一种液晶透镜、立体显示装置、显示方法和制作方法与流程

本发明涉及液晶透镜技术领域，尤其涉及一种液晶透镜、立体显示装置、显示方法和制作方法。

背景技术：

液晶透镜应用于显示领域，具有控制简单，可靠性强及驱动电压低等优点，具有巨大的潜在应用性。但是在设计过程中由于液晶透镜液晶层厚度较大，需要使用较大的支撑液晶盒厚的支撑球，photo spacer(柱状隔垫物)或ball spacer(球状隔垫物)，即隔垫物。而隔垫物对显示面板发出的光线的出射方向有一定影响，因而会改变观看区间的不同方位的光强分布，这样会导致显示效果对比度下降，色彩变差，隔垫物越大影响越严重。特别是在显示面板显示黑画面的情况下，当有较强光线反射时，隔垫物对反射光会形成明显的亮斑，影响整体效果。另外，当显示面板显示白画面时，由于隔垫物与周边液晶对光的透过率不同，因而，隔垫物所在区域还会出现暗区。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种液晶透镜、立体显示装置、显示方法和制作方法，用于解决现有的液晶透镜中由于设置隔垫物而造成的显示不良的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种液晶透镜，包括：第一基板、第二基板以及设置于所述第一基板和第二基板之间的液晶层和隔垫物，还包括：位于所述第一基板和第二基板之间的可变色结构，所述可变色结构在所述第一基板或第二基板上的正投影至少覆盖所述隔垫物在所述第一基板或第二基板上的正投影，所述可变色结构能够在透明状态和黑色状态之间切换。

优选地，所述可变色结构包括电致变色层以及分别位于所述电致变色层两侧的第一透明电极和第二透明电极，所述电致变色层能够根据所述第一透明电极和第二透明电极上所施加的电压，在透明状态和黑色状态之间切换。

优选地，所述第一透明电极和第二透明电极上施加电压时，所述电致变色层呈黑色状态，所述第一透明电极和第二透明电极上未施加电压时，所述电致变色层呈透明状态。

优选地，所述第一透明电极和第二透明电极的厚度分别为所述电致变色层的厚度为

优选地，所述电致变色层采用IrO₂、Nb₂O₅或TrO₂制成。

优选地，所述可变色结构设置于所述隔垫物上，且覆盖所述隔垫物的表面；或者

所述可变色结构设置于所述第一基板上，且覆盖所述第一基板的朝向所述第二基板的表面；或者

所述可变色结构设置于所述第二基板上，且覆盖所述第二基板的朝向所述第一基板的表面；或者

所述可变色结构和所述隔垫物均位于同一基板上，且所述可变色结构位于所述隔垫物与所述基板之间，所述可变色结构的图形在所述基板上的正投影与所述隔垫物在所述基板上的正投影重叠，所述基板为所述第一基板或第二基板；或者

所述可变色结构和所述隔垫物均位于同一基板上，且所述可变色结构位于所述隔垫物远离所述基板的一侧，所述可变色结构覆盖所述隔垫物的上端部，所述基板为所述第一基板或第二基板；或者

所述可变色结构和所述隔垫物位于不同基板上，所述可变色结构的图形在其所在的基板上的正投影覆盖所述隔垫物在所述可变色结构所在的基板上的正投影。

本发明还提供一种立体显示装置，包括：显示面板，设置于所述显示面板上的上述液晶透镜，以及用于控制所述液晶透镜中的可变色结构在透明状态和黑色状态之间切换的控制模块。

优选地，所述控制模块包括：

用于检测所述显示面板是否显示黑画面或白画面的图像检测单元；

用于在所述图像检测单元检测到所述显示面板显示黑画面时，控制所述可变色结构处于黑色状态，在所述图像检测单元检测到所述显示面板显示白画面时，控制所述可变色结构处于透明状态的切换单元。

本发明还提供一种立体显示装置的显示方法，用于上述立体显示装置，所述方法包括：

检测所述显示面板是否显示黑画面或白画面；

在检测到所述显示面板显示黑画面时，控制所述可变色结构处于黑色状态，在检测到所述显示面板显示白画面时，控制所述可变色结构处于透明状态。

本发明还提供一种液晶透镜的制作方法，包括：

提供一第一基板和一第二基板；

在所述第一基板或第二基板之间形成隔垫物和可变色结构，所述可变色结构在所述第一基板或第二基板上的正投影至少覆盖所述隔垫物在所述第一基板或第二基板上的正投影，所述可变色结构能够在透明状态和黑色状态之间切换；

对所述第一基板和第二基板进行对盒。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

当显示面板显示黑画面时，可控制可变色结构处于黑色状态，使得隔垫物达到与周边液晶等同显示的效果，从而减少隔垫物对光线的反射，避免由于隔垫物对光线的反射而引起的光斑。当显示面板显示白画面时，可控制可变色结构处于透明状态，使得隔垫物达到与周边液晶等同显示的效果，避免了因隔垫物与液晶对光线的透过率不同造成的隔垫物所在区域存在的显示暗区的问题。

附图说明

图1为本发明实施例一的液晶透镜的结构示意图；

图2为本发明实施例二的液晶透镜的结构示意图；

图3为本发明实施例三的液晶透镜的结构示意图；

图4为本发明实施例四的液晶透镜的结构示意图；

图5为本发明实施例五的液晶透镜的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

本发明实施例提供一种液晶透镜，包括：第一基板、第二基板以及设置于所述第一基板和第二基板之间的液晶层和隔垫物，为解决因设置隔垫物而造成的显示不良的问题，本发明实施例的液晶透镜还包括：位于所述第一基板和第二基板之间的可变色结构，所述可变色结构在所述第一基板或第二基板上的正投影至少覆盖所述隔垫物在所述第一基板或第二基板上的正投影，所述可变色结构能够在透明状态和黑色状态之间切换。

本发明实施例中，当显示面板显示黑画面时，可控制可变色结构处于黑色状态，使得隔垫物达到与周边液晶等同显示的效果，从而减少隔垫物对光线的反射，避免由于隔垫物对光线的反射而引起的光斑。当显示面板显示白画面时，可控制可变色结构处于透明状态，使得隔垫物达到与周边液晶等同显示的效果，避免了因隔垫物与液晶对光线的透过率不同造成的隔垫物所在区域存在的显示暗区的问题。

本发明实施例中，所述可变色结构可以为多种类型的结构。

举例来说，在本发明的一优选实施例中，所述可变色结构包括电致变色层以及分别位于所述电致变色层两侧的第一透明电极和第二透明电极，所述电致变色层能够根据所述第一透明电极和第二透明电极上所施加的电压，在透明状态和黑色状态之间切换。

优选地，所述第一透明电极和第二透明电极上施加电压时，所述电致变色层处于黑色状态，所述第一透明电极和第二透明电极上未施加电压时，所述电致变色层处于透明状态，从而使得显示面板处于黑屏时，隔垫物也不会对外界光线产生反射。

优选地，所述第一透明电极和第二透明电极的厚度分别为所述电致变色层的厚度为所述可变色结构的厚度较低，不会对液晶透镜的整体厚度产生太大的影响。

当然，在本发明的其他一些实施例中，所述可变色结构也可以其他类型的结构，例如包括一电致变色层以及与电致变色层连接的电流提供单元，所述电致变色层能够根据所述电流提供单元提供的电流不同，在透明状态和黑色状态之间切换。

优选地，所述电致变色层采用IrO₂、Nb₂O₅或TrO₂制成。当然，也不排除采用其他类型的电致变色层材料。

所述第一透明电极和第二透明电极均可以采用透明氧化物导电材料制成，例如ITO等，或者，也可以采用透明金属制成。

所述可变色结构可以为多种设置方式，具体包括：

1)所述可变色结构设置于所述隔垫物上，且覆盖所述隔垫物的表面；

优选地，所述可变色结构仅覆盖隔垫物的表面，该种情况可以减少可变色结构的用料。当然，所述可变色结构除了覆盖隔垫物的表面之外，还可以覆盖隔垫物所在基板的其他区域。

2)所述可变色结构设置于所述第一基板上，且覆盖所述第一基板的朝向所述第二基板的表面；

3)所述可变色结构设置于所述第二基板上，且覆盖所述第二基板的朝向所述第一基板的表面；

4)所述可变色结构和所述隔垫物均位于同一基板上，且所述可变色结构位于所述隔垫物与所述基板之间，所述可变色结构的图形在所述基板上的正投影与所述隔垫物在所述基板上的正投影重叠，所述基板为所述第一基板或第二基板；

5)所述可变色结构和所述隔垫物均位于同一基板上，且所述可变色结构位于所述隔垫物远离所述基板的一侧，所述可变色结构覆盖所述隔垫物的上端部，所述基板为所述第一基板或第二基板；

6)所述可变色结构和所述隔垫物位于不同基板上，所述可变色结构的图形在其所在的基板上的正投影覆盖所述隔垫物在所述可变色结构所在的基板上的正投影。

下面对上述可变色结构的设置方式举例进行说明。

实施例一

请参考图1，图1为本发明实施例一的液晶透镜的结构示意图，本发明实施例中的液晶透镜包括：第一基板11、第二基板12以及设置于所述第一基板和第二基板之间的液晶层(图未示出)和隔垫物13，隔垫物13设置于第二基板12上。为解决因设置隔垫物而造成的显示不良的问题，本发明实施例的液晶透镜还包括：位于所述第一基板11和第二基板12之间的可变色结构14，所述可变色结构14设置于所述隔垫物13上，且覆盖在所述隔垫物13的表面，所述可变色结构14能够在透明状态和黑色状态之间切换。

本发明实施例中，所述可变色结构14包括：电致变色层141以及位于所述电致变色层141两侧的第一透明电极142和第二透明电极143，所述电致变色层141能够根据所述第一透明电极142和第二透明电极143上所施加的电压，在透明状态和黑色状态之间切换。

实施例二

请参考图2，图2为本发明实施例二的液晶透镜的结构示意图，本发明实施例中的液晶透镜包括：第一基板11、第二基板12以及设置于所述第一基板和第二基板之间的液晶层(图未示出)和隔垫物13，所述隔垫物13设置于第二基板12上，为解决因设置隔垫物而造成的显示不良的问题，本发明实施例的液晶透镜还包括：位于所述第一基板11和第二基板12之间的可变色结构14，所述可变色结构14设置于第一基板11上，且覆盖所述第一基板11的朝向所述第二基板12的表面，所述可变色结构14能够在透明状态和黑色状态之间切换。

本发明实施例中，所述可变色结构14包括：电致变色层141以及位于所述电致变色层141两侧的第一透明电极142和第二透明电极143，所述电致变色层141能够根据所述第一透明电极142和第二透明电极143上所施加的电压，在透明状态和黑色状态之间切换。

本发明实施例中，所述隔垫物13设置于第二基板12上。当然，在本发明的其他一些实施例中，所述隔垫物13也可以设置于第一基板11上。

实施例三

请参考图3，图3为本发明实施例三的液晶透镜的结构示意图，本发明实施例中的液晶透镜包括：第一基板11、第二基板12以及设置于所述第一基板和第二基板之间的液晶层(图未示出)和隔垫物13，所述隔垫物13设置于第二基板12上，为解决因设置隔垫物而造成的显示不良的问题，本发明实施例的液晶透镜还包括：位于所述第一基板11和第二基板12之间的可变色结构14，所述可变色结构14设置于第二基板12上，且覆盖所述第二基板12的朝向所述第一基板12的表面，所述可变色结构14能够在透明状态和黑色状态之间切换。

本发明实施例中，所述可变色结构14包括：电致变色层141以及位于所述电致变色层141两侧的第一透明电极142和第二透明电极143，所述电致变色层141能够根据所述第一透明电极142和第二透明电极143上所施加的电压，在透明状态和黑色状态之间切换。

本发明实施例中，所述隔垫物13设置于第二基板12上，当然，在本发明的其他一些实施例中，所述隔垫物13也可以设置于第一基板11上。

实施例四

请参考图4，图4为本发明实施例四的液晶透镜的结构示意图，本发明实施例中的液晶透镜包括：第一基板11、第二基板12以及设置于所述第一基板和第二基板之间的液晶层(图未示出)和隔垫物13，为解决因设置隔垫物而造成的显示不良的问题，本发明实施例的液晶透镜还包括：位于所述第一基板11和第二基板12之间的可变色结构14，所述可变色结构14和所述隔垫物13均设置于第二基板12上，且所述可变色结构14位于所述隔垫物13与所述第二基板12之间，所述可变色结构14的图形在所述第二基板12上的正投影与所述隔垫物13在所述第二基板12上的正投影重叠，所述可变色结构14能够在透明状态和黑色状态之间切换。

本发明实施例中，所述可变色结构14包括：电致变色层141以及位于所述电致变色层141两侧的第一透明电极142和第二透明电极143，所述电致变色层141能够根据所述第一透明电极142和第二透明电极143上所施加的电压，在透明状态和黑色状态之间切换。

实施例五

请参考图5，图5为本发明实施例五的液晶透镜的结构示意图，本发明实施例中的液晶透镜包括：第一基板11、第二基板12以及设置于所述第一基板和第二基板之间的液晶层(图未示出)和隔垫物13，为解决因设置隔垫物而造成的显示不良的问题，本发明实施例的液晶透镜还包括：位于所述第一基板11和第二基板12之间的可变色结构14，所述可变色结构14设置于第一基板11上，所述隔垫物13设置于第二基板12上，所述可变色结构14的图形在所述第一基板11上的正投影与所述隔垫物13在所述第一基板11上的正投影重叠，所述可变色结构14能够在透明状态和黑色状态之间切换。

本发明实施例中，所述可变色结构14包括：电致变色层141以及位于所述电致变色层141两侧的第一透明电极142和第二透明电极143，所述电致变色层141能够根据所述第一透明电极142和第二透明电极143上所施加的电压，在透明状态和黑色状态之间切换。

本发明实施例还提供一种立体显示装置，包括：显示面板，设置于所述显示面板上的液晶透镜，以及用于控制所述液晶透镜中的可变色结构在透明状态和黑色状态之间切换的控制模块，所述液晶透镜为上述任一实施例中所述的液晶透镜。

优选地，所述控制模块包括：

用于检测所述显示面板是否显示黑画面或白画面的图像检测单元；

用于在所述图像检测单元检测到所述显示面板显示黑画面时，控制所述可变色结构处于黑色状态，在所述图像检测单元检测到所述显示面板显示白画面时，控制所述可变色结构处于透明状态的切换单元。

本发明实施例还提供一种立体显示装置的显示方法，用于上述的立体显示装置，所述方法包括：

步骤S11：检测所述显示面板是否显示黑画面或白画面；

步骤S12：在检测到所述显示面板显示黑画面时，控制所述可变色结构处于黑色状态，在检测到所述显示面板显示白画面时，控制所述可变色结构处于透明状态。

本发明实施例中，优选地，所述可变色结构包括电致变色层以及位于所述电致变色层两侧的第一透明电极和第二透明电极，所述电致变色层能够根据所述第一透明电极和第二透明电极上所施加的电压，在透明状态和黑色状态之间切换。

优选地，所述第一透明电极和第二透明电极上施加电压时，所述电致变色层呈黑色状态，所述第一透明电极和第二透明电极上未施加电压时，所述电致变色层呈透明状态，从而可以使得显示面板在黑屏时，隔垫物也不会反射光线，避免出现黑屏时的光斑。

本发明实施例还提供一种液晶透镜的制作方法，包括：

步骤S21：提供一第一基板和一第二基板；

步骤S22：在所述第一基板和第二基板之间形成有隔垫物和可变色结构，所述可变色结构在所述第一基板或第二基板上的正投影至少覆盖所述隔垫物在所述第一基板或第二基板上的正投影，所述可变色结构能够在透明状态和黑色状态之间切换；

步骤S23：对所述第一基板和第二基板进行对盒，对盒后的第一基板和第二基板之间填充有液晶层。

下面对附图1-5中的液晶透镜的制作方法进行说明。

请参考图1，实施例一中的液晶透镜的制作方法包括以下步骤：

步骤S31：提供一第二基板12；

步骤S32：在第二基板12上形成隔垫物13；

步骤S33：在隔垫物13上形成可变色结构14，所述可变色结构14覆盖所述隔垫物13的表面，可变色结构14包括电致变色层141以及位于所述电致变色层141两侧的第一透明电极142和第二透明电极143；

具体的，所述可变色结构14可以采用以下方法形成：

步骤S331：在隔垫物13上沉积一层第一透明导电材料薄膜，然后对第一透明导电材料薄膜进行构图，仅保留覆盖在隔垫物13上的部分，去除其他部分，形成第一透明电极142的图形；

步骤S332：在第一透明电极142上沉积一层电致变色材料薄膜，然后对该电致变色材料薄膜进行构图，仅保留覆盖在第一透明电极142上的部分，去除其他部分，形成电致变色层141的图形；

步骤S333：在电致变色层141上沉积一层第二透明导电材料薄膜，然后对第二透明导电材料薄膜进行构图，仅保留覆盖在电致变色层141上的部分，去除其他部分，形成第二透明电极142的图形。

具体的，所述可变色结构14也可以采用以下方法形成：

在隔垫物13上依次沉积第一透明导电材料薄膜、电致变色材料薄膜和第二透明导电材料薄膜，然后对同时对第一透明导电材料薄膜、电致变色材料薄膜和第二透明导电材料薄膜进行构图，仅保留覆盖在隔垫物13上的部分，去除其他部分，形成第一透明电极142、电致变色层141和第二透明电极142的图形。

即采用一次构图工艺同时形成第一透明电极142、电致变色层141和第二透明电极142的图形。

步骤S34：对所述第一基板11和第二基板12进行对盒，对盒后的第一基板11和第二基板12之间填充有液晶层。

请参考图2，实施例二中的液晶透镜的制作方法包括以下步骤：

步骤S41：提供一第二基板12；

步骤S42：在第二基板12上形成隔垫物13；

步骤S43：提供一第一基板11；

步骤S44：在第一基板11上依次形成第二透明电极143、电致变色层141和第一透明电极142，第二透明电极143、电致变色层141和第一透明电极142构成可变色结构14，可变色结构14覆盖第一基板11面向第二基板12的表面。

步骤S45：对所述第一基板11和第二基板12进行对盒，对盒后的第一基板11和第二基板13之间填充有液晶层。

请参考图3，实施例三中的液晶透镜的制作方法包括以下步骤：

步骤S51：提供一第二基板12；

步骤S52：在第二基板12上依次形成第二透明电极143、电致变色层141和第一透明电极142，第二透明电极143、电致变色层141和第一透明电极142构成可变色结构14，可变色结构14覆盖第二基板12面向第一基板11的表面。

步骤S53：在可变色结构14上形成隔垫物13；

步骤S54：提供一第一基板11；

步骤S55：对所述第一基板11和第二基板12进行对盒，对盒后的第一基板11和第二基板13之间填充有液晶层。

请参考图4，实施例四中的液晶透镜的制作方法包括以下步骤：

步骤S61：提供一第二基板12；

步骤S62：在第二基板12上形成可变色结构14；

具体的，所述可变色结构14可以采用以下方法形成：

步骤S621：在第二基板12上沉积一层第一透明导电材料薄膜，然后对第一透明导电材料薄膜进行构图，仅保留对应隔垫物的部分，去除其他部分，形成第一透明电极142的图形；

步骤S622：在第一透明电极142上沉积一层电致变色材料薄膜，然后对该电致变色材料薄膜进行构图，仅保留覆盖在第一透明电极142上的部分，去除其他部分，形成电致变色层141的图形；

步骤S623：在电致变色层141上沉积一层第二透明导电材料薄膜，然后对第二透明导电材料薄膜进行构图，仅保留覆盖在电致变色层141上的部分，去除其他部分，形成第二透明电极142的图形。

具体的，所述可变色结构14也可以采用以下方法形成：

在第二基板12上依次沉积第一透明导电材料薄膜、电致变色材料薄膜和第二透明导电材料薄膜，然后对同时对第一透明导电材料薄膜、电致变色材料薄膜和第二透明导电材料薄膜进行构图，仅保留对应隔垫物的部分，去除其他部分，形成第一透明电极142、电致变色层141和第二透明电极142的图形。

即采用一次构图工艺同时形成第一透明电极142、电致变色层141和第二透明电极142的图形。

本发明实施例中，在制作可变色结构14时，需要进行准确的对位处理，对位精度为±1um，在其上制作隔垫物后，使得隔垫物恰好在可变色结构14的正上方。

步骤S62：在可变色结构14上形成隔垫物13，可变色结构14在第二基板12上的正投影与所述隔垫物13在第二基板12上的正投影完全重叠；

步骤S63：提供一第一基板11；

步骤S64：对所述第一基板11和第二基板12进行对盒，对盒后的第一基板11和第二基板13之间填充有液晶层。

请参考图5，实施例五中的液晶透镜的制作方法包括以下步骤：

步骤S71：提供一第二基板12；

步骤S72：在第二基板12上形成隔垫物13；

步骤S73：提供一第一基板11；

步骤S74：在第一基板11上形成可变色结构14，所述可变色结构14在第一基板11上的正投影与所述隔垫物13在第一基板11上的正投影重叠；

具体的，所述可变色结构14可以采用以下方法形成：

步骤S721：在第一基板12上沉积一层第一透明导电材料薄膜，然后对第一透明导电材料薄膜进行构图，仅保留对应隔垫物13的部分，去除其他部分，形成第一透明电极142的图形；

步骤S722：在第一透明电极142上沉积一层电致变色材料薄膜，然后对该电致变色材料薄膜进行构图，仅保留覆盖在第一透明电极142上的部分，去除其他部分，形成电致变色层141的图形；

步骤S723：在电致变色层141上沉积一层第二透明导电材料薄膜，然后对第二透明导电材料薄膜进行构图，仅保留覆盖在电致变色层141上的部分，去除其他部分，形成第二透明电极142的图形。

具体的，所述可变色结构14也可以采用以下方法形成：

在第一基板11上依次沉积第一透明导电材料薄膜、电致变色材料薄膜和第二透明导电材料薄膜，然后对同时对第一透明导电材料薄膜、电致变色材料薄膜和第二透明导电材料薄膜进行构图，仅保留对应隔垫物的部分，去除其他部分，形成第一透明电极142、电致变色层141和第二透明电极142的图形。

即采用一次构图工艺同时形成第一透明电极142、电致变色层141和第二透明电极142的图形。

步骤S75：对所述第一基板11和第二基板12进行对盒，对盒后的第一基板11和第二基板13之间填充有液晶层。

本发明实施例中，在对盒时，要求准确地对位，对位进度要求±1um，以使得对盒后所述可变色结构14在第一基板11上的正投影与所述隔垫物13在第一基板11上的正投影重叠。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。