[发明专利]液晶透镜、透镜组件、光学设备和显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种液晶透镜、一种包括该液晶透镜的透镜组件、一种包括该液晶透镜的光学设备以及一种包括该液晶透镜的显示装置。

背景技术

一般的，液晶透镜可以切换不同的折射状态，因此，在显示、照明等领域应用广泛。

但是，现有的液晶透镜结构中，初始状态的液晶分子光轴平行于玻璃基板排列，此种透镜结构需要复杂的取向方式，尤其对于球状液晶透镜来说，其所有液晶分子的光轴以球心为始点成辐射状，因此需要的取向方向沿球心向外辐射，这在工艺上很难实现，制造成本增加。

因此，如何设计一个能够无需复杂的取向工艺的液晶透镜结构成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种液晶透镜、一种包括该液晶透镜的透镜组件、一种包括该液晶透镜的光学设备以及一种包括该液晶透镜的显示装置。

为了实现上述目的，本发明的第一方面，提供了一种液晶透镜，所述液晶透镜包括相对设置的第一透明基板和第二透明基板，所述第一透明基板和所述第二透明基板之间设置有液晶材料层，所述第一透明基板或所述第二透明基板的朝向所述液晶材料层的一侧设置有至少一个第一电极和至少一个第二电极，其中，所述第一电极和所述第二电极交替绝缘间隔设置。

优选地，所述第一电极和所述第二电极均由透明电极材料制成。

优选地，所述液晶材料层包括正性液晶材料。

优选地，所述液晶透镜还包括偏振片，所述偏振片设置在所述液晶透镜的入光面，且所述偏振片的偏振方向平行于所述第一电极和所述第二电极加电后形成电场时的位于所述第一电极和所述第二电极中间区域的液晶分子的长轴。

优选地，所述液晶透镜还包括缓冲层，所述缓冲层设置在透明基板上，且所述第一电极和所述第二电极设置在所述缓冲层上。

优选地，所述液晶透镜还包括绝缘件，所述绝缘件设置在相邻的两个所述第一电极和所述第二电极之间。

本发明的第二方面，提供了一种透镜组件，所述透镜组件包括驱动电路和至少一个上述任意一种结构的液晶透镜，所述驱动电路用于分别向所述第一电极或所述第二电极提供驱动电压，以使得所述第一电极和所述第二电极之间形成电场。

本发明的第三方面，提供了一种光学设备，所述光学设备包括位于该光学设备入光侧的透镜，所述透镜包括上述任意一种结构的液晶透镜。

本发明的第四方面，提供了一种显示装置，所述显示装置包括显示面板，所述显示装置还包括液晶透镜，所述液晶透镜包括上述任意一种结构的液晶透镜，所述液晶透镜设置在所述显示面板上。

优选地，所述显示面板包括液晶显示面板。

本发明的液晶透镜，当第一电极和第二电极之间存在有电势差时，则第一电极和第二电极之间便会形成电场，由于第一电极和第二电极同时处于第一透明基板或第二透明基板上，因此上述形成的电场的电场线的方向由第一电极和第二电极的两端向中间由竖直趋向于水平，根据液晶材料的特性，当存在上述电场时，液晶材料的液晶分子的长轴会发生偏转，因此根据第一电极和第二电极之间的电势差大小以及电场分布，可以方便地控制液晶分子的偏转，进一步的可以控制该液晶透镜的在不同位置处的折射率，实现光学透镜的功能。

另外，本发明的液晶透镜，当在第一透明基板和第二透明基板之间设置的液晶材料层包括正性液晶材料时，初始状态时，该正性液晶材料呈透光态，即液晶分子的长轴与第一透明基板或第二透明基板垂直，光线可以不改变方向的传输，因此在工艺方面，不需要对液晶分子再进行取向，能够有效节省成本。另一方面，采用正性液晶分子作为填充在第一透明基板和第二透明基板之间的液晶填充层的优点是，可以降低驱动电压。另外，由于该液晶透镜中不存在取向层，省去了摩擦取向工艺，提高了制造效率，降低了制造成本。

本发明的透镜组件，因为具有上述结构的液晶透镜，因此，当驱动电路为该液晶透镜的第一电极和第二电极提供驱动电压以使得第一电极和第二电极之间存在电势差以形成电场时，具有该液晶透镜的透镜组件具有光学透镜的功能，可以改变光线传输。同时，由于两个电极位于同一个透明基板上的设置，因此需要的驱动电压较低，另外，由于该液晶透镜中不存在取向层，省去了摩擦取向工艺，提高了制造效率，降低了制造成本。