液晶透鏡、立體顯示裝置及智能終端的制作方法

本實用新型屬于立體顯示技術領域，尤其涉及液晶透鏡、具有該液晶透鏡的立體顯示裝置及智能終端。

背景技術：

人類是通過右眼和左眼所看到的物體的細微差異來感知物體的深度，從而識別出立體圖像的，這種差異被稱為視差。立體顯示技術就是通過人為的手段來制造人的左右眼的視差，給左、右眼分別送去有視差的兩幅圖像，使大腦在獲取了左右眼看到的不同圖像之后，產生觀察真實三維物體的感覺。

隨著人們對液晶材料認識的不斷深入，采用液晶材料制成的液晶透鏡具有廣泛的應用，如應用于實現自由立體顯示的立體顯示裝置。該液晶透鏡主要是在液晶層的兩側的兩片基板上設置兩層電極，并在不同電極上加不同的電壓。進而在兩片基板間形成不同強度的電場，以驅動液晶分子排列而形成可變焦液晶透鏡。因此只要控制相應電極上的電場強度分布，液晶透鏡的折射率就會發生相應的改變，從而對屏幕像素出射光的分布進行控制，實現立體顯示和2D/3D的自由切換。

而液晶透鏡的液晶是一種擁有2種折射率狀態(no和ne)的物質，常見的尋常光的折射率no≈1.5，非尋常光的折射率ne≈1.8。液晶透鏡主要是在兩基板中間填充有液晶分子形成液晶層。該液晶層的厚度，也稱為盒厚，會對液晶的光調節作用產生很大影響。因此，在液晶透鏡的制造過程中，保證盒厚的均一性是實現高品質液晶顯示的基礎。為了保證盒厚的均一性，現有技術主要采用放置間隙子(或間隔物，英文名spacer)的方法。最常用間隙子制品主要有塑料系的壓克力樹脂微粒子與玻璃系的棒狀粒子或硅氧系球狀粒子等三種，目前以塑料系與玻璃系最為普遍。且我們最常用間隙子的折射率約為n＝1.5左右與液晶的非尋常光的折射率ne非常接近。該間隙子的形狀近乎于圓球形。在不加電的狀態下，液晶透鏡處于2D狀態，此時液晶分子處于平躺的狀態，折射率表現為非尋常光的折射率ne＝1.8，而在兩層基板間的間隙子的折射率為1.5左右，所以當從顯示面板發出的光通過液晶分子和間隙子時由于兩者之間的折射率差異，散射的光線會進入視場空間，在2D狀態下間隙子會呈現出一定的亮點或彩點的現象，嚴重的影響觀看的效果和舒適度。

為消除2D顯示易于出現的彩點或亮點現象，現有技術還提出一種在液晶透鏡的一個透鏡單元內采用多個電極消除2D顯示時因間隙子原因引起的彩點或亮點現象，然而因需要多個電極，其制作工藝與各電極驅動控制都變得復雜。

技術實現要素：

鑒于此，本實用新型實施例的目的在于提供一種液晶透鏡、立體顯示裝置及智能終端，旨在解決現有技術中的液晶分子與間隙子之間折射率差異，導致在2D狀態下呈現亮點或彩點現象，影響觀看效果及舒適度的技術問題。

本實用新型實施例提供一種液晶透鏡，包括第一基板和第二基板及設于所述第一基板與所述第二基板之間的液晶層和間隙子，所述液晶層包括液晶分子，所述第一基板上設有多個第一電極、所述第二基板上設有第三電極，其特征在于，相鄰兩個所述第一電極之間還設有與所述第一電極絕緣的第二電極，各所述第一電極、第二電極以及第三電極分別連接至或外接至電壓驅動電路，當所述液晶層呈現非透鏡狀態時，所述電壓驅動電路向所述第一電極和所述第二電極施加相等的第一驅動電壓，并同時向所述第三電極施加公共電壓，所述第一驅動電壓和所述公共電壓之間的壓差驅動所述液晶層內的液晶分子發生偏轉,以使所述液晶分子與所述間隙子之間的折射率差在預設范圍內；當所述液晶層呈現透鏡狀態時，所述電壓驅動電路向所述第一電極施加第二驅動電壓，且所述第二電極處于Hi-Z狀態，并同時向所述第三電極施加公共電壓。

優選地，所述第一電極與所述第二電極之間的間距小于20um。

優選地，所述第一電極的寬度與所述第二電極寬度不相等。

優選地，所述第一電極的寬度小于等于20um。

優選地，所述第一電極的寬度為15um。

優選地，所述第三電極為面電極。

優選地，所述第三電極為條形電極時，相鄰兩個所述第三電極之間的間隙寬度小于20um。

優選地，相鄰所述第三電極之間的間隙寬度為10um。

本實用新型還提供一種立體顯示裝置，包括顯示面板,還包括如如前任一項所述的液晶透鏡，所述液晶透鏡設置于所述顯示面板的出光側。

本實用新型還提供一種智能終端，包括顯示面板,其特征在于，還包括如前任一項所述的液晶透鏡，所述液晶透鏡設置于所述顯示面板的出光側。

本實用新型實施例提供的液晶透鏡、立體顯示裝置及智能終端，通過在液晶透鏡的相鄰第一電極之間設置第二電極，且通過調節施加至該第二電極的電壓，可消除液晶分子與間隙子之間的折射率差異，不會在2D狀態下呈現亮點或彩點現象，提升了觀看效果及舒適度。

附圖說明

圖1是本實用新型一實施例的立體顯示裝置的結構示意圖。

圖2是圖1的液晶透鏡處于非透鏡狀態時的結構示意圖。

圖3是圖1的液晶透鏡處于透鏡狀態時的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

實施方式一

請參見圖1至圖3，圖1是本實用新型一實施方式的立體顯示裝置的結構示意圖，圖2是圖1的液晶透鏡處于非透鏡狀態時的結構示意圖，圖3是圖1的液晶透鏡處于透鏡狀態時的結構示意圖。如圖1所示，本實用新型提供的立體顯示裝置，包括：顯示面板1和液晶透鏡2，液晶透鏡2設置于顯示面板1的出光側。液晶透鏡2包括相對設置的第一基板21與第二基板29，第二基板29設置于第一基板21的上方，第一基板21與第二基板29之間設有液晶層和間隙子24。第一基板21上設有多個第一電極25，任意相鄰兩個第一電極25之間均間隔一定距離，相鄰兩個第一電極25之間設有第二電極26，第二電極26與第一電極25平行且絕緣，第二基板29上設有第三電極22。立體顯示裝置工作時，將第三電極22作為公共電極。各第一電極25、第二電極26以及第三電極22分別連接至電壓驅動電路。

請進一步參見圖2，當液晶層呈現非透鏡狀態時，電壓驅動電路向第一電極25和所述第二電極26施加相等的第一驅動電壓，并同時向所述第三電極22施加公共電壓，第一驅動電壓和公共電壓之間的壓差產生電場強度相等的第一電場，第一電場驅動液晶層內的液晶分子23發生偏轉,以使液晶分子23與間隙子24之間的折射率差在預設范圍內，滿足預設范圍的條件是間隙子24的折射率與液晶分子23折射率之間的差值小于0.1，此時，液晶分子23的折射率接近于間隙子24的折射率，因此，當顯示面板1發出的光線經過液晶分子23和間隙子24時，不會產生光的折射，解決了現有的液晶層呈現非透鏡狀態時，因液晶分子23與間隙子24的折射率不同，光線在經過間隙子24時發生折射，造成人眼觀看立體顯示裝置時，在間隙子24處出現亮點的問題。具體地，液晶分子23的閾值電壓為v_th，第一驅動電壓為u₀,且1.5v_th≤u₀≤4v_th。在常溫狀態下，液晶分子23的閾值電壓v_th在2.6v左右，第一電壓u₀大于液晶分子23的閾值電壓v_th，確保液晶透鏡2中的所有液晶分子23在第一電場的作用下，液晶分子23均發生相同程度的偏轉，并使得液晶分子23與間隙子24之間的折射率差在預設范圍內，不僅解決了液晶分子23與間隙子24因折射率差，在間隙子24處出現亮點的問題，同時不會影響立體顯示裝置在3D顯示狀態下的顯示效果。

請進一步參見圖3，液晶透鏡2在相鄰的兩個第一電極25a與25b(或25b與25c)之間設有第二電極26a(或26b)。當液晶層呈現透鏡狀態時，電壓驅動電路向所述第一電極25a、25b、25c施加第二驅動電壓，向所述第二電極26a、26b施加第三驅動電壓以使所述第二電極26a、26b處于Hi-Z狀態，電壓驅動電路向所述第一電極25a、25b、25c施加第二驅動電壓，對第三電極22施加公共電壓，第二驅動電壓與公共電壓之間的壓差產生電場，電場驅動液晶分子23偏轉形成液晶透鏡單元，電壓驅動電路并同時向所述第二電極26a，26b施加第三驅動電壓，第二電極26處于Hi-Z狀態，第二電極26不會影響第一電極22與第二電極25之間的電場，確保液晶透鏡2正常工作。

本實用新型實施例提供的液晶透鏡及立體顯示裝置，通過在液晶透鏡2的相鄰第一電極25a、25b之間設置第二電極26a，在相鄰第一電極25b、25c之間設置第二電極26b，在液晶層呈現非透鏡狀態時，電壓驅動電路同時向第一電極25a、25b、第二電極26a、26b施加第一驅動電壓，并向第三電極22施加公共電壓，第一驅動電壓和公共電壓之間的壓差產生電場強度相等的第一電場，第一電場驅動液晶層內的液晶分子23發生偏轉,以使液晶分子23與間隙子24之間的折射率差在預設范圍內，滿足預設范圍的條件是間隙子24的折射率與液晶分子23折射率之間的差值小于0.1，此時，液晶分子23的折射率接近于間隙子24的折射率，因此，當顯示面板1發出的光線經過液晶分子23和間隙子24時，不會產生光的折射，消除液晶分子23與間隙子24之間的折射率差異，不會呈現亮點或彩點現象。由于本實用新型采用兩驅動電極形成透鏡單元(梯度折射率分布)，同時在相鄰第一電極之間設置一第二電極即可實現多驅動電極形成透鏡單元的效果，簡化了液晶透鏡的電極結構設計，且對驅動電極的驅動控制也變得簡單。

如圖1所示，第一電極25與第二電極26之間的間距小于20um，通過設置較小的間距，確保在液晶層呈現非透鏡狀態時，電壓驅動電路同時向第一電極25、第二電極26施加第一驅動電壓，并向第三電極22施加公共電壓，第一驅動電壓和公共電壓之間的壓差產生電場強度相等的第一電場，第一電場驅動液晶層內的液晶分子23發生偏轉,以使液晶分子23與間隙子24之間的折射率差在預設范圍內，滿足預設范圍的條件是間隙子24的折射率與液晶分子23折射率之間的差值小于0.1，此時，液晶分子23的折射率接近于間隙子24的折射率，當顯示面板1發出的光線經過液晶分子23和間隙子24時，不會產生光的折射，消除液晶分子23與間隙子24之間的折射率差異，不會呈現亮點或彩點現象。

如圖1所示，第一電極25的寬度與第二電極26寬度不相等，第二電極26的寬度大于第一電極25的寬度，當液晶層呈現透鏡狀態時，電壓驅動電路向所述第一電極25施加第二驅動電壓，對第三電極22施加公共電壓，第二驅動電壓與公共電壓之間的壓差產生電場，電場驅動液晶分子23偏轉形成液晶透鏡單元，電壓驅動電路并同時向所述第二電極26施加第三驅動電壓，第二電極26處于Hi-Z狀態，第二電極26不會影響第一電極22與第二電極25之間的電場，確保液晶透鏡2正常工作。

較佳地，第一電極25的寬度小于等于20um，在此范圍內設計第一電極25的寬度，不僅確保液晶透鏡2的正常工作，而且液晶透鏡2結構更加緊湊。

為便于設計，第一電極的寬度為15um，設計人員操作更加方便。

本實施例提供的第三電極22為面電極，第三電極22可以是整面面電極或間隔一定間距的條形電極，相鄰兩個第三電極22之間的距離小于20um，

較佳地，相鄰兩個第三電極之間的間隙寬度為10um，避免因距離較大而出現漏光的現象。

本實用新型還提供一種智能終端，包括顯示面板和設置于所述顯示面板出光側的液晶透鏡。該液晶透鏡為前面所述的液晶透鏡，詳細請參見前文描述，在此不再贅述。

本實用新型的智能終端通過在液晶透鏡的相鄰的兩個第一電極之間設置第二電極，且通過調節施加至該第二電極的電壓，可消除液晶分子與間隙子之間的折射率差異，不會在2D狀態下呈現亮點或彩點現象，提升了觀看效果及舒適度。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。