CN102116990B - 电驱动液晶透镜及其立体显示器件 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电驱动液晶透镜及其立体显示器件。该透镜包括：第一和第二基板，其被设置成相互面对并具有节距相互不同的多个第一和第二透镜区域；多个第一电极，在一个方向上分别形成在第一基板的第一透镜区域；第二电极，在一个方向上分别形成在第二基板的第二透镜区域；电压源，其用于产生第一电压组、第二电压组以及公共电压，其中该第一电压组中相互不同的电压被施加到从该第一透镜区域的中心到边缘部分的第一电极，该第二电压组中相互不同的电压被施加到从该第二透镜区域的中心到边缘部分的第二电极，该公共电压被应用到该第一电压组或第二电压组；和被填充在所述第一和第二基板之间的液晶层。

Description

电驱动液晶透镜及其立体显示器件

本申请要求2009年12月31日提交的韩国专利申请No.10-2009-135689的优先权，在此通过参考将其并入本文，就如在此完全阐述一样。

技术领域

本发明涉及一种电驱动液晶透镜，更具体地，涉及一种其中微划分电极(micro division electrode)被应用到上、下基板且电压条件随着立体3D图像显示的画面数量而变化从而实现多画面显示的电驱动液晶透镜及其立体显示器件。

背景技术

可以预见，基于超快速通信网络构造的用于更快速信息传输的服务将从简单的“听说”服务诸如电话服务发展成以用于高速处理字符、语音和图像的数字终端为中心的“视听”多媒体型服务，并且期望最终将其开发成空间真实的3维立体信息通信服务，其能够获得超越时间和空间的真实、立体的观看、感受和享受。

一般而言，基于通过两只眼睛得到的立体视角的原理实现表现3维的立体图像，其中由于两只眼睛的位置差别(其相互间隔约65mm)，即，具有双眼视差，因此左眼和右眼会看见相互稍有不同的图像。由于两眼之间的差异导致的这种图像差异被称作双眼像差。通过利用双眼像差使左眼仅看到左眼图像并且使右眼仅看到右眼图像，三维立体显示器件使得用户由于双眼像差具有立体感觉。

也就是说，使得左/右眼分别看见相互不同的二维图像，如果将两个图像通过视网膜传送到大脑，则大脑精确组合这两个图像，产生深度感知和真实的原始三维图像的感知。这种能力通常被称作立体摄影，且应用了立体摄影的器件被称作立体显示器件。

同时，可基于实现3D(3维)的透镜元件分类立体显示器件。作为实例，具有液晶层的透镜系统被称作电驱动液晶透镜系统。

通常，液晶显示器件设置有两个相对的电极，和插入到两个电极之间的液晶层，其中通过将电压施加到两个电极形成的电场驱动液晶分子。液晶分子具有极化特性和光学各向异性。极化特性是分子排列方向随着电场而变化的特性，其中，如果液晶分子被设置在电场中，则液晶分子中的电荷被驱动到液晶分子的相对侧。光学各向异性是指由于液晶分子的长且薄的结构或前述分子排列方向，来自液晶层的光随着光的入射方向和极化状态而产生的的路径或极化状态的变化。

据此，液晶分子层的透射率随着施加到两个电极上的电压而变化，且能通过基于像素改变这种透射率差异来显示图像。

近来，已经提出了一种利用液晶分子的这种特性的电驱动液晶透镜，其中液晶层用作透镜。

也就是说，透镜利用透镜物质与空气之间的折射率的差值控制入射光路径，以随着路径位置而变化。如果将随着电极位置而变化的电压施加到液晶层以形成电场，从而驱动液晶层，则入射到液晶层的光能感测到随着入射位置变化的相位，这使得液晶层能够控制入射光的路径，与实际透镜类似。

将参照附图描述现有技术的电驱动液晶透镜。

图1是示出现有技术的电驱动液晶透镜的截面图，图2是示出了根据现有技术在图1中电驱动液晶透镜形成时施加电压之后的电势分布图。

参照图1，现有技术的电驱动液晶透镜设置有相互面对的第一和第二基板10和20，和形成在第一和第二基板10和20之间的液晶层。

第一基板10具有在其上以第一间隔形成的第一电极11。在相邻的第一电极11之间，从一侧上第一电极11的中心到另一侧上第一电极11的中心之间的距离被称作节距，以节距的固定间隔重复形成相同图形(第一电极)。

在第一基板10上方且与其面对的第二基板20具有在整个表面上形成的第二电极21。

第一和第二电极11和21由透明金属形成。在第一和第二电极11和21之间的空间内，形成液晶层30，并且由于液晶分子根据电场强度和分布而反应的反应，液晶层30的液晶具有抛物线状电势表面，显示出与图2中电驱动液晶透镜相似的相位分布。

在将高电压施加到第一电极11并将第二电极21接地的条件下形成的电驱动液晶透镜在第一电极11中心处形成最强的垂直电场，随着透镜越来越远离第一电极11而变得越来越弱。因此，如果液晶层30的液晶分子具有正向介电常数各向异性，则液晶分子根据电场以下列方式排列：液晶分子在第一电极11的中心是直立的且随着透镜远离第一电极11而逐渐接近水平方向地倾斜。因此，参照图2，在光传输方面，光学路径在第一电极11的中心较短，并且光学路径随着距第一电极11距离的增加而变长。如果使用相位表面来表现上述变化，则电驱动液晶透镜具有与具有抛物线状表面的透镜相似的光传输效果。

这种情况下，第二电极21引发电驱动液晶分子透镜的运作，使得整体感测的光折射率作为空间抛物线函数并且使得第一电极11形成透镜的边缘区域。

在这种情况下，第一电极11具有或多或少高于第二电极21的电压，如图2中所示，使得在第一电极11和第二电极21之间产生电势差，特别地，在第一电极11的部分处产生急剧升降的侧电场。据此，液晶形成或多或少失真的分布图形而不是平缓的分布图形，从而不能形成折射率的空间抛物线状表面，或者液晶移动对电压非常敏感。

在物理上不提供抛物线状表面透镜的情况下，可通过提供液晶、在其间布置有液晶的对向基板上形成电极、并将电压施加到电极来获得电驱动液晶透镜。

但是，现有技术的电驱动液晶透镜具有以下问题。

首先，在下基板上非常小的透镜区域部分形成的第一电极引起在与电极相对的透镜边缘区域与远离透镜边缘区域的透镜中心区域之间形成电场，其并非平缓电场，而是具有陡峭侧表面的电场，从而形成或多或少失真的电驱动液晶透镜。特别是，由于随着透镜区域的节距变大，被施加有高电压的电极受到限制，使得施加到在被施加有高电压的电极和对向基板之间的透镜区域的电场不充分，因此难以形成与实际透镜具有相同效果的具有平缓抛物线状表面的电驱动液晶透镜。

第二，随着器件尺寸越来越大，由于透镜中心区域远离其中电极被施加有高电压的透镜区域的边缘区域，透镜中心区域几乎没有电场作用，因此利用电场控制液晶排列变得很困难。

第三，电驱动液晶透镜在一个透镜单元中仅产生两个画面。也就是说，下显示面板的两个像素被设置在透镜区域的一个节距内，在电极被图形化的一侧形成受限于每一个节距的透镜。由此需要增加在一个电驱动液晶透镜内的电驱动液晶透镜的画面数量，用于获得多个显示并改变画面数量。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种电驱动液晶透镜以及其立体显示器件。

本发明的一个目的是提供一种电驱动液晶透镜及其立体显示器件，其中微划分电极被应用到上、下基板，且电压条件随着立体3D图像显示的画面数量而变化，用于实现多个画面显示。

在下面的描述中将部分地列出本发明的其它的优点、目的和特点，这些优点、目的和特点的一部分对于所属领域普通技术人员来说通过研究下文将是显而易见的，或者可从本发明的实践中领会到。通过书面说明书、权利要求书以及附图中具体指出的结构可实现和获得本发明的这些目的和其他优点。

为了实现这些目的和其他优点，根据本发明的用途，如在此具体化和广义描述的，一种电驱动液晶透镜包括：第一和第二基板，其被设置成相互面对并具有多个第一和第二透镜区域，其中所述第一和第二透镜区域的节距相互不同；多个第一电极，所述多个第一电极在一个方向上分别形成在第一基板的第一透镜区域；第二电极，所述第二电极在一个方向上分别形成在第二基板的第二透镜区域；电压源，其用于产生第一电压组、第二电压组以及公共电压，其中该第一电压组中相互不同的电压被施加到从该第一透镜区域的中心到边缘部分的第一电极，该第二电压组中相互不同的电压被施加到从该第二透镜区域的中心到边缘部分的第二电极，该公共电压被应用到该第一电压组或第二电压组；和被填充在所述第一和第二基板之间的液晶层。

在这种情况下，在制造第一透镜区域的透镜时，所述电压源将该第一电压组应用到所述第一电极并将该公共电压施加到所述第二电极。

在制造第二透镜区域的透镜时，所述电压源将该第二电压组应用到所述第二电极并将该公共电压施加到所述第一电极。

优选地，该第一电压组中的电压是随着第一透镜区域远离中心靠近边缘部分而变高的被施加到所述第一电极的电压，并且该第二电压组中的电压是随着第二透镜区域远离子区域的峰点靠近子区域的边界而变高的被施加到所述第二电极的电压，以使第二透镜区域的多个子区域中的每一个都具有所述峰点。在这种情况下，优选地，第二透镜区域具有大于第一透镜区域的节距的节距。

所述第一电极和第二电极是在相同方向上形成的透明电极。

根据本发明的另一方面，一种立体显示器件包括上述的电驱动液晶透镜以及位于该电驱动液晶透镜的下侧用于传输二维图像的显示面板。

通过切断经所述电压源施加到所述第一电极和第二电极的电压实施二维显示，以及并且通过经所述电压源将相互不同的电压施加到所述第一电极和第二电极实施三维显示。

优选地，第一透镜区域具有等于该显示面板的两个子像素的节距，第二透镜区域具有等于三个或三个以上子像素的节距。在这种情况下，第二透镜区域的子区域数目是与用第二透镜区域的节距除以第一透镜区域的节距获得的值的平方成比例地固定的。

应当理解，本发明前面的概括性描述和下面的详细描述都是示例性的和解释性的，意在对要求保护的本发明提供进一步的解释。

附图说明

附图包含在本申请中构成本申请的一部分，用于给本发明提供进一步理解。附图图解了本发明的实施方式并与说明书一起用于解释本发明的原理。附图中：

图1是示出现有技术的电驱动液晶透镜的截面图；

图2是根据现有技术示出在图1中的电驱动液晶透镜形成时施加电压之后的电势分布图；

图3是示出微划分电极结构的截面图；

图4是示出根据本发明优选实施方式的电驱动液晶透镜的截面图；

图5是示出在两个画面中使用根据本发明优选实施方式的电驱动液晶透镜的情况的截面图；

图6是示出在图5中的电驱动液晶透镜和显示面板之间匹配关系的图；

图7是示出在四个画面中使用根据本发明优选实施方式的电驱动液晶透镜的情况的截面图；以及

图8是示出图7中电驱动液晶透镜和显示面板之间匹配关系的图。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的优选实施方式进行描述，附图中示出了这些实施方式的一些例子。尽可能地在整个附图中使用相同的参考标记表示相同或相似的部件。

如果将电驱动液晶透镜形成为在透镜区域具有单个电极，则难以控制微轮廓(profile)。为了解决该问题，提出将微划分结构应用到单个透镜区域且向其施加不同电压的系统。

图3是示出了微划分电极结构的截面图。

参照图3，微划分结构包括：设置成相互面对并具有彼此相对限定的多个透镜区域的第一和第二基板50和60；在第一基板50的透镜区域上分别相互间隔形成的多个第一电极51；形成在第二基板60整个表面上的第二电极61；用于分别施加相互不同的电压至透镜区域的多个第一电极的子区域、并施加恒定电压(0V或固定电压)至第二电极的电压源V0，V1，V2......Vmax；以及填充在第一基板50和第二基板60之间的液晶层55。

在这种情况下，第一电极51具有分别通过用于施加相互不同的电压V0～Vmax的多条金属线施加的电压，并且具有多个接触孔。

在这种情况下，本发明的电驱动液晶透镜具有一功能，其中二维图像信号根据透镜表面的轮廓作为立体3D图像信号被转发，该电驱动液晶透镜位于显示面板(未示出)上，其产生二维信号并用于选择性地根据电压的施加来转发立体3D图像信号或照原样转发二维图像信号。也就是说，利用光透射特性，当不施加电压时能够显示二维图像，当施加电压时能显示立体3D图像信号，从而实现切换功能。

为了防止设置电极的部分处的透射损耗，第一电极51和第二电极61由透明金属形成。

这种情况下，如果形成了与透镜区域匹配的一个抛物线状电驱动液晶透镜，则将基本上等于阈值电压的第一电压V0施加到透镜区域中心，将最高的第n个电压Vmax施加到位于透镜区域边缘部分的第一电极51。这种情况下，分别施加到位于透镜区域中心和透镜区域边缘部分的第一电极51的电压是随着透镜区域越远离透镜区域中心变得越高的在第一电压V0和第n电压Vmax之间的电压。同时，如果将所述电压分别施加到多个第一电极51，则将恒定电压诸如地电压或阈值电压施加到第二电极61以形成第一电极51和第二电极61之间的垂直电场。

但是，由于微划分电极结构可仅用一个画面数量表示，因此存在立体显示被限制在特定方向上的问题。

参照图4，本发明的电驱动液晶透镜100包括：设置成相互面对并分别具有多个第一和第二透镜区域L1和L2的第一和第二基板100和200，其中第一和第二透镜区域的节距相互不同；多个第一电极101a和101b，在一个方向上分别形成在第一透镜区域内的第一基板100上；多个第二电极201a和201b，在一个方向上分别形成在第二透镜区域内的第二基板200上；第一电压组，其中相互不同的电压施加到从第一透镜区域中心到边缘部分的第一电极101a和101b；第二电压组，其中相互不同的电压施加到从第二透镜区域中心到边缘部分的第二电极201a和201b；用于产生施加到第一电极或第二电极的公共电压的电压源VS；以及填充在第一基板和第二基板之间的液晶层150。

当启用第一透镜区域的透镜时，电压源VS应用第一电压组到第一电极101a和101b，并施加公共电压Vcom到第二电极201a和201b。这种情况下，公共电压可为0V，具有固定电平的恒定电压或者是AC电压。在任一情况下，恒定电压低于施加到第一电极101a和101b的电压，用于在相对的电极之间形成垂直电场。

当启用第二透镜区域的透镜时，电压源VS应用第二电压组到第二电极201a和201b，并将公共电压Vcom施加到第一电极101a和101b。这种情况下，如前所述，施加到第一电极的公共电压可以是0V，具有固定电平的恒定电压或者是AC电压。在任一种情况下，恒定电压低于施加到第二电极201a和201b的电压。

第一电压组中的电压是随着第一透镜区域L1远离中心靠近边缘部分而变高的电压，其被施加到从第一透镜区域L1的中心到边缘区域的第一电极。这种情况下，当第一电压组被应用到第一电极101a和101b、并且公共电压被施加到第二电极201a和201b时，例如，在第一透镜区域L的横向方向上对应显示面板一侧上的两个子像素产生2画面透镜。

第二电压组中的电压是随着第二透镜区域L2远离子区域峰点靠近子区域边界而变高的电压，其被施加到第二电极，以使第二透镜区域L2的多个子区域中的每一个都具有峰点，从而制造与菲涅耳(Fresnel)透镜类型相似的透镜。所示出的是当第二透镜区域L2的节距大于第一透镜区域L1时的情况。如所示出的，第一透镜区域示出了两个画面且第二透镜区域L2示出了四个画面。

菲涅耳透镜被制造在具有较大节距的透镜区域侧，用于降低单元间隙(液晶层的厚度)，这是因为单元间隙可随着画面数目变化而变化。单元间隙往往随着画面数目的平方而增大，考虑到这个问题，将菲涅耳透镜用于具有较大画面数目的一侧，用于降低透镜高度。

同时，在本发明的电驱动液晶透镜1000中，通过使得施加到第一和第二电极的电压条件相互不同，使用一个电驱动液晶透镜可制造相互不同的多个画面。这种情况下，需要具有不同数目画面的透镜的背面距离与液晶层的厚度相同，并且需要满足以下条件。

也就是说，需要背面距离满足等式1，需要单元间隙厚度满足等式2。

f₁＝D*P_Lens/(N*E)------------(1)

这里，f₁表示背面距离(在透镜和显示面板之间的距离)，D表示3D观看距离，P_lens表示透镜区域的节距，N表示画面数目，E表示两只眼睛之间的距离(约65mm)。这种情况下，如果画面数目增加，则节距也增加，因此背面距离f₁为恒定的。

与此相对照，对于d，由于单元间隙d随着画面数目的平方增大，本发明将子区域的数目设置为在画面数目相对较大的一侧上画面数目的增加的范围内。

$d=\frac{N^2*E*P_{\mathrm{LCD}}}{8D*\mathrm{\Δn}}---\left(2\right)$

参照图4，优选第二透镜区域的子区域数目是与用第二透镜区域节距除以第一透镜区域节距获得的值的平方成比例地固定的。

将参照下面的表1描述应用到实际设计中的透镜画面数目、根据画面数目的一般电驱动液晶透镜的垂度(待形成的透镜的高度)、在由电驱动液晶透镜制造菲涅耳透镜时的透镜垂度、以及液晶层的所需的单元间隙和背面距离。

以下的设计示出了4.3”横向型(在宽度方向上较长的面板)电驱动液晶透镜单元的例子和4.0”纵向型(在高度方向上较长的面板)电驱动液晶透镜单元的例子。

表1

在上述设计中，相对子像素具有倾斜角度的倾斜型透镜和被设置在相同方向上的条纹型透镜被应用到4个画面。在2个画面的情况下，采用条纹型透镜设计。由于2个画面具有小数目画面，因此不采用菲涅耳透镜，而是仅将菲涅耳透镜应用于4个画面中，意在降低液晶层的厚度。

如从上述试验中可看出的，能获知4.3”横向型处于与背面距离307～311μm和液晶层单元间隙15～16μm基本类似的范围内，4.0”纵向型处于与背面距离875～899μm和液晶层单元间隙20～27μm基本类似的范围内。如果单元间隙不同，如果液晶层厚度根据较大单元间隙设置，则具有较小单元间隙的透镜将落入厚液晶层的厚度范围内，从而不会引起任何问题。

而且，对于在可能由观察者视线移动导致的误差范围内出现的20μm范围的背面距离的偏差，使用者不能感知到这种范围的偏差。可以预见，根据上表结果，可实现在2(二)画面和4(四)画面之间的切换。

采用的画面数目不限于所示的2画面和4画面，而是可通过在使得第一和第二基板100和200具有相互不同的节距的条件下改变电压条件由一个电驱动液晶透镜制造不同数目的不同画面。并且，还可以使得一个画面与一个子像素匹配或者使得一个画面与一个像素匹配。

在这种情况下，第一和第二电极101a、101b、201a和201b是由不影响光透射的材料形成的透明电极。可将第一电极101a、101b和第二电极201a和201b形成为具有固定间隔和宽度，或者根据想要制造的透镜区域，可将第一电极101a、101b和第二电极201a和201b中的每一个形成为具有不同间隔和宽度。任一情况下，由于当将不同电压施加到电极以在形成有电极的的基板的一侧产生透镜区域时，将相同电压施加到对向基板，使得在施加有相同电压的一侧上的微图形电极不能被感知到，因此电极宽度和间隔不会带来影响。

尽管简单示出显示面板300是R、G、B子像素，但是显示面板300可以是平面显示器件，诸如液晶显示器件LCD，有机光发射显示器件OLED，等离子体显示面板PDP，场发射显示器件FED，其每一个都具有相对基板和形成在每个基板上的阵列。

同时，第一电极101a、101b和第二电极201a和201b可相互间隔地形成在一个平面上，或者如所示出的，形成在不同平面上，例如，第一电极101a和第二电极201a形成在第一和第二基板100和200上，第一电极101b和第二电极201b形成在第一和第二绝缘膜103和203上，从而将电极分配到其他平面上。在后一情况下，在形成第一电极101a和101b或者第二电极201a和201b时，通过在在同一平面上相互间隔的第一电极101a和101b之间或者第二电极201a和201b之间提供足够的空间，可防止具有微间隙的相邻第一电极或第二电极之间发生短路。或者根据情况，第一电极101a和101b以及第二电极201a和201b可密集地形成在第一基板100或者第二基板200的相同平面上以几乎占据其整个表面。

在这种情况下，在第一透镜区域L1中心0处的第一电极具有施加到其上的第一电压Vmin，位于透镜区域L1边缘部分E处的第一电极具有施加到其上的最高电压Vmax。这种情况下，施加到位于透镜区域L1的中心0和边缘部分E之间的第一电极101a和101b的电压具有在施加到其上的阈值电压Vmin和第n电压Vmax之间的电压值，其随着透镜区域L1从中心越靠近边缘部分E越大。同时，如果将上述电压施加到多个第一电极101a和101b，则将公共电压施加到第二电极201a和201b，用于在第一电极101a和101b与第二电极201a和201b之间形成垂直电场。

当施加电压时，使得在相邻的第一电极101a和101b之间的电压差低于1V，用于防止在第一电极101a和101b之间形成强的水平电场。

第一电极101a和101b相对于透镜区域的边缘部分E在透镜区域L对称地形成在左/右方向上。第一电极101a和101b通过金属线(未示出)在焊盘部分(在显示面板300的非显示部分处)连接到相关电压源Vmin、V1、V2......Vmax，以具有施加到其上的相关电压。

在这种情况下，施加到透镜区域L中心0处的第一电极101a或101b的最低阈值电压Vmin是具有约1.4～2V的峰值的AC方波，且能通过表示，这里Δε表示液晶介电各向异性，K1表示液晶的弹性模数，ε0表示自由空间介电常数。而且，施加到透镜区域L边缘部分E处的第一电极101a或101b的最高电压是具有约2.5～10V的峰值的AC方波。

如上所述，当制造第二透镜区域L2时，第二透镜区域L2被划分成多个子区域并且将电压施加到子区域以使每一个子区域都具有透镜峰点。

透镜区域L的宽度是节距P，从透镜区域L中心0到透镜区域L边缘部分E为P/2，显示出将对称电压施加到从透镜区域L中心0到透镜区域L边缘部分E的对称第一电极101a和101b。

在其上形成有第一电极101a和101b以及第二电极201a和201b的第一基板100上，分别形成第一对准膜(未示出)和第二对准膜(未示出)。可在垂直于或平行于第一电极101a和101b的长度方向上的方向上摩擦第一对准膜，用于使得电驱动液晶透镜1000用作不将电压施加到其上时的初始状态下的透射层。第二对准膜的摩擦方向与此垂直或反平行。由此，通过电驱动液晶透镜下方的显示面板传输到下侧的图像照原样被传输到观看者。

多个第一电极101a和101b以及第二电极201a和201b具有1～10μm的宽度，相邻的第一电极101a和101b以及第二电极201a和201b之间具有1～10μm的间隙。作为实例，节距可在90～1000μm的范围内变化，第一电极101a和101b以及第二电极201a和201b可形成在每一区域中，数目为约10到100以上，这取决于第一电极101a和101b以及第二电极201a和201b的宽度和间隔。

同时，尽管未示出，密封图形(未示出)可形成在周边区域(包括焊盘部分的非显示区域)，用于支撑第一和第二基板100和200之间的空间。此外，为了形成充分相位的电驱动液晶透镜，将液晶层150形成为具有约15μm的充分的厚度。为了可靠地维持液晶层150的厚度，可另外形成球形间隔物或者柱形间隔物以支撑第一和第二基板100和200之间的单元间隙。在这种情况下，优选在不会使得电驱动液晶透镜的相位失真的位置处形成间隔物。

图5是示出在两个画面中使用根据本发明优选实施方式的电驱动液晶透镜的情况的截面图，图6是示出了图5中的电驱动液晶透镜和显示面板之间匹配关系的图。

参照示出了在两个画面中使用的电驱动液晶透镜的图5和6，关于显示面板300的两个子像素R和G或B和R形成透镜。如之前描述的，图5和6示出了将不同电压施加到关于第一电极透镜区域中心对称的第一基板上的第一电极并将公共电压施加到第二基板上的第二电极的情况。

图7是示出了在四个画面中使用根据本发明优选实施方式的电驱动液晶透镜的情况的截面图，和图8是示出了图7中的电驱动液晶透镜和显示面板之间匹配关系的图。

参照示出了在四个画面中使用的电驱动液晶透镜的图7和8，关于显示面板300的四个子像素R、G、B和R形成透镜。如之前描述的，将不同电压施加到关于第二电极透镜区域中心对称的第二基板上的第二电极。而且，为了调整单元间隙高度，通过使用菲涅耳透镜划分透镜区域以在其厚度与两个画面所需的液晶层厚度相同的液晶层上形成透镜。

在其下侧具有显示面板300的电驱动液晶透镜1000能根据是否驱动电压源VS而从以二维或三维驱动的显示面板300中选择二维图像。当关闭电压源VS时，照原样显示来自下方显示面板300的二维图像，如果意图显示三维图像，则选择三维显示所需的相关透镜区域，并且从适合于所述透镜区域的电压源VS施加相关电压。

在这种情况下，优选第一透镜区域具有等于显示面板两个子像素的节距，第二透镜区域具有等于显示面板三个或三个以上子像素的节距。这种情况下，优选第二透镜区域的子区域的数目是与用第二透镜区域的节距除以第一透镜区域的节距获得的值的平方成比例地固定的。

如已经描述的，本发明的电驱动液晶透镜及其立体显示器件具有以下优点。

首先，通过微划分下基板上的第一电极以确保电驱动液晶透镜的微小且可靠的轮廓，并且通过将不同电压施加到第一电极，将电驱动液晶透镜形成为在上基板的第二电极和第一电极之间具有平缓抛物线透镜形状的垂直电场。

第二，通过在上基板和下基板上都形成电极以具有微划分电极并形成节距相互不同的基板透镜区域，利用一个电驱动液晶透镜制造能不同数目的画面。据此，使用者能不同地感受到立体3D图像的多个子像素，由此感知到各种立体3D图像。

这种情况下，考虑到当与不同画面的数目相匹配时液晶层厚度随着数目增加而增加的特点，通过将相对较大数目画面的透镜区域划分成多个子区域并将每一个都具有峰点的菲涅耳透镜应用到每个子区域，可产生不同数目的画面以具有相同液晶层厚度。

在不脱离本发明的精神或范围的情况下，对本发明可进行各种修改和变化，这对于所属领域技术人员来说是显而易见的。因而，本发明意在覆盖落入所附权利要求书范围及其等效范围内的对本发明的所有修改和变化。

Claims (8)

1.一种电驱动液晶透镜，包括：

第一和第二基板，其被设置成相互面对并具有多个第一和第二透镜区域，其中所述第一和第二透镜区域的节距相互不同；

多个第一电极，所述多个第一电极在一个方向上分别形成在第一基板的第一透镜区域；

多个第二电极，所述多个第二电极在所述一个方向上分别形成在第二基板的第二透镜区域；

电压源，其用于产生第一电压组、第二电压组以及公共电压，其中该第一电压组中相互不同的电压用于被施加到从该第一透镜区域的中心到边缘部分的第一电极，该第二电压组中相互不同的电压用于被施加到从该第二透镜区域的中心到边缘部分的第二电极，并且其中，在启用所述第一透镜区域的透镜时，所述电压源将该第一电压组应用到所述第一电极并将该公共电压施加到所述第二电极；在启用所述第二透镜区域的透镜时，所述电压源将该第二电压组应用到所述第二电极并将该公共电压施加到所述第一电极；和

被填充在所述第一和第二基板之间的液晶层。

2.如权利要求1的液晶透镜，其中该第一电压组中的电压是随着第一透镜区域远离中心靠近边缘部分而变高的被施加到所述第一电极的电压，以及

其中所述第二透镜区域被划分成多个子区域，该第二电压组中的电压是随着第二透镜区域远离子区域的每个峰点靠近子区域的每个边界而变高的被施加到所述第二电极的电压，以使第二透镜区域的多个子区域中的每一个都具有所述峰点。

3.如权利要求1的液晶透镜，其中第二透镜区域具有大于第一透镜区域的节距的节距。

4.如权利要求1的液晶透镜，其中所述第一电极和第二电极是在相同方向上形成的透明电极。

5.一种立体显示器件，包括电驱动液晶透镜以及位于该电驱动液晶透镜的下侧用于传输二维图像的显示面板，其中该电驱动液晶透镜包括：

第一和第二基板，其被设置成相互面对并具有多个第一和第二透镜区域，其中所述第一和第二透镜区域的节距相互不同；

多个第一电极，所述多个第一电极在一个方向上分别形成在第一基板的第一透镜区域；

多个第二电极，所述多个第二电极在所述一个方向上分别形成在第二基板的第二透镜区域；

电压源，其用于产生第一电压组、第二电压组以及公共电压，其中该第一电压组中相互不同的电压用于被施加到从该第一透镜区域的中心到边缘部分的第一电极，该第二电压组中相互不同的电压用于被施加到从该第二透镜区域的中心到边缘部分的第二电极，并且其中，在启用所述第一透镜区域的透镜时，所述电压源将该第一电压组应用到所述第一电极并将该公共电压施加到所述第二电极；在启用所述第二透镜区域的透镜时，所述电压源将该第二电压组应用到所述第二电极并将该公共电压施加到所述第一电极；和

被填充在所述第一和第二基板之间的液晶层。

6.如权利要求5的器件，其中二维显示通过切断经所述电压源施加到所述第一电极和第二电极的电压实施，以及

三维显示通过经所述电压源将相互不同的电压施加到所述第一电极或第二电极实施。

7.如权利要求5的器件，其中第一透镜区域具有等于该显示面板的两个子像素的节距，第二透镜区域具有等于三个或三个以上子像素的节距。

8.如权利要求7的器件，其中所述第二透镜区域被划分成多个子区域，并且第二透镜区域的子区域数目是与用第二透镜区域的节距除以第一透镜区域的节距获得的值的平方成比例地固定的。

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