[发明专利]一种视角优化的电驱动液晶透镜及其立体显示装置

说明书

技术领域

 本发明涉及立体显示装置技术领域，尤其涉及一种能够实现二维显示与三维显示之间自由转换并且可以在二维观测平面内有效优化观测视角的立体显示装置，具体地说是一种视角优化的电驱动液晶透镜及其立体显示装置。

背景技术

现今立体显示装置越来越为大众所熟悉，它主要是通过一定的处理使观察者形成立体视觉。所谓立体视觉，即双眼观察事物可以分辨物体远近形态的感觉，通过对左右眼分别接收不同的影像，在大脑重叠后感知到物体的层次感和景深，从而体验到物体的立体感觉。因此，立体显示装置需要将左眼与右眼信号进行分离并分别被人的左眼和右眼独立接收，从而可以让观察者形成物体的立体效果，完成立体显示。

目前，立体显示装置发展至今大致可以分为眼镜式立体显示装置和裸眼式立体显示装置。顾名思义，眼镜式立体显示装置的观察者需要佩戴响应设计类型的眼镜从而获得立体视觉效果；而裸眼式立体显示装置的观察者则无需佩戴任何附加配件，如正常观看一般于立体显示装置前即可获得立体视觉效果，由于裸眼式观测的方便性，目前正在越来越多地被研究讨论。

裸眼式立体显示装置的技术方法有多种，包括透镜阵列、视差屏障、深度融合、指向背光等方法对左右眼信息进行空间分离。透镜阵列式立体显示装置是将透镜阵列设置于显示面板与观察者之间，一般贴附于显示器前，主要基于光学折射原理对透过显示器的光线进行传播方向的改变，从而实现左右眼信息的分离。传统的透镜阵列采用折射率大于空气的透明材料，通过设计透镜外形曲面，利用微透镜技术形成固定的光学元件置于显示器前，从而实现三维立体视觉效果。由于该透镜阵列为固定光学面的元件，故无法实现2D/3D转换功能。因此，一种由电驱动液晶代替该固定关系元件的电驱动液晶透镜正在越来越被重视，此液晶透镜不仅可以实现等效的聚焦透镜阵列，还可以实现2D/3D的转换。

电驱动液晶透镜由上下玻璃基板、框胶以及填充于玻璃基板间的液晶构成，液晶及上下玻璃基板间分别有电极驱动，附图1、附图2示例了电驱动液晶透镜的工作原理。附图1为电驱动液晶透镜二维显示时的工作原理示意图，该电驱动液晶透镜有相对设置的第一基板11和第二基板12组成，第一基板11和第二基板12的相对面上分别设有第一电极13和第二电极14，第一电极13和第二电极14之间填充有液晶层17，当显示平面内不施加外部电压或施加电压相同时，液晶层17中的液晶均保持相同的状态，经过液晶透镜叠加的位相差相同，光路传播不发生改变，则可以实现二维显示；附图2为电驱动液晶透镜二维显示时的工作原理示意图，其结构与图1相同，当显示平面内施加不同的电压，改变了电场的分布，从而使得液晶层17中的液晶存在着不同的状态而形成类似于聚焦透镜的有效折射率变化，经过液晶透镜的光线将根据折射率的不同而被改变传播方向，从而可以实现三维显示。

目前的立体显示装置中采用的电驱动液晶透镜可实现多视场（multi-view）的三维观测，即通过设计电极间距、折射率变化曲线等可以实现多人多点同时感受三维视觉效果。但由于现有电驱动液晶透镜中的电极一般设计为直线条状，因此这种多人多点仅在一维方向展开，在整个二维观测平面内并不能完全有效的实现视角优化。现有电驱动液晶透镜中的电极设计如附图3所示。

发明内容

本发明的目的是针对现有的电驱动液晶透镜难以在整个二维观测平面内使所有人得到较好三维视觉效果的缺陷，提供了一种视角优化的电驱动液晶透镜及其立体显示装置。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种视角优化的电驱动液晶透镜，该电驱动液晶透镜包括第一基板和相互面对设置的第二基板，第一基板与第二基板的相对面上分别设有第一电极和第二电极，第一电极和第二电极之间设有液晶层，所述的第一电极和液晶层之间设有第一配向层，第二电极和液晶层之间设有第二配向层；所述的第一电极在宽度方向上等距设置在第一基板上，第一基板上的第一电极呈折线在长度方向上延伸。

所述的第一电极呈波状折线在长度方向上延伸。

所述的第一电极的波长小于或等于二分之一第一电极的长度。

所述第一电极的折线夹角大小位于90-180°之间。

所述的第一电极和第二电极采用氧化铟锡或氧化铟锌制成。

所述的第二电极整面设置在第二基板与第一基板的对应面上。

所述的液晶层采用正性液晶材料或者负性液晶材料制成。

根据本发明的另一方面，一种立体显示装置包括上述的电驱动液晶透镜、液晶显示面板和背光模组，用于显示图像的液晶显示面板位于该电驱动液晶透镜的下侧并位于向液晶显示面板提供光源的背光模组的上侧。