CN104714351A - 一种液晶透镜和其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶透镜和该液晶透镜的制造方法，该液晶透镜包括：层叠设置的第一基板、第二基板和第三基板，第一基板和第二基板之间封装第一液晶层，第二基板和第三基板之间封装第二液晶层；第一基板靠近第一液晶层的一侧设置第一电极，第二基板靠近第一液晶层的一侧设置第二电极，第一电极或第二电极包括多个同心圆环电极；第三基板靠近第二液晶层的一侧设置第三电极，第二基板靠近第二液晶层的一侧设置第四电极，第三电极或第四电极包括多个同心圆环电极；其中，至少两个同心圆环电极间设置有高阻层。本发明提供的液晶透镜具有孔径大、偏振独立、成像效果好的优势。

Description

一种液晶透镜和其制造方法

技术领域

本发明涉及显示技术，尤其涉及一种液晶透镜和该液晶透镜的制造方法。

背景技术

液晶具有较大的光电各向异性，是极佳的光电材料，现已广泛应用于制作各类光学器件，如液晶透镜、液晶显示器。液晶透镜是目前研究较为广泛的小型液晶光学器件。

现有技术中的液晶透镜包括单孔单盒液晶透镜、单孔双盒液晶透镜、单孔单盒环电极液晶透镜、单孔单盒蓝相液晶透镜等。现有技术的缺陷在于：单孔单盒液晶透镜的开孔仅能达到1mm孔径，并且仅能对自然光中o光和e光中的一种进行调制，不能实现偏振独立；单孔双盒液晶透镜开孔的孔径无法做大；单盒单孔环电极液晶透镜的电极数量有限，使折射率梯度效果很差，进而导致成像质量很差，也不能实现偏振独立；单盒单孔、PEDOT:PSS(聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸))、蓝相液晶透镜的孔径无法做大，蓝相液晶材料成本高昂，无法量产。

发明内容

本发明提供一种液晶透镜和该液晶透镜的制造方法，以解决现有技术的问题。

本发明提供一种液晶透镜，该液晶透镜包括：层叠设置的第一基板、第二基板和第三基板，所述第一基板和所述第二基板之间封装第一液晶层，所述第二基板和所述第三基板之间封装第二液晶层；

所述第一基板靠近所述第一液晶层的一侧设置第一电极，所述第二基板靠近所述第一液晶层的一侧设置第二电极，所述第一电极或所述第二电极包括多个同心圆环电极；

所述第三基板靠近所述第二液晶层的一侧设置第三电极，所述第二基板靠近所述第二液晶层的一侧设置第四电极，所述第三电极或所述第四电极包括多个同心圆环电极；

其中，至少两个所述同心圆环电极间设置有高阻层。

本发明还提供一种液晶透镜的制造方法，所述液晶透镜包括：层叠设置的第一基板、第二基板和第三基板，所述第一基板和所述第二基板之间封装第一液晶层，所述第二基板和所述第三基板之间封装第二液晶层；

所述第一基板靠近所述第一液晶层的一侧设置第一电极，所述第二基板靠近所述第一液晶层的一侧设置第二电极，所述第一电极或所述第二电极包括多个同心圆环电极；

所述第三基板靠近所述第二液晶层的一侧设置第三电极，所述第二基板靠近所述第二液晶层的一侧设置第四电极，所述第三电极或所述第四电极包括多个同心圆环电极；

其中，至少两个所述同心圆环电极间设置有高阻层，该制造方法包括：

提供一基板，在所述基板上形成高阻层，图案化所述高阻层；

在所述高阻层上形成第一导电层，图案化所述第一导电层，形成多个第一同心圆环电极；或者，

提供一基板，在该基板上形成第二导电层，图案化所述第二导电层，形成多个第二同心圆环电极；

在所述第二同心圆环电极上形成高阻膜。

本发明还提供一种液晶透镜的制造方法，所述液晶透镜包括：层叠设置的第一基板、第二基板和第三基板，所述第一基板和所述第二基板之间封装第一液晶层，所述第二基板和所述第三基板之间封装第二液晶层；

所述第一基板靠近所述第一液晶层的一侧设置第一电极，所述第二基板靠近所述第一液晶层的一侧设置第二电极，所述第一电极或所述第二电极包括多个同心圆环电极；

所述第三基板靠近所述第二液晶层的一侧设置第三电极，所述第二基板靠近所述第二液晶层的一侧设置第四电极，所述第三电极或所述第四电极包括多个同心圆环电极；

其中，至少两个所述同心圆环电极间设置有高阻层，该制造方法包括：

提供一基板，在该基板上形成导电层，图案化所述导电层以形成多个第一同心圆环电极和第二同心圆环电极，在所述第一同心圆环电极上形成高阻层。

本发明提供的液晶透镜具有大孔径、偏振独立、成像效果好、工艺简单、驱动设计简单的优势。与现有技术相比，可以克服多电极液晶透镜的外围区域电极密度大、成像效果差、工艺难度大的缺点，同时也减少了驱动电路和电极走线的复杂性。采用该液晶透镜，可以根据不同实际需要设计环电极数量，调整相关设计和工艺，实现更大的通光孔径，以及更优异的透镜性能。

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做一简单地介绍，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。

图1(a)为现有技术提供的一个液晶透镜的剖面示意图；

图1(b)为现有技术提供的又一个液晶透镜的剖面示意图；

图1(c)为现有技术提供的再一个液晶透镜的平面示意图；

图1(d)为现有技术提供的另一个液晶透镜的剖面示意图；

图2(a)为本发明一个实施例提供的一个液晶透镜的剖面示意图；

图2(b)为本发明一个实施例提供的亚透镜的示意图；

图2(c)为本发明一个实施例提供的第二亚透镜的剖面示意图；

图2(d)为本发明一个实施例提供的第一亚透镜的示意图；

图2(e)为本发明一个实施例提供的不同尺寸亚透镜折射率的示意图；

图2(f)为本发明一个实施例提供的不同尺寸亚透镜电场分布的示意图；

图2(g)为本发明一个实施例提供的菲涅尔透镜电极的平面示意图；

图3(a)为本发明又一个实施例提供的一个液晶透镜的剖视图；

图3(b)为本发明又一个实施例提供的一个液晶透镜的平面示意图；

图4(a)为本发明再一个实施例提供的制备高阻层的示意图；

图4(b)为本发明再一个实施例提供的制备同心圆环电极的示意图；。

图4(c)为本发明再一个实施例提供的制备绝缘层的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1(a)所示，为现有技术提供的一个液晶透镜的剖面示意图，如图所示，该液晶透镜包括相对设置的第一电极11和第二电极12、位于第一电极11和第二电极12之间的液晶层13，其中，第二电极12上具有一个开孔14。该单孔单盒液晶透镜的工作原理是，在第一电极11和第二电极12上施加电压，在第二电极12的开孔14区域形成电场梯度，开孔14所对应的液晶层13区域的液晶分子在梯度电场作用下发生不一样的形变，液晶分子折射率梯度分布，自然光穿过液晶层13中液晶分子时，产生透镜效果。

参考图1(b)所示，为现有技术提供的又一个液晶透镜的剖面示意图，如图所示，该液晶透镜包括相对设置的第一导电层21和第二导电层22、位于第一导电层21和第二导电层22之间的隐藏导电层23、位于第一导电层21和隐藏导电层23之间的第一液晶层24、位于第二导电层22和隐藏导电层23之间的第二液晶层25，其中，隐藏导电层23上具有一个开孔26，第一液晶层24中的液晶分子和第二液晶层25中的液晶分子的排列方向正交。该单孔双盒液晶透镜的工作原理是，在第一导电层21和隐藏导电层23上施加电压，开孔26所对应的第一液晶层24中液晶分子在梯度电场作用下发生不一样的形变，自然光穿过第一液晶层24中液晶分子时，自然光中与第一液晶层24中液晶分子同方向的光被调制；在第二导电层22和隐藏导电层23上施加电压，自然光中与第二液晶层25中液晶分子同方向的光穿过第二液晶层25中发生不一样形变的液晶分子时，被调制，产生透镜效果、实现偏振独立。

参考图1(c)所示，为现有技术提供的再一个液晶透镜的平面示意图，如图所示，该液晶透镜为菲涅尔透镜，每一个亚透镜上具有一组多个同心圆环电极，环电极31与驱动电路32连接。该单盒单孔环电极液晶透镜的工作原理是，亚透镜上的一组电极形成电场梯度，使液晶分子发生不一样的形变，自然光透过液晶分子时实现透镜效果。

参考图1(d)所示，为现有技术提供的另一个液晶透镜的剖面示意图，如图所示，该液晶透镜包括相对设置的第一基板41和第二基板42、位于第一基板41和第二基板42之间的蓝相液晶层43，其中，第二基板42相对第一基板41的一侧设置有整面的面电极44，第一基板41相对第二基板42的一侧上设置有不接触的边缘电极45和中心电极46、与边缘电极45、中心电极46相接触的PEDOT:PSS(聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸))电极47。该单盒单孔、PEDOT:PSS、蓝相液晶液晶透镜的工作原理是，PEDOT:PSS电极47的导电率很高，在电极上施加电压后，PEDOT:PSS电极47实现电场梯度，并且蓝相液晶层43实现自然光的偏振独立。

现有技术的缺陷在于：单孔单盒液晶透镜的开孔仅能达到1mm孔径，并且仅能对自然光中o光和e光中的一种进行调制，不能实现偏振独立；单孔双盒液晶透镜开孔的孔径无法做大；单盒单孔环电极液晶透镜的电极数量有限，使折射率梯度效果很差，进而导致成像质量很差，也不能实现偏振独立；单盒单孔、PEDOT:PSS、蓝相液晶透镜的孔径无法做大，蓝相液晶材料成本高昂，无法量产。

参考图2(a)所示，为本发明一个实施例提供的一个液晶透镜的剖面示意图，如图所示，该液晶透镜包括：层叠设置的第一基板110、第二基板120和第三基板130，第一基板110和第二基板120之间封装第一液晶层140，第二基板120和第三基板130之间封装第二液晶层150；第一基板110靠近第一液晶层140的一侧设置第一电极111，第二基板120靠近第一液晶层140的一侧设置第二电极121，第一电极111或第二电极121包括多个同心圆环电极，在本实施例中，以第一电极111为多个同心圆环电极、第二电极121为面电极为例进行描述；第三基板130靠近第二液晶层150的一侧设置第三电极131，第二基板120靠近第二液晶层150的一侧设置第四电极122，第三电极131或第四电极122包括多个同心圆环电极，在本实施例中，以第三电极131为多个同心圆环电极、第四电极122为面电极为例进行描述；其中，至少两个同心圆环电极间设置有高阻层。

如上所述，第一基板110、第二基板120和第一液晶层140组成了一个液晶透镜，第三基板130、第二基板120和第二液晶层150组成了又一个液晶透镜，任一个液晶透镜的孔径区域小于或等于电极所对应的透镜区域。可选的，本实施例中第一液晶层140中的液晶分子的排列方向与第二液晶层150中的液晶分子的排列方向正交，例如第一液晶层140中的液晶分子可选水平方向排列、第二液晶层150中的液晶分子可选垂直方向排列。因此根据透镜区域的大小、液晶分子的排列方向，该液晶透镜可实现大孔径透镜、偏振独立的效果。以下结合图2(b)～图2(f)对该液晶透镜的具体结构进行描述。

参考图2(b)所示，为本发明一个实施例提供的亚透镜的示意图。已知该液晶透镜的第一电极111和第三电极131分别由多个同心圆环电极组成，第二电极121和第四电极122分别为面电极，因此具有多个同心圆环电极的液晶透镜可实现菲涅尔透镜效果。在此该液晶透镜可作为菲涅尔透镜，根据菲涅尔透镜的结构，该菲涅尔透镜包括多个亚透镜，根据菲涅尔透镜的结构，将多个同心圆环电极分为相应的第一亚透镜160和第二亚透镜170，因此菲涅尔透镜的多个亚透镜包括至少一个第一亚透镜160和多个第二亚透镜170。由于该菲涅尔透镜包括多个同心圆环电极，因此任意一个亚透镜包括至少一个同心圆环电极。在此，第一亚透镜160和第二亚透镜170的区别在于同心圆环电极的数量和组成结构的变化，任意两个相邻亚透镜之间具有间隙。

可选地，在本实施例中，根据多个同心圆环电极的不同结构，设置菲涅尔透镜具有一个第一亚透镜160，具有多个第二亚透镜170，那么具体设置第一亚透镜160为位于液晶透镜圆心处的1个亚透镜，第二亚透镜170为围绕第一亚透镜160的多个亚透镜，在此，第一亚透镜160的环宽度W1大于第二亚透镜170的环宽度W2。

已知第一亚透镜160位于圆心处，第二亚透镜170围绕第一亚透镜160，液晶透镜具有多个第二亚透镜170。液晶透镜为菲涅尔透镜，已知菲涅尔透镜的设计要求各亚透镜的尺寸不同，越往外圈环宽度越小，而且差异很大，因此在此可设置，从圆心处指向圆周处的方向上，依次的多个第二亚透镜170的环宽度逐渐降低。

如上所述，已知第一亚透镜160环宽度较大，第二亚透镜170的环宽度较小，第一亚透镜160位于液晶透镜圆心处，第二亚透镜170围绕第一亚透镜160，那么以同心圆环数量进行划分，可选地，第一亚透镜160包括：n个同心圆环电极；第二亚透镜170包括：m个同心圆环电极；其中，n为大于或等于2的整数，m为大于或等于1的整数，m≤n。因此第一亚透镜160上的同心圆环电极数量可设置为多于第二亚透镜170上的同心圆环电极数量。

参考图2(c)所示，为本发明一个实施例提供的第二亚透镜170的剖面示意图。已知第二亚透镜170的面积较小，那么相应的第二亚透镜170的同心圆环电极180数量也相对较少，为了在具有较少同心圆环电极180的多个第二亚透镜170上实现电压梯度，那么在此可选地，第二亚透镜170还包括：设置在m个同心圆环电极180之间且与m个同心圆环电极180相接触的高阻层171，其中，m个同心圆环电极180的间距根据每一个用户的实际要求计算得出。高阻层171与m个同心圆环电极180接触，当给m个同心圆环电极180上施加不同电压之后，m个电压的电压差可能较大，那么高阻层171可在第二亚透镜170的横向宽度上实现电压梯度变化，在此，第二亚透镜170的横向宽度具体是指从圆心处指向圆周处的方向上第二亚透镜170的环宽度。

高阻层171与m个同心圆环电极180接触，因此在此，可选地，第二亚透镜170中的m个同心圆环电极180设置在高阻层171上，或者，第二亚透镜170中的m个同心圆环电极180设置在高阻层171下，m个同心圆环电极180设置在高阻层171上或者设置在高阻层171下，其目的均在与通过高阻层171实现第二亚透镜170的电压梯度效果。在本实施例图2(c)中，以第二亚透镜170中的m个同心圆环电极180设置在高阻层171上为例进行描述。

从圆心处指向圆周处的方向上，随着第二亚透镜170的环宽度逐渐降低，如果每个第二亚透镜170都使用相同的电极数量来实现的话，不仅工艺限制无法实现，而且如此每个第二亚透镜170都不能达到最佳效果，因此在此设置，从圆心处指向圆周处的方向上，随着第二亚透镜170的环宽度逐渐降低，依次的多个第二亚透镜170中可设置的同心圆环电极180数量逐渐减少。为了使液晶透镜的最外围的第二亚透镜170也能实现电压梯度变化均匀，可选地，最外围的第二亚透镜170的同心圆环电极180设置为2个，其他第二亚透镜170的同心圆环电极180数量大于或等于2个，由此从圆心处指向圆周处的方向上，液晶透镜实现菲涅尔透镜效果，菲涅尔透镜的电极数量较多，电压梯度变化均匀。

参考图2(d)所示，为本发明一个实施例提供的第一亚透镜的示意图。已知第一亚透镜160的面积较大，那么相应的第一亚透镜160的同心圆环电极180可设置多个，给当前的n个同心圆环电极180施加不同的电压，那么n个同心圆环电极180已能够实现电压梯度。

然而第一亚透镜160和相邻的第二亚透镜170上的相靠近的两个同心圆环电极180上的电压差可能较大，因此在此，为了使第一亚透镜160和相邻的第二亚透镜170的电压差降低，可选地，第一亚透镜160还包括：设置在n个同心圆环电极180之间且与n个同心圆环电极180相接触的绝缘层161，其中，第一亚透镜160中n个同心圆环电极180中的半径最大的同心圆环电极180设置在绝缘层161下，剩余同心圆环电极180设置在绝缘层161上。或者可选地，第一亚透镜160中n个同心圆环电极180中的半径最小的同心圆环电极180设置在绝缘层161上，剩余同心圆环电极180设置在绝缘层161下。其中，n个同心圆环电极180的间距根据每一个用户的实际要求计算得出。在本实施例图2(d)中，以第一亚透镜160中的半径最小的同心圆环电极180设置在绝缘层161下为例进行描述。

可选地，在第一亚透镜160中增加绝缘层161后，第一亚透镜160中设置在绝缘层161下的同心圆环电极180与设置在绝缘层161上的同心圆环电极180在绝缘层161的垂直方向上不交叠。

综上所述，设置第一亚透镜160中，与同心圆环电极180相接触的膜层为绝缘层161的原因在于，第一亚透镜160的面积较大，具有多个同心圆环电极180，如果使用高阻层171与n个同心圆环电极180接触，由于第一亚透镜160的大的环宽度，那么n个同心圆环电极180中位于边缘以内、中心以外的多个环电极的电场强度可能相似，在相似的电场强度下，其对应区域的液晶分子的折射率相近，由此使液晶透镜无法实现理想的抛物线分布，而是出现折射率在中间区域平滑的缺陷，由此不能实现透镜效果。设置第二亚透镜170中，与同心圆环电极180相接触的膜层为高阻层171的原因在于，第二亚透镜170的面积较小，高阻层171与同心圆环电极180，第二环电极的电场梯度分布，那么其对应的液晶分子的折射率可以实现理想的抛物线分布。参考图2(e)所示，为本发明一个实施例提供的不同尺寸亚透镜折射率的示意图，其中，纵坐标为折射率，左图为环宽度为42μm的亚透镜折射率分布曲线，右图为环宽度为242μm的亚透镜折射率分布曲线。

综上所述，设置第一亚透镜160的环电极数量大于第二亚透镜170的环电极数量的原因在于，第一亚透镜160的面积较大，多电极数量能够实现电场梯度分布，第二亚透镜170的面积较小，多电极无法实现，电极少可能导致电场分布与实际分布差异较大。如图2(f)所示，为本发明一个实施例提供的不同尺寸亚透镜电场分布的示意图，其中，虚线为理想分布，实线为实际分布，如左图所示为环宽度为42μm的亚透镜的电场梯度示意图，该小尺寸亚透镜的m个环电极实现了电场梯度，且电场梯度分布与理想分布相似。如右图所示为环宽度为242μm的亚透镜的电场梯度示意图，该大尺寸亚透镜的环电极数量较少，不能实现理想的电场梯度效果，所以透镜效果不佳。此外，由于从圆心处指向圆周处的方向上，第二亚透镜170环宽度越来越小，如果增加该亚透镜中的电极数量，则受限于工艺能力，透镜的孔径只能做到很小，无法实现大孔径。

参考图2(g)所示，为本发明一个实施例提供的菲涅尔透镜电极的平面示意图。液晶透镜包括显示区190和围绕显示区设置的非显示区191，其中，液晶透镜的液晶层所对应区域为显示区190，围绕液晶层之外的区域为非显示区191。为了使液晶透镜实现菲涅尔透镜效果，在此需要给第一电极111和第二电极121上施加电压，以及给第三电极131和第四电极122上施加电压，因此液晶透镜还包括至少一个驱动电路192，驱动电路192设置在非显示区191内，并且非显示区191内还包括多条电连接同心圆环电极180与驱动电路192的电极引线193。在此，驱动电路192即是为液晶透镜的电极提供电源，液晶透镜的任意电极需与驱动电路192连接。

液晶透镜的多个同心圆环电极180的电极引线与驱动电路192连接，如果每个亚透镜的多个同心圆环电极180都使用相同的电压来驱动的话，那么液晶透镜的梯度效果很差，进而导致成像效果差，因此不同环电极上施加的电压不同，并且从圆心处指向圆周处的方向上，相邻亚透镜之间的电场呈下降趋势或上升区域，其中，每一个同心圆环电极180上施加的电压根据每一个用户的实际要求计算得出。由此可知，任意一个同心圆环电极180与其对应的面电极组成一组电极，多个同心圆环电极180与其对应的面电极组成多组电极，给不同的同心圆环电极180施加不同的电压，那么液晶透镜具有优异的电场梯度效果，进而液晶层中的液晶分子在电场梯度作用下产生不一样的形变。

如图2(g)所示，驱动电路192位于非显示区191，那么同心圆环电极180与驱动电路电192连接时，可在多个同心圆环电极180上设置开口且开口位置相同，那么多个同心圆环电极180中每一个环电极的电极引线193与环电极同层设置且从开口位置处引出，并分别连接至位于多个同心圆环电极180外围的驱动电路192，其中，任意相邻同心圆环电极180的电极引线193之间具有间隙或绝缘设置。具体的，多个同心圆环电极180的电极引线193平行连接至驱动电路。

可选地，多个同心圆环电极180中任意一个环电极的开口的两个端口各连接一条电极引线193，或者环电极的开口的任意一个端口连接一条电极引线193。当多个同心圆环电极180中任意一个环电极的开口的两个端口各连接一条电极引线193，则电流从两个端口向该环电极传输，那么在传输过程中的电流损耗非常小，当环电极的开口的其中一个端口连接一条电极引线193时，电流传输过程中从一个端口流入经过该环电极路径到达另一个端口时，可能在传输过程中产生大量电流损耗。在本实施例中，如图2(g)所示，可选多个同心圆环电极180中任意一个环电极的开口的两个端口各连接一条电极引线193，该电极引线193从开口位置引出并连接至非显示区191的驱动电路192。

综上所述，该液晶透镜的工作原理具体为：(1)对于液晶透镜的第一基板110和第二基板120组成的第一个液晶透镜盒，第一液晶层140的液晶分子水平排列，菲涅尔透镜的同心圆环电极180数量非常多，驱动电路的引线一端连接至第二电极121，另一端分别连接至第一电极111的多个同心圆环电极180，给多个同心圆环电极180施加依次降低或增加的电压，液晶透镜实现均匀的电场梯度分布，那么在梯度电场作用下，与该同心圆环电极180对应的第一液晶层140的液晶分子发生不一样的形变，液晶分子折射率效果优异，自然光透过第一液晶层140的液晶分子时，自然光中水平方向传播的光线聚焦，实现透镜效果，并实现独立对水平方向的光线进行的调制，成像质量好；(2)对于液晶透镜的第二基板120和第三基板130组成的第二个液晶透镜盒，第二液晶层150的液晶分子垂直排列，驱动电路的引线的一端连接第四电极122，另一端分别连接至第三电极131的多个同心圆环电极180，给多个同心圆环电极180施加依次降低或增加的电压，液晶透镜实现均匀的电场梯度分布，那么在梯度电场作用下，与该同心圆环电极180对应的第二液晶层150的液晶分子发生不一样的形变，液晶分子折射率效果好，自然光(无水平方向传播的光线)透过第二液晶层150的液晶分子时，自然光中垂直方向传播的光线聚焦，实现透镜效果，并实现独立对垂直方向的光线进行的调制，成像质量好。

由此可知，本实施例提供的液晶透镜具有大孔径、偏振独立、成像效果好、工艺简单、驱动设计简单的优势。与现有技术相比，可以克服多电极液晶透镜的外围区域电极密度大、成像效果差、工艺难度大的缺点，同时也减少了驱动电路和电极走线的复杂性。采用该液晶透镜，可以根据不同实际需要设计环电极数量，调整相关设计和工艺，实现更大的通光孔径，以及更优异的透镜性能。

参考图3(a)所示，为本发明又一个实施例提供的一个液晶透镜的剖视图。如图所示，该液晶透镜，包括：第一基板210、第二基板220和第三基板230，第一基板210和第二基板220之间封装第一液晶层240，第二基板220和第三基板230之间封装第二液晶层250；第一基板210靠近第一液晶层240的一侧设置第一电极211，第二基板220靠近第一液晶层240的一侧设置第二电极221，第一电极211或第二电极221包括多个同心圆环电极；第三基板230靠近第二液晶层250的一侧设置第三电极231，第二基板220靠近第二液晶层250的一侧设置第四电极222，第三电极231或第四电极222包括多个同心圆环电极；其中，至少两个同心圆环电极间设置有高阻层。

其中，第二基板220包括第一子基板223和第二子基板224；第一子基板223和第一基板224之间封装第一液晶层240，第一子基板223靠近第一液晶层230的一侧设置第二电极221；第二子基板224和第三基板230之间封装第二液晶层250，第二子基板224靠近第二液晶层250的一侧设置第四电极222。第一子基板223背离第一液晶层240的一侧和第二子基板224背离第二液晶层250的一侧贴合。

在本实施例中，液晶透镜为菲涅尔透镜，菲涅尔透镜包括多个第一亚透镜和多个第二亚透镜，任意一个亚透镜包括至少一个同心圆环电极。其中，第一亚透镜为位于液晶透镜圆心处和靠近液晶透镜圆心处的多个亚透镜，第二亚透镜为围绕所述第一亚透镜的多个亚透镜。

第一亚透镜包括：n个同心圆环电极；第二亚透镜包括：m个同心圆环电极；其中，n为大于或等于2的整数，m为大于或等于1的整数，m≤n。

对于第二亚透镜，还包括：设置在m个同心圆环电极之间且与m个同心圆环电极相接触的高阻层。第二亚透镜中的m个同心圆环电极设置在高阻层上，或者，第二亚透镜中的m个同心圆环电极设置在高阻层下。

第一亚透镜还包括：设置在n个同心圆环电极之间且与n个同心圆环电极相接触的绝缘层，其中，第一亚透镜中n个同心圆环电极中的任意两个相邻的同心圆环电极一个设置在绝缘层下，另一同心圆环电极设置在绝缘层上。

第一亚透镜中设置在绝缘层下的同心圆环电极与设置在绝缘层上的同心圆环电极在绝缘层的垂直方向上不交叠。

参考图3(b)所示，为本发明又一个实施例提供的一个液晶透镜的平面示意图。该液晶透镜包括显示区260和围绕显示区设置的非显示区261，还包括至少一个设置在非显示区261内的驱动电路262及多条电连接同心圆环电极与驱动电路262的电极引线263。多个同心圆环电极中每一个环电极的电极引线263从多个同心圆环电极正上方引出，并分别连接至位于多个同心圆环电极外围的驱动电路262，其中，任意相邻两条电极引线263之间具有间隙，或层叠绝缘设置，或同层绝缘设置。在图3(b)中所示，两条电极引线263之间具有间隙。其中，环电极的正上方连接至少一条电极引线263。

该液晶透镜的工作原理具体为：给第一电极211的多个同心圆环电极施加依次降低或增加的电压，液晶透镜实现均匀的电场梯度分布，与该同心圆环电极对应的第一液晶层240的液晶分子发生不一样的形变，自然光透过第一液晶层240的液晶分子时，自然光中水平方向传播的光线聚焦，实现透镜效果，并实现独立对水平方向的光线进行的调制，成像质量好；给第三电极231的多个同心圆环电极施加依次降低或增加的电压，液晶透镜实现均匀的电场梯度分布，与该同心圆环电极对应的第二液晶层250的液晶分子发生不一样的形变，自然光(无水平方向传播的光线)透过第二液晶层250的液晶分子时，自然光中垂直方向传播的光线聚焦，实现透镜效果，并实现独立对垂直方向的光线进行的调制，成像质量好。

本发明实施例提供的一个液晶透镜具有孔径大、偏振独立、成像效果好的优势。

本发明还提供一种液晶透镜的制造方法，液晶透镜包括：第一基板、第二基板和第三基板，第一基板和第二基板之间封装第一液晶层，第二基板和第三基板之间封装第二液晶层；第一基板靠近第一液晶层的一侧设置第一电极，第二基板靠近第一液晶层的一侧设置第二电极，第一电极或第二电极包括多个同心圆环电极；第三基板靠近第二液晶层的一侧设置第三电极，第二基板靠近第二液晶层的一侧设置第四电极，第三电极或第四电极包括多个同心圆环电极；其中，任意两个同心圆环电极绝缘设置且至少两个同心圆环电极间设置有高阻层。该制造方法包括：

如图4(a)所示，提供一基板310，在基板上形成高阻层311，图案化高阻层311；

如图4(b)所示，在高阻层311上形成第一导电层312，图案化第一导电层312，形成多个第一同心圆环电极313。

可选地，在该基板上形成高阻层311之前还包括：

如图4(c)所示，在该基板上形成第三导电层314，图案化第三导电层314，形成多个第三同心圆环电极315，在第三同心圆环电极315上形成绝缘层316，刻蚀绝缘层316，其中，第三同心圆环电极315与第一同心圆环电极313在绝缘层316的垂直方向上不交叠，可选地，在绝缘层316上还形成第四导电层，刻蚀第四导电层以形成多个第四同心圆环电极，该第四同心圆环电极与第三同心圆环电极315在绝缘层316的垂直方向上不交叠。

本发明还提供一种液晶透镜的制造方法，液晶透镜包括：第一基板、第二基板和第三基板，第一基板和第二基板之间封装第一液晶层，第二基板和第三基板之间封装第二液晶层；第一基板靠近第一液晶层的一侧设置第一电极，第二基板靠近第一液晶层的一侧设置第二电极，第一电极或第二电极包括多个同心圆环电极；第三基板靠近第二液晶层的一侧设置第三电极，第二基板靠近第二液晶层的一侧设置第四电极，第三电极或第四电极包括多个同心圆环电极；其中，任意两个同心圆环电极绝缘设置且至少两个同心圆环电极间设置有高阻层。该制造方法包括：

提供一基板，在该基板上形成第二导电层，图案化第二导电层，形成多个第二同心圆环电极；

在第二同心圆环电极上形成高阻膜，图案化高阻膜

可选地，在该基板上形成高阻层之前还包括：

在该基板上形成第三导电层，图案化第三导电层，形成多个第三同心圆环电极，在第三环电极的上形成绝缘层，刻蚀绝缘层，其中，第三同心圆环电极与第一同心圆环电极在绝缘层的垂直方向上不交叠。

本发明还提供一种液晶透镜的制造方法，液晶透镜包括：第一基板、第二基板和第三基板，第一基板和第二基板之间封装第一液晶层，第二基板和第三基板之间封装第二液晶层；第一基板靠近第一液晶层的一侧设置第一电极，第二基板靠近第一液晶层的一侧设置第二电极，第一电极或第二电极包括多个同心圆环电极；第三基板靠近第二液晶层的一侧设置第三电极，第二基板靠近第二液晶层的一侧设置第四电极，第三电极或第四电极包括多个同心圆环电极；其中，任意两个同心圆环电极绝缘设置且至少两个同心圆环电极间设置有高阻层，该制造方法包括：

提供一基板，在该基板上形成导电层，图案化导电层以形成多个第一同心圆环电极和第二同心圆环电极；

在第一同心圆环电极上形成高阻层，图案化高阻层。

可选地，在该具有同心圆环电极的基板上形成高阻层之前还包括：

在第二同心圆环电极上形成绝缘层，图案化绝缘层。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (19)

1.一种液晶透镜，其特征在于，包括：层叠设置的第一基板、第二基板和第三基板，所述第一基板和所述第二基板之间封装第一液晶层，所述第二基板和所述第三基板之间封装第二液晶层；

所述第一基板靠近所述第一液晶层的一侧设置第一电极，所述第二基板靠近所述第一液晶层的一侧设置第二电极，所述第一电极或所述第二电极包括多个同心圆环电极；

所述第三基板靠近所述第二液晶层的一侧设置第三电极，所述第二基板靠近所述第二液晶层的一侧设置第四电极，所述第三电极或所述第四电极包括多个同心圆环电极；

其中，至少两个所述同心圆环电极间设置有高阻层。

2.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述第二基板包括第一子基板和第二子基板；

其中，所述第一子基板和所述第一基板之间封装所述第一液晶层，所述第一子基板靠近所述第一液晶层的一侧设置所述第二电极；

所述第二子基板和所述第三基板之间封装所述第二液晶层，所述第二子基板靠近所述第二液晶层的一侧设置所述第四电极。

3.根据权利要求2所述的液晶透镜，其特征在于，所述第一子基板背离所述第一液晶层的一侧和所述第二子基板背离所述第二液晶层的一侧贴合。

4.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述液晶透镜为菲涅尔透镜，所述菲涅尔透镜包括至少一个第一亚透镜和多个第二亚透镜，任意一个所述亚透镜包括至少一个同心圆环电极。

5.根据权利要求4所述的液晶透镜，其特征在于，所述第一亚透镜为位于 液晶透镜圆心处的1个亚透镜，所述第二亚透镜为围绕第一亚透镜的多个亚透镜；或者，

所述第一亚透镜为位于液晶透镜圆心处和靠近液晶透镜圆心处的多个亚透镜，所述第二亚透镜为围绕所述第一亚透镜的多个亚透镜。

6.根据权利要求4或5所述的液晶透镜，其特征在于，所述第一亚透镜包括：n个同心圆环电极；所述第二亚透镜包括：m个同心圆环电极；

其中，n为大于或等于2的整数，m为大于或等于1的整数，m≤n。

7.根据权利要求6所述的液晶透镜，其特征在于，所述第二亚透镜还包括：设置在m个同心圆环电极之间且与m个同心圆环电极相接触的高阻层。

8.根据权利要求7所述的液晶透镜，其特征在于，所述第二亚透镜中的m个同心圆环电极设置在所述高阻层上，或者，所述第二亚透镜中的m个同心圆环电极设置在所述高阻层下。

9.根据权利要求6所述的液晶透镜，其特征在于，所述第一亚透镜还包括：设置在n个同心圆环电极之间且与n个同心圆环电极相接触的绝缘层。

10.根据权利要求9所述的液晶透镜，其特征在于，所述第一亚透镜中n个同心圆环电极中的半径最小或最大的同心圆环电极设置在所述绝缘层下，剩余同心圆环电极设置在所述绝缘层上；或者，

所述第一亚透镜中n个同心圆环电极中的半径最小或最大的同心圆环电极设置在所述绝缘层上，剩余同心圆环电极设置在所述绝缘层下；或者，

所述第一亚透镜中n个同心圆环电极中的任意两个相邻的同心圆环电极一个设置在所述绝缘层下，另一同心圆环电极设置在所述绝缘层上。

11.根据权利要求10所述的液晶透镜，其特征在于，所述第一亚透镜中 设置在所述绝缘层下的同心圆环电极与设置在所述绝缘层上的同心圆环电极在所述绝缘层的垂直方向上不交叠。

12.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述液晶透镜包括显示区和围绕所述显示区设置的非显示区，所述液晶透镜还包括至少一个设置在所述非显示区内的驱动电路及多条电连接所述同心圆环电极与所述驱动电路的电极引线。

13.根据权利要求12所述的液晶透镜，其特征在于，所述多个同心圆环电极均具有开口且开口位置相同，所述多个同心圆环电极中每一个环电极的电极引线与所述环电极同层设置且从所述开口位置处引出，并分别连接至位于所述多个同心圆环电极外围的驱动电路，其中，任意相邻所述同心圆环电极的电极引线之间具有间隙或绝缘设置。

14.根据权利要求12所述的液晶透镜，其特征在于，所述多个同心圆环电极中每一个环电极的电极引线从所述多个同心圆环电极正上方引出，并分别连接至位于所述多个同心圆环电极外围的驱动电路，其中，任意相邻两条所述电极引线之间具有间隙，或层叠绝缘设置，或同层绝缘设置。

15.根据权利要求13或14所述的液晶透镜，其特征在于，所述多个同心圆环电极中任意一个所述环电极的开口的两个端口各连接一条电极引线，或者所述环电极的开口的任意一个端口连接一条电极引线，或者所述环电极的正上方连接至少一条电极引线。

16.一种液晶透镜的制造方法，所述液晶透镜包括：第一基板、第二基板和第三基板，所述第一基板和所述第二基板之间封装第一液晶层，所述第二基板和所述第三基板之间封装第二液晶层；

所述第一基板靠近所述第一液晶层的一侧设置第一电极，所述第二基板靠近所述第一液晶层的一侧设置第二电极，所述第一电极或所述第二电极包括多个同心圆环电极；

所述第三基板靠近所述第二液晶层的一侧设置第三电极，所述第二基板靠近所述第二液晶层的一侧设置第四电极，所述第三电极或所述第四电极包括多个同心圆环电极；

其中，任意两个同心圆环电极绝缘设置且至少两个所述同心圆环电极间设置有高阻层，其特征在于，该制造方法包括：

提供一基板，在所述基板上形成高阻层，图案化所述高阻层；

在所述高阻层上形成第一导电层，图案化所述第一导电层，形成多个第一同心圆环电极；或者，

提供一基板，在该基板上形成第二导电层，图案化所述第二导电层，形成多个第二同心圆环电极；

在所述第二同心圆环电极上形成高阻膜。

17.根据权利要求16所述的制造方法，其特征在于，在该基板上形成高阻层之前还包括：

在该基板上形成所述第三导电层，图案化所述第三导电层，形成多个第三同心圆环电极，在所述第三环电极的上形成绝缘层，刻蚀所述绝缘层，其中，所述第三同心圆环电极与所述第一同心圆环电极在所述绝缘层的垂直方向上不交叠。

18.一种液晶透镜的制造方法，所述液晶透镜包括：第一基板、第二基板和第三基板，所述第一基板和所述第二基板之间封装第一液晶层，所述第二基 板和所述第三基板之间封装第二液晶层；

所述第一基板靠近所述第一液晶层的一侧设置第一电极，所述第二基板靠近所述第一液晶层的一侧设置第二电极，所述第一电极或所述第二电极包括多个同心圆环电极；

所述第三基板靠近所述第二液晶层的一侧设置第三电极，所述第二基板靠近所述第二液晶层的一侧设置第四电极，所述第三电极或所述第四电极包括多个同心圆环电极；

其中，任意两个同心圆环电极绝缘设置且至少两个所述同心圆环电极间设置有高阻层，其特征在于，包括：

提供一基板，在该基板上形成导电层，图案化所述导电层以形成多个第一同心圆环电极和第二同心圆环电极，在所述第一同心圆环电极上形成高阻层。

19.根据权利要求18所述的制造方法，其特征在于，在该具有所述同心圆环电极的基板上形成高阻层之前还包括：

在所述第二同心圆环电极上形成绝缘层，图案化所述绝缘层。