本實用新型屬于立體顯示技術領域，尤其涉及液晶透鏡及具有該液晶透鏡的立體顯示裝置及智能終端。

背景技術：

人類是通過右眼和左眼所看到的物體的細微差異來感知物體的深度，從而識別出立體圖像的，這種差異被稱為視差。立體顯示技術就是通過人為的手段來制造人的左右眼的視差，給左、右眼分別送去有視差的兩幅圖像，使大腦在獲取了左右眼看到的不同圖像之后，產(chǎn)生觀察真實三維物體的感覺。

隨著人們對液晶材料認識的不斷深入，采用液晶材料制成的液晶透鏡具有廣泛的應用，如應用于實現(xiàn)自由立體顯示的立體顯示裝置。該液晶透鏡主要是在液晶層的兩側的兩片基板上設置兩層電極，并在不同電極上加不同的電壓。進而在兩片基板間形成不同強度的電場，以驅(qū)動液晶分子排列而形成可變焦液晶透鏡。因此只要控制相應電極上的電場強度分布，液晶透鏡的折射率就會發(fā)生相應的改變，從而對屏幕像素出射光的分布進行控制，實現(xiàn)立體顯示和2D/3D的自由切換。

而液晶透鏡的液晶是一種擁有2種折射率狀態(tài)(no和ne)的物質(zhì)，常見的尋常光的折射率no≈1.5，非尋常光的折射率ne≈1.8。液晶透鏡主要是在兩基板中間填充有液晶分子形成液晶層。該液晶層的厚度，也稱為盒厚，會對液晶的光調(diào)節(jié)作用產(chǎn)生很大影響。因此，在液晶透鏡的制造過程中，保證盒厚的均一性是實現(xiàn)高品質(zhì)液晶顯示的基礎。為了保證盒厚的均一性，現(xiàn)有技術主要采用放置間隙子(或間隔物，英文名spacer)的方法。最常用間隙子制品主要有塑料系的壓克力樹脂微粒子與玻璃系的棒狀粒子或硅氧系球狀粒子等三種，目前以塑料系與玻璃系最為普遍。且我們最常用間隙子的折射率約為n＝1.5左右與液晶的非尋常光的折射率ne非常接近。該間隙子的形狀近乎于圓球形。在不加電的狀態(tài)下，液晶透鏡處于2D狀態(tài)，此時液晶分子處于平躺的狀態(tài)，折射率表現(xiàn)為尋常光的折射率no＝1.5，而在兩層基板間的間隙子的折射率為1.5左右，所以當從顯示面板發(fā)出的光通過液晶分子和間隙子時由于兩者之間的折射率差異，散射的光線會進入視場空間，在2D狀態(tài)下間隙子會呈現(xiàn)出一定的亮點或彩點的現(xiàn)象，嚴重的影響觀看的效果和舒適度。

為消除2D顯示易于出現(xiàn)的彩點或亮點現(xiàn)象，現(xiàn)有技術還提出一種在液晶透鏡的一個透鏡單元內(nèi)采用多個電極消除2D顯示時因間隙子原因引起的彩點或亮點現(xiàn)象，然而因需要多個電極，其制作工藝與各電極驅(qū)動控制都變得復雜。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型實施例的目的在于提供一種液晶透鏡、立體顯示裝置及智能終端，旨在解決現(xiàn)有技術中的液晶分子與間隙子之間折射率差異，導致在2D狀態(tài)下呈現(xiàn)亮點或彩點現(xiàn)象，影響觀看效果及舒適度的技術問題。

本實用新型實施例是這樣實現(xiàn)的，本實用新型提供一種液晶透鏡，包括第一基板和第二基板及設于所述第一基板與所述第二基板之間的液晶層和間隙子，所述第一基板上設有多個沿第一方向平行排列的第一電極，所述第二基板上設有多個沿第二方向平行排列的第二電極，且所述第一方向不同于所述第二方向，相鄰兩個所述第一電極之間還設有與所述第一電極平行且絕緣的第三電極，相鄰兩個所述第二電極之間還設有與所述第二電極平行且絕緣的第四電極，各所述第一電極、所述第二電極、所述第三電極以及所述第四電極外連接或連接至電壓驅(qū)動電路；在液晶透鏡處于第一工作狀態(tài)，且所述液晶層呈現(xiàn)透鏡狀態(tài)時，所述電壓驅(qū)動電路向所述第一電極施加第一驅(qū)動電壓，且所述第二電極處于Hi-Z狀態(tài)，并同時向所述第二電極、所述第四電極施加公共電壓；在液晶透鏡處于第二工作狀態(tài)，且所述液晶層呈現(xiàn)透鏡狀態(tài)時，所述電壓驅(qū)動電路向所述第二電極施加第三驅(qū)動電壓，且所述第四電極處于Hi-Z狀態(tài)，并同時向所述第一電極、所述第三電極施加公共電壓。

本實用新型還提供一種立體顯示裝置，包括顯示面板,還包括上述的液晶透鏡，所述液晶透鏡設置于所述顯示面板的出光側，所述立體顯示裝置橫屏顯示時，所述液晶透鏡處于第一工作狀態(tài)，所述立體顯示裝置豎屏顯示時，所述液晶透鏡處于第二工作狀態(tài)。。

本實用新型還提供一種智能終端包括顯示面板,還包括上述液晶透鏡，所述液晶透鏡設置于所述顯示面板的出光側，所述智能終端橫屏顯示時，所述液晶透鏡處于第一工作狀態(tài)，所述智能終端豎屏顯示時，所述液晶透鏡處于第二工作狀態(tài)。

本實用新型實施例提供的液晶透鏡、立體顯示裝置及智能終端，通過在液晶透鏡的相鄰第一電極之間設置第三電極，相鄰第二電極之間設置第四電極，且通過調(diào)節(jié)施加至該第三電極和第四電極的電壓，可消除液晶分子與間隙子之間的折射率差異，不會在2D狀態(tài)下呈現(xiàn)亮點或彩點現(xiàn)象，提升了觀看效果及舒適度。

附圖說明

圖1是本實用新型一實施方式的立體顯示裝置的結構示意圖。

圖2是圖1的液晶透鏡的液晶層呈現(xiàn)透鏡狀態(tài)時的結構示意圖。

圖3是圖1的液晶透鏡的液晶層呈現(xiàn)非透鏡狀態(tài)時的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

實施方式一

請參見圖1至圖3，圖1是本實用新型一實施方式的立體顯示裝置的結構示意圖，圖2是圖1的液晶透鏡的液晶層呈現(xiàn)透鏡狀態(tài)時的結構示意圖，圖3是圖1的液晶透鏡液晶層呈現(xiàn)非透鏡狀態(tài)時的結構示意圖。如圖1所示，本實用新型的立體顯示裝置，包括：顯示面板100和液晶透鏡200，液晶透鏡200設置于顯示面板100的出光側。液晶透鏡200包括相對設置的第一基板210與第二基板290，第二基板290設置于第一基板210的上方，第一基板210與第二基板290之間設有液晶分子230和間隙子240，間隙子240可以為球狀、圓柱狀或其它形狀，用于控制液晶透鏡的盒厚度。第一基板210上設有多個平行排列的第一電極250。第二基板290上設有多個平行排列的第二電極220，第二電極220與第一電極250相對設置，為減少立體顯示時出現(xiàn)的摩爾紋，第一電極250會相對所在第一基板210的寬度方向或長度方向傾斜設置，第二電極220相對所在的第二基板290的寬度方向或長度方向也會傾斜設置。多個第一電極沿第一方向排列設置，多個第二電極沿第二方向平行排列設置，且所述第一方向不同于所述第二方向。相鄰兩個所述第一電極250之間還設有與所述第一電極250平行且絕緣的第三電極260，相鄰兩個所述第二電極220之間還設有與所述第二電極220平行且絕緣的第四電極270，各所述第一電極250、所述第二電極220、所述第三電極260以及所述第四電極270外連接或連接至一電壓驅(qū)動電路。該電壓驅(qū)動電路施加驅(qū)動電壓至上述第一電極250、所述第二電極220、所述第三電極260以及所述第四電極270形成電場使液晶層的液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)呈現(xiàn)透鏡狀態(tài)或非透鏡狀態(tài)。

請進一步參見圖2，液晶透鏡200在相鄰的兩個第一電極250a與250b(或250b與250c)之間設有第三電極260a(或260b)，相鄰的兩個第一電極250a與250b(或250b與250c)與對應的相鄰兩個第二電極220a、220b(220b或220c)可形成一個透鏡單元。在液晶透鏡200處于第一工作狀態(tài)，且所述液晶層呈現(xiàn)透鏡狀態(tài)時，所述電壓驅(qū)動電路向所述第一電極250a與250b(或250b與250c)施加第一驅(qū)動電壓，并同時向第二電極220a、220b(220b或220c)、第四電極270施加公共電壓，且第三電極260a(或260b)處于Hi-Z狀態(tài)；

在液晶透鏡200處于第二工作狀態(tài)，且所述液晶層呈現(xiàn)透鏡狀態(tài)時，所述電壓驅(qū)動電路向所述第二電極施加第三驅(qū)動電壓，并同時向所述第一電極、所述第三電極施加公共電壓，且第四電極處于Hi-Z狀態(tài)。

請進一步參見圖3，在所述液晶透鏡200處于第一工作狀態(tài)，且所述液晶層呈現(xiàn)非透鏡狀態(tài)時，所述電壓驅(qū)動電路向所述第一電極、所述第三電極施加第五驅(qū)動電壓，并同時向所述第二電極、所述第四電極施加公共電壓，所述第五驅(qū)動電壓與所述公共電壓之間的壓差驅(qū)動所述液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以使所述液晶分子與所述間隙子之間的折射率差在預設范圍內(nèi)，這個預設范圍不大于0.1?？上谝还ぷ鳡顟B(tài)下液晶分子與間隙子之間折射率差異，不會在2D狀態(tài)下呈現(xiàn)亮點或彩點現(xiàn)象。

在所述液晶透鏡200處于第二工作狀態(tài)，且所述液晶層呈現(xiàn)非透鏡狀態(tài)時，所述電壓驅(qū)動電路向所述第二電極、所述第四電極施加第六驅(qū)動電壓，并同時向所述第一電極、所述第三電極施加公共電壓，所述第六驅(qū)動電壓與所述公共電壓之間的壓差驅(qū)動所述液晶分子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，以使所述液晶分子與所述間隙子之間的折射率差在預設范圍內(nèi)，這個預設范圍不大于0.1。

上述第一工作狀態(tài)是指液晶透鏡的第一基板上的第一電極250與第三電極260作為驅(qū)動電極，而第二基板上的第二電極220和第四電極270作為公共電極；上述第二工作狀態(tài)是指液晶透鏡的第二基板上的第二電極220與第四電極270作為驅(qū)動電極，而第一基板上的第一電極250與第三電極260作為公共電極。當然，并不局限于此，還可以是反過來。

一個優(yōu)選實施例中，所述第一電極250與所述第三電極260之間的間隙寬度為不大于20um，和/或所述第二電極220與第四電極270之間的間隙寬度為不大于20um。

一個優(yōu)選實施例中，所述第一電極250的寬度與所述第三電極260寬度不相等，所述第二電極220寬度與所述第四電極270寬度不相等。

一個優(yōu)選實施例中，所述第一電極250的寬度小于等于20um，所述第二電極220的寬度小于等于20um。

第一電極250的寬度、第二電極220的寬度為15um。

第一電極250的寬度、第二電極220的寬度均為12um。

進一步地，在液晶透鏡200處于第一工作狀態(tài)且所述液晶層呈現(xiàn)透鏡狀態(tài)時的液晶透鏡單元的間距為第一間距，在液晶透鏡處于第二工作狀態(tài)且所述液晶層呈現(xiàn)透鏡狀態(tài)時的液晶透鏡單元的間距為第二間距，所述第一間距與所述第二間距不相等，當然，也可以設置相等。

具體實施例中,在所述液晶透鏡處于非透鏡狀態(tài)時，施加至所述第一電極和所述第三電極的第二驅(qū)動電壓均為4.0v；在所述液晶透鏡處于透鏡狀態(tài)時，施加至所述第一電極的第一驅(qū)動電壓為4.0v，所述第三電極處于Hi-Z狀態(tài)，或者，施加至所述第三電極的第一驅(qū)動電壓為4.0V，所述第四電極處于Hi-Z狀態(tài)。

本實用新型的立體顯示裝置無論顯示面板橫向和豎向放置都可實現(xiàn)裸眼3D顯示，尤其適用于便攜式電子設備，如平板電腦、移動通信終端或游戲機。

進一步地，所述第一電極的寬度與所述第二電極寬度不相等，且所述第二電極的寬度遠大于所述第一電極的寬度。

在本實用新型的立體顯示裝置中，在所述立體顯示裝置橫屏顯示時，所述液晶透鏡處于第一工作狀態(tài)；所述立體顯示裝置豎屏顯示時，所述液晶透鏡處于第二工作狀態(tài)。

本實用新型的立體顯示裝置不僅可以在同一屏幕下實現(xiàn)2D顯示和3D顯示，而且還可以實現(xiàn)第一工作狀態(tài)與第二工作狀態(tài)切換。

如圖1與圖2所示，本實用新型的立體顯示裝置，包括顯示面板100和上述液晶透鏡200，液晶透鏡200設置于顯示面板100的出光側，當所述顯示面板100同時顯示2D顯示內(nèi)容和3D顯示內(nèi)容，所述驅(qū)動信號輸出端將第一驅(qū)動電壓施加于與所述3D顯示內(nèi)容相對應的所述獨立區(qū)域內(nèi)的所述第二電極250，以分區(qū)同時顯示2D顯示內(nèi)容和3D顯示內(nèi)容。這樣，液晶透鏡200的驅(qū)動變得簡單，而且立體顯示裝置可同屏顯示2D內(nèi)容和3D內(nèi)容。立體顯示裝置橫屏顯示時，液晶透鏡處于第一工作狀態(tài)，所述立體顯示裝置豎屏顯示時，液晶透鏡處于第二工作狀態(tài)。

如圖1與圖2所示，本實用新型還提供一種智能終端，包括顯示面板和液晶透鏡200，液晶透鏡200設置于顯示面板100的出光側，液晶透鏡100為前面所述的液晶透鏡，具體請參見前面說明書介紹，在此不再贅述。當所述顯示面板100同時顯示2D顯示內(nèi)容和3D顯示內(nèi)容，所述驅(qū)動信號輸出端將第一驅(qū)動電壓施加于與所述3D顯示內(nèi)容相對應的所述獨立區(qū)域內(nèi)的所述第二電極250，以分區(qū)同時顯示2D顯示內(nèi)容和3D顯示內(nèi)容。該智能終端可以是帶立體顯示的智能機器人、智能電話以及智能可穿戴式設備以及AR/VR設備。該智能終端可在同一屏幕實現(xiàn)2D顯示和3D顯示，同時結構和驅(qū)動簡單。所述智能終端橫屏顯示時，所述液晶透鏡處于第一工作狀態(tài)，所述智能終端豎屏顯示時，所述液晶透鏡處于第二工作狀態(tài)。

本實用新型的智能終端由于采用前面所述的液晶透鏡結構，不僅可實現(xiàn)橫屏和豎屏顯示，而且在2D顯示時可消除液晶分子與間隙子之間的折射率差異，不會在2D狀態(tài)下呈現(xiàn)亮點或彩點現(xiàn)象，提升了觀看效果及舒適度。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。