一种液晶透镜制造技术

本发明专利技术公开一种液晶透镜，包括并排的多个透镜单元，每个透镜单元的结构完全相同，每一透镜单元包括第一、第二玻璃基板、第一、二电极、第一、二配向膜、液晶材料及封框胶，第二电极划分为若干个条形电极。作为选择，第二电极划分为第一至第五共五个条形电极，五个条形电极的宽度分别为W1、W2、W3、W4、W5，W1=W5≥W2=W4≥W3。作为另一种选择，第二电极（1004）划分为五个以上条形电极，电极宽度相等或者不相等。本发明专利技术的优点在于：该种新结构的液晶透镜，可以通过改变电场的空间分布，实现液晶透镜等效折射率在空间连续性的变化，改善整个液晶透镜在3D显示模式下的聚光特性。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自由立体显示技术，具体是一种液晶透镜。
技术介绍
自由立体显示技术相比眼镜式3D显示技术而言，由于在客观上摆脱了眼镜等设备的束缚，提高了观看舒适度和应用领域而受到广泛关注。其中基于视差屏障的3D显示技术由于在亮度上损失非常严重，需要超高亮度的背光源才能观看到较为理想的3D效果，既增大了整个显示装置的功耗，同时也缩短了背光源的使用寿命，相比之下，基于液晶透镜的自由立体显示技术在亮度上几乎没有任何损失，在2D与3D之间切换时背光源的亮度也不需要任何的调整，是一种更理想的自由立体显示技术。要实现液晶透镜良好的光学特性，需要做到在每一个液晶透镜单元里液晶分子等 效折射率在空间连续性变化，而且在整个有效显示区域呈现周期性的变化。由于液晶分子由电场驱动，需要在空间维持电场的周期性连续分布。如图I所示，是现有液晶透镜技术示意图。1000’表示一个液晶透镜单元，液晶透镜单元包含第一玻璃基板1001’和第二玻璃基板1002’，第一电极1003’和第二电极1004’分别位于第一玻璃基板1001’和第二玻璃基板1002’之上，在第一电极1003’和第二电极1004’之上还有用于液晶分子取向的配向膜材料，分别为1005’和1006’，除此之外，液晶透镜单元还包括液晶材料1007’和用于液晶灌封的封框胶(未画出)。由图一可以看出，第一电极1003’在液晶透镜单元中央被挖空，当液晶两侧电极即第一电极1003’和第二电极1004’形成电压差时，位于液晶透镜单元中央的电场最弱，而液晶透镜单元边缘的电场最强，以透镜中央呈对称分布。由于电场的强弱变化引起液晶分子不同程度的偏转，形成等效折射率的连续变化，使整个液晶透镜单元呈现良好的光学特性。图I所示的这种技术能实现边缘电场较强而中央电场较弱的整体分布，但电场分布连续性较差，影响液晶透镜的聚光特性。因此，目前需要解决的技术问题如下电场的空间连续性分布实现每一个透镜单元内，电场分布两边强中央弱，呈现连续的空间分布；通过改变电场的空间分布，实现液晶透镜等效折射率在空间连续性的变化，改善整个液晶透镜在3D显示模式下的聚光特性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种实现液晶透镜等效折射率在空间连续性的变化，进而改善整个液晶透镜在3D显示模式下的聚光特性的液晶透镜。本专利技术采用以下技术方案解决上述技术问题的一种液晶透镜，包括并排的多个透镜单元，每个透镜单元的结构完全相同，每一透镜单元包括第一玻璃基板(1001 )、第二玻璃基板(1002)，第一电极(1003)在第一玻璃基板(1001)上，第一电极(1003)为整面透明导电材料，第二电极(1004)在第二玻璃基板(1002)上，还包括用于液晶分子取向的第一配向膜(1005)、第二配向膜(1006)、液晶材料(1007)及用于液晶材料封装的封框胶，其改进点在于第二电极(1004)划分为若干个条形电极。作为一种选择，第二电极(1004)划分为第一至第五共五个条形电极(al、a2、a3、a4、a5)，五个条形电极彼此以一定间隔分开并平行设置，五个条形电极的宽度分别为Wl、W2、W3、W4、W5，ffl=W5 彡 W2=W4 彡 W3。优化的,第一至第五条形电极(al、a2、a3、a4、a5)相互之间独立不连接,最两端的第一、五条形电极(al、a5)的第一端直接与一信号线(Si)连接实现电性导通，中间的第二至第四条形电极(a2、a3、a4)的第一端通过有源器件与一第一扫描线(gl)连接，第二至第四条形电极(a2、a3、a4)与有源器件之间形成存储电容，第一、二、四、五条形电极(al、a2、a4、a5)的第二端通过有源器件连接到一第二扫描线(g2)。更具体的，所述有源器件是薄膜晶体管；一第一薄膜晶体管((T12))的栅极连接在第二扫描线(g2)上，源极连接在第一电极(al)的第二端，漏极连接在第二电极(a2 )的第二端；一第二薄膜晶体管((T45))的栅极连接在第二扫描线(g2)上，源极连接在第五电极(a5)的第二端，漏极连接在第四电极(a4)的第二端；两颗第三薄膜晶体管(T234)并联，两颗第三薄膜晶体管(T234)的栅极都连接在第一扫描线(gl)上，漏极都连接在第三条形电极(a3)的第一端，其中一颗第三薄膜晶体管(T234)的源极连接第二条形电极(a2)的第一端，另一颗第三薄膜晶体管(T234)的源极连接第四条形电极(a4)的第一端，第二至第四条形电极(a2、a3、a4)与两颗第三薄膜晶体管(T234)的栅极金属之间形成存储电容。更具体的，所述第二、三、四条形电极(a2、a3、a4)与第三薄膜晶体管(T234)的栅极金属形成的存储电容为C=(dp+dg)，其中^是真空介电系数，L是第三薄膜晶体管(T234)的栅极绝缘层相对介电系数，S为第二、三、四条形电极(a2、a3、a4)与第三薄膜晶体管(T234)的栅极正对的面积，dg为第三薄膜晶体管(T234)的栅极绝缘层的厚度，dp为第三薄膜晶体管(T234)的保护层的厚度。作为增大存储电容的一种手段，所述第三薄膜晶体管(T234)在保护层上设置有三个开口，第二、三、四条形电极(a2、a3、a4)分别通过所述三个开口与第三薄膜晶体管(T234)的源极或者漏极金属电性导通，此时，第二、三、四条形电极(a2、a3、a4)与栅极金属形成的存储电容为C=^ ~S/dg，其中^是真空介电系数，L是绝缘层相对介电系数，S为与第二、三、四条形电极(a2、a3、a4)电性导通的第三薄膜晶体管(T234)的源极或者漏极和栅极金属正对的面积，dg为第三薄膜晶体管(T234)的栅极绝缘层的厚度。作为电极结构的第二种选择，所述第一条形电极(al)与第五条形电极(a5)的上端相连接，第二条形电极(a2)与第四条形电极(a4)的上端相连接，第二条形电极(a2)与第四条形电极(a4)在连接位置形成存储电容，第三条形电极(a3)的上端连接到一第三薄膜晶体管(T234)的漏极，第三薄膜晶体管(T234)的源极连接到第二条形电极(a2)与第四条形电极(a4)的连接位置，第三薄膜晶体管(T234)的栅极连接到一第二扫描线(g2)，第三条形电极(a3)与第三薄膜晶体管(T234)的漏极之间形成存储电容，一第一薄膜晶体管(T12)的源极连接到第一条形电极(al)，第一薄膜晶体管(T12)的漏极连接到第二条形电极(a2)的下端，一第二薄膜晶体管(T45)的源极连接到第四条形电极(a4)，漏极连接到第五条形电极(a5)的下端，第一、二薄膜晶体管(T12、T45)的栅极连接到第一扫描线(gl)，第一条形电极(al)与第五条形电极(a5)的下端直接连接在信号线。作为电极结构的第三种选择，第二电极(1004)划分为五个以上条形电极，电极宽度相等或者不相等。当各条形电极宽度相等时，各条形电极不宜设置的太宽，一般5 15um，且各条形电极之间的间隔不宜设置的太大，一般与条形电极的宽度相当。具体的，在最两侧的两个条形电极上端分别连接一信号源，其他条形电极都通过薄膜晶体管相互连接进行充电，具体为，薄膜晶体管的数目为条形电极的数目减一，每个薄膜晶体管的源极及漏极分别连接相邻的两个条形电极的下端，所有薄膜晶体管的栅极均连接到一第一扫描线，除最两侧的两个条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液晶透镜，包括并排的多个透镜单元，每个透镜单元的结构完全相同，每一透镜单元包括第一玻璃基板（1001）、第二玻璃基板（1002），第一电极（1003）在第一玻璃基板（1001）上，第一电极（1003）为整面透明导电材料，第二电极（1004）在第二玻璃基板（1002）上，还包括用于液晶分子取向的第一配向膜（1005）、第二配向膜（1006）、液晶材料（1007）及用于液晶材料封装的封框胶，其特征在于：第二电极（1004）划分为若干个条形电极。

【技术特征摘要】
1.一种液晶透镜，包括并排的多个透镜单元，每个透镜单元的结构完全相同，每一透镜单元包括第一玻璃基板(1001 )、第二玻璃基板(1002)，第一电极(1003)在第一玻璃基板(1001)上，第一电极(1003 )为整面透明导电材料，第二电极(1004)在第二玻璃基板(1002 )上，还包括用于液晶分子取向的第一配向膜(1005)、第二配向膜(1006)、液晶材料(1007)及用于液晶材料封装的封框胶，其特征在于第二电极(1004)划分为若干个条形电极。2.如权利要求I所述的液晶透镜，其特征在于第二电极(1004)划分为第一至第五共五个条形电极(al、a2、a3、a4、a5)，五个条形电极彼此以一定间隔分开并平行设置，五个条形电极的宽度分别为W1、W2、W3、W4、W5，W1=W5 ^ W2=W4彡W3。3.如权利要求2所述的液晶透镜，其特征在于第一至第五条形电极(al、a2、a3、a4、a5)相互之间独立不连接，最两端的第一、五条形电极(al、a5)的第一端直接与一信号线(Si)连接实现电性导通，中间的第二至第四条形电极(a2、a3、a4)的第一端通过有源器件与一第一扫描线(gl)连接，第二至第四条形电极(a2、a3、a4)与有源器件之间形成存储电容，第一、二、四、五条形电极(al、a2、a4、a5)的第二端通过有源器件连接到一第二扫描线(g2)。4.如权利要求3所述的液晶透镜，其特征在于所述有源器件是薄膜晶体管； 一第一薄膜晶体管((T12))的栅极连接在第二扫描线(g2)上，源极连接在第一电极(al)的第二端，漏极连接在第二电极(a2)的第二端； 一第二薄膜晶体管((T45))的栅极连接在第二扫描线(g2)上，源极连接在第五电极(a5)的第二端，漏极连接在第四电极(a4)的第二端； 两颗第三薄膜晶体管(T234)并联，两颗第三薄膜晶体管(T234)的栅极都连接在第一扫描线(gl)上，漏极都连接在第三条形电极(a3)的第一端，其中一颗第三薄膜晶体管(T234)的源极连接第二条形电极(a2)的第一端，另一颗第三薄膜晶体管(T234)的源极连接第四条形电极(a4)的第一端，第二至第四条形电极(a2、a3、a4)与两颗第三薄膜晶体管(T234)的栅极金属之间形成存储电容。5.如权利要求4所述的液晶透镜，其特征在于当需要利用液晶透镜实现3D显示时，所述条形电极的驱动方式为在信号线(Si)上始终施加一个恒定电压，以提供第一、五条形电极(al、a5)所需的电压；在第二扫描线(g2)上给以高电压，对第二、四条形电极(a2、a4)充电；当第二、四条形电极(a2、a4)充电到需要的电位后，第二扫描线(g2)上切换为低电位关闭第一、二薄膜晶体管((T12)、(T45));第二扫描线(g2)开启的同时,在第一扫描线(gl)上给以高电压，对第三条形电极(a3)充电；当第三条形电极(a3)充电到需要的电位后，第一扫描线(gl)切换为低电...

【专利技术属性】
技术研发人员：向贤明，董戴，
申请(专利权)人：中航华东光电有限公司，
类型：发明
国别省市：