液晶透镜及其制作方法、显示装置制造方法及图纸

提供了一种液晶透镜及其制作方法、显示装置。所述液晶透镜包括：第一基板和与所述第一基板相对设置的第二基板；设置在所述第一基板上的第一电极；设置在所述第一基板面对所述第二基板的一侧的延迟层，所述延迟层包括具有不同高度的多个台阶；设置在所述第二基板上的第二电极；所述第二电极与所述第一电极相对设置；所述第二电极包括多个子电极，所述多个子电极与所述多个台阶一一对应；两个相邻的子电极之间设置有间隙，所述间隙对应于该两个相邻的台阶中较低台阶靠近较高台阶的周边区域；以及填充在所述延迟层和所述第二基板之间的液晶，改善电极间隙部分的光学延迟量偏差，提升液晶透镜性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及显示
，尤其涉及一种液晶透镜及其制作方法、显示装置。
技术介绍
液晶透镜（Liquid Crystal Lens）有着优异的性能，可以进行电学调焦，被大量应用于聚焦设备与人眼放大设备，特别是在3D显示方面更是有着突出的作用。液晶透镜的应用可以摆脱3D眼镜对人眼的束缚，做到裸眼3D显示，未来有着巨大的应用前景。
技术实现思路
专利技术人发现，在现有的液晶透镜结构中，通常选用周期排列的多个电极驱动液晶分子偏转，实现光学相位延迟量的抛物线形分布。但是，由于在两个相邻的电极的间隙区域没有电极结构，这部分区域会出现光学延迟量下降，造成光学延迟曲线不平滑，影响液晶透镜的性能。因此，希望提供一种液晶透镜结构，改善电极间隙部分的光学延迟量偏差，从而提升液晶透镜的性能。根据本专利技术的一个方面，本专利技术实施例提供了一种液晶透镜。所述液晶透镜包括：第一基板和与所述第一基板相对设置的第二基板；设置在所述第一基板上的第一电极；设置在所述第一基板面对所述第二基板的一侧的延迟层，所述延迟层包括具有不同高度的多个台阶；设置在所述第二基板上的第二电极；所述第二电极与所述第一电极相对设置；所述第二电极包括多个子电极，所述多个子电极与所述多个台阶一一对应；两个相邻的子电极之间设置有间隙，所述间隙对应于该两个相邻的台阶中高度较低台阶的靠近高度较高台阶的周边区域；以及填充在所述延迟层和所述第二基板之间的液晶。在本专利技术的实施例中，在所述第一基板面对所述第二基板的一侧设置有延迟层，所述延迟层包括具有不同高度的多个台阶；在所述第二基板上设置有第二电极；所述第二电极与所述第一电极相对设置；所述第二电极包括多个子电极，所述多个子电极与所述多个台阶一一对应；两个相邻的子电极之间设置有间隙，所述间隙对应于两个相邻的台阶中高度较低台阶的靠近高度较高台阶的周边区域。在电极不加电的情况下，所述第一基板和所述第二基板之间各处的折射率均相同。给所述第一电极或第二电极加载电压时，液晶发生偏转，折射率发生变化；由于各处的液晶层厚度不相同，所以各处的光学相位延迟也不相同。利用上述布置，所述间隙对应的液晶区域具有较小的电场强度；然而所述间隙与两个相邻的台阶中具有较小高度的台阶的周边区域相对设置，该液晶区域因此具有较大的高度；因此，两个相邻的台阶对应的光学相位延迟量不再是阶跃变化，而是呈现出渐变的特性；从而，液晶透镜的整体光学相位延迟量曲线能够呈现诸如抛物线形的平滑分布，改善了液晶透镜的性能。可选地，所述延迟层的材料是非晶透明材料。使用诸如非晶玻璃、树脂等非晶透明材料作为延迟层，各个方向的偏振光在延迟层中具有相同的折射率。因此，在设计时仅需要考虑不同的液晶层厚度对光学相位延迟的影响；并且非晶透明材料也无需晶轴的取向设置，简化了设计。可选地，所述延迟层的折射率与所述液晶的寻常光折射率相等。将所述延迟层的折射率设置为与所述液晶的寻常光折射率相等，当电极不加电时，液晶分子的长轴基本平行于第一基板和所述第二基板的表面，这时候入射光对于液晶分子来说是寻常光。利用上述设置，当电极不加电时，所述第一基板和所述第二基板之间各处的折射率更加均匀，减小了对光线的扰动。可选地，所述子电极的宽度是对应台阶的宽度的50%~70%。将所述子电极的宽度设置为对应台阶的宽度的50%~70%，不仅利用子电极获得了足够宽度的电场，也避免了过宽的间隙造成电场陡然下降。可选地，在所述液晶透镜中。所述多个台阶的高度从中心向边缘依次增大。利用这样的布置形式，可以形成等效的会聚透镜；然而，根据本专利技术的教导，利用其他的台阶布置形式，还可以获得其他的等效透镜（例如凸透镜、凹透镜、柱状透镜）和棱镜。可选地，所述多个子电极是相互平行设置的多个条形子电极。利用相互平行设置的多个条形子电极，可以实现柱形液晶透镜。将多个柱形液晶透镜平行设置，能够实现3D显示中的柱面光栅。可选地，所述液晶透镜还包括电极走线，所述条形子电极的两端均与所述电极走线电连接。通常，所述第一电极和所述第二电极不连接下游电路，然而当液晶透镜的面积较大时，诸如漏电的缺陷会使得电极各处的电压具有差异。因此，将所述多个子电极相互电连接，增加了子电极的电压均匀性，进一步改善了液晶透镜的性能。可选地，所述多个子电极包括一个圆形子电极和多个以所述圆形子电极为圆心的环形子电极。利用这样的方式来布置所述多个子电极，可以实现圆形液晶透镜，用于实现诸如聚焦等光学功能。可选地，所述液晶透镜还包括直线型的电极走线，所述电极走线穿过所述圆形子电极和多个环形子电极，并在每个交点处与所述圆形子电极和多个环形子电极电连接。当液晶透镜的面积较大时，诸如漏电的缺陷会使得电极各处的电压具有差异。因此，利用上述布置形式，增加了圆形子电极和多个环形子电极的电压均匀性，进一步改善了液晶透镜的性能。可选地，所述第一电极和第二电极是透明电极。可以利用透明材料制作所述第一电极和第二电极，减小了液晶透镜对光的吸收或反射，从而提高光源的效率。可选地，所述液晶是扭曲向列型液晶。利用扭曲向列型液晶，可以容易地利用电场控制液晶分子的偏转，从而稳定地控制液晶透镜的切换。根据本专利技术的另一个方面，本专利技术实施例提供了一种显示装置。所述显示装置包括：显示面板；以及布置在所述显示面板的出光侧的如上所述的液晶透镜。根据本专利技术的又一个方面，本专利技术实施例提供了一种液晶透镜的制作方法。所述方法包括：提供第一基板和与所述第一基板相对设置的第二基板；在所述第一基板上设置第一电极；在所述第一基板面对所述第二基板的一侧设置延迟层，所述延迟层包括具有不同高度的多个台阶；在所述第二基板上设置第二电极；所述第二电极与所述第一电极相对设置；所述第二电极包括多个子电极，所述多个子电极与所述多个台阶一一对应；两个相邻的子电极之间设置有间隙，所述间隙对应于该两个相邻的台阶中较低台阶靠近较高台阶的周边区域；以及在所述延迟层和所述第二基板之间填充液晶。在本专利技术的实施例中，利用上述布置，所述间隙对应的液晶区域具有较小的电场强度；然而所述间隙与两个相邻的台阶中具有较小高度的台阶的周边区域相对设置，该液晶区域因此具有较大的高度；因此，两个相邻的台阶对应的光学相位延迟量不再是阶跃变化，而是呈现出渐变的特性；从而，液晶透镜的整体光学相位延迟量曲线能够呈现诸如抛物线形的平滑分布，改善了液晶透镜的性能。可选地，所述延迟层的材料是非晶透明材料。使用诸如非晶玻璃、树脂等非晶透明材料作为延迟层，各个方向的偏振光在延迟层中具有相同的折射率。因此，在设计时仅需要考虑不同的液晶层厚度对光学相位延迟的影响；并且非晶透明材料也无需晶轴的取向设置，简化了设计。可选地，所述延迟层的折射率与所述液晶的寻常光折射率相等。将所述延迟层的折射率设置为与所述液晶的寻常光折射率相等，当电极不加电时，所述第一基板和所述第二基板之间各处的折射率更加均匀，减小了对光线的扰动。可选地，所述方法还包括：将所述多个子电极相互电连接。通常，所述第一电极和所述第二电极不连接下游电路，然而当液晶透镜的面积较大时，诸如漏电的缺陷会使得电极各处的电压具有差异。因此，将所述多个子电极相互电连接，增加了子电极的电压均匀性，进一步改善了液晶透镜的性能。附图说明图1示出了根据本专利技术实施例的液晶透镜的结构示意图；图2示出了根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶透镜，其特征在于，包括：第一基板和与所述第一基板相对设置的第二基板；设置在所述第一基板上的第一电极；设置在所述第一基板面对所述第二基板的一侧的延迟层，所述延迟层包括具有不同高度的多个台阶；设置在所述第二基板上的第二电极；所述第二电极与所述第一电极相对设置；所述第二电极包括多个子电极，所述多个子电极与所述多个台阶一一对应；两个相邻的子电极之间设置有间隙，所述间隙对应于该两个相邻的台阶中高度较低台阶的靠近高度较高台阶的周边区域；以及填充在所述延迟层和所述第二基板之间的液晶。

【技术特征摘要】
1. 一种液晶透镜，其特征在于，包括：第一基板和与所述第一基板相对设置的第二基板；设置在所述第一基板上的第一电极；设置在所述第一基板面对所述第二基板的一侧的延迟层，所述延迟层包括具有不同高度的多个台阶；设置在所述第二基板上的第二电极；所述第二电极与所述第一电极相对设置；所述第二电极包括多个子电极，所述多个子电极与所述多个台阶一一对应；两个相邻的子电极之间设置有间隙，所述间隙对应于该两个相邻的台阶中高度较低台阶的靠近高度较高台阶的周边区域；以及填充在所述延迟层和所述第二基板之间的液晶。2. 如权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述延迟层的材料是非晶透明材料。3. 如权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述延迟层的折射率与所述液晶的寻常光折射率相等。4. 如权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述子电极的宽度是对应台阶的宽度的50%~70%。5. 如权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，在所述液晶透镜中，所述多个台阶的高度从中心向边缘依次增大。6. 如权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述多个子电极是相互平行设置的多个条形子电极。7. 如权利要求6所述的液晶透镜，其特征在于，还包括电极走线，所述条形子电极的两端均与所述电极走线电连接。8. 如权利要求1所述的液晶透镜，其特征在于，所述多个子电极包括一个圆形子电极和多个以所述圆形子电极为圆心的环形子电极。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠孝，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11