CN102520543A - 一种液晶光阀及其制造方法和3d眼镜及液晶显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明适用于3D显示领域，提供了一种液晶光阀及其制造方法和3D眼镜及液晶显示设备，液晶光阀包括第一基板和第二基板，在第一、第二基板相对的表面上分别依次贴合有电极层、阻挡层和定向层，在第一基板贴合的定向层与第二基板贴合的定向层之间设有液晶层，液晶层中分散设有多个间隔球，间隔球设有多个盲孔，定向层将间隔球包覆其中并在间隔球的表面形成一包覆层，盲孔中注满定向层材料。本发明中的间隔球被定向层牢固的锁定在基板上，当液晶光阀在一定频率的驱动电压下工作时，间隔球不会随着第一、第二基板之间的吸引力变化而弹动，因此不会产生噪声，用户佩戴这种液晶光阀眼镜时不会受到噪声干扰，保证了良好的视听质量。

Description

一种液晶光阀及其制造方法和3D眼镜及液晶显示设备

技术领域

本发明属于3D显示领域，尤其涉及一种液晶光阀及其制造方法及具有所述液晶光阀的3D眼镜及液晶显示设备。

背景技术

伴随3D显示技术的发展，出现了一种主动快门式3D眼镜，用于观看分时显示的3D图像。目前市面上的主动快门式3D眼镜通常采用如图1所示的液晶光阀，包括上偏光片101、下偏光片102，在上、下偏光片相对的表面上分别贴合有上基板103和下基板104，在上下基板相对的表面上分别依次贴合有电极层105、阻挡层106和定向层107，上基板103与下基板104之间通过框胶108粘接以形成一液晶盒。液晶盒内装有液晶分子109，同时还分散的设有若干个起支撑作用的间隔球110，用于支撑上、下基板以保持一定的盒厚。进一步结合附图2所示的液晶光阀的驱动波形图，以及图3所示的工作原理图，当上电极1051为正电压，下电极1052为负电压时，根据电力学中的库仑定律：F＝k*(Q1*Q2)/d2(k：库仑常数；Q1、Q2：上下电极的电荷量；d：上下基板之间的间隔球所形成的盒厚)，上、下基板之间产生相互的吸引力，使得上下基板相吸，如图3A；当上、下电极电压为0时，库仑力F＝0，上、下基板之间的吸引力消失，上下基板返回原状态，如图3B；当上电极1051为负电压，下电极1052为正电压时，根据库仑定律，上、下基板之间又产生相互的吸引力，如图3C。因此，当液晶光阀在一定的频率下工作时，上下基板所受的力重复变化，而间隔球110的表面较光滑，与定向层107的左右摩擦力和上下牵着力较小，使之很容易跟随着上、下基板之间的作用力的变化而上下弹动同时可能伴随着左右移动，进而产生噪声，使用者佩戴这种液晶光阀眼镜时，由间隔球110的弹动产生的噪声会使观看者产生严重的不舒适之感，影响观看效果。

为解决上述问题，现有技术提出一种光刻技术，通过光刻的方法形成的间隔球110具有圆台状的外形，如图4所示。间隔球110的上、下表面分别与上、下定向层面接触，而并非如传统间隔球那样的点接触，因此在上、下基板的电压变化时，间隔球不易弹动，因此解决了噪声问题。但此技术需要投入较高端的设备，且生产工序复杂，生产良率也较传统的间隔球低，从而导致光刻间隔球成本比较高，进而增加了液晶光阀及3D眼镜的生产成本，不适合采用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液晶光阀，旨在解决传统液晶光阀的间隔球易弹动而产生噪声的问题。

本发明是这样实现的，一种液晶光阀，包括第一基板和第二基板，在所述第一、第二基板相对的表面上分别依次贴合有电极层、阻挡层和定向层，在所述第一基板贴合的定向层与第二基板贴合的定向层之间设有液晶层，所述液晶层中分散设有多个用于支撑第一、第二基板的间隔球，所述间隔球设有多个盲孔，所述定向层将所述间隔球包覆其中并在所述间隔球的表面形成一包覆层，所述盲孔中注满定向层材料。

本发明的另一目的在于提供一种液晶光阀的制造方法，所述方法包括下述步骤：

制作附有第一电极层的第一基板；

在所述第一电极层上形成第一阻挡层；

将具有多个盲孔的间隔球与定向层材料混合，使所述定向层材料注满所述盲孔并在所述间隔球的表面形成一包覆层；

使包覆有间隔球的定向层材料在所述第一阻挡层上形成第一定向层；

将附有第二电极层、第二阻挡层和第二定向层的第二基板与所述第一基板相对贴合。

本发明的另一目的在于提供一种3D眼镜，包括镜片和支架，所述镜片采用上述的液晶光阀。

本发明的另一目的在于提供一种3D液晶显示设备，包括显示屏，在所述显示屏的表面设有上述的液晶光阀。

本发明中的间隔球具有盲孔，定向层材料注满盲孔并将间隔球包覆其中，使得间隔球被定向层牢固的锁定在基板上，当液晶光阀在一定频率的驱动电压下工作时，间隔球不会随着第一、第二基板之间的吸引力变化而弹动，因此不会产生噪声，用户佩戴这种液晶光阀制作的眼镜时不会受到噪声的干扰，保证了良好的视听质量。

附图说明

图1是传统液晶光阀的结构示意图；

图2是液晶光阀的驱动波形图；

图3A是液晶光阀的工作原理示意图(一)；

图3B是液晶光阀的工作原理示意图(二)；

图3C是液晶光阀的工作原理示意图(三)；

图4是采用光刻间隔球的液晶光阀的结构示意图；

图5是本发明第一实施例提供的液晶光阀的结构示意图；

图6是本发明第二实施例提供的液晶光阀的制造流程示意图；

图7是本发明第三实施例提供的液晶光阀的制造流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

图5示出了本发明第一实施例提供的液晶光阀的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。

参考图5，该液晶光阀主要包括第一基板501和第二基板502，在第一、第二基板相对的表面上分别依次贴合有电极层503、阻挡层504和定向层505，在第一、第二基板上的定向层之间设有液晶层506，该液晶层506由液晶分子构成，可以理解，上下基板的端部是通过密封件507密封的，以便形成可容纳液晶分子的液晶盒，在液晶层506中分散设有多个用于支撑第一、第二基板的间隔球508，以保持一定的盒厚。为了解决间隔球508的弹动问题，本实施例中的间隔球508设置有多个盲孔5081，这些盲孔5081自间隔球508的表面开设并向间隔球的内部延伸，具体可以向球心延伸，也可以向偏离球心方向延伸，可以是直线型的孔，也可以是曲线形孔。间隔球508被定向层505包覆其中，并且定向层505在间隔球的表面形成了一层包覆层509，且间隔球508的各盲孔5081中均充满了定向层材料(即构成定向层505的材料)，定向层材料紧紧的扎入盲孔中，使包覆层牢固的包住间隔球。本实施例通过在间隔球上设置盲孔，使包覆层将间隔球紧紧包覆，且包覆层509与整个定向层505连结在一起，使得间隔球508被牢固的锁定在第一或第二基板上，当液晶光阀在一定频率的驱动电压下工作时，间隔球508不会随着第一、第二基板之间的吸引力变化而弹动，因此避免了因间隔球508弹动产生的噪声，用户佩戴这种液晶光阀制作的眼镜时不会受到噪声的干扰，保证了良好的视听质量。

在本实施例中，间隔球508可以被第一基板501上的定向层包覆使之固定在第一基板501上，也可以被第二基板502上的定向层包覆使之固定在第二基板502上，其防噪声效果是相同的。

在本实施例中，盲孔5081优选均匀分布，使之与包覆层509之间的作用力均匀。并且盲孔5081优选向间隔球508的球心延伸，使之紧固效果更好。

在本实施例中，间隔球508通过纳微米技术制成，间隔球508与其表面的包覆层509之间是相互吸引或不排斥的关系，可以通过适当选择定向层505的材料来使间隔球508与定向层505之间相互吸引，使间隔球508被包覆的更加牢固，本实施例中的定向层材料可选聚酰亚胺(PI)，其可更好的吸附于间隔球508表面。

在本实施例中，阻挡层504可以同现有液晶光阀一样采用二氧化硅材料制成。

在本实施例中，该液晶光阀还可以进一步包括第一偏光片510和第二偏光片511，其中，第一偏光片510贴合于第一基板501的上表面，第二偏光片511贴合于第二基板502的下表面，分别作为液晶光阀的光入射面及光出射面，第一偏光片510与第二偏光片511的透振方向可以根据实际情况确定。液晶光阀通过第一、第二偏光片使其在加载驱动信号时进行透光与不透光的状态切换，以用于观看3D图像。在此可以理解，该液晶光阀可以独自作为一个产品而不贴合第一、第二偏光片，在制造3D眼镜等终端产品时，再取来第一、第二偏光片贴合于液晶光阀的第一、第二基板表面也是可行的。

实施例二：

图6示出了本发明第二实施例提供的液晶光阀的制造方法，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。

参考附图6，该制造方法主要包括下述步骤：

在步骤S201中，制作附有第一电极层的第一基板；

在本实施例中，可以直接获得已经附有第一电极层的第一基板，也可以先取第一基板，然后按照预先设计的电极图案在第一基板的表面上经过曝光、显影、酸刻、脱模后形成第一电极层。

在步骤S202中，在第一电极层上形成第一阻挡层；

在步骤S203中，将具有多个盲孔的间隔球与定向层材料混合，使定向层材料充满盲孔并在间隔球的表面形成一包覆层；

在本实施例中，上述步骤S202和S203的先后顺序不必严格限制。

在步骤S204中，使包覆有间隔球的定向层材料在第一阻挡层上形成第一定向层；

经过步骤S203和S204之后，间隔球被定向层材料紧紧包覆，牢固的锁定在第一基板上，使其无法弹动。

在步骤S205中，将附有第二电极层、第二阻挡层和第二定向层的第二基板与上述的第一基板相对贴合。

在本实施例中，可以直接取已经附有第二电极层、第二阻挡层和第二定向层的第二基板，将其与第一基板贴合；也可以先取第二基板，然后在第二基板上依次形成第二电极层、第二阻挡层和第二定向层，然后将其与第一基板贴合。其中，该第二基板的获取或制造过程与上述步骤S201至S205之间没有严格的先后顺序限制。

可以理解，在完成了第一、第二基板贴合的操作之后，需要进一步将第一、第二基板的端部适当粘合(具体可采用框胶粘合)，以形成液晶盒，待向液晶盒中灌注液晶分子之后将其密封。

进一步的，还可以取两片偏光片分别贴合于第一基板和第二基板的表面，偏光片的类型根据实际情况选择。当然，在第一基板和第二基板上贴合偏光片不是该制造流程所必须执行的步骤，可以在生产3D眼镜等产品时根据需要适时贴合。

本实施例通过步骤S201至S205可制造出上述实施例一所述的液晶光阀，第一、第二基板之间的间隔球被牢固的包覆在定向层材料中，在第一、第二基板加载周期性电压时，也不会因为上下基板产生的周期性吸引力而上下或左右弹动，进而避免了噪声。并且，该方法与制造图1所示液晶光阀的方法相比，节省了向定向层上喷洒间隔球的工艺，与制造图4所示液晶光阀的方法相比，节省了光刻间隔球工艺(包括涂布、烘烤、曝光、显影、坚膜)以及向定向层上喷洒间隔球的工艺，不需增加成本、易操作且产品良率高。

实施例三：

图7示出了本发明第三实施例提供的液晶光阀的制造方法，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。

本实施例对上述实施例所述方法进行进一步的细化和改进，具体的：

在步骤S301中，制作附有第一电极层的第一基板；该步骤可与上述实施例二中的步骤S201相同。

在本实施例中，在第一电极层上形成第一阻挡层的步骤(实施例二中所述的步骤S202)具体可以通过以下方法实现：

在步骤S302中，将阻挡层材料印刷于第一电极层上，形成第一阻挡层；

在步骤S303中，固化上述第一阻挡层。

进一步的，在形成了第一阻挡层之后还可以进行步骤S304：对形成有第一阻挡层的第一基板进行清洗及干燥处理。

在步骤S305中，将具有多个盲孔的间隔球与定向层材料混合，使定向层材料充满盲孔并在间隔球的表面形成一包覆层；此步骤可与上述步骤S203相同。

在本实施例中，使包覆有间隔球的定向层材料在第一阻挡层上形成第一定向层的步骤(实施例二中所述的步骤S204)具体可以通过下述方法实现：

在步骤S306中，将包覆有间隔球的定向层材料印刷于第一阻挡层上，形成第一定向层；

在步骤S307中，对第一定向层的表面进行摩擦，形成可使液晶分子排列整齐的结构。

进一步的，在形成了第一定向层之后，还可以进行步骤S308：对形成有第一定向层的第一基板进行清洗及干燥处理。

本实施例通过印刷方式形成第一阻挡层和第一定向层，容易操作且贴合效果好。通过清洗步骤可洗去第一阻挡层和第一定向层表面的灰尘和污垢，保证液晶光阀的高良品率。

最后，在步骤S309中，将附有第二电极层、第二阻挡层和第二定向层的第二基板与上述的第一基板相对贴合。

本发明提供的液晶光阀适用于制造主动快门式3D眼镜，该眼镜包括镜片和支架，其中的镜片即可采用上述的液晶光阀，用户佩戴这种3D眼镜观看3D影像时，可免除噪声干扰，观看舒适度高，视听效果好。

本发明提供的液晶光阀还可用在用于显示3D图像的液晶显示设备中，将其贴合在显示屏的表面，同样可以起到防噪声的作用。

可以理解，本发明的核心技术方案是通过定向层将间隔球包覆其中，使间隔球牢固的粘结在第一、第二基板之间以防止弹动，进而避免3D眼镜或液晶显示设备产生噪声。而液晶光阀的基板、阻挡层等部件的特征(如厚度、材料等)，及间隔球上的盲孔的形状、大小、数量及均匀度等均可以根据实际情况合理设计，没有严格限制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液晶光阀，包括第一基板和第二基板，在所述第一、第二基板相对的表面上分别依次贴合有电极层、阻挡层和定向层，在所述第一基板贴合的定向层与第二基板贴合的定向层之间设有液晶层，所述液晶层中分散设有多个用于支撑第一、第二基板的间隔球，其特征在于，所述间隔球设有多个盲孔，所述定向层将所述间隔球包覆其中并在所述间隔球的表面形成一包覆层，所述盲孔中注满定向层材料。

2.如权利要求1所述的液晶光阀，其特征在于，所述间隔球被所述定向层包覆且固定于第一基板或第二基板上。

3.如权利要求1或2所述的液晶光阀，其特征在于，所述间隔球的表面与所述包覆层相互吸引或不排斥。

4.一种液晶光阀的制造方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

制作附有第一电极层的第一基板；

在所述第一电极层上形成第一阻挡层；

将具有多个盲孔的间隔球与定向层材料混合，使所述定向层材料注满所述盲孔并在所述间隔球的表面形成一包覆层；

使包覆有间隔球的定向层材料在所述第一阻挡层上形成第一定向层；

将附有第二电极层、第二阻挡层和第二定向层的第二基板与所述第一基板相对贴合。

5.如权利要求4所述的液晶光阀的制造方法，其特征在于，所述在第一电极层上形成第一阻挡层的步骤具体包括：

将阻挡层材料印刷于所述第一电极层上，形成第一阻挡层；

固化所述第一阻挡层。

6.如权利要求4或5所述的液晶光阀的制造方法，其特征在于，所述方法在在所述第一电极层上形成第一阻挡层的步骤之后还包括：

对形成有第一阻挡层的第一基板进行清洗及干燥处理。

7.如权利要求4所述的液晶光阀的制造方法，其特征在于，所述使包覆有间隔球的定向层材料在所述第一阻挡层上形成第一定向层的步骤具体包括：

将包覆有间隔球的定向层材料印刷于所述第一阻挡层上，形成第一定向层；

对所述第一定向层的表面进行摩擦，形成可使液晶分子排列整齐的结构。

8.如权利要求4或7所述的液晶光阀的制造方法，其特征在于，所述方法在使包覆有间隔球的定向层材料在所述第一阻挡层上形成第一定向层的步骤之后还包括：

对形成有第一定向层的第一基板进行清洗及干燥处理。

9.一种3D眼镜，包括镜片和支架，其特征在于，所述镜片采用权利要求1至3任一项所述的液晶光阀。

10.一种3D液晶显示设备，包括显示屏，其特征在于，在所述显示屏的表面设有权利要求1至3任一项所述的液晶光阀。

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