專利名稱：立體顯示裝置及其液晶透鏡的制作方法
技術領域：
本發明涉及光學技術領域，特別是涉及一種立體顯示裝置及其液晶透鏡。
背景技術：
隨著立體顯示技術的快速發展，立體顯示設備也有了越來越大量的需求，在實現三維立體顯示眾多的技術當中，裸眼立體顯示由于無需觀察者佩戴專用眼鏡的優點使得它在三維立體顯示領域中備受青睞。目前，實現裸眼立體顯示技術的主要方式是通過在顯示面板前設置光柵，在水平方向上將顯示面板的像素單元分割為奇數列像素和偶數列像素，從而為觀看者的左右眼分別提供兩幅不同的圖像，利用觀看者左眼圖像和右眼圖像的視差效應形成景深，進而產生立體顯示效果。現有的光柵包括黑白視差障礙光柵和柱狀物理透鏡等，由于普通光柵的柵距不可調節，只能限制觀眾在某個特定的觀察距離范圍內觀看，靈活性和觀看距離有限，這限制了光柵式立體顯示技術在生活中的應用。為此，業界開發了可以通過電壓調節光柵柵距的液晶障礙光柵和液晶透鏡，但是這種液晶光柵仍具有摩爾紋缺陷，影響了立體顯示效^ ο請參閱圖1，圖1是現有的光柵式立體顯示器的使用示意圖。平面顯示器4所產生的圖像光線經過光柵5后進入觀看者6的眼睛。請參閱圖2，圖2是現有的光柵式立體顯示器的摩爾紋示意圖。由于光柵和平面顯示器的像素陣列之間存在周期性干涉，平面顯示器的像素陣列7所產生的圖像經過光柵8后所顯示的圖像9中會形成摩爾紋，顯然，這種摩爾紋現象對三維立體畫面的效果有很大的影響，會破壞圖像的觀賞性，嚴重影響視覺效果，引起觀看者的不適應感。目前液晶光柵的驅動電極材料的透光率與未設置電極處的區域有一定的差別，導致驅動電極邊緣與面板像素周圍的黑矩陣之間會產生摩爾紋效應，影響了圖像顯示效果。如圖3和圖4所示，顯示了現有技術中一種液晶透鏡的示意圖，該液晶透鏡100包括第一基板110、第二基板120、液晶層130、第一電極層140、第二電極層150、第一配向膜 160以及第二配向膜170。其中，該第一基板110和該第二基板120相對間隔設置，該液晶層130位于該第一基板110和該第二基板120之間，該第一電極層140設置在該第一基板110和該液晶層130 之間，被該第一配向膜160覆蓋，該第二電極層150設置在該第二基板120和該液晶層130 之間，被該第二配向膜170覆蓋。如圖4中所示，該第一電極層140為多個矩形條形電極，其具有均勻的厚度，由于該多個條形電極的透光率與未設置條形電極區域處的透光率有較大差異，容易導致該多個條形電板與面板像素周圍產生摩爾紋，如圖4中虛線所示。
發明內容
本發明提供了一種立體顯示裝置及液晶透鏡，能夠降低摩爾紋形成，實現良好的
4圖像顯示效果。為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是提供一種液晶透鏡，包括間隔設置的第一基板和第二基板；位于該第一基板和該第二基板之間的液晶層；第一電極層，設置在該第一基板和該液晶層之間；第二電極層，設置在該第二基板和該液晶層之間；該第一電極層和該第二電極層用于產生電場，以使該液晶層產生透鏡效果；其中，該第一電極層包括多個間隔設置的條形電極，沿垂直于該條形電極的延伸方向，該條形電極具有透光率漸變結構。根據本發明一優選實施例，該透光率漸變結構為將該條形電極設為截面為梯形的結構。根據本發明一優選實施例，該梯形為等腰梯形，該梯形的長邊位于該第一基板側， 該梯形的短邊朝向該液晶層設置。根據本發明一優選實施例，該梯形的短邊與側邊(腰)的交接處設置為圓弧過渡結構。根據本發明一優選實施例，該透光率漸變結構為將該條形電極設為截面為三角形的結構。根據本發明一優選實施例，該三角形為等腰三角形，該三角形的底邊位于該第一基板側，該三角形的頂角朝向該液晶層設置，且所述的頂角設置為圓弧過渡結構。根據本發明一優選實施例，該透光率漸變結構為將該條形電極設為截面為微階梯狀三角形的結構。為解決上述技術問題，本發明采用的另一個技術方案是提供一種液晶透鏡，包括間隔設置的第一基板和第二基板；位于該第一基板和該第二基板之間的液晶層；第一電極層，設置在該第一基板和該液晶層之間；第二電極層，設置在該第二基板和該液晶層之間；該第一電極層和該第二電極層用于產生電場，以使該液晶層產生透鏡效果；其中，該第一電極層包括多個間隔設置的條形電極，沿垂直于該條形電極的延伸方向，該條形電極橫截面的厚度由中間向兩側逐漸減小。為解決上述技術問題，本發明采用的另一個技術方案是提供一種液晶透鏡，包括間隔設置的第一基板和第二基板；位于該第一基板和該第二基板之間的液晶層；第一電極層，位于該第一基板相鄰該液晶層的一側；第二電極層，位于該第二基板相鄰該液晶層的一側；該第一電極層和該第二電極層用于產生電場，以使該液晶層產生透鏡效果；第一配向膜，覆蓋該第一電極層；第二配向膜，覆蓋該第二電極層；
其中，該第一電極層包括多個條形電極，該條形電極采用透光率與該第一配向膜趨于一致的材料制成。為解決上述技術問題，本發明采用的另一個技術方案是提供一種立體顯示裝置， 包括顯示面板及設于該顯示面板上的液晶透鏡，該液晶透鏡采用上述的液晶透鏡。本發明的有益效果是區別于現有技術的情況，本發明提供的立體顯示裝置及其液晶透鏡的電極設有透光率漸變結構，有效降低了摩爾紋形成，大大提高了圖像的觀看效^ ο
圖1是現有的光柵式立體顯示器的使用示意圖；圖2是現有的光柵式立體顯示器的摩爾紋示意圖；圖3為現有技術中一種液晶透鏡的截面示意圖；圖4圖3所示的液晶透鏡的立體結構示意圖；圖5為根據本發明一優選實施例的液晶透鏡的截面示意圖；圖6為根據本發明另一優選實施例的液晶透鏡的截面示意圖；圖7為根據本發明另一優選實施例的液晶透鏡的截面示意圖；圖8為根據本發明另一優選實施例的液晶透鏡的截面示意圖；圖9顯示了光線在穿過現有技術中的液晶透鏡時透過率的示意圖；圖10顯示了光線在穿過本發明的液晶透鏡時透過率的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細說明。本發明提供一種立體顯示裝置，包括顯示面板和液晶透鏡。顯示面板用于顯示具有視差的左眼圖像和右眼圖像；液晶透鏡設置在顯示面板上，并將具有視差的左眼圖像和右眼圖像分別導向觀看者對應的左眼和右眼。請參閱圖5，為方便描述本發明，圖5僅示出了液晶透鏡的結構示意圖。如圖5所示，該液晶透鏡200包括第一基板210、第二基板220、液晶層230、第一電極層M0、第二電極層250、第一配向膜沈0以及第二配向膜270。其中，該第一基板210和該第二基板220相對間隔設置，該液晶層230位于該第一基板210和該第二基板220之間，該第一電極層240設置在該第一基板210和該液晶層230 之間，被該第一配向膜260覆蓋，該第二電極層250設置在該第二基板220和該液晶層230 之間，被該第二配向膜270覆蓋；該第一電極層240和該第二電極層250用于產生電場，以使該液晶層230產生透鏡效果。在本發明實施例中，該第一電極層240包括多個間隔平行設置的條形電極，沿垂直于條形電極的延伸方向，該多個條形電極設有透光率漸變結構，即在垂直于該條形電極的延伸方向，該條形電極橫截面的厚度由中間向兩側逐漸減小。具體而言，在本實施例中，該透光率漸變結構為將條形電極設為截面為梯形的結構，該梯形一般為等腰梯形，其長邊位于第一基板210—側，其短邊朝向液晶層230設置，在優選實施例中，該梯形的短邊與側邊(腰)的交接處設置為圓弧過渡結構，該圓弧過渡結構該多個條形電極的透光率變化程漸變趨勢，避免由于尖端的透光率變化突變而易于形成摩爾紋。請參閱圖6，在本發明另一實施例中，該液晶透鏡300包括第一基板310、第二基板 320、液晶層330、第一電極層340、第二電極層350、第一配向膜360以及第二配向膜30。同樣，該第一基板310和該第二基板320相對間隔設置，該液晶層330位于該第一基板310和該第二基板320之間，該第一電極層340設置在該第一基板310和該液晶層330 之間，被該第一配向膜360覆蓋，該第二電極層350設置在該第二基板320和該液晶層330 之間，被該第二配向膜370覆蓋；該第一電極層和該第二電極層用于產生電場，以使該液晶層產生透鏡效果。在本發明實施例中，該第一電極層340為多個間隔平行設置的條形電極，沿垂直于條形電極的延伸方向，該多個條形電極設有透光率漸變結構。具體而言，在本實施例中，該透光率漸變結構為將條形電極設為截面為三角形的結構，該三角形一般為等腰三角形，該三角形的底邊位于第一基板310—側，該三角形的頂角朝向液晶層330設置。在優選實施例中，三角形的頂角設置為圓弧過渡結構500，該圓弧過渡結構500使得該多個條形電極的透光率變化程漸變趨勢，避免由于尖端的透光率變化突變而易于形成摩爾紋，如圖8所示。請參閱圖7，在本發明另一實施例中，該液晶透鏡400包括第一基板410、第二基板 420、液晶層430、第一電極層440、第二電極層450、第一配向膜460以及第二配向膜470。同樣，該第一基板410和該第二基板420相對間隔設置，該液晶層430位于該第一基板410和該第二基板420之間，該第一電極層440設置在該第一基板410和該液晶層430 之間，被該第一配向膜460覆蓋，該第二電極層450設置在該第二基板420和該液晶層430 之間，該第二配向膜470覆蓋；該第一電極層和該第二電極層用于產生電場，以使該液晶層產生透鏡效果。在本發明實施例中，該第一電極層440為多個間隔平行設置的條形電極，沿垂直于條形電極的延伸方向，該多個條形電極設有透光率漸變結構。具體而言，在本實施例中，該透光率漸變結構為將條形電極設為截面為微階梯狀三角形的結構，每一微階梯的厚度變化相對較小，可使得該電極的透光率變化程漸變趨勢。在另一實施例中，第一電極層包括多個間隔平行設置的條形電極，第二電極層包括多個間隔平行設置的條形電極，第一電極層條形電極的延伸方向與第二電極層條形電極的延伸方向垂直，且第一電極層的條形電極與第二電極層的條形電極均設有本發明中所述的透光率漸變結構，此結構可以形成另一個方向的液晶透鏡，有利于顯示面板旋轉90度時進行3D顯示。接下來，結合圖9和圖10說明本發明降低摩爾紋的原理。如圖9所示，現有技術的液晶透鏡在應用中，光線通過該液晶透鏡時，第一電極層 140處的透光率為T1,而未設置第一電極層140區域處的透光率為T2,由此可見，在第一電極層140與未設置第一電極層140的基板110處，透光率是從T1直接變化到T2的，且其透光率在第一電極層的140邊緣處呈現非常明顯的陡變，在顯示畫面上表現為明顯的邊界線， 該邊界線與面板像素陣列之間相互干涉，導致容易形成摩爾紋。而在圖10中，光線通過本發明提供的液晶透鏡時，由于第一電極層340設有上述實施例中所述的透光率漸變結構，其透光率從第一電極層340中間的T1到邊緣的逐漸過渡為T1 T2再過渡到未覆蓋第一電極層340的第一基板310處的T2,該透光率在第一電極層 340的邊緣處呈現逐漸變化，避免了透光率的突然變化而形成的明暗條紋，從而減少與顯示面板上的矩陣排列的像素單元或黑矩陣產生重疊，使得液晶透鏡不易生成摩爾紋，因而改善了成像質量，實現了良好的圖像顯示效果。經過實驗發現，液晶透鏡中第一電極層的邊緣處的透光率的變化率會影響第一電極層的邊界線，進而對摩爾紋的形成造成影響。由于摩爾紋的顯示效果是由多個摩爾紋的周期性重復所構成的宏觀效果，而采用上述配置的液晶透鏡，當第一電極層的邊界線不明顯時，多個摩爾紋的寬度也就不一致了，這就破壞了多個摩爾紋的周期性重復，因此摩爾紋的顯示效果也就被大大消除。當然，消除摩爾紋的方法并不限于此，還可以通過研發新材料電極，使電極的透光率與配向膜的透光率趨于一致的方式，以及在具有同樣效果前提下改變電極厚度，或者對電極的材料、結構、形態等多方面進行綜合調整設計等方式。本發明不限制電極中透光率漸變結構的實現方式，本領域技術人員應當知曉，只要是電極區域和非電極區域之間的透光率是逐漸變化趨向一致的就可以達到模糊邊界線的光學效果。以上所述僅為本發明的實施方式，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
權利要求
1.一種液晶透鏡，包括間隔設置的第一基板和第二基板； 位于所述第一基板和所述第二基板之間的液晶層； 第一電極層，設置在所述第一基板和所述液晶層之間； 第二電極層，設置在所述第二基板和所述液晶層之間；所述第一電極層和所述第二電極層用于產生電場，以使所述液晶層產生透鏡效果； 其特征在于，所述第一電極層包括多個間隔設置的條形電極，沿垂直于所述條形電極的延伸方向，所述條形電極具有透光率漸變結構。
2.根據權利要求1所述的液晶透鏡，其特征在于，所述透光率漸變結構為將所述條形電極設為截面為梯形的結構。
3.根據權利要求2所述的液晶透鏡，其特征在于，所述梯形為等腰梯形，所述梯形的長邊位于所述第一基板側，所述梯形的短邊朝向所述液晶層設置。
4.根據權利要求3所述的液晶透鏡，其特征在于，所述梯形的短邊與側邊的交接處設置為圓弧過渡結構。
5.根據權利要求1所述的液晶透鏡，其特征在于，所述透光率漸變結構為將所述條形電極設為截面為三角形的結構。
6.根據權利要求5所述的液晶透鏡，其特征在于，所述三角形為等腰三角形，所述三角形的底邊位于所述第一基板側，所述三角形的頂角朝向所述液晶層設置，且所述的頂角設置為圓弧過渡結構。
7.根據權利要求1所述的液晶透鏡，其特征在于，所述透光率漸變結構為將所述條形電極設為截面為微階梯狀三角形的結構。
8.一種液晶透鏡，包括間隔設置的第一基板和第二基板； 位于所述第一基板和所述第二基板之間的液晶層； 第一電極層，設置在所述第一基板和所述液晶層之間； 第二電極層，設置在所述第二基板和所述液晶層之間；所述第一電極層和所述第二電極層用于產生電場，以使所述液晶層產生透鏡效果； 其特征在于，所述第一電極層包括多個間隔設置的條形電極，沿垂直于所述條形電極的延伸方向，所述條形電極橫截面的厚度由中間向兩側逐漸減小。
9.一種液晶透鏡，包括間隔設置的第一基板和第二基板； 位于所述第一基板和所述第二基板之間的液晶層； 第一電極層，位于所述第一基板相鄰所述液晶層的一側； 第二電極層，位于所述第二基板相鄰所述液晶層的一側；所述第一電極層和所述第二電極層用于產生電場，以使所述液晶層產生透鏡效果； 第一配向膜，覆蓋所述第一電極層； 第二配向膜，覆蓋所述第二電極層；其特征在于，所述第一電極層包括多個條形電極，所述條形電極采用透光率與所述第一配向膜趨于一致的材料制成。
10. 一種立體顯示裝置，包括顯示面板及設于所述顯示面板上的液晶透鏡，所述液晶透鏡采用根據權利要求1至7中任意一項所述的液晶透鏡。
全文摘要
本發明公開了一種立體顯示裝置及其液晶透鏡，該液晶透鏡包括間隔設置的第一基板和第二基板；位于該第一基板和該第二基板之間的液晶層；設置在該第一基板和該液晶層之間的第一電極層；設置在該第二基板和該液晶層之間的第二電極層；該第一電極層和該第二電極層用于產生電場，以使該液晶層產生透鏡效果；其中，該第一電極層包括多個間隔設置的條形電極，沿垂直于條形電極的延伸方向，該條形電極具有透光率漸變結構。通過上述方式，本發明公開的立體顯示裝置及其液晶透鏡改善了成像質量，實現了良好的圖像顯示效果。
文檔編號G02F1/1343GK102253562SQ20111019603
公開日2011年11月23日 申請日期2011年7月13日 優先權日2011年7月13日
發明者李建軍, 陳寅偉 申請人:深圳超多維光電子有限公司