[发明专利]一种节距可控的液晶透镜及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种液晶透镜，特别涉及一种节距可控的液晶透镜及其制作方法。

背景技术

二维（Two-dimension, 2D）影像信息可给人们带来画面清晰和色彩丰富的2D视觉效应，但是人们生存的真实世界是三维（There-dimension, 3D）的，二维影像由于无法提供真实世界的深度信息或视差图像信息而不能满足人类社会需求。重现真实的三维立体世界是人类梦想，也是从事科技研究人员苦苦追求的目标。3D影像能重现深度信息或视差图像信息，符合人类观察客观世界的视觉习惯。随着3D图像信息获取与显示技术不断发展，人们对深度图像信息或真实世界的重现，注定要求3D影像信息取代2D影像信息来还原或重现现实世界。人们在传感器或显示屏前面安置光学分光器件，无需助视设备就能重现3D影像信息，可广泛应用于娱乐、医疗、军事、教育和商业等领域。近年来，随着光学分光器件和影像处理技术的发展，人们利用柱透镜光栅或微透镜阵列获取不同3D深度信息或显示视差图像，因结构简单和重现性能提升受到广泛的重视。而液晶透镜阵列可实现2D/3D的切换，兼容液晶显示器工艺，在显微镜和立体显示技术领域中占有重要的一席之地

如图1所示为现有的液晶透镜结构示意图。该结构包括第一控制层10、第二控制20、用于将液晶层40封闭在第一取向层103和第二取向层203之间的隔离柱30和控制模块50。通过控制模块50在公共电极203和驱动电极103直接施加不同电压，控制液晶分子40偏转形成焦距可调的液晶透镜。该液晶透镜结构简单，在外加电压下能实现焦距可调，同时通过移动驱动电极位置能实现聚焦平面移动；但是，液晶透镜驱动电极内部电场分布不均匀，器件驱动电压高；同时，现有液晶透镜的驱动电极之间因存在间隙，透镜节距不能实现等间距的移动与切换。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种节距可控的液晶透镜及其制作方法，该液晶透镜制作工艺简单，不仅能实现液晶透镜焦距可调，还能实现液晶透镜的节距等间距无缝隙的切换，达到动态液晶透镜效果，从而可实现不同视差图像或深度信息的获取。

本发明采用以下技术方案：一种节距可控的液晶透镜，其包括一第一控制层、一第二控制层、一液晶层和一控制模块；所述液晶层设置在第一控制层、第二控制层之间；控制模块一输出与第一控制层连接，控制模块另一输出与第二控制层连接；所述第一控制层包括一第一透明基板、一第一驱动电极、一第一绝缘层、一第二驱动电极、一第一取向层和一第一高阻抗层；所述第二控制层包括一第二透明基板、一第三公共电极、一第二高阻抗层和一第二取向层。

在本发明一实施例中，所述第一驱动电极交错平行等间距排列于所述第一透明基板下表面；所述第一绝缘层设置于所述第一驱动电极下表面；所述第二驱动电极交错平行等间距设置于所述第一绝缘层下表面，且所述第二驱动电极与所述第一驱动电极平行交错排列；所述第二驱动电极的中心点与所述第一驱动电极的间隙中心点重合，所述第二驱动电极的宽度等于相邻两个第一驱动电极的间隙宽度，相邻两个所述第二驱动电极的间隙宽度等于所述第一驱动电极的宽度；所述第一高阻抗层设置于第二驱动电极下表面；所述第一取向层设置于第一高阻抗层下表面。

在本发明一实施例中，所述第三公共电极为面电极，设置于所述第二透明基板的上表面；所述第二高阻抗层设置于第三公共电极上表面；所述第二取向层设置于第二高阻抗层上表面。

在本发明一实施例中，所述第一取向层的取向方向和所述第一驱动电极方向或所述第二驱动电极方向平行；所述第二取向层的取向方向与所述第一取向层的方向反平行。

在本发明一实施例中，所述控制模块控制若干个第一驱动电极和第三公共电极；所述控制模块在若干个第一驱动电极和所述第三公共电极之间施加电压，形成节距P=2KW的液晶透镜，其中K为大于或等于1的自然数，W为驱动电极宽度；所述控制模块通过移动N个所述第一驱动电极的宽度，其中N为大于或等于1的自然数，形成节距为P=（2K+N）W的液晶透镜，从而实现节距可控的液晶透镜。

在本发明一实施例中，所述控制模块控制若干个第二驱动电极和所述第三公共电极，在若干个第二驱动电极和第三公共电极之间施加电压形成节距P=2KW的液晶透镜，其中K为大于或等于1的自然数，W为驱动电极宽度；所述控制模块通过移动N个所述第一驱动电极的宽度，其中N为大于或等于1的自然数，形成节距为P=（2K+N）W的液晶透镜，从而实现节距可控的液晶透镜。