一种液晶透镜光栅及其立体显示装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了提供一种立体显示装置及其液晶透镜光栅，其包括：依次层叠设置的第一基板、第二基板和第三基板；第一液晶层，设置于第一基板和第二基板之间；第二液晶层，设置于第二基板和第三基板之间；第一电极和第二电极，设置于第一基板和第二基板之间且第一电极和第二电极分别设置于第一液晶层的两侧，用于为第一液晶层提供驱动电压；第三电极和第四电极，设置于第二基板和第三基板之间且第三电极和第四电极分别设置于第二液晶层的两侧，用于为第二液晶层提供驱动电压。通过以上方式，本发明专利技术可提高液晶分子的响应速度，更好地实现全分辨率立体显示。

Liquid crystal lens grating and stereoscopic display device thereof

The invention discloses a stereoscopic display device and liquid crystal lens grating, which comprises a first substrate, which are sequentially overlapped second substrate and the third substrate; the first liquid crystal layer is disposed between the first substrate and the second substrate; second liquid crystal layer is arranged between the second substrate and the third substrate; a first electrode and a second electrode on both sides. Disposed between the first substrate and the second substrate and the first electrode and the second electrode are respectively arranged on the first liquid crystal layer, for providing a driving voltage of the first liquid crystal layer; the third and fourth electrodes on both sides is arranged between the second substrate and the third substrate and the third electrode and the fourth electrode are respectively arranged on the second liquid crystal layer, used to provide driving voltage second liquid crystal layer. By the method, the invention can improve the response speed of liquid crystal molecules and realize the full resolution stereoscopic display better.

【技术实现步骤摘要】
一种液晶透镜光栅及其立体显示装置
本专利技术涉及立体显示
，特别涉及一种液晶透镜光栅及使用液晶透镜光栅的立体显示装置。
技术介绍
一般来说，人类的右眼和左眼相互分开约65mm，从而会通过所看到的物体的细微差异来感知物体的深度，从而识别出立体图像的，这种差异被称为视差。立体显示技术就是通过人为的手段来制造人的左右眼的视差，给予左、右眼分别送去有视差的两幅图像，使大脑在获取了左右眼看到的不同图像之后，产生观看真实三维物体的感觉。现有的裸眼可视立体显示技术中，主要包括柱透镜光栅立体显示、狭缝光栅立体显示和全息立体显示等。其中，基于柱透镜光栅的三维立体显示技术因柱透镜光栅可加工性强的特点成为当前较为常见的立体显示技术。具体而言，柱透镜光栅又分为固态柱透镜光栅和液晶柱透镜光栅，其中固态柱透镜光栅是一固态元件，其与液晶显示面板固定配合后，仅能显示三维立体画面，不能同时兼容显示二维平面画面。对目前观看者而言，长期使用柱透镜光栅观看三维立体画面，容易出现视觉疲劳，且对眼部健康不利。下文，将参照图1-3描述现有技术中液晶柱透镜光栅。图1是现有技术中采用液晶透镜光栅的立体显示装置的立体分解示意图，图2是图1所示液晶透镜光栅的截面示意图，图3是图2所示液晶透镜光栅的等效光路示意图。如图1所示，现有立体显示装置包括背光模组11、液晶显示面板12及液晶透镜光栅13。其中，液晶透镜光栅13、液晶显示面板12及背光模组11依次层叠设置，使得液晶显示面板12夹设于背光模组11和液晶透镜光栅13之间。液晶显示面板12与背光模组11叠合设置，背光模组11为液晶显示面板12提供光线以显示画面。液晶显示面板12接收编码处理的三维视频信号，经液晶显示面板12后显示三维画面，三维画面光束经由液晶透镜光栅13导向后形成具有位相差的两幅图像。再请参见图2，图2是图1所示液晶透镜光栅的截面示意图。如图2所示，液晶透镜光栅13包括相对间隔设置的第一基板131和第二基板135、以及夹设于第一基板131和第二基板135之间的液晶层133。其中，第一基板131临近液晶层133的表面设置有一第一电极层132。第二基板135临近液晶层133的表面设置有多个第二电极134，多个第二电极134彼此间隔均匀设置。第一电极层132和多个第二电极134由透明导电材料形成。液晶层133收容于第一电极层132和多个第二电极134形成的收容空间内，液晶层133的液晶分子(图未示)具有响应于电场的强度和分布的特性。当给第一电极层132和多个第二电极134施加不同的电压时，沿液晶层133所在的水平方向，垂直电场在多个第二电极134的中心处最强，远离多个第二电极134的中心处的方向，垂直电场的强度降低。由于液晶层133的液晶分子具有正电介常数各向异性时，液晶分子根据垂直电场同样沿着远离多个第二电极134的中心处的水平方向距离增加，使得液晶分子与水平方向的夹角逐渐减小，亦即：在多个第二电极134的中心处，液晶分子呈竖立状，在远离多个第二电极134的中心处的方向，液晶分子随着距离的增加愈接近水平面倾斜。根据液晶分子的光折射特性，光路在距离多个第二电极134的中心处最近位置，光路最短，随着距离多个第二电极134的中心处的距离增加而光路边长，即如图3所示。使用相位平面表示光路的长短变化，则由液晶材料形成的液晶透镜光栅13具有与抛物面透镜等效的投射效果。通过控制第一电极层132和多个第二电极134之间的电压，以形成所需要的折射效果。当液晶显示面板12所接收的是二维显示信号时，则停止施加电压至第一电极层132和多个第二电极134，以实现二维显示和三维显示的自由切换。采用上述电驱动液晶透镜光栅13虽然可以实现二维显示和三维显示的自由切换，但是仍然具有以下缺陷：1)电驱动液晶透镜光栅13所形成的透镜光栅区域的边沿相对于具有物理实现的抛物面或凸面的透镜的分布存在严重偏离的相位，从而导致在实现三维图像时的折射率失真，进而导致透镜光栅区域的边沿处产生串扰，造成无法显示正常的图像。2)由于第一电极层132和多个第二电极134占据了液晶透镜光栅13的大部分面积，因此在电极对应的透镜边沿区域以及中心区域形成陡峭的侧电场。为了形成等效于光滑抛物弧面的液晶透镜，需要增加第一电极层132与多个第二电极134之间的间距，使得液晶透镜光栅13的厚度增加，进而需要大量的液晶，提高生产成本。3)为了实现全分辨率的立体显示图像，通过调节多个第二电极134之间的电压差，使得液晶分子的排列方向发生变化，从而改变入射光的方向，但是现有的液晶分子之间存在相互作用力，例如弹性常数、粘滞系数、介电各向异性等，同时由于增加液晶透镜光栅13的厚度，使得液晶分子转动速率太慢，进而使得液晶透镜光栅13的切换速率少于人眼所能接受的频率范围，导致人眼能够察觉到其场强跃迁。因此，亟需提供一种液晶透镜光栅，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种立体显示装置及其液晶透镜光栅，以提高液晶分子的响应速度，改善透镜光栅区域的边沿的折射率失真的问题，更好地实现全分辨率立体显示；同时，避免增加液晶透镜光栅的厚度，进而避免需求大量的液晶，降低生产成本。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种液晶透镜光栅，其包括：依次层叠设置的第一基板、第二基板和第三基板；第一液晶层，设置于第一基板和第二基板之间；第二液晶层，设置于第二基板和第三基板之间；第一电极和第二电极，设置于第一基板和第二基板之间且第一电极和第二电极分别设置于第一液晶层的两侧，用于为第一液晶层提供驱动电压；第三电极和第四电极，设置于第二基板和第三基板之间且第三电极和第四电极分别设置于第二液晶层的两侧，用于为第二液晶层提供驱动电压。作为上述液晶透镜光栅的进一步改进，第一电极和第二电极中至少一个包括多个平行且间隔设置的第一条状电极，第三电极和第四电极中至少一个包括多个平行且间隔设置的第二条状电极。作为上述液晶透镜光栅的进一步改进，第一电极设置在第一基板靠近第一液晶层的表面上，第二电极设置在第二基板靠近第一液晶层的表面上，第三电极设置在第二基板靠近第二液晶层的表面上，第四电极设置在第三基板靠近第二液晶层的表面上。作为上述液晶透镜光栅的进一步改进，通过控制第一条状电极与第二条状电极之间的电压差，以使得第一液晶层的焦距等于第二液晶层的焦距。作为上述液晶透镜光栅的进一步改进，多个第一条状电极形成多个周期性排列的第一电极组，每一第一电极组包括奇数个第一条状电极，多个第二条状电极形成多个周期性排列的第二电极组，每一第二电极组包括奇数个第二条状电极。作为上述液晶透镜光栅的进一步改进，在每一第一电极组中，居中的第一条状电极上施加第一电压，且第一电极组中的其他第一条状电极上施加的电压沿居中的第一条状电极两侧的方向依次递增且大小相互对称；在每一第二电极组中，居中的第二条状电极上施加第二电压，且第二电极组中的其他第二条状电极上施加的电压沿着居中的第二条状电极两侧的方向依次递增且大小相互对称。作为上述液晶透镜光栅的进一步改进，通过控制施加于多个第一电极组以及多个第二电极组上的时序信号使得液晶透镜光栅呈现不同的状态，其中，时序信号包括连续的第一时刻T1、第二时刻T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶透镜光栅，其特征在于，所述液晶透镜光栅包括：依次层叠设置的第一基板、第二基板和第三基板；第一液晶层，设置于所述第一基板和第二基板之间；第二液晶层，设置于所述第二基板和第三基板之间；第一电极和第二电极，且所述第一电极和所述第二电极分别设置于所述第一液晶层的两侧，用于为所述第一液晶层提供驱动电压；第三电极和第四电极，且所述第三电极和所述第四电极分别设置于所述第二液晶层的两侧，用于为所述第二液晶层提供驱动电压。

【技术特征摘要】
1.一种液晶透镜光栅，其特征在于，所述液晶透镜光栅包括：依次层叠设置的第一基板、第二基板和第三基板；第一液晶层，设置于所述第一基板和第二基板之间；第二液晶层，设置于所述第二基板和第三基板之间；第一电极和第二电极，且所述第一电极和所述第二电极分别设置于所述第一液晶层的两侧，用于为所述第一液晶层提供驱动电压；第三电极和第四电极，且所述第三电极和所述第四电极分别设置于所述第二液晶层的两侧，用于为所述第二液晶层提供驱动电压。2.根据权利要求1所述的液晶透镜光栅，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个包括多个平行且间隔设置的第一条状电极，所述第三电极和所述第四电极中的至少一个包括多个平行且间隔设置的第二条状电极。3.根据权利要求1所述的液晶透镜光栅，其特征在于，所述第一电极设置在所述第一基板靠近所述第一液晶层的一侧，所述第二电极设置在所述第二基板靠近所述第一液晶层的一侧，所述第三电极设置在所述第二基板靠近所述第二液晶层的一侧，所述第四电极设置在所述第三基板靠近所述第二液晶层的一侧。4.根据权利要求2所述的液晶透镜光栅，其特征在于，通过控制所述第一条状电极与所述第二条状电极之间的电压差，以使得所述第一液晶层的焦距等于所述第二液晶层的焦距。5.根据权利要求2所述的液晶透镜光栅，其特征在于，所述多个第一条状电极形成多个周期性排列的第一电极组，每一所述第一电极组包括奇数个所述第一条状电极，所述多个第二条状电极形成多个周期性排列的第二电极组，每一所述第二电极组包括奇数个所述第二条状电极。6.根据权利要求5所述的液晶透镜光栅，其特征在于，在每一所述第一电极组中，居中的第一条状电极上施加第一电压，且所述第一电极组中的其他所述第一条状电极上施加的电压沿所述居中的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，熊正英，
申请(专利权)人：广东未来科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44