本發(fā)明涉及顯示技術(shù)領(lǐng)域，尤指一種液晶透鏡及3D顯示裝置。

背景技術(shù)：

在3D顯示技術(shù)中，在用戶對(duì)某個(gè)畫(huà)面進(jìn)行觀察時(shí)，通常使呈現(xiàn)同一畫(huà)面的不同光線分別進(jìn)入用戶的左眼和右眼，該不同光線在用戶左眼和右眼分別形成具有微小差異的畫(huà)面，以模擬人眼在觀察三維物體時(shí)雙眼所觀察到的具有微小差異的畫(huà)面，從而實(shí)現(xiàn)3D顯示。

在現(xiàn)有技術(shù)中，為達(dá)到上述3D顯示的目的，通常在液晶顯示裝置中設(shè)置液晶透鏡。該液晶透鏡包括多個(gè)透鏡單元，每個(gè)透鏡單元相當(dāng)于一個(gè)柱狀的透鏡，在呈現(xiàn)同一畫(huà)面的光線經(jīng)過(guò)液晶透鏡時(shí)，每個(gè)透鏡單元使光線向不同的方向聚焦，從而可以使得進(jìn)入用戶左眼和右眼的光線不同。具體地，如圖1所示，液晶透鏡包括相對(duì)而置的上基板和下基板，以及填充在上基板和下基板之間的液晶層(圖中未示出)；在上基板上設(shè)有板狀電極01，下基板設(shè)有多個(gè)互相平行的條狀電極02。對(duì)各條狀電極02充電時(shí)，即在板狀電極01與各條狀電極02之間構(gòu)成電場(chǎng)時(shí)，如圖2所示，在每個(gè)透鏡單元中，利用液晶分子的偏轉(zhuǎn)可以形成不同的折射率梯度曲線，靠近下基板的液晶層中的液晶分子的傾斜角度從中央?yún)^(qū)域到邊緣區(qū)域逐漸減小，從而使得靠近下基板的液晶層的折射率從中央?yún)^(qū)域到邊緣區(qū)域逐漸減小，該折射率的變化使得光線在透過(guò)該靠近下基板部分的液晶層時(shí)被聚焦至預(yù)定的方向，通過(guò)多個(gè)透鏡單元的光學(xué)作用，即可實(shí)現(xiàn)3D顯示。

但是，由于在板狀電極01與各條狀電極02之間構(gòu)成的電場(chǎng)具有平滑的等勢(shì)線，使得液晶分子的偏轉(zhuǎn)不能突變，因此形不成較佳的折射率梯度曲線的尖角，使得現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)無(wú)法達(dá)到理想的折射率梯度曲線，從圖2可以得出液晶透鏡的有效利用率僅達(dá)到21μm/(21μm+16μm)＝56.8％。

因此，如何達(dá)到較佳的折射率梯度曲線，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種液晶透鏡及3D顯示裝置，可以調(diào)節(jié)折射率梯度曲線的頂角形成尖角，促使達(dá)到較佳的折射率梯度曲線。

因此，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種液晶透鏡，包括：相對(duì)而置的上基板和下基板，所述液晶透鏡具有多個(gè)沿設(shè)定方向延伸的透鏡單元；所述上基板內(nèi)側(cè)設(shè)置有板狀電極，所述板狀電極上設(shè)置有多個(gè)沿所述設(shè)定方向延伸的狹縫，所述狹縫對(duì)應(yīng)于相鄰兩個(gè)透鏡單元之間的區(qū)域。

在其中一種實(shí)施方式中，所述狹縫的寬度不小于相鄰兩個(gè)透鏡單元之間的間隙寬度，且不大于相鄰兩個(gè)透鏡單元之間間隙寬度的兩倍。

在其中一種實(shí)施方式中，所述狹縫的寬度不小于6.5微米。

在其中一種實(shí)施方式中，所述板狀電極內(nèi)側(cè)設(shè)置有與所述板狀電極相絕緣的第一輔助電極；

所述第一輔助電極在上基板上的正投影位于相鄰兩個(gè)所述透鏡單元之間的間隙處的正投影所在區(qū)域內(nèi)。

在其中一種實(shí)施方式中，所述第一輔助電極的寬度小于所述狹縫的1/2寬度。

在其中一種實(shí)施方式中，所述下基板上設(shè)置多個(gè)沿所述設(shè)定方向延伸的條狀電極，所述條狀電極內(nèi)側(cè)設(shè)置有與所述條狀電極第二輔助電極；

所述第二輔助電極在上基板的正投影與相鄰兩個(gè)所述液晶透鏡之間的間隙處的正投影具有交疊區(qū)域。

在其中一種實(shí)施方式中，所述第二輔助電極在上基板上的正投影與屬于相鄰兩個(gè)液晶透鏡的相鄰兩個(gè)條狀電極在上基板的正投影具有交疊區(qū)域。

在其中一種實(shí)施方式中，所述第二輔助電極的寬度大于所述第一輔助電極的寬度，且小于所述狹縫的寬度。

在其中一種實(shí)施方式中，所述下基板上設(shè)置多個(gè)沿所述設(shè)定方向延伸的條狀電極，每個(gè)液晶透鏡對(duì)應(yīng)一組條狀電極，不同液晶透鏡對(duì)應(yīng)的多組條狀電極重復(fù)周期中設(shè)置；一組條狀電極中，靠近邊緣的一個(gè)條狀電極的寬度大于其他各條狀電極的寬度且其他各條狀電極的寬度均相同。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種3D顯示裝置，包括上述液晶透鏡。

本發(fā)明實(shí)施例的有益效果包括：

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種液晶透鏡及3D顯示裝置，包括：上述液晶透鏡中設(shè)置的狹縫可以改變上基板附近且與狹縫對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)的液晶分子的偏轉(zhuǎn)，使得該區(qū)域會(huì)形成局部橫向電場(chǎng)，進(jìn)而形成垂直等勢(shì)線，以調(diào)節(jié)折射率梯度曲線的頂角形成尖角，促使達(dá)到較佳的折射率梯度曲線。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中液晶透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中液晶透鏡的折射率梯度曲線示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的液晶透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖之一；

圖4a和圖4b分別為本發(fā)明實(shí)施例提供的具有狹縫的板狀電極的俯視圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的液晶透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖之二；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的液晶透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖之三；

圖7為圖6中的液晶透鏡的折射率曲線示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的液晶透鏡及3D顯示裝置的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。

其中，附圖中各膜層的厚度和形狀不反映液晶透鏡的真實(shí)比例，目的只是示意說(shuō)明本發(fā)明內(nèi)容。

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種液晶透鏡，如圖3至圖6所示，包括：相對(duì)而置的上基板和下基板，上基板面向下基板一側(cè)(即內(nèi)側(cè))設(shè)置有板狀電極1；液晶透鏡具有多個(gè)重復(fù)設(shè)置的透鏡單元2，各透鏡單元沿著設(shè)定方向延伸(如沿著基板的橫向或縱向方向延伸)；

板狀電極1上設(shè)置有狹縫A；該狹縫A的正投影覆蓋相鄰兩個(gè)透鏡單元2之間的間隙處的正投影。

本發(fā)明涉及到的“正投影”均指代在上基板或下基板上的正投影。

需要說(shuō)明的是，狹縫A的正投影覆蓋相鄰兩個(gè)透鏡單元2之間的間隙處的正投影，可以理解為狹縫A與相鄰兩個(gè)透鏡單元2之間的間隙處位置相對(duì)應(yīng)，且在垂直于狹縫的延伸方向上，狹縫A的寬度大于相鄰兩個(gè)透鏡單元2之間的間隙寬度。從俯視的角度來(lái)看，狹縫的設(shè)置可以有多種方式，如圖4a所示，板狀電極內(nèi)部可以挖空一部分結(jié)構(gòu)，挖空的這部分結(jié)構(gòu)作為狹縫，即該狹縫可以不貫穿整個(gè)板狀電極；如圖4b所示，板狀電極可以直接被隔成多個(gè)子板狀電極，相鄰兩個(gè)子板狀電極之間的間隙處作為狹縫，即該狹縫可以貫穿整個(gè)板狀電極，將其分成多個(gè)子板狀電極。對(duì)于狹縫的設(shè)置，可以根據(jù)實(shí)際情況而定，并不僅限于本發(fā)明附圖中涉及到的結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述液晶透鏡，在液晶透鏡中的板狀電極上設(shè)置有狹縫；且該狹縫的正投影覆蓋相鄰兩個(gè)透鏡單元之間的間隙處的正投影。上述狹縫可以改變上基板附近且與狹縫對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)的液晶分子的偏轉(zhuǎn)，使得該區(qū)域會(huì)形成局部橫向電場(chǎng)，進(jìn)而形成垂直等勢(shì)線，以調(diào)節(jié)折射率梯度曲線的頂角形成尖角，促使達(dá)到較佳的折射率梯度曲線。

在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述液晶透鏡中，為了進(jìn)一步有效調(diào)節(jié)折射率梯度曲線的頂角形成尖角，如圖3、圖5和圖6所示，在每個(gè)透鏡單元中，下基板面向上基板一側(cè)(內(nèi)側(cè))具有多個(gè)沿所述設(shè)定方法延伸的多個(gè)條狀電極，各條狀電極加載的電壓值按設(shè)定的方向依次遞增(圖3、圖5和圖6均示出了5個(gè)條狀電極)；在相鄰兩個(gè)透鏡單元中，狹縫的寬度可以不小于加載的電壓值分別為最大值和最小值的相鄰兩個(gè)條狀電極之間的間隙寬度，且小于2倍的間隙寬度。

具體地，以圖3為例，在每個(gè)透鏡單元中，下基板面向上基板一側(cè)具有五個(gè)并行設(shè)置且加載的電壓值按設(shè)定的方向(如從左側(cè)至右側(cè))依次遞增的條狀電極，即條狀電極31、32、33、34、35，其中條狀電極31加載的電壓值最小，條狀電極35加載的電壓值最大，條狀電極31、32、33、34、35加載的電壓值可以依次為2.5V、2.6V、2.9V、5V、9.5V。此時(shí)加載的電壓值分別為最大值和最小值的相鄰兩個(gè)條狀電極之間的間隙寬度，即相鄰的條狀電極35與條狀電極31之間的間隙寬度a，狹縫的寬度b可以大于間隙寬度a，且小于2倍的間隙寬度a。

需要說(shuō)明的是，相鄰兩個(gè)透鏡單元之間的間隙寬度，相當(dāng)于加載的電壓值分別為最大值和最小值的相鄰兩個(gè)條狀電極之間的間隙寬度，因此，也可以理解為狹縫的寬度可以大于相鄰兩個(gè)透鏡單元之間的間隙寬度，且小于2倍的相鄰兩個(gè)透鏡單元之間的間隙寬度。

進(jìn)一步地，在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述液晶透鏡中，狹縫的寬度可以設(shè)置為大于6.5μm，具體地，狹縫的寬度可以設(shè)置為8μm，此時(shí)相鄰兩個(gè)狹縫之間的距離可以設(shè)置為30μm，即如圖3所示，板狀電極的寬度c可以設(shè)置為30μm。對(duì)于狹縫的具體寬度可以根據(jù)實(shí)際情況而定，在此不做限定。

在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述液晶透鏡中，如圖5和圖6所示，板狀電極1面向下基板一側(cè)可以設(shè)置有第一輔助電極4，即板狀電極所在膜層的內(nèi)側(cè)設(shè)置有與所述板狀電極通過(guò)絕緣層相互絕緣的第一輔助電極4。第一輔助電極4的正投影可以位于相鄰兩個(gè)透鏡單元2之間的間隙處的正投影所在區(qū)域內(nèi)。由于板狀電極1上設(shè)置有狹縫A；該狹縫A的正投影覆蓋相鄰兩個(gè)透鏡單元2之間的間隙處的正投影，因此第一輔助電極4與狹縫A的位置相對(duì)應(yīng)，本發(fā)明實(shí)施例引入的第一輔助電極4，可以調(diào)節(jié)優(yōu)化上基板附近且與狹縫A對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)的液晶分子，以使液晶分子形成突變偏轉(zhuǎn)，調(diào)控該區(qū)域的電場(chǎng)分布，形成垂直等勢(shì)線，使該區(qū)域的液晶分子處于垂直狀態(tài)，進(jìn)而可以改善折射率梯度曲線的尖角部分，進(jìn)一步促使達(dá)到較佳的折射率梯度曲線。

需要說(shuō)明的是，第一輔助電極4和板狀電極1之間設(shè)置有絕緣層，該絕緣層的厚度可以設(shè)置在1μm至4μm之間。

進(jìn)一步地，在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述液晶透鏡中，如圖5和圖6所示，第一輔助電極4的寬度d可以設(shè)置為小于狹縫A的1/2寬度b。具體地，第一輔助電極4的寬度d可以設(shè)置為2.5μm，此時(shí)板狀電極1一端與第一輔助電極4的寬度e可以設(shè)置為33μm。對(duì)于第一輔助電極4的具體寬度可以根據(jù)實(shí)際情況而定，在此不做限定。

在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述液晶透鏡中，如圖6所示，條狀電極3面向上基板的一側(cè)可以設(shè)置有第二輔助電極5，即條狀電極所在膜層的內(nèi)側(cè)設(shè)置有與所述條狀電極通過(guò)絕緣層相互絕緣的第二輔助電極。第二輔助電極5的正投影可以與相鄰兩個(gè)透鏡單元2之間的間隙處的正投影具有交疊區(qū)域。本發(fā)明實(shí)施例引入的第二輔助電極5，可以調(diào)節(jié)優(yōu)化下基板附近且與相鄰兩個(gè)透鏡單元2之間的間隙處對(duì)應(yīng)的區(qū)域的液晶分子，以使液晶分子形成突變偏轉(zhuǎn)，調(diào)控該區(qū)域的電場(chǎng)分布，形成垂直等勢(shì)線，使該區(qū)域的液晶分子處于垂直狀態(tài)，進(jìn)而改善折射率梯度曲線的底角的尖角部分，進(jìn)一步促使達(dá)到較佳的折射率梯度曲線。從圖7可以得出液晶透鏡的有效利用率可以達(dá)到32μm/(32μm+7μm)＝82.1％，因此本發(fā)明實(shí)施例提供的上述液晶透鏡相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，可以提高有效利用率。

需要說(shuō)明的是，第二輔助電極5和條狀電極3之間設(shè)置有絕緣層，該絕緣層的厚度可以設(shè)置在1μm至4μm之間。

進(jìn)一步地，在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述液晶透鏡中，當(dāng)?shù)诙o助電極的正投影與相鄰兩個(gè)透鏡單元之間的間隙處的正投影具有交疊區(qū)域時(shí)，如圖6所示，可以選擇第二輔助電極5的正投影與加載最大電壓值的條狀電極35的正投影具有交疊區(qū)域，這樣可以進(jìn)一步有效改善折射率梯度曲線的底角的尖角部分。較佳地，該交疊區(qū)域的面積不超過(guò)加載最大電壓值的條狀電極35的正投影的1/2面積。

在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述液晶透鏡中，如圖6所示，第二輔助電極5的寬度f(wàn)可以設(shè)置為大于第一輔助電極4的寬度d，且小于狹縫A的寬度b，這樣可以有效調(diào)節(jié)電場(chǎng)的分布，以?xún)?yōu)化出最優(yōu)的結(jié)構(gòu)，達(dá)到最優(yōu)形貌。具體地，第二輔助電極5的寬度f(wàn)可以設(shè)置為4μm，，此時(shí)板狀電極1一端與第二輔助電極5的寬度g可以設(shè)置為32μm。對(duì)于第二輔助電極5的具體寬度可以根據(jù)實(shí)際情況而定，在此不做限定。

進(jìn)一步地，在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述液晶透鏡中，由于板狀電極1的電壓為0，第二輔助電極加載的電壓值不能太大，主要控制液晶分子的偏轉(zhuǎn)還是條狀電極3的正電壓作用，第二輔助電極只是起到微調(diào)液晶分子的偏轉(zhuǎn)作用，因此第二輔助電極加載的電壓值小于條狀電極加載的最小電壓值。具體地，第二輔助電極加載的電壓值可以設(shè)置為0.2V。

同理，在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述液晶透鏡中，第一輔助電極的電壓也不能太大，控制液晶分子的偏轉(zhuǎn)還是條狀電極3的正電壓作用，第一輔助電極只是起到微調(diào)液晶分子的偏轉(zhuǎn)作用，此時(shí)第一輔助電極加載的電壓值可以大于第二輔助電極加載的電壓值，且小于條狀電極加載的最小電壓值。具體地，當(dāng)?shù)诙o助電極加載的電壓值設(shè)置為0.2V時(shí)，第一輔助電極加載的電壓值可以設(shè)置為1.8V。

在具體實(shí)施時(shí)，在本發(fā)明實(shí)施例提供的上述液晶透鏡中，如圖6所示，加載最大電壓值的條狀電極35的寬度h可以大于除加載最大電壓值的條狀電極35之外的其他條狀電極31、32、33、34的寬度；除加載最大電壓值的條狀電極35之外的其他條狀電極31、32、33、34的寬度均相同。根據(jù)不同的分辨率PPI，會(huì)有不同的條狀電極的寬度，但是大體范圍可以只需加載最大電壓值的條狀電極35的寬度適當(dāng)?shù)卦黾?。在適當(dāng)?shù)卦黾訔l狀電極35的寬度時(shí)，同時(shí)可以減小條狀電極34與條狀電極35之間的間隔寬度或減小相鄰的條狀電極33與條狀電極31之間的間隔寬度。具體地，條狀電極35的寬度h可以設(shè)置為3μm，相鄰的條狀電極33與條狀電極31之間的間隔寬度a可以設(shè)置為4μm，條狀電極31、32、33、34的寬度均可以設(shè)置為2.5μm，條狀電極31、32、33、34彼此之間的間隙寬度均可以設(shè)置為5μm。對(duì)于各條狀電極的寬度可以根據(jù)實(shí)際情況而定，在此不做限定。

在具體實(shí)施時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例提供的液晶透鏡中一般還會(huì)具有諸如液晶層、彩膜層、平坦層等其他膜層結(jié)構(gòu)，以及在襯底基板上還一般形成有薄膜晶體管、柵線、數(shù)據(jù)線等結(jié)構(gòu)，這些具體結(jié)構(gòu)可以有多種實(shí)現(xiàn)方式，在此不做限定。

基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種3D顯示裝置，包括本發(fā)明實(shí)施例提供的上述液晶透鏡，該顯示裝置可以為：手機(jī)、平板電腦、電視機(jī)、顯示器、筆記本電腦、數(shù)碼相框、導(dǎo)航儀等任何具有顯示功能的產(chǎn)品或部件。對(duì)于該顯示裝置的其它必不可少的組成部分均為本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解具有的，在此不做贅述，也不應(yīng)作為對(duì)本發(fā)明的限制。該顯示裝置的實(shí)施可以參見(jiàn)上述液晶透鏡的實(shí)施例，重復(fù)之處不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種液晶透鏡及3D顯示裝置，包括：相對(duì)而置的上基板和下基板，上基板面向下基板一側(cè)設(shè)置有板狀電極；液晶透鏡具有多個(gè)透鏡單元；板狀電極上設(shè)置有狹縫；狹縫的正投影覆蓋相鄰兩個(gè)透鏡單元之間的間隙處的正投影。本發(fā)明實(shí)施例提供的上述液晶透鏡中設(shè)置的狹縫可以改變上基板附近且與狹縫對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)的液晶分子的偏轉(zhuǎn)，使得該區(qū)域會(huì)形成局部橫向電場(chǎng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)折射率梯度曲線的頂角形成尖角，促使達(dá)到較佳的折射率梯度曲線。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。