[發明專利]一種節距可控的液晶透鏡及其制備方法

在審

• 申請號: 201711006647.5
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107728401A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 張永愛;郭太良;周雄圖;葉蕓;林志賢;林朝福;張桑玲;林堅普
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G02F1/29
• 分類號: G02F1/29;G02F1/133;G02F1/1337;G02F1/1339;G02F1/1341
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司35100
• 代理人: 蔡學俊,薛金才

技術領域

本發明涉及一種液晶透鏡，特別涉及一種節距可控的液晶透鏡及其制作方法。

背景技術

二維（Two-dimension, 2D）影像信息可給人們帶來畫面清晰和色彩豐富的2D視覺效應，但是人們生存的真實世界是三維（There-dimension, 3D）的，二維影像由于無法提供真實世界的深度信息或視差圖像信息而不能滿足人類社會需求。重現真實的三維立體世界是人類夢想，也是從事科技研究人員苦苦追求的目標。3D影像能重現深度信息或視差圖像信息，符合人類觀察客觀世界的視覺習慣。隨著3D圖像信息獲取與顯示技術不斷發展，人們對深度圖像信息或真實世界的重現，注定要求3D影像信息取代2D影像信息來還原或重現現實世界。人們在傳感器或顯示屏前面安置光學分光器件，無需助視設備就能重現3D影像信息，可廣泛應用于娛樂、醫療、軍事、教育和商業等領域。近年來，隨著光學分光器件和影像處理技術的發展，人們利用柱透鏡光柵或微透鏡陣列獲取不同3D深度信息或顯示視差圖像，因結構簡單和重現性能提升受到廣泛的重視。而液晶透鏡陣列可實現2D/3D的切換，兼容液晶顯示器工藝，在顯微鏡和立體顯示技術領域中占有重要的一席之地

如圖1所示為現有的液晶透鏡結構示意圖。該結構包括第一控制層10、第二控制20、用于將液晶層40封閉在第一取向層103和第二取向層203之間的隔離柱30和控制模塊50。通過控制模塊50在公共電極203和驅動電極103直接施加不同電壓，控制液晶分子40偏轉形成焦距可調的液晶透鏡。該液晶透鏡結構簡單，在外加電壓下能實現焦距可調，同時通過移動驅動電極位置能實現聚焦平面移動；但是，液晶透鏡驅動電極內部電場分布不均勻，器件驅動電壓高；同時，現有液晶透鏡的驅動電極之間因存在間隙，透鏡節距不能實現等間距的移動與切換。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種節距可控的液晶透鏡及其制作方法，該液晶透鏡制作工藝簡單，不僅能實現液晶透鏡焦距可調，還能實現液晶透鏡的節距等間距無縫隙的切換，達到動態液晶透鏡效果，從而可實現不同視差圖像或深度信息的獲取。

本發明采用以下技術方案：一種節距可控的液晶透鏡，其包括一第一控制層、一第二控制層、一液晶層和一控制模塊；所述液晶層設置在第一控制層、第二控制層之間；控制模塊一輸出與第一控制層連接，控制模塊另一輸出與第二控制層連接；所述第一控制層包括一第一透明基板、一第一驅動電極、一第一絕緣層、一第二驅動電極、一第一取向層和一第一高阻抗層；所述第二控制層包括一第二透明基板、一第三公共電極、一第二高阻抗層和一第二取向層。

在本發明一實施例中，所述第一驅動電極交錯平行等間距排列于所述第一透明基板下表面；所述第一絕緣層設置于所述第一驅動電極下表面；所述第二驅動電極交錯平行等間距設置于所述第一絕緣層下表面，且所述第二驅動電極與所述第一驅動電極平行交錯排列；所述第二驅動電極的中心點與所述第一驅動電極的間隙中心點重合，所述第二驅動電極的寬度等于相鄰兩個第一驅動電極的間隙寬度，相鄰兩個所述第二驅動電極的間隙寬度等于所述第一驅動電極的寬度；所述第一高阻抗層設置于第二驅動電極下表面；所述第一取向層設置于第一高阻抗層下表面。

在本發明一實施例中，所述第三公共電極為面電極，設置于所述第二透明基板的上表面；所述第二高阻抗層設置于第三公共電極上表面；所述第二取向層設置于第二高阻抗層上表面。

在本發明一實施例中，所述第一取向層的取向方向和所述第一驅動電極方向或所述第二驅動電極方向平行；所述第二取向層的取向方向與所述第一取向層的方向反平行。

在本發明一實施例中，所述控制模塊控制若干個第一驅動電極和第三公共電極；所述控制模塊在若干個第一驅動電極和所述第三公共電極之間施加電壓，形成節距P=2KW的液晶透鏡，其中K為大于或等于1的自然數，W為驅動電極寬度；所述控制模塊通過移動N個所述第一驅動電極的寬度，其中N為大于或等于1的自然數，形成節距為P=（2K+N）W的液晶透鏡，從而實現節距可控的液晶透鏡。

在本發明一實施例中，所述控制模塊控制若干個第二驅動電極和所述第三公共電極，在若干個第二驅動電極和第三公共電極之間施加電壓形成節距P=2KW的液晶透鏡，其中K為大于或等于1的自然數，W為驅動電極寬度；所述控制模塊通過移動N個所述第一驅動電極的寬度，其中N為大于或等于1的自然數，形成節距為P=（2K+N）W的液晶透鏡，從而實現節距可控的液晶透鏡。