多視圖顯示設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及多視圖顯示器。
【背景技術】
[0002] 多視圖顯示器典型地通過將特殊層應用到2D顯示器來創建。針對該層的已知選項 是用于屏障顯示器的屏障。另一選項是具有多個透鏡的陣列（而不是屏障）。透鏡界面在平 行于陣列的截面中可W是圓形的或者具有另一形式，例如在做出定向聚焦調節時的"細長 圓形"。在3D顯示器的領域中，一般將運樣的透鏡指代為"微透鏡"。所使用的又一選項是具 有多個細長柱形透鏡的透鏡狀片，其例如在本申請的圖9中由參考標記20指示。在3D顯示器 的領域中，一般將運樣的細長柱形透鏡指代為"透鏡狀透鏡"。不論選擇哪個選項，效果都是 取決于眼睛(或相機）的視點而投射不同圖像，因而在不需要特殊眼鏡的情況下提供立體視 覺(立體影像）。運就是"自動"立體所意指的內容。
[0003] 圖1示出針對使用透鏡狀透鏡片的顯示器的基本原理。
[0004] 顯示器包括具有在其之上提供視圖形成布置6的像素陣列4的常規(2D)顯示面板 2。運包括透鏡狀透鏡8。如果每一個透鏡在顯示器寬度方向上疊覆4個像素，則來自那四個 像素的光將投射在不同方向上，從而限定不同觀看區域，在圖1中編號為Vl到V4。在運些觀 看區域中的每一個中，投射圖像，其被形成為具有關于透鏡的相同相對位置的所有像素的 組合。
[000引可W利用屏障實現相同效果，屏障限制W其從每一個像素發射光的輸出方向。因 而在每一個輸出方向上，可W觀看到不同像素集合。
[0006] 角度分辨率（即多個視圖）中的增加導致空間分辨率（即每一個單獨視圖的分辨 率)的減小。在豎直透鏡狀片和屏障的情況下，該分辨率降低完全在水平方向上。通過使透 鏡狀片傾斜，分辨率降低可W散布在水平和豎直方向二者之上，從而提供較好的圖片質量。
[0007] 圖2和3示出3D透鏡狀顯示器構造的示例。
[0008] 圖2示出最不復雜的設計，包括顯示面板之上的透鏡狀透鏡片6,在其之間具有間 隔物10。透鏡狀透鏡的彎曲面面向外，使得限定凸透鏡。
[0009] 圖3示出具有寬觀看角度之下的較好性能的優選設計，也就是說角度相關串擾中 的降低、成帶(banding)中的降低、W及低反射率。另一優點在于，設備的外表面是平坦和魯 棒的。不存在對顯示器前方的附加保護板的需要，因為透鏡布置襯底之一可W提供該功能。
[0010] 彎曲透鏡表面面向顯示面板，并且使用復制品層12限定平面內表面。該復制品可 W是膠合劑(典型地，聚合物），其具有與透鏡狀透鏡的折射率不同的折射率，使得透鏡功能 通過透鏡材料與復制品材料之間的折射率差異來限定。具有與膠合劑類似的折射率的玻璃 或聚碳酸醋板被用作間隔物10,并且將厚度設計成提供使透鏡狀透鏡聚焦在顯示面板上的 適當距離。
[0011] 眾所周知的是，2D/多視圖可切換顯示器可能是合期望的。
[0012] 通過使多視圖顯示器的透鏡可電氣切換，例如具有與3D模式組合的高2D分辨率模 式(沒有透鏡功能)成為可能。可切換透鏡的其它使用是在時間上順序地增加視圖數目，如 在WO 2007/072330中所公開的，或者允許多個3D模式，如在WO 2007/072289中所公開的。
[0013] 產生2D/3D可切換顯示器的已知方法是通過填充有液晶材料的透鏡形狀的腔體來 替換透鏡狀透鏡。透鏡功能可W通過控制LC分子取向的電極或者通過改變光的偏振(例如 使用可切換阻滯劑)來接通/關斷。
[0014] 還已經提出使用分級折射率透鏡，其中箱形腔體填充有液晶并且電極陣列控制LC 分子的取向W創建梯度折射率透鏡。（運例如在WO 2007/072330中公開）。通過其形狀由電 場控制的液滴形成的電潤濕透鏡也已經被提出W用于2D/3D切換。最后，還已經提出使用電 泳透鏡，例如在WO 2008/032248中。
[0015] 如W上所提及的，總是存在空間和角度分辨率之間的權衡。具有透鏡狀透鏡和豎 直屏障的顯示器僅提供水平視差，從而允許立體影像，W及水平運動視差和遮擋，但是沒有 豎直運動視差和遮擋。作為結果，自動立體功能匹配于顯示器的取向。只有利用全(水平和 豎直)視差才可W與屏幕取向獨立地創造3D效果。
[0016] 顯示面板不具有充足的分辨率W使得能夠實現W皿分辨率的全視差，至少就大量 視圖而言并非如此。因此存在針對設計成在縱向和橫向模式中操作的設備的問題，諸如手 持設備。
[0017] 已經認識到該問題，并且提供2D/3D切換能力的W上一些解決方案已經擴展成包 括多個3D模式，諸如縱向和橫向模式。W此方式，使得能夠實現=個模式:2D、3D縱向和3的黃 向。
[0018] W上引用的WO 2007/072330提出一種顯示面板和兩個可切換透鏡。W上還引用的 WO 2007/072289提出GRIN電極的兩個層。
[0019] 運些解決方案導致復雜的系統。例如，WO 2007/072289創建具有兩個2D/3D可切換 透鏡的堆疊，而當前一個運樣的可切換透鏡的成本可能已經高于FHD與QFHD顯示面板之間 的價格差異。LC GRIN透鏡難W實現，因此串擾和成本將是典型的問題。
[0020] 全視差對于包括僅兩個視圖的系統而言可W已經是可能的，因而導致僅適度的分 辨率損失并且因此可W避免3D模式之間的切換。如果要使用非切換方案，則作為雙視圖和 雙取向的最小微透鏡陣列設計具有2 X 2個視圖并且保留最大量的空間分辨率。
[0021] 常見RGB條帶像素布局包括紅色、綠色和藍色子像素列。每一個子像素具有1:3的 縱橫比，使得每一個像素=元組具有1:1縱橫比。透鏡系統典型地將運樣的矩形2D子像素轉 化成矩形3D像素。
[0022] 當微透鏡與運樣的顯示面板相關聯時，例如就像素的2X2子陣列之上的每一個微 透鏡而言，透鏡設計具有W下問題:兩個正交方向之一上的觀看錐體是另一個上的=倍寬。
[0023] 就透鏡狀透鏡設計而言，重要的是全部防止或至少減少W下問題： 空間分辨率的損失:微透鏡應當保持為小的。
[0024] 成帶:運些是可見黑色帶，尤其在用戶關于顯示器移動時可見，其由子像素之間的 黑色掩模區域引起。如果必要的話，運還可W經由諸如故意聚焦失配(例如欠聚焦）或漫射 層之類的光學構件來解決。
[002引串擾:運由分配給多個視圖的像素所引起。
[0026]顏色均勻性:所有視圖應當看起來具有相同的白色點。
[0027]空間均勻性:視圖應當具有跨整個顯示器的類似空間質量。
[002引觀看錐體:運應當在縱向和橫向方向上類似。否則的話，在一個方向（例如縱向） 上，用戶必須小屯、地持握設備W避免脫離錐體，而對于其它方向（例如橫向），可能難W找到 3D分區，因為視圖如此之寬。
[0029] -般而言，不同設計提供運些因素之間的不同折衷。本發明提供各種設計，其提供 改進的性能。特別地，一些示例旨在確保縱向取向中的多個視圖中的每一個具有相同原色 分布，并且橫向取向中的多個視圖中的每一個具有相同原色分布。其它示例旨在確保觀看 錐體在縱向和橫向模式中類似。
【發明內容】
[0030] 本發明由權利要求限定。
[0031 ]根據本發明，提供一種多視圖顯示器，包括： 包括規則像素陣列的顯示面板，每一個像素包括至少=個顏色的子像素的矩形陣列， 其中行方向上的子像素間距為r并且列方向上的子像素間距為C; W及 形成在顯示面板之上W用于提供借W提供至少兩個橫向間隔的視圖的多視圖功能的 視圖形成布置，其中視圖形成布置提供兩個方向（例如行(水平)和列(豎直))上的視圖形成 功能，并且包括(例如矩形)視圖形成單元體的重復圖案， 其中視圖形成單元體布置在具有相鄰單元體之間的矢量平移Pi的網格中，所述矢量平 移Pi具有Wr為單位表述的單元體行方向矢量分量，Wc為單位表述的單元體列方向矢量分 量，并且其中對于一個單元體網格方向而言i=l并且對于另一單元體網格方向而言i=2,其 中矢量平移被表述為Pi =(曰1，biVci，其中馬、、斬:6:冕并且q €篡'"，其中 茲意指任何整數(包括零）， 嚴*意指任何正整數，并且 其中矢量P'l= (ai，bi)和p'2 = (32, b2)的整數組合在所有顏色的子像素之間平移， 其中顏色分布等于每一個像素中的子像素的顏色分布， 并且其中視圖形成單元體具有在2:5和5:2之間的縱橫比，其中縱橫比由|pi，（c，r) / P2-k，r)|限定，其中"?"是矢量內積，并且其中I義I意指X的絕對值。
[0032] 由Pi和P2描述的區域限定視圖形成單元體，例如單個微透鏡、單個屏障開口或者兩 個透鏡狀透鏡的相交。在圖4,5,6,7和8中，通過在每一個視圖形成單元體的孔徑處切掉的 兩個同屯、圓來指示單元體。
[0033] 視圖形成相位是子像素相對于其頂部上的視圖形成單元體(例如透鏡）的空間位 置。視圖形成相位通常稱為視圖。
[0034] 矢量p'l =(曰1，bi)可W被視為間距矢量，其已經縮放成作為整數數目的子像素 的大小。運些矢量表示視圖形成單元體如何關于子像素網格的相對位置進行重復。例如，如 果每一個視圖形成單元體是2.5個子像素寬(例如ci=C2=2)，則視圖形成單元體在子像素網 格之上每5個子像素重復其對準。由p'l和p'2描述的區域限定圍封所有視圖形成相位的單元 體。該全相位單元體將是視圖形成單元體的C1XC2陣列。
[0035] 運仍未計及子像素的顏色。如果3D單元體被限定為其中所有原色W相同相位表示 的基本單體，則該3D單元體將(再次)為全相位單元體的陣列。
[0036] 本發明的效果是顏色(原色）的分布對于每一個視圖相等。因為視圖形成單元體W 使得顯示子像素的顏色（原色）占據視圖形成單元體下方的所有可能相對位置的運樣的方 式進行重復，所W確保了運一點。
[0037] 在相等顏色(原色)分布的情況下，意味著對于每一個可能的起始位置，當沿著p'l 和p'2橫穿時，顏色分布等于像素中的子像素之上的顏色分布(例如對于2X2 RG