CN104570542A - 液晶透镜和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种液晶透镜，包括：相对设置的第一基板和第二基板，以及设置于两者之间的液晶，还包括：平行间隔设置于第一基板上的第一条状电极组和第二条状电极组，以及设置于第二基板上的公共电极，第一条状电极组、第二条状电极组以及公共电极在被加电压时，在公共电极和第一条状电极组、第二条状电极组之间的液晶中形成平凸透镜，其中，第一条状电极组和第二条状电极组分别包括多层相互绝缘的子电极。通过发明的技术方案，可以使得形成的液晶透镜在模拟截面的方向与2D显示面板的透光轴存在夹角的情况下，其中的平凸透镜依然具有较高的对称度，从而仅产生较低的串扰，并产生较大的相位延迟。

Description

液晶透镜和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种液晶透镜和一种显示装置。
背景技术
现有的一种3D显示装置一般采取在2D显示面板上设置液晶透镜的结构。现有液晶透镜结构主要包含以下两种：
如图1所示，通过两个条状电极形成一个平凸透镜，条状电极通以相等的电压，每个条状电极使得液晶产生相同程度的偏转，从而形成如虚线所示的平凸透镜，多个平凸透镜构成一个液晶透镜。
每个平凸透镜对应一定的像素单元，平凸透镜将左眼图汇聚到人的左眼，右眼图汇聚到人的右眼，从而达到3D显示的目的。
上述结构中的平凸透镜仅能保证在2D显示面板的透光轴与条状电极和Rubbing方向平行，且三者垂直于模拟截面的情况下具有较高的对称度和相位延迟，在条状电极和Rubbing方向与模拟截面垂直，且模拟截面与2D显示面板的透光轴存在一定夹角的情况下(如图2所示)，则难以保证形成的平凸透镜具有较高的对称度和相位延迟，例如2D显示面板的透光轴(也即2D显示面板POL的方向)与模拟截面的方向存在夹角(范围可以在53至90度之间)，其中，当夹角为71.57度时模拟得到的平凸透镜形状如图3所示，其对称度较低，导致产生的串扰较大，使得相位延迟较小。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，如何在模拟截面的方向与2D显示面板的透光轴存在夹角的情况下，在液晶中形成的平凸透镜依然可以具有较高的对称度。
为此目的，本发明提出了一种液晶透镜，包括：
相对设置的第一基板和第二基板，以及设置于两者之间的液晶，所述第二基板上设置有公共电极，
所述液晶透镜包括多个液晶透镜单元，每一个所述液晶透镜单元包括平行间隔设置于所述第一基板上的第一条状电极组和第二条状电极组，所述第一条状电极组、第二条状电极组以及公共电极在被加电压时，在所述公共电极和所述第一条状电极组、所述第二条状电极组之间的液晶中形成平凸透镜，
其中，所述第一条状电极组和第二条状电极组分别包括多层相互绝缘的子电极，对所述第一条状电极组的子电极与所述第二条状电极组的子电极分别施加电压，以调节所述平凸透镜的对称性。
优选地，所述第一条状电极组的每层子电极的宽度，和/或所述第二条状电极组的每层子电极的宽度，沿朝向所述第二基板的方向递减。
优选地，所述第一条状电极组中的每层子电极，在远离所述第二条状电极组一侧的端部，在所述第一基板上的投影重合，
和/或
所述第二条状电极组中的每层子电极，在远离所述第一条状电极组一侧的端部，在所述第一基板上的投影重合。
优选地，所述第一条状电极组中与所述第二条状电极组中，至少在一层中，处于同一层的子电极的宽度不同。
优选地，所述第一条状电极组包含的子电极的层数，与所述第二条状电极组包含的子电极的层数不同。
优选地，所述第一条状电极组的每层子电极的厚度为第一厚度，所述第二条状电极组的每层子电极的厚度为第二厚度，且所述第一厚度与所述第二厚度不相等。
优选地，所述第一条状电极组中至少两层子电极的厚度彼此不同，和/或所述第二条状电极组中至少两层子电极的厚度彼此不同。
优选地，所述第一条状电极组中每层子电极被加第一电压，所述第二条状电极组中每层子电极被加第二电压，且所述第一电压和所述第二电压不相等。
优选地，所述第一条状电极组中至少两层子电极被施加不同电压，和/或所述第二条状电极组中至少两层子电极被施加不同电压。
优选地，所述第一条状电极组中每层子电极之间设置有绝缘层，所述第二条状电极组中每层子电极之间设置有绝缘层，其中，所述第一条状电极组至少两个绝缘层的厚度不同，和/或所述第二条状电极组至少两个绝缘层的厚度不同。
优选地，相邻的液晶透镜单元之间设置有绝缘部。
优选地，在相邻的两个液晶透镜单元中，一个液晶透镜单元的第一条状电极组与另一液晶透镜单元的第一条状电极组或第二条状电极组相邻。
本发明还提出了一种显示装置，包括上述任一项的液晶透镜以及显示面板，所述液晶透镜设置于所述显示面板的出光面。
根据上述技术方案，通过两个多层结构的条状电极形成平凸透镜，并且可以综合设置电极电压、电极厚度、电极宽度、电极层数、绝缘层厚度等条件，使得形成的液晶透镜在模拟截面的方向与2D显示面板的透光轴存在夹角的情况下，其中的平凸透镜依然具有较高的对称度，从而仅产生较低的串扰，并产生较大的相位延迟。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了现有技术中液晶透镜的结构示意图；
图2示出了根据本发明一个实施例的液晶透镜中模拟截面的方向与2D显示面板的透光轴的关系示意图；
图3示出了在图2所示的情况下现有技术中液晶透镜中平凸透镜的对称度模拟示意图；
图4示出了根据本发明一个实施例的液晶透镜的结构示意图；
图5示出了根据本发明又一个实施例的液晶透镜的结构示意图；
图6示出了根据本发明又一个实施例的液晶透镜的结构示意图；
图7示出了根据本发明又一个实施例的液晶透镜的结构示意图；
图8示出了根据本发明又一个实施例的液晶透镜的结构示意图；
图9示出了根据本发明又一个实施例的液晶透镜的结构示意图；
图10示出了根据本发明一个实施例的液晶透镜中平凸透镜的对称度模拟示意图；
图11示出了根据本发明又一个实施例的液晶透镜的结构示意图；
图12示出了根据本发明又一个实施例的液晶透镜的结构示意图；
图13示出了根据本发明又一个实施例的液晶透镜的结构示意图。
附图标号说明：
1-第一基板；2-第二基板；3-液晶；4-第一条状电极组；41、42、43-第一条状电极组的子电极；5-第二条状电极组；51、52、53-第二条状电极组的子电极；6-公共电极；7-绝缘层；8-绝缘部；10-液晶透镜单元。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
如图4所示，根据本发明一个实施例的液晶透镜包括：
相对设置的第一基板1和第二基板2，以及设置于两者之间的液晶3，第二基板2上设置有公共电极6，液晶透镜包括多个液晶透镜单元10(如图5所示)，每一个液晶透镜单元10包括平行间隔设置于第一基板1上的第一条状电极组4和第二条状电极组5，第一条状电极组4、第二条状电极组5以及公共电极6在被加电压时，在公共电极6和第一条状电极组4、第二条状电极组5之间的液晶中形成平凸透镜，其中，所述第一条状电极组4和第二条状电极组6分别包括多层相互绝缘的子电极，对第一条状电极组4的子电极与第二条状电极组5的子电极分别施加电压，以调节平凸透镜的对称性。
通过对两个多层结构的条状电极通电使液晶发生偏转，由于多层电极由下至上距离液晶越来越近，所以通电后形成的电场存在不同，每层电极使得液晶的偏转也就不同，多个电极的电场所形成的综合电场存在使得液晶能够产生更加复杂的偏转，从而形成的平凸透镜能够在模拟截面的方向与2D显示面板的透光轴存在夹角的情况下，适当地调节平凸透镜的对称性，保证在液晶中形成的平凸透镜依然具有较高的对称度。
优选地，第一条状电极组4的每层子电极的宽度，和/或第二条状电极组5的每层子电极的宽度，沿朝向第二基板2的方向递减。
每层子电极的宽度沿朝向第二基板的方向递减，可以使得越靠近顶部的子电极产生的电场中电场线越密集，越靠近底部的子电极产生的电场中电场线越稀疏，从而能够在顶部的子电极对应的位置使得液晶产生较大的偏转，在底部的子电极对应的位置使得液晶产生较小的偏转，使得在两个条状电极和公共电极之间形成的平凸透镜具有更加连贯的曲率，形成更加平滑的平凸透镜，从而具有更高的对称度。
优选地，第一条状电极组4中的每层子电极，在远离第二条状电极组5一侧的端部，在第一基板1上的投影重合，和/或第二条状电极组5中的每层子电极，在远离第一条状电极组4一侧的端部，在第一基板1上的投影重合。
可以保证条状电极组仅和与其处于同一液晶透镜单元的另一条状电极组形成液晶透镜，而对于与其相邻液晶透镜单元中的条状电极组对应的液晶影响较小，进而保证形成的每个平凸透镜的规则性。
多个平凸透镜可以形成一个透镜光栅，将对应像素单元的图像传达至用户左眼或右眼，从而达到3D显示的目的。
如图6所示，优选地，第一条状电极组4中与第二条状电极组5中，至少在一层中，处于同一层的子电极的宽度不同。
例如第一条状电极组4中最顶部的子电极41与第二条状电极组5中最顶部的子电极51处于同一层，而两者宽度不同，例如子电极41的宽度小于子电极51的宽度(当然也可以根据需要设置子电极41的宽度大于子电极51的宽度)，从而子电极41和子电极51可以分别形成不同的电场，进而使得液晶偏转不同的程度，在模拟截面的方向与2D显示面板的透光轴存在夹角的情况下，进一步保证在液晶中形成的平凸透镜依然具有较高的对称度。
如图7所示，优选地，第一条状电极组4包含的子电极的层数，与第二条状电极组5包含的子电极的层数不同。
第一条状电极组4和第二条状电极组5的子电极层数可以不同，例如第一条状电极组4包括四层子电极，第二条状电极组5包括三层子电极(当然也可以根据需要设置第一条状电极组子电极的层数大于第二条状电极组子电极的层数)，从而使得第一条状电极组4和第二条状电极组5分别形成不同的电场，进而使得第一条状电极组4与第二条状电极组5使液晶偏转不同的程度，在模拟截面的方向与2D显示面板的透光轴存在夹角的情况下，进一步保证在液晶中形成的平凸透镜依然具有较高的对称度。
如图8所示，优选地，第一条状电极组4的每层子电极的厚度为第一厚度，第二条状电极组5的每层子电极的厚度为第二厚度，且第一厚度与第二厚度不相等。
第一条状电极组4中每层子电极的厚度和第二条状电极组5中每层子电极的厚度可以不等，例如第二条状电极组4中每层子电极的厚度大于第二条状电极组5中每层子电极的厚度(当然也可以根据需要设置第二条状电极组4中每层子电极的厚度小于第二条状电极组5中每层子电极的厚度)，从而使得第一条状电极组4和第二条状电极组5分别形成不同的电场，进而使得第一条状电极组4与第二条状电极组5使液晶偏转不同的程度，在模拟截面的方向与2D显示面板的透光轴存在夹角的情况下，进一步保证在液晶中形成的平凸透镜依然具有较高的对称度。
如图9所示，优选地，第一条状电极组4中至少两层子电极的厚度彼此不同，和/或第二条状电极组5中至少两层子电极的厚度彼此不同。
例如第一条状电极组4中的子电极42和子电极43厚度不同，第二条状电极组5中的子电极52和子电极53的厚度不同(当然也可以根据需要设置其他层子电极的厚度)，从而使得第一条状电极组4和/或第二条状电极组5中每层子电极形成不同的电场，进而使得第一条状电极组4和第二条状电极组5能够分别形成不同的电场，进一步使得第一条状电极组4与第二条状电极组5使液晶偏转不同的程度，在模拟截面的方向与2D显示面板的透光轴存在夹角的情况下，进一步保证在液晶中形成的平凸透镜依然具有较高的对称度。
优选地，第一条状电极组4中每层子电极被加第一电压，第二条状电极组5中每层子电极被加第二电压，且第一电压和第二电压不相等。
电极形成的电场与其被提供的电压相关，为第一条状电极组4中每层子电极和第二条状电极组5中每层子电极提供不同的电压，使得第一条状电极组4和第二条状电极组5中每层子电极分别形成不同的电场，进而使得第一条状电极组4和第二条状电极组5能够分别形成不同的电场，进一步使得第一条状电极组4与第二条状电极组5使液晶偏转不同的程度，在模拟截面的方向与2D显示面板的透光轴存在夹角的情况下，进一步保证在液晶中形成的平凸透镜依然具有较高的对称度。
优选地，第一条状电极组4中至少两层子电极被施加不同电压，和/或第二条状电极组5中至少两层子电极被施加不同电压。
为第一条状电极组4中每层子电极提供不同的电压，和/或为第二条状电极组5中每层子电极提供不同的电压，使得第一条状电极组4中每层子电极分别形成不同的电场，和/或第二条状电极组5中每层子电极分别形成不同的电场，进而使得第一条状电极组4和第二条状电极组5能够分别形成不同的电场，进一步使得第一条状电极组4与第二条状电极组5使液晶偏转不同的程度，在模拟截面的方向与2D显示面板的透光轴存在夹角的情况下，进一步保证在液晶中形成的平凸透镜依然具有较高的对称度。
优选地，当第一条状电极组4和第二条状电极组5中的每层子电极分别被通以相同的电压时，第一条状电极组4和第二条状电极组5的子电极层数不同；当第一条状电极组4和第二条状电极组5的子电极层数相同时，第一条状电极组4中子电极(可以是一层子电极也可以是多层子电极)被通以的电压和第二条状电极组5中子电极(可以是一层子电极也可以是多层子电极)被通以的电压不同。
如图10所示，优选地，第一条状电极组4中每层子电极之间设置有绝缘层7，第二条状电极组5中每层子电极之间设置有绝缘层7，其中，第一条状电极组4至少两个绝缘层的厚度不同，和/或第二条状电极组5至少两个绝缘层的厚度不同。
例如在第一条状电极组4中设置的绝缘层7具有两层，其中的子绝缘层71厚度大于子绝缘层72的厚度(当然在第二条状电极组5中也可以存在绝缘层，只是图中并未示出，并且绝缘层的厚度可以根据具体需要进行设置)。通过在每层子电极之间设置绝缘层，可以保证每层子电极之间的绝缘，避免相邻电极发生短路。多层子电极形成的叠加电场，也会受到其中设置的绝缘层的影响，通过在每层子电极之间设置不同厚度的绝缘层，可以使得第一条状电极组4和第二条状电极组5能够分别形成不同的电场，进一步使得第一条状电极组4与第二条状电极组5使液晶偏转不同的程度，在模拟截面的方向与2D显示面板的透光轴存在夹角的情况下，进一步保证在液晶中形成的平凸透镜依然具有较高的对称度。
如图11所示，根据本发明的一个实施例形成的液晶透镜中的平凸透镜相对于图3中现有技术中的平凸透镜，在模拟截面的方向与2D显示面板的透光轴存在夹角的情况下，具有较高的对称度。并且使得形成液晶透镜最高与最低的折射率之差(用于表示产生的相位延迟)更大。
如图12所示，优选地，相邻的液晶透镜单元之间设置有绝缘部8。
绝缘部8可以保证相邻的两个液晶透镜单元10中相邻的两个条状电极组不会发生短路。
优选地，在相邻的两个液晶透镜单元中，一个液晶透镜单元10的第一条状电极组4与另一液晶透镜单元的第一条状电极组4或第二条状电极组5相邻。如图13所示，即一个液晶透镜单元10的第一条状电极组4与另一液晶透镜单元的第一条状电极组4相邻的情况。
需要说明的是，图12和图13中仅示出了一个条状电极组包括4层子电极，另一个条状电极组包括3层子电极的情况，实际上可以根据具体需要设置两个条状电极组的层数。
通过不同方式排列形成的平凸透镜，可以构成不同的透镜光栅，进而形成满足需要的液晶透镜。
本发明还提出了一种显示装置，包括上述任一项的液晶透镜以及显示面板，液晶透镜设置于显示面板的出光面。
需要说明的是，本实施例中的显示装置可以为：电子纸、手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
需要指出的是，在附图中，为了图示的清晰可能夸大了层和区域的尺寸。而且可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“上”时，它可以直接在其他元件上，或者可以存在中间的层。另外，可以理解，当元件或层被称为在另一元件或层“下”时，它可以直接在其他元件下，或者可以存在一个以上的中间的层或元件。另外，还可以理解，当层或元件被称为在两层或两个元件“之间”时，它可以为两层或两个元件之间惟一的层，或还可以存在一个以上的中间层或元件。通篇相似的参考标记指示相似的元件。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到现有技术中的液晶透镜，在模拟截面与2D显示面板的透光轴存在一定夹角的情况下，则难以保证形成的平凸透镜具有较高的对称度和相位延迟。本发明提出了一种液晶透镜，通过两个多层结构的条状电极组形成平凸透镜，并且可以综合考量电极充电电压、电极厚度、电极宽度、绝缘层厚度等因素，使得形成的液晶透镜在模拟截面的方向与2D显示面板的透光轴存在夹角的情况下，其中的平凸透镜依然具有较高的对称度，从仅而产生较低的串扰，并产生较大的相位延迟。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。11 -->

Claims (13)

1.一种液晶透镜，其特征在于，包括：
相对设置的第一基板和第二基板，以及设置于两者之间的液晶，所述第二基板上设置有公共电极，
所述液晶透镜包括多个液晶透镜单元，每一个所述液晶透镜单元包括平行间隔设置于所述第一基板上的第一条状电极组和第二条状电极组，所述第一条状电极组、第二条状电极组以及公共电极在被加电压时，在所述公共电极和所述第一条状电极组、所述第二条状电极组之间的液晶中形成平凸透镜，
其中，所述第一条状电极组和第二条状电极组分别包括多层相互绝缘的子电极，对所述第一条状电极组的子电极与所述第二条状电极组的子电极分别施加电压，以调节所述平凸透镜的对称性。
2.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述第一条状电极组的每层子电极的宽度，和/或所述第二条状电极组的每层子电极的宽度，沿朝向所述第二基板的方向递减。
3.根据权利要求1或2所述的液晶透镜，其特征在于，
所述第一条状电极组中的每层子电极，在远离所述第二条状电极组一侧的端部，在所述第一基板上的投影重合，
和/或
所述第二条状电极组中的每层子电极，在远离所述第一条状电极组一侧的端部，在所述第一基板上的投影重合。
4.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述第一条状电极组中与所述第二条状电极组中，至少在一层中，处于同一层的子电极的宽度不同。
5.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述第一条状电极组包含的子电极的层数，与所述第二条状电极组包含的子电极的层数不同。
6.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述第一条状电极组的每层子电极的厚度为第一厚度，所述第二条状电极组的每层子电极的厚度为第二厚度，且所述第一厚度与所述第二厚度不相等。
7.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述第一条状电极组中至少两层子电极的厚度彼此不同，和/或所述第二条状电极组中至少两层子电极的厚度彼此不同。
8.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述第一条状电极组中每层子电极被加第一电压，所述第二条状电极组中每层子电极被加第二电压，且所述第一电压和所述第二电压不相等。
9.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述第一条状电极组中至少两层子电极被施加不同电压，和/或所述第二条状电极组中至少两层子电极被施加不同电压。
10.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述第一条状电极组中每层子电极之间设置有绝缘层，所述第二条状电极组中每层子电极之间设置有绝缘层，其中，所述第一条状电极组至少两个绝缘层的厚度不同，和/或所述第二条状电极组至少两个绝缘层的厚度不同。
11.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，相邻的液晶透镜单元之间设置有绝缘部。
12.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，
相邻的液晶透镜单元中，一个液晶透镜单元的第一条状电极组与另一个液晶透镜单元的第一条状电极组或第二条状电极组相邻。
13.一种显示装置，包括权利要求1至12中任一项所述的液晶透镜以及显示面板，所述液晶透镜设置于所述显示面板的出光面。
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