CN102707344A - 一种3d显示装置、透镜面板及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种3D显示装置、透镜面板及其制作方法。所述透镜面板包括：第一透明基板；位于所述第一透明基板上方的第二透明基板；按照从上到下的顺序填充在所述第一透明基板和所述第二透明基板之间的第一透明液体和第二透明液体，所述第一透明液体与所述第二透明液体互不相溶，且所述第二透明液体的反射系数大于所述第一透明液体的反射系数；设置在所述第一透明基板内表面且平行间隔排列的条状的正电极和负电极，通过在所述正电极和所述负电极之间施加电压，能够控制所述第一透明液体与所述第二透明液体之间的界面形状，从而形成透镜的效果。根据本发明，能够方便的实现2D和3D之间的转换。

Description

一种3D显示装置、透镜面板及其制作方法
技术领域
本发明属于液晶显示领域，尤其涉及一种3D显示装置、透镜面板及其制作方法。
背景技术
3D显示越来越受关注，并有可能带来一个可观的市场。3D显示依据实现原理分为多种，例如：偏振眼镜法式、柱透镜光栅式、棱镜式、体三维、全息立体等。其中，基于柱透镜光栅的3D显示技术因柱透镜光栅可加工性强、立体显示效果较好的特点而被广泛应用。但是，基于柱透镜光栅的3D显示技术难以实现2D和3D之间的转换。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题是提供一种3D显示装置、透镜面板及其制作方法，能够方便的实现2D和3D之间的转换。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供技术方案如下：
一种透镜面板，包括：
第一透明基板，所述第一透明基板内表面设置有平行间隔排列的条状的正电极和负电极；
位于所述第一透明基板上方的第二透明基板；
按照从上到下的顺序填充在所述第一透明基板和所述第二透明基板之间的第一透明液体和第二透明液体，所述第一透明液体与所述第二透明液体互不相溶，且所述第二透明液体的反射系数大于所述第一透明液体的反射系数。
上述的透镜面板，其中，还包括：设置在所述第一透明基板与所述第二透明液体之间的介电层。
上述的透镜面板，其中：所述第二透明基板的内侧形成有板状公共电极层，所述板状公共电极层与所述正电极或所述负电极之间能够形成竖直电场。
上述的透镜面板，其中：所述第一透明基板上的任意相邻的两条电极间距相同。
上述的透镜面板，其中：所述第一透明基板上中心区域的电极间距大于边缘区域的电极间距。
上述的透镜面板，其中：所述第一透明液体为甘油、二甘醇、乙二醇或正己醇。
上述的透镜面板，其中：所述第二透明液体为光学流体。
上述的透镜面板，其中：所述光学流体为液晶或者液晶聚合物。
一种透镜面板的制作方法，包括：
在第一透明基板内表面制作条状的正电极和负电极，所述正电极和所述负电极在所述第一透明基板上平行间隔排列；将第一透明液体和第二透明液体的混合液体形成在制作有正电极和负电极的所述第一透明基板上；
将所述第一透明基板与第二透明基板进行对盒工艺，得到所述透镜面板。
上述的制作方法，其中，还包括：在制作完所述正电极和所述负电极的步骤之后，在所述第一透明基板上制作介电层。
上的制作方法，其中：
在所述对盒工艺前，在所述第二透明基板的内表面形成公共电极层。
一种3D显示装置，包括上述的透镜面板或者采用上述的制作方法形成的透镜面板。
本发明实施例的上述技术方案，在第一透明基板内表面间隔设置有条状的正负电极，需要进行3D显示时，通过在所述正电极和所述负电极之间施加电压，能够改变所述第一透明液体与所述第二透明液体之间的界面形状，从而形成透镜的效果，如果不对各电极施加电压，则第一透明液体与所述第二透明液体之间的界面形状不会发生改变，此时，显示装置进行2D显示，如此，能够方便的实现2D和3D之间的转换。
附图说明
图1为根据本发明实施例的透镜面板的结构示意图；
图2为根据本发明实施例的透镜面板的制作方法的流程图；
图3为图2所示的制作方法中在第一透明基板上形成正负电极和介电层的示意图；
图4为图2所示的制作方法中将第一透明液体与第二透明液体的混合液体示意图；
图5为图2所示的制作方法中将混合液体形成在第一透明基板上的示意图；
图6为本发明实施例的透镜面板中水平电场的分布示意图；
图7为本发明实施例的透镜面板中水平电场和竖直电场的分布示意图；
图8为本发明实施例的透镜面板在水平电场和竖直电场的共同作用下电势线的分布示意图；
图9为本发明实施例的透镜面板中的一种流体形状分布示意图；
图10为本发明实施例的透镜面板中的另一种流体形状分布示意图；
图11为本发明实施例的透镜面板中的又一种流体形状分布示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。
图1为根据本发明实施例的透镜面板的结构示意图。参照图1，所述透镜面板包括：
第一透明基板1，设置在所述第一透明基板1内表面且平行间隔排列的条状的正电极7和负电极8；
位于所述第一透明基板1上方的第二透明基板2；
按照从上到下的顺序填充在所述第一透明基板1和所述第二透明基板2之间的第一透明液体5和第二透明液体4。
在具体实现时，所述第一透明基板1上的任意相邻两个电极间距可以相同，如图9和图10所示。可以根据不同的观看距离来选择合适的电极间距，例如，在图9中，电极间距为S1，在图10中，电极间距为S2。
在具体实现时，所述第一透明基板上1的相邻电极间距也可以不同，例如所述第一透明基板1上中心区域的电极间距大于边缘区域的电极间距，这样不同视角区域都可看到优质的画面。如图11所示，边缘区域的电极间距为S3，中心区域的电极间距为S4，且S3＜S4。
其中，所述第一透明液体5(如图4所示)与所述第二透明液体4(如图4所示)的密度相近、互不相溶、介电常数相差较大，且所述第一透明液体5的密度稍大于所述第二透明液体4；另外，这两种透明液体的反射系数互不相同，且所述第二透明液体4的反射系数大于所述第一透明液体5的反射系数。
所述第一透明液体5可以选用甘油(Glycerol)、二甘醇、乙二醇或正己醇等类似的醇类结构，其介电常数大致为42，反射系数大致为1.47，密度大致为1.26g/cm3；所述第二透明液体4可以选用光学流体(optical fluids)，所述光学流体为具有光学各向异性的流体，可以选用液晶或液晶聚合物等其它具有光学各向异性的材料。
其中，所述正电极7和所述负电极8在所述第一透明基板1内表面间隔排列，如图6所示，通过在所述正电极7和所述负电极8之间施加电压，在所述正电极7和所述负电极8之间形成水平电场，该水平电场能够改变所述第二透明液体4的形状，即改变所述第一透明液体5与所述第二透明液体4之间的界面形状。正负电极间施加的电压为一固定值，该电压能够驱动第二透明液体4即可，透镜面板工作时，维持该电压不变。
优选地，如图1所示，所述第二透明基板2的内表面(相对于所述第一透明基板1的一侧)形成有透明电极层(公共电极)6，例如ITO或IZO层，如图7所示，所述透明电极层6与所述正电极7或所述负电极8之间能够形成竖直电场。由于所述正负电极能够产生水平电场，这样，利用水平电场与竖直电场的相互作用，可以方便控制液体透镜中的流体形状，使得各液体透镜单元能够呈现抛物线形排列。将该液体透镜应用于3D显示中时，通过对电极的电压控制，利用电势线规范控制光学流体的形状，以使其形成或者不形成透镜的效果，可以方便的实现2D和3D之间的转换。
另外，为使得所述第二透明液体4的形状更为理想，如图3所示，还可以在所述第一透明基板1与所述第二透明液体4之间设置介电层3，通过设置介电层3，能够使得第一透明液体5与第二透明液体4处于电场线呈现比较完美的圆弧形的电场区域。
图2为根据本发明实施例的透镜面板的制作方法的流程图。参照图2，所述制作方法包括如下步骤：
步骤201：在第一透明基板的内表面制作条状的正电极和负电极；
所述正电极和所述负电极在所述第一透明基板上平行间隔排列。可选地，正负电极的长度和宽度均相等，相邻电极与电极之间的距离也相等。
另外，电极的长度值和宽度值可根据需求设置，电极与电极之间的距离也可以根据需求设置。电极距离和宽度值设置的最佳效果应当是使得电场线排布形状为完美的圆弧形。
步骤202：在制作有正电极和负电极的第一透明基板上制作介电层；
过设置介电层，能够使得第一透明液体5与第二透明液体4处于电场线呈现比较完美的圆弧形的电场区域。完成步骤201和步骤202后的面板结构请参见图3所示。
步骤203：将第一透明液体和第二透明液体的混合液体形成在步骤202所得的第一透明基板上(如图5所示)；上述混合溶液在第一透明基板上的形成方法可以为：涂布、滴注等常规工艺。
其中，所述第一透明液体与所述第二透明液体的密度相近、互不相溶、介电常数相差较大，且所述第一透明液体的密度稍大于所述第二透明液体；另外，这两种透明液体的反射系数互不相同，且所述第二透明液体的反射系数大于所述第一透明液体的反射系数。
所述第一透明液体可以选用甘油(Glycerol)、二甘醇、乙二醇或正己醇等类似的醇类结构，其介电常数大致为42，反射系数大致为1.47，密度大致为1.26g/cm3；所述第二透明液体可以选用光学流体(optical fluids)、液晶或液晶聚合物等材料。
由于所述第一透明液体与所述第二透明液体互不相溶，因此，二者混合后便形成图4所示的分层结构，其中，第一透明液体5位于所述第二透明液体4之上。
步骤204：将步骤203所得的第一透明基板与第二透明基板进行对盒工艺，并得到图1所示的透镜面板。
优选地，所述第二透明基板的内表面(相对于所述第一透明基板的一侧)形成有透明电极层，例如ITO或IZO等层。
之后，将该透镜面板与液晶面板进行贴合，便可得到能够进行立体显示的3D显示装置。
以下对本发明实施例的透镜面板的工作原理进行介绍。
为了对第二透明液体的形状进行控制，所述透镜面板中设置有控制单元，所述控制单元能够在所述正电极和所述负电极之间施加电压，以及，在所述透明电极层与所述正电极或所述负电极之间施加电压，该电压能够驱动所述第二透明液体，所述第二透明液体在该电压的驱动下形状发生改变(即所述第一透明液体与所述第二透明液体之间的界面形状发生改变)，于是便形成了液体透镜单元，此时，显示装置进行3D显示；如果不对各电极施加电压，由于没有电场的驱动，则所述第二透明液体的形状不会发生改变(即第一透明液体与所述第二透明液体之间的界面形状不会发生改变)，此时，显示装置进行2D显示，如此，能够方便的实现2D和3D之间的转换。
需要说明的是，本发明所有实施例中所述的显示装置可以为：液晶面板、液晶显示器、等离子体显示器、OLED显示器、电子纸等显示装置，在此不做限定。
本发明实施例的透镜面板在第一透明基板内表面平行间隔设置有正负电极，通过所述正负电极产生的水平电场，使得液体透镜中的流体形状易于控制。而且，所述第二透明基板相对于所述第一透明基板的一侧还可形成透明电极层，所述透明电极层与所述正电极或所述负电极之间能够形成竖直电场。这样，利用水平电场与竖直电场的相互作用，可以更加方便控制液体透镜中的流体形状，使得各液体透镜单元能够呈现抛物线形排列。将该液体透镜应用于3D显示中时，通过对电极的电压控制，利用电势线规范控制光学流体的形状，以使其形成或者不形成透镜的效果，可以方便的实现2D和3D之间的转换。
其中，本发明实施例的透镜面板中水平电场和竖直电场的分布情况请参见图7所示，本发明实施例的透镜面板在水平电场和竖直电场的共同作用下电势线的分布情况请参见图8所示。
另外，从图8可以看出，由于所述第一透明基板与所述第二透明液体之间的介电层3的存在，能够使得第一透明液体5(图中未示出)与第二透明液体4(图中未示出)处于电场线呈现比较完美的圆弧形的电场区域。
在具体实现时，所述第一透明基板上的任意相邻两个电极间距可以相同，在此种方式下，对各电极施加电压后，所形成的流体形状的分布情况请参见图9所示，在图9中，电极间距为S1；将电极间距增大后，所形成的流体形状的分布情况请参见图10所示，在图10中，电极间距为S2。
在具体实现时，所述第一透明基板上的相邻电极间距也可以不同，例如所述第一透明基板上中心区域的电极间距大于边缘区域的电极间距，这样不同视角区域都可看到优质的画面。在此种方式下，对各电极施加电压后，所形成的流体形状的分布情况请参见图11所示，在图11中，边缘区域的电极间距为S3，中心区域的电极间距为S4，且S3＜S4。
如果不对各电极施加电压，则第二透明液体的形状不会发生改变，显示装置显示的便是2D图像，因此，本发明实施例的透镜面板可用作3D显示的转换开关。
综上所述，本发明实施例提供的透镜面板，通过对电极的电压控制，利用电势线规范控制光学流体的形状，以使其形成或者不形成透镜的效果，用于3D显示器件中，可以方便的实现2D和3D之间的转换。另外，本发明实施例的制作工艺简单，可操作性强。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (13)

1.一种透镜面板，其特征在于，包括：
第一透明基板，所述第一透明基板内表面设置有平行间隔排列的条状的正电极和负电极；
位于所述第一透明基板上方的第二透明基板；
按照从上到下的顺序填充在所述第一透明基板和所述第二透明基板之间的第一透明液体和第二透明液体，所述第一透明液体与所述第二透明液体互不相溶，且所述第二透明液体的反射系数大于所述第一透明液体的反射系数。
2.如权利要求1所述的透镜面板，其特征在于，还包括：
设置在所述第一透明基板与所述第二透明液体之间的介电层。
3.如权利要求1所述的透镜面板，其特征在于：
所述第二透明基板的内侧形成有板状公共电极层，所述公共电极层与所述正电极或所述负电极之间能够形成竖直电场。
4.如权利要求1所述的透镜面板，其特征在于：
所述第一透明基板上的任意相邻的两条电极间距相同。
5.如权利要求1所述的透镜面板，其特征在于：
所述第一透明基板上中心区域的电极间距大于边缘区域的电极间距。
6.如权利要求1所述的透镜面板，其特征在于：
所述第一透明液体为甘油、二甘醇、乙二醇或正己醇。
7.如权利要求1所述的透镜面板，其特征在于：
所述第二透明液体为光学流体。
8.如权利要求7所述的透镜面板，其特征在于：
所述光学流体为液晶或者液晶聚合物。
9.一种透镜面板的制作方法，其特征在于，包括：
在第一透明基板内表面制作条状的正电极和负电极，所述正电极和所述负电极在所述第一透明基板上平行间隔排列；
将第一透明液体和第二透明液体的混合液体形成在制作有正电极和负电极的所述第一透明基板上；
将所述第一透明基板与第二透明基板进行对盒工艺，得到所述透镜面板。
10.如权利要求9所述的制作方法，其特征在于，还包括：
在制作完所述正电极和所述负电极的步骤之后，在所述第一透明基板上制作介电层。
11.如权利要求9所述的制作方法，其特征在于：
在所述对盒工艺前，在所述第二透明基板的内表面形成公共电极层。
12.一种3D显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至11中任一项所述的透镜面板。
13.一种2D/3D显示转换方法，用于如权利要求12所述的3D显示装置，其特征在于，包括：
在所述正电极和所述负电极之间施加电压，控制所述第一透明液体与所述第二透明液体之间的界面形状发生改变，进行3D显示；
在所述正电极和所述负电极之间不施加电压，所述第一透明液体与所述第二透明液体之间的界面形状不发生改变，进行2D显示。
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