[发明专利]液晶透镜及其制造方法以及立体显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种液晶透镜及其制造方法，并涉及一种采用所述液晶透镜的立体显示装置。

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，在实现立体显示的众多技术当中，裸眼立体显示技术由于具有无需观察者佩戴专用眼镜的优点而在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，这就限制了光栅式立体显示技术在生活中的应用。为此，业界开发了液晶透镜，以用于立体显示装置中来实现透镜的折射率和焦距的可调。

如图1所示，现有液晶透镜通常包括多个透镜单元，每个透镜单元包括：第一基板11、第二基板12、液晶层13、第一电极层14、第二电极层15、第一配向膜16及第二配向膜17。所述第一基板11和第二基板12相对间隔设置，所述液晶层13位于所述第一基板11和第二基板12之间；所述第一电极层14设置在所述第一基板11和所述液晶层13之间，并被所述第一配向膜16覆盖；所述第二电极层15设置在所述第二基板12和所述液晶层13之间，并被该第二配向膜17覆盖。所述第二电极层15包括多个条形驱动电极151，其具有均匀的厚度及间隔。

在使用时，施加在条形驱动电极151上的电压由中心的条形驱动电极151向两边的条形驱动电极151逐渐增大而形成液晶透镜。然而，由于仅仅是通过条形驱动电极151上的电压变化来改变液晶分子131的变化，利用光学测试设备得到的液晶透镜的相位延迟曲线并不理想，从而导致所制成的立体显示装置容易产生摩尔纹及串扰。为消除液晶透镜所产生的摩尔纹，目前常用的方法是将液晶透镜倾斜一定的角度，但是这样分使得立体画面的串扰大幅度的提高，从而影响立体显示效果。

申请号为CN201210457079.1的中国发明专利申请公开了一种液晶透镜，其改进在于，每一个透镜单元内，第二电极包含多个宽度相同、间距相等并且沿着y方向延伸的多个条形电极，第一绝缘层设置在第二电极上并在对应于第二电极位置留有开口，第三电极设置在第一绝缘层之上，第三电极包含两部分：第一部分为对应于第一绝缘层开口位置的条形电极；第二部分为设置在第一部分条形电极两两之间的悬浮条形电极，第二绝缘层设置在第三电极之上。该专利申请的液晶透镜结构，主要是通过在每一个液晶透镜单元内各个条形电极长度方向（y方向）形成双层结构来降低液晶透镜单元内各个条形电极的阻抗，从而改善液晶透镜阵列内的电压分布均一性问题，同时使第三电极的第二部分条形电极处于悬浮状态以作为耦合电容使用来实现相邻电极之间的电压平缓过度。

该专利申请的液晶透镜结构存在如下缺点：多个电极层不在同一层上且需要求多层电极叠加布线，而且对于每层电极的宽度比例以及对位要求十分严格，这样会造成整个液晶透镜对于生产要求苛刻而使得生产成本大幅增加；另外，由于多层布线的电极宽度不同会造成电场之间的干扰，这样反而会增加串扰的出现。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种液晶透镜，旨在降低该液晶透镜应用于立体显示装置时所产生的串扰，并减弱该液晶透镜应用于立体显示装置时所产生的摩尔纹，以提升立体显示装置的立体显示性能。

为了实现上述目的，本发明提供的液晶透镜，包括多个透镜单元，每一透镜单元包括第一基板、第二基板、液晶层、第一电极层、第二电极层、第一配向膜及第二配向膜，所述第一基板和第二基板相对间隔设置，所述液晶层位于所述第一基板和第二基板之间；所述第一电极层设置在所述第一基板和所述液晶层之间，并被所述第一配向膜覆盖；所述第二电极层设置在所述第二基板和所述液晶层之间，并被该第二配向膜覆盖，其中：所述第二电极层包括两个驱动电极及至少一个断路电极，所述至少一个断路电极位于所述两个驱动电极之间并呈间隔设置，所述第一电极层和所述两驱动电极外加电压以用于产生电场，所述至少一个断路电极不外加任意电压而处于断路状态以用于平滑所述电场。

优选地，所述断路电极的介电常数不同于所述驱动电极的介电常数。

优选地，所述断路电极的介电常数与所述驱动电极的介电常数相同。

优选地，所述断路电极与所述驱动电极呈条形，或呈锯齿形，或呈蜿蜒形。

优选地，所述断路电极的数量为多个。