低串?dāng)_液晶透鏡2d/3d切換裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)3D顯示技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]裸眼3D，即無需佩戴任何輔助裝置即可欣賞身臨奇境的立體畫面，越來越受到市 場歡迎，裸眼3D技術(shù)主要分為狹縫技術(shù)與柱鏡光柵技術(shù)，狹縫技術(shù)在使用時3D狀態(tài)顯示屏 發(fā)出的光線透過率低，一般和使用的視點圖數(shù)有關(guān)系，比如使用視點圖數(shù)為n，則3D狀態(tài)下 的光透過率為1/n，因此在15寸及以上顯示屏上的使用受到制約，原因是15寸及以上的顯示 屏，一般使用的視點圖數(shù)均超過5個。而且柱鏡技術(shù)的最大優(yōu)勢在于其采用光的折射原理， 因此顯示屏的亮度基本不受到影響。
[0003]柱鏡光柵技術(shù)又分為不可2D/3D切換的純柱鏡光柵技術(shù)和可2D/3D切換的液晶透 鏡技術(shù)。純柱鏡光柵技術(shù)是指物理存在的透鏡，無論2D或3D狀態(tài)都存在，最大的問題在于其 加工方式為輥筒或平板雕刻后，經(jīng)過成型工藝加工而成，一般只能是直線條紋，而顯示屏本 身為矩形子像素，因此在3D狀態(tài)下，同一子像素即被人的左眼看到，同時也被人的右眼看 到，3D圖像串?dāng)_很嚴(yán)重，引起觀看舒適度下降，如圖1中黑色點狀填充部分所示。而可2D/3D 切換的液晶透鏡技術(shù)又有很多種類，一種是如圖2所示的技術(shù)形式，由雙折射材料構(gòu)成的凸 透鏡107,且之匹配的、由聚合物材料構(gòu)成的凹柱透鏡106,其中，雙折射材料具有的兩個折 射率分別為no、ne，no<ne，入射光的偏振方向與雙折射材料的偏振方向平行時，折射率為 ne ;反之，入射光的偏振方向與雙折射材料的偏振方向垂直時，折射率為no;在上玻璃基板 101和下玻璃基板105的內(nèi)表面分別設(shè)置上ΙΤ0電極102和下ΙΤ0電極104,上ΙΤ0電極102和下 ΙΤ0電極104之間填充液晶層103,液晶層103在未加電時為螺旋排列方式;圖2主要是利用液 晶層103加電壓和不加電壓來改變顯示屏108發(fā)出光線的偏振方向，液晶層103不加電時，液 晶層呈螺旋排列，因此顯示屏108的偏光方向被旋轉(zhuǎn)90度，與雙折射材料的排列方向垂直， 此時雙折射材料折射率為no，等于聚合物材料的折射率η，為2D狀態(tài)；當(dāng)液晶層103加電壓時 液晶層分子均沿電場排列，不改變顯示屏108發(fā)光的偏振方向，與雙折射材料分子平行，此 時雙折射材料折射率為ne，大于聚合物材料的折射率η，為3D狀態(tài)。
[0004] 圖3為另外一種2D/3D柱鏡切換技術(shù)，在上玻璃基板101和下玻璃基板105的內(nèi)表面 分別設(shè)置上ΙΤ0電極102和下ΙΤ0電極104,在上ΙΤ0電極102上面加工一層聚合物材料構(gòu)成的 凹柱透鏡106,折射率為η，凹槽內(nèi)設(shè)置由液晶層103,所述液晶層模擬雙折射材料特性，平行 排布時的折射率為ne，垂直排布時的折射率為no，no<ne。當(dāng)不加電時液晶層分子水平排 列，排列方向與顯示屏108光線偏振方向平行，折射率為ne，大于聚合物材料折射率n，為3D 狀態(tài)；當(dāng)加電時，液晶分子沿電場垂直排列，與偏振方向垂直，折射率為no，等于聚合物材料 折射率，為2D狀態(tài)。
[0005] 以上兩種技術(shù)，均需要額外的加工凸柱鏡聚合物材料或凹柱鏡聚合物材料，非TFT 產(chǎn)業(yè)成熟工藝，且柱鏡為直線結(jié)構(gòu)，3D串?dāng)_明顯，舒適度低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有2D/3D切換技術(shù)3D串?dāng)_明顯，舒適度低的問題，提供了 一種低串?dāng)_液晶透鏡2D/3D切換裝置。
[0007] 本發(fā)明所述低串?dāng)_液晶透鏡2D/3D切換裝置，它包括上玻璃基板、上ΙΤ0電極、液晶 層、下ΙΤ0電極和下玻璃基板；
[0008] 上玻璃基板的下表面設(shè)置上ΙΤ0電極，下玻璃基板的上表面設(shè)置下ΙΤ0電極，上ΙΤ0 電極和下ΙΤ0電極之間填充液晶層;液晶層在不加電時為平行排布方式；
[0009] 上ΙΤ0電極為整板電極;下ΙΤ0電極為分段式電極，下ΙΤ0電極在一個等效周期內(nèi)均 勻刻蝕出η份導(dǎo)電電極，η為奇數(shù);11份導(dǎo)電電極上加載的電壓為鏡像對稱，且從中心至兩端 漸近增加;上IΤ0電極與分段式電極結(jié)構(gòu)的下IΤ0電極之間施加電場，加載不同電壓的導(dǎo)電 電極對應(yīng)的液晶分子的偏轉(zhuǎn)方向不同，形成等效透鏡；
[0010] 中心位置的導(dǎo)電電極的加載電壓為0,左右兩端的導(dǎo)電電極的加載電壓為±m(xù)V，其 它任意位置的導(dǎo)電電極的加載電壓為± ;
[0011] 式中:h為中心位置的導(dǎo)電電極的中點至等效透鏡的圓弧曲線的距離；
[0012] y為中心與兩端之間任意位置的導(dǎo)電電極的中點至等效透鏡的圓弧曲線的距離。
[0013] 本發(fā)明的優(yōu)點：本發(fā)明利用漸進電壓控制液晶分子取向形成柱鏡，更重要的是本 發(fā)明給出一種階梯柱鏡產(chǎn)生的方法，使得該工藝全部符合TFT產(chǎn)線要求，生產(chǎn)工藝簡單，無 需產(chǎn)線額外增加設(shè)備，且3D串?dāng)_很低，滿足量產(chǎn)的同時，提高了 3D觀看的舒適度。
【附圖說明】
[0014]圖1是柱鏡顯示技術(shù)示意圖；
[0015]圖2是【背景技術(shù)】提及的2D/3D柱鏡切換技術(shù)示意圖，（a)為不加電2D狀態(tài)，（b)為加 電3D狀態(tài)；
[0016]圖3是【背景技術(shù)】提及的2D/3D柱鏡切換技術(shù)示意圖，（a)為不加電3D狀態(tài)，（b)為加 電2D狀態(tài)；；
[0017] 圖4是本發(fā)明所述低串?dāng)_液晶透鏡2D/3D切換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖5是本發(fā)明所述低串?dāng)_液晶透鏡2D/3D切換裝置的漸進式電壓加載原理示意圖； [0019]圖6是采用本發(fā)明裝置的等效透鏡電極排列示意圖。
【具體實施方式】
【具體實施方式】 [0020] 一：下面結(jié)合圖4至圖6說明本實施方式，本實施方式所述低串?dāng)_液 晶透鏡2D/3D切換裝置，它包括上玻璃基板101、上ΙΤ0電極102、液晶層103、下ΙΤ0電極104和 下玻璃基板105;
[0021] 上玻璃基板101的下表面設(shè)置上ΙΤ0電極102,下玻璃基板105的上表面設(shè)置下ΙΤ0 電極104,上ΙΤ0電極102和下ΙΤ0電極104之間填充液晶層103;液晶層103在不加電時為平行 排布方式；
[0022] 上ΙΤ0電極102為整板電極;下ΙΤ0電極104為分段式電極，下ΙΤ0電極104在一個等 效周期內(nèi)均勻刻蝕出η份導(dǎo)電電極，η為奇數(shù);11份導(dǎo)電電極上加載的電壓為鏡像對稱，且從 中心至兩端漸近增加;上ΙΤΟ電極102與分段式電極結(jié)構(gòu)的下ΙΤΟ電極104之間施加電場，加 載不同電壓的導(dǎo)電電極對應(yīng)的液晶分子的偏轉(zhuǎn)方向不同，形成等效透鏡；
[0023] 中心位置的導(dǎo)電電極的加載電壓為0,左右兩端的導(dǎo)電電極的加載電壓為±m(xù)V，其 它任意位置的導(dǎo)電電極的加載電壓為+ w(l-f);
[0024] 式中:h為中心位置的導(dǎo)電電極的中點至等效透鏡的圓弧曲線的距離；
[0025] y為中心與兩端之間任意位置的導(dǎo)電電極的中點至等效透鏡的圓弧曲線的距離。
[0026] 將所有等效周期內(nèi)的處于對稱位置的兩個導(dǎo)電電極并聯(lián)，共同接入幅值為 叫1-i")的交流電源。
[0027] 上IT0電極102接地;下IT0電極104的每段導(dǎo)電電極施加的均為方波交流電壓。
[0028] 漸進電壓控制液晶分子取向形成柱鏡的原理如圖4所示，在一個周期內(nèi)將下ΙΤ0電 極104分為η份，每兩段導(dǎo)電電極之間通過蝕刻工藝將其完全分隔開來，不會導(dǎo)通，當(dāng)下ΙΤ0 電極104驅(qū)動電極都不加電時刻，如圖4(b)所示，液晶分子均平行排列，光線不發(fā)生偏折，為 2D狀態(tài)；當(dāng)每段導(dǎo)電電極分別施加不同電壓，假設(shè)液晶分子完全站立起來的電壓為mV，那么 中心位置導(dǎo)電電極的驅(qū)動電壓施加為0V，兩端位置導(dǎo)電電極的驅(qū)動電壓為mV，中心位置導(dǎo) 電電極向左端或向右端的驅(qū)動電壓是對稱分布，介于0V與mV之間的一個電壓值，具體施加 的電壓與等效透鏡的曲率半徑有關(guān)系，以每個等效透鏡中心為原點，每段導(dǎo)電電極中心X所 對應(yīng)的等效透鏡的高度y，占整個等效透鏡高度的比值乘以驅(qū)動電壓mV，即± ;參見 圖5所示。
[0029] 下面結(jié)合圖6給出一個具體實施例，圖6為器件的下玻璃基板105的上表面設(shè)置下 ΙΤ0電極104的平面示意圖，下ΙΤ0電極104的一個等效周期內(nèi)電極被分為η份，將所有周期內(nèi) 對稱位置的第1份與第η份的導(dǎo)電電極相并聯(lián)，接入幅值為mV的交流方波電源，將所有周期 內(nèi)對稱位置的第2份和第n-1的電極相并聯(lián)，接入幅值為的交流交流電源，依此類 推，中心位置的導(dǎo)電電極均不接電源。這樣通過在對應(yīng)電極施加不同的方波交流電壓，同時 施加，方波交流電壓的頻率相等，所形成的等效透鏡，在以行為單位的水平方向，均是與所 覆蓋的子像素平行，達到即可以2D/3D切換，又可以消除串?dāng)_的目的。
[0030] 等效透鏡的寬度為=/x/)xf：l -其中i為等效透鏡所覆蓋的子像素的個數(shù)，可 V 65； 以為整數(shù)，也可以為非整數(shù)，P為顯示屏子像素寬度，單位mm，65為人眼睛的平均寬度，單位 為mm〇
[0031] 等效透鏡的臺階高度是以像素結(jié)構(gòu)的行為單位，一個臺階可以是一行，也可以是 二行，具體幾行由光柵的設(shè)計參數(shù)決定。
[0032] -般2個條形電極之間的蝕刻線寬為5微米左右，肉眼無法察覺，因此不影響整體 效果。
【主權(quán)項】
1. 低串?dāng)_液晶透鏡2D/3D切換裝置，其特征在于，它包括上玻璃基板（101)、上ITO電極 (102)、液晶層(103)、下ITO電極(104)和下玻璃基板(105); 上玻璃基板（101)的下表面設(shè)置上ITO電極（102)，下玻璃基板（105)的上表面設(shè)置下 ITO電極（104)，上ITO電極（102)和下ITO電極（104)之間填充液晶層（103);液晶層（103)在 不加電時為平行排布方式； 上ITO電極（102)為整板電極；下ITO電極（104)為分段式電極，下ITO電極（104)在一個 等效周期內(nèi)均勻刻蝕出n份導(dǎo)電電極，n為奇數(shù);n份導(dǎo)電電極上加載的電壓為鏡像對稱，且 從中屯、至兩端漸近增加;上口 0電極(102)與分段式電極結(jié)構(gòu)的下口 0電極(104)之間施加電 場，加載不同電壓的導(dǎo)電電極對應(yīng)的液晶分子的偏轉(zhuǎn)方向不同，形成等效透鏡； 中屯、位置的導(dǎo)電電極的加載電壓為0,左右兩端的導(dǎo)電電極的加載電壓為±m(xù)V，其它任 意位置的導(dǎo)電電極的加載電壓為±式中:h為中屯、位置的導(dǎo)電電極的中點至等效透鏡的圓弧曲線的距離； y為中屯、與兩端之間任意位置的導(dǎo)電電極的中點至等效透鏡的圓弧曲線的距離。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述低串?dāng)_液晶透鏡2D/3D切換裝置，其特征在于，將所有等效周期 內(nèi)的處于對稱位置的兩個導(dǎo)電電極并聯(lián)，共同接入幅值為> 的交流電源。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述低串?dāng)_液晶透鏡2D/3D切換裝置，其特征在于，每段導(dǎo)電電極 施加的均為方波交流電壓。
【專利摘要】低串?dāng)_液晶透鏡2D/3D切換裝置，屬于光學(xué)3D顯示技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明為解決現(xiàn)有2D/3D切換技術(shù)3D串?dāng)_明顯，舒適度低的問題。本發(fā)明方案：上、下玻璃基板的內(nèi)表面分別設(shè)置上、下ITO電極，兩個電極之間填充液晶層；液晶層在不加電時為平行排布方式；上ITO電極為整板電極；下ITO電極為分段式電極，下ITO電極在一個等效周期內(nèi)均勻刻蝕出n份導(dǎo)電電極，n為奇數(shù)；n份導(dǎo)電電極上加載的電壓為鏡像對稱，且從中心至兩端漸近增加；中心位置的導(dǎo)電電極的加載電壓為0，左右兩端的導(dǎo)電電極的加載電壓為±m(xù)V，其它任意位置的導(dǎo)電電極的加載電壓為施加漸進式電場，液晶層等效透鏡。
【IPC分類】G02B27/22, G02F1/29, G02F1/1343
【公開號】CN105652456
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】顧開宇, 李應(yīng)樵
【申請人】寧波萬維顯示科技有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年3月4日