液晶菲涅爾透鏡及其制備方法
【專利摘要】液晶菲涅爾透鏡及其制備方法，屬于立體顯示技術領域，本發明為解決現有液晶菲涅爾透鏡存在立體顯示串擾的問題。本發明方案：上基板和下基板相對平行設置，上基板的下表面覆蓋有第一配向膜；下基板的上表面覆蓋有條形電極層，條形電極層上覆蓋有第三配向膜；第一配向膜和第三配向膜之間設置有m個結構相同的條形透鏡單元，沿所有菲涅爾透鏡連續弧面設置有公用電極層，沿公用電極層的凹內表面設置有第二配向膜；公用電極層和第一配向膜之間填充第一液晶層；第二配向膜和第三配向膜之間填充第二液晶層；第一配向膜與第二配向膜的摩擦方向一致，且與第三配向膜的摩擦方向垂直；第三配向膜的摩擦方向與2D顯示模組的偏光片透光軸方向平行。
【專利說明】
液晶菲涅爾透鏡及其制備方法
技術領域
[0001]本發明屬于立體顯示技術領域，尤其涉及一種用于立體顯示的液晶菲涅爾透鏡及該透鏡的制備方法。
【背景技術】
[0002]立體視覺的產生是由于人的左眼和右眼接收到了來自不同角度的圖像，經過大腦融合后，感知到物體的層次感及深度感。隨著立體顯示技術的發展，已出現多種立體顯示模式，目前大致可分為被動立體顯示裝置和自動立體顯示裝置兩種。被動立體顯示如色分、光分與時分等頭戴式三維顯示設備，而自動立體顯示又可以分為狹縫光柵和柱透鏡光柵兩種主流技術。在眾多實現立體顯示的技術中，裸眼立體顯示由于在客觀上擺脫了附加觀察裝置的桎梏，提高了觀看的舒適度及拓寬了應用領域而備受青睞。
[0003]目前，對于傳統的狹縫光柵技術，主要利用光遮擋原理進行分光，由于不透光的部分對光遮擋，其會大幅度損失屏幕亮度;柱透鏡光柵主要利用光折射原理進行分光，對亮度不會損失，但與狹縫光柵一樣，兩種光柵由于光距不可調節，只能限制觀眾在特定的觀看距離范圍內才能觀看到最佳的3D效果，這就限制了其在生活中的應用。為此，業界開發了通過控制電壓調節光柵柵距的液晶狹縫光柵和液晶透鏡。
[0004]圖1為現有技術TN模式的液晶狹縫光柵結構示意圖。請參照圖1，該結構包括2D顯示屏110和液晶狹縫面板。該液晶狹縫面板包括位于第一光柵基板和第二光柵基板及位于兩基板之間的扭曲向列型液晶117，該扭曲角度為90° ;第一光柵基板包括第一偏光板118，第一基板111，多個相互平行的條狀電極113組成的第一電極，覆蓋第一條狀電極和第一條狀電極之間的間隔區域的第一取向層115。第二光柵基板包括第二偏光板119，第二基板112，覆蓋第二基板的公用電極114，覆蓋公用電極的第二取向層116。第一偏光板118與2D顯不屏110透光軸方向一致，第一偏光板118和第二偏光板119的偏振方向可平行也可垂直設置，設計第一偏光板118和第二偏光板119偏振方向垂直時:不供電時，液晶將光的偏轉方向扭曲90°，光能通過第一偏光板118和第二偏光板119，實現2D顯示;供電時，使得條狀電極113與公用電極114之間的液晶不再偏轉90°，條狀電極的位置顯示黑條紋，條狀電極之間可以透光，形成黑白條紋交替分布的狹縫光柵，可以實現3D顯示。設計第一偏光板118和第二偏光板119偏振方向平行時:不供電時，形成整體不透光的常黑模式;供電時，條狀電極位置顯示白條紋，條狀電極之間不能透光，形成白黑條紋交替分布的狹縫光柵，也可以實現3D顯示。然而，這種液晶狹縫面板同樣會對屏幕亮度損失。
[0005]圖2為現有技術采用的液晶透鏡的立體顯示結構示意圖。請參照圖2，該結構包括2D顯示屏210和3D透鏡面板。該3D透鏡面板包括第一基板211與第二基板212以及填充于基板之間的液晶層218。在第一基板211上設置有條形電極213，覆蓋條形電極213上的介電層215及覆蓋介電層215上的第一取向層216。在第二基板212上設置有公用電極214，覆蓋公用電極214上的第二取向層217。其中，在條形電極213和公用電極214之間施加驅動電壓，在驅動電壓作用下，液晶分子進行偏轉，在預設區域內的不同位置施加不同的電壓，液晶分子的偏轉方向不同，從而形成梯度折射率分布式液晶透鏡，即格林液晶透鏡(GRIN Elens)，形成3D顯示。然而利用該透鏡電極設置復雜及受液晶折射率影響往往盒厚偏大，響應時間慢，工藝難度加大和成本增加。
[0006]因此，在不損失亮度、高響應速度的前提下，采用菲涅爾透鏡技術來替代液晶狹縫及GRIN Elens無疑成為新關注的焦點。圖3為菲涅爾透鏡形成原理與傳統GRIN Elens結構關系的示意圖。將凸透鏡陰影部分分割掉，剩下的部分下移至同一基準面，而表面形成梯度折射率變化與原凸透鏡各處的折射率相同，但所形成的菲涅爾透鏡一方面焦距f小于原凸透鏡焦距F，使得觀看者在觀看3D效果時觀看距離相應地縮小，另一方面，菲涅爾透鏡高度h<原凸透鏡拱高H，使得菲涅爾透鏡的厚度大大降低。
[0007]然而，菲涅爾透鏡結構中相鄰區域重疊交錯的地方容易出現串擾，所產生的光程差不是理想的曲線，造成畫面串擾，這就嚴重影響了立體效果和觀看的舒適度，因此需要菲涅爾透鏡與光程差分布相吻合。
[0008]此外，現有技術液晶菲涅爾透鏡面板中，需要用到襯墊球來支撐面板，由于襯墊球噴灑工藝造成襯墊球位置不固定，會進一步造成立體顯示的串擾。當然，也可以通過工藝方法來固定襯墊球的位置，比如制作圓臺柱來代替襯墊球并固定在透鏡區域之間，來減少立體顯示的串擾，但這種工藝復雜，投入成本高。
【發明內容】
[0009]本發明目的是為了解決現有液晶菲涅爾透鏡存在立體顯示串擾的問題，提供了一種液晶菲涅爾透鏡及該透鏡的制備方法。
[0010]本發明所述液晶菲涅爾透鏡包括兩種方案。
[0011]第一種方案:液晶菲涅爾透鏡包括上基板、下基板、第一配向膜、第一液晶層、公用電極層、第二配向膜、條形電極層、第三配向膜和第二液晶層；
[0012]上基板和下基板相對平行設置，上基板的下表面覆蓋有第一配向膜；
[0013]下基板的上表面覆蓋有條形電極層，條形電極層上覆蓋有第三配向膜；
[0014]第一配向膜和第三配向膜之間設置有m個結構相同的條形透鏡單元，m個透鏡單元從左到右平行連續設置，所述透鏡單元為菲涅爾透鏡連續弧面結構，沿所有菲涅爾透鏡連續弧面設置有公用電極層，沿公用電極層的凹內表面設置有第二配向膜；
[0015]公用電極層和第一配向膜之間填充第一液晶層；
[0016]第二配向膜和第三配向膜之間填充第二液晶層；
[0017]第一配向膜與第二配向膜的摩擦方向一致，且與第三配向膜的摩擦方向垂直;第三配向膜的摩擦方向與2D顯示模組的偏光片透光軸方向平行。
[0018]所述液晶菲涅爾透鏡的制備方法包括以下步驟:
[0019]步驟Al、在上基板的下表面印有第一配向膜；
[0020]步驟A2、在輔助基板表面形成m個透鏡單元所需的菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構，菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構為菲涅爾透鏡結構相同；
[0021]步驟A3、在菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構的外凸表面上印有輔助配向膜，輔助配向膜與第一配向膜摩擦方向平行；
[0022]步驟A4、將第一液晶層涂布貼合該輔助配向膜與第一配向膜之間并完成配向；
[0023]步驟A5、用UV固化輻射源對配向好的第一液晶層進行輻射固化；
[0024]步驟A6、將輔助基板、菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構和輔助配向膜從固化的第一液晶層上分離下來，第一液晶層形成與菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構形狀互補的下曲面；
[0025]步驟A7、在第一液晶層的下曲面形成公用電極層；
[0026]步驟AS、在公用電極層上印有第二配向膜并進行摩擦配向，摩擦方向與第一配向膜方向平行；
[0027]步驟A9、在下基板的上表面鍍等距離間隔平行設置的條形電極層，電極延伸方向與m個透鏡單元的條形延伸方向相同；
[0028]步驟A10、在條形電極層表面印刷第三配向膜并摩擦配向，摩擦方向與2D顯示模組透光軸方向平行；
[0029]步驟AU、第二液晶層經灌注、封裝于第三配向膜與第二配向膜之間并成盒，完成液晶菲涅爾透鏡的制備。
[0030]第二種方案:液晶菲涅爾透鏡包括上基板、下基板、第一配向膜、第一液晶層、公用電極層、第二配向膜、條形電極層、第三配向膜和第二液晶層；
[0031]上基板和下基板相對平行設置，上基板的下表面覆蓋有條形電極層，條形電極層上覆蓋有第三配向膜；
[0032]下基板的上表面覆蓋有第一配向膜；
[0033]第一配向膜和第三配向膜之間設置有m個結構相同的條形透鏡單元，m個透鏡單元從左到右平行連續設置，所述透鏡單元為菲涅爾透鏡連續弧面結構，沿所有菲涅爾透鏡連續弧面設置有公用電極層，沿公用電極層的外凸表面設置有第二配向膜；
[0034]公用電極層和第一配向膜之間填充第一液晶層；
[0035]第二配向膜和第三配向膜之間填充第二液晶層；
[0036]第一配向膜與第二配向膜的摩擦方向一致，且與第三配向膜的摩擦方向垂直;第一配向膜的摩擦方向與2D顯示模組的偏光片透光軸方向平行。
[0037]所述液晶菲涅爾透鏡的制備方法包括以下步驟:
[0038]步驟B1、在下基板的上表面印有第一配向膜，摩擦方向與2D顯示模組透光軸方向平行；
[0039]步驟B2、在輔助基板表面形成m個透鏡單元所需的菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構；菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構與菲涅爾透鏡結構互補；
[0040]步驟B3、在菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構的內凹表面上印有輔助配向膜，輔助配向膜與第一配向膜摩擦方向平行；
[0041 ]步驟B4、第一液晶層涂布貼合該輔助配向膜與第一配向膜之間并完成配向；
[0042]步驟B5、用UV固化輻射源對配向好的第一液晶層進行輻射固化；
[0043]步驟B6、將輔助基板、菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構和輔助配向膜從固化好的第一液晶層分離下來，第一液晶層形成菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構形狀互補的上曲面；
[0044]步驟B7、在第一液晶層的上曲面形成公用電極層；
[0045]步驟B8、在公用電極層上印制第二配向膜并進行摩擦配向，摩擦方向與第一配向膜方向平行；
[0046]步驟B9、在上基板的下表面鍍有等距離間隔平行設置的條形電極層，電極延伸方向與m個透鏡單元的條形延伸方向相同；
[0047]步驟B10、在條形電極層表面印刷第三配向膜并進行摩擦配向，摩擦方向與第二配向膜垂直；
[0048]步驟B11、第二液晶層經灌注、封裝于第一配向膜與第二配向膜之間并成盒，完成液晶菲涅爾透鏡的制備。
[0049]本發明的有益效果:本發明提供的液晶菲涅爾透鏡，由紫外固化型的第一液晶層和寬溫工作范圍內液晶態的第二液晶層組成。通過紫外固化型液晶材料形成多個凹弧面狀的透鏡，每個凹弧面交界處剛好能將第二液晶層交界處間隔開，解決了立體顯示的串擾問題，同時，該菲涅爾透鏡不需要采用襯墊球，直接減少了襯墊球噴灑工藝及襯墊球帶來的顯示畫面串擾問題，此外，該第二液晶層通過相同電壓來驅動，不需要設置復雜的電極及通過電極的壓差來實現透鏡效果，在相同電壓狀態下，A η不變，光程差Δη*(1只跟盒厚的大小變化有關，該制造工藝比較成熟，易于實現，光程差曲線更接近理想狀態，提高了 3D模式下的觀看舒適度。
【附圖說明】
[0050]圖1為現有技術TN模式的液晶狹縫光柵結構示意圖；
[0051 ]圖2為現有技術采用的液晶透鏡的立體顯示結構示意圖；
[0052]圖3為菲涅爾透鏡形成原理與傳統GRINElens結構關系的示意圖；
[0053]圖4為實施方式一所述液晶菲涅爾透鏡結構示意圖，圖中給出2個透鏡單元，未加電；
[0054]圖5為實施方式一所述液晶菲涅爾透鏡加電后示意圖；
[0055]圖6為實施方式一所述液晶菲涅爾透鏡的光程差的曲線示意圖；
[0056]圖7為實施方式一所述液晶菲涅爾透鏡在2D顯示模式下的示意圖；
[0057]圖8為實施方式一所述液晶菲涅爾透鏡在3D顯示模式下的示意圖；
[0058]圖9是實施方式一所述液晶菲涅爾透鏡的制備方法的工藝過程圖；
[0059]圖10為實施方式二所述液晶菲涅爾透鏡結構示意圖，未加電；
[0060]圖11為實施方式二所述液晶菲涅爾透鏡加電后示意圖；
[0061]圖12為實施方式二所述液晶菲涅爾透鏡的制備方法的工藝過程圖。
【具體實施方式】
[0062]【具體實施方式】一:下面結合圖4?圖9說明本實施方式，本實施方式所述液晶菲涅爾透鏡，包括上基板1、下基板2、第一配向膜3、第一液晶層4、公用電極層5、第二配向膜6、條形電極層7、第三配向膜8和第二液晶層9;
[0063]上基板I和下基板2相對平行設置，上基板I的下表面覆蓋有第一配向膜3;
[0064]下基板2的上表面覆蓋有條形電極層7，條形電極層7上覆蓋有第三配向膜8;
[0065]第一配向膜3和第三配向膜8之間設置有m個結構相同的條形透鏡單元，m個透鏡單元從左到右平行連續設置，所述透鏡單元為菲涅爾透鏡連續弧面結構，沿所有菲涅爾透鏡連續弧面設置有公用電極層5，沿公用電極層5的凹內表面設置有第二配向膜6;
[0066]公用電極層5和第一配向膜3之間填充第一液晶層4;
[0067]第二配向膜6和第三配向膜8之間填充第二液晶層9;
[0068]第一配向膜3與第二配向膜6的摩擦方向一致，且與第三配向膜8的摩擦方向垂直；第三配向膜8的摩擦方向與2D顯示模組的偏光片透光軸方向平行。
[0069]第一液晶層4和第二液晶層9同時為正性液晶或同時為負性液晶。第一液晶層4為紫外固化型液晶材料，具備常溫下呈現固態高溫下熔化成液晶態，以正性液晶為例，其非尋常光折射率為ne'，尋常光折射率為no'，且ne'>no'。第二液晶層9具備寬溫工作溫度范圍的液晶態的液晶材料，以正性液晶為例，其非尋常光折射率為ne，尋常光折射率為no，且ne>no，則第一液晶層4的折射率與第二液晶層9的折射率滿足關系式:no' <no<ne' =ne。
[0070]第一配向膜3、第二配向膜6和第三配向膜8采用行業內工藝非常成熟的聚酰亞胺等有機材料。
[0071]公用電極層5為整面鍍有ITO或IZO等透明導電材料的電極層。
[0072]條形電極層7為等距離間隔平行設置的條狀電極，電極延伸方向與m個透鏡單元的條形延伸方向一致。
[0073]本實施方式液晶菲涅爾透鏡的制備方法包括以下步驟:
[0074]步驟Al、在上基板I的下表面印有第一配向膜3;
[0075]步驟A2、在輔助基板10表面形成m個透鏡單元所需的菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構11，菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構11為菲涅爾透鏡結構相同；
[0076]步驟A3、在菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構11的外凸表面上印有輔助配向膜12，輔助配向膜12與第一配向膜3摩擦方向平行；
[0077]步驟A4、將第一液晶層4涂布貼合該輔助配向膜12與第一配向膜3之間并完成配向；
[0078]步驟A5、用UV固化輻射源對配向好的第一液晶層4進行輻射固化；
[0079]步驟A6、將輔助基板10、菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構11和輔助配向膜12從固化的第一液晶層4上分離下來，第一液晶層4形成與菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構11形狀互補的下曲面；
[0080]步驟A7、在第一液晶層4的下曲面形成公用電極層5;
[0081]步驟AS、在公用電極層5上印有第二配向膜6并進行摩擦配向，摩擦方向與第一配向膜3方向平行；
[0082]步驟A9、在下基板2的上表面鍍等距離間隔平行設置的條形電極層7，電極延伸方向與m個透鏡單元的條形延伸方向相同；
[0083]步驟A10、在條形電極層7表面印刷第三配向膜8并摩擦配向，摩擦方向與2D顯示模組透光軸方向平行；
[0084]步驟All、第二液晶層9經灌注、封裝于第三配向膜8與第二配向膜6之間并成盒，完成液晶菲涅爾透鏡的制備。
[0085]輔助基板10選用耐高溫的pet柔性基板材料。
[0086]圖5是液晶菲涅爾透鏡在3D顯示模式下液晶分子取向示意圖。以第I個透鏡單元為例，對于正性液晶來說，將公用電極層5電壓設置為零，而條形電極層7施加一個相同的電壓，使得經過2D顯示模組的光沒有被偏轉，折射率為no，由于第一液晶層4為紫外固化型液晶不受電場的影響，折射率為no'，該折射率no滿足大于第一液晶層4的尋常光折射率no IPno>no;，便會產生3D效果。在該3D模式下，由第二液晶層9引起的光程差Δ n*d，由于Δη =ne-no不變，該光程差主要由形成第二液晶層9盒厚決定，制備該盒厚的工藝方法已經非常成熟，該盒厚引起的光程差更接近理想狀態，如圖6所示，An*dl與An*d2分別為盒厚dl與d2對應的光程差，該光程差曲線更接理想的液晶菲涅爾透鏡曲線。
[0087]對于第一液晶層4而言，第一液晶層4屬于正性紫外固化型液晶，在完成恒溫配向后的液晶分子取向不再受到電場的影響，因而在第一液晶層4的弧面交接處能夠對第二液晶層9交接處互補并將液晶透鏡交接區域有效間隔開，減少了相鄰液晶菲涅爾透鏡單元之間的串擾，提高了 3D模式下的觀看舒適度。
[0088]圖7是液晶透鏡在2D顯示模式下的示意圖。當公用電極層5及條形電極層7都不施加電壓時，第一液晶層4與第二液晶層9都沿各個配向膜摩擦的方向排布，對于從2D顯示模組入射的偏振光經過第二液晶層9時，被旋轉90°，對于正性液晶來說，折射率為ne滿足等于第一液晶層4折射率ne'S卩ne = ne\便會產生2D效果，整個液晶菲涅爾透鏡的亮度、分辨率等主要特性參數基本不受影響，2D顯示品質好。
[0089]圖8是液晶菲涅爾透鏡在3D顯示模式下的示意圖。在3D顯示模式下，加電后每個液晶菲涅爾透鏡單元都起到透鏡功能，該透鏡單元將子像素投射到相應區域實現左、右圖像的分離，從而觀看到立體顯示效果。
[0090]如圖9所示，本發明還提供了一種液晶菲涅爾透鏡的制備方法，所述的液晶菲涅爾透鏡包括相對設置的上基板I和下基板2及位于上基板I和下基板2之間的第一液晶層4和第二液晶層9，所述上基板I上覆蓋有第一配向膜3，所述第一配向膜3上分布有液晶分子固化后的第一液晶層4，所述第一液晶層整面鍍有公用電極層5，所述公用電極層覆蓋有第二配向膜6;所述下基板2覆蓋有條形電極層7，所述條形電極層7上覆蓋有第三配向膜8，所述第二液晶層9封裝于第三配向膜8和第二配向膜6之間。
[0091]【具體實施方式】二:下面結合圖10至圖12說明本實施方式，本實施方式所述液晶菲涅爾透鏡包括上基板1、下基板2、第一配向膜3、第一液晶層4、公用電極層5、第二配向膜6、條形電極層7、第三配向膜8和第二液晶層9;
[0092]上基板I和下基板2相對平行設置，上基板I的下表面覆蓋有條形電極層7，條形電極層7上覆蓋有第三配向膜8;
[0093]下基板2的上表面覆蓋有第一配向膜3;
[0094]第一配向膜3和第三配向膜8之間設置有m個結構相同的條形透鏡單元，m個透鏡單元從左到右平行連續設置，所述透鏡單元為菲涅爾透鏡連續弧面結構，沿所有菲涅爾透鏡連續弧面設置有公用電極層5，沿公用電極層5的外凸表面設置有第二配向膜6;
[0095]公用電極層5和第一配向膜3之間填充第一液晶層4;
[0096]第二配向膜6和第三配向膜8之間填充第二液晶層9;
[0097]第一配向膜3與第二配向膜6的摩擦方向一致，且與第三配向膜8的摩擦方向垂直；第一配向膜3的摩擦方向與2D顯示模組的偏光片透光軸方向平行。
[0098]第一液晶層4為紫外固化型液晶材料，具備常溫下呈現固態高溫下熔化成液晶態，以正性液晶為例，其非尋常光折射率為ne S尋常光折射率為no S且ne' >no'。第二液晶層9具備寬溫工作溫度范圍的液晶態的液晶材料，以正性液晶為例，其尋常光折射率為ne，尋常光折射率為no，且ne >no，第一液晶層4的折射率與第二液晶層9的折射率滿足關系式:no <ne = ne' ο
[0099]第一配向膜3、第二配向膜6和第三配向膜8采用行業內工藝非常成熟的聚酰亞胺等有機材料。
[0100]公用電極層5為整面鍍有ITO或IZO等透明導電材料的電極層。
[0101]條形電極層7為等距離間隔平行設置的條狀電極，電極延伸方向與m個透鏡單元的條形延伸方向一致。
[0102]本實施方式所述液晶菲涅爾透鏡的制備方法包括以下步驟:
[0103]步驟B1、在下基板2的上表面印有第一配向膜3，摩擦方向與2D顯示模組透光軸方向平行；
[0104]步驟B2、在輔助基板10表面形成m個透鏡單元所需的菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構11;菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構11與菲涅爾透鏡結構互補；
[0105]步驟B3、在菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構11的內凹表面上印有輔助配向膜12，輔助配向膜12與第一配向膜3摩擦方向平行；
[0106]步驟B4、第一液晶層4涂布貼合該輔助配向膜12與第一配向膜3之間并完成配向；
[0107]步驟B5、用UV固化輻射源對配向好的第一液晶層4進行輻射固化；
[0108]步驟B6、將輔助基板10、菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構11和輔助配向膜12從固化好的第一液晶層4分離下來，第一液晶層4形成菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構11形狀互補的上曲面；
[0109]步驟B7、在第一液晶層4的上曲面形成公用電極層5;
[0110]步驟B8、在公用電極層5上印制第二配向膜6并進行摩擦配向，摩擦方向與第一配向膜3方向平行；
[0111]步驟B9、在上基板I的下表面鍍有等距離間隔平行設置的條形電極層7，電極延伸方向與m個透鏡單元的條形延伸方向相同；
[0112]步驟B10、在條形電極層7表面印刷第三配向膜8并進行摩擦配向，摩擦方向與第二配向膜6垂直；
[0113]步驟B11、第二液晶層9經灌注、封裝于第一配向膜8與第二配向膜6之間并成盒，完成液晶菲涅爾透鏡的制備。
[0114]輔助基板10選用耐高溫的pet柔性基板材料。
[0115]本實施方式的大致原理與實施方式一相同，以下著重介紹一下不同之處。
[0116]如圖10所示為本實施方式液晶菲涅爾透鏡，其制備方法涉及的工藝流程如圖12所示。當給條形電極層7給定相同電壓時，2D顯示模組的出射光入射到第一液晶層4時，對于正性液晶折射率為ne S該入射光入射到第二液晶層9折射率為no，滿足ne' >no，出現光的折射即產生3D效果。同理，當不給電壓時，滿足Iu^=Iie,在液晶菲涅爾透鏡曲面部分不發生折射即不產生3D顯示效果。
【主權項】
1.液晶菲涅爾透鏡，其特征在于，包括上基板(I)、下基板(2)、第一配向膜(3)、第一液晶層(4)、公用電極層(5)、第二配向膜(6)、條形電極層(7)、第三配向膜(8)和第二液晶層(9)； 上基板(I)和下基板(2)相對平行設置，上基板(I)的下表面覆蓋有第一配向膜(3); 下基板(2)的上表面覆蓋有條形電極層(7)，條形電極層(7)上覆蓋有第三配向膜(8); 第一配向膜(3)和第三配向膜(8)之間設置有m個結構相同的條形透鏡單元，m個透鏡單元從左到右平行連續設置，所述透鏡單元為菲涅爾透鏡連續弧面結構，沿所有菲涅爾透鏡連續弧面設置有公用電極層(5)，沿公用電極層(5)的凹內表面設置有第二配向膜(6); 公用電極層(5)和第一配向膜(3)之間填充第一液晶層(4); 第二配向膜(6)和第三配向膜(8)之間填充第二液晶層(9); 第一配向膜(3)與第二配向膜(6)的摩擦方向一致，且與第三配向膜(8)的摩擦方向垂直;第三配向膜(8)的摩擦方向與2D顯示模組的偏光片透光軸方向平行。2.根據權利要求1所述液晶菲涅爾透鏡，其特征在于，以正性液晶為例，第一液晶層(4)為紫外固化型液晶材料，具備常溫下呈現固態高溫下熔化成液晶態，其非尋常光折射率為neS尋常光折射率為noS且>ηο\第二液晶層(9)具備寬溫工作溫度范圍的液晶態的液晶材料，其非尋常光折射率為ne，尋常光折射率為no，且ne>no，第一液晶層(4)的折射率與第二液晶層(9)的折射率滿足關系式mc/SnoSne3.液晶菲涅爾透鏡，其特征在于，包括上基板(I)、下基板(2)、第一配向膜(3)、第一液晶層(4)、公用電極層(5)、第二配向膜(6)、條形電極層(7)、第三配向膜(8)和第二液晶層(9)； 上基板(I)和下基板(2)相對平行設置，上基板(I)的下表面覆蓋有條形電極層(7)，條形電極層(7)上覆蓋有第三配向膜(8); 下基板(2)的上表面覆蓋有第一配向膜(3); 第一配向膜(3)和第三配向膜(8)之間設置有m個結構相同的條形透鏡單元，m個透鏡單元從左到右平行連續設置，所述透鏡單元為菲涅爾透鏡連續弧面結構，沿所有菲涅爾透鏡連續弧面設置有公用電極層(5)，沿公用電極層(5)的外凸表面設置有第二配向膜(6); 公用電極層(5)和第一配向膜(3)之間填充第一液晶層(4); 第二配向膜(6)和第三配向膜(8)之間填充第二液晶層(9); 第一配向膜(3)與第二配向膜(6)的摩擦方向一致，且與第三配向膜(8)的摩擦方向垂直;第一配向膜(3)的摩擦方向與2D顯示模組的偏光片透光軸方向平行。4.根據權利要求1所述液晶菲涅爾透鏡，其特征在于，以正性液晶為例，第一液晶層(4)為紫外固化型液晶材料，具備常溫下呈現固態高溫下熔化成液晶態，其非尋常光折射率為neS尋常光折射率為noS且ne'>ηο\第二液晶層(9)具備寬溫工作溫度范圍的液晶態的液晶材料，其費尋常光折射率為ne，尋常光折射率為no，且ne>no，第一液晶層(4)的折射率與第二液晶層(9)的折射率滿足關系式:n0<ne = ne\5.根據權利要求1或3所述液晶菲涅爾透鏡，其特征在于，第一配向膜(3)、第二配向膜(6)和第三配向膜(8)采用聚酰亞胺等有機材料。6.根據權利要求1或3所述液晶菲涅爾透鏡，其特征在于，公用電極層(5)為整面鍍有ITO或者IZO透明導電材料的電極層。7.根據權利要求1或3所述液晶菲涅爾透鏡，其特征在于，條形電極層(7)為等距離間隔平行設置的條狀電極，電極延伸方向與m個透鏡單元的條形延伸方向一致。8.液晶菲涅爾透鏡的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟A1、在上基板(I)的下表面印有第一配向膜(3); 步驟A2、在輔助基板(10)表面形成m個透鏡單元所需的菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構(11)，菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構(11)為菲涅爾透鏡結構相同； 步驟A3、在菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構(11)的外凸表面上印有輔助配向膜(12)，輔助配向膜(12)與第一配向膜(3)摩擦方向平行； 步驟A4、將第一液晶層(4)涂布貼合該輔助配向膜(12)與第一配向膜(3)之間并完成配向； 步驟A5、用UV固化輻射源對配向好的第一液晶層(4)進行輻射固化； 步驟A6、將輔助基板(10)、菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構(11)和輔助配向膜(12)從固化的第一液晶層(4)上分離下來，第一液晶層(4)形成與菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構(11)形狀互補的下曲面； 步驟A7、在第一液晶層(4)的下曲面形成公用電極層(5); 步驟AS、在公用電極層(5)上印有第二配向膜(6)并進行摩擦配向，摩擦方向與第一配向膜(3)方向平行； 步驟A9、在下基板(2)的上表面鍍等距離間隔平行設置的條形電極層(7)，電極延伸方向與m個透鏡單元的條形延伸方向相同； 步驟A10、在條形電極層(7)表面印刷第三配向膜(8)并摩擦配向，摩擦方向與2D顯示模組透光軸方向平行； 步驟All、第二液晶層(9)經灌注、封裝于第三配向膜(8)與第二配向膜(6)之間并成盒，完成液晶菲涅爾透鏡的制備。9.液晶菲涅爾透鏡的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟B1、在下基板(2)的上表面印有第一配向膜(3)，摩擦方向與2D顯示模組透光軸方向平行； 步驟B2、在輔助基板(10)表面形成m個透鏡單元所需的菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構(11);菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構(11)與菲涅爾透鏡結構互補； 步驟B3、在菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構(11)的內凹表面上印有輔助配向膜(12)，輔助配向膜(12)與第一配向膜(3)摩擦方向平行； 步驟B4、第一液晶層(4)涂布貼合該輔助配向膜(12)與第一配向膜(3)之間并完成配向； 步驟B5、用UV固化輻射源對配向好的第一液晶層(4)進行輻射固化； 步驟B6、將輔助基板(10)、菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構(11)和輔助配向膜(12)從固化好的第一液晶層(4)分離下來，第一液晶層(4)形成菲涅爾透鏡連續弧面輔助結構(11)形狀互補的上曲面； 步驟B7、在第一液晶層(4)的上曲面形成公用電極層(5); 步驟B8、在公用電極層(5)上印制第二配向膜(6)并進行摩擦配向，摩擦方向與第一配向膜(3)方向平行； 步驟B9、在上基板(I)的下表面鍍有等距離間隔平行設置的條形電極層(7)，電極延伸方向與m個透鏡單元的條形延伸方向相同； 步驟B10、在條形電極層(7)表面印刷第三配向膜(8)并進行摩擦配向，摩擦方向與第二配向膜(6)垂直； 步驟B11、第二液晶層(9)經灌注、封裝于第一配向膜8與第二配向膜(6)之間并成盒，完成液晶菲涅爾透鏡的制備。10.根據權利要求8或9所述的液晶菲涅爾透鏡的制備方法，其特征在于，輔助基板(10)選用耐高溫的pet柔性基板材料。
【文檔編號】G02F1/29GK105929618SQ201610451700
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月20日
【發明人】王華波, 顧開宇, 李應樵
【申請人】寧波萬維顯示科技有限公司