菲涅尔液晶透镜面板、其制备方法及应用其的3d显示器的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种用于裸眼立体显示的菲涅尔液晶透镜面板、其制备方法及应用其的3D显示器。该菲涅尔液晶透镜面板包括：第一基板；第二基板，包括：相对于第一透明基板设置的第二透明基板及形成于其内侧面的第二电极；液晶层，填充于第一基板和第二基板之间的空间，其被分为多个透镜区域；以及多个间隙子，位于相邻透镜区域的交界处；对于一透镜区域而言，在该透镜区域内的第二电极施加不同的驱动电压，使该透镜区域的液晶形成菲涅尔液晶透镜，在该菲涅尔液晶透镜的两旁瓣之间，设置有固定于第二基板内侧的绝缘阻隔包。本发明中，菲涅尔液晶透镜相邻旁瓣的交界处采用绝缘阻隔包隔开，减小了透镜区域内的串扰。
【专利说明】菲涅尔液晶透镜面板、其制备方法及应用其的3D显示器
【技术领域】
[0001]本发明涉及液晶显示【技术领域】，尤其涉及一种用于裸眼立体显示的菲涅尔液晶透镜面板、其制备方法及应用其的3D显示器。
【背景技术】
[0002]人类的视觉是立体的，即每只眼睛所看见的世界的图像稍有不同。大脑融合这两幅图像(称之为立体配对)，以给出景深的感觉。3D立体显示的原理是:向每只眼睛重放与观看现实世界的景象所看到的独立图像(通常是平面的)，大脑对两幅独立图像再次融合该立体配对，以给出图像中的景深感觉，即立体效果。在实现立体显示众多的技术当中，裸眼立体显示由于无需观看者使用眼镜的优点使得它在立体显示领域中备受青睐。
[0003]目前，实现裸眼立体显示技术的主要方式是通过在显示面板前设置光栅，在水平方向上将显示面板的像素单元分割为奇数列像素和偶数列像素，从而为观看者的左右眼分别提供两幅不同的图像，利用观看者左眼图像和右眼图像的视差效应形成景深，进而产生立体显示效果。现有的光栅包括黑白视差障碍光栅和柱状物理透镜等。然而，由于普通光栅的光距不可调节，只能限制观众在某个特定的观看距离范围内观看，灵活性和观看距离有限，这限制了光栅式立体显示技术在生活中的应用。为此，业界开发了可以通过电压调节光栅栅距的液晶障碍光栅和液晶透镜。
[0004]图1为现有技术采用液晶透镜的裸眼立体显示液晶面板的水平剖面示意图。请参照图1,该裸眼立体显示液晶面板自后至前包括:2D显示面板100和3D透镜面板。
[0005]该2D显示面板100包括:第三玻璃基板110、第四玻璃基板120以及填充于两者之间的液晶层130。该2D显示面板100在现有技术中已经非常常见，此处不再详细说明。在第三玻璃基板110的上层，设置有上偏光片111。
[0006]该3D透镜面板包括:上玻璃基板200、下玻璃基板300以及填充于两者之间的液晶材料400。下玻璃基板300通过粘结层112固定于2D显示面板100上层的上偏光片111上，在上玻璃基板200的内侧面设置面状的第一电极210，在其相对的下玻璃基板300的内侧面设置长条状的第二电极310。其中，在第一电极210和第二电极310之间施加驱动电压，在驱动电压作用下，液晶分子进行偏转，在预设区域内不同位置施加不同的驱动电压，液晶分子的偏转方向不同，从而形成梯度折射率分布式液晶透镜，即格林液晶透镜(GRINElens)。在该GRIN Elens的作用下,2D显示面板的部分画面投射至左眼,另一部分画面投射至右眼，通过将左眼和右眼的可视画面分开，使观众看到3D影像。
[0007]然而，对于图1所示的裸眼立体显示液晶面板而言，由于液晶材料的折射率仅为
0.1左右，导致其盒厚太大。而大盒厚液晶面板不仅增加了工艺难度和成本，并且不利于市场的推广。
[0008]采用菲涅尔透镜代替GRIN Elens已经成为减小裸眼3D显示液晶面板厚度中最有前景的技术。图2A为菲涅尔透镜和传统GRIN Elens结构关系的示意图。请参照图2A，菲涅尔透镜将梯度折射率变化透镜切割成多个同心圆的环形透镜，并将基准面下移至同一水平位置，而表面的弯曲度同梯度折射率变化透镜，如此一来，液晶透镜厚度可以大大降低。
[0009]图2B为采用菲涅尔透镜的液晶面板是剖面示意图。请参照图2B，两基板之间的填充液晶材料，该液晶材料被分为若干个透镜区域。对于一透镜区域而言，在该透镜区域内不同的第二电极施加不同的驱动电压，从而使该透镜区域的液晶形成菲涅尔液晶透镜。该菲涅尔液晶透镜的每一个折射率连续的部分称为一旁瓣，如图2B中431、432所示。
[0010]然而，在现有技术中，菲涅尔液晶透镜相邻旁瓣之间经常有重叠或者交叉的区域存在，两者之间的界限不是特别明晰，导致透镜区域内部产生串扰，应折射到左眼的光线折射到右眼，反之亦反，严重影响了 3D显示效果。
[0011]此外，现有技术菲涅尔液晶透镜面板中，上、下玻璃基板之间采用球形间隙子来支撑，由于球形间隙子位置不固定，经常会移动到液晶透镜的中间区域，进一步增大了立体显不的串扰。
【发明内容】
[0012](一)要解决的技术问题
[0013]鉴于上述技术问题，本发明提供了一种用于裸眼立体显示的菲涅尔液晶透镜面板、其制备方法及应用其的3D显示器，以菲涅尔液晶透镜面板的串扰。
[0014](二)技术方案
[0015]根据本发明的一个方面，提供了一种用于裸眼立体显示的菲涅尔液晶透镜面板。该菲涅尔液晶透镜面板包括:第一基板，包括:第一透明基板及形成于其内侧面的第一电极；第二基板，包括:相对于第一透明基板设置的第二透明基板及形成于其内侧面的第二电极；液晶层，填充于第一基板和第二基板之间的空间，其被分为多个透镜区域；以及多个间隙子，位于相邻透镜区域的交界处；其中，对于一透镜区域而言，在该透镜区域内的第二电极施加不同的驱动电压，使该透镜区域的液晶形成菲涅尔液晶透镜，在该菲涅尔液晶透镜的两旁瓣之间，设置有固定于第二基板内侧的绝缘阻隔包。
[0016]优选地，本发明菲涅尔液晶透镜面板中，间隙子和绝缘阻隔包的材料均为树脂材料。优选地，间隙子和绝缘阻隔包的材料为相同的树脂材料；该树脂材料的透过率大于90%,粘度大于1mpa.S。
[0017]优选地，本发明菲涅尔液晶透镜面板中，绝缘阻隔包呈条带状，其剖面形状为梯形、矩形或三角形。优选地，绝缘阻隔包的剖面形状为梯形，该梯形满足:
[0018]H2 < H, L22 ^ L21 < L
[0019]其中，H为菲涅尔液晶透镜面板的盒厚，L为第二电极的宽度，H2、L21、L22分别为等腰梯形的高度、底边长度和顶边长度。
[0020]优选地，本发明菲涅尔液晶透镜面板中，在同一菲涅尔透镜中，两侧的绝缘阻隔包相互对称。
[0021]优选地，本发明菲涅尔液晶透镜面板中，间隙子固定于第一基板和/或第二基板朝向液晶层的一侧。
[0022]优选地，本发明菲涅尔液晶透镜面板中，间隙子固定于第二基板的内侧，其形状为:圆台状、圆柱状、棱柱状或棱台状。
[0023]优选地，本发明菲涅尔液晶透镜面板中，间隙子的形状为圆台状或棱台状，其剖面形状为梯形，该梯形满足:
[0024]H ^ H1 ^ 1.1H, L11 ( 5H, L12 ( 3H, L12 ( L11
[0025]其中，H为菲涅尔液晶透镜面板的盒厚，H1 ,L11^L12分别为梯形的高度、底边长度和顶边长度。
[0026]优选地，本发明菲涅尔液晶透镜面板中，间隙子由上下相互对准的两部分组成，其中:第一部分固定于第二基板的内侧，其高度与绝缘阻隔包的高度相同；第二部分固定于第一基板的内侧，其与第一部分的位置相互对应。
[0027]优选地，本发明菲涅尔液晶透镜面板中，间隙子的第一部分的形状为圆台状，其横截面为梯形，间隙子的第二部分的形状为倒圆台状，其横截面为倒梯形。
[0028]优选地，本发明菲涅尔液晶透镜面板中，对于间隙子的第一部分和第二部分:
[0029]H ( Hn+H12 ( 1.1H
[0030]其中，H为菲涅尔液晶透镜面板的盒厚，H11和H12分别间隙子的第一部分和第二部分的高度。
[0031]优选地，本发明菲涅尔液晶透镜面板中，第一透明基板的内侧面具有面状分布的第一电极，第二透明基板的内侧面具有多个条带状分布的第二电极；对于一透镜区域而言，其至少跨越三条第二电极，在不同的第二电极施加不同的驱动电压，从而使该透镜区域的液晶形成菲涅尔液晶透镜；第一透明基板和第二透明基板均为玻璃基板，第一电极和第二电极的材料均为掺锡氧化铟。
[0032]根据本发明的一个方面，提供了一种上述菲涅尔液晶透镜面板的制备方法。该制备方法包括:步骤A:在第二透明基板上形成第二电极，形成第二基板；步骤B:在第二基板上涂布树脂材料；步骤C:对涂布的树脂材料进行刻蚀，在预设的间隙子和绝缘阻隔包的位置形成高度为H1的间隙子和绝缘阻隔包，其中，H1为间隙子的预设高度；步骤D:对涂布的树脂材料进行再次刻蚀，保持间隙子的高度不变，降低绝缘阻隔包的高度，直至到达其预设的高度H2;步骤E，将第一基板对盒于具有间隙子和绝缘阻隔包的第二基板，其中，该第二基板由在第一透明基板上形成第一电极后形成；以及步骤F:在第一基板和第二基板之间填充液晶材料。
[0033]根据本发明的一个方面，提供了另一种上述菲涅尔液晶透镜面板的制备方法。该制备方法包括:步骤A:在第二透明基板上制备第二电极，形成第二基板；步骤B:在第二基板上涂布树脂材料；步骤C:对涂布的树脂材料进行刻蚀，在预设的间隙子和绝缘阻隔包的位置形成高度为H2的间隙子第一部分和绝缘阻隔包，其中，H2为绝缘阻隔包的预设高度；步骤D:在第一透明基板上制作第一电极，形成第一基板；步骤E:在第一基板上涂布树脂材料；步骤F:对第一基板上的树脂材料进行刻蚀，在预设的间隙子的位置形成高度为H12的间隙子第二部分，其中，H2+H12 = H1，其中H1为间隙子的预设高度；步骤G:将第一基板对盒于第二基板，间隙子第一部分和间隙子第二部分相互对准共同构成整体的间隙子；以及步骤H:在第一基板和第二基板之间填充液晶材料。
[0034]根据本发明的一个方面，提供了一种3D显示器。该3D显示器包括:2D显示装置；以及设置于2D显示装置前方的上述菲涅尔液晶透镜面板。
[0035](三)有益效果
[0036]从上述技术方案可以看出，本发明用于裸眼立体显示的菲涅尔液晶透镜面板、其制备方法及应用其的3D显示器具有以下有益效果:
[0037](I)菲涅尔液晶透镜相邻旁瓣的交界处采用绝缘阻隔包隔开，减小了透镜区域内的串扰；
[0038](2)绝缘阻隔包采用树脂材料的绝缘阻隔包隔开，该树脂材料是一种高透过率材料，透过率> 90%，不会影响到显示亮度，同时避免了 2D画面中黑条纹的出现；
[0039](3)支撑第一、第二基板的间隙子采用柱状或台状结构，位置相对固定，不会移动到预设区域之外，杜绝了由间隙子移动而导致的立体显示串扰问题；
[0040](4)间隙子和绝缘阻隔包利用透明树脂材料同时形成，简化了工艺步骤，提高了生产效率；
[0041](5)间隙子与2D液晶面板黑色矩阵的黑色区域对准，不会对显示效果产生负面影响。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]图1为现有技术采用液晶透镜的裸眼立体显示液晶面板的剖面示意图；
[0043]图2A为菲涅尔透镜和传统GRIN Elens结构关系的示意图；
[0044]图2B为采用菲涅尔透镜的液晶面板是剖面示意图；
[0045]图3为根据本发明第一实施例用于裸眼立体显示的菲涅尔液晶透镜面板的剖面示意图；
[0046]图4为图3所示菲涅尔液晶透镜面板中间隙子设置位置及其与2D显示面板中BM对准关系的不意图；
[0047]图5为图3所示菲涅尔液晶透镜中间隙子形状的示意图；
[0048]图6为制备图3所示菲涅尔液晶透镜面板过程中执行各步骤后的器件剖面示意图；
[0049]图7为根据本发明第二实施例用于裸眼立体显示的菲涅尔液晶透镜面板的水平剖面示意图；
[0050]图8为制备图7所示菲涅尔液晶透镜面板过程中执行各步骤后的器件剖面示意图。
[0051]【主要元件】
[0052]100-2D 显示面板；
[0053]110-第三玻璃基板；111-上偏光片
[0054]112-粘结层120-第四玻璃基板；
[0055]130-液晶层；
[0056]200-上玻璃基板；
[0057]210-第一电极；
[0058]300-下玻璃基板；
[0059]310-第二电极；
[0060]400-液晶材料；
[0061]410-间隙子；421~425-绝缘阻隔包；
[0062]411-间隙子第二部分；412-间隙子第一部分；
[0063]431、432-菲涅尔透镜旁瓣。
【具体实施方式】
[0064]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属【技术领域】中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。
[0065]本发明基于菲涅尔液晶透镜技术，通过对间隙子和绝缘阻隔包的改进，减低了立体显示串扰，提高了 3D显示的可靠性。
[0066]在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种用于裸眼立体显示的菲涅尔液晶透镜面板。图3为根据本发明实施例用于裸眼立体显示的菲涅尔液晶透镜面板的水平剖面示意图。
[0067]请参照图3，本实施例用于裸眼立体显示的菲涅尔液晶透镜自前至后包括:第一基板，包括:上玻璃基板200及形成于该上玻璃基板200内侧面的第一电极210 ;第二基板，包括:相对于上玻璃基板200设置的下玻璃基板300及形成于其内侧面的第二电极310 ;液晶层400，填充于第一基板和第二基板之间的空间，其被分为若干个透镜区域；以及多个间隙子(Photo Spacer,简称PS) 410,位于相邻透镜区域的交界处。
[0068]本实施例中，对于一透镜区域而言，在该透镜区域内不同的第二电极施加不同的驱动电压，从而使该透镜区域的液晶形成菲涅尔液晶透镜，在该菲涅尔液晶透镜的两旁瓣之间，设置有绝缘阻隔包(421?425)，以减弱电场对左右两侧液晶分子的影响。尤其需要说明的是，该间隙子410和绝缘阻隔包(421?425)均由树脂材料制备。
[0069]以下对本实施例用于裸眼立体显示的菲涅尔液晶透镜面板的各个组成部分进行详细说明。
[0070]本实施例中，上基板和下基板均采用玻璃材料的基板，本领域技术人员也可以根据需要选择其他材料的透明基板，本发明并不对此进行限制。
[0071]在上玻璃基板200的内侧面的第一电极210呈面状分布。在下玻璃基板300的内侧面具有若干个平行条带状分布的第二电极310。第二电极在下玻璃基板上可以沿列的方向设置，也可以倾斜设置，一般情况下，第二电极的方向与2D显示面板水平方向成70?90度的一个夹角。一般情况下，第一电极和第二电极均为掺锡氧化铟ITO形成。
[0072]为了提升立体显示的效果，在第一电极210的内侧设置上配向层，在第二电极310的内侧设置下配向层。该上配向层和下配向层的材料及设置方式与时机已经为本领域技术人员所熟知，此处不再详细描述。
[0073]液晶层400填充于第一基板和第二基板之间的空间。被分为若干个透镜区域。每一透镜区域可以包含2?9个子像素，对于一透镜区域而言，其至少跨越三条的第二电极，在不同的第二电极施加不同的驱动电压，从而使该透镜区域的液晶形成菲涅尔液晶透镜。
[0074]本实施例中，以透镜区域沿倾斜方向设置为例进行说明，如图4所示。需要说明的是，透镜区域还可以沿行或列的方向，其设置方式与本实施例类似，此处不再详细说明。
[0075]间隙子410设置于第一基板和第二基板之间，相邻透镜区域的交界处，以隔开第一基板和第二基板，其至少固定于第二基板的内侧，包括以下三种情况:
[0076](I)固定于第二透明基板300上；
[0077](2)固定于第二电极310上；或者
[0078](3)同时固定于所述第二透明基板(300)和第二电极(210)上。
[0079]如图3所示，间隙子410呈圆台状，其剖面形状为等腰梯形。如图5所示，该等腰梯形的高度H1、底边长度L11和顶边长度L12均与菲涅尔液晶透镜面板的盒厚H有关，优选地，满足:
[0080]H ≤ H1 ≤ 1.1H, L11 ( 5H, L12 ( 3H, L12 ( L11 (I)
[0081]需要说明的是，除了圆台状之外，该间隙子还可以是圆柱状、棱柱状、棱台状等多种形状，本发明不对其进行限制。此外，该间隙子设置的位置及密度同现有技术中相同，此处不再进行详细描述。
[0082]本实施例中，间隙子固定在第二基板上。由于间隙子位置固定，不会移动到液晶子像素的位置，避免了串扰情况的发生。
[0083]在透镜区域内的液晶形成菲涅尔液晶透镜。该菲涅尔液晶透镜的各旁瓣之间的第二电极上设置条带状的绝缘阻隔包，以减弱电场对左右两侧液晶分子的影响。
[0084]本实施例中，绝缘阻隔包固定于第二基板，呈圆台状，其剖面形状为等腰梯形。该梯形的高度H2小于菲涅尔液晶透镜面板的盒厚H，即H2 < H，其底边长度L21和顶边长度L22均小于条带状第二电极的宽度L,且L22≤L21 ο优选地,3ym^H2^5ym,2ym^L21^5ym,
Oμ m < L22 < 4 μ m0
[0085]请参照图3，在菲涅尔液晶透镜中，两侧的绝缘阻隔包相互对称。本实施例中，绝缘阻隔包421和424对称，422和423对称，对应的两绝缘阻隔包的尺寸相同。
[0086]需要说明的是，除了圆台状之外，该绝缘阻隔包还可以为圆柱状、圆锥状、棱柱状、棱台状或棱锥状等多种形状，本发明不对其进行限制。
[0087]本发明中，间隙子和绝缘阻隔包均采用树脂材料制备。其中，制备间隙子的树脂材料的透过率大于90%，粘度大于1mpa.S。制备绝缘阻隔包的树脂材料的透过率大于90%，粘度大于3mpa.S。
[0088]本实施例中，为了简化制备工艺，间隙子和绝缘阻隔包的树脂材料相同。该树脂材料采用溶质材料和溶剂材料配比而成，通过控制溶剂含量来控制树脂材料的粘度。
[0089]本实施例中，溶质材料选自以下材料其中之一 JSR公司的NN856、大阪有机化工的KMH-T546、JSR公司的JSM-548-SS1。溶剂材料选自于:EDM(乙二醇二甲醚)和PGMEA (丙二醇甲醚醋酸酯)。为了满足树脂材料粘度的要求，制备间隙子和绝缘阻隔包的树脂材料中，溶剂含量均小于等于70%。
[0090]以下介绍本实施例菲涅尔液晶透镜面板的制备过程。在该制备过程中，所采用的掩模板包括制作绝缘阻隔包和间隙子的共用掩模板及间隙子的掩模板。
[0091]图6为制备图3所示菲涅尔液晶透镜面板过程中执行各步骤后的器件剖面示意图。在图6及后续的图8中，为了简单起见，梯形剖面的圆台状间隙子和绝缘阻隔包均表示为矩形剖面的圆柱状。本领域技术人员应当清楚其所表示的含义。
[0092]请参照图6，图3所述菲涅尔液晶透镜面板的制备过程包括:
[0093]步骤A:在下玻璃基板300上制作条带状的第二电极310，形成第二基板，如图6中A所示；
[0094]现有技术中已经给出该第二电极310的制备方法以及分布密度，此处不再进行详细说明。
[0095]步骤B:在第二基板上涂布树脂材料，如图6中B所示；
[0096]该树脂材料的构成以及配置过程已在前说明，此处不再重述。树脂材料的涂布厚度大于等于间隙子的高度；
[0097]步骤C:对树脂材料进行刻蚀，在预设的间隙子和绝缘阻隔包的位置形成高度为H1的间隙子和绝缘阻隔包，其中，H1为间隙子的预设高度；
[0098]该步骤C具体包括:
[0099]子步骤Cl:在树脂材料上涂布光刻胶材料，如图6中Cl所示；
[0100]本实施例中，光刻胶材料选用负性光刻胶材料，可以选用现LCD行业通用的材料即可；
[0101]子步骤C2:采用间隙子和绝缘阻隔包共用的掩模板，在光刻胶材料上进行曝光，如图6中C2所示；
[0102]间隙子和绝缘阻隔包的尺寸如前所述，此处不再重述。
[0103]子步骤C3:去除曝光后的光刻胶，形成掩模图形，如图6中C3所示；
[0104]子步骤C4:利用掩模图形对树脂材料进行刻蚀，如图6中C4所示；
[0105]子步骤C5:去除残余光刻胶，得到同等高度的间隙子和绝缘阻隔包，如图6中C5所示；
[0106]需要说明的是，在对树脂材料进行刻蚀的过程中，通过对工艺条件的控制，可以形成圆台状的间隙子和绝缘阻隔包，其在本领域内已公知，此处不再详细说明。
[0107]执行本步骤后，间隙子和绝缘阻隔包的高度均等于间隙子的预设高度H1，在后续步骤中，还需要对绝缘阻隔包的高度进行再次降低。
[0108]步骤D:对树脂材料进行再次刻蚀，保持间隙子的高度不变，降低绝缘阻隔包的高度，直至到达其预设的高度H2 ；
[0109]该步骤D具体包括:
[0110]子步骤Dl:继续在第二基板上涂布光刻胶，如图6中Dl所示；
[0111]子步骤D2:利用间隙子掩模板对光刻胶进行曝光，如图6中D2所示；
[0112]子步骤D3:去除曝光后的光刻胶，暴露出绝缘阻隔包所在区域，形成光刻胶掩模图形，如图6中D3所示；
[0113]子步骤D4:对绝缘阻隔包所在区域内的树脂材料继续进行刻蚀，直至达到其预设的高度，如图6中D4所示；
[0114]子步骤D5:去除残余的光刻胶，在第二基板上得到成型的间隙子和绝缘阻隔包，如图6中D5所示；
[0115]步骤E:将第一基板对盒于具有间隙子和绝缘阻隔包的第二基板，其中，该第一基板包括上玻璃基板200及形成于其内侧面的第一电极210 ；
[0116]步骤F:在第一基板和第二基板之间填充液晶材料，至此，菲涅尔液晶透镜面板制备完毕。
[0117]至此，本发明第一实施例的用于裸眼立体显示的菲涅尔液晶透镜面板及其制备方法介绍完毕。
[0118]在本发明的第二个示例性实施例中，提供了另一种用于裸眼立体显示的菲涅尔液晶透镜面板。本实施例菲涅尔液晶透镜面板与第一实施例菲涅尔液晶透镜面板区别在于，间隙子由上下相互对准的两部分组成。
[0119]图7为根据本发明第二实施例用于裸眼立体显示的菲涅尔液晶透镜的水平剖面示意图。如图7所示，间隙子由上下相互对准的两部分组成，其中:第一部分为圆台状，固定于第二基板的内侧，其高度与所述绝缘阻隔包的高度相同；第二部分为倒圆台状，固定于第二基板内侧，其与第一部分的位置相互对应。
[0120]本实施例中，第一部分固定于第二基板，其高度与所述绝缘阻隔包的高度相同。第二部分固定于第一基板，且与第一部分的位置相互对应。同样，由于间隙子位置固定，不会移动到液晶子像素的位置，避免了串扰情况的发生。
[0121]对于一个间隙子而言，第一部分的高度为H11,为了减弱第一部分和第二部分在重合时发生的轻微形变，第二部分的高度H12略高于液晶透镜盒厚H减掉第一部分的高度为H11,形变量的大小与选用材料有关，一般< 10%，即满足:
[0122]H ≤ Hn+H12 ≤ 1.1H(2)
[0123]以下介绍本实施例用于裸眼立体显示的菲涅尔液晶透镜的制备过程。在该制备过程中，所采用的掩模板包括制作绝缘阻隔包和间隙子的共用掩模板及间隙子的掩模板。
[0124]图8为制备图7所示菲涅尔液晶透镜面板过程中执行各步骤后的器件剖面示意图。同样，在图8中，为了简单起见，梯形剖面的圆台状间隙子和绝缘阻隔包均表示为矩形剖面的圆柱状。
[0125]请参照图8，图7所示菲涅尔液晶透镜面板的制备过程包括:
[0126]步骤A:在下玻璃基板300上制备多条平行的条带状第二电极310，形成第二基板，如图8中A所示；
[0127]步骤B:在第二基板上涂布树脂材料，如图8中B所示；
[0128]步骤C:对涂布的树脂材料进行刻蚀，在预设的间隙子和绝缘阻隔包的位置形成高度为H2的间隙子第一部分和绝缘阻隔包，其中，H2为绝缘阻隔包的预设高度；
[0129]该步骤C具体包括:
[0130]子步骤Cl:在树脂材料上涂布光刻胶材料，如图8中Cl所示；
[0131]子步骤C2:利用绝缘阻隔包和间隙子的共用掩模板对光刻胶进行曝光，如图8中C2所示；
[0132]子步骤C3:剥离曝光后的光刻胶，形成绝缘阻隔包和间隙子的光刻胶掩模图形，如图8中C3所示；
[0133]子步骤C4:利用上述光刻胶掩模图形对树脂材料进行刻蚀，如图8中C4所示；
[0134]子步骤C5:去除残余的光刻胶，得到包含绝缘阻隔包和间隙子第一部分的第二基板，如图8中C5所示；
[0135]步骤D:在上玻璃基板200上制作面状的第一电极，形成第一基板，如图8中D所示；
[0136]步骤E:在第一基板上涂布树脂材料，如图8中E所示；
[0137]步骤F:对第一基板上的树脂材料进行刻蚀，在预设的间隙子的位置形成高度为H12的间隙子第二部分，其中，H2+H12 > H，其中H为间隙子的预设高度；
[0138]该步骤F具体包括:
[0139]子步骤Fl:在树脂材料上涂布光刻胶，如图8中Fl所示；
[0140]子步骤F2:利用间隙子的掩模板对光刻胶进行曝光，如图8中F2所示；
[0141]子步骤F3:去除曝光后的光刻胶，形成间隙子的光刻胶掩模图形，如图8中F3所示；
[0142]子步骤F4:利用该光刻胶掩模图形对树脂材料进行刻蚀，如图8中F4所示；
[0143]子步骤F5:去除残余的光刻胶，得到包含间隙子第二部分的第一基板，如图8中F5所示；
[0144]步骤G:将第一基板对盒于第二基板，间隙子第一部分和间隙子第二部分相互对准共同构成整体的间隙子；
[0145]步骤H:在第一基板和第二基板之间填充液晶材料，至此，菲涅尔液晶透镜面板制备完毕。
[0146]至此，本发明第二实施例的用于裸眼立体显示的菲涅尔液晶透镜面板及其制备方法介绍完毕。
[0147]在本发明的第三个示例性实施例中，还提供了一种3D显示器。该3D显示器包括:2D显示装置100 ;以及菲涅尔液晶透镜面板。该菲涅尔液晶透镜面板为上述两实施例中任一个所述的菲涅尔透镜面板，其设置于2D显示装置的前方。
[0148]如图4所示，本实施例中，2D显示装置100为2D液晶面板，其包括多个亚像素单元组成的基色图案以及亚像素单元之间不透光区域组成的黑色矩阵BM。在菲涅尔液晶透镜面板中，相邻菲涅尔液晶透镜交界处的间隙子在液晶面板上的投影位于黑色矩阵BM的不透光区域。间隙子与2D液晶面板黑色矩阵的黑色区域对准，不会对显示效果产生负面影响
[0149]其中，2D液晶面板中的亚像素单元可以是RGB三色亚像素单元，也可以是RGBW四色亚像素单元或RGBY四色亚像素单元。
[0150]虽然本实施例中的2D显示装置为液晶面板，但本发明并不以此为限，该2D显示装置还可以为OLDE显示面板或CRT显示器等，均能够通过本发明的菲涅尔液晶透镜面板由2D图像实现3D效果。
[0151]需要说明的是，该3D显示器可应用于平板电视、电脑显示器、手机、平板电脑等多种产品，本发明并不对此进行限制。
[0152]至此，本发明第三实施例3D显示器介绍完毕。
[0153]至此，已经结合附图对本发明三个实施例进行了详细描述。依据以上描述，本领域技术人员应当对本发明用于裸眼立体显示的菲涅尔液晶透镜面板、其制备方法及应用其的3D显示器有了清楚的认识。
[0154]此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。
[0155]综上所述，本发明基于菲涅尔液晶透镜技术，通过对间隙子和绝缘阻隔包的改进，提高了 3D显示的可靠性，简化了制备工艺，降低了成本，具有较高的推广应用价值。
[0156]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种菲涅尔液晶透镜面板，其特征在于，包括: 第一基板，包括:第一透明基板(200)及形成于其内侧面的第一电极(210)； 第二基板，包括:相对于所述第一透明基板(200)设置的第二透明基板(300)及形成于其内侧面的第二电极(310)； 液晶层(400)，填充于所述第一基板和第二基板之间的空间，其被分为多个透镜区域；以及 多个间隙子(410)，位于相邻透镜区域的交界处； 其中，对于一透镜区域而言，在该透镜区域内的第二电极施加不同的驱动电压，使该透镜区域的液晶形成菲涅尔液晶透镜，在该菲涅尔液晶透镜的两旁瓣之间，设置有固定于所述第二基板内侧的绝缘阻隔包(421~425)。
2.根据权利要求1所述的菲涅尔液晶透镜面板，其特征在于，所述间隙子(410)和绝缘阻隔包(421~425)的材料均为树脂材料。
3.根据权利要求2所述的菲涅尔液晶透镜面板，其特征在于，所述间隙子(410)和绝缘阻隔包(421~425)的材料为相同的树脂材料；该树脂材料的透过率大于90%，粘度大于1mpa.S。
4.根据权利要求1所述的菲涅尔液晶透镜面板，其特征在于，所述绝缘阻隔包呈条带状，其剖面形状为梯形、矩形或三角形。
5.根据权利要求4所述的菲涅尔液晶透镜面板，其特征在于，所述绝缘阻隔包的剖面形状为梯形，该梯形满足:
H2 < H, L22 ≤ L21 < L 其中，H为所述菲涅尔液晶透镜面板的盒厚，L为第二电极(310)的宽度，H2、L21、L22分别为等腰梯形的高度、底边长度和顶边长度。
6.根据权利要求4所述的菲涅尔液晶透镜面板，其特征在于，在同一菲涅尔透镜中，两侧的绝缘阻隔包相互对称。
7.根据权利要求2所述的菲涅尔液晶透镜面板，其特征在于，所述间隙子(410)固定于第一基板和/或第二基板朝向液晶层的一侧。
8.根据权利要求7所述的菲涅尔液晶透镜面板，其特征在于，所述间隙子(410)固定于第二基板的内侧，其形状为:圆台状、圆柱状、棱柱状或棱台状。
9.根据权利要求8所述的菲涅尔液晶透镜面板，其特征在于，所述间隙子(410)的形状为圆台状或棱台状，其剖面形状为梯形，该梯形满足:
H ≤ H1 ≤1.1H，L11 ≤ 5H，L12 ≤ 3H，L12 ≤ L11 其中，H为所述菲涅尔液晶透镜面板的盒厚，HpLnai2分别为所述梯形的高度、底边长度和顶边长度。
10.根据权利要求7所述的菲涅尔液晶透镜面板，其特征在于，所述间隙子由上下相互对准的两部分组成，其中: 第一部分固定于所述第二基板的内侧，其高度与所述绝缘阻隔包的高度相同； 第二部分固定于所述第一基板的内侧，其与所述第一部分的位置相互对应。
11.根据权利要求10所述的菲涅尔液晶透镜面板，其特征在于，所述间隙子的第一部分的形状为圆台状，其横截面为梯形，所述间隙子的第二部分的形状为倒圆台状，其横截面为倒梯形。
12.根据权利要求10所述的菲涅尔液晶透镜面板，其特征在于，对于所述间隙子的第一部分和第二部分:
H ( H1 !+H12 ( 1.1H 其中，H为所述菲涅尔液晶透镜面板的盒厚，H11和H12分别所述间隙子的第一部分和第二部分的高度。
13.根据权利要求1至12中任一 项所述的菲涅尔液晶透镜面板，其特征在于: 所述第一透明基板的内侧面具有面状分布的所述第一电极(210)，所述第二透明基板的内侧面具有多个条带状分布的第二电极(310)； 对于一透镜区域而言，其至少跨越三条第二电极，在不同的第二电极施加不同的驱动电压，从而使该透镜区域的液晶形成菲涅尔液晶透镜； 所述第一透明基板(200)和第二透明基板(300)均为玻璃基板，所述第一电极(210)和第二电极(310)的材料均为掺锡氧化铟。
14.一种制备方法，用于制备如权利要求8所述菲涅尔液晶透镜面板，其特征在于，包括: 步骤A:在所述第二透明基板(300)上形成所述第二电极(310)，形成第二基板； 步骤B:在所述第二基板上涂布树脂材料； 步骤C:对涂布的树脂材料进行刻蚀，在预设的间隙子和绝缘阻隔包的位置形成高度为H1的间隙子和绝缘阻隔包，其中，H1为间隙子的预设高度； 步骤D:对涂布的树脂材料进行再次刻蚀，保持间隙子的高度不变，降低绝缘阻隔包的高度，直至到达其预设的高度H2 ； 步骤E，将第一基板对盒于具有间隙子和绝缘阻隔包的第二基板(300)，其中，该第二基板由在所述第一透明基板(200)上形成所述第一电极(210)后形成；以及步骤F:在所述第一基板和第二基板之间填充液晶材料。
15.一种制备方法，用于制备如权利要求10所述菲涅尔液晶透镜面板的，其特征在于，包括: 步骤A:在所述第二透明基板(300)上制备所述第二电极(310)，形成第二基板； 步骤B:在所述第二基板上涂布树脂材料； 步骤C:对涂布的树脂材料进行刻蚀，在预设的间隙子和绝缘阻隔包的位置形成高度为H2的间隙子第一部分和绝缘阻隔包，其中，H2为绝缘阻隔包的预设高度； 步骤D:在所述第一透明基板(200)上制作第一电极(210)，形成第一基板； 步骤E:在所述第一基板上涂布树脂材料； 步骤F:对第一基板上的树脂材料进行刻蚀，在预设的间隙子的位置形成高度为H12的间隙子第二部分，其中，H2+H12 = H1，其中H1为间隙子的预设高度； 步骤G:将所述第一基板对盒于所述第二基板，所述间隙子第一部分和间隙子第二部分相互对准共同构成整体的间隙子；以及 步骤H:在所述第一基板和第二基板之间填充液晶材料。
16.一种3D显示器，其特征在于，所述3D显示器包括 2D显示装置；以及设置于所述2D显示装置前方的如权利要求1至13中任一项所述的菲涅尔液晶透镜面板。
17.根据权利要求16所述的3D显示器，其特征在于:所述2D显示装置为液晶面板；该液晶面板，包括多个亚像素单元组成的基色图案以及亚像素单元之间的黑矩阵； 在所述菲涅尔液晶透镜面板中，相邻菲涅尔液晶透镜交界处的间隙子在液晶面板上的投影位于所述黑矩阵 内。
【文档编号】G02F1/1339GK104076572SQ201410279835
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】吴坤 申请人:京东方科技集团股份有限公司