液晶透鏡及立體顯示裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于立體顯示技術領域，尤其涉及液晶透鏡及包含該液晶透鏡的立體 顯示裝置。
【背景技術】
[0002] 采用液晶透鏡實現立體顯示的立體顯示裝置，主要是利用在液晶層兩側的兩片基 板上分別設置公共電極和多個驅動電極，對各個驅動電極施加相應的驅動電壓以及對公共 電極施加公共電壓，從而在兩個基板之間形成具有不同電場強度的垂直電場，以驅動液晶 分子排列而形成可變焦液晶透鏡。因此，只需要控制驅動電極的電壓分布，液晶透鏡的折射 率分布就會發生相應的改變，從而對顯示面板發出的光線的分布進行控制，以實現自由立 體顯示。
[0003] 圖1為現有技術提供的立體顯示裝置結構示意圖，立體顯示裝置包括顯示面板 r和液晶透鏡2 '，液晶透鏡2 '設置于顯示面板1 '的出光側，顯示面板1 '發出的光 線經過液晶透鏡2'分別進入觀看者的左眼和右眼。液晶透鏡2'包括相對設置的第一基 板21'與第二基板22 '，以及夾設于第一基板21 '與第二基板22 '之間的液晶層，第一 基板21 '上設有多個第一電極23'，各個第一電極23 '間隔設置，第二基板22 '上設有 第二電極24 ^。當該立體顯示裝置用于3D顯示時，對多個第一電極23 ^和第二電極24 ' 施加各自所需的電壓，第一基板21'與第二基板22'之間產生電場強度不等的電場，驅動 液晶層內的液晶分子25 '發生偏轉。由于電場強度不等，從而電場驅動液晶分子25 '發 生偏轉的程度不同，因此，控制多個第一電極23 '上的電壓分布，液晶透鏡2 '的折射率就 會相應地改變，從而對顯示面板1 ^的出光進行控制，實現立體顯示。
[0004] 當立體顯示裝置用于3D顯示時，第一基板21 '與第二基板22 '之間形成有陣 列排列的液晶透鏡單元，每個液晶透鏡單元具有相同的結構。圖2僅示出相鄰的第一液晶 透鏡單元L1'與第二液晶透鏡單元L2'，第一液晶透鏡單元L1'對應有兩個第一電極 23'，同樣地，第二液晶透鏡單元L2'對應有兩個第一電極23 '。根據液晶透鏡2 '工作 原理可知，對第一電極23 '施加第一電壓，對第二電極24 '施加第二電壓，因此，在第一電 極23 '處形成電場強度最大的電場，位于第一電極23 '處的液晶分子25 '在電場的驅動 下呈豎直分布狀態，而隨著遠離第一電極23 '，電場也變得越來越弱，即液晶分子25 '會 逐漸傾向于水平排列。
[0005] 為滿足成像要求，需要對第一液晶透鏡單元L1 '邊緣施加的電壓最大，位于第一 液晶透鏡單元L1'的邊緣處的第一電極23'附近的液晶分子25'基本上呈現垂直方向 分布，而越靠近第一液晶透鏡單元L1'的中心電壓越小，因此液晶分子25 '會逐漸傾向于 水平方向排列。在每一個液晶透鏡單元內，由于電壓對稱分布，液晶分子25 '隨著電場強 度的變化呈現折射率的漸變，因而液晶透鏡2 '具備較好的光學成像特性。
[0006]根據折射率漸變透鏡光程差公式= &，其中An=nmax_n(r)=n，ne為 〇./ 液晶分子25 '對非尋常光折射率，折射率n(r)作為位置r的函數在不同位置會有所不同。 在如圖2中，第一液晶透鏡單元L1 '與第二液晶透鏡單元L2 '的邊緣處的第一電極23 ' 位置的液晶分子25 '呈垂直狀態，n(r) =n。，而在每個液晶透鏡單元的中心附近的液晶分 子25 '長軸呈現水平狀態，n(r) =ne。D即每個液晶透鏡單元開口的大小，f為液晶透鏡 單元的焦距，d為液晶層的厚度。同時，為減小液晶透鏡2'在立體顯示時引起的串擾，避 免左眼圖像進入到右眼，右眼圖像進入到左眼，需要液晶透鏡2 '與標準拋物型透鏡光程 差分布相吻合。
[0007] 圖2所示的液晶透鏡2 '，其中第二電極24 '為面電極，圖3為第一液晶透鏡單 元L1'與第二液晶透鏡單元L2'的光程差分布與理想拋物型透鏡光程差分布的比較圖， 從圖3可以看出，相鄰第一液晶透鏡單元L1'與第二液晶透鏡單元L2'邊緣處共用一個 第一電極23 '。當立體顯示裝置用于3D顯示時，第一液晶透鏡單元L1'與第二液晶透鏡 單元L2 '交界處的電場強度變化比較劇烈，導致了此處的光程差出現較大的波動，液晶透 鏡2'的光程差分布明顯偏離理想拋物型透鏡光程差分布，從而影響了液晶透鏡2'的成 像特性。因此，液晶透鏡單元邊界處的光程與標準的拋物型透鏡相比會有較大的偏差。當 液晶透鏡2 '應用于3D顯示技術時，這些偏差會增大立體顯示裝置的串擾，影響立體顯示 時的畫面質量。
[0008] 如圖4所示，現有技術公開了一種液晶透鏡及其驅動方法、立體顯示裝置，該液晶 透鏡20包括具有相同結構的液晶透鏡單元L10與液晶透鏡單元L20,每個液晶透鏡單元包 括相對設置的第一基板210與第二基板220,第一基板210上設有第一條形電極230,第二 基板220面向第一基板的一側設有面電極240,面電極240上設有第二條形電極250,并且， 面電極240作為公用電極接地，第二條形電極250上均施加負電壓。對第一條形電極230、 面電極240以及第二條形電極250分別施加不同的驅動電壓，該液晶透鏡20不僅制造工藝 復雜，驅動設計繁瑣，而且在產業上不易于實施。 【實用新型內容】
[0009] 本實用新型實施例的目的在于提供液晶透鏡，旨在解決解決由現有技術的局限和 缺點引起的上述一個或多個技術問題。
[0010] 本實用新型實施例提供液晶透鏡，包括相對設置的第一基板與第二基板，以及夾 設于所述第一基板與所述第二基板之間的液晶分子，所述第一基板設有多個第一電極，各 個所述第一電極彼此間隔設置，當所述液晶透鏡用于立體顯示時，所述第一基板與所述第 二基板之間形成多個結構相同并呈陣列分布的液晶透鏡單元，相鄰兩個所述液晶透鏡單元 共用一個所述第一電極，所述第二基板朝向所述第一基板的一側設有多個第二電極，所述 第二電極的延伸方向平行于所述第一電極的延伸方向，各個所述第二電極彼此間隔設置， 相鄰兩個所述第二電極之間形成開口部，所述開口部的中心線與其相對應的并位于所述液 晶透鏡單元邊緣處的所述第一電極的中心線在同一條直線上。
[0011] 具體地，所述開口部的寬度大于與其相對應的并位于所述液晶透鏡單元邊緣處的 所述第一電極的寬度。
[0012] 或者，具體地，所述開口部的寬度等于與其相對應的并位于所述液晶透鏡單元邊 緣處的所述第一電極的寬度。
[0013] 或者，具體地，所述開口部的寬度小于與其相對應的并位于所述液晶透鏡單元邊 緣處的所述第一電極的寬度。
[0014] 進一步地，各個所述第一電極傾斜設置于所述第一基板上，所述第一電極的延伸 方向與所述第一電極的排布方向相交，形成夾角。
[0015] 優選地，所述夾角a，且60°彡a彡80°。
[0016] 進一步地，每個所述液晶透鏡單元對應一個所述第二電極，所述液晶透鏡單元的 中心線與所述第二電極的中心線在同一條直線上。
[0017] 進一步地，每個所述第二電極對應有至少兩個所述液晶透鏡單元。
[0018] 進一步地，每個所述液晶透鏡單元對應兩個所述第一電極。
[0019] 或者，進一步地，每個所述液晶透鏡單元對應有m個所述第一電極，其中，m為自然 數，m彡3〇
[0020] 進一步地，各個所述第一電極的寬度相等。
[0021] 進一步地，各個所述第一電極按照等間距排列。
[0022] 優選地，所述第一電極為條形電極，所述第一電極沿所述第一電極延伸方向的截 面形狀為矩形、拱形或鋸齒形。
[0023] 優選地，所述第二電極為條形電極，所述第二電極沿所述第二電極延伸方向的截 面形狀為矩形、拱形或鋸齒形。
[0024] 進一步地，所述液晶透鏡單元的間距為L，所述第二電極的寬度為M，f ， 其中，n為所述第二電極對應所述液晶透鏡單元的數目，n為自然數且n多1。
[0025] 進一步地，還包括電壓控制模塊，用于控制施加位于所述液晶透鏡單元邊緣處的 所述第一電極上的第一驅動電壓、所述第二電極上的第二驅動電壓，所述第一驅動電壓與 所述第二驅動電壓之間的電勢差大于所述液晶分子的閾值電壓。
[0026] 優選地，所述電勢差為U(l，所述液晶分子的閾值電壓為vth，且vth<u# 4vth。
[0027] 進一步地，還包括設置于所述第一基板與所述第一電極之間的第三電極，所述第 三電極與所述第一電極之間設有絕緣層，各個所述第一電極設置于所述絕緣層上，所述電 壓控制模塊還用于控制施加于所述第三電