液晶透镜及3d显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种液晶透镜及3D显示装置。
【背景技术】
[0002]随着数字视听技术进入高清化的时代，三维(Three Dimens1n，3D)立体显示技术日益受到人们的关注和青睐，其中裸眼3D技术由于摆脱了复杂的辅助设备而大受欢迎，实现裸眼3D显示的方式多种多样，在3D显示技术尚未完全取代二维(Two Dimens1n，2D)显示的当前环境下，液晶透镜由于可自由切换2D/3D模式并且不对2D显示分辨率产生影响，成为当前裸眼3D技术发展的一个重要方向。
[0003]液晶透镜的原理是利用液晶分子双折射特性，以及随电场分布变化排列特性使光束聚焦或发散，通过改变电压来控制液晶分子的排列方向，进而可以实现在小空间内达到有效的光学变焦效果，实现3D显示。如图1所示，为现有的一种3D显示装置的结构图，包括显示面板8、及设于所述显示面板8上的液晶透镜，所述液晶透镜包括:相对设置的上玻璃基板2和下玻璃基板6、设于所述上玻璃基板2和下玻璃基板6之间的液晶层4、设于所述上玻璃基板2远离下玻璃基板6—侧的液晶透镜偏光片1、设于所述上玻璃基板2靠近下玻璃基板6—侧的公共电极3、设于所述下玻璃基板6靠近下玻璃基板2—侧的多个间隔分布的条状透镜电极5;该3D显示装置通过向多个条状透镜电极5施加不同的偏压使得液晶层4中的液晶分子偏转程度不同，其中边缘区域的电压较高，而中心区域的电压较低，使得液晶层4的折射率从中央区域到边缘区域逐渐减小，该折射率的变化使得光线在透过该液晶层4时被聚焦至预定的方向，进而实现3D显示。
[0004]为了获得理想的显示效果，理论上要求液晶分子的排布方向与底部液晶显示器的出光偏振方向完全一致，从而实现完全非寻常光(e光)3D图像，但是为了减轻摩尔纹对显示效果的影响，如图2所示，液晶透镜的取向相对于显示像素通常是倾斜布置的；由于不同条状透镜电极5之间偏压大小不一样，从而在条状透镜电极5之间容易形成横向电场分量，而横向分量的方向与所述理论偏转方向并不一致，导致液晶分子会偏离原来的配向方向，从而会形成一定量的寻常光(ο光)2D图像，液晶透镜边缘处由于电压变化较大使得该问题更为严重。而ο光在液晶透镜中并没有透镜效果，从而形成了 2D干扰信号，降低3D显示效果。通常为了解决该问题，需要在液晶透镜的表面再次贴附偏光片过滤ο光(即液晶透镜偏光片
I)，使得本身已经很厚的液晶透镜盒厚继续增加，不符合当前显示技术的薄形化的发展趋势。
[0005]金属线栅是一种周期性的金属线与介质层排布结构，其对于横向磁场(Transverse Magnetic，TM)和横向电场(Transverse Electric，TE)态光具有很高的消光比，能够显著地透过垂直于金属线排列方向的TM光而反射平行于金属线排列方向的TE光，因而可以作为理想的偏光片使用，由于厚度仅有纳米量级并且目前的制备工艺逐渐成熟而受到广泛关注。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种液晶透镜，能够降低液晶透镜的厚度，防止0光漏光，实现尚品质的3D画面显不。
[0007]本发明的目的在于提供一种3D显示装置，能够降低3D显示装置的厚度，防止ο光漏光，实现尚品质的3D画面显不。
[0008]为实现上述目的，本发明首先提供一种液晶透镜，包括:上玻璃基板、与所述上玻璃基板相对设置的下玻璃基板、设于所述上玻璃基板靠近下玻璃基板一侧的金属线栅、设于所述下玻璃基板靠近上玻璃基板一侧的多个平行间隔排列的条状电极、以及设于所述上玻璃基板与下玻璃基板之间的液晶层；
[0009]所述金属线栅包括多个平行间隔排列的金属线、以及设于所述多个平行间隔排列的金属线与上玻璃基板之间的介质层；
[0010]所述多个金属线的延伸方向与液晶透镜的入射光的偏振方向垂直，所述多个条状电极的延伸方向与液晶透镜的入射光的偏振方向及所述多个金属线的延伸方向均不相同；
[0011]所述金属线栅同时具备电极与偏光片的作用。
[0012]所述金属线栅的周期为20纳米到500纳米，占空比为0.1至0.9。
[0013]所述条状电极的宽度为10-1000μπι。
[0014]所述金属线栅的材料为铝、银、或金。
[0015]所述介质层的材料为二氧化硅、一氧化硅、氧化镁、氮化硅、二氧化钛、或五氧化二钽。
[0016]本发明提供一种3D显示装置，包括:显示面板、设于所述显示面板上的显示面板偏光片、设于所述显示面板偏光片上的液晶透镜；
[0017]所述液晶透镜包括:上玻璃基板、与所述上玻璃基板相对设置的下玻璃基板、设于所述上玻璃基板靠近下玻璃基板一侧的金属线栅、设于所述下玻璃基板靠近上玻璃基板一侧的多个平行间隔排列的条状电极、以及设于所述上玻璃基板与下玻璃基板之间的液晶层；
[0018]所述金属线栅包括多个平行间隔排列的金属线、以及设于所述多个平行间隔排列的金属线与上玻璃基板之间的介质层；
[0019]所述多个金属线的延伸方向与所述显示面板偏光片的偏振方向垂直，所述多个条状电极的延伸方向与所述显示面板偏光片的偏振方向及所述多个金属线的延伸方向均不相同；
[0020]所述金属线栅同时具备电极与偏光片的作用。
[0021 ] 所述显示面板为OLED显示面板、或者IXD显示面板。
[0022]所述显示面板偏光片为吸收型偏光片。
[0023]所述金属线栅的周期为20纳米到500纳米，占空比为0.1至0.9;
[0024]所述金属线栅的材料为铝、银、或金；
[0025]所述介质层的材料为二氧化硅、一氧化硅、氧化镁、氮化硅、二氧化钛、或五氧化二钽。
[0026]所述条状电极的宽度为10-1000μπι。
[0027]本发明的有益效果:本发明提供的一种液晶透镜，采用金属线栅同时实现偏光片与电极的作用，利用金属线栅的偏光作用过滤ο光，解决液晶透镜显示3D图像时由于ο光漏光所导致的显示效果下降问题，实现高品质的3D画面显示，相比于现有技术，通过金属线栅将偏光片与电极合二为一，不再需要外贴偏光片，能够有效降低液晶透镜的厚度，适应显示技术的薄形化发展趋势。本发明还提供一种3D显示装置，能够降低3D显示装置的厚度，防止ο光漏光，实现尚品质的3D画面显不。
【附图说明】
[0028]为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
[0029]附图中，
[0030]图1为现有的一种3D显示装置的结构图；
[0031 ]图2为图1所示的3D显示装置中条状透镜电极的俯视图；
[0032]图3本发明的液晶透镜的结构图；
[0033]图4本发明的液晶透镜中金属线栅及条状电极的俯视图；
[0034]图5本发明的3D显示装置的结构图。
【具体实施方式】
[0035]为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
[0036]请参阅图3，本发明首先提供一种液晶透镜，包括:上玻璃基板10、与所述上玻璃基板10相对设置的下玻璃基板50、设于所述上玻璃基板10靠近下玻璃基板50—侧的金属线栅20、设于所述下玻璃基板50靠近上玻璃基板10—侧的多个平行间隔排列的条状电极40、以及设于所述上玻璃基板10与下玻璃基板50之间的液晶层30。
[0037]具体地，所述金属线栅20包括多个平行间隔排列的金属线21、以及夹设于所述多个平行间隔排列的金属线21与上玻璃基板10之间的介质层22，所述金属线栅20同时具备电极与偏光片的作用。
[0038]进一步地，请参阅图4，所述多个金属线21的延伸方向与液晶透镜的入射光的偏振方向垂直，所述金属线栅20能够透过偏振方向垂直于金属线21的延伸方向的TM光，并反射偏振方向平行于金属线21的延伸方向的TE光，从而实现过滤0光的作用。所述多个条状电极40的延伸方向与液晶透镜的入射光的偏振方向及所述多个金属线21的延伸方向均不相同，也即所述多个条状电极40与入射光的偏振方向形成有一小于90度的夹角，以避免莫尔纹的出现。
[0039]具体地，所述金属线栅20的偏振性能是由TM光和TE光在通过金属线栅20时的不对称性引起的，其中偏振方向垂直于所述金属线21的延伸方向的TM光能够透过，而偏振方向平行于所述金属线21的延伸方向的TE光将被反射，并且金属线栅20的偏振特性及有效波段可以通过改变金属线栅20的结构参数来进行定制，即调整金属线栅20的周期及占空比，其中，所述金属线栅20的周期是指相邻的金属线21的左边界与左边界之间的距离，占空比是金属线21的宽度与周期的比值，优选地，所述金属线栅20的周期为20纳米到500纳米，占空比为0.1至0.9。
[0040]具体地，所述条状电极40宽度及间距可以相等、也可以不相等，具体的宽度选择范围为 10-1000μπι。
[0041]具体地，所述金属线栅20的材料需要具有较大的折射率虚部，优选地，所述金属线栅20的材料为铝(Al)、银(Ag)、或金(Au)。所述介质层22的材料为二氧化硅(Si02)、一氧化娃(S1)、氧化镁(MgO)、氮化娃(Si3N4)、二氧化钛(Ti02)、或五氧化二钽(Ta205)。在选择所述液晶层30中的液晶分子时，优选e光与ο光折射率差更高的液晶分子，以便于降低液晶透镜的厚度。
[0042]此外，在所述液晶透镜的下玻璃基板50靠近液晶层30的一侧还设有配向层。
[0043]需要说明的是，所述液晶透镜的工作过程为:提供一入射光，从所述液晶透镜的下玻璃基板50的下方射入液晶透镜，所述入射光为偏振光，偏振方向与所述多个金属线21的延伸方向垂直，向所述条状电极40和金属线栅20施加电压，使得液晶层30中的液晶分