液晶透镜及立体显示装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于立体显示技术领域，尤其涉及液晶透镜及包含该液晶透镜的立体 显示装置。
【背景技术】
[0002] 采用液晶透镜实现立体显示的立体显示装置，主要是利用在液晶层两侧的两片基 板上分别设置公共电极和多个驱动电极，对各个驱动电极施加相应的驱动电压以及对公共 电极施加公共电压，从而在两个基板之间形成具有不同电场强度的垂直电场，以驱动液晶 分子排列而形成可变焦液晶透镜。因此，只需要控制驱动电极的电压分布，液晶透镜的折射 率分布就会发生相应的改变，从而对显示面板发出的光线的分布进行控制，以实现自由立 体显示。
[0003] 图1为现有技术提供的立体显示装置结构示意图，立体显示装置包括显示面板 r和液晶透镜2 '，液晶透镜2 '设置于显示面板1 '的出光侧，显示面板1 '发出的光 线经过液晶透镜2'分别进入观看者的左眼和右眼。液晶透镜2'包括相对设置的第一基 板21'与第二基板22 '，以及夹设于第一基板21 '与第二基板22 '之间的液晶层，第一 基板21 '上设有多个第一电极23'，各个第一电极23 '间隔设置，第二基板22 '上设有 第二电极24 ^。当该立体显示装置用于3D显示时，对多个第一电极23 ^和第二电极24 ' 施加各自所需的电压，第一基板21'与第二基板22'之间产生电场强度不等的电场，驱动 液晶层内的液晶分子25 '发生偏转。由于电场强度不等，从而电场驱动液晶分子25 '发 生偏转的程度不同，因此，控制多个第一电极23 '上的电压分布，液晶透镜2 '的折射率就 会相应地改变，从而对显示面板1 ^的出光进行控制，实现立体显示。
[0004] 当立体显示装置用于3D显示时，第一基板21 '与第二基板22 '之间形成有阵 列排列的液晶透镜单元，每个液晶透镜单元具有相同的结构。图2仅示出相邻的第一液晶 透镜单元L1'与第二液晶透镜单元L2'，第一液晶透镜单元L1'对应有两个第一电极 23'，同样地，第二液晶透镜单元L2'对应有两个第一电极23 '。根据液晶透镜2 '工作 原理可知，对第一电极23 '施加第一电压，对第二电极24 '施加第二电压，因此，在第一电 极23 '处形成电场强度最大的电场，位于第一电极23 '处的液晶分子25 '在电场的驱动 下呈竖直分布状态，而随着远离第一电极23 '，电场也变得越来越弱，即液晶分子25 '会 逐渐倾向于水平排列。
[0005] 为满足成像要求，需要对第一液晶透镜单元L1 '边缘施加的电压最大，位于第一 液晶透镜单元L1'的边缘处的第一电极23'附近的液晶分子25'基本上呈现垂直方向 分布，而越靠近第一液晶透镜单元L1'的中心电压越小，因此液晶分子25 '会逐渐倾向于 水平方向排列。在每一个液晶透镜单元内，由于电压对称分布，液晶分子25 '随着电场强 度的变化呈现折射率的渐变，因而液晶透镜2 '具备较好的光学成像特性。
[0006]根据折射率渐变透镜光程差公式= &，其中An=nmax_n(r)=n，ne为 〇./ 液晶分子25 '对非寻常光折射率，折射率n(r)作为位置r的函数在不同位置会有所不同。 在如图2中，第一液晶透镜单元L1 '与第二液晶透镜单元L2 '的边缘处的第一电极23 ' 位置的液晶分子25 '呈垂直状态，n(r) =n。，而在每个液晶透镜单元的中心附近的液晶分 子25 '长轴呈现水平状态，n(r) =ne。D即每个液晶透镜单元开口的大小，f为液晶透镜 单元的焦距，d为液晶层的厚度。同时，为减小液晶透镜2'在立体显示时引起的串扰，避 免左眼图像进入到右眼，右眼图像进入到左眼，需要液晶透镜2 '与标准抛物型透镜光程 差分布相吻合。
[0007] 图2所示的液晶透镜2 '，其中第二电极24 '为面电极，图3为第一液晶透镜单 元L1'与第二液晶透镜单元L2'的光程差分布与理想抛物型透镜光程差分布的比较图， 从图3可以看出，相邻第一液晶透镜单元L1'与第二液晶透镜单元L2'边缘处共用一个 第一电极23 '。当立体显示装置用于3D显示时，第一液晶透镜单元L1'与第二液晶透镜 单元L2 '交界处的电场强度变化比较剧烈，导致了此处的光程差出现较大的波动，液晶透 镜2'的光程差分布明显偏离理想抛物型透镜光程差分布，从而影响了液晶透镜2'的成 像特性。因此，液晶透镜单元边界处的光程与标准的抛物型透镜相比会有较大的偏差。当 液晶透镜2 '应用于3D显示技术时，这些偏差会增大立体显示装置的串扰，影响立体显示 时的画面质量。
[0008] 如图4所示，现有技术公开了一种液晶透镜及其驱动方法、立体显示装置，该液晶 透镜20包括具有相同结构的液晶透镜单元L10与液晶透镜单元L20,每个液晶透镜单元包 括相对设置的第一基板210与第二基板220,第一基板210上设有第一条形电极230,第二 基板220面向第一基板的一侧设有面电极240,面电极240上设有第二条形电极250,并且， 面电极240作为公用电极接地，第二条形电极250上均施加负电压。对第一条形电极230、 面电极240以及第二条形电极250分别施加不同的驱动电压，该液晶透镜20不仅制造工艺 复杂，驱动设计繁琐，而且在产业上不易于实施。 【实用新型内容】
[0009] 本实用新型实施例的目的在于提供液晶透镜，旨在解决解决由现有技术的局限和 缺点引起的上述一个或多个技术问题。
[0010] 本实用新型实施例提供液晶透镜，包括相对设置的第一基板与第二基板，以及夹 设于所述第一基板与所述第二基板之间的液晶分子，所述第一基板设有多个第一电极，各 个所述第一电极彼此间隔设置，当所述液晶透镜用于立体显示时，所述第一基板与所述第 二基板之间形成多个结构相同并呈阵列分布的液晶透镜单元，相邻两个所述液晶透镜单元 共用一个所述第一电极，所述第二基板朝向所述第一基板的一侧设有多个第二电极，所述 第二电极的延伸方向平行于所述第一电极的延伸方向，各个所述第二电极彼此间隔设置， 相邻两个所述第二电极之间形成开口部，所述开口部的中心线与其相对应的并位于所述液 晶透镜单元边缘处的所述第一电极的中心线在同一条直线上。
[0011] 具体地，所述开口部的宽度大于与其相对应的并位于所述液晶透镜单元边缘处的 所述第一电极的宽度。
[0012] 或者，具体地，所述开口部的宽度等于与其相对应的并位于所述液晶透镜单元边 缘处的所述第一电极的宽度。
[0013] 或者，具体地，所述开口部的宽度小于与其相对应的并位于所述液晶透镜单元边 缘处的所述第一电极的宽度。
[0014] 进一步地，各个所述第一电极倾斜设置于所述第一基板上，所述第一电极的延伸 方向与所述第一电极的排布方向相交，形成夹角。
[0015] 优选地，所述夹角a，且60°彡a彡80°。
[0016] 进一步地，每个所述液晶透镜单元对应一个所述第二电极，所述液晶透镜单元的 中心线与所述第二电极的中心线在同一条直线上。
[0017] 进一步地，每个所述第二电极对应有至少两个所述液晶透镜单元。
[0018] 进一步地，每个所述液晶透镜单元对应两个所述第一电极。
[0019] 或者，进一步地，每个所述液晶透镜单元对应有m个所述第一电极，其中，m为自然 数，m彡3〇
[0020] 进一步地，各个所述第一电极的宽度相等。
[0021] 进一步地，各个所述第一电极按照等间距排列。
[0022] 优选地，所述第一电极为条形电极，所述第一电极沿所述第一电极延伸方向的截 面形状为矩形、拱形或锯齿形。
[0023] 优选地，所述第二电极为条形电极，所述第二电极沿所述第二电极延伸方向的截 面形状为矩形、拱形或锯齿形。
[0024] 进一步地，所述液晶透镜单元的间距为L，所述第二电极的宽度为M，f ， 其中，n为所述第二电极对应所述液晶透镜单元的数目，n为自然数且n多1。
[0025] 进一步地，还包括电压控制模块，用于控制施加位于所述液晶透镜单元边缘处的 所述第一电极上的第一驱动电压、所述第二电极上的第二驱动电压，所述第一驱动电压与 所述第二驱动电压之间的电势差大于所述液晶分子的阈值电压。
[0026] 优选地，所述电势差为U(l，所述液晶分子的阈值电压为vth，且vth<u# 4vth。
[0027] 进一步地，还包括设置于所述第一基板与所述第一电极之间的第三电极，所述第 三电极与所述第一电极之间设有绝缘层，各个所述第一电极设置于所述绝缘层上，所述电 压控制模块还用于控制施加于所述第三电