一種液晶盒及液晶透鏡的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種液晶盒及液晶透鏡，一種液晶盒，包括相對設置的第一基板和第二基板；位于第一基板和第二基板之間的液晶層；位于第一基板表面的第一電極和位于第二基板表面的第二電極；位于所述第一基板和所述第二基板之間的邊框膠；其中，所述第一基板和所述第二基板均為曲面。即本實用新型中將第一基板和第二基板由現(xiàn)有技術中的平面改變?yōu)榫哂幸欢ㄇ实那?，從而第一基板和第二基板組合后形成的液晶盒，在第一電極和第二電極沒有施加電壓的情況下，本身就具有一個屈光度，液晶盒的屈光度范圍由現(xiàn)有技術中的工作時關于0對稱，向某一方向偏移一定量形成新的屈光度范圍，從而滿足更多場合下液晶盒的應用。
【專利說明】—種液晶盒及液晶透鏡
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及成像【技術領域】，更具體的說是涉及一種液晶盒及液晶透鏡。
【背景技術】
[0002]液晶透鏡(liquid crystal lens)是一種利用液晶材料所具有的獨特物理及光學特性所創(chuàng)造出的技術。不同于傳統(tǒng)的玻璃透鏡，液晶透鏡可以依據(jù)施加于其上的電壓來聚集或發(fā)散入射光，特別地，液晶透鏡的焦距可以借由改變供電電壓來進行調(diào)整。因為液晶透鏡不需要使用到機械動作來調(diào)整焦距，因此，液晶透鏡比傳統(tǒng)玻璃透鏡更適合應用在許多圖像獲取技術中。
[0003]具體的，液晶透鏡通常由兩個液晶盒通過膠黏劑層疊在一起，達到透鏡效果。現(xiàn)有技術中的液晶盒如圖1所示，包括相對設置的第一基板01和第二基02板，位于第一基板01和第二基板02之間的液晶層03以及邊框膠04，所述邊框膠04與兩個基板將液晶封裝在密閉空間中，液晶盒還包 括位于第一基板01朝向液晶層表面的第一電極(圖中未不出)和位于第二基板朝向液晶層表面的第二電極(圖中未示出)。在第一電極和第二電極上施加不同的電壓可以控制盒內(nèi)液晶分子排列，從而達到凸透鏡或者凹透鏡的效果。
[0004]液晶透鏡的焦距范圍可以通過調(diào)節(jié)液晶盒的厚度、液晶本身的折射率特性、液晶透鏡的半徑等來調(diào)節(jié)，從而得到具有不同焦距范圍的液晶透鏡。評價一個液晶透鏡的好壞主要有兩個指標，透鏡屈光度范圍以及清晰度。焦距的倒數(shù)叫做透鏡焦度，或屈光度，用Φ表示。如果焦距是0.1m,那么Φ=10?ο
[0005]現(xiàn)有技術中不同的液晶透鏡具有不同的屈光度范圍，如-4D—4D、-7D—7D、-1OD—IOD等，在不同的應用場景可以選用不同屈光度的液晶透鏡。但是發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術中的液晶透鏡還存在工作范圍受限的問題。
實用新型內(nèi)容
[0006]有鑒于此，本實用新型提供一種液晶盒及液晶透鏡，以擴寬液晶透鏡的工作范圍。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0008]一種液晶盒，包括:
[0009]相對設置的第一基板和第二基板；
[0010]位于第一基板和第二基板之間的液晶層；
[0011 ]位于第一基板朝向液晶層表面的第一電極和位于第二基板朝向液晶層表面的第二電極；
[0012]位于所述第一基板和所述第二基板之間的邊框膠；
[0013]其中，所述第一基板和所述第二基板均為曲面。
[0014]優(yōu)選地，沿第一基板指向第二基板的方向上，所述第一基板的曲率為正，所述第二基板的曲率為負。
[0015]優(yōu)選地，沿第一基板指向第二基板的方向上，所述第一基板的曲率為負，所述第二基板的曲率為正。
[0016]優(yōu)選地，所述第一基板和所述第二基板的曲率相等。
[0017]優(yōu)選地，所述第一基板和所述第二基板均為二次曲面。
[0018]優(yōu)選地，所述第一基板和所述第二基板均為玻璃基板。
[0019]本實用新型還提供了一種包括上述液晶盒的液晶透鏡。
[0020]經(jīng)由上述的技術方案可知，本實用新型提供的液晶盒，包括相對設置的第一基板和第二基板；位于第一基板和第二基板之間的液晶層；位于第一基板朝向液晶層表面的第一電極和位于第二基板朝向液晶層表面的第二電極；位于所述第一基板和所述第二基板之間的邊框膠；其中，所述第一基板和所述第二基板均為曲面。即本實用新型中將第一基板和第二基板由現(xiàn)有技術中的平面改變?yōu)榫哂幸欢ㄇ实那?，從而第一基板和第二基板組合后形成的液晶盒，在第一電極和第二電極沒有施加電壓的情況下，本身就具有一個屈光度，液晶盒的屈光度范圍由現(xiàn)有技術中的工作時關于O對稱，向某一方向偏移一定量形成新的屈光度范圍，從而滿足更多場合下液晶盒的應用。即本實用新型提供的液晶盒在其他參數(shù)無法再進行調(diào)節(jié)，而且保證清晰度的情況下，還能夠改變屈光度范圍，從而使液晶盒的應用范圍更加廣泛。
[0021 ] 如，現(xiàn)有技術中的液晶盒的在驅動時的屈光度范圍為-5D — ，本實用新型提供的液晶盒的第一基板和第二基板為曲面，本身形成具有3D屈光度的透鏡(不加驅動時)，再加上驅動帶來的液晶 盒的屈光度范圍，即本實用新型提供的液晶盒的屈光度范圍為-2D—8D，可以使用在該屈光度要求范圍內(nèi)的產(chǎn)品中。
[0022]本實用新型還提供了一種液晶透鏡，由上面所述的兩個或多個液晶盒組成，由于液晶盒的屈光度范圍發(fā)生改變，本實用新型中的液晶透鏡也具有不對稱的屈光度范圍，其可以應用在需要不對稱屈光度范圍內(nèi)的產(chǎn)品中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為現(xiàn)有技術中液晶盒的剖面結構示意圖；
[0025]圖2為本實用新型提供的一種液晶盒的剖面結構示意圖；
[0026]圖3為本實用新型提供的另一種液晶盒的剖面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]正如【背景技術】部分所述，現(xiàn)有技術中的液晶透鏡的屈光度范圍均關于O對稱，需要液晶透鏡工作在特殊屈光度范圍，即不對稱的屈光度范圍時，現(xiàn)有技術中的液晶透鏡的工作范圍將有限，無法達到良好的實現(xiàn)效果。
[0028]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因為，現(xiàn)有技術中的液晶透鏡屈光度計算公式為 8xAn",xL
D=^^，其中D是以屈光度來表示，L和A則是以公尺來表示。A是通光口徑的直 A —徑，L是液晶層的厚度，Arke=Hp是中心(I。)和周邊(nep)異常光(透鏡的中心與周邊)穿越時的實際折射率差。的最大值則受限于液晶的雙折射性。其中是可以取值為正或負的。
[0029]由上面的公式可知，只要改變?nèi)齻€參數(shù)Λ r^、L、A，理論上是可以把D值做到-C?—+⑴的，而且是正負對稱。但是考慮到材料特性、器件使用環(huán)境、制作工藝能力的限制，這三個參數(shù)不能隨意取值。況且除了 D值外還有透鏡成像清晰度的參數(shù)需考慮，一般的清晰度隨D值的增大會逐漸變差。
[0030]因此，屈光度D值范圍不可能無窮大，而且實際上是一個范圍比較小的值。且在實際生產(chǎn)中，需要的液晶透鏡工作范圍不一定是對稱的，在此情況下，要想實現(xiàn)液晶透鏡工作在所述不對稱屈光度范圍內(nèi)，需要犧牲清晰度，無法得到二者的統(tǒng)一。
[0031]如，假設一般工藝能做出在保證清晰度的情況下屈光度范圍為-5D — 的液晶透鏡。而有很多情況下需要用到液晶透鏡的屈光度范圍為-8D — 2D，為達到該屈光度范圍，可以選擇屈光度范圍為-8D — 8D的液晶透鏡，但是由于工藝限制，通過調(diào)節(jié)液晶盒厚度、液晶透鏡半徑或改變液晶本身的折射率特性難以實現(xiàn)，或者成本很高。在此情況下，可以通過犧牲清晰度來得到，但是清晰度較低的液晶透鏡的實用性將很受限，市場競爭力降低。[0032]基于此，發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，提供一種液晶盒，包括:
[0033]相對設置的第一基板和第二基板；
[0034]位于第一基板和第二基板之間的液晶層；
[0035]位于第一基板朝向液晶層表面的第一電極和位于第二基板朝向液晶層表面的第二電極；
[0036]位于所述第一基板和所述第二基板之間的邊框膠；
[0037]其中，所述第一基板和所述第二基板均為曲面。
[0038]由上述的技術方案可知，本實用新型提供的液晶盒，包括相對設置的第一基板和第二基板；位于第一基板和第二基板之間的液晶層；位于第一基板朝向液晶層表面的第一電極和位于第二基板朝向液晶層表面的第二電極；位于所述第一基板和所述第二基板之間的邊框膠；其中，所述第一基板和所述第二基板均為曲面。即本實用新型中將第一基板和第二基板由現(xiàn)有技術中的平面改變?yōu)榫哂幸欢ㄇ实那妫瑥亩谝换搴偷诙褰M合后形成的液晶盒，在第一電極和第二電極沒有施加電壓的情況下，本身就具有一個屈光度，液晶盒的屈光度范圍由現(xiàn)有技術中的關于O對稱偏移一定量形成新的屈光度范圍，從而滿足更多場合下液晶盒的應用。
[0039]以上是本申請的核心思想，下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0040]在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本實用新型，但是本實用新型還可以采用其他不同于在此描述的方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。
[0041]其次，本實用新型結合示意圖進行詳細描述，在詳述本實用新型實施例時，為便于說明，表示器件結構的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本實用新型保護的范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及深度的三維空間尺寸。
[0042]下面通過幾個實施例具體描述本實用新型提供的液晶盒及液晶透鏡。
[0043]現(xiàn)有技術中的液晶透鏡在不工作的狀態(tài)下，無透鏡效果，其焦距是無窮大的。為獲得更寬的焦距范圍，就需要使得液晶透鏡在工作時能達到一個更小的焦距，常規(guī)的做法是增大液晶的盒厚、增大液晶的雙折射性、減小液晶透鏡的通光孔徑。然而，液晶盒的厚度越大，液晶的響應速度越慢；液晶的折射率特性是由液晶的材料性質(zhì)決定，涉及到液晶的材料工藝和研發(fā)能力，改善幅度有限且生產(chǎn)成本較高；液晶透鏡的通光孔徑取決于它的應用環(huán)境，通光孔徑越小，可以應用的條件越苛刻，會降低產(chǎn)品的市場競爭力。
[0044]因此，本實用新型實施例中提供了一種液晶盒，能夠方便的在以上3個參數(shù)不可再做調(diào)整的情況下，進一步改變液晶透鏡的焦距范圍，也即屈光度范圍，從而使得液晶透鏡的應用范圍更廣。
[0045]實施例一
[0046]本實用新型實施例公開了一種液晶盒，如圖2所示，包括相對設置的第一基板I和第二基板2 ;位于第一基板I和第二基板2之間的液晶層3 ;位于第一基板I朝向液晶層表面的第一電極(圖中未不出)和位于第二基板2朝向液晶層表面的第二電極(圖中未不出)；位于所述第一基板I和所述第二基板2之間的邊框膠4 ;其中，所述第一基板和所述第二基板均為曲面。
[0047]需要說明的是，本實施例中是采用將第一基板和第二基板設計為曲面，使得液晶盒在沒有施加電壓時，本身就存在一個屈光度。所述第一基板和所述第二基板組合后可以形成類凸透鏡也可以形成類凹透鏡，且可以為兩個表面曲率相同的凸透鏡或凹透鏡，可以為兩個表面曲率不相同的凸透鏡或凹透鏡。
[0048]本實施例中優(yōu)選的所述第一基板和所述第二基板組合后形成的是雙凸透鏡或雙凹透鏡，即沿第一基板指向第二基板的方向上，第一基板的曲率與第二基板的曲率相反，即所述第一基板的曲率為負，所述第二基板的曲率為正，或所述第一基板的曲率為正，則所述第二基板的曲率為負。所述第一基板和所述第二基板的具體形狀可以根據(jù)實際成像情況進行選擇。
[0049]需要說明的是，為了實現(xiàn)產(chǎn)品的量產(chǎn)，且簡化制作工藝，本實施例中更為優(yōu)選的，所述第一基板和所述第二基板的曲率相同且均為二次曲面。
[0050]另外，本實施例中所述第一基板和所述第二基板優(yōu)選為玻璃基板，由于玻璃具有一定的彈性，在液晶分子與大氣壓的共同作用下，使玻璃基板產(chǎn)生形變，形成凸透鏡或凹透鏡。具體的，液晶層的形成可以采用真空灌液或者真空ODF (One Drop Filling)的方法形成，其中，真空灌液方法為先做出液晶盒，再抽真空，再灌液晶，當液晶盒內(nèi)液晶量很少時，由于外部大氣壓的作用，使玻璃基板凹陷，形成類似凹透鏡，如圖3所示；當液晶盒內(nèi)液晶量很多時，則玻璃基板凸起，形成類似凸透鏡，如圖2所示，真空ODF方法同理。另外，玻璃基板的彎曲程度還與其自身的厚度有關，因此可以通過控制液晶的注入量以及玻璃基板的厚度控制第一基板和第二基板形成的液晶盒在不工作狀態(tài)下的屈光度。
[0051]液晶盒在不工作狀態(tài)下的屈光度范圍受玻璃基板凸或凹的程度影響，形變越大，屈光度的改變量越大。例如，假設平面狀的透鏡對應的屈光度范圍為-5D —:某一曲率的凹面狀的透鏡使其屈光度范圍左移，可到-8D — 2D，若凹的程度(及曲率)加大，則可繼續(xù)左移至-9D — 1D，隨曲率加大逐漸左移；而凸面狀透鏡使其屈光度范圍右移，隨其凸面曲率的增大逐漸右移。
[0052]需要說明的是，受制作工藝以及材料特性的限制，不同的生產(chǎn)商不同的液晶透鏡的具體屈光度范圍是不一樣的，但都可以通過本方案所述技術對原有屈光度范圍進行調(diào)
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[0053]需要說明的是，所述第一基板上設置有第一電極，所述第二基板上也設置有第二電極，本實施例中更改了第一基板和第二基板的形狀，第一電極的圖案和第二電極的圖案也會隨第一基板和第二基板發(fā)生一些形變。本實施例中所述第一電極和所述第二電極優(yōu)選為氧化銦錫層，在本實用新型的其他實施例中，所述第一電極層和所述第二電極層還可以為其他的透明電極。
[0054]本實施例中，所述液晶盒還包括第一定向層和第二定向層，所述第一定向層位于所述第一電極朝向液晶層的表面，所述第二定向層位于第二電極朝向所述液晶層的表面，與第一電極和第二電極相似的，所述第一定向層和所述第二定向層也為曲面形式，與所述第一基板和所述第二基板形狀相似。
[0055]本實施例中提供的液晶盒，包括相對設置的第一基板和第二基板；位于第一基板和第二基板之間的液晶層；位于第一基板朝向液晶層表面的第一電極和位于第二基板朝向液晶層表面的第二電極；位于所述第一基板和所述第二基板之間的邊框膠；其中，所述第一基板和所述第二基板均為曲面。
[0056]即本實用新型中將第一基板和第二基板由現(xiàn)有技術中的平面改變?yōu)榫哂幸欢ㄇ实那妫瑥亩谝换搴偷诙褰M合后形成的液晶盒，在第一電極和第二電極沒有施加電壓的情況下，本身就具有一個屈光度，然后再經(jīng)過調(diào)節(jié)其他參數(shù)，液晶盒的屈光度范圍由現(xiàn)有技術中的關于O對稱偏移一定量形成新的屈光度范圍，從而滿足更多場合下液晶盒的應用。
[0057]另外，本實施例中提供的液晶盒制作方法簡單，無需增加額外成本，且應用范圍廣泛，從而能夠提高所述液晶盒的市場競爭力。
[0058]實施例二
[0059]本實施例公開了一種液晶透鏡，所述液晶透鏡包括至少兩個上述實施例中所述的液晶盒，所述液晶盒之間通過粘膠層固定在一起，從而達到將光束會聚或發(fā)散的效果。
[0060]需要說明的是，所述兩個液晶盒還可以通過外部設備進行固定，并不僅限于粘膠層粘接，本實施例中對此不作具體限定。
[0061]本實施例中提供的液晶透鏡包含基板為曲面的液晶盒，由于所述液晶盒的基板設計為曲面形式，從而在液晶盒不施加電壓的情況下，本身就具有一個屈光度值，再施加電壓后，獲得一個屈光度范圍，兩個屈光度疊加，形成新的屈光度范圍，且該屈光度范圍不再關于O對稱，因此，所述液晶透鏡能夠使用在特殊屈光度范圍要求的場景中，從而改善了液晶透鏡的工作范圍，提高了液晶透鏡的市場競爭力。
[0062]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種液晶盒，其特征在于，包括: 相對設置的第一基板和第二基板； 位于第一基板和第二基板之間的液晶層； 位于第一基板朝向液晶層表面的第一電極和位于第二基板朝向液晶層表面的第二電極； 位于所述第一基板和所述第二基板之間的邊框膠； 其中，所述第一基板和所述第二基板均為曲面。
2.根據(jù)權利要求1所述的液晶盒，其特征在于，沿第一基板指向第二基板的方向上，所述第一基板的曲率為正，所述第二基板的曲率為負。
3.根據(jù)權利要求1所述的液晶盒，其特征在于，沿第一基板指向第二基板的方向上，所述第一基板的曲率為負，所述第二基板的曲率為正。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的液晶盒，其特征在于，所述第一基板和所述第二基板的曲率相等。
5.根據(jù)權利要求4所述的液晶盒，其特征在于，所述第一基板和所述第二基板均為二次曲面。
6.根據(jù)權利要求1所述的液晶盒，其特征在于，所述第一基板和所述第二基板均為玻璃基板。
7.一種液晶透鏡，其特征在于，包括權利要求1-6任意一項所述的液晶盒。
【文檔編號】G02F1/29GK203705777SQ201320877134
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權日:2013年12月26日
【發(fā)明者】陳魁, 王東岳, 吳振忠, 劉亮, 阮小龍, 周鳴岐, 何基強 申請人:信利半導體有限公司