CN103605245B - 一种液晶透镜和立体显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种液晶透镜，包括相对设置的第一基板和第二基板以及夹持于两者之间的液晶层，第二基板上设置有沿平行于所述第二基板的第一方向间隔排布的多个条状电极组；所述第一基板设置有与所述多个条状电极组相对的公共电极，在所述公共电极上正对每一条状电极组的区域设置有至少一狭缝电极，所述狭缝电极与所述公共电极彼此分离。本发明实施例还提供了相应的立体显示装置，实施本发明实施例，可以增强显示的聚光性，改善立体显示装置在3D显示时的观看效果。

Description

一种液晶透镜和立体显示装置

技术领域

本发明涉及立体显示技术领域，具体而言涉及一种液晶透镜和立体显示装置。

背景技术

当前的立体显示装置一般采用自由立体显示，即裸视3D（Tree Dimensions，三维）显示，其主要通过加装在2D（Two Dimensions，二维）显示面板出光侧的液晶透镜等分光器件，将显示面板上显示的左、右视差图像分别送入观察者的左、右眼，再经过大脑融合 从而使观看者获得立体感知。

其中，液晶透镜等分光器件主要采用透明材质来制作一定尺寸的柱透镜阵列，通过其折射作用使显示面板中不同像素的光以不同偏振方向出射，从而获得视差图像的分离。如图1所示，是现有技术中一种液晶透镜的结构示意图，其中，液晶透镜100在未施加电压 时，相邻两个条状电极组110、120所对应的液晶分子110a、120a的偏转相同，即预倾角均为 Ө°。此时，条状电极组110、120对应的液晶层的中心和边缘均没有折射率差，用户通过液晶透镜100观看的是没有视差的20图像。

图2是图1所示液晶透镜通电时的液晶偏转示意图。结合图1和图2所示，液晶透镜100在施加一定电压时，由于电场的分布，条状电极组110、120对应的液晶层的中心和边缘出现折射率差，并在满足聚焦模式时会形成类似透镜的相位分布，用户通过液晶透镜100观看的是具有左、右视差的20图像，且在最佳观看距离处即可看到3D图像。

然而，由于预倾角均相同，在施加电压时液晶层130中的所有液晶分子(包括液晶分子（包括液晶分子110a、120 a）会沿着电场的分布方向进行偏转，然而由于电场分布的不均匀以及实现过程中的操作等其他原因，极易导致相对称的两个条状电极组110、120所对应的液晶分子的偏转不对称，如图中示出虚框部分的液晶分子的偏转就比较混乱，从而使得当前Neff profile（有效折射率曲线）L2与理想Neff profile L存在吻合度差异（如图3所示），进而降低显示装置的聚光性，影响3D显示时的观看效果。

综上所述，有必要提供一种液晶透镜和立体显示装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种液晶透镜和立体显示装置，可以增强显示的聚光性，改善3D显示时的观看效果。

为了解决上述技术问题，本发明实施例的一方面提供一种液晶透镜，包括相对设置的第一基板和第二基板以及夹持于两者之间的液晶层，其中：

所述第二基板上设置有沿平行于所述第二基板的第一方向间隔排布的多个条状电极组；

所述第一基板设置有与所述多个条状电极组相对的公共电极，在所述公共电极上正对每一条状电极组的区域设置有至少一狭缝电极，所述狭缝电极与所述公共电极彼此分离；

其中，所述狭缝电极在工作时接收的电压高于所述公共电极工作时接收的电压。

优选地，所述狭缝电极为在所述公共电极上通过蚀刻获得。

优选地，在所述公共电极上正对每一条状电极组的区域设置有二个狭缝电极，所述两个狭缝电极与所述公共电极三者之间彼此分离。

优选地，所述两个狭缝电极在工作时接收的电压彼此不同，且高于所述公共电极工作时接收的电压。

优选地，所述两个狭缝电极的宽度不同，且其工作时接收的电压均高于所述公共电极工作时接收的电压。

相应地，本发明实施例的另一方面还提供一种立体显示装置，所述立体显示装置包括：

显示面板以及前述的液晶透镜，所述液晶透镜设置于所述显示面板的出光侧。

实施本发明，具有如下的有益效果：

本发明实施例通过在公共电极上正对每一条状电极组的区域设置至少一个狭缝电极，并且使得狭缝电极在工作时接收的电压大于所述公共电极工作时接收的电压，进而不仅可以进行2D/3D显示的切换，还可以提高当前Neff profile与理想Neff profile的吻合度，增强显示的聚光性，改善3D显示时的观看效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是现有技术中一种液晶透镜的结构示意图；

图2是图1所示液晶透镜通电时的液晶偏转示意图；

图3是图2所示液晶透镜对应的当前Neff profile示意图；

图4为本发明提供的一种液晶透镜一实施例的结构示意图；

图5是图4所示液晶透镜对应的当前Neff profile示意图；

图6是本发明提供的一种液晶透镜的另一实施例的示意图；

图7是本发明提供的一种立体显示装置一实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附图，用以式例本发明可以用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

图4是本发明液晶透镜一实施例的结构示意图。如图4所示，本实施的液晶透镜 600包括相对设置的第一基板610和第二基板620以及夹持于两者之间的液晶层630。

在本实施例中，第二基板620上设置有沿第一方向X间隔排布的多个条状电极组 621，其中第一方向X平行于第二基板620所在的水平方向。

每一条状电极组621包括沿第二方向Y依次绝缘堆叠的第一层电极条622、第二层电极条623和第三层电极条624。其中，第二方向Y垂直于第二基板620所在的水平方向，即与第一方向X互相垂直。第一层电极条622的宽度d1大于第二层电极条623的宽度d2， 且第二层电极条623在第二基板620上的投影区域落在第一层电极条622在第二基板620上的投影区域中。第二层电极条623的宽度也大于第三层电极条624的宽度d3，且第三层电极条624在第二基板620上的投影区域落在第二层电极条623在第二基板620上的投影区域中。

在本实施例中，第一基板610上设置有与多个条状电极组621相对的公共电极 611，优选公共电极611为一整片透明ITO（氧化铟锡)层。

在所述公共电极611上正对每一条状电极621组的区域设置有至少一狭缝电极612，所述狭缝电极612与所述公共电极611彼此分离，具体地，狭缝电极612可以是在所述公共电极611上通过蚀刻获得。其中，所述狭缝电极612在工作时接收的电压高于所述公共电极611接收的电压。通过在该狭缝电极612上施加高电压，可以对如图2所示的液晶分子偏转异常的区域进行调整。

图5是图4所示液晶透镜对应的当前Neff profile示意图。下面结合图4和图5详细介绍本实施例的液晶透镜实现2D/3D显示切换的工作原理及过程：

液晶透镜600在未施加电压时，每一条状电极组621对应的液晶层的中心和边缘均没有折射率差，此时图像光线通过液晶透镜600时不会发生折射现象，即不会产生视差。

当对液晶透镜600施加工作电压时，由于越靠近液晶层630需要使液晶层630中液晶分子偏转的能量越大，因此第一层电极条622接收的电压V1小于第二层电极条623接收的电压V2，第二层电极条623接收的电压V2小于第三层电极条624接收的电压V3。与此同时，在上述三层电极条与公共电极611的作用下，液晶层630中的液晶分子会产生类似图2所示的偏转，在该狭缝电极612上施加更高的电压，可以对如图2所示的液晶分子偏转异常的区域（如虚线框）进行调整。使如图4中相应处偏转异常的液晶分子朝向理想的偏转方向偏转，从而使其对应的Neff profile L4相比较于图3所示的Neff profile L1与理想Neff profile L更加吻合（图中虚线选定区域），进而使得液晶透镜600的聚光性更强，观看者使用其进行3D观看时效果更佳。

图6是本发明液晶透镜另一实施例的结构示意图。如图6所示，本实施例的液晶透镜600与上述图4实施例的液晶透镜600的不同之处在于：本实施例在所述公共电极611上正对每一条状电极组621的区域设置的狭缝电极612包括二个，即狭缝电极612a和狭缝电极612b，所述两个狭缝电极与所述公共电极611三者之间彼此分离。

其中，所述两个狭缝电极（612a和612b）宽度可以一样，他们在在工作时接收的电压彼此不同，且高于所述公共电极611工作时接收的电压。

可以理解的是，在其他实施例中，所述两个狭缝电极（612a和612b）宽度可以不一样，他们在在工作时接收的电压可以彼此相同，也可以彼此不同，且高于所述公共电极611工作时接收的电压。

在本实施例中，通过两个狭缝电极（612a和612b）对液晶区630中的液晶份子进行调节，可以使如图6中虚线框中偏转异常的液晶分子朝向理想的偏转方向偏转，对应的Neff profile （未画出）相比较于图3所示的Neff profile L1与理想Neff profile L更加吻合（图中虚线选定区域），进而使得液晶透镜600的聚光性更强，观看者使用其进行3D观看时效果更佳。通过使采用两个狭缝电极，以及通施加不同的电压，可以使调节的效果更佳，调节起来也更灵活。

另外，需要说明的是，由于电场分布的不均匀以及其它实际操作原因，理想Neff profile L并不能绝对实现，只能根据实际情况对至少一个狭缝电极的宽度和电压进行调整以实现对应的当前狭缝电极尽可能与其吻合。

图7是本发明的立体显示装置一实施例的结构示意图。如图7所示，本实施例的 立体显示装置900包括：显示面板910和上述实施例的液晶透镜600。其中，液晶透镜600 设置于显示面板910的出光侧。

液晶透镜600未通电时，观看者观看的是没有视差的2D图像；

液晶透镜600通电时，其通过上述实施例所述的折射作用使显示面板910中不同像素P1、P2的光以不同偏振方向出射，从而将显示面板910上显示的左、右视差图像分别送入处于最佳观看距离处的观察者的左眼L、右眼R再经过观察者大脑的融合从而获得立体感知，观看3D图像。

综上所述，本发明实施例通过在公共电极上正对每一条状电极组的区域设置至少一个狭缝电极，并且使得狭缝电极在工作时接收的电压大于所述公共电极工作时接收的电压，进而不仅可以进行2D/3D显示的切换，还可以提高当前Neff profile与理想Neff profile的吻合度，增强显示的聚光性，改善3D显示时的观看效果。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种液晶透镜，包括相对设置的第一基板（610）和第二基板（620）以及夹持于两者之间的液晶层（630），其特征在于：

所述第二基板（620）上设置有沿平行于所述第二基板（620）的第一方向间隔排布的多个条状电极组（621）；

所述第一基板（610）设置有与所述多个条状电极组相对的公共电极（611），在所述公共电极（611）上正对每一条状电极组（621）的区域设置有至少一狭缝电极（612），所述狭缝电极（612）与所述公共电极（611）彼此分离；

其中，所述狭缝电极（612）在工作时接收的电压高于所述公共电极（611）在工作时接收的电压。

2.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述狭缝电极（612）为在所述公共电极（611）上通过蚀刻获得。

3.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，在所述公共电极（611）上正对每一条状电极组（621）的区域设置有二个狭缝电极（612a，612b），所述两个狭缝电极（612a，612b）与所述公共电极（611）三者之间彼此分离。

4.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述两个狭缝电极（612a，612b）在工作时接收的电压彼此不同，且高于所述公共电极（611）工作时接收的电压。

5.根据权利要求3所述液晶透镜，其特征在于，所述两个狭缝电极（612a，612b）的宽度不同，且其工作时接收的电压均高于所述公共电极（611）工作时接收的电压。

6.如权利要求1至5任意一项所述的液晶透镜，其特征在于，所述每一所述条状电极组（621）包括沿垂直于所述第二基板（620）的第二方向依次绝缘堆叠的至少两层电极条（622，623，624），且所述至少两层电极条的宽度沿朝向所述第一基板（610）的方向依次减小。

7.根据权利要求6所述的液晶透镜，其特征在于，所述至少两层电极条中的每一电极条在所述第二基板（620）上的投影区域均落在更靠近所述第二基板（620）的其他电极条在所述第二基板（620）上的投影区域。

8.一种立体显示装置，其特征在于，所述立体显示装置包括：

显示面板（910）以及权利要求1-7任一项所述的液晶透镜，所述液晶透镜设置于所述显示面板（910）的出光侧。