CN108828849A - 柔性液晶透镜及其电阻渐变电极的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了柔性液晶透镜及其电阻渐变电极的制备方法，该制备方法包括：图案化所述柔性液晶透镜的第一电极层和第二电极层中的至少一者，形成亲疏水性不同或线宽不同的区域，在所述区域上涂布导电材料形成电阻渐变电极；或，利用光学与化学手段在空间上对所述柔性液晶透镜的第一电极层或第二电极层的至少一者产生渐变式破坏，导致电阻产生空间分布上的差异，形成电阻渐变电极。本发明实施例实现柔性液晶透镜间的电场极值或电场渐变的变化率的独立调制，扩大柔性液晶透镜的调制范围。

Description

柔性液晶透镜及其电阻渐变电极的制备方法

技术领域

本发明实施例涉及液晶显示技术领域，尤其涉及柔性液晶透镜及其电阻渐变电极的制备方法。

背景技术

目前，随着近眼显示的发展，在增强现实、虚拟现实以及混合现实领域，人们对视觉质量的要求越来越高，而传统的近眼3D显示设备为双眼式结构，其需要双眼接受不同的图像，由于目标成像距离不等于屏幕实际距离，存在聚焦-视差冲突，容易使人感觉晕眩等不适。

现有的技术中，液晶透镜阵列在解决这一关键要求上具有广阔的前景，因为与普通的微透镜阵列相比，液晶透镜可以通过加载电压自由地进行2D/3D的切换，通过在局部形成3D画面，实现AR的裸眼3D显示。现有的液晶透镜阵列均为刚性的阵列，阵列不允许弯曲，所以光在经过透镜进入眼球这一过程中，需要在透镜上进行大量的光学修正，才能满足在眼球中的显示质量的要求，但这样会大大增加设备的硬件负担，设备体积巨大不方便，且需要对光学修正进行设计，会提高整体的设计难度，并且在用户的体验上会感觉沉浸度不高，影响使用效果。

液晶透镜相当于电压可调节的变焦透镜，在电压的作用下，液晶会发生偏转，电压不同，液晶发生偏转的角度也不同，导致光线经过透镜后的折射率不同。在立体显示中，需要在液晶透镜上施加不同的合适电压，使得液晶发生合适的偏转，实现近眼显示。目前，应用在液晶透镜阵列的电极驱动结构主要有两种，一种为多电极驱动结构，另一种为单面电极和高阻抗层组合驱动结构。

在多电极驱动结构中，在液晶透镜电极上图形化出多条电极，其中每一条或几条电极连接一个单独的电源驱动，这样每一个液晶透镜就会由多个电压不同的电源进行驱动，得到渐变的电压变化趋势，从而对液晶进行渐变式驱动，得到渐变的折射率变化，形成液晶透镜阵列。该驱动方式从原理上看十分简单，然而在实际工艺制备中是非常繁琐复杂的，由于需要多条相互独立的电路连接到不同的电源，电路走线变得十分复杂。同时液晶透镜的外围驱动也会随着液晶透镜数量的增加而愈加错综复杂，难以实现；在单面电极和高阻抗层组合驱动结构，即在液晶透镜电极上不做图案化，或在液晶透镜阵列电极上做区域化面电极，并在电极层上沉积镀上一层具有高阻抗的材料。该高阻抗层的功能是将原本锐利的电场分布变得平缓下来，拓宽了电场分布区域同时降低了电场强度的极值，以得到平滑渐变的电场分布，从而对液晶进行渐变式驱动，得到渐变的折射率变化，形成液晶透镜阵列。该方式大大简化了制备工艺，且驱动简易，然而该结构在改变高阻抗层的阻抗值时，液晶透镜的电场幅值和电场变化率同时发生变化，无法实现单独的调制电场的极值或电场渐变的变化率，从而无法实现各式各样的电场分布曲线，限制了液晶透镜的调制范围。

发明内容

本发明提供柔性液晶透镜及其电阻渐变电极的制备方法，以实现液晶透镜间的电场极值或电场渐变的变化率的独立调制，扩大液晶透镜的调制范围。

第一方面，本发明实施例提供了一种柔性液晶透镜中的电阻渐变电极的制备方法，该制备方法包括：

图案化所述柔性液晶透镜的第一电极层和第二电极层中的至少一者，形成亲疏水性不同或线宽不同的区域，在所述区域上涂布导电材料形成电阻渐变电极；或，

利用光学与化学手段在空间上对所述柔性液晶透镜的第一电极层或第二电极层的至少一者产生渐变式破坏，导致电阻产生空间分布上的差异，形成电阻渐变电极。

第二方面，本发明实施例还提供了一种柔性液晶透镜，其特征在于，包括：

第一柔性基板；

第二柔性基板，所述第二柔性基板位于所述第一柔性基板上方并以预定间隔相对设置；

第一电极层，所述第一电极层形成于所述第一柔性基板上表面；

第二电极层，所述第二电极层形成于所述第二柔性基板下表面；

其中，所述第一电极层和所述第二电极层中的至少一者为电阻渐变电极，所述电阻渐变电极根据上述柔性液晶透镜电阻渐变电极的制备方法制得；

液晶层，所述液晶层密封于所述第一柔性基板和所述第二柔性基板之间；以及

间隔体，所述间隔体用于保持所述第一柔性基板和所述第二柔性基板之间预定间距。

上述提供的柔性液晶透镜及其电阻渐变电极的制备方法该柔性液晶透镜制备方法包括：图案化所述柔性液晶透镜的第一电极层和第二电极层中的至少一者，形成亲疏水性不同或线宽不同的区域，在所述区域上涂布导电材料形成电阻渐变电极；或，利用光学与化学手段在空间上对所述柔性液晶透镜的第一电极层或第二电极层的至少一者产生渐变式破坏，导致电阻产生空间分布上的差异，形成电阻渐变电极，通过调节电阻渐变电极层的不同区域的电阻分布，以实现液晶透镜间的电场极值或电场渐变的变化率的独立调制，扩大液晶透镜的调制范围。

附图说明

图1是本发明实施例二提供的一种柔性液晶透镜中的电阻渐变电极的制备方法的流程图；

图2是本发明实施例三提供的一种柔性液晶透镜中的电阻渐变电极的制备方法的流程图；

图3是本发明实施例四提供的一种柔性液晶透镜中的电阻渐变电极的制备方法的流程图；

图4是本发明实施例五提供的一种柔性液晶透镜中的电阻渐变电极的制备方法的流程图；

图5是本发明实施例六提供的柔性液晶透镜的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

本实施例提供了一种柔性液晶透镜中的电阻渐变电极的制备方法，该制备方法包括：图案化所述柔性液晶透镜的第一电极层和第二电极层中的至少一者，形成亲疏水性不同或线宽不同的区域，在所述区域上涂布导电材料形成电阻渐变电极；或，

利用光学与化学手段在空间上对所述柔性液晶透镜的第一电极层或第二电极层的至少一者产生渐变式破坏，导致电阻产生空间分布上的差异，形成电阻渐变电极。

示例性的，通过溶液态制程或者真空制程的方式图案化该第一电极层和该第二电极层中的至少一者形成电阻渐变电极，可以在第一电极层上形成电阻渐变电极，第二电极层上形成面电极，也可以在第一电极层上形成面电极，在第二电极层上形成电阻渐变电极，也可以在第一电极层和电极层上同时形成电阻渐变电极。其中，电阻渐变电极的各个区域内的电阻不相同。

其中，电阻渐变电极为图案化的多个导电区域组成的电极，不同导电区域的电阻不同，电阻渐变电极的电阻差异主要由导电区域的线宽、导电材料的密度和导电材料的接触程度决定的。图案化第一电极层和第二电极层上的至少一者形成电阻渐变电极具体可以为：在其他条件相同的情况下，制备出导电区域线宽不同，或导电材料的密度不同，或导电材料的接触程度不同的导电区域。在其他条件相同的情况下，通过不同的掩膜版制备出线宽不同的导电区域，该导电区域的线宽越大，则相对应的该导电区域的电阻越小；或者在其他条件相同的情况下，通过对不同的导电区域进行不同程度的亲疏水性处理，使得不同导电区域内吸附导电材料的能力不同，制备出导电材料密度不同的导电区域，该导电区域吸附导电材料的能力越强，则该导电区域的导电材料的密度越大，相对应的电阻越小；或者在其他条件相同的情况下，通过对具有相同线宽和相同导电材料密度的导电区域，采用不同的物理或化学刻断技术，破坏导电材料的接触程度，形成导电材料接触程度不同的导电区域，该导电区域的导电材料被刻断的程度越小，导电材料的接触程度越好，相对应的该导电区域的电阻越小，其中，物理刻断技术可以为激光刻断、冷冻断裂、刀锯隔断等；化学刻断技术可以为湿法刻蚀、光酸刻蚀等化学腐蚀方法。

需要说明的是，本发明实施例所述的溶液态制程，是指制备柔性器件中的各个膜层时使用的各种溶液的方法的总称，例如，溶液态制程可以包括旋涂法、刮涂法、电喷涂布法、狭缝式涂布法、条状涂布法、浸沾式涂布法、滚筒式涂布法、喷墨印刷法、喷嘴印刷法、凸板印刷法等。具体地，这些溶液态制程属于现有技术，本领域技术人员可以根据实际情况具体选择制备过程中的各个参数，本发明实施例对于其每种方法的具体操作过程不再详细描述。

本实施例通过图案化所述柔性液晶透镜的第一电极层和第二电极层中的至少一者，形成亲疏水性不同或线宽不同的区域，在所述区域上涂布导电材料形成电阻渐变电极；或，利用光学与化学手段在空间上对所述柔性液晶透镜的第一电极层或第二电极层的至少一者产生渐变式破坏，导致电阻产生空间分布上的差异，形成电阻渐变电极，通过该电阻渐变电极的制备方法，调节电阻渐变电极层的不同区域的电阻的大小和电阻值的变化趋势，以实现液晶透镜间的电场极值或电场渐变的变化率的独立调制，扩大液晶透镜的调制范围。

实施例二

本实施例对上述实施例中的制备方法“图案化所述柔性液晶透镜的第一电极层和第二电极层中的至少一者，形成亲疏水性不同或线宽不同的区域，在所述区域上涂布导电材料形成电阻渐变电极”进行详细的说明，图1是本发明实施例二提供的一种柔性液晶透镜中的电阻渐变电极的制备方法的流程图，如图1所示，该制备方法可以为：

在第一柔性基板和第二柔性基板的至少一者上形成间隔设置的线宽不相同的区域，并对所述区域进行相同程度的亲水化处理；

在所述区域内涂布导电材料，形成导电材料密度相同的导电区域，制备出电阻渐变电极。

其中，在本实施例中，在第一柔性基板和第二柔性基板的至少一者上覆盖第一掩膜版，该第一掩膜版的开口区域为第一电极层或者第二电极层上的图案化区域，该开口区域的线宽并不相同，把放置有第一掩膜版的第一柔性基板和/或第二柔性基板放置在同一环境下进行相同程度的亲水化处理，从而在第一柔性基板和第二柔性基板至少一者上上形成间隔设置的线宽不同的相对应区域。导电材料分散在去离子水或者有机溶剂中，经过亲水化处理的区域富含亲水基团，该亲水基团与导电材料分散液中的亲水基团相互吸引，从而使得导电材料停留在该区域。在经过亲水化处理的区域上均匀涂布导电材料，由于该区域的亲水化程度相同，所以导电材料被吸附的量也相同，从而形成导电材料密度相同的导电区域。由于导电区域的线宽不同，根据R＝pL/S可知，导电区域的线宽越小，该区域的电阻越大，从而形成电阻渐变电极。

其中，导电材料可以是金属或导电聚合物，它们具体包括但不限于，金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、钼(Mo)、镍(Ni)、钨(W)、铟锡氧化物(ITO)、聚噻吩、聚苯胺、聚乙炔、聚吡咯、聚亚苯基乙烯和据乙烯二氧噻吩(PEDOT)/聚苯乙烯磺酸酯(PSS)混合物、石墨烯、碳纳米材料等，导电材料的形态可以是纳米颗粒、纳米线、纳米管、纳米块等。

在本实施例的一个优选的实施方式中，将第一柔性基板和第二柔性基板的至少一者进行六甲基二硅氮烷(Hexamethyldisilazane，HMDS)熏蒸，获得疏水表面，然后在其上面覆盖第一掩膜版，放置在紫外臭氧或者等离子体处理仪器中以55％的强度进行亲水化处理5分钟，随后移动第一掩膜版，即可得到图像化的亲水性区域。在该柔性基板上均匀涂布纳米银线分散液，得到对应的电极图案，从而形成电阻渐变电极。该第一掩膜版的不同曝光区域的线宽并不相同。在本实施例中，先在柔性基板上进行疏水化处理，再获得亲水性的区域，其目的在于：使得导电区域和非导电区域的界限更加明显，在进行涂布导电材料的过程中，导电材料全部集中在亲水性区域，而非导电区域因为疏水性而没有导电材料，从而提高电阻渐变电极的制备质量。

需要说明的是，由于需要在第一柔性基板和第二基板的至少一者上制备图案化的电阻渐变电极，所以需要至少一种掩膜版以辅助制备出电阻不同的导电区域，该掩膜版的材料、掩膜版的大小、掩膜版的开口位置、开口面积或开口方向可能不同，使得在第一柔性基板和第二柔性基板的至少一者上形成图案不同或表面性能不同的区域，从而制备出电阻渐变电极。

本发明实施例通过在第一柔性基板和第二柔性基板的至少一者上形成间隔设置的线宽不相同的区域，并对该区域进行相同程度的亲水化处理，在该区域内涂布导电材料，形成导电材料密度相同的导电区域，制备出电阻渐变电极，通过该电阻渐变电极的制备方法，调节电阻渐变电极层的不同区域的电阻的大小和电阻值的变化趋势，以实现液晶透镜间的电场极值或电场渐变的变化率的独立调制，扩大液晶透镜的调制范围。

实施例三

本实施例对上述实施例中的制备方法“图案化所述柔性液晶透镜的第一电极层和第二电极层中的至少一者，形成亲疏水性不同或线宽不同的区域，在所述区域上涂布导电材料形成电阻渐变电极”进行另一种详细的说明，图2是本发明实施例三提供的一种柔性液晶透镜中的电阻渐变电极的制备方法的流程图，如图2所示，该制备方法还可以为：

在第一柔性基板和第二柔性基板的至少一者上形成间隔设置的线宽相同的区域，对所述区域进行不同程度的亲水化处理；

在所述区域内涂布导电材料，形成导电材料密度不同的导电区域，制备电阻渐变电极。

在本实施例中，在第一柔性基板和第二柔性基板的至少一者上覆盖第二掩膜版，并将该柔性基板以第一强度进行亲水化处理；之后在该柔性基板上覆盖第三掩膜版，并将该柔性基板以第二强度进行亲水化处理，以此类推，在该柔性基板上使用多个不同的掩膜版分别进行不同强度的亲水化处理，以获得线宽相同而亲水性程度不同的区域，其中，第一强度不等于第二强度，其中，第一掩膜版和第二掩膜版等多个掩膜版在该柔性基板上共同制备出的图案共同组成图案化区域，各个掩膜版的线宽相同。示例性的，在紫外臭氧仪器中分别处理10、15、20和25分钟得到亲水性不同的区域，或者在等离子体仪器中分别以35％、45％、55％和65％强度进行处理得到亲水性不同的区域。

在该亲水性不同的区域上均匀涂布导电材料，因为亲水性不同，所以不同区域的亲水基团的吸附能力不同，导致在亲水性强的区域的导电材料的密度更大，电阻更小，亲水性弱的区域的导电材料的密度更小，电阻更大，从而形成渐变电极。

需要说明的是，由于需要在第一柔性基板和第二基板的至少一者上制备图案化的电阻渐变电极，所以需要至少一种掩膜版以辅助出制备电阻不同的导电区域，该掩膜版的材料、掩膜版的大小、掩膜版的开口位置、开口面积或开口方向可能不同，使得在第一柔性基板和第二柔性基板的至少一者上形成图案不同或表面性能不同的区域，从而制备出电阻渐变电极。

本发明实施例通过在第一柔性基板和第二柔性基板的至少一者上形成间隔设置的线宽相同的区域，对该区域进行不同程度的亲水化处理，在该区域内涂布导电材料，形成导电材料密度不同的导电区域，制备电阻渐变电极，通过该电阻渐变电极的制备方法，调节电阻渐变电极层的不同区域的电阻的大小和电阻值的变化趋势，以实现液晶透镜间的电场极值或电场渐变的变化率的独立调制，扩大液晶透镜的调制范围。

实施例四

本实施例对上述实施例中的制备方法“利用光学与化学手段在空间上对所述柔性液晶透镜的第一电极层或第二电极层的至少一者产生渐变式破坏，导致电阻产生空间分布上的差异，形成电阻渐变电极”进行详细的说明，图3是本发明实施例四提供的一种柔性液晶透镜中的电阻渐变电极的制备方法的流程图，如图3所示，该制备方法可以为：

在第一柔性基板和第二柔性基板的至少一者上形成间隔设置的线宽相同的区域，对所述区域内涂覆导电材料，形成导电区域；

对所述导电区域的导电材料利用激光技术对所述导电区域进行不同程度的刻断处理，形成电阻渐变电极。

在本实施例中，在第一柔性基板和第二柔性基板的至少一者上覆盖第四掩膜版，该第四掩膜版的开口区域为第一电极层或者第二电极层上的图案化区域，该开口区域的线宽相同，把放置有第四掩膜版的第一柔性基板和/或第二柔性基板放置在同一环境下进行相同程度的亲水化处理，从而在第一柔性基板和第二柔性基板至少一者上上形成间隔设置的线宽相同、亲水性程度相同的相对应区域。

把该导电区域的导电材料进行不同程度的激光刻断处理，示例性的，对第一导电区域进行一次激光刻断，对第二导电区域进行两次激光刻断，对第三导电区域进行三次激光刻断，以此类推。在本实施例中，调节刻蚀的强度至一定强度，使得不足以一次刻断纳米银线，需要重复多次才可完全刻断。因为导电材料所形成导电网络被不同程度的破坏断裂，刻蚀次数越多，导电网络被断裂得越严重，该区域的电阻越大，从而形成电阻渐变电极。

需要说明的是，由于需要在第一柔性基板和第二基板的至少一者上制备图案化的电阻渐变电极，所以需要至少一种掩膜版以辅助制备出电阻不同的导电区域，该掩膜版的材料、掩膜版的大小、掩膜版的开口位置、开口面积或开口方向可能不同，使得在第一柔性基板和第二柔性基板的至少一者上形成图案不同或表面性能不同的区域，从而制备出电阻渐变电极。

本发明实施例通过在第一柔性基板和第二柔性基板的至少一者上形成间隔设置的线宽相同的区域，对该区域内涂覆导电材料，形成导电区域，对该导电区域的导电材料进行刻断处理，形成电阻渐变电极，通过该电阻渐变电极的制备方法，调节电阻渐变电极层的不同区域的电阻的大小和电阻值的变化趋势，以实现液晶透镜间的电场极值或电场渐变的变化率的独立调制，扩大液晶透镜的调制范围。

实施例五

本实施例对上述实施例中的制备方法“图案化所述柔性液晶透镜的第一电极层和第二电极层中的至少一者，形成亲疏水性不同或线宽不同的区域，在所述区域上涂布导电材料形成电阻渐变电极”进行另一种详细的说明，图4是本发明实施例五提供的一种柔性液晶透镜中的电阻渐变电极的制备方法的流程图，如图4所示，该制备方法还可以为：

在第一柔性基板和第二柔性基板的至少一者上涂覆导电材料和光敏化合物混合液；

在所述混合液上方放置灰阶光照掩膜版进行曝光处理，再放置在设定坏境中进行热处理，通过化学腐蚀的方式对所述导电材料的接触进行不同程度的破坏处理，制备出电阻渐变电极。

其中，该光敏化合物为热可激活的阳离子光敏化合物，包括但不限于二芳基碘鎓盐、三芳基锍盐和重氮盐的鎓盐。这些光敏化合物通常溶于极性溶剂并经光照射降解为酸，通常所产生的酸的浓度不足以破坏金属纳米结构。另一方面，当在不存在光照射的情况下加热时，该光敏化合物降解为能够破坏金属纳米结构的腐蚀性物质，由此降低金属纳米结构的导电性和互连性。

其中，灰阶光照掩膜版为灰阶紫外光掩膜版，也可以是其他可见光或者非可见光的灰阶掩膜版，例如：白光、蓝光、红光、红外光等，在不同的灰阶上，该种光透过光照掩膜版的程度不同。本实施例以灰阶紫外光掩膜版为例进行说明。该灰阶紫外光掩膜版是一种具有多个灰阶的掩膜版，不同的灰阶等级遮挡紫外光的能力不同，使得紫外光全透过、部分透过或者零透过。设定环境是指对环境中的亮度和温度进行设备以使得光敏化合物得到不同程度的热降解。为了防止光敏化合物在热处理过程中受到其他光照的影响，优选在黑暗的环境中进行，处理温度优选为在120～150℃，处理时间优选为60～90秒。

在第一柔性基板和第二柔性基板的至少一者上涂覆导电材料和光敏化合物混合液，并在其上方放置灰阶紫外光掩膜版，先进行紫外光曝光处理。在暴露于光照射的区域中的光敏化合物降解或自毁而不影响导电材料的结构，在灰阶紫外光掩膜版影响下，紫外光在不同区域通过的量不同，光敏化合物发生降解的程度不同。再把涂覆有导电材料和光敏化合物的第一柔性基板和/或第二柔性基板放置在黑暗的环境中进行热处理，通过热激活在先前被掩盖的区域而未被降解的剩余的光敏化合物，产生腐蚀性的热降解物质，有效地腐蚀导电材料的结构，导致掩盖区域的电阻变高。由于在灰阶紫外光掩膜版的作用下，不同区域剩余的光敏化合物的量不同，热处理后产生的腐蚀性的热降解物质的量不同，腐蚀导电材料结构的程度也不同，从而形成电阻渐变电极层。另一方面，未掩盖区域中的电阻不受影响，因为初始的紫外光照射已经破坏其中的任何热可激活的光敏化合物。

需要说明的是，由于需要在第一柔性基板和第二基板的至少一者上制备图案化的电阻渐变电极，所以需要至少一种掩膜版以辅助制备出电阻不同的导电区域，该掩膜版的材料、掩膜版的大小、掩膜版的开口位置、开口面积或开口方向可能不同，使得在第一柔性基板和第二柔性基板的至少一者上形成图案不同或表面性能不同的区域，从而制备出电阻渐变电极。

本发明实施例通过在第一柔性基板和第二柔性基板的至少一者上涂覆导电材料和光敏化合物混合液，先覆盖灰阶紫外光掩膜版进行紫外曝光处理，再放置在黑暗坏境中进行热处理，形成导电材料的接触程度不同的导电区域，制备出电阻渐变电极，通过该电阻渐变电极的制备方法，调节电阻渐变电极层的不同区域的电阻的大小和电阻值的变化趋势，以实现液晶透镜间的电场极值或电场渐变的变化率的独立调制，扩大液晶透镜的调制范围。

实施例六

图5是本发明实施例六提供的柔性液晶透镜的结构示意图。如图1所示，液晶透镜包括：第一柔性基板11；位于第一柔性基板11上方并以预定间隔相对设置的第二柔性基板12；形成于第一柔性基板11上表面的第一电极层13；形成于第二柔性基板12下表面的第二电极层14；其中，第一电极层13和第二电极层14中的至少一者为图案化的电阻渐变电极；密封于第一柔性基板11和所述第二柔性基板11之间的液晶层15；以及用于保持第一柔性基板11和第二柔性基板12之间预定间距的间隔体16。

其中，第一柔性基板11和第二柔性基板12的材料可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚醚醚酮、聚醚砜、乙烯醇、聚碳酸酯、聚甲醛树脂、聚氨酯、聚烯烃、聚乙烯类、金属箔片、超薄玻璃、纸质衬底、丝织物材料或生物复合材料等。第一柔性基板可以是液晶透镜中紧贴显示面板安装的柔性基板，也可以是液晶透镜中远离显示面板的柔性基板；第一电极层可以是面电极，也可以是图案化的电极。第二柔性基板可以是液晶透镜中紧贴显示面板安装的柔性基板，该第二柔性基板也可以是液晶透镜中远离显示面板的柔性基板；第二电极层可以是面电极，也可以是图案化的电极。

通过溶液态制程或者真空制程的方式图案化该第一电极层和该第二电极层中的至少一者形成电阻渐变电极，可以在第一电极层上形成电阻渐变电极，第二电极层上形成面电极，也可以在第一电极层上形成面电极，在第二电极层上形成电阻渐变电极，也可以在第一电极层和电极层上同时形成电阻渐变电极。其中，电阻渐变电极的各个区域内的电阻不相同。

其中，电阻渐变电极为图案化的多个导电区域组成的电极，不同导电区域的电阻不同，电阻渐变电极的电阻差异主要由导电区域的线宽、导电材料的密度和导电材料的接触程度决定的。图案化第一电极层和第二电极层上的至少一者形成电阻渐变电极具体可以为：在其他条件相同的情况下，制备出导电区域线宽不同，或导电材料的密度不同，或导电材料的接触程度不同的导电区域。在其他条件相同的情况下，通过不同的掩膜版制备出线宽不同的导电区域，该导电区域的线宽越大，则相对应的该导电区域的电阻越小；或者在其他条件相同的情况下，通过对不同的导电区域进行不同程度的亲疏水性处理，使得不同导电区域内吸附导电材料的能力不同，制备出导电材料密度不同的导电区域，该导电区域吸附导电材料的能力越强，则该导电区域的导电材料的密度越大，相对应的电阻越小；或者在其他条件相同的情况下，通过对具有相同线宽和相同导电材料密度的导电区域，采用不同的物理或化学刻断技术，破坏导电材料的接触程度，形成导电材料接触程度不同的导电区域，该导电区域的导电材料被刻断的程度越小，导电材料的接触程度越好，相对应的该导电区域的电阻越小，其中，物理刻断技术可以为激光刻断、冷冻断裂、刀锯隔断等；化学刻断技术可以为湿法刻蚀、光酸刻蚀等化学腐蚀方法。

如图5所示，在本发明的一个优选实施方式中，第一电极层13为图案化的电阻渐变电极，第二电极层14为面电极，其中，间隔体制备在面积电极上或者电阻渐变电极上。

在本发明的另一个优选实施方式中，第一电极层13为面电极，第二电极层14为图案化的电阻渐变电极，其中，间隔体制备在面积电极上或电阻渐变电极上，也可以制备在第一柔性基板或第二柔性基板上。

在本实施例中，电阻渐变电极的不同区域的电阻不同，所以当在液晶透镜的第一电极层和第二电极层之间施加电压时，图案化的电阻渐变电极由于不同区域的电阻分布不同而产生渐变的电场分布，液晶层中的液晶分子沿电场方向转向分布，呈现出透镜效果。电场越大，液晶分子偏转的角度越大，液晶透镜的偏光能力越大。在渐变电场的作用下，处于不同区域内液晶层中的液晶分子沿电场方向发生的偏转不同，从而导致入射光折射率不同。通过调节电阻渐变电极的各个区域的电阻分布方式，改变不同区域的电场分布情况，从而改变液晶分子的偏转角度极值和变化率。再通过调节第一电极层和第二电极层之电位差和频率，改变电场强度和折射率，调节液晶透镜的屈光度。

其中，该图案化的电阻渐变电极的图案可以为条形状、圆形、三角形、四边形或者六边形中的一种或者多种。

液晶透镜还包括密封于第一柔性基板11和第二柔性基板12之间的液晶层15。液晶层15可以通过将第一柔性基板11和第二柔性基板12接合后，再将液晶从预留的入口注入到两个柔性基板之间来形成。液晶为向列相液晶、近晶相液晶、蓝相液晶、聚合物液晶、胆甾相液晶、光活性反应型液晶中的一种或几种。

该间隔体16可以制备在第一柔性基板或者第二柔性基板上，也可以制备在第一电极层上或者第二电极层上，优选的，间隔体制备在面电极或者面电极所在的柔性基板上，当间隔体制备在面电极所在的柔性基板上时，柔性基板表面除间隔体所占用的区域外的所有区域形成面电极，或者在柔性基板上制备完整的面电极，并在面电极上制备间隔体。当然，也可以制备在电阻渐变电极或者电阻渐变电极所在的柔性基板上。间隔体16与第一柔性基板11和第二柔性基板12之间为粘接关系，在液晶透镜弯曲过程中，通过粘接的关系限制弯曲使得第一柔性基板和第二柔性基板之间的距离保持相同，避免因弯曲造成的拉伸使得两柔性基板内的距离不同而导致内部结构的坍塌或者变形，保证了内部液晶结构在弯曲过程中的处于正常的工作环境中。

突出的间隔体可以制备在第一柔性基板或者第二柔性基板上，也可以制备在第一电极层上或者第二电极层上。优选的，间隔体制备在面电极或者面电极所在的柔性基板上。通过光刻的方式在在第一柔性基板或者第二柔性基板上，或在第一电极层上或者第二电极层上制备出光刻胶间隔体，间隔体的厚度为4微米。在第一柔性基板或第二柔性基板或第一电极层或第二电极层上旋涂一层光刻胶，并在光刻胶上放置一掩膜版后进行紫外曝光处理后，把掩膜版上的图形结构转移到第一柔性基板或第二柔性基板或第一电极层或第二电极层上，再把旋涂有光刻胶的第一柔性基板或第二柔性基板进行显影，剩下的图形化结构的光刻胶便是光刻胶间隔体。

间隔体还可以是聚合物墙，该聚合物墙墙体相互连接，聚合物墙为墙壁连接的结构，其内部形成多个中空的结构，在中空的内部设置有液晶，因为中空的结构是相对独立的，能够减少液晶在正常工作时的流动作用，增强整体的成像效果，另外采用墙体相互连接的结构，能够为弯曲过程中提供更加稳健的支柱结构，以保证内部空间的稳定性。

聚合物墙单体材料为二丙烯酸二甘醇酯、二丙烯酸三甘醇酯、二丙烯酸四甘醇酯、二丙烯酸聚乙二醇酯、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯、二甲基丙烯酸聚乙二醇酯、乙氧基化双酚A二丙烯酸酯、乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯、氨基甲酸酯二丙烯酸酯、甲基丙烯酸β羟乙酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸乙酯、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯、丙烯酸-3，5，5-三甲基已酯中的一种或几种。

需要说明的是，当液晶层的材料为向列型液晶时，第一电极层和第二电极层与液晶层之间还分别设置有配向层。配向层的增设是因为液晶为向列型液晶时必须要增加的结构，才能够使得向列型液晶正常工作。

在本实施例的一个优选实施方式中，可以通过将第一柔性基板和第二柔性基板接合后再将液晶从预留的入口注入到两个柔性基板之间来形成液晶层。

在本实施例的另一个优选实施方式中，液晶层也可以通过将液晶涂覆在第一柔性基板或第二柔性基板上之后利用另一柔性基板夹住密封来形成。

其中，接合是指第一柔性基板和第二柔性基板通过固定装置使其相互接连在一起，该固定装置可以是夹子、框胶或者其他的粘连剂。

需要说明的是，由于需要在第一柔性基板和第二基板的至少一者上制备图案化的电阻渐变电极，所以需要至少一种掩膜版以辅助制备出电阻不同的导电区域，该掩膜版的材料、掩膜版的大小、掩膜版的开口位置、开口面积或开口方向可能不同，使得在第一柔性基板和第二柔性基板的至少一者上形成图案不同或表面性能不同的区域，从而制备出电阻渐变电极。

需要说明的是，传统的液晶透镜采用面电极和高阻抗层相结合的结构来实现电场的分布，使得能够利用更小的电功率将电场分布到图案区域的中心，并且使得电场电压曲线更加平滑。该面电极和高阻抗层相结合的结构等效于多个相同电阻串联的结构，其中每个电阻的阻值相同，该等效电阻的阻值与高阻抗层的材料以及制备过程中的参数有关。当改变高阻抗层的某一或多个影响因素，会改变高阻抗层所对应的等效电阻的阻值，从而影响液晶透镜的电场大小和电场分布的变化情况。以高阻抗层的厚度这一影响因素为例，当采用传统方案通过改变高阻抗层的厚度来改变液晶透镜的电场极值时，由于液晶透镜的电场渐变的变化率与电场大小为非线性变化关系，液晶透镜的电场改变也会导致电场渐变的变化率的改变，因此无法实现电场极值或电场渐变的变化率的单独调制。在本发明实施例中，采用电阻渐变电极实现不同区域的电阻值大小与电阻值变化趋势的分别控制，即不仅可以让不同区域的电阻阻值同时增大或减少，还可以单独调节局部区域的电阻阻值，形成不同的电阻值变化趋势。通过调整电阻渐变电阻的不同区域的电阻阻值的大小关系，本发明实施例实现单独调制液晶透镜的电场极值或电场渐变的变化率，或同时调制液晶透镜的电场极值和电场渐变的变化率，实现多种变化的电场分布曲线，扩大了液晶透镜的调制范围。

本发明实施例通过提供了一种液晶透镜，包括第一柔性基板；位于所述第一柔性基板上方并以预定间隔相对设置的第二柔性基板；形成于所述第一柔性基板上表面的第一电极层；形成于所述第二柔性基板下表面的第二电极层；其中，所述第一电极层和所述第二电极层中的至少一者为图案化的电阻渐变电极；密封于所述第一柔性基板和所述第二柔性基板之间的液晶层；以及用于保持所述第一柔性基板和所述第二柔性基板之间预定间距的间隔体，通过液晶透镜的不同电极区域的电阻不同，使得处于不同区域内液晶层的液晶分子因为不同的电场作用而发生不同程度的偏转；通过改变电阻渐变电极上的电阻值的大小分布，实现电场极值或电场渐变的变化率的独立调制。

在上述实施例的基础上，电阻渐变电极为图案化的多个导电区域组成的电极，其中，不同的导电区域的电阻不同，电阻渐变电极的电阻的差异由导电区域的线宽、导电材料的密度和导电材料的接触程度决定。

在本发明的一个优选实施方式中，当所述导电区域的线宽、导电材料的接触程度相同时，所述导电区域内的导电材料的密度不同。

在其他条件都相同的情况下，当一个区域内的导电材料的密度越大，该导电区域的电阻越小；当一个区域内的导电材料的密度越小，该导电区域的电阻越大。可以通过改变导电区域的亲疏水性来增强对导电材料的吸附能力，使得更多的导电材料被吸附在导电区域上，从而增大该区域内导电材料的密度。在本发明的一个优选实施方式中，当所述导电区域内的导电材料的接触程度和密度相同时，所述导电区域的线宽不同。

在其他条件都相同的情况下，当一个区域内的线宽越大，该导电区域的电阻越小；当一个区域的线宽越小，该导电区域的电阻越大。以条形状导电区域为例，根据公式R＝pL/S,其中，p为导电区域电阻率，L为导电区域的长度，S为导电区域的横截面积，该横截面积等于长度和线宽的乘积，R为导电区域的电阻大小。当条形状导电区域的长度相同时，线宽越大，导电区域的面积越大，导电区域的电阻越小。

在本发明的一个优选实施方式中，当所述导电区域的线宽和导电材料的密度相同时，所述导电区域内的导电材料的接触程度不同。

在其他条件都相同的情况下，制备出区域的线宽和导电材料密度均相同的导电区域，此时各个导电区域的电阻均相同。通过对这些导电区域内的导电材料组成的导电网络进行不同程度的断裂处理，破坏导电材料的完整性，使得导电网络发生断裂，导电材料的接触程度发生不同程度的变化，从而改变各个导电区域的电阻，形成电阻渐变电极。该断裂处理包括但不限于激光刻蚀技术、湿法刻蚀技术、光酸刻蚀技术、表面亲疏水技术的一种或者多种。

需要说明的是，电阻渐变电极的图案并非一定为等间隔设置，还可以按照预定的规则，按照约定的间隔设置。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (13)

1.一种柔性液晶透镜中的电阻渐变电极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

图案化所述柔性液晶透镜的第一电极层和第二电极层中的至少一者，形成亲疏水性不同或线宽不同的区域，在所述区域上涂布导电材料形成电阻渐变电极；或，

利用光学与化学手段在空间上对所述柔性液晶透镜的第一电极层或第二电极层的至少一者产生渐变式破坏，导致电阻产生空间分布上的差异，形成电阻渐变电极。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述图案化所述柔性液晶透镜的第一电极层和第二电极层中的至少一者，形成亲疏水性不同或线宽不同的区域，在所述区域上涂布导电材料形成电阻渐变电极，具体为：

在第一柔性基板和第二柔性基板的至少一者上形成间隔设置的线宽不相同的区域，并对所述区域进行相同程度的亲水化处理；

在所述区域内涂布导电材料，形成导电材料密度相同的导电区域，制备出电阻渐变电极。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述图案化所述柔性液晶透镜的第一电极层和第二电极层中的至少一者，形成亲疏水性不同或线宽不同的区域，在所述区域上涂布导电材料形成电阻渐变电极，具体为：

在第一柔性基板和第二柔性基板的至少一者上形成间隔设置的线宽相同的区域，对所述区域进行不同程度的亲水化处理；

在所述区域内涂布导电材料，形成导电材料密度不同的导电区域，制备电阻渐变电极。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述利用光学与化学手段在空间上对所述柔性液晶透镜的第一电极层或第二电极层的至少一者产生渐变式破坏，导致电阻产生空间分布上的差异，形成电阻渐变电极，具体为：

在第一柔性基板和第二柔性基板的至少一者上形成间隔设置的线宽相同的区域，对所述区域内涂覆导电材料，形成导电区域；

对所述导电区域的导电材料利用激光技术对所述导电区域进行不同程度的刻断处理，形成电阻渐变电极。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述利用光学与化学手段在空间上对所述柔性液晶透镜的第一电极层或第二电极层的至少一者产生渐变式破坏，导致电阻产生空间分布上的差异，形成电阻渐变电极，具体为：

在第一柔性基板和第二柔性基板的至少一者上涂覆导电材料和光敏化合物混合液；

在所述混合液上方放置灰阶光照掩膜版进行曝光处理，再放置在设定坏境中进行热处理，通过化学腐蚀的方式对所述导电材料的接触进行不同程度的破坏处理，制备出电阻渐变电极。

6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：

在所述第一柔性基板和所述第二柔性基板的至少一者上放置至少一种掩膜版。

7.一种柔性液晶透镜，其特征在于，包括：

第一柔性基板；

第二柔性基板，所述第二柔性基板位于所述第一柔性基板上方并以预定间隔相对设置；

第一电极层，所述第一电极层形成于所述第一柔性基板上表面；

第二电极层，所述第二电极层形成于所述第二柔性基板下表面；

其中，所述第一电极层和所述第二电极层中的至少一者为电阻渐变电极，所述电阻渐变电极根据如权利要求1-5任一项所述的柔性液晶透镜电阻渐变电极的制备方法制得；

液晶层，所述液晶层密封于所述第一柔性基板和所述第二柔性基板之间；以及

间隔体，所述间隔体用于保持所述第一柔性基板和所述第二柔性基板之间预定间距。

8.根据权利要求7所述的柔性液晶透镜，其特征在于，所述电阻渐变电极为图案化的多个导电区域组成的电极，其中，不同的所述导电区域的电阻不同。

9.根据权利要求7所述的柔性液晶透镜，其特征在于，所述电阻渐变电极的电阻的差异由导电区域的线宽、导电材料的密度和导电材料的接触程度决定。

10.根据权利要求7所述的柔性液晶透镜，其特征在于，所述不同的所述导电区域的电阻不同，包括：

当所述导电区域的线宽、导电材料的接触程度相同时，所述导电区域内的导电材料的密度不同。

11.根据权利要求7所述的柔性液晶透镜，其特征在于，所述不同的所述导电区域的电阻不同，包括：

当所述导电区域内的导电材料的接触程度和密度相同时，所述导电区域的线宽不同。

12.根据权利要求7所述的柔性液晶透镜，其特征在于，所述不同的所述导电区域的电阻不同，包括：

当所述导电区域的线宽和导电材料的密度相同时，所述导电区域内的导电材料的接触程度不同。

13.根据权利要求7所述的柔性液晶透镜，其特征在于，所述间隔体通过刻蚀旋涂在所述第一柔性基板或第二柔性基板或第一电极层或第二电极层上的光刻胶而形成。