阵而非晶体管,以增加立体图像显示系统的开口率。无源矩阵驱动方式是以多 行列或多个区域为基础来进行驱动,因此导电线路(例如IT0)的连线设计简单,仅需两层 连线而无需复杂的连线设计,图像显示的亮度不会因过于复杂的导电层结构遮蔽而降低。
[0084] 在本发明一实施例中,电切换调光单元的形状、尺寸、及隔墙材质,会影响隔墙与 极性调光介质之间的毛细力。上述毛细力越高,越能减少不同调光介质之间的错位问题,进 而改善调光介质的定位能力。
[0085] 本发明的立体显示装置可进一步搭配电子纸、电子阅读器、电致发光显示器 (ELD)、有机电致发光显示器(0ELD)、真空荧光显示器(VFD)、发光二极管(LED)、阴极射线 管(CRT)、液晶显示器(IXD)、等离子体显示面板(PDP)、数字光学处理器(DLP)、硅基板上 液晶显示器(LCoS)、有机发光二极管(0LED)、表面传导电子发射显示器(SED)、场发射显 示器(FED)、量子点激光电视、液晶激光电视、铁电液晶显示器(FLD)、干涉测量调节显示 器(iMOD)、厚膜介电电致发光器(TDEL)、量子点发光二极管(QD-LED)、屈伸像素显示器 (TH))、有机发光晶体管(0LET)、光致变色显示器、激光荧光体显示器(LPD)、或类似物。显 示元件101较佳为电致发光显示器(ELD)、有机电致发光显示器(0ELD)、真空荧光显示器 (VFD)、发光二极管显示器(LED)、阴极射线管(CRT)、液晶显示器(IXD)、等离子体显示面板 (PDP)、有机发光二极管(0LED)、表面传导电子发射显示器(SED)、场发射显示器(FED)、有 机发光晶体管(0LET)、或激光荧光体显示器(LPD)。
[0086] 本发明的立体显示装置包含透明的顶基板与底基板,具有高透明度并容置两者之 间的元件。适当的基板材质可为高分子板、金属板、与无机材料板。高分子板包含聚对苯二 甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚醚砜、聚乙烯、聚碳酸酯、聚亚酰胺、或聚丙 烯酸。金属板可择自可挠式材料。无机材料板包含玻璃、石英、或其他非可挠(刚性)材料。 在一实施例中,基板厚度介于2ym至5000ym之间,较佳介于5ym至2000ym之间。若基 板材质过薄,将无法具有足够的强度与一致的厚度。若基板材质过厚,比如大于5000ym,将 不利于薄型显示器的显示效果。
[0087] 本发明的立体显示装置含有介电层,可电性绝缘工作电极因电荷漂移(比如极性 调光介质中的离子迀移)所造成的漏电流。介电层可为无机材料、有机材料、或上述的组 合。在一实施例中,介电层的厚度介于lnm至lOOOOnm之间。依据不同的材料选择,介电层 的最佳厚度也不同。举例来说,一般的无机介电层厚度介于l〇nm至500nm之间,而一般的有 机介电层厚度介于l〇〇〇nm至lOOOOnm之间。过薄的介电层难以形成完全密实的结构,因此 难以维持其绝缘性与电容。过厚的介电层会增加工作电压并降低介电极化性,这会造成调 光介质的接触角过小。无机介电层可为氮化硅、与常见的氧化物(M0X)。氧化物(M0X)中的 M可为金属、过渡金属、或半导体元素,x介于1至10之间且不需为整数。金属M可为Sc、 他、6(1、1';[、¥、13、批、21'、]^1、211、(]11、48、或411。半导体元素11可为娃。此外,介电层可为单 层结构,或上述氧化物或其复合材料组成的多层结构。在其他实施例中,有机介电层可为聚 氯化对二甲苯(ParyleneC)、聚丙烯酸酯、环氧树脂、环氧胺、硅氧烷、硅胶、碳氧化硅、上述 的复合材料、或上述的多层结构。由于无机材料在沉积后具有高残余应力与易碎性质,这将 使沉积的无机材料易于产生缺陷,且不利其电性绝缘。为避免上述缺陷,可搭配有机材料作 为无机材料的应力缓冲层。不论介电层采用有机材料、无机材料、上述的复合材料、或上述 的多层结构,其水/气穿透度较佳介于1〇 2至10 6g/m2之间。
[0088] 介电层的形成方法可为溅镀法、真空气相沉积法、化学气相沉积法(CVD)、等离子 体聚合法、或涂布法如旋转涂布法、狭缝涂布法、挤压式涂布法、浸润式涂布法、或喷墨涂布 法。形成介电层的方法亦可为片对片贴合法或卷对卷贴合法。
[0089] 经由化学处理,可降低介电层的表面能,并使其形成具有莲花效应的超疏水表面。 化学处理包含直接涂布疏水材料、将氟化官能基接枝于介电层表面、将氟化硅高分子的纳 米胶化学接枝至介电层表面、将硅胶材料化学接枝至介电层表面、或者在蒸镀介电层时选 择性地混合含氟材料与硅胶。通过改变介电层表面结构,比如由平面改为锯齿状(其结构 尺寸介于l〇nm至100nm之间),可降低其表面能。粗糙化介电层
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