[发明专利]双层结构液晶透镜装置及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双层结构液晶透镜装置及其制备方法。

背景技术

在裸眼3D显示器快速发展并越来越多实现产业化的进程中，需要3D显示装置通过多种方式调谐光路来显示三维影像。其中，液晶透镜式3D显示器克服了柱透镜光栅式3D显示器所存在的几个固有问题：如亮度下降，深度焦距固定，光损失率高，左右眼串扰严重，图像分辨率低，尤其是可视点数目及最佳可视位置受到限制，易导致观看舒适度下降等固有器件缺陷。而液晶透镜式3D显示器能够实现2D/3D图像切换自由迅速，分辨率稳定，清晰度高，无串扰，可实现低电压驱动连续自由变焦，延长观看三维影像时间，观看舒适度高等技术优势，必然是未来3D显示技术的发展目标。但是液晶透镜也存在一些技术瓶颈，如目前深度调焦范围不高，制备工艺繁复，设备要求高，透镜参数设计苛刻,制造工艺和成本高等问题。

现有常规技术中，液晶透镜包括单孔单盒液晶透镜，单孔单盒环电极液晶透镜等。其技术缺陷在于，单孔单盒液晶透镜开孔较小，为1mm左右，仅对自然光的o光和e光中的一种进行调制，不能实现偏振独立。电极数量有限，调控电压过高，难以实现超薄、超轻市场化需求，液晶折射率梯度呈阶跃式变化而非渐变式，深度焦距无法连续自由变焦，进而造成图像有严重像差，画面跳跃唐突，清晰度降低，质量差，无法实现偏振独立。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双层结构液晶透镜装置及其制备方法，该装置具有正负透镜特性，有效降低像差：焦点可控且可调范围变大，低电压调谐，光束转向可控且其视点在空间水平方向可左右移动，垂直方向可上下移动，提供深度图像在纵深方向所在截面上下、左右自由移动，提高深度图像动态显示自由度；通过调整施加到电极上的电压改善透镜特性，进而提升3D立体显示效果。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种双层结构液晶透镜装置，包括层叠设置的第一基板、第二基板、第三基板、位于第一基板和第二基板之间的第一液晶层、位于第二基板和第三基板之间的第二液晶层；所述第一基板上设置有作为公用电极的第一电极，所述第二基板、第三基板分别设置有第二层状电极组、第三层状电极组。

在本发明一实施例中，所述第一电极以及第二层状电极组、第三层状电极组的电极，均采用透明的导电性物质制成。

在本发明一实施例中，所述第二层状电极组包括离第一电极从近到远按顺序排列的第二电极、第三电极，所述第三层状电极组包括第四电极；其中，第三电极为公用电极，第二电极、第三电极为具有开孔的电极。

在本发明一实施例中，所述第二电极开设有两个半径为R1和R2的两个同轴圆孔，所述第四电极开设有两个半径为R1和R2的两个同轴圆孔，R1＜R2，且半径为R2的圆孔靠近第一电极。

在本发明一实施例中，所述第二层状电极组包括离第一电极从远到近按顺序排列的第二电极、第三电极、第四电极；所述第三层状电极组包括离第一电极从远到近按顺序排列的第五电极、第六电极；其中，第二电极为公用电极，第三电极、第四电极、第五电极、第六电极为具有开孔的电极。

在本发明一实施例中，所述第三电极、第五电极开设有半径为R1的圆孔，所述第四电极、第六电极为开设有半径为R2的圆孔，且四个圆孔同轴，R1＜R2。

在本发明一实施例中，所述第二基板包括离第一电极从远到近按顺序排列的第二玻璃结构或透明绝缘层、第三玻璃结构或透明绝缘层、第四玻璃结构或透明绝缘层；所述第三基板包括离第一电极从远到近按顺序排列的第五玻璃结构或透明绝缘层、第六玻璃结构或透明绝缘层、第七玻璃结构或透明绝缘层。

在本发明一实施例中，所述第二玻璃结构或透明绝缘层设置于第二电极、第三电极之间，所述第三玻璃结构或透明绝缘层设置于第三电极、第四电极之间，所述第四玻璃结构或透明绝缘层设置于第四电极、第一电极之间，所述第五玻璃结构或透明绝缘层设置于第五电极、第六电极之间，所述第六玻璃结构或透明绝缘层设置于第五电极、第六电极之间，所述第七玻璃结构或透明绝缘层设置于第六电极、第二电极之间。

在本发明一实施例中，所述第四电极、第六电极还开设有三条互为120°的狭缝，该狭缝宽度为0.1~0.15mm，且第四电极、第六电极的三条狭缝相对平行设置。