专利名称：一种液晶透镜和立体显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及立体显示技术领域，具体而言涉及一种液晶透镜和立体显示装置。
背景技术：
当前的立体显示装置一般采用自由立体显示，即裸视3D (Three Dimensions,三维)显示，其主要通过加装在2D (Two Dimensions, 二维)显示面板出光侧的液晶透镜等分光器件，将显示面板上显示的左、右视差图像分别送入观察者的左、右眼，再经过大脑融合从而使观看者获得立体感知。其中，液晶透镜等分光器件主要采用透明材质来制作一定尺寸的柱透镜阵列，通过其折射作用使显示面板中不同像素的光以不同偏振方向出射，从而获得视差图像的分离。图1是现有技术中液晶透镜的结构示意图，如图1所示，液晶透镜100在未施加电压时，相邻两个条状电极组110、120所对应的液晶层的中心和边缘均没有折射率差，用户通过液晶透镜100观看的是没有视差的2D图像。液晶透镜100在施加工作电压时，由于电场的分布，条状电极组110、120对应的液晶层的中心和边缘出现折射率差，并在满足聚焦模式时会形成类似透镜的相位分布，用户通过液晶透镜100观看的是具有左、右视差的2D图像，且在最佳观看距离处即可看到3D图像。随着市场的需求，当前的立体显示装置普遍向大尺寸的趋势发展，对应所需要的液晶透镜100的尺寸也随之增大。然而，在大尺寸液晶透镜100的结构中，相邻液晶层的电极条的宽度大，对应的电阻大，导致条状电极组的电容大，因此极易产生严重的电阻电容延迟现象(RC Delay)，造成液晶透镜100的后端充电不足，从而影响3D显示的观看效果。综上所述，有必要提供一种液晶透镜和立体显示装置，以解决上述问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种液晶透镜和立体显示装置，不仅可以进行2D/3D显示的切换，而且可以降低电极条的电阻，同时降低条状电极组的电容，减少条状电极组的RC延迟现象。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，包括相对设置的第一基板和第二基板以及夹持于两者之间的液晶层，第二基板上设置有沿平行于第二基板的第一方向间隔排布的多个条状电极组，每一条状电极组包括沿垂直于第二基板的第二方向依次绝缘堆叠的至少两层电极条，且至少两层电极条的宽度沿朝向第一基板的方向依次减小，其中至少两层电极条中的一电极条沿第一方向分割成第一子电极条以及间隔设置于第一子电极条两侧的两个第二子电极条，第一子电极条与至少两层电极条中远离第二基板的最相邻的另一电极条电连接。其中，第一基板设置有与多个条状电极组相对的公共电极。其中，至少两层电极条中最邻近第二基板的电极条沿第一方向分割成第一子电极条和第二子电极条。其中，至少两层电极条中位于最邻近第一基板的电极条和最邻近第二基板的电极条之间的电极条沿第一方向分割成间隔设置的第一子电极条和第二子电极条。其中，每一条状电极组包括沿第二方向依次绝缘堆叠的第一电极条、第二电极条和第三电极条，其中第一电极条最邻近第二基板。其中，第一电极条分割成第一子电极条和第二子电极条。其中，第二电极条分割成第一子电极条和第二子电极条。其中，至少两层电极条中的每一电极条在第二基板上的投影区域均落在更靠近第二基板的其他电极条在第二基板上的投影区域。其中，第一子电极条的宽度小于第二子电极条，且二者在工作时接收的电压彼此不同。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:显示面板以及上述液晶透镜，液晶透镜设置于显示面板的出光侧。本发明的有益效果是:本发明通过将传统液晶透镜中每一条状电极组中至少两层电极条中的一电极条分割成第一子电极条以及间隔设置于第一子电极条两侧的两个第二子电极条，并且使得第一子电极条与至少两层电极条中远离第二基板的最相邻的另一电极条电连接，进而不仅可以进行2D/3D显示的切换，而且可以降低电极条的电阻，同时降低条状电极组的电容，减少条状电极组的RC延迟现象。进一步地，由于第一子电极条的宽度较小且与两侧第二子电极条的间距较小，因此本发明对液晶层的电场分布影响较小，能够保证液晶透镜良好的聚光性以及3D显示的观看效果。
图1是现有技术中液晶透镜的结构示意图；图2是本发明液晶透镜一实施例的结构示意图；图3是图2所示液晶透镜对应的当前Neffprofile示意图；图4是本发明的立体显示装置一实施例的结构示意图。
具体实施例方式本发明提供一种液晶透镜和立体显示装置，该液晶透镜主要通过将传统液晶透镜中每一条状电极组中至少两层电极条中的一电极条分割成第一子电极条以及间隔设置于第一子电极条两侧的两个第二子电极条，并且使得第一子电极条与至少两层电极条中远离第二基板的最相邻的另一电极条电连接，进而不仅可以进行2D/3D显示的切换，而且可以降低电极条的电阻，同时降低条状电极组的电容，减少条状电极组的RC延迟现象。下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。图2是本发明液晶透镜一实施例的结构示意图。如图2所示，本实施的液晶透镜200包括相对设置的第一基板210和第二基板220以及夹持于两者之间的液晶层230。在本实施例中，第二基板220上设置有沿第一方向X间隔排布的多个条状电极组221，其中第一方向X平行于第二基板220所在的水平方向。每一条状电极组221包括沿第二方向Y依次绝缘堆叠的第一层电极条222和第二层电极条223。其中，第二方向Y垂直于第二基板220所在的水平方向，即与第一方向X互相垂直。第一层电极条222的宽度dl大于第二层电极条223的宽度d2，且第二层电极条223在第二基板220上的投影区域落在第一层电极条222在第二基板220上的投影区域中。在其他实施例中，每一条状电极组221可包括多层电极条，其中的每一电极条在第二基板上的投影区域均落在更靠近第二基板的其他电极条在第二基板上的投影区域。第一层电极条222包括沿第一方向X间隔设置的第一子电极条224和第二子电极条225a、225b，第一子电极条224与第二层电极条223通过电极226电连接。在本实施例中，由于电极226仅为电连接作用，因此其宽度d6尽可能小。第一子电极条224的宽度d3远小于第二子电极条225a的宽度d4或第二子电极条225b的宽度d5。另外,第一子电极条224与第二子电极条225a或第二子电极条225b在工作时接收的电压彼此不同。对于第二子电极条225a的宽度d4和第二子电极条225b的宽度d5，以及在工作时第二子电极条225a接收的电压v4和第二子电极条225b接收的电压v5，本实施例不做限制，本领域人员可根据具体需要进行限定。在其他实施例中，第一子电极条224的宽度d3可根据需要进行更改，并且，第二子电极条225a与第二子电极条225b在工作时接收的电压也可彼此不同。在本实施例中，第一基板210上设置有与多个条状电极组221相对的公共电极211，优选公共电极211为一整片透明ITO (氧化铟锡)层。图3是图2所示液晶透镜对应的当前Neffprofile (有效折射率曲线)示意图。下面结合图2和图3详细介绍本实施例的液晶透镜实现2D/3D显示切换的工作原理及过程:液晶透镜200在未施加电压时，每一条状电极组221对应的液晶层的中心和边缘均没有折射率差，此时图像光线通过液晶透镜200时不会发生折射现象，即不会产生视差。当对液晶透镜200施加工作电压时，由于越靠近液晶层230需要使液晶层230中液晶分子偏转的能量越大，因此第一层电极条222接收的电压Vl小于第二层电极条223接收的电压v2。与此同时，与第二层电极条223电连接的第一子电极条224接收电压v2产生电场，第二子电极条225a、225b接收电压产生电场，使其分别对应的液晶分子产生如图2所示的偏转。另外，由于第一子电极条224与第二层电极条223电连接，第一子电极条224的本身固有电阻为Rl，第一子电极条224的固有电阻为R2,参见如下公式:
Rl, R2R = —— < Rl
Rl 4- R2可知，在施加工作电压时第一子电极条224起到的有效电阻R小于固有电阻Rl,并且第一子电极条224与第二层电极条223电连接，降低了条状电极组221之间的电容，从而能够有效避免RC Delay。进一步地，由于第一子电极条224的宽度d3较小且与第二子电极条225a、225b之间的间隔较小，因此第一层电极条222接收工作电压时对液晶层230的电场分布影响较小，从而使得整体的液晶透镜200对应的Neffprofile LI相比较于图1所示液晶透镜100对应的Neffprofile L并没有明显的差异。应理解，上述实施例的液晶透镜及其所包含的子电极条的设置仅供说明举例，本发明可根据具体的条状电极组包含电极条的层数将条状电极组中的一层电极条，例如最邻近第一基板的电极条和最邻近第二基板的电极条之间的电极条，沿第一方向X分割成第一子电极条以及间隔设置于第一子电极条两侧的两个第二子电极条，不限于划分为前文所举例的二层电极条，只需将第一子电极条与远离第二基板的最相邻的另一电极条电连接，能够避免条状电极组的RC延迟即可。例如，每一条状电极组包括沿第二基板方向依次绝缘堆叠的第一电极条、第二电极条和第三电极条，其中第一电极条最邻近第二基板。第一电极条分割成第一子电极条和设置于第一子电极条两侧的两个第二子电极条，第一子电极条与第二电极条电连接。或者，第二电极条分割成第一子电极条和设置于第一子电极条两侧的两个第二子电极条，第一子电极条与第三电极条电连接。图4是本发明的立体显示装置一实施例的结构示意图。如图4所示，本实施例的立体显示装置400包括:显示面板410和上述实施例的液晶透镜420。其中，液晶透镜420设置于显不面板410的出光侧。液晶透镜420未通电时，观看者观看的是没有视差的2D图像；液晶透镜420通电时，其通过上述实施例所述的折射作用使显示面板410中不同像素P1、P2的光以不同偏振方向出射，从而将显示面板410上显示的左、右视差图像分别送入处于最佳观看距离处的观察者的左眼L、右眼R，再经过观察者大脑的融合从而获得立体感知，观看3D图像。综上所述，本发明进而不仅可以进行2D/3D显示的切换，而且可以降低电极条的电阻，同时降低条状电极组的电容，减少条状电极组的RC延迟现象；进一步地，由于第一子电极条的宽度较小且与两侧第二子电极条的间距较小，因此本发明对液晶层的电场分布影响较小，能够保证液晶透镜良好的聚光性以及3D显示的观看效果。以上所述仅为本发明的实施例，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，其特征在于，所述液晶透镜包括相对设置的第一基板和第二基板以及夹持于两者之间的液晶层，所述第二基板上设置有沿平行于所述第二基板的第一方向间隔排布的多个条状电极组，每一所述条状电极组包括沿垂直于所述第二基板的第二方向依次绝缘堆叠的至少两层电极条，且所述至少两层电极条的宽度沿朝向所述第一基板的方向依次减小，其中所述至少两层电极条中的一电极条沿所述第一方向分割成第一子电极条以及间隔设置于所述第一子电极条两侧的两个第二子电极条，所述第一子电极条与所述至少两层电极条中远离所述第二基板的最相邻的另一电极条电连接。
2.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述第一基板设置有与所述多个条状电极组相对的公共电极。
3.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述至少两层电极条中最邻近所述第二基板的电极条沿所述第一方向分割成所述第一子电极条和所述第二子电极条。
4.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述至少两层电极条中位于最邻近所述第一基板的电极条和最邻近所述第二基板的电极条之间的电极条沿所述第一方向分割成间隔设置的所述第一子电极条和所述第二子电极条。
5.根据权利要求4所述的液晶透镜，其特征在于，每一所述条状电极组包括沿所述第二方向依次绝缘堆叠的第一电极条、第二电极条和第三电极条，其中第一电极条最邻近所述第二基板。
6.根据权利要求5所述的液晶透镜，其特征在于，所述第一电极条分割成所述第一子电极条和所述第二子电极条。
7.根据权利要求5所述的液晶透镜，其特征在于，所述第二电极条分割成所述第一子电极条和所述第二子电极条。
8.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述至少两层电极条中的每一电极条在所述第二基板上的投影区域均落在更靠近所述第二基板的其他电极条在所述第二基板上的投影区域。
9.根据权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述第一子电极条的宽度小于所述第二子电极条，且二者在工作时接收的电压彼此不同。
10.一种立体显示装置，其特征在于，所述立体显示装置包括: 显示面板以及权利要求1-9的液晶透镜，所述液晶透镜设置于所述显示面板的出光侧。
全文摘要
本发明提供一种液晶透镜和立体显示装置。该液晶透镜包括第一基板、第二基板以及液晶层，第二基板上设置有多个条状电极组，每一条状电极组包括至少两层电极条，且宽度依次减小，其中至少两层电极条中的一电极条分割成第一子电极条以及间隔设置于其两侧的两个第二子电极条，第一子电极条与至少两层电极条中远离第二基板的最相邻的另一电极条电连接。本发明不仅可以进行2D/3D显示的切换，而且可以降低电极条的电阻，同时降低条状电极组的电容，减少条状电极组的RC延迟现象。
文档编号G02B27/22GK103091930SQ201310036138
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月30日 优先权日2013年1月30日
发明者廖巧生, 陈峙彣 申请人:深圳市华星光电技术有限公司