CN118859603B - 液晶透镜阵列、液晶透镜、液晶透镜模组及制备方法、头戴式显示光学系统及显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液晶透镜阵列、液晶透镜、液晶透镜模组、液晶透镜阵列的制备方法、液晶透镜的制备方法、液晶透镜模组的制备方法、头戴式显示光学系统及显示设备，液晶透镜阵列包括第一基板、第二基板、若干液晶层、若干第一导电层、若干第一绝缘层、若干第二导电层、若干第二绝缘层。其优点在于，可以通过现有的液晶面板工艺线批量制备液晶透镜模组，利用单张ITO玻璃基板可以同时制备多个液晶透镜模组，大大降低了生产成本，提高生产效率；在最终的成形阶段，引入3D侧向键合工艺，用于形成最终的液晶电极的引出，从而避免了复杂的玻璃穿孔工艺，进一步简化了工艺复杂度。

Description

液晶透镜阵列、液晶透镜、液晶透镜模组及制备方法、头戴式 显示光学系统及显示设备

技术领域

本发明涉及头戴式显示设备技术领域，尤其涉及一种液晶透镜阵列、液晶透镜、液晶透镜模组、液晶透镜阵列的制备方法、液晶透镜的制备方法、液晶透镜模组的制备方法、头戴式显示光学系统及显示设备。

背景技术

随着AR、VR、XR的兴起，催生了对电可调透镜的需求，用于解决近视、3D立体显示导致的眩晕等问题。虽然液晶透镜已经发展了很多年，但是目前仍无可以直接应用于AR设备、VR设备、XR设备的液晶透镜模组。

虽然可以根据要求定制相关的液晶透镜模组，但是这种定制方法工艺复杂、生产成本高昂，无法满足大规模生产要求。

对于目前的一些定制的液晶透镜模组，在进行多层液晶透镜堆叠时，一般会采用玻璃通孔工艺实现跨层互联。然而，玻璃通孔工艺较为复杂，良率较低，质量较差，成本高昂。

目前，针对相关技术中存在的多层液晶透镜模组采用玻璃通孔工艺导致的工艺复杂、良率低、质量差、成本高昂等问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请的目的是针对现有技术中的不足，提供一种液晶透镜阵列、液晶透镜、液晶透镜模组、液晶透镜阵列的制备方法、液晶透镜的制备方法、液晶透镜模组的制备方法、头戴式显示光学系统及显示设备，以至少解决相关技术中的多层液晶透镜模组采用玻璃通孔工艺导致的工艺复杂、良率低、质量差、成本高昂等问题。

为实现上述目的，本申请采取的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种液晶透镜阵列，包括：

第一基板；

第二基板，所述第二基板与所述第一基板相对；

若干液晶层，若干所述液晶层阵列设置于所述第一基板与所述第二基板之间；

若干第一导电层，若干所述第一导电层阵列设置于所述第一基板靠近所述第二基板的一侧，并分别位于对应的所述液晶层的第一侧；

若干第一绝缘层，若干所述第一绝缘层阵列设置于所述第一基板靠近所述第二基板的一侧，并分别位于对应的所述液晶层的第二侧；

若干第二导电层，若干所述第二导电层阵列设置于所述第二基板靠近所述第一基板的一侧，且分别位于对应的所述液晶层的第二侧，并分别与对应的所述第一绝缘层接触；

若干第二绝缘层，若干所述第二绝缘层阵列设置于所述第二基板靠近所述第一基板的一侧，且分别位于对应的所述液晶层的第一侧，并分别与对应的所述第一导电层接触。

第二方面，本发明提供一种液晶透镜，所述液晶透镜由如第一方面所述的液晶透镜阵列切割获得，包括：

第三基板，所述第三基板为所述液晶透镜阵列的所述第一基板的一部分；

第四基板，所述第四基板与所述第三基板相对，所述第四基板为所述液晶透镜阵列的所述第二基板的一部分；

液晶层，所述液晶层设置于所述第三基板与所述第四基板之间；

第一导电层，所述第一导电层设置于所述第三基板靠近所述第四基板的一侧，并位于所述液晶层的第一侧；

第一绝缘层，所述第一绝缘层设置于所述第三基板靠近所述第四基板的一侧，并位于所述液晶层的第二侧；

第二导电层，所述第二导电层设置于所述第四基板靠近所述第三基板的一侧，且位于所述液晶层的第二侧，并与所述第一绝缘层接触；

第二绝缘层，所述第二绝缘层设置于所述第四基板靠近所述第三基板的一侧，且位于所述液晶层的第一层，并与所述第一导电层接触。

第三方面，本发明提供一种液晶透镜模组，包括：

若干如第二方面所述的液晶透镜，若干所述液晶透镜层叠设置。

第四方面，本发明提供一种头戴式显示光学系统，包括：

至少一如第二方面所述的液晶透镜；或者

至少一如第三方面所述的液晶透镜模组。

第五方面，本发明提供一种头戴式显示设备，包括：

至少一如第二方面所述的液晶透镜；或者

至少一如第三方面所述的液晶透镜模组；或者；

如第四方面所述的头戴式显示光学系统。

第六方面，本发明提供一种液晶透镜阵列的制备方法，用于制备如第一方面所述的液晶透镜阵列，包括：

在第一基板形成呈阵列设置的若干第一导电层、若干第一绝缘层，其中，若干所述第一导电层与若干所述第一绝缘层一一对应；

在第二基板形成呈阵列设置的若干第二导电层、若干第二绝缘层，其中，若干所述第二导电层与若干所述第二绝缘层一一对应；

将所述第一基板与所述第二基板贴合，以使若干所述第一导电层分别与对应的若干所述第二绝缘层接触、若干所述第一绝缘层分别与对应的若干所述第二导电层接触；

向所述第一基板与所述第二基板之间注入液晶，以在所述第一基板与所述第二基板之间形成若干液晶层。

第七方面，本发明提供一种液晶透镜的制备方法，用于制备如第二方面所述的液晶透镜，包括：

在第一基板的第一侧形成第一导电层、在第一基板的第二侧形成第一绝缘层；

在第二基板的第二侧形成第二导电层、在第二基板的第一侧形成第二绝缘层；

将所述第一基板与所述第二基板贴合，以使所述第一导电层与所述第二绝缘层接触、所述第一绝缘层与所述第二导电层接触；

向所述第一基板与所述第二基板之间注入液晶，以在所述第一基板与所述第二基板之间形成液晶层；或

对如第一方面所述的液晶透镜阵列或如第六方面所述的制备方法制备得到的液晶透镜阵列进行切割，以获得液晶透镜。

第八方面，本发明提供一种液晶透镜模组的制备方法，包括：

将若干如第一方面所述的液晶透镜阵列或如第六方面所述的制备方法制备得到的液晶透镜阵列层叠设置，以形成液晶透镜阵列初始模组；

对所述液晶透镜阵列初始模组进行切割，以获得若干液晶透镜初始模组；

分别将所述液晶透镜初始模组的若干所述液晶透镜的第一导电层向外延伸、第二导电层向外延伸，以形成液晶透镜模组。

第九方面，本发明提供一种液晶透镜模组的制备方法，包括：

将若干如第二方面所述的液晶透镜或如第七方面所述的制备方法制备得到的液晶透镜层叠设置，以形成液晶透镜初始模组；

分别将所述液晶透镜初始模组的若干所述液晶透镜的第一导电层向外延伸、第二导电层向外延伸，以形成液晶透镜模组。

相比于相关技术，本申请实施例提供的一种液晶透镜阵列、液晶透镜、液晶透镜模组、液晶透镜阵列的制备方法、液晶透镜的制备方法、液晶透镜模组的制备方法、头戴式显示光学系统及显示设备，可以通过现有的液晶面板工艺线批量制备液晶透镜模组，利用单张ITO玻璃基板可以同时制备多个液晶透镜模组，大大降低了生产成本，提高生产效率；在最终的成形阶段，引入3D侧向键合工艺，用于形成最终的液晶电极的引出，从而避免了复杂的玻璃穿孔工艺，进一步简化了工艺复杂度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的液晶透镜阵列的剖面图；

图2是根据本发明实施例的液晶透镜阵列的爆炸图；

图3是根据本发明实施例的液晶透镜的剖面图；

图4是根据本发明实施例的液晶透镜的爆炸图；

图5是根据本发明实施例的液晶透镜模组的剖面图；

图6是根据本发明实施例的液晶透镜阵列的一个具体实施方式的示意图；

图7是根据本发明实施例的液晶透镜模组的一个具体实施方式的示意图；

图8是根据本发明实施例的液晶透镜模组的一个具体实施方式的示意图。

其中的附图标记为：1、第一基板；2、第二基板；3、液晶层；4、第一导电层；5、第一绝缘层；6、第二导电层；7、第二绝缘层；8、固化层；9、开口；10、第一波片层；11、第二波片层；12、镜片层；13、偏振层；14、保护层；15、第三基板；16、第四基板。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

实施例1

本实施例涉及本发明的液晶透镜阵列及其制备方法。

本发明的一个示意性实施例，如图1～图2所示，一种液晶透镜阵列，包括第一基板1、第二基板2、若干液晶层3、若干第一导电层4、若干第一绝缘层5、若干第二导电层6和若干第二绝缘层7。其中，第二基板2与第一基板1相对；若干液晶层3阵列设置于第一基板1与第二基板2之间；若干第一导电层4阵列设置于第一基板1靠近第二基板2的一侧，并分别位于对应的液晶层3的第一侧；若干第一绝缘层5阵列设置于第一基板1靠近第二基板2的一侧，并分别位于对应的液晶层3的第二侧；若干第二导电层6阵列设置于第二基板2靠近第一基板1的一侧，且分别位于对应的液晶层3的第二侧，并分别与对应的第一绝缘层5接触；若干第二绝缘层7阵列设置于第二基板2靠近第一基板1的一侧，且分别位于对应的液晶层3的第一侧，并分别与对应的第一导电层4接触。

液晶层3的数量、第一导电层4的数量、第一绝缘层5的数量、第二导电层6的数量、第二绝缘层7的数量相等。

在本发明中，阵列至少为2×2阵列，例如，3×3阵列、4×4阵列。即液晶层3的数量、第一导电层4的数量、第一绝缘层5的数量、第二导电层6的数量、第二绝缘层7的数量均至少为4个。

在本发明中，单层的液晶透镜阵列的厚度＜0.6mm。

第一基板1的横截面呈圆形、矩形、圆角矩形等。优选地，第一基板1呈圆形。

第一基板1由玻璃材料制备而成，包括但不限于ITO导电玻璃。

第二基板2的横截面呈圆形、矩形、圆角矩形等。优选地，第二基板2呈圆形。

第二基板2的尺寸与第一基板1的尺寸相匹配。一般地，第二基板2的径向尺寸(如直径、长度、宽度)等于第一基板1的径向尺寸(如直径、长度、宽度)，第二基板2的轴向尺寸(如厚度)等于第一基板1的轴向尺寸(如厚度)。

第二基板2由玻璃材料制备而成，包括但不限于ITO导电玻璃。

在其中的一些实施例中，液晶层3的横截面呈圆形。

液晶层3的尺寸与第一基板1(第二基板2)的尺寸相匹配。一般地，液晶层3的径向尺寸(如直径)小于第一基板1(第二基板2)的径向尺寸(如直径、长度、宽度)。

液晶层3由液晶材料制备而成。

在其中的一些实施例中，第一导电层4的横截面呈弧形。一般地，第一导电层4的圆心角≤180°。

在其中的一些实施例中，第一导电层4的纵截面呈矩形。具体地，第一导电层4包括第一横向导电层。其中，第一横向导电层设置于第一基板1靠近第二基板2的一侧，且位于对应的液晶层3的第一侧，并与对应的第二绝缘层7接触。

第一横向导电层的尺寸与第一基板1的尺寸相匹配。一般地，第一横向导电层的外缘面的径向尺寸(如外径)小于第一基板1的径向尺寸(如直径、长度、宽度)。

第一横向导电层的尺寸与液晶层3的尺寸相匹配。一般地，第一横向导电层的内缘面的径向尺寸(如内径)不小于液晶层3的径向尺寸(如直径)，第一横向导电层的轴向尺寸(如厚度)小于液晶层3的轴向尺寸(如厚度)。

第一导电层4由导电材料制备而成，包括但不限于银浆、铜、铝等。

在其中的一些实施例中，第一绝缘层5的横截面呈弧形。一般地，第一绝缘层5的圆心角≤180°。

在其中的一些实施例中，第一绝缘层5的圆心角等于第一导电层4的圆心角。

第一绝缘层5的尺寸与第一基板1的尺寸相匹配。一般地，第一绝缘层5的外缘面的径向尺寸(如外径)小于第一基板1的径向尺寸(如直径、长度、宽度)。

第一绝缘层5的尺寸与液晶层3的尺寸相匹配。一般地，第一绝缘层5的内缘面的径向尺寸(如内径)不小于液晶层3的径向尺寸(如直径)，第一绝缘层5的轴向尺寸(如厚度)不大于液晶层3的轴向尺寸(如厚度)。

第一绝缘层5的尺寸与第一导电层4的尺寸相匹配。一般地，第一绝缘层5的径向尺寸(如内径、外径)等于第一横向导电层的径向尺寸(如内径、外径)，第一绝缘层5的轴向尺寸(如厚度)等于第一横向导电层的轴向尺寸(如厚度)，第一绝缘层5的周向尺寸(如弧长、长度)等于第一横向导电层的周向尺寸(如弧长、长度)。

第一绝缘层5由绝缘材料制备而成，包括但不限于树脂、石英、陶瓷等。

第一绝缘层5与第一导电层4的关系包括以下几种方式：

1)第一绝缘层5的第一端与第一导电层4的第一端不接触，第一绝缘层5的第二端与第一导电层4的第二端不接触；

2)第一绝缘层5的第一端与第一导电层4的第一端接触，第一绝缘层5的第二端与第一导电层4的第二端不接触；

3)第一绝缘层5的第一端与第一导电层4的第一端不接触，第一绝缘层5的第二端与第一导电层4的第二端接触；

4)第一绝缘层5的第一端与第一导电层4的第一端接触，第一绝缘层5的第二端与第一导电层4的第二端接触。

在其中的一些实施例中，第二导电层6的截面呈弧形。一般地，第二导电层6的圆心角≤180°。

在其中的一些实施例中，第二导电层6的圆心角等于第一绝缘层5的圆心角。

在其中的一些实施例中，第二导电层6的两端的端面分别与第一绝缘层5的两端的端面共面。

在其中的一些实施例中，第二导电层6的纵截面呈矩形。具体地，第二导电层6包括第二横向导电层。其中，第二横向导电层设置于第二基板2靠近第一基板1的一侧，且位于对应的液晶层3的第二侧，并与对应的第一绝缘层5接触。

第二横向导电层的尺寸与第二基板2的尺寸相匹配。一般地，第二横向导电层的外缘面的径向尺寸(如外径)小于第二基板2的径向尺寸(如直径、长度、宽度)。

第二横向导电层的尺寸与液晶层3的尺寸相匹配。一般地，第二横向导电层的内缘面的径向尺寸(如内径)不小于液晶层3的径向尺寸(如直径)，第二横向导电层的轴向尺寸(如厚度)小于液晶层3的轴向尺寸(如厚度)。

第二横向导电层的尺寸与第一绝缘层5的尺寸相匹配。一般地，第二横向导电层的径向尺寸(如内径、外径)等于第一绝缘层5的径向尺寸(如内径、外径)，第二横向导电层的轴向尺寸(如厚度)等于第一绝缘层5的轴向尺寸(如厚度)，第二横向导电层的周向尺寸(如弧长、长度)等于第一绝缘层5的周向尺寸(如弧长、长度)。

一般地，第二横向导电层的轴向尺寸与第一绝缘层5的轴向尺寸之和等于液晶层3的轴向尺寸。

第二导电层6由导电材料制备而成，包括但不限于银浆、铜、铝等。

在其中的一些实施例中，第二绝缘层7的截面呈弧形。一般地，第二绝缘层7的圆心角≤180°。

在其中的一些实施例中，第二绝缘层7的圆心角等于第二导电层6的圆心角。

在其中的一些实施例中，第二绝缘层7的圆心角等于第一导电层4的圆心角。

在其中的一些实施例中，第二绝缘层7的两端的端面分别与第一导电层4的两端的端面共面。

第二绝缘层7的尺寸与第二基板2的尺寸相匹配。一般地，第二绝缘层7的外缘面的径向尺寸(如外径)小于第二基板2的径向尺寸(如直径、长度、宽度)。

第二绝缘层7的尺寸与液晶层3的尺寸相匹配。一般地，第二绝缘层7的内缘面的径向尺寸(如内径)不小于液晶层3的径向尺寸(如直径)，第二绝缘层7的轴向尺寸(如厚度)不大于液晶层3的轴向尺寸(如厚度)。

第二绝缘层7的尺寸与第二导电层6的尺寸相匹配。一般地，第二绝缘层7的径向尺寸(如内径、外径)等于第二横向导电层的径向尺寸(如内径、外径)，第二绝缘层7的轴向尺寸(如厚度)等于第二横向导电层的轴向尺寸(如厚度)，第二绝缘层7的周向尺寸(如弧长、长度)不大于第二横向导电层的周向尺寸(如弧长、长度)。

第二绝缘层7的尺寸与第一导电层4的尺寸相匹配。一般地，第二绝缘层7的径向尺寸(如内径、外径)等于第一横向导电层的径向尺寸(如内径、外径)，第二绝缘层7的轴向尺寸(如厚度)等于第一横向导电层的轴向尺寸(如厚度)，第二绝缘层7的周向尺寸(如弧长、长度)等于第一横向导电层的周向尺寸(如弧长、长度)。

一般地，第二绝缘层7的轴向尺寸与第一横向导电层的轴向尺寸之和等于液晶层3的轴向尺寸。

第二绝缘层7由绝缘材料制备而成，包括但不限于树脂、石英、陶瓷等。

第二绝缘层7与第二导电层6的关系包括以下几种方式：

1)第二绝缘层7的第一端与第二导电层6的第一端不接触，第二绝缘层7的第二端与第二导电层6的第二端不接触；

2)第二绝缘层7的第一端与第二导电层6的第一端接触，第二绝缘层7的第二端与第二导电层6的第二端不接触；

3)第二绝缘层7的第一端与第二导电层6的第一端不接触，第二绝缘层7的第二端与第二导电层6的第二端接触；

4)第二绝缘层7的第一端与第二导电层6的第一端接触，第二绝缘层7的第二端与第二导电层6的第二端接触。

进一步地，液晶透镜阵列还包括若干固化层8和若干开口9。其中，若干固化层8阵列设置于第一基板1与第二基板2之间，每一固化层8的内部设置有对应的液晶层3，每一固化层8的外部设置有对应的第一导电层4、对应的第一绝缘层5、对应的第二导电层6、对应的第二绝缘层7；若干开口9分别设置于对应的固化层8，用于供液晶流入固化层8的内部。

固化层8的数量与液晶层3的数量相等。

固化层8的横截面呈圆形。

固化层8的尺寸与第一基板1(第二基板2)的尺寸相匹配。一般地，固化层8的外缘面的径向尺寸(如外径)小于第一基板1(第二基板2)的径向尺寸(如直径、长度、宽度)。

固化层8的尺寸与液晶层3的尺寸相匹配。一般地，固化层8的内缘面的径向尺寸(如内径)等于液晶层3的径向尺寸(如直径)，固化层8的轴向尺寸(如厚度)等于液晶层3的轴向尺寸(如厚度)。

固化层8的尺寸与第一导电层4(第一绝缘层5、第二导电层6、第二绝缘层7)的尺寸相匹配。一般地，固化层8的外缘面的径向尺寸(如外径)等于第一导电层4(第一绝缘层5、第二导电层6、第二绝缘层7)的内缘面的径向尺寸(如内径)，固化层8的轴向尺寸(如厚度)不小于第一导电层4(第一绝缘层5、第二导电层6、第二绝缘层7)的轴向尺寸(如厚度)。

固化层8由固化材料制备而成，包括但不限于光固化材料等，例如紫外光固化材料(如UV胶水)。

开口9的数量与固化层8的数量相匹配。一般地，开口9的数量为固化层8的数量的整数倍。即每一固化层8设置至少一开口9。

开口9位于第一导电层4与第一绝缘层5的未接触的端部(第二导电层6与第二绝缘层7的未接触的端部)之间。具体如下：

1)第一导电层4的一端与第一绝缘层5的一端不接触(第一导电层4的另一端与第一绝缘层5的另一端接触)，并形成第一空腔，在第一空腔的位置设置开口9；

2)第一导电层4的第一端与第一绝缘层5的第一端不接触并形成第一空腔，第一导电层4的第二端与第一绝缘层5的第二端不接触并形成第二空腔，在第一空腔的位置和/或第二空腔的位置设置开口9。

一般地，在第一空腔的位置设置至少一开口9，在第二空腔的位置设置至少一开口9。

优选地，在第一空腔的位置设置一开口9，在第二空腔的位置设置一开口9。

开口9的尺寸与固化层8的尺寸相匹配。一般地，开口9的径向尺寸(如内径、外径)等于固化层8的径向尺寸，开口9的轴向尺寸(如厚度)不大于固化层8的轴向尺寸(如厚度)。

进一步地，液晶透镜阵列还包括第一波片层10、第二波片层11和镜片层12，第一波片层10设置于第一基板1远离第二基板2的一侧；第二波片层11设置于第二基板2远离第一基板1的一侧；镜片层12设置于第一波片层10远离第一基板1的一侧或者第二波片层11远离第二基板2的一侧。

对于第一波片层10、第二波片层11、镜片层12，有以下几种实施方式：

1)第一波片层10、第二波片层11、镜片层12均为一个；

2)第一波片层10、第二波片层11、镜片层12均为若干个，各自的数量与液晶层3的数量相等；

3)第一波片层10、第二波片层11均为一个，镜片层12为若干个，镜片层12的数量与液晶层3的数量相等；

4)第一波片层10、第二波片层11均为若干个，镜片层12为一个，第一波片层10、第二波片层11的数量与液晶层3的数量相等。

此外，对于第一波片层10、第二波片层11、镜片层12的其他组合，在此不再赘述。

第一波片层10的横截面呈圆形、矩形、圆角矩形等。优选地，第一波片层10的横截面呈圆形。

在第一波片层10为一个的情况下，第一波片层10的径向尺寸(如直径)不大于第一基板1的径向尺寸(如直径、长度、宽度)；在第一波片层10为若干个的情况下，第一波片层10的径向尺寸(如直径)不大于液晶层3的径向尺寸(如直径)。

在其中的一些实施例中，第一波片层10包括但不限于波片薄膜。

第二波片层11的横截面呈圆形、矩形、圆角矩形等。优选地，第二波片层11的横截面呈圆形。

在第二波片层11为一个的情况下，第二波片层11的径向尺寸(如直径)不大于第二基板2的径向尺寸(如直径、长度、宽度)；在第二波片层11为若干个的情况下，第二波片层11的径向尺寸(如直径)不大于液晶层3的径向尺寸(如直径)。

第二波片层11的尺寸与第一波片层10的尺寸相匹配。一般地，第二波片层11的径向尺寸(如直径)等于第一波片层10的径向尺寸(如直径、长度、宽度)，第二波片层11的轴向尺寸(如厚度)等于第一波片层10的轴向尺寸(如厚度)。

在其中的一些实施例中，第二波片层11包括但不限于波片薄膜。

镜片层12的横截面呈圆形、矩形、圆角矩形等。优选地，镜片层12的横截面呈圆形。

镜片层12的尺寸与第一波片层10(第二波片层11)的尺寸相匹配。一般地，镜片层12的径向尺寸(如直径)不小于第一波片层10(第二波片层11)的径向尺寸(如直径)。

在其中的一些实施例中，镜片层12包括但不限于PB液晶透镜薄片。

在本发明中，第一波片层10和第二波片层11选用紧凑波片薄膜的话，单层液晶透镜阵列的厚度＜0.5mm。

进一步地，液晶透镜阵列还包括偏振层13。其中，偏振层13设置于镜片层12远离第一波片层10或第二波片层11的一侧。

一般地，在多个液晶透镜阵列堆叠的情况下，位于堆叠结构最外侧的液晶透镜阵列设置有偏振层13，其余液晶透镜阵列无偏振层13。即偏振层13只有1个。

另外，如果使用场景的入射光为符合条件的偏振光，则无须设置偏振层13。

偏振层13的横截面呈圆形、矩形、圆角矩形等。优选地，偏振层13的横截面呈圆形。

偏振层13的尺寸与镜片层12的尺寸相匹配。一般地，偏振层13的径向尺寸(如直径)不小于镜片层12的径向尺寸(如直径)。

在其中的一些实施例中，偏振层13包括但不限于偏振膜。

进一步地，液晶透镜阵列还包括保护层14。其中，保护层14设置于镜片层12远离第一波片层10或第二波片层11的一侧。

一般地，在多个液晶透镜阵列堆叠的情况下，位于堆叠结构最外侧的液晶透镜阵列设置有保护层14，其余液晶透镜阵列无保护层14。即保护层14只有1个。

在液晶透镜阵列包括偏振层13的情况下，保护层14设置于偏振层13远离镜片层12的一侧。

保护层14的横截面呈圆形、矩形、圆角矩形等。优选地，保护层14的横截面呈圆形。

保护层14的尺寸与镜片层12的尺寸相匹配。一般地，保护层14的径向尺寸(如直径)不小于镜片层12的径向尺寸(如直径)。

保护层14的尺寸与偏振层13的尺寸相匹配。一般地，保护层14的径向尺寸(如直径)不小于偏振层13的径向尺寸(如直径)。

在其中的一些实施例中，保护层14包括但不限于防护膜。

对于如上所述的液晶透镜阵列，其制备方法如下：

步骤S102、在第一基板1形成呈阵列设置的若干第一导电层4、若干第一绝缘层5，其中，若干第一导电层4与若干第一绝缘层5一一对应；

步骤S104、在第二基板2形成呈阵列设置的若干第二导电层6、若干第二绝缘层7，其中，若干第二导电层6与若干第二绝缘层7一一对应；

步骤S106、将第一基板1与第二基板2贴合，以使若干第一导电层4分别与对应的若干第二绝缘层7接触、若干第一绝缘层5分别与对应的若干第二导电层6接触；

步骤S108、向第一基板1与第二基板2之间注入液晶，以在第一基板1与第二基板2之间形成若干液晶层3。

其中，步骤S102与步骤S104为并列的步骤。

进一步地，制备方法的一个更具体的实施方式如下：

步骤S202、在第一基板1形成呈阵列设置的若干具有至少一开口9的待固化层；

步骤S204、在每一待固化层的第一侧形成第一导电层4、在每一待固化层的第二侧形成第二导电层6；

步骤S206、在第二基板2形成呈阵列设置的若干第二导电层6、若干第二绝缘层7，其中，若干第二导电层6与若干第二绝缘层7一一对应；

步骤S208、将第一基板1与第二基板2贴合，以使若干第一导电层4分别与对应的若干第二绝缘层7接触、若干第一绝缘层5分别与对应的若干第二导电层6接触；

步骤S210、对若干待固化层进行固化，以形成若干固化层8；

步骤S212、通过若干开口9分别向对应的固化层8的内部注入液晶，以形成液晶层3。

其中，步骤S204～步骤S208与步骤S102～步骤S106基本相同，步骤S212与步骤S108基本相同。

其中，步骤S202～步骤S204与步骤S206为并列的步骤。

进一步地，制备方法的一个更具体的实施方式如下：

步骤S302、在第二基板2形成呈阵列设置的若干具有至少一开口9的待固化层；

步骤S304、在每一待固化层的第二侧形成第二导电层6、在每一待固化层的第一侧形成第一绝缘层5；

步骤S306、在第一基板1形成呈阵列设置的若干第一导电层4、若干第一绝缘层5，其中，若干第一导电层4与若干第一绝缘层5一一对应；

步骤S308、将第一基板1与第二基板2贴合，以使若干第一导电层4分别与对应的若干第二绝缘层7接触、若干第一绝缘层5分别与对应的若干第二导电层6接触；

步骤S310、对若干待固化层进行固化，以形成若干固化层8；

步骤S312、通过若干开口9分别向对应的固化层8的内部注入液晶，以形成液晶层3。

其中，步骤S304～步骤S308与步骤S102～步骤S106基本相同，步骤S312与步骤S108基本相同。

其中，步骤S302～步骤S304与步骤S306为并列的步骤。

进一步地，制备方法还包括：

步骤S110、在第一基板1远离第二基板2的一侧形成第一波片层10；

步骤S112、在第二基板2远离第一基板1的一侧形成第二波片层11；

步骤S114a、在第一波片层10远离第一基板1的一侧形成镜片层12；

步骤S114b、在第二波片层11远离第二基板2的一侧形成镜片层12。

其中，步骤S110与步骤S112为并列的步骤。

其中，步骤S114a与步骤S114b为互斥的步骤，即只能执行步骤S114a与步骤S114b中的一个。

其中，对于步骤S110～步骤S112，其可以在步骤S102之前进行，也可以在步骤S108之后进行。

本发明的技术效果如下：利用单张大尺寸的第一基板、第二基板可以批量制作液晶透镜，降低工艺复杂度，在确保制备质量的同时降低生产成本。

实施例2

本实施例涉及本发明的液晶透镜及其制备方法。

本发明的一个示意性实施例，如图3～图4所示，一种液晶透镜，包括第三基板15、第四基板16、液晶层3、第一导电层4、第一绝缘层5、第二导电层6和第二绝缘层7。其中，第三基板15为液晶透镜阵列的第一基板1的一部分；第四基板16与第三基板15相对，第四基板16为液晶透镜阵列的第二基板2的一部分；液晶层3设置于第三基板15与第四基板16之间；第一导电层4设置于第三基板15靠近第四基板16的一侧，并位于液晶层3的第一侧；第一绝缘层5设置于第三基板15靠近第四基板16的一侧，并位于液晶层3的第二侧；第二导电层6设置于第四基板16靠近第三基板15的一侧，且位于液晶层3的第二侧，并与第一绝缘层5接触；第二绝缘层7设置于第四基板16靠近第三基板15的一侧，且位于液晶层3的第一层，并与第一导电层4接触。

对于本发明的液晶透镜，根据电压状态，可以实现2个不同的焦距。

在本实施例中，液晶层3、第一绝缘层5、第二绝缘层7的结构同实施例1基本相同，在此不再赘述。

在本发明中，单层的液晶透镜的厚度＜0.6mm。

第三基板15的横截面呈圆形、矩形、圆角矩形等。优选地，第三基板15呈圆形。

第三基板15由玻璃材料制备而成，包括但不限于ITO导电玻璃。

第四基板16的横截面呈圆形、矩形、圆角矩形等。优选地，第四基板16呈圆形。

第四基板16的尺寸与第三基板15的尺寸相匹配。一般地，第四基板16的径向尺寸(如直径、长度、宽度)等于第三基板15的径向尺寸(如直径、长度、宽度)，第四基板16的轴向尺寸(如厚度)等于第三基板15的轴向尺寸(如厚度)。

第四基板16由玻璃材料制备而成，包括但不限于ITO导电玻璃。

在其中的一些实施例中，第一导电层4的纵截面呈矩形。其结构同实施例1的第一导电层4基本相同。

在其中的一些实施例中，第一导电层4的纵截面呈T形或L形。具体地，第一导电层4包括第一横向导电层和第一纵向导电层。其中，第一横向导电层设置于第三基板15靠近第四基板16的一侧，且位于液晶层3的第一侧，并与第二绝缘层7接触；第一纵向导电层设置于第一横向导电层远离液晶层3的一端，并与第三基板15或第四基板16的外缘面接触。

第一横向导电层的尺寸与第三基板15的尺寸相匹配。一般地，第一横向导电层的外缘面的径向尺寸(如外径)等于第三基板15的径向尺寸(如直径、长度、宽度)。

第一横向导电层的尺寸与液晶层3的尺寸相匹配。一般地，第一横向导电层的内缘面的径向尺寸(如内径)等于液晶层3的径向尺寸(如直径)，第一横向导电层的轴向尺寸(如厚度)不大于液晶层3的轴向尺寸(如厚度)。

第一纵向导电层的尺寸与第三基板15(第四基板16)的尺寸相匹配。一般地，第一纵向导电层的内缘面的径向尺寸(如内径)等于第三基板15(第四基板16)的径向尺寸(如直径、长度、宽度)。

第一纵向导电层的尺寸与第一横向导电层的尺寸相匹配。一般地，第一纵向导电层的内缘面的径向尺寸(如内径)等于第一横向导电层的外缘面的径向尺寸(如外径)，第一纵向导电层的轴向尺寸(如厚度)大于第一横向导电层的轴向尺寸(如厚度)，第一纵向导电层的周向尺寸(如弧长、长度)等于第一横向导电层的周向尺寸(如弧长、长度)。

在其中的一些实施例中，第二导电层6的纵截面呈矩形。其结构同实施例1的第二导电层6基本相同。

在其中的一些实施例中，第二导电层6的纵截面呈T形或L形。具体地，第二导电层6包括第二横向导电层和第二纵向导电层。其中，第二横向导电层设置于第四基板16靠近第三基板15的一侧，且位于液晶层3的第二侧，并与第一绝缘层5接触；第二纵向导电层设置于第二横向导电层远离液晶层3的一端，并与第三基板15或第四基板16的外缘面接触。

第二横向导电层的尺寸与第四基板16的尺寸相匹配。一般地，第二横向导电层的外缘面的径向尺寸(如外径)等于第四基板16的径向尺寸(如直径、长度、宽度)。

第二横向导电层的尺寸与液晶层3的尺寸相匹配。一般地，第二横向导电层的内缘面的径向尺寸(如内径)等于液晶层3的径向尺寸(如直径)，第二横向导电层的轴向尺寸(如厚度)不大于液晶层3的轴向尺寸(如厚度)。

第二横向导电层的尺寸与第一绝缘层5的尺寸相匹配。一般地，第二横向导电层的径向尺寸(如内径、外径)等于第一绝缘层5的径向尺寸(如内径、外径)，第二横向导电层的轴向尺寸(如厚度)等于第一绝缘层5的轴向尺寸(如厚度)，第二横向导电层的周向尺寸(如弧长、长度)不小于第一绝缘层5的周向尺寸(如弧长、长度)。

一般地，第二横向导电层的轴向尺寸与第一绝缘层5的轴向尺寸之和等于液晶层3的轴向尺寸。

第二纵向导电层的尺寸与第三基板15(第四基板16)的尺寸相匹配。一般地，第二纵向导电层的内缘面的径向尺寸(如内径)等于第三基板15(第四基板16)的径向尺寸(如直径、长度、宽度)。

第二纵向导电层的尺寸与第二横向导电层的尺寸相匹配。一般地，第二纵向导电层的内缘面的径向尺寸(如内径)等于第二横向导电层的外缘面的径向尺寸(如外径)，第二纵向导电层的轴向尺寸(如厚度)大于第二横向导电层的轴向尺寸(如厚度)，第二纵向导电层的周向尺寸(如弧长、长度)等于第二横向导电层的周向尺寸(如弧长、长度)。

进一步地，液晶透镜还包括固化层8和至少一开口9。其中，固化层8设置于第三基板15与第四基板16之间，固化层8的内部设置有液晶层3，固化层8的外部设置有第一导电层4、第一绝缘层5、第二导电层6、第二绝缘层7；开口9设置于固化层8，用于供液晶流入固化层8的内部。

在本实施例中，固化层8、开口9的结构同实施例1基本相同，在此不再赘述。

进一步地，液晶透镜还包括第一波片层10、第二波片层11和镜片层12，第一波片层10设置于第三基板15远离第四基板16的一侧；第二波片层11设置于第四基板16远离第三基板15的一侧；镜片层12设置于第一波片层10远离第三基板15的一侧或者第二波片层11远离第四基板16的一侧。

在本实施例中，第一波片层10、第二波片层11、镜片层12的结构同实施例1基本相同，在此不再赘述。

除此之外，在实施例中：

第一波片层10的尺寸与液晶层3的尺寸相匹配。一般地，第一波片层10的径向尺寸(如直径)不大于液晶层3的径向尺寸(如直径、长度、宽度)。

第二波片层11的尺寸与液晶层3的尺寸相匹配。一般地，第二波片层11的径向尺寸(如直径)不大于液晶层3的径向尺寸(如直径、长度、宽度)。

在本发明中，第一波片层10和第二波片层11选用紧凑波片薄膜的话，单层液晶透镜的厚度＜0.5mm。

进一步地，液晶透镜还包括偏振层13。其中，偏振层13设置于镜片层12远离第一波片层10或第二波片层11的一侧。

在本实施例中，偏振层13的结构同实施例1基本相同，在此不再赘述。

进一步地，液晶透镜还包括保护层14。其中，保护层14设置于镜片层12远离第一波片层10或第二波片层11的一侧。

在本实施例中，保护层14的结构同实施例1基本相同，在此不再赘述。

对于如上所述的液晶透镜，其制备方法如下：

步骤S402、在第三基板15的第一侧形成第一导电层4、在第三基板15的第二侧形成第一绝缘层5；

步骤S404、在第四基板16的第一侧形成第二绝缘层7、在第四基板16的第二侧形成第二导电层6；

步骤S406、将第三基板15与第四基板16贴合，以使第一导电层4与第二绝缘层7接触、第一绝缘层5与第二导电层6接触；

步骤S408、向第三基板15与第四基板16之间注入液晶，以在第三基板15与第四基板16之间形成液晶层3。

其中，步骤S402与步骤S404为并列的步骤。

进一步地，制备方法的一个更具体的实施方式如下：

步骤S502、在第三基板15形成具有至少一开口9的待固化层；

步骤S504、在待固化层的第一侧形成第一导电层4、在待固化层的第二侧形成第二导电层6；

步骤S506、在第四基板16的第二侧形成第二导电层6、在第四基板16的第一侧形成第二绝缘层7；

步骤S508、将第三基板15与第四基板16贴合，以使第一导电层4与第二绝缘层7接触、第一绝缘层5与第二导电层6接触；

步骤S510、对待固化层进行固化，以形成固化层8；

步骤S512、通过开口9向固化层8的内部注入液晶，以形成液晶层3。

其中，步骤S504～步骤S508与步骤S402～步骤S406基本相同，步骤S512与步骤S408基本相同。

其中，步骤S502～步骤S504与步骤S506为并列的步骤。

进一步地，制备方法的一个更具体的实施方式如下：

步骤S602、在第四基板16形成具有至少一开口9的待固化层；

步骤S604、在待固化层的第一侧形成二绝缘层、在待固化层的第二侧形成第二导电层6；

步骤S606、在第三基板15的第一侧形成第一导电层4、在第三基板15的第二侧形成第一绝缘层5；

步骤S608、将第三基板15与第四基板16贴合，以使第一导电层4与第二绝缘层7接触、第一绝缘层5与第二导电层6接触；

步骤S610、对待固化层进行固化，以形成固化层8；

步骤S612、通过开口9向固化层8的内部注入液晶，以形成液晶层3。

其中，步骤S604～步骤S608与步骤S402～步骤S406基本相同，步骤S612与步骤S408基本相同。

其中，步骤S602～步骤S604与步骤S606为并列的步骤。

进一步地，制备方法还包括：

步骤S410、在第三基板15远离第四基板16的一侧形成第一波片层10；

步骤S412、在第四基板16远离第三基板15的一侧形成第二波片层11；

步骤S414a、在第一波片层10远离第三基板15的一侧形成镜片层12；

步骤S414b、在第二波片层11远离第四基板16的一侧形成镜片层12。

其中，步骤S410与步骤S412为并列的步骤。

其中，步骤S414a与步骤S414b为互斥的步骤，即只能执行步骤S414a与步骤S414b中的一个。

其中，步骤S410～步骤S412可以在步骤S402之前进行，也可以在步骤S408之后进行。

本发明的技术效果如下：利用3D侧向键合工艺可以将第一导电层、第二导电层通过侧向电极触点与标准柔性软排线键合后向外引出形成液晶透镜的标准电接口，无须采用复杂的玻璃穿孔工艺，简化工艺复杂度，在确保制备质量的同时降低生产成本。

实施例3

本实施例涉及本发明的液晶透镜模组及其制备方法。

本发明的一个示意性实施例，如图5所示，一种液晶透镜模组，包括若干如实施例2所述的液晶透镜。其中，若干液晶透镜层叠设置。

在本发明中，若干液晶透镜的焦距可以相同，也可以不同。优选地，将不同焦距的液晶透镜进行层叠设置。

对于本发明的液晶透镜模组，由于每个液晶透镜有2个焦距，利用多个不同焦距的液晶透镜进行组合，可以实现焦距的变化，如实现焦距的无级变化。

对于本发明的液晶透镜模组，其包括至少一第一液晶透镜和一第二液晶透镜。其中，第一液晶透镜包括第三基板15、第四基板16、液晶层3、第一导电层4、第一绝缘层5、第二导电层6、第二绝缘层7、固化层8、第一波片层10、第二波片层11和镜片层12；第二液晶透镜包括第三基板15、第四基板16、液晶层3、第一导电层4、第一绝缘层5、第二导电层6、第二绝缘层7、固化层8、第一波片层10、第二波片层11、镜片层12、偏振层13、保护层14。

在本实施例中，以第一液晶透镜为第一波片层10、第三基板15、第四基板16、第二波片层11、镜片层12的顺序，以第二液晶透镜为第一波片层10、第三基板15、第四基板16、第二波片层11、镜片层12、偏振层13、保护层14的顺序，为例进行说明。

在第一液晶透镜为若干个的情况下，若干第一液晶透镜层叠设置，位于下方的第一液晶透镜的镜片层12与位于上方的第一液晶透镜的第一波片层10接触；位于最上方的第一液晶透镜的镜片层12与位于上方的第二液晶透镜的第一波片层10接触。

对于如上所述的液晶透镜模组，其第一个实施方式的制备方法如下：

步骤S702、将若干如实施例1所述的液晶透镜阵列层叠设置，以形成液晶透镜阵列初始模组；

步骤S704、对液晶透镜阵列初始模组进行切割，以获得若干液晶透镜初始模组；

步骤S706、分别将液晶透镜初始模组的若干液晶透镜的第一导电层4向外延伸、第二导电层6向外延伸，以形成液晶透镜模组。

在步骤S706中，将第一导电层4向外延伸是指将纵截面呈矩形的第一导电层4延伸形成纵截面呈T形或L形的第一导电层4。即在初始状态下，第一导电层4仅包括第一横向导电层；在延伸后，第一导电层4包括第一横向导电层和第一纵向导电层。

在步骤S706中，将第二导电层6向外延伸是指将纵截面呈矩形的第二导电层6延伸形成纵截面呈T形或L形的第二导电层6。即在初始状态下，第二导电层6仅包括第二横向导电层；在延伸后，第二导电层6包括第二横向导电层和第二纵向导电层。

进一步地，制备方法还包括：

步骤S708、在位于最外侧的液晶透镜阵列的外侧形成偏振层13。

进一步地，制备方法还包括：

步骤S710、在位于最外侧的液晶透镜阵列的外侧形成保护层14。

进一步地，制备方法还包括：

步骤S712、在位于最外侧的液晶透镜阵列的外侧形成偏振层13；

步骤S714、在偏振层13的外侧形成保护层14。

其中，步骤S708、步骤S710、步骤S712～步骤S714为三种不同的实施方式，无法同时进行。

其中，步骤S708、步骤S710、步骤S712～步骤S714在步骤S702之后、步骤S704之前进行。

进一步地，制备方法还包括：

步骤S716，将第一导电层4、第二导电层6分别与对应的电极连接。

对于如上所述的液晶透镜模组，其第二个实施方式的制备方法如下：

步骤S802、将若干如实施例2的液晶透镜层叠设置，以形成液晶透镜初始模组；

步骤S804、分别将液晶透镜初始模组的若干液晶透镜的第一导电层4向外延伸、第二导电层6向外延伸，以形成液晶透镜模组。

在步骤S804中，将第一导电层4向外延伸是指将纵截面呈矩形的第一导电层4延伸形成纵截面呈T形或L形的第一导电层4。即在初始状态下，第一导电层4仅包括第一横向导电层；在延伸后，第一导电层4包括第一横向导电层和第一纵向导电层。

在步骤S804中，将第二导电层6向外延伸是指将纵截面呈矩形的第二导电层6延伸形成纵截面呈T形或L形的第二导电层6。即在初始状态下，第二导电层6仅包括第二横向导电层；在延伸后，第二导电层6包括第二横向导电层和第二纵向导电层。

进一步地，制备方法还包括：

步骤S806、在位于最外侧的液晶透镜的外侧形成偏振层13。

进一步地，制备方法还包括：

步骤S808、在位于最外侧的液晶透镜的外侧形成保护层14。

进一步地，制备方法还包括：

步骤S810、在位于最外侧的液晶透镜的外侧形成偏振层13；

步骤S812、在偏振层13的外侧形成保护层14。

其中，步骤S806、步骤S808、步骤S810～步骤S812为三种不同的实施方式，无法同时进行。

其中，步骤S806、步骤S808、步骤S810～步骤S812在步骤S802之后、步骤S804之前进行。

进一步地，制备方法还包括：

步骤S814，将第一导电层4、第二导电层6分别与对应的电极连接。

本发明的技术效果如下：可以通过现有的液晶面板工艺线批量制备液晶透镜模组，利用单张ITO玻璃基板可以同时制备多个液晶透镜模组，大大降低了生产成本，提高生产效率；在最终的成形阶段，引入3D侧向键合工艺，用于形成最终的液晶电极的引出，从而避免了复杂的玻璃穿孔工艺，进一步简化了工艺复杂度。

实施例4

本实施例涉及本发明的头戴式显示光学系统及头戴式显示设备。

对于本发明的头戴式显示光学系统，其具有如下实施方式：

1)包括至少一如实施例2所述的液晶透镜；

2)包括至少一如实施例3所述的液晶透镜模组。

此外，头戴式显示光学系统还可以包括图像源结构(如LCOS、DLP、Micro LED、LBS等)、控制结构(如处理器、芯片等)、电源结构(如变压模组、供电模组等)。

对于本发明的头戴式显示设备，其具有如下实施方式：

1)包括至少一如实施例2所述的液晶透镜；

2)包括至少一如实施例3所述的液晶透镜模组；

3)如上所述的头戴式显示光学系统。

在本发明中，头戴式显示设备包括但不限于增强现实设备(如AR眼镜)、虚拟显示设备(如VR眼镜)、混合现实设备(如MR眼镜)、扩展现实设备(如XR眼镜)等。

实施例5

本实施例涉及本发明的液晶透镜阵列的一个具体实施方式。

如图6所示，液晶透镜阵列的制备方法包括：

(一)TN层制备

如图6a所示：

(1)基板(ITO玻璃)、顶板(ITO玻璃)清洗；

(2)基板、顶板配向；

(3)顶板制备

在基板上设置若干透镜单元区域；

在每一透镜单元区域的第一侧边缘进行银浆印刷，以形成银浆电极；

在每一透镜单元区域的第二侧边缘进行绝缘材料印刷，以形成绝缘图案；

(4)基板制备

在顶板上设置若干透镜单元区域；

在每一透镜单元区域的外边缘进行UV胶印刷，以形成UV图案(预留液晶灌注口)；

在每一透镜单元区域的第二侧边缘进行银浆印刷，以形成银浆电极；

在每一透镜单元区域的第一侧边缘进行绝缘材料印刷，以形成绝缘图案；

(5)向基板的透镜单元区域的内部添加spacer(间隔子)；

(6)将顶板与基板上下对准(即顶板的银浆电极与基板的绝缘图案相对应、顶板的绝缘图案与基板的银浆电极相对应)，压制；

(7)对UV图案进行紫外固化，以形成液晶外壳；

(8)通过液晶灌注口向液晶外壳的内部进行液晶灌注。

其中，在步骤(1)中，基板的厚度一般小于0.2mm，顶板的厚度一般小于0.2mm。

其中，步骤(7)和步骤(8)的顺序可以进行调整，根据液晶是否会受紫外光照固化影响进行调整。

(二)宽带LC层制备

如图6b所示：

(1)将波片薄膜(如75um厚)贴合在基板的外侧、顶板的外侧；或者，直接将波片薄膜制备在基板的外侧、顶板的外侧以形成更为紧凑的堆叠结构；

(2)将PB液晶透镜薄片(厚度一般小于0.1mm，如75um厚)贴合在位于顶板的外侧的波片薄膜的外侧；

对于步骤(1)，若波片薄膜的尺寸(如长度、宽度、直径)与基板(顶板)的尺寸(如长度、宽度、直径)相同，则可以将整张波片薄膜贴合在基板(顶板)的外侧；若波片薄膜的尺寸(如长度、宽度、直径)与基板(顶板)的尺寸(如长度、宽度、直径)不相同，则局部多次贴合。

对于步骤(2)，根据PB液晶透镜薄片的形态，可以整张贴合，也可以局部多次贴合。

通过步骤(一)和步骤(二)，可以制备获得单层液晶透镜阵列。对于该液晶透镜阵列，可以根据TN层的电压状态实现2个不同焦距的变化。

实施例6

本实施例涉及本发明的液晶透镜模组的一个具体实施方式。

如图7所示，液晶透镜模组的制备方法包括：

(一)堆叠

如图7a所示，将若干如实施例5所述的液晶透镜阵列组合堆叠；

将若干液晶透镜阵列的圆心对齐；

对若干液晶透镜阵列进行压合；

在最上层的液晶透镜阵列的上层进行保护层+偏振膜的贴合，形成多层液晶透镜堆叠结构。

(二)切割

如图7a所示，对多层液晶透镜堆叠结构进行切割，以获得若干多层液晶透镜单元；

(三)修饰处理

如图7a所示，对多层液晶透镜单元进行侧向打磨；

对多层液晶透镜单元的银浆电极进行扩展，以使银浆电极凸出于基板、顶板；

(四)键合

如图7b～图7c所示，选择与多层堆叠结构侧截面层间距相同的软排线，然后将软排线对准堆叠透镜侧面的预留L或者T型电极触点，最后将对齐的软排线与电极触点通过键合材料进行键合(其中，键合材料包括但不限于银浆)。

实施例7

本实施例涉及本发明的液晶透镜模组的一个具体实施方式。

如图8所示，液晶透镜模组的制备方法包括：

(一)切割

如图8a所示，将若干如实施例5所述的液晶透镜阵列分别进行切割，以获得不同焦距的单层液晶透镜单元；

(二)堆叠

如图8a所示，将若干单层液晶透镜单元组合堆叠；

将若干单层液晶透镜单元的圆心对齐；

对若干单层液晶透镜单元进行压合；

在最上层的单层液晶透镜单元的上层进行保护层+偏振膜的贴合，形成多层液晶透镜堆叠结构。

(三)修饰处理

如图8a所示，对多层液晶透镜单元进行侧向打磨；

对多层液晶透镜单元的银浆电极进行扩展，以使银浆电极凸出于基板、顶板；

(四)键合

如图8b～图8c所示，将银浆电极与排线通过银浆印刷键合(参见实施例6的步骤(四))。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种液晶透镜阵列，其特征在于，包括：

第一基板；

第二基板，所述第二基板与所述第一基板相对；

若干液晶层，若干所述液晶层阵列设置于所述第一基板与所述第二基板之间；

若干第一导电层，若干所述第一导电层阵列设置于所述第一基板靠近所述第二基板的一侧，并分别位于对应的所述液晶层的第一侧；

若干第一绝缘层，若干所述第一绝缘层阵列设置于所述第一基板靠近所述第二基板的一侧，并分别位于对应的所述液晶层的第二侧；

若干第二导电层，若干所述第二导电层阵列设置于所述第二基板靠近所述第一基板的一侧，且分别位于对应的所述液晶层的第二侧，并分别与对应的所述第一绝缘层接触；

若干第二绝缘层，若干所述第二绝缘层阵列设置于所述第二基板靠近所述第一基板的一侧，且分别位于对应的所述液晶层的第一侧，并分别与对应的所述第一导电层接触。

2.根据权利要求1所述的液晶透镜阵列，其特征在于，还包括：

若干固化层，若干所述固化层阵列设置于所述第一基板与所述第二基板之间，每一所述固化层的内部设置有对应的所述液晶层，每一所述固化层的外部设置有对应的所述第一导电层、对应的所述第一绝缘层、对应的所述第二导电层、对应的所述第二绝缘层；

若干开口，若干所述开口分别设置于对应的所述固化层，用于供液晶流入所述固化层的内部；和/或

第一波片层，所述第一波片层设置于所述第一基板远离所述第二基板的一侧；

第二波片层，所述第二波片层设置于所述第二基板远离所述第一基板的一侧；

镜片层，所述镜片层设置于所述第一波片层远离所述第一基板的一侧或者所述第二波片层远离所述第二基板的一侧。

3.一种液晶透镜，所述液晶透镜由如权利要求1～2任一所述的液晶透镜阵列切割获得，其特征在于，包括：

第三基板，所述第三基板为所述液晶透镜阵列的所述第一基板的一部分；

第四基板，所述第四基板与所述第三基板相对，所述第四基板为所述液晶透镜阵列的所述第二基板的一部分；

液晶层，所述液晶层设置于所述第三基板与所述第四基板之间；

第一导电层，所述第一导电层设置于所述第三基板靠近所述第四基板的一侧，并位于所述液晶层的第一侧；

第一绝缘层，所述第一绝缘层设置于所述第三基板靠近所述第四基板的一侧，并位于所述液晶层的第二侧；

第二导电层，所述第二导电层设置于所述第四基板靠近所述第三基板的一侧，且位于所述液晶层的第二侧，并与所述第一绝缘层接触；

第二绝缘层，所述第二绝缘层设置于所述第四基板靠近所述第三基板的一侧，且位于所述液晶层的第一层，并与所述第一导电层接触。

4.根据权利要求3所述的液晶透镜，其特征在于，还包括：

固化层，所述固化层设置于所述第三基板与所述第四基板之间，所述固化层的内部设置有所述液晶层，所述固化层的外部设置有所述第一导电层、所述第一绝缘层、所述第二导电层、所述第二绝缘层；

至少一开口，所述开口设置于所述固化层，用于供液晶流入所述固化层的内部；和/或

第一波片层，所述第一波片层设置于所述第三基板远离所述第四基板的一侧；

第二波片层，所述第二波片层设置于所述第四基板远离所述第三基板的一侧；

镜片层，所述镜片层设置于所述第一波片层远离所述第三基板的一侧或者所述第二波片层远离所述第四基板的一侧。

5.一种液晶透镜模组，其特征在于，包括：

若干如权利要求3～4任一所述的液晶透镜，若干所述液晶透镜层叠设置。

6.根据权利要求5所述的液晶透镜模组，其特征在于，还包括：

偏振层，所述偏振层位于最外侧的所述液晶透镜的外侧；和/或

保护层，所述保护层位于最外侧的所述液晶透镜的外侧。

7.一种头戴式显示光学系统，其特征在于，包括：

至少一如权利要求3～4任一所述的液晶透镜；或者

至少一如权利要求5～6任一所述的液晶透镜模组。

8.一种头戴式显示设备，其特征在于，包括：

至少一如权利要求3～4任一所述的液晶透镜；或者

至少一如权利要求5～6任一所述的液晶透镜模组；或者；

如权利要求7所述的头戴式显示光学系统。

9.一种液晶透镜阵列的制备方法，用于制备如权利要求1～2任一所述的液晶透镜阵列，其特征在于，包括：

在第一基板形成呈阵列设置的若干第一导电层、若干第一绝缘层，其中，若干所述第一导电层与若干所述第一绝缘层一一对应；

在第二基板形成呈阵列设置的若干第二导电层、若干第二绝缘层，其中，若干所述第二导电层与若干所述第二绝缘层一一对应；

将所述第一基板与所述第二基板贴合，以使若干所述第一导电层分别与对应的若干所述第二绝缘层接触、若干所述第一绝缘层分别与对应的若干所述第二导电层接触；

向所述第一基板与所述第二基板之间注入液晶，以在所述第一基板与所述第二基板之间形成若干液晶层。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，还包括：

在第一基板形成呈阵列设置的若干具有至少一开口的待固化层；

在每一所述待固化层的第一侧形成第一导电层、在每一所述待固化层的第二侧形成第二导电层；

在第二基板形成呈阵列设置的若干第二导电层、若干第二绝缘层，其中，若干所述第二导电层与若干所述第二绝缘层一一对应；

将所述第一基板与所述第二基板贴合，以使若干所述第一导电层分别与对应的若干所述第二绝缘层接触、若干所述第一绝缘层分别与对应的若干所述第二导电层接触；

对若干所述待固化层进行固化，以形成若干固化层；

通过若干所述开口分别向对应的所述固化层的内部注入液晶，以形成液晶层；或

在第二基板形成呈阵列设置的若干具有至少一开口的待固化层；

在每一所述待固化层的第二侧形成第二导电层、在每一所述待固化层的第一侧形成第一绝缘层；

在第一基板形成呈阵列设置的若干第一导电层、若干第一绝缘层，其中，若干所述第一导电层与若干所述第一绝缘层一一对应；

将所述第一基板与所述第二基板贴合，以使若干所述第一导电层分别与对应的若干所述第二绝缘层接触、若干所述第一绝缘层分别与对应的若干所述第二导电层接触；

对若干所述待固化层进行固化，以形成若干固化层；

通过若干所述开口分别向对应的所述固化层的内部注入液晶，以形成液晶层；和/或

在所述第一基板远离所述第二基板的一侧形成第一波片层；

在所述第二基板远离所述第一基板的一侧形成第二波片层；

在所述第一波片层远离所述第一基板的一侧形成镜片层，或者，在所述第二波片层远离所述第二基板的一侧形成镜片层。

11.一种液晶透镜的制备方法，用于制备如权利要求3～4任一所述的液晶透镜，其特征在于，包括：

在第一基板的第一侧形成第一导电层、在第一基板的第二侧形成第一绝缘层；

在第二基板的第二侧形成第二导电层、在第二基板的第一侧形成第二绝缘层；

将所述第一基板与所述第二基板贴合，以使所述第一导电层与所述第二绝缘层接触、所述第一绝缘层与所述第二导电层接触；

向所述第一基板与所述第二基板之间注入液晶，以在所述第一基板与所述第二基板之间形成液晶层；或

对如权利要求1～2任一所述的液晶透镜阵列或如权利要求9～10任一所述的制备方法制备得到的液晶透镜阵列进行切割，以获得液晶透镜。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，还包括：

在第一基板形成具有至少一开口的待固化层；

在所述待固化层的第一侧形成第一导电层、在所述待固化层的第二侧形成第二导电层；

在第二基板的第一侧形成第二绝缘层、在第二基板的第二侧形成第二导电层；

将所述第一基板与所述第二基板贴合，以使所述第一导电层与所述第二绝缘层接触、所述第一绝缘层与所述第二导电层接触；

对所述待固化层进行固化，以形成固化层；

通过所述开口向所述固化层的内部注入液晶，以形成液晶层；或

在第二基板形成具有至少一开口的待固化层；

在所述待固化层的第一侧形成二绝缘层、在所述待固化层的第二侧形成第二导电层；

在第一基板的第一侧形成第一导电层、在第一基板的第二侧形成第一绝缘层；

将所述第一基板与所述第二基板贴合，以使所述第一导电层与所述第二绝缘层接触、所述第一绝缘层与所述第二导电层接触；

对所述待固化层进行固化，以形成固化层；

通过所述开口向所述固化层的内部注入液晶，以形成液晶层；和/或

在所述第一基板远离所述第二基板的一侧形成第一波片层；

在所述第二基板远离所述第一基板的一侧形成第二波片层；

在所述第一波片层远离所述第一基板的一侧形成镜片层，或者，在所述第二波片层远离所述第二基板的一侧形成镜片层。

13.一种液晶透镜模组的制备方法，其特征在于，包括：

将若干如权利要求1～2任一所述的液晶透镜阵列或如权利要求9～10任一所述的制备方法制备得到的液晶透镜阵列层叠设置，以形成液晶透镜阵列初始模组；

对所述液晶透镜阵列初始模组进行切割，以获得若干液晶透镜初始模组；

分别将所述液晶透镜初始模组的若干所述液晶透镜的第一导电层向外延伸、第二导电层向外延伸，以形成液晶透镜模组；或

将若干如权利要求3～4任一所述的液晶透镜或如权利要求11～12任一所述的制备方法制备得到的液晶透镜层叠设置，以形成液晶透镜初始模组；

分别将所述液晶透镜初始模组的若干所述液晶透镜的第一导电层向外延伸、第二导电层向外延伸，以形成液晶透镜模组。

14.根据权利要求13所述的制备方法，其特征在于，还包括：

在位于最外侧的所述液晶透镜阵列的外侧形成偏振层和/或保护层；或

在位于最外侧的所述液晶透镜的外侧形成偏振层和/或保护层。