CN103713441B - 液晶透镜及其制作方法、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液晶透镜及其制作方法、显示装置，属于显示技术领域，包括第一基板、第二基板、位于第一基板和第二基板之间的液晶层、以及位于所述第一基板上靠近所述液晶层的一侧设置的第一透明电极层和第一液晶配向层，第二基板靠近液晶层的一侧设置的第二透明电极层和第二液晶配向层，所述液晶透镜还包括设于所述第一透明电极层和第一液晶配向层之间的平坦层。本发明通过在第一透明电极层和第一液晶配向层之间形成平坦层，将第一液晶配向层移至侧向电场较弱的位置，从而减少了液晶相错，提高了液晶透镜的折射效果。

Description

液晶透镜及其制作方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种液晶透镜及其制作方法、显示装置。
背景技术
多年来，人们已经开发了各种对立体图像进行可视化的显示技术，在现有的立体显示技术中，主要包括柱透镜光栅立体显示，狭缝光栅立体显示和全息立体显示等。这些自由立体显示系统在时间或空间内可以显示多个不同的视点图像。
为了达到较好的立体显示效果，目前，液晶透镜中采用斜向电极的设计，如图1所示，液晶透镜包括第一基板1、第二基板2、第一基板1和第二基板2之间的液晶层3、以及位于第一基板1上靠近液晶层3的一侧的第一透明电极层5和第一液晶配向层4，第二基板2靠近液晶层3的一侧设有第二透明电极层7和第二配向层8。使用时第一基板1与第二基板2形成较大电压差，第一透明电极层5中相邻两个透明电极分别形成较小电压差，相邻两个透明电极之间形成侧向电场，第一液晶配向层4的液晶取向方向与侧向电场的方向不平行，产生液晶相错。
如图2所示，由于在斜向电极的液晶透镜元件中，在接近电极的位置有较大的侧向电场，在此处液晶预倾方向与电场方向冲突，因而产生液晶相错，此处的折射率变化不平顺，因此降低了液晶透镜的折射效果。
发明内容
（一）解决的技术问题
本发明解决的技术问题是：如何提供一种液晶透镜及其制作方法、显示装置，提高液晶透镜的折射效果。
（二）技术方案
本发明实施例提供了一种液晶透镜，包括第一基板、第二基板、位于第一基板和第二基板之间的液晶层、以及位于所述第一基板上靠近所述液晶层的一侧设置的第一透明电极层和第一液晶配向层，第二基板靠近液晶层的一侧设置的第二透明电极层和第二液晶配向层，其特征在于，所述液晶透镜还包括设于所述第一透明电极层和第一液晶配向层之间的平坦层。
其中，第一基板和第二基板均为玻璃基板。
上述技术方案中，通过在第一透明电极层和第一液晶配向层之间形成平坦层，将第一液晶配向层移至侧向电场较弱的位置，从而减少了液晶相错，提高了液晶透镜的折射效果。
优选地，所述平坦层为透明绝缘的树脂材料,例如光固化透明树脂光刻胶,或者是热固型丙烯酸基树脂溶液，具体的选择为本领域技术人员所掌握。
优选地，所述平坦层的厚度为1μm～5μm。
本发明所述的液晶透镜，所述的第一透明电极层包括多个间隔排列的透明条状电极，相邻的两个透明条状电极之间由平坦层的透明绝缘的树脂材料隔离。
本发明所述的液晶透镜，所述的第二透明电极层为条状电极或整面电极。第二透明电极层的设置为现有技术，本发明对此不作特别限定。
在液晶透镜工作时，液晶层在上下电场的作用下，液晶分子发生偏转。同时，在第一透明电极层中相邻的两个透明电极上存在电压差距，相邻两个透明电极之间形成侧向电场，造成液晶分子发生侧向偏转，由于靠近透明电极层附近的液晶分子被加入的平坦层隔离处于电场较弱的区域，因此液晶分子发生与预倾角方向相反的侧向偏转而发生相错的现象减少，从而提高了液晶透镜的折射效果。
作为本发明的第二目的，本发明还提供了一种液晶透镜的制作方法，所述方法包括：
在第一基板上依次形成包括第一透明电极层、平坦层、第一液晶配向层的图形；与预先制作的设有第二透明电极层和第二液晶配向层的第二基板对盒并注入液晶，以形成所述液晶透镜。
优选地，形成平坦层的步骤包括：通过旋涂、沉积，印刷的方式形成所述平坦层。具体的制备手段为本领域技术人员所掌握，本发明对此不作特别限定。
优选地，所述平坦层为透明绝缘的树脂材料，例如光固化透明树脂光刻胶,或者是热固型丙烯酸基树脂。
优选地，所述平坦层的厚度为1μm～5μm。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述的液晶透镜。此处的显示装置包括但不限于三维立体显示器，采用上述液晶透镜的显示装置，能够改善因折射率变化不连续而产生的光学折射误差，从而更为准确的将光线折射到所设计的位置，具有低折射误差，提升三维立体显示效果的优点。
（三）有益效果
本发明提供了一种液晶透镜及其制作方法、显示装置，通过在第一透明电极层和第一液晶配向层之间形成平坦层，将第一液晶配向层移至侧向电场较弱的位置，从而减少了液晶相错，提高了液晶透镜的折射效果。
附图说明
图1是现有技术中的液晶透镜结构示意图；
图2是现有技术中的液晶透镜水平剖面折射率变化图，其中，横坐标为空间位置坐标（与图1对应），纵坐标为液晶相位差（retardation）；
图3是本发明实施例提供的液晶透镜结构示意图；
图4是本发明实施例提供的液晶透镜水平剖面折射率变化图。其中，横坐标为空间位置坐标（与图3对应），纵坐标为液晶相位差（retardation）；
图5是本发明实施例提供的液晶透镜制作方法流程图；
其中，各主要元件分别为：1-第一基板；2-第二基板；3-液晶层；4-第一液晶配向层；5-第一透明电极层；6-平坦层；7-第二透明电极层；8-第二液晶配向层。
具体实施方式
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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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他的附图。
此外，本发明所提供的附图仅为更好地解释本发明液晶透镜的具体结构，而图示液晶透镜的尺寸和形状对实际技术方案并不起限定作用，如第一基板、第一透明电极层、平坦层、第一液晶配向层等的高度等与图示尺寸并不相符，实际尺寸的设置采用常规技术手段即可，具体为本领域技术人员所掌握。
实施例1：
为了解决上述提出的技术问题，本发明实施例提供了一种液晶透镜，如图3所示为本发明实施例提供的液晶透镜结构示意图，液晶透镜包括：第一基板1、第二基板2、所述第一基板1和所述第二基板2之间的液晶层3、位于所述第一基板1上靠近所述液晶层3的一侧的第一透明电极层5和第一液晶配向层4以及位于所述第一透明电极层5和所述第一液晶配向层4之间的平坦层6。第二基板2靠近所述液晶层3的一侧设有第二透明电极层7，所述第二透明电极层7为整面电极，且第二透明电极层7和液晶层3之间还设有第二液晶配向层8。
其中，第一基板1和第二基板2均为玻璃基板。第一透明电极层5包括多个间隔排列的透明电极，该透明电极为条状电极。如图1所示的液晶透镜，在液晶透镜工作时，液晶层3在上下电场的作用下，液晶分子发生偏转。同时，在第一透明电极5的相邻两个透明电极上存在电压差距，相邻两个透明电极之间形成侧向电场，造成液晶分子发生侧向偏转，但是在本实施例中，由于靠近第一透明电极层5附近的液晶分子被加入的平坦层6隔离从而处于电场较弱的区域，因此液晶分子发生与预倾角方向相反的侧向偏转而发生相错的现象减少，从而提高了液晶透镜的折射效果。如图4所示为本发明实施例提供的液晶透镜水平剖面折射率变化图，由图4可以看出，由于液晶相错减少，从而使得液晶折射率变化较为连续。
如图1所示的现有液晶透镜中，第一基板1与第二基板2形成较大电压差，第一透明电极层5中相邻两个透明电极分别形成较小电压差，相邻两个透明电极之间形成侧向电场，第一液晶配向层4的液晶取向方向与侧向电场的方向不平行，产生液晶相错（见图2）。本实施例通过在上述液晶透镜的基础上，在第一透明电极层5和第一液晶配向层4中形成一层平坦层6，通过该平坦层6将第一液晶配向层4移至侧向电场较弱的位置，从而减少了液晶相错。
在本发明实施例提供的液晶透镜中，第一透明电极层5的多个间隔排列的透明电极之间由平坦层的透明绝缘材料隔离。
平坦层6采用透光的，便于涂布加工的透明绝缘树脂材料制备得到，本发明通过对平坦层6材料进行限定，以及以透明绝缘的树脂材料形成平坦层6，使得加入的平坦层6对液晶透镜的初始作用不影响，所述平坦层采用的透明绝缘树脂材料包括光固化透明树脂光刻胶,或者是热固型丙烯酸基树脂等。
平坦层的厚度为1μm～5μm，该厚度范围内的平坦层使得在技术效果得到保证的前提下，液晶透镜的厚度增加量不明显，不会影响用户的体验。
实施例2：
本发明实施例还提供了一种液晶透镜的制作方法，如图5所示为本发明实施例提供的液晶透镜制作方法流程图，所述方法包括：
201：在第一基板上依次形成包括第一透明电极层、平坦层、第一液晶配向层的图形；
本发明实施例中采用构图工艺在第一基板上依次形成包括透明电极层、平坦层、第一液晶配向层的图形；其中，构图工艺包括曝光、显影、刻蚀等构图工艺，或者是打印和网格印刷等构图工艺。
其中，形成平坦层的步骤包括：通过旋涂、沉积或印刷的方式形成所述平坦层。
其中，优选平坦层为透明绝缘的树脂材料，使得加入的平坦层对液晶透镜的初始作用不影响。
本实施例在透明电极层和第一液晶配向层之间添加的平坦层的厚度为1μm～5μm，使得在技术效果得到保证的前提下，液晶透镜的厚度增加量不明显，不会影响用户的体验。
202：与预先制作的设有第二透明电极层和第二液晶配向层的第二基板对盒并注入液晶，以形成所述液晶透镜。
其中，第二基板与第一基板的制作方法相同，在步骤201完成后，将设有第二透明电极层和第二液晶配向层的第二基板与经过步骤201完成后的第一基板进行对盒，在对盒完成后，在第一液晶配向层和第二液晶配向层之间注入液晶，从而形成液晶透镜。
本发明实施例提供的一种液晶透镜制作方法，通过在第一透明电极层和第一液晶配向层之间形成平坦层，将第一液晶配向层移至侧向电场较弱的位置，从而减少了液晶相错，提高了液晶透镜的折射效果。
实施例3：
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述实施例1所述的液晶透镜。所述的显示装置包括但不限于三维立体显示器。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (5)

1.一种液晶透镜，包括第一基板、第二基板、位于第一基板和第二基板之间的液晶层、以及位于所述第一基板上靠近所述液晶层的一侧设置的第一透明电极层和第一液晶配向层，第二基板靠近液晶层的一侧设置的第二透明电极层和第二液晶配向层，其特征在于，所述液晶透镜还包括设于所述第一透明电极层和第一液晶配向层之间的平坦层；
所述平坦层为透明绝缘的树脂材料；
所述平坦层的厚度为1μm～5μm。
2.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述的第一透明电极层包括多个间隔排列的透明条状电极，相邻的两个透明条状电极之间由平坦层的透明绝缘的树脂材料隔离。
3.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述的第二透明电极层为条状电极或整面电极。
4.一种液晶透镜的制作方法，其特征在于，所述方法包括：
在第一基板上依次形成包括第一透明电极层、平坦层、第一液晶配向层的图形；与预先制作的设有第二透明电极层和第二液晶配向层的第二基板对盒并注入液晶，以形成所述液晶透镜；
所述平坦层为透明绝缘的树脂材料；
所述平坦层的厚度为1μm～5μm。
5.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1～3中任一项所述的液晶透镜。
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