[发明专利]电切换调光单元与其形成方法、调光元件与其形成方法、立体显示装置、图像显示系统

说明书

技术领域

本发明涉及立体图像显示装置，特别涉及裸视立体图像显示装置，与其包含的图像显示装置及电切换调光单元。 

背景技术

Robert A.Hayes and B.J.Feenstra于自然（Nature）425,383(2003)中，揭示应用电湿润(electrowetting)技术来控制有颜色的油滴，当作一个开关装置；这种应用具有高色彩饱和度、高图像反应速度、及低耗能等特性，因此可以进一步应用于显示器。在这之后，显示技术领域很快的采用电湿润技术。 

美国专利申请案公开号2009/0257111揭示一种可调式光学阵列元件，其包含基板，基板上配置薄膜晶体管(TFT)电路控制系统(tuning circuitry)，此电路系统可分别控制上层的光学阵列元件(cell array)，如图1所示。在这必需说明的是，关于图1的标号说明请见上述美国申请案说明书，在此不对标号另行说明。前述光学阵列元件内含两种极性不同的流体，此流体接口形状可通过下层TFT电路控制系统来控制，以达到光的相位调制(phase modulation)与方向调整(beam deflection)。此专利申请另揭示关于TFT驱动的方式；一般而言，显示器本身会因为TFT的存在而有开口率的问题，因此过多的TFT会使开口率大幅下降。前述专利申请案另揭示连线层的功能，但是多层的连线层会导致显示器的亮度降低。上述具有多重光学元件的电湿润显示装置可运用于全息的图像重建系统，利用电湿润原理使得入射光产生干涉条纹图形。此电湿润显示装置作为光线折射元件(deflection element)，使光偏折到眼睛的位置，此种装置提供光转向的功能，但无分时多工(time-sharing)概念。此外，前述装置可应用于回复反射面板(retro-reflective panels)、图像投影装置(image projection device)、以及全息投影重建系统(holographic projection reconstructing equipment)。 

如图2所示，美国专利第7474470号(Devices and methods for redirecting light)揭示一种光方向可调装置，其包含显示元件(display element)，该显示元件上配置多个光方向可调的装置(redirecting devices)。由于内表面(interior surfaces)106a-c无设置特殊结构或亲水层，流体L1与流体L2容易产生错位的情形；错位是指流体排列顺序发生变化的现象。前述光方向可调装置内含两种不互溶的流体L1及L2，此两种流体所形成的接口形状可通过顶电极110来控制。通过电极的开关配置，形成多种不同的流体接口形状，可达到调整光方向(redirecting light)及立体显示的效果。此外，当施加电压时，接触角会产生误差，因此无法精确地的控制光偏折的方向。 

美国专利第7817343号(Electrowetting lens)揭示一种电湿润透镜，包含两种不同极性的流体；当施加电压于第一与第二电极时，该第一与第二多个电极可分别接收相同电压而达到液面控制。为了节省能量损失，只需在液面附近的电极受电压的驱动即可，亦即第一或第二多个电极的某些电极接收同一电压，不需要所有的电极都接收到电压。为了达到此一需求，需要有一些分别控制的电路设计，使得电路设计的复杂度增加。 

根据公知技术，液态透镜可以是一种微尺度毛细管阵列装置，其使用微机电(MEMS)制作技术来达成，而毛细表面可能为汽/液或液/液接口，此接口形状可以利用表面张力来决定。Hirsa等人在应用物理论文集（Applied Physics Letters）87,134102页(2005)发表论文-“Electrochemically activated adaptive liquid lens（电化学活化适应性液态透镜）”，揭示一种毛细开关设计，其为一种可逆现象，耗能相当低，可以在单一晶片上完成。 

美国专利申请案公开号20090316003(“PINNED-CONTACT OSCILLATING LIQUID LENS AND IMAGE SYSEM”)揭示一种震荡型液态镜头，其利用液滴与液态透镜的通道所产生的毛细力来支撑液滴。通过改变腔室内的压力来驱动液态镜头的运作，使第一部分液滴或第二部分液滴的形状改变，使得入射光形成聚焦或发散效果。