本發(fā)明涉及立體顯示領(lǐng)域，具體為一種一/二維可切換液晶透鏡陣列。

背景技術(shù)：

裸眼3d顯示因其無需其他輔助設(shè)備即可觀看到3d影像的便利性而備受推崇。在眾多的裸眼3d顯示中，采用液晶透鏡的裸眼3d顯示因其獨有的優(yōu)良特性而受到人們的廣泛關(guān)注。

液晶透鏡具有可調(diào)諧性，通過控制外加電場，可實現(xiàn)2d/3d的畫面轉(zhuǎn)換，在人們觀看3d影像時，可以將畫面和文字分別進行3d和2d的顯示，這樣可以在觀看3d畫面的同時不影響文字的分辨率，同時這項功能也可以作為2d顯示器的輔助功能，使2d顯示器也可實現(xiàn)3d影像的播放；對比一般的柱透鏡，液晶透鏡沒有對顯示器的特定像素進行遮擋，因此不影響顯示器的亮度，因此可以實現(xiàn)顯示器的高亮度顯示。

為了達到與理想透鏡相位分布匹配良好的液晶透鏡，現(xiàn)階段的液晶透鏡制作工藝或驅(qū)動都較為復(fù)雜，尤其是二維液晶透鏡陣列，往往需要特殊的凸起結(jié)構(gòu)或開孔電極。一維透鏡陣列又只能提供單方向的視差，無法同時滿足顯示器橫屏和豎屏的3d顯示。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明意在提供一種液晶透鏡陣列結(jié)構(gòu)，簡化目前液晶透鏡制作工藝的同時提供透鏡陣列一/二維可切換和一維透鏡陣列排列方向可轉(zhuǎn)換的功能。

本發(fā)明的一/二維可切換液晶透鏡陣列由上至下依次為：上基板、上介電層、上液晶層、半波片、下液晶層、下介電層和下基板。

所述的上基板包括上玻璃基板，上像素電極和上公共電極，兩電極依次交叉分布在玻璃基板的下表面；所述的下基板包括下玻璃基板，下公共電極和下像素電極，兩電極依次交叉分布在玻璃基板的上表面。

所述的公共電極與像素電極為氧化銦錫(ito)透明電極，電極的厚度為0.08~0.12μm，電極寬度為40~100μm，電極間隙為20~50μm。

所述的介電層厚度為8~12μm，介電常數(shù)為9~11，起著對液晶分子排列取向和均勻液晶層中電場分布的作用，使液晶層在驅(qū)動后的相位差分布更接近理想透鏡的相位差分布。

所述的液晶層采用向列相液晶材料，液晶層厚度為5~15μm。

所述的半波片的光軸方向與入射光偏振方向呈45°，光波通過半波片后的偏振方向旋轉(zhuǎn)90°。半波片的厚度為180~200μm，還起著隔絕上下兩層液晶之間電場的作用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:基于目前工藝技術(shù)發(fā)展十分成熟的共面轉(zhuǎn)換型(ips)液晶盒來制作液晶透鏡，上下兩基板完全相同，在封裝成盒時只需保證兩基板的夾角為90°即可，不存在對位問題，因此工藝方法簡單；

本發(fā)明的一/二維可切換液晶透鏡陣列與2d顯示器耦合構(gòu)成3d顯示器時，可實現(xiàn)一維方向視差的3d顯示和二維方向的3d顯示，且兩種3d顯示器均具有2d顯示和3d顯示的切換功能。

下述的參考附圖和實施例說明是以詳細解釋本發(fā)明為目的，而不是作為本發(fā)明設(shè)計范圍的設(shè)定。

附圖說明

圖1是實施例提出的液晶透鏡的結(jié)構(gòu)圖,圖1(a)是液晶透鏡的剖面結(jié)構(gòu)圖，圖1(b)是液晶透鏡上基板的俯視圖，圖1(c)是液晶透鏡下基板的俯視圖。

圖2是實施例提出的液晶透鏡在驅(qū)動電壓為20v時與理想透鏡的折射率差分布對比圖。

圖3是實施例提出的液晶透鏡在不同驅(qū)動電壓下的折射率差分布圖。

圖4是實施例提出的液晶透鏡的焦距隨不同驅(qū)動電壓的變化圖。

圖5是實施例提出的液晶透鏡的實驗效果圖。圖5(a)是上下基板不加電壓時的實驗效果圖；圖5(b)是只有上基板加電壓時的實驗效果圖；圖5(c)是只有下基板加電壓時的實驗效果圖；圖5(d)是上下基板同時加電壓時的實驗效果圖。

上述附圖中的圖示標(biāo)號為：1是上玻璃基板，2是上像素電極，3是上公共電極，4是上介電層，5是上液晶層，6是半波片，7是下液晶層，8是下介電層，9是下玻璃基板，10是下公共電極，11是下像素電極，12是上基板，13是下基板。

具體實施方式

本發(fā)明結(jié)構(gòu)如圖1所示，該裝置的組成由上至下依次為：上基板12，上介電層4，上液晶層5，半波片6，下液晶層7，下介電層8，下基板13。其中上基板12包括上玻璃基板1，上像素電極2和上公共電極3；下基板13包括下玻璃基板9，下公共電極10和下像素電極11。上基板12與下基板13完全相同且相互平行，但兩基板沿水平方向呈90°夾角。

實施例說明

本發(fā)明的電極制作工藝與普通ips液晶顯示器制作工藝相同，電極寬度為40μm，電極間隙為20μm。在ips電極結(jié)構(gòu)制作完成后，將介電材料通過旋涂的方法涂覆在有著ips電極結(jié)構(gòu)的基板表面。

介電層是由聚偏氟乙烯(pvdf)與聚酰亞胺(pi)按質(zhì)量比9:1混合而成，介電常數(shù)為9.6，介電層厚度為10μm。旋涂好介電層后，進行水平方向的摩擦取向，液晶分子取向方向垂直于ips的電極方向。

本發(fā)明在制盒過程中需要噴兩次襯墊料，襯墊料分別存在于半波片的上下表面。

所述半波片的光軸與入射光偏振方向呈45°。如此放置的半波片可以將經(jīng)過的偏振光偏振方向旋轉(zhuǎn)90°，半波片的厚度為184μm，還可以將上下兩層液晶中的電場隔離，避免發(fā)生串?dāng)_。半波片直接封在液晶盒內(nèi)。

本發(fā)明需要將上下基板旋轉(zhuǎn)90°后成盒，成盒時要最大化上下基板電極和半波片的共同覆蓋區(qū)域，此區(qū)域為液晶透鏡陣列的有效區(qū)域。

本發(fā)明的功能與實現(xiàn)方式為：1、上下基板均不施加電壓，液晶層沒有透鏡效果，對應(yīng)實現(xiàn)2d顯示。2、只對上基板施加電壓，只有上層液晶驅(qū)動，液晶透鏡整體呈沿水平方向依次周期分布的一維柱透鏡陣列，提供水平方向視差，對應(yīng)橫屏?xí)r的3d顯示。3、只對下基板施加電壓，只有下層液晶驅(qū)動，液晶透鏡整體呈沿豎直方向依次周期分布的一維柱透鏡陣列，提供豎直方向視差，對應(yīng)豎屏?xí)r的3d顯示。4、同時對上下兩基板施加電壓，上下兩層液晶同時驅(qū)動，液晶透鏡整體呈二維透鏡陣列，同時提供水平與豎直兩方向上的視差，可同時實現(xiàn)橫豎屏的3d顯示。

以上所述僅為本發(fā)明的一個實施例，應(yīng)當(dāng)說明，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可做出若干改進或參數(shù)優(yōu)化，這些改進與參數(shù)優(yōu)化也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提出一種一/二維可切換液晶透鏡陣列，該液晶透鏡陣列由上至下依次為：上基板、上介電層、上液晶層、半波片、下液晶層、下介電層和下基板。所述的半波片的光軸方向與入射光偏振方向呈45°角；所述的液晶層采用向列相液晶，上下兩液晶層可分別進行驅(qū)動。玻璃基板上的像素電極和公共電極依次間隔分布，形成共面轉(zhuǎn)換型(IPS)液晶盒的電極分布。上下基板平行排列，但兩基板形成90°的夾角。該液晶透鏡陣列的制作工藝簡單，可同時提供透鏡陣列一/二維可切換和一維透鏡陣列排列方向可轉(zhuǎn)換的功能。

技術(shù)研發(fā)人員：王瓊?cè)A;竇虎;儲繁;郭玉強;孫玉寶
受保護的技術(shù)使用者：四川大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.13
技術(shù)公布日：2017.07.07