專利名稱：一種3d眼鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及3D立體顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種3D眼鏡。
背景技術(shù)：
隨著3D顯示技術(shù)的進(jìn)步和普及，人們對3D顯示效果的要求也越來越高，對于快門式3D眼鏡的顯示效果來說，一般要優(yōu)于偏光式3D眼鏡的顯示效果，但要獲得更逼真的顯示效果，必須進(jìn)一步提升快門式3D眼鏡的響應(yīng)速度，以適應(yīng)240HZ，甚至480HZ的顯示驅(qū)動頻率；并減少圖像串?dāng)_或提升売度。參見圖1，快門式3D眼鏡包括:一組玻璃基板I ;一上基板氧化銦錫(ΙΤ0)電極層2 ；一下基板ITO電極層3 ；一組聚酰亞胺(PI)定向?qū)? ;一液晶分子層5所不；一封框膠6 ；一組偏光層及其他功能層7。其中，液晶分子層5中的液晶為TN (Twisted Nematic)模式的液晶。上基板ITO電極層2和下基板ITO電極層3的電極圖形如圖2所示，均由一整面的電極構(gòu)成，圖2中箭頭的方向表示定向?qū)幽Σ寥∠虻姆较?，從圖中可以看出，上下基板上的定向?qū)拥哪Σ寥∠蚍较驎r相互垂直的。主動快門式3D眼鏡持續(xù)工作在亮暗交替的狀態(tài)，通過對上基板ITO電極層2和下基板ITO電極層3中的一個電極層接地，對另一個電極層施加如圖3所示的方波電壓實現(xiàn)驅(qū)動。目前，由于液晶材料本身特性的限制，通過改進(jìn)液晶材料已無法進(jìn)一步提升快門式3D眼鏡的響應(yīng)速度，尤其是液晶分子的恢復(fù)時間toff，其恢復(fù)時間占總響應(yīng)時間的90%，使得整個快門式3D眼鏡的響應(yīng)速度變慢。

實用新型內(nèi)容本實用新型實施例提供了一種3D眼鏡及其驅(qū)動方法，用以減少快門式3D眼鏡的液晶恢復(fù)時間，提升快門式3D眼鏡的響應(yīng)速度。本實用新型提供一種3D眼鏡，包括第一基板、第二基板，所述兩基板之間的液晶層，所述第一基板上遠(yuǎn)離所述液晶層的一側(cè)設(shè)置有第一偏光片，所述第二基板上遠(yuǎn)離所述液晶層的一側(cè)設(shè)置有第二偏光片，所述第一基板上設(shè)置有第一電極，所述第二基板上具有交錯設(shè)置的第二電極和第三電極。進(jìn)一步地，所述第一電極為面狀電極或者梳狀電極。進(jìn)一步地，所述 第一基板上還設(shè)置有第四電極，所述第一電極和所述第四電極交錯設(shè)置。進(jìn)一步地，所述第一電極和第四電極均為梳狀電極或者之字型電極。進(jìn)一步地，所述第一電極和第二電極相互垂直設(shè)置，第四電極和第三電極相互垂
直設(shè)置。進(jìn)一步地，所述第二電極和第三電極均為梳狀電極或者之字型電極。進(jìn)一步地，所述第二電極或第三電極的電極寬度的范圍為5um lOOum。進(jìn)一步地，所述第二電極和第三電極的間距范圍為0.5um 10um。進(jìn)一步地,所述液晶層的厚度范圍為1.8um 4.0um。本實用新型實施例提供的快門式3D眼鏡中，包括第一偏振片、第二偏振片、第一基板、第二基板，所述兩基板之間的液晶層，第一基板上設(shè)置有第一電極，第二基板上具有交錯設(shè)置的第二電極和第三電極，在液晶分子的恢復(fù)階段施加一個幫助液晶分子恢復(fù)到初始狀態(tài)(即不加電的狀態(tài))的驅(qū)動電壓從而可使液晶分子下降時間toff大幅減少，提高快門式3D眼鏡的響應(yīng)速度，進(jìn)而可以減少雙眼串?dāng)_，更加適應(yīng)高頻驅(qū)動片源對快門式3D眼鏡的響應(yīng)要求，提升3D工作態(tài)眼鏡透過率。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的快門式3D眼鏡的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的快門式3D眼鏡中的第一基板和第二基板的電極圖形示意圖； 圖3為現(xiàn)有技術(shù)中的快門式3D眼鏡的電極電壓波形示意圖；圖4為本實用新型實施例3D眼鏡的截面示意圖；圖5為本實用新型實施例提供的第二電極和第三電極為梳狀電極時的電極圖形示意圖；圖6為本實用新型實施例提供的第二電極和第三電極的波形示意圖；圖7為本實用新型實施例提供的對第二電極和第三電極施加的方波電壓的最佳時間示意圖；圖8為本實用新型實施例提供的圖6中tl和t02時段的各個電極之間形成的電場不意圖；圖9為本實用新型實施例提供的第一基板和第二基板上的電極均為梳狀電極時的電極圖形不意圖；圖10為本實用新型實施例提供的圖9中各個電極的波形示意圖；圖11為本實用新型實施例提供的圖10中tl和t02時段的各個電極之間形成的電場不意圖；圖12為本實用新型實施例提供的第一基板和第二基板上的電極均為之字狀電極時的電極圖形示意圖。
具體實施方式
本實用新型實施例提供了一種3D眼鏡及其驅(qū)動方法，用以減少快門式3D眼鏡的液晶恢復(fù)時間，提升快門式3D眼鏡的響應(yīng)速度。[0038]本實用新型實施例涉及一種快速響應(yīng)快門式3D眼鏡，其主要特點是通過電極設(shè)計解決主動快門式3D眼鏡中液晶分子恢復(fù)速度慢的問題，使觀看快門式3D片源時獲得更聞的觀看體驗。本實用新型實施例從ITO電極設(shè)計出發(fā)，通過不同形狀的電極適時控制電場來減少液晶恢復(fù)時間，提升響應(yīng)速度。下面分別給出三個具體實施例的說明，以下的實施例都是以第一偏光片和第二偏光片的透過軸是相互垂直的，且液晶層為TN模式的液晶為例說明，此時在液晶的初始排列狀態(tài)，3D眼鏡是透光的，在電場作用下，液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，3D眼鏡變?yōu)椴煌腹獾?。需要說明的是:除了上述情況第一偏光片和第二偏光片的透過軸也可以是相互平行的，液晶層也可以是其他模式的液晶。實施例一:如圖4所示為本實用新型實施例的3D眼鏡的截面圖。在圖4中，該3D眼鏡包括第一基板21、第二基板22，所述兩基板之間的液晶層20，所述第一基板21上遠(yuǎn)離所述液晶層的一側(cè)設(shè)置有第一偏光片23，所述第二基板上遠(yuǎn)離所述液晶層的一側(cè)設(shè)置有第二偏光片24，所述第一基板21上設(shè)置有第一電極27，所述第二基板22上具有交錯設(shè)置的第二電極28和第三電極29。該液晶層的液晶為TN模式的。進(jìn)一步地，該3D眼鏡還包括第一定向?qū)?5和第二定向?qū)?6,該第一定向?qū)雍偷诙ㄏ驅(qū)拥哪Σ练较蛳嗷ゴ怪薄＿M(jìn)一步地，該第一電極可以為面狀電極或者梳狀電極，也可以為之字型電極。具體的，在圖4中，第一電極27為面狀電極。進(jìn)一步地，第二電極和第三電極可以是梳狀電極或者之字型電極，具體地，·在圖4中，第二電極和第三電極為梳狀電極，具體的電極結(jié)構(gòu)如圖5所示。進(jìn)一步地，該第二電極28和第三電極29的電極寬度dl的范圍為5um lOOum。進(jìn)一步地,該第二電極28和第三電極29的間距范圍d2為0.5um 10um。進(jìn)一步地,液晶層的厚度d3的范圍在1.8um 4.0um0這樣設(shè)置電極間距、電極厚度以及液晶層的厚度，可以保證3D眼鏡中的液晶具有更快速的響應(yīng)時間。本實施例一中的3D眼鏡的生產(chǎn)工藝包括步驟:步驟一:在第一基板上形成面狀的第一電極，在第二基板上分別經(jīng)過光阻涂布、曝光、顯影、蝕刻、脫膜工序形成第二基板上第二電極和第三電極的電極圖形。具體的第二電極28和第三電極29如圖5所示。步驟二:制作光阻間隔子(Photospacer, PS),涂布PI層并進(jìn)行摩擦取向。步驟三:絲印邊框膠，熱壓成盒。步驟四:灌注液晶，封口，在第一基板和第二基板原理液晶層的一側(cè)分別貼附第一偏光片和第二偏光片。步驟五:邦定柔性印刷電路(FPC)，完成快門式眼鏡鏡片制作。本實施例還提供了一種驅(qū)動上述3D眼鏡的驅(qū)動方法，所述驅(qū)動方法包括:在所述液晶層20中的液晶分子的恢復(fù)階段，采用一驅(qū)動電壓驅(qū)動所述液晶分子翻轉(zhuǎn)，使所述液晶分子恢復(fù)到初始狀態(tài)。這樣可以使得液晶分子在恢復(fù)過程中，額外受到水平電場的拉力，縮短液晶恢復(fù)時間。進(jìn)一步地，該驅(qū)動電壓小于所述液晶層的閾值電壓。這里液晶層的閾值電壓是指液晶盒的液晶分子在透過率為90%時的供電電壓。[0053]進(jìn)一步地,該驅(qū)動方法還包括:在所述液晶層中的液晶分子的工作翻轉(zhuǎn)階段，對所述第二電極和第三電極都施加第一電壓，對所述第一電極施加與所述第一電壓不同的第二電壓。這里所述的液晶分子的工作翻轉(zhuǎn)階段指是如圖4所示的3D眼鏡由初始狀態(tài)的透光狀態(tài)在電場作用下變?yōu)椴煌腹鉅顟B(tài)的階段。具體地，如圖6所示是對圖4所示的3D眼鏡中的第二基板上的第二電極和第三電極施加的電壓波形圖。其中，to是指液晶分子的恢復(fù)階段，tl是指液晶分子的工作翻轉(zhuǎn)階段。在tl階段，對第二電極和第三電極都施加第一電壓VI，對第一電極施加與Vl不同的第二電壓。在圖6中，第一電壓Vl >0，此時第二電壓可以與地連接，即為零。進(jìn)一步地，所述液晶分子的恢復(fù)階段t0包括第一階段tOl、第二階段t02和第三階段t03，在第二階段t02，采用驅(qū)動電壓驅(qū)動液晶分子翻轉(zhuǎn)，第一電極27不施加電壓，驅(qū)動電壓是通過對所述第二電極28和第三電極29施加不同電壓產(chǎn)生的。進(jìn)一步地，該驅(qū)動電壓是通過對第二基板上的第二電極和第三電極分別施加互不相同的第三電壓和第四電壓產(chǎn)生的，具體地，在圖6中，上述第三電壓和第四電壓的大小相等、符號相反，即第三電壓為+V2 (V2 > 0)，第四電壓為一 V2 (V2 > 0)，此時該驅(qū)動電壓為2V2 (V2>0)，假設(shè)此時液晶的閾值電壓為Vth，則該驅(qū)動電壓2V2 < Vth ;在第一階段tOl和第三階段t03，第一電極、第二電極和第三電極都施加相同的電壓或者都不施加電壓，具體地，在圖6中這三個電極施加電壓都為零。較佳的，關(guān)于電壓V2的選取，需要針對器件液晶參數(shù)特性、手性劑添加量，扭曲角度綜合因素確定。一般的，電壓V2的絕對值不應(yīng)超過Vl的絕對值，且為根據(jù)實際情況評價得到的最佳值。為達(dá)到最佳效果，還需要通過電極寬度和電極狹縫的尺寸控制來增強水平電場對液晶分子恢復(fù)時的水平作用力。另一方面，V2電壓施加的最佳時機由期間在傳統(tǒng)波形驅(qū)動下(即第二電極28、第三電極29的工作電壓波形只有Vl電壓的作用下)的響應(yīng)時間曲線決定。如圖7所示，在本實施例中V2開始施加的·時刻(即t02的開始時刻)一般為液晶分子恢復(fù)開始變緩的時刻(即透過率變化曲線坡度變緩慢開始)，結(jié)束的時刻(即t02的結(jié)束時刻)典型值為恢復(fù)到亮度或透過率的75% 90%之間某一時刻，在這一時刻內(nèi)，應(yīng)存在一個電場與液晶彈性恢復(fù)力及界面錨定力在垂直方向上的一個平衡點，結(jié)束時刻應(yīng)在達(dá)到此平衡之前。圖6中tl時間段內(nèi)和t02時間段內(nèi)的電場分布示意圖如圖8所示，可見通過改善下基板ITO電極層的電極圖形，使得液晶分子在恢復(fù)過程中，可以額外受到水平電場的拉力，加快液晶分子的恢復(fù)，進(jìn)而提高3D眼鏡的響應(yīng)時間。實施例二:在實施例二中的3D眼鏡包括第一基板、第二基板，所述兩基板之間的液晶層，所述第一基板上遠(yuǎn)離所述液晶層的一側(cè)設(shè)置有第一偏光片，所述第二基板上遠(yuǎn)離所述液晶層的一側(cè)設(shè)置有第二偏光片，所述第一基板上設(shè)置有第一電極，所述第二基板上具有交錯設(shè)置的第二電極和第三電極。進(jìn)一步地，如圖9所示，所述第一基板31上還設(shè)置有第四電極34，該第一電極33和第四電極34交錯設(shè)置。進(jìn)一步地，所述第一電極和第四電極均為梳狀電極或者之字型電極，在圖9中，第一電極33和第四電極34均為梳狀電極。從圖9中可看出，為了實現(xiàn)更好的顯示效果，提高液晶的響應(yīng)時間，進(jìn)而提高3D眼鏡的響應(yīng)時間，第一電極33和第二電極36相互垂直設(shè)置,第四電極34和第三電極35相互垂直設(shè)置。本實施例中的第一電極和第四電極的電極寬度與電極間距的范圍與實施例一中第二電極和第三電極的相同，液晶層的厚度與實施例一也相同，此處均不再詳細(xì)說明。更優(yōu)地，第一電極、第二電極、第三電極和第四電極的電極寬度都相同，第一電極和第四電極的電極間距等于第二電極和第三電極的電極間距。較佳地，本實施例二中的第一基板和第二基板上的取向?qū)拥哪Σ练较蛳嗷ゴ怪?，具體如圖9中的箭頭所示的方向。本實施例二中的3D眼鏡的驅(qū)動方法包括:在液晶層中的液晶分子的恢復(fù)階段，采用一驅(qū)動電壓驅(qū)動所述液晶分子翻轉(zhuǎn)，使所述液晶分子恢復(fù)到初始狀態(tài)。進(jìn)一步地，該驅(qū)動電壓小于所述液晶層的閾值電壓。進(jìn)一步地，上述驅(qū)動電壓包括通過對所述第一電極和第四電極分別施加不同電壓產(chǎn)生的電壓。進(jìn)一步地，在所述液晶層中的液晶分子的工作翻轉(zhuǎn)階段，對所述第四電極和第一電極都施加第七電壓，對所述第二電極和第三電極都施加第八電壓，所述第七電壓與所述第八電壓互不相等。本實施例二中的液晶分子的恢復(fù)階段和液晶分子的工作翻轉(zhuǎn)階段、液晶層的閾值電壓在實施例一中做過說明，此處不再詳述。圖9中，11和12分別為第一電極33和第四電極34的電極輸入端；13和14分別為第三電極35和第二電極36的電極輸入端。電極輸入端11、12、13、14的輸入方波電壓的波形如圖10所示，在圖10中，tl是液晶分子的工作翻轉(zhuǎn)階段，to是液晶分子的恢復(fù)階段。具體地，在t l時段，對電極輸入端11和12都施加電壓+V3(V3 > O),即對第一電極和第四電極都施加第七電壓+V3,對電極輸入端13和14都施加電壓-V3,即對第三電極和第二電極都施加第八電壓-V3。這樣，在tl時段，第一基板和第二基板之間會形成垂向的電場，具體的電場分布如圖11所示。進(jìn)一步地，液晶分子的恢復(fù)階段t0包括第一階段tOl、第二階段t02和第三階段t03。在第二階段，采用驅(qū)動電壓驅(qū)動液晶分子翻轉(zhuǎn)，驅(qū)動電壓包括對第二電極和第三電極施加不同電壓產(chǎn)生的電壓和對第一電極和第四電極施加不同電壓產(chǎn)生的電壓；在第一階段和第三階段，第一電極、第二電極、第三電極和第四電極都施加相同電壓或者都不施加電壓。具體地，在圖10中，在t02階段，通過電極輸入端11和電極輸入端12分別對第一電極和第四電極施加不同的電壓+V4 (V4 > O)和-V4，通過電極輸入端13和電極輸入端14分別對第三電極和第二電極施加不同的電壓+V4 (V4 > O)和-V4，此時的驅(qū)動電壓既包括第一電極和第四電極之間產(chǎn)生的第一驅(qū)動電壓，也包括第三電極和第二電極之間產(chǎn)生的第二驅(qū)動電壓，此時2V4小于液晶的閾值電壓。通過上述的驅(qū)動電壓，在液晶分子的恢復(fù)階段給液晶分子一個水平方向的力，加快液晶分子的恢復(fù)，進(jìn)而提高了 3D眼鏡的響應(yīng)時間。在tOl和t03階段，對第一電極、第二電極、第三電極和第四電極都不施加電壓。在液晶分子的恢復(fù)階段具體的電場分布見圖11所示。在本實施例二中，第二階段t02的最佳施加時段與實施例一的相同，此處不再詳細(xì)說明。本實施例二中的3D眼鏡的生產(chǎn)工藝包括步驟:[0072]步驟一:在第一基板和第二基板上上分別經(jīng)過光阻涂布、曝光、顯影、蝕刻、脫膜工序分別形成第一電極圖形、第四電極圖形和第三電極圖形、第二電極圖形。步驟二:制作PS間隔子，涂布PI層并進(jìn)行摩擦取向。步驟三:絲印邊框膠，熱壓成盒。步驟四:灌注液晶，封口，貼第一偏光片和第二偏光片。步驟五:邦定柔性電路板(FPC)，完成快門眼鏡鏡片制作。需要說明的是本實施例中的電極結(jié)構(gòu)為梳狀電極，也可以為之字形電極，具體的結(jié)構(gòu)如圖12所示。一般液晶的響應(yīng)時間包括開態(tài)時間(ton，即液晶從關(guān)態(tài)到開態(tài)的時間)和關(guān)態(tài)時間(toff，即液晶從從開態(tài)到關(guān)態(tài)的時間)。需要指出的是，一般設(shè)計的光閥鏡片在電壓的作用下上升時間很短，toff依靠液晶自身的彈性恢復(fù)力和表面錨定作用恢復(fù)緩慢，以TN型光閥為例，ton時間一般在0.2ms左右，而toff時間一般在1.8ms左右，其根本原因就是液晶響應(yīng)速度與電壓大小直接相關(guān)，液晶向開(on)態(tài)轉(zhuǎn)變時，高壓作用下可以快速切換，而液晶向關(guān)(off)態(tài)轉(zhuǎn)變時，錨定力和彈性恢復(fù)力是有限的，本實用新型實施例提供的水平電場力就可以使toff時間快速降低。本實用新型實施例出發(fā)點旨在通過適時地施加水平電場來降低液晶的關(guān)態(tài)時間toff，降低了液晶的整體響應(yīng)時間，從而提高光閥鏡片(即快門式3D眼鏡的鏡片)整體的響應(yīng)速度。綜上所述，本實用新型的核心是通過電極設(shè)計和驅(qū)動方法的改變，對傳統(tǒng)的3D快門眼鏡在恢復(fù)階段增加水平電場力來降低toff響應(yīng)時間，從而提升響應(yīng)速度性能。本實用新型提到的是一般的實施方案，任何在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的補充或具體化均在本實用新型保護范圍之內(nèi)，例如:摩擦 方向和電極方向的改變、電極設(shè)計的具體化或設(shè)計優(yōu)化、驅(qū)動方法的改變和具體化等。任何采用本實用新型思想，并在本實用新型基礎(chǔ)上進(jìn)行的結(jié)構(gòu)附加均屬于本實用新型保護范圍。本實用新型所訴實施步驟為一般工藝步驟，本實用新型精神在于電極圖案設(shè)計和工作原理方法，具體實施方法的更改仍屬于本實用新型保護范圍。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種3D眼鏡，其特征在于，包括第一基板、第二基板，所述兩基板之間的液晶層，所述第一基板上遠(yuǎn)離所述液晶層的一側(cè)設(shè)置有第一偏光片，所述第二基板上遠(yuǎn)離所述液晶層的一側(cè)設(shè)置有第二偏光片，所述第一基板上設(shè)置有第一電極，所述第二基板上具有交錯設(shè)置的第二電極和第三電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D眼鏡，其特征在于，所述第一電極為面狀電極或者梳狀電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D眼鏡，其特征在于，所述第一基板上還設(shè)置有第四電極，所述第一電極和所述第四電極交錯設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的3D眼鏡，其特征在于，所述第一電極和第四電極均為梳狀電極或者之字型電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的3D眼鏡，其特征在于，所述第一電極和第二電極相互垂直設(shè)置，第四電極和第三電極相互垂直設(shè)置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D眼鏡，其特征在于，所述第二電極和第三電極均為梳狀電極或者之字型電極 。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的3D眼鏡，其特征在于，所述第二電極或第三電極的電極寬度的范圍為5um lOOum。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的3D眼鏡，其特征在于，所述第二電極和第三電極的間距范圍為 0.5um IOum0
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的3D眼鏡，其特征在于，所述液晶層的厚度范圍為。1.8um 4.0um0
專利摘要本實用新型公開了一種3D眼鏡，用以減少快門式3D眼鏡的液晶恢復(fù)時間，提升快門式3D眼鏡的響應(yīng)速度。本實用新型提供的一種3D眼鏡，包括第一基板、第二基板，所述兩基板之間的液晶層，所述第一基板上遠(yuǎn)離所述液晶層的一側(cè)設(shè)置有第一偏光片，所述第二基板上遠(yuǎn)離所述液晶層的一側(cè)設(shè)置有第二偏光片，所述第一基板上設(shè)置有第一電極，所述第二基板上具有交錯設(shè)置的第二電極和第三電極。
文檔編號G02B27/26GK203133449SQ20132014922
公開日2013年8月14日 申請日期2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月28日
發(fā)明者王俊偉 申請人:京東方科技集團股份有限公司, 北京京東方顯示技術(shù)有限公司