專利名稱：電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡及立體顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種液晶透鏡，特別有關(guān)于一種電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡及立體顯示器。
背景技術(shù)：
立體(Three-Dimension，3D)顯示技術(shù)被認(rèn)為是顯示器繼高畫質(zhì)之后最重要的研發(fā)方向。立體影像是根據(jù)通過(guò)人類雙眼的立體視覺(Stereo Vision)原理，也即雙眼相隔大約為65mm的距離而出現(xiàn)雙眼視差而形成。雙眼通過(guò)視網(wǎng)膜看到傳送到人腦的兩個(gè)不同的兩維(Two-Dimension，2D)影像，在人腦將兩個(gè)影像相合成以再生立體影像的深度及層次感。因此，想在平面顯示器顯示立體影像需在同一畫面提供兩組互相交錯(cuò)的影像以分別仿真兩眼視覺，再使兩眼通過(guò)偏光眼鏡或光柵來(lái)分別接收兩組影像，來(lái)達(dá)成立體影像的效果。 然而，偏光眼鏡在使用上帶來(lái)不便，因此發(fā)展出許多不同設(shè)計(jì)的裸眼立體顯示屏幕，通過(guò)光學(xué)設(shè)計(jì)直接將兩組影像分別傳送至左眼與右眼。通常裸眼式3D顯示器是利用兩種技術(shù)達(dá)成效果，其一是利用視差屏障 (Barrier)，另一種是柱狀凸透鏡(Lenticular Array)。其實(shí)這兩種技術(shù)的原理相近，都是在液晶上用像素顯示不同的左、右眼影像，再經(jīng)過(guò)視差屏障或柱狀凸透鏡讓左眼看到左眼影像的像素；右眼看到右眼影像的像素。請(qǐng)參照?qǐng)D1，圖中繪示現(xiàn)有的視差屏障式裸眼式3D 顯示技術(shù)，其中視差屏障110將顯示面板100部分的光遮擋，通過(guò)視差屏障110讓觀察者 150的左眼看到左眼的像素101，右眼看到右眼的像素102。請(qǐng)參照?qǐng)D2，圖中繪示現(xiàn)有的柱狀凸透鏡式3D顯示技術(shù)，其中柱狀凸透鏡120是將左眼像素101與右眼像素102的光分別折射到觀察者150的左、右眼。不過(guò)視差屏障將面板畫面分為多組，分辨率就會(huì)變低，導(dǎo)致畫面粒子變粗，亮度也會(huì)隨之下降。而柱狀凸透鏡雖不會(huì)減低亮度，但柱狀透鏡需制作成像素大小尺度，因此需要微加工精密制造，有成本高昂的問(wèn)題。除此之外，柱狀凸透鏡的技術(shù)無(wú)法在不需要立體顯示的情況(例如文書處理時(shí)的用途)切換成傳統(tǒng)的平面顯示。目前，在實(shí)現(xiàn)裸眼3D顯示器的技術(shù)中，已經(jīng)提出一種液晶透鏡，用來(lái)取代視差屏障或柱狀凸透鏡。液晶透鏡是具有透鏡性質(zhì)的液晶層，利用液晶分子的雙折射率 (birefringence)性質(zhì)，以及液晶分子受到電場(chǎng)轉(zhuǎn)向的特性，借著電場(chǎng)控制液晶分子轉(zhuǎn)向， 使液晶層內(nèi)呈現(xiàn)如階變折射率透鏡(Gradient-Index，GRINlens)漸變的折射率梯度分布， 造成光線路徑的偏折，來(lái)達(dá)到聚焦的效果。圖3a為現(xiàn)有未加電壓的液晶透鏡的剖面圖，圖北為入射光的折射率對(duì)未加電壓的液晶透鏡位置作圖。如圖3a所示，現(xiàn)有的液晶透鏡包括彼此平行相對(duì)的第一基板11和第二基板12、與形成于兩基板11、12之間的液晶層13。在第一基板11內(nèi)表面還具有一層第一電極10，以及在第二基板內(nèi)表面形成一第二電極20圖案。第一電極10和第二電極20 是為透明電極。其中，液晶層13中的液晶分子30是為向列型(Nematic)液晶，向列型液晶是單光軸(Uniaxial)介質(zhì)，其光軸與液晶分子導(dǎo)軸31平行，當(dāng)光的電場(chǎng)垂直于光軸時(shí)，光所感受到的折射率為n。，其稱為尋常光折射率(ordinary indices)，當(dāng)電場(chǎng)平行于光軸時(shí)，光所感受到的折射率ne，其稱為非尋常光折射率(extraordinary indices)。請(qǐng)參照?qǐng)D3a，在未施加電壓差給第一電極10和第二電極20時(shí)，液晶層13之間并無(wú)產(chǎn)生電場(chǎng)，此時(shí)的液晶分子30的導(dǎo)軸31順著配向膜(未示于圖中)平行于兩基板11、 12。請(qǐng)參考圖北，此時(shí)入射光50所感受到的折射率，不隨著不同入射位置做改變，其折射率均為非尋常光折射率，對(duì)垂直基板入射的入射光50沒(méi)有聚焦效果。圖如為現(xiàn)有加電壓的液晶透鏡與電場(chǎng)分布剖面圖，圖4b為入射光的折射率對(duì)加電壓的液晶透鏡位置作圖。請(qǐng)參照?qǐng)D4a，其中在施加電壓差給第一電極10和第二電極20時(shí)，由于第二電極20的圖形邊緣產(chǎn)生一不均勻電場(chǎng)56，即在透鏡區(qū)域造成邊緣場(chǎng) (Fringing Field)，使液晶分子導(dǎo)軸31的指向隨電場(chǎng)56改變。當(dāng)光垂直基板入射時(shí)，此時(shí)入射光50所感受到的折射率，會(huì)隨著不同入射區(qū)域做改變。液晶層13的透鏡中心區(qū)域未受到邊緣場(chǎng)作用，其液晶分子導(dǎo)軸31還是平行于基板，該中心區(qū)域的入射光50所感受到的折射率仍為非尋常光折射率ne。而在遠(yuǎn)離透鏡區(qū)域其電場(chǎng)56為垂直基板方向，液晶分子30 導(dǎo)軸31的指向是垂直基板方向，該遠(yuǎn)離透鏡區(qū)域的入射光50所感受到的折射率為尋常光折射率η。。請(qǐng)參照?qǐng)D4b，由于邊緣場(chǎng)的作用，使得透鏡區(qū)域入射光50的折射率產(chǎn)生隨位置漸變的折射率變化，使垂直基板入射的入射光50在透鏡區(qū)域產(chǎn)生了聚焦效果。但由于該第一電極10與第二電極20形成在第一基板11與第二基板12的內(nèi)表面， 使邊緣場(chǎng)的效應(yīng)不強(qiáng)，無(wú)法使液晶分子30導(dǎo)軸31在液晶透鏡區(qū)域產(chǎn)生大角度的偏轉(zhuǎn)，使得光線聚焦效果不好。故有提出改良方案，圖如為現(xiàn)有改良的液晶透鏡與電場(chǎng)分布剖面圖，圖恥為入射光的折射率對(duì)加電壓的改良液晶透鏡位置作圖。請(qǐng)參考圖fe，其中改良方式是將第一電極 10與第二電極20形成于第一基板11與第二基板12的外表面。借著第一電極10與第二電極20的距離增加，邊緣場(chǎng)的效應(yīng)增強(qiáng)，透鏡區(qū)域邊緣的電場(chǎng)56更為陡峭，而使光線聚焦效果變好。請(qǐng)參照?qǐng)D恥，其中透鏡區(qū)域入射光的折射率產(chǎn)生隨位置漸變的折射率變化，其折射率梯度變化更為明顯，可產(chǎn)生更佳的光線聚焦效果。但由于第一電極10與第二電極20的距離增加，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)液晶分子30的電壓需高達(dá)150V左右，這將使得液晶透鏡的驅(qū)動(dòng)元件成本增加，并且增大功耗。此外，在液晶透鏡應(yīng)用在變焦鏡頭或大面積的立體顯示器上，由于液晶透鏡中間區(qū)域離電極邊緣距離太遠(yuǎn)，中間區(qū)域的液晶分子基本上不受邊緣場(chǎng)的影響，因此中間區(qū)域附近液晶分子轉(zhuǎn)向不足，導(dǎo)致透鏡形狀嚴(yán)重變形，并且使得透鏡的聚焦效果大減，連帶造成 3D效果不佳。因此，亟需提出一種低功耗且有效率的液晶透鏡來(lái)解決這些問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡，其可通過(guò)特殊的電極設(shè)計(jì)，從而減少驅(qū)動(dòng)電壓以及功耗。本發(fā)明的另一目的在于提供一種立體顯示器，使其具有2D/3D畫面切換的功能， 并減少電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的驅(qū)動(dòng)電壓及功耗，改善3D畫面質(zhì)量。為達(dá)上述的目的，本發(fā)明提供一種電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡，所述電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡劃分為一透鏡區(qū)域以及一非透鏡區(qū)域，所述電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡包括
第一基板；第二基板，與所述第一基板設(shè)置成彼此平行并間隔一預(yù)設(shè)距離；電極凸塊，形成于所述第一基板上，其位置是對(duì)應(yīng)于所述透鏡區(qū)域；第一電極，形成于所述第一基板的內(nèi)表面并覆蓋所述電極凸塊上；第二電極，形成于所述第二基板的部分表面位于所述非透鏡區(qū)域的部份；液晶層，提供于所述第一電極與所述第二電極之間；以及電壓源，電性連接于所述第一電極和所述第二電極，其分別給所述第一電極以及所述第二電極施加多個(gè)電壓以驅(qū)動(dòng)液晶分子轉(zhuǎn)向。根據(jù)本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡，以該電極凸塊的形狀對(duì)邊緣場(chǎng)作引導(dǎo)，使得該電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡中間區(qū)域附近的液晶分子轉(zhuǎn)向增加，因此可將第二電極形成于第二基板的內(nèi)表面，如此設(shè)置可大幅減少了驅(qū)動(dòng)電壓，并且也增加了聚焦效果。本發(fā)明還提供一種立體顯示器，所述立體顯示器包括電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層，劃分多個(gè)透鏡區(qū)域以及至少一個(gè)非透鏡區(qū)域，所述透鏡區(qū)域以及非透鏡區(qū)域是交錯(cuò)設(shè)置，所述電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層包括第一基板和第二基板，其設(shè)置成彼此平行并間隔一固定距離；多個(gè)電極凸塊，形成于所述第一基板上，其對(duì)應(yīng)于所述透鏡區(qū)域并彼此間隔開；第一電極，形成于所述第一基板的內(nèi)表面并覆蓋所述電極凸塊上；至少一個(gè)第二電極，形成于所述第二基板的所述非透鏡區(qū)域表面上，各個(gè)相鄰的所述第二電極之間是為所述透鏡區(qū)域；液晶層，提供于所述第一電極與第二電極之間；以及電壓源，電性連接于所述第一電極和所述第二電極，其分別給所述第一電極以及所述第二電極施加多個(gè)電壓以驅(qū)動(dòng)液晶分子轉(zhuǎn)向；以及顯示面板，平行設(shè)置于所述電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層下方，其投射平面影像給所述電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層，以形成立體影像。根據(jù)本發(fā)明的立體顯示器，該電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層利用上述本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡，以該些電極凸塊的形狀對(duì)邊緣場(chǎng)作引導(dǎo)，使得該電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡中間區(qū)域的液晶分子轉(zhuǎn)向增加，因此可將該第二電極形成于第二基板的內(nèi)表面，如此設(shè)置可大幅減少電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的驅(qū)動(dòng)電壓及功耗，并且也增加了聚焦效果，達(dá)到更好的3D影像質(zhì)量。


圖1是繪示現(xiàn)有的視差屏障式裸眼式3D顯示技術(shù)。圖2是繪示現(xiàn)有的柱狀凸透鏡式3D顯示技術(shù)。圖3a是繪示現(xiàn)有未加電壓的液晶透鏡的剖面圖。圖北是繪示現(xiàn)有入射光的折射率對(duì)未加電壓的液晶透鏡位置的關(guān)系。圖如是繪示現(xiàn)有加電壓的液晶透鏡與電場(chǎng)分布剖面圖。圖4b是繪示現(xiàn)有入射光的折射率對(duì)加電壓的液晶透鏡位置的關(guān)系。圖fe是繪示現(xiàn)有改良的液晶透鏡與電場(chǎng)分布剖面圖。圖恥是繪示現(xiàn)有入射光的折射率對(duì)加電壓的改良液晶透鏡位置的關(guān)系。圖6a是繪示本發(fā)明較佳實(shí)施例的未加電壓的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡剖面圖。
圖6b是繪示本發(fā)明實(shí)施例入射光的折射率對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的未加電壓的液晶透鏡位置的關(guān)系。圖7a是繪示本發(fā)明較佳實(shí)施例的加電壓的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡剖面圖。圖7b是繪示本發(fā)明實(shí)施例入射光的折射率對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的加電壓的液晶透鏡位置的關(guān)系。圖8是繪示本發(fā)明較佳實(shí)施例的立體顯示器剖面圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖6a是本發(fā)明較佳實(shí)施例的未加電壓的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡剖面圖，圖6b為入射光的折射率對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的未加電壓的液晶透鏡位置關(guān)系作圖。請(qǐng)參閱圖6a，電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡200劃分成一透鏡區(qū)域201以及一非透鏡區(qū)域202，其中該透鏡區(qū)域201由入射光的方向來(lái)看(也即俯視)可為圓形或方形等形狀，較佳是為圓形，而該非透鏡區(qū)域202則為該電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡200扣掉透鏡區(qū)域201后剩余的區(qū)域。該電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡200包括第一基板211、第二基板212、電極凸塊250、第一電極210、第二電極220、一液晶層230以及電壓源 290。該第一基板211和該第二基板212設(shè)置成彼此平行并間隔一預(yù)設(shè)距離，本發(fā)明并不限制該預(yù)設(shè)距離，但其較佳距離為30至100微米之間，并且該第一、第二基板可為透光基板，其材質(zhì)可為石英、玻璃或塑料。該電極凸塊250形成于該第一基板211上，其對(duì)應(yīng)于該透鏡區(qū)域201，其中對(duì)應(yīng)是指該電極凸塊250在該第一基板211上的位置是在圖中所示位于中間的該透鏡區(qū)域201。 應(yīng)注意的是，圖示中的電極凸塊250是理想狀態(tài)，實(shí)際制作時(shí)該電極凸塊250會(huì)形成較平滑的結(jié)構(gòu)。該第一電極210形成于該第一基板211整個(gè)內(nèi)表面上，并覆蓋該電極凸塊250，其中內(nèi)表面是指第一基板211和第二基板212所夾的區(qū)域的內(nèi)側(cè)表面。該第二電極220形成于該第二基板212的表面位于該非透鏡區(qū)域202的部份。該液晶層230是提供于第一電極210與第二電極220之間。其中該電壓源四0電性連接于該第一電極210和第二電極220，其分別給該第一電極210以及該第二電極220施加多個(gè)電壓以驅(qū)動(dòng)液晶分子280轉(zhuǎn)向。依本發(fā)明較佳實(shí)施例的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡200，其中該第二電極220可形成于該第二基板212的內(nèi)表面與液晶層230接觸，或是形成于該第二基板212的外表面，較佳可形成于該第二基板212的內(nèi)表面如圖6a所示。請(qǐng)參照?qǐng)D6a，在電壓源290在關(guān)閉(OFF)狀態(tài)時(shí)，未施加電壓差給第一電極210和第二電極220，液晶層230之間并無(wú)產(chǎn)生電場(chǎng)。此時(shí)液晶層230的液晶分子觀0的導(dǎo)軸31 順著配向膜(未示于圖中)平行于兩基板211以及212。請(qǐng)參照?qǐng)D6b，此時(shí)垂直于第一基板 211的入射光50所感受到的折射率，不隨著入射區(qū)域例如透鏡區(qū)域201或非透鏡區(qū)域202 做改變，其感受到的折射率是非尋常光折射率IV其值為1.7，對(duì)垂直第一基板211的入射光50而言沒(méi)有聚焦效果。
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請(qǐng)參照?qǐng)D6a，依本發(fā)明較佳實(shí)施例的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡200，進(jìn)一步包括第一配向膜(未示于圖中)，其形成于該第一電極210及該電極凸塊250的全部表面上，用以將液晶分子280平行于第一基板211表面；以及第二配向膜(未示于圖中)，其形成于該第二電極 220及該第二基板212的全部表面上，用以將液晶分子觀0的導(dǎo)軸31平行于第二基板212表面。圖7a是本發(fā)明較佳實(shí)施例的加電壓的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡剖面圖，圖7b為入射光的折射率對(duì)本發(fā)明較佳實(shí)施例的加電壓的液晶透鏡位置關(guān)系作圖。請(qǐng)參照?qǐng)D7a，在電壓源290在導(dǎo)通(ON)狀態(tài)時(shí)，電壓源290施加電壓差給第一電極210和第二電極220，液晶層230的透鏡區(qū)域201產(chǎn)生邊緣場(chǎng)55 (Fringing field)。此時(shí)邊緣場(chǎng)55指向因電極凸塊250而突起的第一電極210的表面，在液晶層230形成較為陡峭的邊緣場(chǎng)55，驅(qū)動(dòng)液晶分子280的導(dǎo)軸31順著邊緣場(chǎng)55方向偏轉(zhuǎn)，其偏轉(zhuǎn)角度隨著透鏡區(qū)域201中心到透鏡區(qū)域201邊緣加大。而非透鏡區(qū)域202的液晶分子280則順著電場(chǎng)方向作垂直于第一基板211或第二基板212的排列。請(qǐng)參照?qǐng)D7b，當(dāng)垂直于第一基板211的入射光50入射時(shí)，此時(shí)入射光50所感受到的折射率，會(huì)隨著不同入射區(qū)域做改變，液晶層13的透鏡區(qū)域201中心未受到邊緣場(chǎng)作用， 其液晶分子280導(dǎo)軸31還是平行于第一基板211或第二基板212，該中心區(qū)域的入射光50 所感受到的折射率為非尋常光折射率ne，其值為1.7。而在非透鏡區(qū)域202其電場(chǎng)56為垂直基板211方向，液晶分子導(dǎo)軸31的指向垂直基板211方向，該非透鏡區(qū)域202的入射光 50所感受到的折射率為尋常光折射率n。，其值為1.5。由于電極凸塊250的表面形狀引導(dǎo)邊緣場(chǎng)的分布，使得液晶分子280在透鏡區(qū)域201產(chǎn)生隨位置漸變的折射率變化，其折射率梯度變化的較為平順，并較為符合階變折射率透鏡(GRIN lens)漸變的折射率梯度分布，可產(chǎn)生更佳的光線聚焦效果。此外，由于本發(fā)明實(shí)施例將第一電極210及第二電極220形成于第一基板211及第二基板212的內(nèi)表面，使得第一電極210及第二電極220彼此的距離相對(duì)于電極形成于外表面的現(xiàn)有技術(shù)大幅的減少，改善現(xiàn)有技術(shù)所需150V左右的驅(qū)動(dòng)電壓的缺點(diǎn)。值得一提的是，本發(fā)明較佳實(shí)施例的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的驅(qū)動(dòng)電壓僅需4至8V之間。依本發(fā)明較佳實(shí)施例的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡200，其中該電極凸塊250是具有一厚度， 并且該電極凸塊250的形狀是依透鏡區(qū)域201形狀作設(shè)計(jì)。其中該電極凸塊250的截面是為一左右對(duì)稱或不對(duì)稱的形狀，其可依液晶分子的特性作設(shè)計(jì)，例如考慮液晶分子預(yù)傾角 (Pretile Angle)等性質(zhì)作不對(duì)稱的設(shè)置。該電極凸塊250其厚度與寬度介于3至20微米之間。其中本發(fā)明較佳實(shí)施例中該左右對(duì)稱或不對(duì)稱的形狀的幾何圖形是為三角形，其它還有例如梯形、半圓形、或山丘形狀等形狀。該電極凸塊250制作方法可在第一基板上利用光阻以顯影蝕刻制作出一預(yù)定形狀的凸塊，其材質(zhì)為透明樹脂(Resin)，之后再沉積透明導(dǎo)電材料于該凸塊以及整個(gè)第一基板表面上以形成第一電極210。依本發(fā)明較佳實(shí)施例的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡，其中該第一電極210以及該第二電極 220是由銦錫氧化物Gndium Tin Oxide, ΙΤ0)或銦鋅氧化物Gndium ZincOxide, ΙΖ0)等透明導(dǎo)電材質(zhì)所組成。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡200，以該電極凸塊250的形狀對(duì)邊緣場(chǎng) 55作引導(dǎo)，使得該透鏡區(qū)域201的液晶分子轉(zhuǎn)向增加，因此可將第二電極220形成于第二基板212的內(nèi)表面，如此設(shè)置大幅減少驅(qū)動(dòng)電壓至4至8V，并且也增加了聚焦效果。此外，由于電極凸塊250造成的電極突起對(duì)邊緣場(chǎng)的引導(dǎo)作用，也解決現(xiàn)有大范圍的液晶透鏡中間區(qū)域的液晶分子沒(méi)受到邊緣場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)的缺點(diǎn)。圖8是本發(fā)明較佳實(shí)施例的立體顯示器剖面圖。請(qǐng)參照?qǐng)D8，本發(fā)明還提供一種立體顯示器40，其包括一電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層400以及一顯示面板500。應(yīng)注意的是，其中該電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層400是由上述本發(fā)明多個(gè)電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡200所組成，因此名稱稍有差異， 以示區(qū)別。其原理以及細(xì)節(jié)皆可參考上述說(shuō)明，在此不再贅述，其中圖示以及標(biāo)號(hào)可參考圖 6a或圖7a。請(qǐng)參考圖7a以及圖8，其中該電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層400，劃分多個(gè)透鏡區(qū)域201，透鏡區(qū)域以外的部份即為非透鏡區(qū)域202，該透鏡區(qū)域201以及非透鏡區(qū)域202是交錯(cuò)設(shè)置，該電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層包括一第一基板211和一第二基板212，其設(shè)置成彼此平行并間隔一固定距離；多個(gè)電極凸塊250，形成于該第一基板211上，其對(duì)應(yīng)于該透鏡區(qū)域201并彼此間隔開；一第一電極210，形成于該第一基板211整個(gè)內(nèi)表面并覆蓋該電極凸塊上250 ；至少一個(gè)第二電極220，形成于該第二基板212的非透鏡區(qū)域202表面上，其中各個(gè)相鄰的第二電極220之間是為透鏡區(qū)域201 ；—液晶層230是提供于第一電極210與第二電極220之間；以及一電壓源四0，其分別給該第一電極210以及第二電極220施加多個(gè)電壓以驅(qū)動(dòng)液晶分子轉(zhuǎn)向。該立體顯示器40還包括一顯示面板500，平行設(shè)置于該電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層400下方，其投射一平面影像給該電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層400，以形成一立體影像。其中該顯示面板500包括多個(gè)左眼影像像素510及右眼影像像素520個(gè)別對(duì)應(yīng)該電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層400中的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡200，以將左眼影像像素510聚焦投射到觀察者左眼；將右眼影像像素520聚焦投射到觀察者右眼產(chǎn)生該立體影像。依本發(fā)明較佳實(shí)施例的立體顯示器40，其中該電壓源290施以一電壓后，該平面影像信號(hào)通過(guò)該電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層400轉(zhuǎn)換成一立體影像信號(hào)，并且該電壓源290斷電后， 該平面影像信號(hào)通過(guò)該電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層400后仍為該平面影像信號(hào)。因此可達(dá)到2D/3D 畫面切換的功能。根據(jù)本發(fā)明的立體顯示器40，其中電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層400中的透鏡區(qū)域201與非透鏡區(qū)域202也可為長(zhǎng)條狀并緊鄰交錯(cuò)設(shè)置，以取代現(xiàn)有的視差屏障或柱狀凸透鏡。更進(jìn)一步地說(shuō)，依本發(fā)明較佳實(shí)施例的立體顯示器40，其中透鏡區(qū)域201是沿著該第一基板211 的縱向延伸的條狀(Slit)區(qū)域并具有相同寬度；其中電極凸塊250是對(duì)應(yīng)透鏡區(qū)域201延伸呈長(zhǎng)條狀并具有一厚度；其中長(zhǎng)條狀的電極凸塊250的截面是為一左右對(duì)稱或不對(duì)稱的形狀；其中該左右對(duì)稱或不對(duì)稱的形狀的幾何圖形是可為三角形、梯形、半圓形、或山丘形狀等。依本發(fā)明較佳實(shí)施例的立體顯示器40，進(jìn)一步包括一第一配向膜(未示于圖中)，其形成于該第一電極210的全部表面上，用以將液晶分子280平行于第一基板211表面；以及一第二配向膜(未示于圖中)，其形成于該第二電極220及該第二基板212的全部表面上，用以將液晶分子280平行于第二基板212表面。依本發(fā)明較佳實(shí)施例的立體顯示器，其中該第一電極210以及該第二電極220是由透明導(dǎo)電材質(zhì)所組成。
根據(jù)本發(fā)明的立體顯示器40，該電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層400利用上述本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡200，以該電極凸塊250的形狀對(duì)邊緣場(chǎng)55作引導(dǎo)，使得該電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡200 中間區(qū)域的液晶分子280轉(zhuǎn)向增加，因此可將該第二電極220形成于第二基板212的內(nèi)表面，如此設(shè)置可大幅減少電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層400的驅(qū)動(dòng)電壓及功耗，以減少驅(qū)動(dòng)元件成本， 并且也增加了聚焦效果，達(dá)到更好的3D影像質(zhì)量。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡，其特征在于，所述電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡劃分為一透鏡區(qū)域以及一非透鏡區(qū)域，所述電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡包括第一基板；第二基板，與所述第一基板設(shè)置成彼此平行并間隔一預(yù)設(shè)距離； 電極凸塊，形成于所述第一基板上，其位置是對(duì)應(yīng)于所述透鏡區(qū)域； 第一電極，形成于所述第一基板的內(nèi)表面并覆蓋所述電極凸塊上； 第二電極，形成于所述第二基板的部分表面位于所述非透鏡區(qū)域的部份； 液晶層，提供于所述第一電極與所述第二電極之間；以及電壓源，電性連接于所述第一電極和所述第二電極，其分別給所述第一電極以及所述第二電極施加多個(gè)電壓以驅(qū)動(dòng)液晶分子轉(zhuǎn)向。
2.如權(quán)利要求1所述的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡，其特征在于，所述第二電極形成于所述第二基板的內(nèi)表面。
3.如權(quán)利要求1所述的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡，其特征在于，所述電極凸塊是具有一厚度；所述電極凸塊的截面是為一具有左右對(duì)稱或不對(duì)稱的形狀；所述左右對(duì)稱或不對(duì)稱的形狀的厚度介于2至20微米之間；所述左右對(duì)稱或不對(duì)稱的形狀的寬度介于2至20微米之間；所述左右對(duì)稱或不對(duì)稱的形狀是為幾何圖形。
4.如權(quán)利要求2所述的電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡，其特征在于，所述電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡還包括 第一配向膜，其形成于所述第一電極的全部表面上，用以將液晶分子平行于第一基板表面；以及第二配向膜，其形成于所述第二電極及所述第二基板的全部表面上，用以將液晶分子平行于第二基板表面。
5.一種立體顯示器，其特征在于，所述立體顯示器包括電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層，劃分多個(gè)透鏡區(qū)域以及至少一個(gè)非透鏡區(qū)域，所述透鏡區(qū)域以及非透鏡區(qū)域是交錯(cuò)設(shè)置，所述電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層包括第一基板和第二基板，其設(shè)置成彼此平行并間隔一固定距離； 多個(gè)電極凸塊，形成于所述第一基板上，其對(duì)應(yīng)于所述透鏡區(qū)域并彼此間隔開； 第一電極，形成于所述第一基板的內(nèi)表面并覆蓋所述電極凸塊上； 至少一個(gè)第二電極，形成于所述第二基板的所述非透鏡區(qū)域表面上，各個(gè)相鄰的所述第二電極之間是為所述透鏡區(qū)域；液晶層，提供于所述第一電極與第二電極之間；以及電壓源，電性連接于所述第一電極和所述第二電極，其分別給所述第一電極以及所述第二電極施加多個(gè)電壓以驅(qū)動(dòng)液晶分子轉(zhuǎn)向；以及顯示面板，平行設(shè)置于所述電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層下方，其投射平面影像給所述電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層，以形成立體影像。
6.如權(quán)利要求5所述的立體顯示器，其特征在于，所述電壓源施以電壓后，所述平面影像信號(hào)通過(guò)所述電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層轉(zhuǎn)換成立體影像信號(hào)。
7.如權(quán)利要求5所述的立體顯示器，其特征在于，所述電壓源斷電后，所述平面影像信號(hào)通過(guò)所述電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡層后仍為所述平面影像信號(hào)。
8.如權(quán)利要求5所述的立體顯示器，其特征在于，所述透鏡區(qū)域是沿著所述第一基板的縱向延伸的條狀區(qū)域并具有相同寬度；所述透鏡區(qū)域彼此間隔相同距離。
9.如權(quán)利要求5所述的立體顯示器，其特征在于，所述電極凸塊是對(duì)應(yīng)所述透鏡區(qū)域延伸呈長(zhǎng)條狀并具有一厚度；所述長(zhǎng)條狀的電極凸塊的截面是為一左右對(duì)稱或不對(duì)稱的形狀；所述左右對(duì)稱或不對(duì)稱的形狀為幾何圖形。
10.如權(quán)利要求5所述的立體顯示器，其特征在于，所述立體顯示器還包括第一配向膜，其形成于所述第一電極的全部表面上，用以將液晶分子平行于第一基板表面；以及第二配向膜，其形成于所述第二電極及所述第二基板的全部表面上，用以將液晶分子平行于第二基板表面。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡。該電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡劃分為一透鏡區(qū)域以及一非透鏡區(qū)域，其包括第一基板和第二基板，其設(shè)置成彼此平行并間隔一預(yù)設(shè)距離；電極凸塊，形成于該第一基板上，其對(duì)應(yīng)于該透鏡區(qū)域；第一電極，形成于該第一基板整個(gè)內(nèi)表面并覆蓋該電極凸塊上，用于引導(dǎo)電場(chǎng)以增加該透鏡的聚焦效果；第二電極，形成于該第二基板的該非透鏡區(qū)域表面上；液晶層，提供于第一電極與第二電極之間。本發(fā)明還揭露一種使用該電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的立體顯示器。本發(fā)明設(shè)置可大幅減少電驅(qū)動(dòng)液晶透鏡的驅(qū)動(dòng)電壓及功耗，并且也增加了聚焦效果，達(dá)到更好的3D影像質(zhì)量。
文檔編號(hào)G02F1/1343GK102200668SQ20101013367
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月23日
發(fā)明者劉晟齊, 卓龍材, 林俊成 申請(qǐng)人:中華映管股份有限公司, 深圳華映顯示科技有限公司