专利名称：立体显示装置及其液晶透镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学技术领域，特别是涉及一种立体显示装置及其液晶透镜。
背景技术：
随着立体显示技术的快速发展，立体显示设备也有了越来越大量的需求，在实现三维立体显示众多的技术当中，裸眼立体显示由于无需观察者佩戴专用眼镜的优点使得它在三维立体显示领域中备受青睐。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，由于普通光栅的栅距不可调节，只能限制观众在某个特定的观察距离范围内观看，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，但是这种液晶光栅仍具有摩尔纹缺陷，影响了立体显示效^ ο请参阅图1，图1是现有的光栅式立体显示器的使用示意图。平面显示器4所产生的图像光线经过光栅5后进入观看者6的眼睛。请参阅图2，图2是现有的光栅式立体显示器的摩尔纹示意图。由于光栅和平面显示器的像素阵列之间存在周期性干涉，平面显示器的像素阵列7所产生的图像经过光栅8后所显示的图像9中会形成摩尔纹，显然，这种摩尔纹现象对三维立体画面的效果有很大的影响，会破坏图像的观赏性，严重影响视觉效果，引起观看者的不适应感。目前液晶光栅的驱动电极材料的透光率与未设置电极处的区域有一定的差别，导致驱动电极边缘与面板像素周围的黑矩阵之间会产生摩尔纹效应，影响了图像显示效果。如图3和图4所示，显示了现有技术中一种液晶透镜的示意图，该液晶透镜100包括第一基板110、第二基板120、液晶层130、第一电极层140、第二电极层150、第一配向膜 160以及第二配向膜170。其中，该第一基板110和该第二基板120相对间隔设置，该液晶层130位于该第一基板110和该第二基板120之间，该第一电极层140设置在该第一基板110和该液晶层130 之间，被该第一配向膜160覆盖，该第二电极层150设置在该第二基板120和该液晶层130 之间，被该第二配向膜170覆盖。如图4中所示，该第一电极层140为多个矩形条形电极，其具有均勻的厚度，由于该多个条形电极的透光率与未设置条形电极区域处的透光率有较大差异，容易导致该多个条形电板与面板像素周围产生摩尔纹，如图4中虚线所示。
发明内容
本发明提供了一种立体显示装置及液晶透镜，能够降低摩尔纹形成，实现良好的
4图像显示效果。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种液晶透镜，包括间隔设置的第一基板和第二基板；位于该第一基板和该第二基板之间的液晶层；第一电极层，设置在该第一基板和该液晶层之间；第二电极层，设置在该第二基板和该液晶层之间；该第一电极层和该第二电极层用于产生电场，以使该液晶层产生透镜效果；其中，该第一电极层包括多个间隔设置的条形电极，沿垂直于该条形电极的延伸方向，该条形电极具有透光率渐变结构。根据本发明一优选实施例，该透光率渐变结构为将该条形电极设为截面为梯形的结构。根据本发明一优选实施例，该梯形为等腰梯形，该梯形的长边位于该第一基板侧， 该梯形的短边朝向该液晶层设置。根据本发明一优选实施例，该梯形的短边与侧边(腰)的交接处设置为圆弧过渡结构。根据本发明一优选实施例，该透光率渐变结构为将该条形电极设为截面为三角形的结构。根据本发明一优选实施例，该三角形为等腰三角形，该三角形的底边位于该第一基板侧，该三角形的顶角朝向该液晶层设置，且所述的顶角设置为圆弧过渡结构。根据本发明一优选实施例，该透光率渐变结构为将该条形电极设为截面为微阶梯状三角形的结构。为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是提供一种液晶透镜，包括间隔设置的第一基板和第二基板；位于该第一基板和该第二基板之间的液晶层；第一电极层，设置在该第一基板和该液晶层之间；第二电极层，设置在该第二基板和该液晶层之间；该第一电极层和该第二电极层用于产生电场，以使该液晶层产生透镜效果；其中，该第一电极层包括多个间隔设置的条形电极，沿垂直于该条形电极的延伸方向，该条形电极横截面的厚度由中间向两侧逐渐减小。为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是提供一种液晶透镜，包括间隔设置的第一基板和第二基板；位于该第一基板和该第二基板之间的液晶层；第一电极层，位于该第一基板相邻该液晶层的一侧；第二电极层，位于该第二基板相邻该液晶层的一侧；该第一电极层和该第二电极层用于产生电场，以使该液晶层产生透镜效果；第一配向膜，覆盖该第一电极层；第二配向膜，覆盖该第二电极层；
其中，该第一电极层包括多个条形电极，该条形电极采用透光率与该第一配向膜趋于一致的材料制成。为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是提供一种立体显示装置， 包括显示面板及设于该显示面板上的液晶透镜，该液晶透镜采用上述的液晶透镜。本发明的有益效果是区别于现有技术的情况，本发明提供的立体显示装置及其液晶透镜的电极设有透光率渐变结构，有效降低了摩尔纹形成，大大提高了图像的观看效^ ο
图1是现有的光栅式立体显示器的使用示意图；图2是现有的光栅式立体显示器的摩尔纹示意图；图3为现有技术中一种液晶透镜的截面示意图；图4图3所示的液晶透镜的立体结构示意图；图5为根据本发明一优选实施例的液晶透镜的截面示意图；图6为根据本发明另一优选实施例的液晶透镜的截面示意图；图7为根据本发明另一优选实施例的液晶透镜的截面示意图；图8为根据本发明另一优选实施例的液晶透镜的截面示意图；图9显示了光线在穿过现有技术中的液晶透镜时透过率的示意图；图10显示了光线在穿过本发明的液晶透镜时透过率的示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。本发明提供一种立体显示装置，包括显示面板和液晶透镜。显示面板用于显示具有视差的左眼图像和右眼图像；液晶透镜设置在显示面板上，并将具有视差的左眼图像和右眼图像分别导向观看者对应的左眼和右眼。请参阅图5，为方便描述本发明，图5仅示出了液晶透镜的结构示意图。如图5所示，该液晶透镜200包括第一基板210、第二基板220、液晶层230、第一电极层M0、第二电极层250、第一配向膜沈0以及第二配向膜270。其中，该第一基板210和该第二基板220相对间隔设置，该液晶层230位于该第一基板210和该第二基板220之间，该第一电极层240设置在该第一基板210和该液晶层230 之间，被该第一配向膜260覆盖，该第二电极层250设置在该第二基板220和该液晶层230 之间，被该第二配向膜270覆盖；该第一电极层240和该第二电极层250用于产生电场，以使该液晶层230产生透镜效果。在本发明实施例中，该第一电极层240包括多个间隔平行设置的条形电极，沿垂直于条形电极的延伸方向，该多个条形电极设有透光率渐变结构，即在垂直于该条形电极的延伸方向，该条形电极横截面的厚度由中间向两侧逐渐减小。具体而言，在本实施例中，该透光率渐变结构为将条形电极设为截面为梯形的结构，该梯形一般为等腰梯形，其长边位于第一基板210—侧，其短边朝向液晶层230设置，在优选实施例中，该梯形的短边与侧边(腰)的交接处设置为圆弧过渡结构，该圆弧过渡结构该多个条形电极的透光率变化程渐变趋势，避免由于尖端的透光率变化突变而易于形成摩尔纹。请参阅图6，在本发明另一实施例中，该液晶透镜300包括第一基板310、第二基板 320、液晶层330、第一电极层340、第二电极层350、第一配向膜360以及第二配向膜30。同样，该第一基板310和该第二基板320相对间隔设置，该液晶层330位于该第一基板310和该第二基板320之间，该第一电极层340设置在该第一基板310和该液晶层330 之间，被该第一配向膜360覆盖，该第二电极层350设置在该第二基板320和该液晶层330 之间，被该第二配向膜370覆盖；该第一电极层和该第二电极层用于产生电场，以使该液晶层产生透镜效果。在本发明实施例中，该第一电极层340为多个间隔平行设置的条形电极，沿垂直于条形电极的延伸方向，该多个条形电极设有透光率渐变结构。具体而言，在本实施例中，该透光率渐变结构为将条形电极设为截面为三角形的结构，该三角形一般为等腰三角形，该三角形的底边位于第一基板310—侧，该三角形的顶角朝向液晶层330设置。在优选实施例中，三角形的顶角设置为圆弧过渡结构500，该圆弧过渡结构500使得该多个条形电极的透光率变化程渐变趋势，避免由于尖端的透光率变化突变而易于形成摩尔纹，如图8所示。请参阅图7，在本发明另一实施例中，该液晶透镜400包括第一基板410、第二基板 420、液晶层430、第一电极层440、第二电极层450、第一配向膜460以及第二配向膜470。同样，该第一基板410和该第二基板420相对间隔设置，该液晶层430位于该第一基板410和该第二基板420之间，该第一电极层440设置在该第一基板410和该液晶层430 之间，被该第一配向膜460覆盖，该第二电极层450设置在该第二基板420和该液晶层430 之间，该第二配向膜470覆盖；该第一电极层和该第二电极层用于产生电场，以使该液晶层产生透镜效果。在本发明实施例中，该第一电极层440为多个间隔平行设置的条形电极，沿垂直于条形电极的延伸方向，该多个条形电极设有透光率渐变结构。具体而言，在本实施例中，该透光率渐变结构为将条形电极设为截面为微阶梯状三角形的结构，每一微阶梯的厚度变化相对较小，可使得该电极的透光率变化程渐变趋势。在另一实施例中，第一电极层包括多个间隔平行设置的条形电极，第二电极层包括多个间隔平行设置的条形电极，第一电极层条形电极的延伸方向与第二电极层条形电极的延伸方向垂直，且第一电极层的条形电极与第二电极层的条形电极均设有本发明中所述的透光率渐变结构，此结构可以形成另一个方向的液晶透镜，有利于显示面板旋转90度时进行3D显示。接下来，结合图9和图10说明本发明降低摩尔纹的原理。如图9所示，现有技术的液晶透镜在应用中，光线通过该液晶透镜时，第一电极层 140处的透光率为T1,而未设置第一电极层140区域处的透光率为T2,由此可见，在第一电极层140与未设置第一电极层140的基板110处，透光率是从T1直接变化到T2的，且其透光率在第一电极层的140边缘处呈现非常明显的陡变，在显示画面上表现为明显的边界线， 该边界线与面板像素阵列之间相互干涉，导致容易形成摩尔纹。而在图10中，光线通过本发明提供的液晶透镜时，由于第一电极层340设有上述实施例中所述的透光率渐变结构，其透光率从第一电极层340中间的T1到边缘的逐渐过渡为T1 T2再过渡到未覆盖第一电极层340的第一基板310处的T2,该透光率在第一电极层 340的边缘处呈现逐渐变化，避免了透光率的突然变化而形成的明暗条纹，从而减少与显示面板上的矩阵排列的像素单元或黑矩阵产生重叠，使得液晶透镜不易生成摩尔纹，因而改善了成像质量，实现了良好的图像显示效果。经过实验发现，液晶透镜中第一电极层的边缘处的透光率的变化率会影响第一电极层的边界线，进而对摩尔纹的形成造成影响。由于摩尔纹的显示效果是由多个摩尔纹的周期性重复所构成的宏观效果，而采用上述配置的液晶透镜，当第一电极层的边界线不明显时，多个摩尔纹的宽度也就不一致了，这就破坏了多个摩尔纹的周期性重复，因此摩尔纹的显示效果也就被大大消除。当然，消除摩尔纹的方法并不限于此，还可以通过研发新材料电极，使电极的透光率与配向膜的透光率趋于一致的方式，以及在具有同样效果前提下改变电极厚度，或者对电极的材料、结构、形态等多方面进行综合调整设计等方式。本发明不限制电极中透光率渐变结构的实现方式，本领域技术人员应当知晓，只要是电极区域和非电极区域之间的透光率是逐渐变化趋向一致的就可以达到模糊边界线的光学效果。以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种液晶透镜，包括间隔设置的第一基板和第二基板； 位于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层； 第一电极层，设置在所述第一基板和所述液晶层之间； 第二电极层，设置在所述第二基板和所述液晶层之间；所述第一电极层和所述第二电极层用于产生电场，以使所述液晶层产生透镜效果； 其特征在于，所述第一电极层包括多个间隔设置的条形电极，沿垂直于所述条形电极的延伸方向，所述条形电极具有透光率渐变结构。
2.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述透光率渐变结构为将所述条形电极设为截面为梯形的结构。
3.根据权利要求2所述的液晶透镜，其特征在于，所述梯形为等腰梯形，所述梯形的长边位于所述第一基板侧，所述梯形的短边朝向所述液晶层设置。
4.根据权利要求3所述的液晶透镜，其特征在于，所述梯形的短边与侧边的交接处设置为圆弧过渡结构。
5.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述透光率渐变结构为将所述条形电极设为截面为三角形的结构。
6.根据权利要求5所述的液晶透镜，其特征在于，所述三角形为等腰三角形，所述三角形的底边位于所述第一基板侧，所述三角形的顶角朝向所述液晶层设置，且所述的顶角设置为圆弧过渡结构。
7.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述透光率渐变结构为将所述条形电极设为截面为微阶梯状三角形的结构。
8.一种液晶透镜，包括间隔设置的第一基板和第二基板； 位于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层； 第一电极层，设置在所述第一基板和所述液晶层之间； 第二电极层，设置在所述第二基板和所述液晶层之间；所述第一电极层和所述第二电极层用于产生电场，以使所述液晶层产生透镜效果； 其特征在于，所述第一电极层包括多个间隔设置的条形电极，沿垂直于所述条形电极的延伸方向，所述条形电极横截面的厚度由中间向两侧逐渐减小。
9.一种液晶透镜，包括间隔设置的第一基板和第二基板； 位于所述第一基板和所述第二基板之间的液晶层； 第一电极层，位于所述第一基板相邻所述液晶层的一侧； 第二电极层，位于所述第二基板相邻所述液晶层的一侧；所述第一电极层和所述第二电极层用于产生电场，以使所述液晶层产生透镜效果； 第一配向膜，覆盖所述第一电极层； 第二配向膜，覆盖所述第二电极层；其特征在于，所述第一电极层包括多个条形电极，所述条形电极采用透光率与所述第一配向膜趋于一致的材料制成。
10. 一种立体显示装置，包括显示面板及设于所述显示面板上的液晶透镜，所述液晶透镜采用根据权利要求1至7中任意一项所述的液晶透镜。
全文摘要
本发明公开了一种立体显示装置及其液晶透镜，该液晶透镜包括间隔设置的第一基板和第二基板；位于该第一基板和该第二基板之间的液晶层；设置在该第一基板和该液晶层之间的第一电极层；设置在该第二基板和该液晶层之间的第二电极层；该第一电极层和该第二电极层用于产生电场，以使该液晶层产生透镜效果；其中，该第一电极层包括多个间隔设置的条形电极，沿垂直于条形电极的延伸方向，该条形电极具有透光率渐变结构。通过上述方式，本发明公开的立体显示装置及其液晶透镜改善了成像质量，实现了良好的图像显示效果。
文档编号G02F1/1343GK102253562SQ20111019603
公开日2011年11月23日 申请日期2011年7月13日 优先权日2011年7月13日
发明者李建军, 陈寅伟 申请人:深圳超多维光电子有限公司