CN105929594A - 液晶光阀及立体显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及裸眼3D显示技术领域，尤其是涉及一种液晶光阀及立体显示装置。该液晶光阀包括组合透镜、粘合剂和偏光装置，所述组合透镜的下表面与偏光装置的上表面之间通过粘合剂进行面贴合；其中，所述组合透镜至少包括菲涅尔凹透镜阵列和菲涅尔凸透镜阵列，所述菲涅尔凹透镜阵列和菲涅尔凸透镜阵列之间的凹凸面互补，所述菲涅尔凹透镜阵列的凹面和所述菲涅尔凸透镜阵列的凸面贴合并固定。该液晶光阀可以解决现有技术中存在的良率及成本的技术问题。

Description

液晶光阀及立体显示装置

技术领域

本发明涉及裸眼3D显示技术领域，尤其是涉及一种液晶光阀及立体显示装置。

背景技术

不需要佩戴特殊眼镜的立体显示技术叫做裸眼3D显示技术。它不需要观察者佩戴笨重、繁琐的辅助眼镜装置，使观察者观看立体图像更加方便、灵活和轻松，因此受到广泛关注。裸眼3D显示技术是当前及以后显示技术重要的发展方向，也是虚拟现实技术的重要组成部分。

目前，两种主流的裸眼3D技术是：狭缝光栅式和柱镜光栅式，它们都是基于双目水平视差原理实现的。

图1所示为现有的狭缝光栅裸眼3D显示原理示意图。该立体显示装置包括：用于提供图像光的显示面板11和位于显示面板11的显示面之前的狭缝光栅12。其中，狭缝光栅12是由遮光条和挡光条相间周期性排列组成。显示面板11的奇数列和偶数列分别显示右眼图像和左眼图像，狭缝光栅12将显示面板11显示的左、右眼图像分别提供给观看者的左、右眼，然后经大脑对左右眼图像进行融合，感受到具有纵深感的立体图像。

图2所示为现有的柱镜光栅裸眼3D显示原理示意图。该立体显示装置包括：用于提供图像光的显示面板21和位于显示面板21的显示面之前的柱镜光栅22。柱镜光栅是由众多完全相同的柱透镜周期性排列组成。显示面板21的奇数列和偶数列分别显示右眼图像和左眼图像，柱镜光栅22将显示面板21显示的左、右眼图像分别提供给观看者的左、右眼，然后经大脑对左右眼图像进行融合，感受到具有纵深感的立体图像。

在上述两种技术中，狭缝光栅裸眼3D显示技术由于挡光，从而使得光损失50％以上，体验舒适度不佳；而柱镜光栅裸眼3D显示技术光线透过率达到90％以上，观看3D舒适度俱佳。因此，柱镜方式是目前广泛被采用的实现方式。

从平面显示向裸眼3D显示的升级换代，是一个循序渐进的过程，因此需要开发能进行2D/3D切换的裸眼3D技术。考虑到现有裸眼立体显示技术方案的成熟度以及与2D显示的兼容性，在显示面板前放置一偏振装置和一片组合透镜。偏振装置开启的时候，通过组合透镜的分光作用，使得3D片源的双目图像分别投射到不同的区域，从而观察者能接收到视差立体图像对，产生深度感知。当偏振装置关闭时，组合透镜就失去了分光作用，恢复到普通的2D平面显示。而组合透镜的制作需要液晶材料，显示尺寸越大，组合透镜的焦距也越大，相应地厚度也越大。随着液晶层厚度的增加，容易引起涂布不均，流平时引起彩斑和水波纹等不良，工艺比较复杂，成本较高，难以规模化生产，不利于市场推广。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液晶光阀及立体显示装置，以解决现有技术中存在的良率及成本的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的液晶光阀包括组合透镜、粘合剂和偏光装置，所述组合透镜的下表面与偏光装置的上表面之间通过粘合剂进行面贴合；其中，所述组合透镜至少包括菲涅尔凹透镜阵列和菲涅尔凸透镜阵列，所述菲涅尔凹透镜阵列和菲涅尔凸透镜阵列之间的凹凸面互补，所述菲涅尔凹透镜阵列的凹面和所述菲涅尔凸透镜阵列的凸面贴合并固定。

进一步地，所述菲涅尔凹透镜阵列设置于所述菲涅尔凸透镜阵列的上方，所述菲涅尔凹透镜阵列的材料为单折射率材料，所述菲涅尔凸透镜阵列所选材料具有双折射特性，并且为正性材料。

进一步地，所述菲涅尔凹透镜阵列设置于所述菲涅尔凸透镜阵列的下方，所述菲涅尔凸透镜阵列的材料为单折射率材料，所述菲涅尔凹透镜阵列所选材料具有双折射特性，并且为负性材料。

进一步地，所述组合透镜还包括用于成型所述菲涅尔凹透镜阵列或菲涅尔凸透镜阵列的基材；在所述菲涅尔凹透镜阵列设置于所述菲涅尔凸透镜阵列的上方时，所述菲涅尔凹透镜阵列通过紫外固化胶在所述基材上成型获得；在所述菲涅尔凹透镜阵列设置于所述菲涅尔凸透镜阵列的下方时，所述菲涅尔凸透镜阵列通过紫外固化胶在所述基材上成型获得。

进一步地，所述菲涅尔凹透镜阵列包括分别沿X轴依次排列延伸的多个第一微透镜单元，每个第一微透镜单元以横切面中心且平行于Z轴方向的中心线左右对称；所述菲涅尔凸透镜阵列包括分别沿X轴依次排列延伸的多个第二微透镜单元，每个第二微透镜单元以横切面中心且平行于Z轴方向的中心线左右对称。

进一步地，所述偏光装置包括第一基板与第二基板，所述第一基板与所述第二基板正对设置，在所述第一基板上设置有第一电极，在所述第二基板上设置有第二电极，在所述第一电极之上设置有第一取向膜，在所述第二电极之上设置有第二取向膜，在所述第一取向膜和第二取向膜之间设有液晶层，所述第一取向膜和第二取向膜的摩擦方向相互垂直，并且所述第二取向膜的摩擦方向与2D显示面板出射光的偏振方向平行。

进一步地，在所述第一电极和第二电极之间还包括电压控制模块。

进一步地，所述偏光装置还包括设置在第一基板与第二基板边缘用于封装液晶层周边的封框胶。

进一步地，所述粘合剂为光学双面胶、紫外固化胶或热熔胶。

本发明还提供一种立体显示装置，其包括依次设置的背光模组、显示面板和所述的液晶光阀。

采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

一、减小3D串扰：通过使用菲涅尔透镜作为光学分光器件，准直性好，能够大大减小左右眼图像的串扰，改善观看3D的舒适度。

二、降低成本：通过使用菲涅耳透镜作为光学分光器件，把单个透镜单元分为几部分，减小了填充液晶层的厚度，节省了使用的液晶材料成本，同时使良率有所提高。

三、提高生产效率：通过直接在液晶盒上成型双折射透镜膜，进少了撕膜和贴合环节，大幅度提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为现有的狭缝光栅裸眼3D显示原理示意图；

图2为现有的柱镜光栅裸眼3D显示原理示意图；

图3为本发明实施例一的液晶光阀的结构示意图；

图4为本发明实施例一的菲涅尔凹透镜阵列示意图；

图5为本发明实施例一的液晶光阀制作流程图；

图6为本发明实施例二的液晶光阀的结构示意图；

图7为本发明实施例二的菲涅尔凸透镜阵列示意图；

图8为本发明实施例二的液晶光阀制作流程图；

图9为本发明实施例三的立体显示装置结构是示意图；

图10为本发明实施例三的立体显示装置2D/3D显示状态示意图。

附图标记：

11-显示面板； 12-狭缝光栅； 21-显示面板；

22-柱镜光栅； 100-组合透镜； 101-基材；

102-菲涅尔凹透镜阵列； 103-菲涅尔凸透镜阵列； 200-粘合剂；

300-偏光装置； 301-第一基板； 302-第二基板；

303-第一电极； 304-第二电极； 305-第一取向膜；

306-第二取向膜； 307-液晶层； 1000-背光模组；

1021-第一凹透镜子单元； 1022-第二凹透镜子单元；

1023-第三凹透镜子单元； 1024-第四凹透镜子单元；

1025-第五凹透镜子单元； 1031-第一凸透镜子单元；

1032-第二凸透镜子单元； 1033-第三凸透镜子单元；

1034-第四凸透镜子单元； 1035-第五凸透镜子单元；

2000-显示面板； 3000-液晶光阀； 4000-电压控制模块。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例一

结合图3至图5所示，本实施例一提供一种液晶光阀，其包括组合透镜100、粘合剂200和偏光装置300，组合透镜100的下表面与偏光装置300的上表面之间通过粘合剂200进行面贴合；其中，组合透镜100至少包括菲涅尔凹透镜阵列102和菲涅尔凸透镜阵列103，菲涅尔凹透镜阵列102和菲涅尔凸透镜阵列103之间的凹凸面互补，菲涅尔凹透镜阵列102的凹面和菲涅尔凸透镜阵列103的凸面贴合并固定。优选地，粘合剂200为光学双面胶、紫外固化胶或热熔胶。

菲涅尔凹透镜阵列102设置于菲涅尔凸透镜阵列103的上方，菲涅尔凹透镜阵列102的材料为单折射率材料，菲涅尔凸透镜阵列103所选材料具有双折射特性，并且为正性材料(即△ε＝ε∥-ε⊥>0，式中ε∥为分子长轴方向的介电系数，ε⊥为分子短轴方向的介电系数)，在常温下为固态。通过两种材料的选择可以使得单折射率菲涅尔凹透镜阵列102的折射率np与双折射率菲涅尔凸透镜阵列103的一个折射率n1或n2(n1为垂直于光轴方向上的第一折射率，n2为沿光轴方向的第二折射率)相匹配，同时使得单折射率菲涅尔凹透镜阵列102的折射率np与双折射率菲涅尔凸透镜阵列103的另一个折射率n2或n1不相匹配。此时，组合透镜100具有相互垂直的第一方向和第二方向。理论上，组合透镜100对偏振方向位于第一方向上的图像产生非透镜效应，且对偏振方向位于第二方向上的图像产生透镜效应。

进一步地，菲涅尔凹透镜阵列102包括分别沿X轴依次排列延伸的多个第一微透镜单元，如P1、P2、P3和P4等(图中只画出了两个微透镜单元)，每个第一微透镜单元如P1、P2等具有相同的结构。每个第一微透镜单元以横切面中心且平行于Z轴方向的中心线左右对称；其中，每个第一微透镜单元从左向右可以由分为多个子单元，本实施例中，由五个子单元(第一凹透镜子单元1021、第二凹透镜子单元1022、第三凹透镜子单元1023、第四凹透镜子单元1024和第五凹透镜子单元1025)组成，它们高度相同，其中第一凹透镜子单元1021和第五凹透镜子单元1025结构完全相同且对称，第二凹透镜子单元1022和第四凹透镜子单元1024结构完全相同且对称，第三凹透镜子单元1023左右两部分对称。其中，P1和P2表示第一微透镜单元的宽度，且P1＝P2，L表示第一微透镜单元的长度，H表示第一微透镜单元的厚度。

该组合透镜100还包括用于成型菲涅尔凹透镜阵列102的基材101；具体地，该组合透镜100包括基材101、菲涅尔凹透镜阵列102和菲涅尔凸透镜阵列103。在菲涅尔凹透镜阵列102设置于菲涅尔凸透镜阵列103的上方时，菲涅尔凹透镜阵列102通过紫外固化胶在基材101上成型获得。该透明的基材101可以是玻璃或PET。可以对基材101平整面的表面进行加硬处理，镀AR膜或单面精密涂布光学亚克力OCA光学胶水等，使其表面耐划伤性强、光通透性好。

此外，该偏光装置300包括第一基板301与第二基板302，第一基板301与第二基板302正对设置，优选地，第一基板301与第二基板302可以是玻璃等透明基材101，各个基板具有相同或者相近的折射率。其中，第一基板301的上表面与菲涅尔凸透镜阵列103的平整面通过胶水贴合，而且，第一基板301的尺寸小于第二基板302的尺寸。在第一基板301上设置有第一电极303，在第二基板302上设置有第二电极304，其中，第一电极303和第二电极304一般为透明导电材料如ITO或者IZO等。在第一电极303之上设置有第一取向膜305，在第二电极304之上设置有第二取向膜306，在第一取向膜305和第二取向膜306之间设有液晶层307，其所用液晶材料为扭曲向列型液晶材料。优选地，第一取向膜305和第二取向膜306可以是聚酰亚胺等有机材料，用于控制液晶分子取向。第一取向膜305和第二取向膜306的摩擦方向相互垂直，并且第二取向膜306的摩擦方向与2D显示面板出射光的偏振方向平行。

在第一电极303和第二电极304之间还包括电压控制模块(图中未标出)，当电压控制模块在第一电极303和第二电极304之间施加电压时，偏光装置300改变显示面板出射光的偏振状态，使出射光偏振方向旋转90度，菲涅尔凸透镜阵列103的折射率与菲涅尔凹透镜阵列102的折射率不相等，形成透镜并改变光线的出射方向。当电压控制模块在第一电极303和第二电极304之间未施加电压时，此时菲涅尔凸透镜阵列103的折射率与菲涅尔凹透镜阵列102的折射率相等，不改变光线的出射方向。在第一电极303和第二电极304之间施加的电压值必须大于或等于阈值电压，该阈值电压是确保液晶分子产生90度偏转的最小电压。该液晶盒所施加的电压为交流方波电压，频率可以是60或120赫兹等。

此外，该偏光装置300还包括设置在第一基板301与第二基板302边缘用于封装液晶层307周边的封框胶。当然，还包括用于控制液晶盒厚的间隙子或隔离物(图中未标出)等。

进一步地，该偏光装置300可以是由许多像素水平和垂直排列组成，每个像素对应一对电极，通过对每一对电极通断电来实现对每个像素的单独控制。

如图5所示，该实施方式中液晶光阀的制作方法流程包括以下主要步骤:

步骤一、液晶的熔化脱泡。把称重好的液晶放入烘箱加热熔化，然后对融化的液晶进行真空加热脱泡，脱泡后放入进行保温。

步骤二、制作菲涅尔凹透镜光栅膜。主要有两种制作方法。

方法一、采用已经按设计值加工好的金刚石刀具在飞速旋转的金属辊筒上面，垂直金属辊筒表面进刀，进刀深度为设计的圆弧深度，然后将雕刻好凸槽的金属辊筒置于紫外成型机上方，金属辊筒滚动的同时将PET基材送入，同步滴入紫外光固化材料，通过紫外光固化后，剥离成型，获取柱状菲涅尔凹透镜光栅膜。

方法二、采用已经按设计值加工好的金刚石刀具在飞速旋转的金属辊筒上面，垂直金属辊筒表面进刀，进刀深度为设计的圆弧深度，然后将雕刻好凹槽的金属辊筒置于紫外成型机上方，金属辊筒滚动的同时将PET基材送入，同步滴入紫外光固化材料，通过紫外光固化后，剥离成型，获取柱状菲涅尔凸透镜光栅膜。然后以获得的柱状菲涅尔凸透镜光栅膜为基膜，在其表面采用光辐射、化学沉积或金属溅射方式对其进行表面改性操作，制作出与该柱状菲涅尔凸透镜光栅模具相对应的柱状菲涅尔凹透镜光栅膜。

步骤三、在偏光装置的上玻璃基板上制作PI(聚酰亚胺)层。把偏光装置放在涂布机平台上，涂布面向上，通过涂布头进行整面涂布，然后通过加热或紫外线固化。

步骤四、摩擦光栅。把凹光栅膜放置在摩擦机平台上，光栅面朝上，按照设定好的时间和频率，通过摩擦布进行定向摩擦。

步骤五、摩擦偏光装置的上玻璃基板。把偏光装置放置在摩擦机平台上，涂布PI层的一面向上，按照设定好的时间和频率，通过摩擦布进行定向摩擦，摩擦方向与步骤三中的摩擦方向垂直。

步骤六、偏光装置与光栅的贴合。把偏光装置放置在贴合平台上，涂布PI的一面朝上，通过涂布头把步骤一中准备的液晶均匀地涂布在PI层上，然后通过真空吸附装置吸附凹光栅膜的平整面并移动到偏光装置的正上方，利用对位装置进行对位，对位完成后进行贴合。

步骤七、流屏配向。把步骤六贴合好凹光栅膜的偏光装置放置在烘箱中进行，设定好温度和时间，使涂布的液晶流屏配向。

步骤八、紫外固化。把步骤七中的偏光装置放置在紫外光线下，按照设定的时间进行固化，形成液晶光阀。

所述步骤一中的液晶熔化温度为110℃；真空脱泡机的加热温度设置为80℃，真空度设置为2Pa；液晶的保温温度设置为80℃。

所述步骤六中的对位装置，可以利用边缘进行对位，也可以利用对位标进行对位。

所述步骤六中的对位装置，如果是利用对位标进行对位，就必须在步骤一中的凹光栅上制作对位标记。

所述步骤七中的流屏时间为20分钟，温度为80℃。

所述步骤八中的固化时间为10分钟。

实施例二

结合图6至图8所示，本实施例二提供一种液晶光阀，其包括组合透镜100、粘合剂200和偏光装置300，组合透镜100的下表面与偏光装置300的上表面之间通过粘合剂200进行面贴合；其中，组合透镜100至少包括菲涅尔凹透镜阵列102和菲涅尔凸透镜阵列103，菲涅尔凹透镜阵列102和菲涅尔凸透镜阵列103之间的凹凸面互补，菲涅尔凹透镜阵列102的凹面和菲涅尔凸透镜阵列103的凸面贴合并固定。

菲涅尔凹透镜阵列102设置于菲涅尔凸透镜阵列103的下方，菲涅尔凸透镜阵列103的材料为单折射率材料，菲涅尔凹透镜阵列102所选材料具有双折射特性，并且为负性材料(即△ε＝ε∥-ε⊥<0，式中ε∥为分子长轴方向的介电系数，ε⊥为分子短轴方向的介电系数)，在常温下为固态。通过两种材料的选择可以使得单折射率菲涅尔凸透镜阵列103的折射率np与双折射率菲涅尔凹透镜阵列102的一个折射率n1或n2(n1为垂直于光轴方向上的第一折射率，n2为沿光轴方向的第二折射率)相匹配，同时使得单折射率菲涅尔凸透镜阵列103的折射率np与双折射率菲涅尔凹透镜阵列102的另一个折射率n2或n1不相匹配。此时，组合透镜100具有相互垂直的第一方向和第二方向。理论上，组合透镜100对偏振方向位于第一方向上的图像产生非透镜效应，且对偏振方向位于第二方向上的图像产生透镜效应。

菲涅尔凸透镜阵列103包括分别沿X轴依次排列延伸的多个第二微透镜单元，如P1、P2等(图中只画出了两个微透镜单元)，每个第二微透镜单元如P1、P2等具有相同的结构。每个第二微透镜单元以横切面中心且平行于Z轴方向的中心线左右对称。从左向右可以由分为多个子单元，本实施例中，由五个子单元(第一凸透镜子单元1031、第二凸透镜子单元1032、第三凸透镜子单元1033、第四凸透镜子单元1034和第五凸透镜子单元1035)组成，它们高度相同，其中第一凸透镜子单元1031和第五凸透镜子单元1035结构完全相同且对称，第二凸透镜子单元1032和第四凸透镜子单元1034结构完全相同且对称，第三凸透镜子单元1033左右两部分对称。其中，P1和P2表示第二微透镜单元的宽度，且P1＝P2，L表示第二微透镜单元的长度，H表示第二微透镜单元的厚度。

该组合透镜100还包括用于成型菲涅尔凸透镜阵列103的基材101；具体地，该组合透镜100包括基材101、菲涅尔凹透镜阵列102和菲涅尔凸透镜阵列103。在菲涅尔凹透镜阵列102设置于菲涅尔凸透镜阵列103的下方时，菲涅尔凸透镜阵列103通过紫外固化胶在基材101上成型获得。该透明的基材101可以是玻璃或PET。可以对基材101平整面的表面进行加硬处理，镀AR膜或单面精密涂布光学亚克力OCA光学胶水等，使其表面耐划伤性强、光通透性好。

此外，该偏光装置300包括第一基板301与第二基板302，第一基板301与第二基板302正对设置，优选地，第一基板301与第二基板302可以是玻璃等透明基材101，各个基板具有相同或者相近的折射率。其中，第一基板301的上表面与菲涅尔凹透镜阵列102的平整面通过胶水贴合，而且，第一基板301的尺寸小于第二基板302的尺寸。在第一基板301上设置有第一电极303，在第二基板302上设置有第二电极304，其中，第一电极303和第二电极304一般为透明导电材料如ITO或者IZO等。在第一电极303之上设置有第一取向膜305，在第二电极304之上设置有第二取向膜306，在第一取向膜305和第二取向膜306之间设有液晶层307，其所用液晶材料为扭曲向列型液晶材料。优选地，第一取向膜305和第二取向膜306可以是聚酰亚胺等有机材料，用于控制液晶分子取向。第一取向膜305和第二取向膜306的摩擦方向相互垂直，并且第二取向膜306的摩擦方向与2D显示面板出射光的偏振方向平行。

在第一电极303和第二电极304之间还包括电压控制模块(图中未标出)，当电压控制模块在第一电极303和第二电极304之间施加电压时，偏光装置300改变显示面板出射光的偏振状态，使出射光偏振方向旋转90度，菲涅尔凸透镜阵列103的折射率与菲涅尔凹透镜阵列102的折射率不相等，形成透镜并改变光线的出射方向。当电压控制模块在第一电极303和第二电极304之间未施加电压时，此时菲涅尔凸透镜阵列103的折射率与菲涅尔凹透镜阵列102的折射率相等，不改变光线的出射方向。在第一电极303和第二电极304之间施加的电压值必须大于或等于阈值电压，该阈值电压是确保液晶分子产生90度偏转的最小电压。该液晶盒所施加的电压为交流方波电压，频率可以是60或120赫兹等。

此外，该偏光装置300还包括设置在第一基板301与第二基板302边缘用于封装液晶层307周边的封框胶。当然，还包括用于控制液晶盒厚的间隙子或隔离物(图中未标出)等。

进一步地，该偏光装置300可以是由许多像素水平和垂直排列组成，每个像素对应一对电极，通过对每一对电极通断电来实现对每个像素的单独控制。

该实施方式中液晶光阀的制作方法流程具体包括以下主要步骤:

步骤一、液晶熔化脱泡。把称重好的液晶放入烘箱加热熔化，然后对融化的液晶进行真空加热脱泡，脱泡后放入进行保温。

步骤二、制作柱状菲涅尔凸透镜光栅膜。主要有两种制作方法。

方法一、采用已经按设计值加工好的金刚石刀具在飞速旋转的金属辊筒上面，垂直金属辊筒表面进刀，进刀深度为设计的圆弧深度，然后将雕刻好凹槽的金属辊筒置于紫外成型机上方，金属辊筒滚动的同时将PET基材送入，同步滴入紫外光固化材料，通过紫外光固化后，剥离成型，获取柱状菲涅尔凸透镜光栅膜。

方法二、采用已经按设计值加工好的金刚石刀具在飞速旋转的金属辊筒上面，垂直金属辊筒表面进刀，进刀深度为设计的圆弧深度，然后将雕刻好凸槽的金属辊筒置于紫外成型机上方，金属辊筒滚动的同时将PET基材送入，同步滴入紫外光固化材料，通过紫外光固化后，剥离成型，获取柱状菲涅尔凹透镜光栅膜。然后以获得的柱状菲涅尔凹透镜光栅膜为基膜，在其表面采用光辐射、化学沉积或金属溅射方式对其进行表面改性操作，制作出与该柱状菲涅尔凸透镜光栅模具相对应的柱状菲涅尔凸透镜光栅膜。

步骤三、在偏光装置的上玻璃基板上制作PI(聚酰亚胺)层。把偏光装置放在涂布机平台上，涂布面向上，通过涂布头进行整面涂布，然后通过加热或紫外线固化。

步骤四、光栅摩擦。把凸光栅膜放置在摩擦机平台上，光栅面朝上，按照设定好的时间和频率，通过摩擦布进行定向摩擦。

步骤五、对偏光装置的上玻璃基板进行摩擦。把偏光装置放置在摩擦机平台上，涂布PI层的一面向上，按照设定好的时间和频率，通过摩擦布进行定向摩擦，摩擦方向与步骤三中的摩擦方向垂直。

步骤六、偏光装置与光栅的贴合。把偏光装置放置在贴合平台上，涂布PI的一面朝上，通过涂布头把步骤一中准备的液晶均匀地涂布在PI层上，然后通过真空吸附装置吸附凸光栅膜的平整面并移动到偏光装置的正上方，利用对位装置进行对位，对位完成后进行贴合。

步骤七、流屏配向。把步骤六贴合好凸光栅膜的偏光装置放置在烘箱中进行，设定好温度和时间，使涂布的液晶流平配向。

步骤八、紫外光线固化。把步骤七中的偏光装置放置在紫外光线下，按照设定的时间进行固化，形成液晶光阀。

所述步骤一中的液晶熔化温度为110℃；真空脱泡机的加热温度设置为80℃，真空度设置为2Pa；液晶的保温温度设置为80℃。

所述步骤六中的对位装置，可以利用边缘进行对位，也可以利用对位标进行对位。

所述步骤六中的对位装置，如果是利用对位标进行对位，就必须在步骤一中的凸光栅上制作对位标记。

所述步骤七中的流屏时间为20分钟，温度为80℃。

所述步骤八中的固化时间为10分钟。

以上方法生产出来的液晶光阀的PET表面平整光滑，可在其表面经过表面加硬处理，镀AR膜或单面精密涂布光学亚克力OCA光学胶水等，其表面耐划伤性强、光通透性好，此种液晶光阀的PET膜材适合现有真空吸附原理贴合。

实施例三

本实施例三提供一种立体显示装置，其包括依次设置的背光模组1000、显示面板2000和采用上述本实施例一或实施例二中任意一者的液晶光阀。对于液晶光阀的结构已在上面详细阐述，此处不再赘述。

具体地，如图9所示，该立体显示装置包括背光模组1000、显示面板2000和液晶光阀3000，显示面板2000与液晶光阀3000之间通过胶水进行全贴合，贴合胶水可以是热熔胶或紫外固化胶。显示面板2000的出射面与液晶光阀的玻璃面之间用光学胶进行全贴合，所采用光学胶可以是热熔胶或UV胶。显示面板2000采用液晶显示面板或等离子显示面板，并搭配适当的偏振片或起偏器来提供具有一偏振方向的图像。

结合图9至图10所示，当通过电压控制模块4000给偏光装置300施加电压时，双折射率透镜阵列对显示面板2000提供的图像的光线进行偏折，进而将左眼图像和右眼图像分别投射到观察者的左眼及右眼，呈现为3D显示状态。当不施加电压时，双折射率透镜阵列对该图像的光线不进行偏折，呈现为2D显示状态。通过改变偏光装置300的控制电压即可实现2D显示状态与3D显示状态之间的切换。通过对偏光装置300局部电极电压的控制，同时结合图像处理，可以实现局部3D，也就是2D和3D同一窗口共融。

综上，本发明具有如下有益效果：

一、减小3D串扰：通过使用菲涅尔透镜作为光学分光器件，准直性好，能够大大减小左右眼图像的串扰，改善观看3D的舒适度。

二、降低成本：通过使用菲涅耳透镜作为光学分光器件，把单个透镜单元分为几部分，减小了填充液晶层的厚度，节省了使用的液晶材料成本，同时使良率有所提高。

三、提高生产效率：通过直接在液晶盒上成型双折射透镜膜，进少了撕膜和贴合环节，大幅度提高了生产效率。

本发明采用的组合透镜为菲涅耳透镜，能够有效地降低拱高，减小焦距，从而减少液晶层厚度，同时结合相关工艺材料，使得生产良率提高，成本降低，有利于市场推广。采用菲涅尔透镜能够更好地实现分光，减小了3D串扰，解决了现有技术中存在的观看舒适度问题。另外,通过在偏光装置的上玻璃基板表面涂布配向膜，直接在偏光装置的上玻璃基板的配向膜和菲涅尔透镜膜之间形成一定厚度的液晶层，减少了液晶膜的剥离、清洗及对位贴合环节，能够有效地提高良率和生产效率、降低能本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种液晶光阀，其特征在于，包括组合透镜、粘合剂和偏光装置，所述组合透镜的下表面与偏光装置的上表面之间通过粘合剂进行面贴合；其中，所述组合透镜至少包括菲涅尔凹透镜阵列和菲涅尔凸透镜阵列，所述菲涅尔凹透镜阵列和菲涅尔凸透镜阵列之间的凹凸面互补，所述菲涅尔凹透镜阵列的凹面和所述菲涅尔凸透镜阵列的凸面贴合并固定。

2.根据权利要求1所述的液晶光阀，其特征在于，所述菲涅尔凹透镜阵列设置于所述菲涅尔凸透镜阵列的上方，所述菲涅尔凹透镜阵列的材料为单折射率材料，所述菲涅尔凸透镜阵列所选材料具有双折射特性，并且为正性材料。

3.根据权利要求1所述的液晶光阀，其特征在于，所述菲涅尔凹透镜阵列设置于所述菲涅尔凸透镜阵列的下方，所述菲涅尔凸透镜阵列的材料为单折射率材料，所述菲涅尔凹透镜阵列所选材料具有双折射特性，并且为负性材料。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的液晶光阀，其特征在于，所述组合透镜还包括用于成型所述菲涅尔凹透镜阵列或菲涅尔凸透镜阵列的基材；

在所述菲涅尔凹透镜阵列设置于所述菲涅尔凸透镜阵列的上方时，所述菲涅尔凹透镜阵列通过紫外固化胶在所述基材上成型获得；

在所述菲涅尔凹透镜阵列设置于所述菲涅尔凸透镜阵列的下方时，所述菲涅尔凸透镜阵列通过紫外固化胶在所述基材上成型获得。

5.根据权利要求4所述的液晶光阀，其特征在于，

所述菲涅尔凹透镜阵列包括分别沿X轴依次排列延伸的多个第一微透镜单元，每个第一微透镜单元以横切面中心且平行于Z轴方向的中心线左右对称；

所述菲涅尔凸透镜阵列包括分别沿X轴依次排列延伸的多个第二微透镜单元，每个第二微透镜单元以横切面中心且平行于Z轴方向的中心线左右对称。

6.根据权利要求4所述的液晶光阀，其特征在于，所述偏光装置包括第一基板与第二基板，所述第一基板与所述第二基板正对设置，在所述第一基板上设置有第一电极，在所述第二基板上设置有第二电极，在所述第一电极之上设置有第一取向膜，在所述第二电极之上设置有第二取向膜，在所述第一取向膜和第二取向膜之间设有液晶层，所述第一取向膜和第二取向膜的摩擦方向相互垂直，并且所述第二取向膜的摩擦方向与2D显示面板出射光的偏振方向平行。

7.根据权利要求6所述的液晶光阀，其特征在于，在所述第一电极和第二电极之间还包括电压控制模块。

8.根据权利要求6所述的液晶光阀，其特征在于，所述偏光装置还包括设置在第一基板与第二基板边缘用于封装液晶层周边的封框胶。

9.根据权利要求1所述的液晶光阀，其特征在于，所述粘合剂为光学双面胶、紫外固化胶或热熔胶。

10.一种立体显示装置，其特征在于，包括依次设置的背光模组、显示面板和根据权利要求1-9中任一项所述的液晶光阀。