一種液晶透鏡陣列及立體顯示裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種液晶透鏡陣列及立體顯示裝置，涉及立體顯示技術(shù)領(lǐng)域。該液晶透鏡陣列包括多個(gè)液晶微透鏡單元，每個(gè)液晶微透鏡單元包括第一玻璃基板和第二玻璃基板，第一玻璃基板上涂鍍有第一電極，第二玻璃基板上涂鍍有第二電極，在第一玻璃基板與第二玻璃基板之間填充有液晶，其中，第一電極包括位于中心位置的圓形電極與以圓形電極為中心的呈同心環(huán)狀設(shè)置的至少兩個(gè)環(huán)形電極。本實(shí)用新型的液晶透鏡陣列所形成的3D顯示效果不具有方向性，用戶可以從更廣泛的角度觀看到需要的3D效果，且觀看角度連續(xù)。進(jìn)而也使得采用上述液晶透鏡陣列的立體顯示裝置的3D顯示效果更好，且不存在切變區(qū)，有效避免觀看者因處于切變區(qū)觀看導(dǎo)致頭暈的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】
一種液晶透鏡陣列及立體顯示裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及立體顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種液晶透鏡陣列及立體顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]顯示行業(yè)歷經(jīng)多個(gè)階段，隨著人們對(duì)顯示效果的不斷追求，顯示技術(shù)不斷進(jìn)步，從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)，從黑白到彩色，從小尺寸到大尺寸，從笨重的CRT到平板顯示；而如今，平面顯示又面臨著立體(以下簡(jiǎn)稱3D)顯示的強(qiáng)烈沖擊。裸眼3D顯示技術(shù)和穿戴式3D技術(shù)都得到很迅速地發(fā)展，而裸眼3D技術(shù)相較于穿戴式3D技術(shù)，有著無(wú)需佩戴各類輔助設(shè)備，觀看者更加自由的巨大優(yōu)勢(shì)。
[0003]目前存在采用液晶透鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)裸眼3D顯示的立體顯示裝置，其主要是利用在液晶層兩側(cè)的兩片基板上分別設(shè)置正負(fù)電極，并在電極上施加大小不同的驅(qū)動(dòng)電壓，從而在兩片基板間形成具有不同強(qiáng)度的垂直電場(chǎng)，以驅(qū)動(dòng)液晶分子排列而形成可變焦液晶透鏡。因此只需要控制相應(yīng)電極上的電壓分布，液晶透鏡的折射率分布就會(huì)相應(yīng)的改變，從而對(duì)像素出射光的分布進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)裸眼3D顯示和2D/3D切換。
[0004]常見(jiàn)的液晶透鏡的結(jié)構(gòu)如圖1所示，它包含多個(gè)液晶柱透鏡單元，每個(gè)液晶柱透鏡單元具有相同的結(jié)構(gòu)，圖中只示出兩個(gè)完全相同的柱透鏡單元。具體來(lái)講，液晶柱透鏡包含正對(duì)設(shè)置第一基板和第二基板，在兩個(gè)基板上分別設(shè)置有由透明導(dǎo)電材料如ITO等材料制成的第一電極和第二電極。其中第一電極包含一系列間隔分開(kāi)并平行排列的多個(gè)條形電極，在第一電極和第二電極之間填充以液晶材料。當(dāng)施加電場(chǎng)時(shí)，液晶分子受到不同電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)而進(jìn)行相應(yīng)偏轉(zhuǎn)，從而形成折射率的梯度分布，像素出射光通過(guò)液晶柱透鏡后發(fā)生偏轉(zhuǎn)，形成3D顯示效果。然而，我們可以想見(jiàn)，這種具有條形結(jié)構(gòu)的液晶柱透鏡得到的3D顯示是有方向性的，觀看者只能從某些特定的方向觀看到3D效果；另外，其觀看角度是不連續(xù)的，中間會(huì)有切變區(qū)，如果觀看者正好處于切變區(qū)，不但不能看到正切的3D影像，而且還容易引起頭暈等不適癥狀。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的一個(gè)目的是要提供一種液晶透鏡陣列，其進(jìn)行3D畫(huà)面顯示時(shí)不具有方向性，觀看者可以從任何方向觀看到正確的3D效果，可觀看角度連續(xù)。
[0006]本實(shí)用新型一個(gè)進(jìn)一步的目的是要提供一種立體顯示裝置，其3D顯示效果好，可觀看角度大且連續(xù)，有效的避免了引起觀看者頭暈等不適癥狀的問(wèn)題。
[0007]特別地，本實(shí)用新型提供了一種液晶透鏡陣列，包括多個(gè)液晶微透鏡單元，所述多個(gè)液晶微透鏡單元中的每個(gè)液晶微透鏡單元的結(jié)構(gòu)相同，所述每個(gè)液晶微透鏡單元包括第一玻璃基板和第二玻璃基板，所述第一玻璃基板上涂鍍有第一電極，所述第二玻璃基板上涂鍍有第二電極，在所述第一玻璃基板與所述第二玻璃基板之間填有液晶，其中，所述第一電極包括位于中心位置的圓形電極與以所述圓形電極為中心的呈同心環(huán)狀設(shè)置的至少兩個(gè)環(huán)形電極。
[0008]進(jìn)一步地，所述第一電極與第二電極分別與一獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電壓相連。
[0009]進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)電壓的電壓可調(diào)。
[0010]進(jìn)一步地，所述第一電極中的所述圓形電極與至少兩個(gè)環(huán)形電極的驅(qū)動(dòng)電壓，由中心的所述圓形電極向所述至少兩個(gè)環(huán)形電極逐漸遞減。
[0011 ]進(jìn)一步地，所述液晶微透鏡單元為長(zhǎng)方形，多個(gè)所述液晶微透鏡單元彼此緊貼拼接成所述液晶透鏡陣列。
[0012]進(jìn)一步地，所述第二電極為平面電極。
[0013]進(jìn)一步地，所述液晶微透鏡單元的第一電極中，最外側(cè)電極為中部具有圓形空腔的電極，所述圓形電極與所述至少兩個(gè)環(huán)形電極設(shè)置在所述圓形空腔中。
[0014]特別地，本實(shí)用新型還提供了一種立體顯示裝置，包括顯示屏和設(shè)置在顯示屏上的液晶透鏡，所述液晶透鏡采用如上所述的液晶透鏡陣列。
[0015]進(jìn)一步地，所述液晶微透鏡單元在所述第一電極與所述第二電極通電后形成圓形水滴狀的透鏡鏡面。
[0016]在所述第一電極和所述第二電極未供電時(shí)，第一玻璃基板與第二玻璃基板之間所填充的液晶的排列保持原始狀態(tài)，不改變光線的傳播方向；當(dāng)所述第二電極接驅(qū)動(dòng)電壓負(fù)極，所述第一電極接所述各驅(qū)動(dòng)電壓的正極時(shí)，所述液晶微透鏡單元中液晶分子的排列方式改變，不同的電壓使液晶分子旋轉(zhuǎn)角度不同，呈現(xiàn)出不同的折射率，改變光線經(jīng)過(guò)液晶分子后的傳播方向。
[0017]本實(shí)用新型的液晶透鏡陣列由多個(gè)液晶微透鏡單元陣列拼接而成，液晶微透鏡單元通電后構(gòu)成圓形的、水滴狀的透鏡鏡面，這種液晶微透鏡單元具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，所形成3D顯示效果也就不具有方向性，用戶可以從更廣泛的角度觀看到需要的3D效果，且觀看角度更佳連續(xù)。進(jìn)而也使得采用上述液晶透鏡陣列的立體顯示裝置的3D顯示效果更好，且不存在切變區(qū)，也就有效避免了觀看者因處于切變區(qū)觀看導(dǎo)致頭暈的問(wèn)題。
[0018]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型采用的是陣列式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，區(qū)別于現(xiàn)有的整體式透鏡，能夠?qū)崿F(xiàn)整體及局部的顯示可調(diào)，可調(diào)范圍大，能夠更好地滿足用戶需求。
[0019]根據(jù)下文結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型具體實(shí)施例的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加明了本實(shí)用新型的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。
【附圖說(shuō)明】
[0020]后文將參照附圖以示例性而非限制性的方式詳細(xì)描述本實(shí)用新型的一些具體實(shí)施例。附圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示了相同或類似的部件或部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，這些附圖未必是按比例繪制的。附圖中:
[0021 ]圖1是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的液晶透鏡陣列的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是圖1所示液晶透鏡陣列中單個(gè)液晶微透鏡單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中2X2個(gè)液晶微透鏡單元所構(gòu)成的液晶透鏡陣列的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的液晶微透鏡陣列中任意兩個(gè)相鄰液晶微透鏡單元在加電狀態(tài)下液晶分子排布情況示意圖；
[0025]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的液晶微透鏡陣列中任意兩個(gè)相鄰液晶微透鏡單元在加電狀態(tài)下液晶折射率分布曲線示意圖；
[0026]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的液晶微透鏡陣列中液晶微透鏡單元在未加電狀態(tài)下表現(xiàn)為2D狀態(tài)的示意圖；
[0027]圖7是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的液晶微透鏡陣列中液晶微透鏡單元在加電狀態(tài)下表現(xiàn)為3D狀態(tài)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]實(shí)施例一
[0029]圖1是本實(shí)施例的液晶透鏡陣列I的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1所示液晶透鏡陣列I中單個(gè)液晶微透鏡單元2的結(jié)構(gòu)示意圖，以下將參考圖1、圖2對(duì)液晶透鏡陣列I的結(jié)構(gòu)進(jìn)行闡述。圖3是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例中2X2個(gè)液晶微透鏡單元所構(gòu)成的液晶透鏡陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的液晶微透鏡陣列中任意兩個(gè)相鄰液晶微透鏡單元在加電狀態(tài)下液晶分子排布情況示意圖。
[0030]如圖1所示，本實(shí)施例還可以參見(jiàn)圖2至圖4，本實(shí)施例所描述的一種液晶透鏡陣列I，包括多個(gè)液晶微透鏡單元2，所述多個(gè)液晶微透鏡單元2中的每個(gè)液晶微透鏡單元2的結(jié)構(gòu)相同，如圖4所示，所述每個(gè)液晶微透鏡單元2包括第一玻璃基板24和第二玻璃基板25，所述第一玻璃基板24上涂鍍有第一電極，所述第二玻璃基板25上涂鍍有第二電極26，在所述第一玻璃基板24與所述第二玻璃基板25之間填充有液晶27，其中，如圖4所不，還可參見(jiàn)圖2或圖3，所述第一電極包括位于中心位置的圓形電極21與以所述圓形電極21為中心的呈同心環(huán)狀設(shè)置的至少兩個(gè)環(huán)形電極，即第一環(huán)形電極22和第二環(huán)形電極23，所述第二電極26為平面電極。
[0031 ] 本實(shí)施例中，所述液晶透鏡陣列I包括M行X N列液晶微透鏡單元2，行列之間相垂直。可見(jiàn)，本實(shí)施例中，液晶透鏡陣列I是由很多個(gè)液晶微透鏡單元2排列而成。使用時(shí)顯示屏固定在眼睛的遠(yuǎn)端，液晶透鏡陣列I置于顯示屏和人眼之前。在進(jìn)行2D顯示時(shí)，如圖6所示，圖6是根據(jù)本實(shí)施例的液晶微透鏡陣列中液晶微透鏡單元2在未加電狀態(tài)下表現(xiàn)為2D狀態(tài)的示意圖，不對(duì)液晶透鏡陣列I中微透鏡單元施加電壓，使整個(gè)透鏡陣列具有相同的折射率，液晶透鏡陣列I可以看作一塊平面玻璃，顯示屏2顯示正常的2D圖像，人眼看到不損失分辨率的清晰2D圖像。在需要進(jìn)行3D顯示時(shí)，如圖7所示，圖7是根據(jù)本實(shí)施例的液晶微透鏡陣列中液晶微透鏡單元2在加電狀態(tài)下表現(xiàn)為3D狀態(tài)的示意圖，給液晶微透鏡單元2加電壓，液晶微透鏡單元2中的液晶折射率發(fā)生變化，于是液晶透鏡陣列I就“出現(xiàn)”很多呈現(xiàn)圓形水滴狀鏡面的微小透鏡，此時(shí)在顯示屏上播放與此透鏡陣列參數(shù)匹配的3D內(nèi)容，就可以實(shí)現(xiàn)3D顯示。如此，就實(shí)現(xiàn)了 2D到3D的切換。
[0032]本實(shí)施例采用液晶透鏡陣列I取代傳統(tǒng)光學(xué)透鏡，并且陣列中的每個(gè)液晶微透鏡單元2均是可調(diào)的，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)顯示設(shè)備的區(qū)域及整體的顯示可調(diào)，實(shí)現(xiàn)了顯示設(shè)備的顯示效果在2D和3D之間的自由切換，并可以分區(qū)域地進(jìn)行2D或3D的顯示，并且清晰度可調(diào)，可根據(jù)不同顯示內(nèi)容進(jìn)行場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)縮放、且能實(shí)現(xiàn)人眼主動(dòng)選擇對(duì)焦。
[0033]在本實(shí)施例中，所述液晶微透鏡單元2的第一電極中，最外側(cè)電極為中部具有圓形空腔的第二環(huán)形電極23，所述圓形電極21與第一環(huán)形電極22設(shè)置在所述圓形空腔中。
[0034]進(jìn)一步地，所述第一電極與所述第二電極26分別與一獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電壓相連，并且所述驅(qū)動(dòng)電壓的電壓可調(diào)。各個(gè)電極是分別供電的，因此可隨時(shí)調(diào)整焦距，且可調(diào)范圍更大，能夠提供更為清晰的顯示圖像。
[0035]進(jìn)一步地，所述第一電極中的所述圓形電極21與至少兩個(gè)環(huán)形電極即第一環(huán)形電極22和第二環(huán)形電極23的驅(qū)動(dòng)電壓，由中心的所述圓形電極21向所述第一環(huán)形電極22和所述第二環(huán)形電極23逐漸遞減。
[0036]必須說(shuō)明的是，“所述第一電極中的所述圓形電極21與至少兩個(gè)環(huán)形電極即第一環(huán)形電極22和第二環(huán)形電極23的驅(qū)動(dòng)電壓，由中心的所述圓形電極21向所述至少兩個(gè)環(huán)形電極即第一環(huán)形電極22和第二環(huán)形電極23逐漸遞減”的規(guī)則是針對(duì)其絕對(duì)值而言的。通常我們都是第二電極26接負(fù)極，如上述，但也可以接正極，此時(shí)，第一電極是與驅(qū)動(dòng)電壓的負(fù)極相連的，此時(shí)，所述圓形電極21的驅(qū)動(dòng)電壓為負(fù)值，按照數(shù)值表象應(yīng)該是為第一電極中電極驅(qū)動(dòng)電壓最小的，但是是其絕對(duì)電壓值最大。
[0037]如圖2、圖3所示的電極分布圖，圖3為2X 2個(gè)液晶微透鏡單元2所構(gòu)成的液晶透鏡陣列I的結(jié)構(gòu)示意圖，且記載了電極驅(qū)動(dòng)電壓連接圖，此時(shí)，圓形電極21驅(qū)動(dòng)電壓為VI，由所述圓形電極21向液晶微透鏡單元2邊界的兩個(gè)環(huán)形電極即第一環(huán)形電極22和第二環(huán)形電極23的驅(qū)動(dòng)電壓依次為V2、V3，此時(shí)，第二電極26接驅(qū)動(dòng)電壓的負(fù)極，V1>V2>V3。
[0038]進(jìn)一步地，所述液晶微透鏡單元2為長(zhǎng)方形，多個(gè)所述液晶微透鏡單元2彼此緊貼拼接成所述液晶透鏡陣列I。
[0039]實(shí)施例二
[0040]本實(shí)施例還提供了一種立體顯示裝置，包括顯示屏和設(shè)置在顯示屏上的液晶透鏡，所述液晶透鏡采用如實(shí)施例一所述的液晶透鏡陣列1液晶透鏡陣列I的主體結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一基本相同，在此不再贅述。
[0041]所述液晶微透鏡單元2在所述第一電極與所述第二電極26通電后形成圓形水滴狀的透鏡鏡面。
[0042]圖4是根據(jù)本實(shí)施例的液晶微透鏡陣列中任意兩個(gè)相鄰液晶微透鏡單元2在加電狀態(tài)下液晶分子排布情況示意圖；圖5是根據(jù)本實(shí)施例的液晶微透鏡陣列中任意兩個(gè)相鄰液晶微透鏡單元2在加電狀態(tài)下液晶折射率分布曲線示意圖。
[0043]進(jìn)一步地，在所述第一電極和所述第二電極未供電時(shí)，第一玻璃基板24與第二玻璃基板25之間所填充的液晶的排列保持原始狀態(tài)，不改變光線的傳播方向；當(dāng)所述第二電極26接驅(qū)動(dòng)電壓負(fù)極，所述第一電極接所述各驅(qū)動(dòng)電壓的正極時(shí)，液晶透鏡中液晶分子的排列方式改變，如圖4所示。不同的電壓使液晶分子旋轉(zhuǎn)角度不同，呈現(xiàn)出不同的折射率，如圖5所示，改變光線經(jīng)過(guò)液晶分子后的傳播方向。
[0044]本實(shí)用新型的液晶透鏡陣列I由多個(gè)液晶微透鏡單元2陣列拼接而成，液晶微透鏡單元2通電后構(gòu)成圓形的、水滴狀的透鏡鏡面，這種液晶微透鏡單元2具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，所形成3D顯示效果也就不具有方向性，用戶可以從更廣泛的角度觀看到需要的3D效果，且觀看角度更佳連續(xù)。進(jìn)而也使得采用上述液晶透鏡陣列I的立體顯示裝置的3D顯示效果更好，且不存在切變區(qū)，也就有效避免了觀看者因處于切變區(qū)觀看導(dǎo)致頭暈的問(wèn)題。
[0045]本實(shí)用新型采用的是陣列式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，區(qū)別于現(xiàn)有的整體式透鏡，能夠?qū)崿F(xiàn)整體及局部的顯示可調(diào)，可調(diào)范圍大，能夠更好地滿足用戶需求。
[0046]至此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，雖然本文已詳盡示出和描述了本實(shí)用新型的多個(gè)示例性實(shí)施例，但是，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本實(shí)用新型公開(kāi)的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本實(shí)用新型原理的許多其他變型或修改。因此，本實(shí)用新型的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種液晶透鏡陣列，其特征在于，包括多個(gè)液晶微透鏡單元，所述多個(gè)液晶微透鏡單元中的每個(gè)液晶微透鏡單元的結(jié)構(gòu)相同，所述每個(gè)液晶微透鏡單元包括第一玻璃基板和第二玻璃基板，所述第一玻璃基板上涂鍍有第一電極，所述第二玻璃基板上涂鍍有第二電極，在所述第一玻璃基板與所述第二玻璃基板之間填充有液晶，所述第一電極包括位于中心位置的圓形電極與以所述圓形電極為中心的呈同心環(huán)狀設(shè)置的至少兩個(gè)環(huán)形電極。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶透鏡陣列，其特征在于，所述第一電極與第二電極分別與一獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電壓相連。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶透鏡陣列，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電壓的電壓可調(diào)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶透鏡陣列，其特征在于，所述第一電極中的所述圓形電極與至少兩個(gè)環(huán)形電極的驅(qū)動(dòng)電壓，由中心的所述圓形電極向所述至少兩個(gè)環(huán)形電極逐漸遞減。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶透鏡陣列，其特征在于，所述液晶微透鏡單元為長(zhǎng)方形，多個(gè)所述液晶微透鏡單元彼此緊貼拼接成所述液晶透鏡陣列。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶透鏡陣列，其特征在于，所述第二電極為平面電極。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)中所述的液晶透鏡陣列，其特征在于，所述液晶微透鏡單元的第一電極中，最外側(cè)電極為中部具有圓形空腔的電極，所述圓形電極與所述至少兩個(gè)環(huán)形電極設(shè)置在所述圓形空腔中。8.—種立體顯示裝置，其特征在于，包括顯示屏和設(shè)置在顯示屏上的液晶透鏡，所述液晶透鏡采用如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)中所述的液晶透鏡陣列。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的立體顯示裝置，其特征在于，所述液晶微透鏡單元在所述第一電極與所述第二電極通電后形成圓形水滴狀的透鏡鏡面。
【文檔編號(hào)】H04N13/04GK205485087SQ201620025531
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年1月12日
【發(fā)明人】洪煦, 虞晶怡
【申請(qǐng)人】洪煦, 虞晶怡