液晶透镜结构的制作方法_2

文档序号:9260840阅读:来源:国知局
46的厚度为2.5 μ m。而外接电源施加OV的电压至第一电极层34,并施加25V的电压至圆孔电极441。从图2A至2C可知,液晶透镜结构I的液晶分子折射率分布呈现二次曲线,且拟合度均大于0.6。也就是说,在上述各层厚度、圆孔h直径以及驱动电压大小的条件下,液晶透镜结构I可具有类似凸透镜的聚光效果。
[0048]详细而言,图2A所表示的是在介电膜46的介电系数为I时,液晶分子的折射率分布的情形,而拟合度为0.689。图2B所表示的是在介电膜46的介电系数为100时,液晶分子的折射率分布的情形,而拟合度可达到0.7752。另外,图2C所表示的是在介电膜46的介电系数为2000时,液晶分子的折射率分布的情形,而拟合度最佳可达到0.9828。从图2A至图2C的内容可知,当介电膜46的介电系数越高,液晶分子的折射率分布的拟合度会越高。换句话说,当介电膜46的介电系数越高,液晶透镜结构I可表现出越好的透镜效果。
[0049]请参阅图2D以及图2E,在图2D及图2E中,介电膜46的介电系数为400。而外接电源施加OV的电压至第一电极层34并施加25V的电压至圆孔电极441。从图2D及图2E可知,液晶透镜结构I的液晶分子折射率分布呈现二次曲线,具有类似凸透镜的聚光效果。详细而言,图2D所表示的是介电膜46的厚度为2.5 μ m时,液晶分子的折射率分布的情形,而拟合度为0.8776。图2E所表示的是介电膜46的厚度为10 μ m时,液晶分子的折射率分布的情形,而拟合度为0.9789。从图2D及图2E的内容可知,当介电膜46的厚度越高,液晶分子的折射率分布的拟合度会越高,也就是说液晶透镜结构I可表现出越好的透镜效果。然而,在实际操作中,会将介电膜46的厚度会控制在小于或等于第二电极层44的厚度范围之间。在本实施例中,介电膜46的厚度会控制在2.5至1ym之间。
[0050]请参阅图2F以及图2G,在图2F及图2G中,介电膜46的介电系数为1000,而介电膜的厚度为2.5 μ m。从图2F及图2G可知,液晶透镜结构I的液晶分子折射率分布呈现二次曲线,具有类似凸透镜的聚光效果。详细而言,图2F所表示的是,外接电源施加OV的电压至第一电极层34,并施加15V的电压至圆孔电极441时,液晶分子的折射率分布的情形,而拟合度为0.891。图2G所表示的是外接电源施加OV的电压至第一电极层34,并施加35V的电压至圆孔电极441时,液晶分子的折射率分布的情形,而拟合度为0.9801。从图2F及图2G的内容可知,当施加于圆孔电极441的电压越高,液晶分子的折射率分布的拟合度会越高,也就是说液晶透镜结构I可表现出越好的透镜效果。
[0051]接下来,将介绍本发明第二实施例的液晶透镜结构I’。图3A以及3B为本发明第二实施例的液晶透镜结构I’示意图。图3A为液晶透镜结构I’的剖面示意图,而图3B为液晶透镜结构I’的俯视图,请参阅图3A。本实施例的液晶透镜结构I’大致与前一实施例相同,也包括液晶层10、一对配向层20、第一电极组30、第二电极组40’。而第一电极组30也包括第一透明绝缘层32以及第一电极层34。此外,各层之间的相对应位置、厚度以及材质等参数均和前一实施例相同,在此不多做赘述。
[0052]然而,不同于前一实施例的是,液晶透镜结构I’的第二电极组40’中,介电膜46’位于第二电极层44’以及第二透明绝缘层42之间,而第二电极层44’贴附于介电膜46’之上。另外,第二电极层44’还包括圆孔电极441’、第一环形电极442、第二环形电极443、第三环形电极444、第四环形电极445、第五环形电极446以及圆形电极447,且圆孔电极441’、第一环形电极442、第二环形电极443、第三环形电极444、第四环形电极445、第五环形电极446以及圆形电极447彼此电性绝缘,且具有相同的中心C。而圆孔电极441’定义出一圆孔h’。在本实施例中,环形电极的数量为五个,然而环形电极的数量可以是一至六个不等,可以根据实际需求而调整,本发明不以此为限。
[0053]请同时参阅图3A以及图3B,第一环形电极442、第二环形电极443、第三环形电极444、第四环形电极445以及第五环形电极446呈同心圆的方式排列,且位于圆孔电极441’之中,而圆形电极447则位于第五环型电极446之中。另外,在实际操作中,外接电源会提供驱动电压给第一电极层34以及圆孔电极441’,使得第一电极层34与圆孔电极441’之间会产生电场,且电场的大小会从圆孔h’的周围向中心C方向递减。
[0054]另外,第一环形电极442会受到圆孔电极441’的电场感应,而生成感生电场。第二环形电极443则会受到第一环形电极442的感生电场感应,而生成另一感生电场。以此类推,因此第一环形电极442、第二环形电极443、第三环形电极444、第四环形电极445、第五环形电极446以及圆形电极447均会生成感生电场。须说明的是,第一环形电极442、第二环形电极443、第三环形电极444、第四环形电极445、第五环形电极446以及圆形电极447可以通过感应圆孔电极441’的电场而生成感生电场。换句话说,第一环形电极442、第二环形电极443、第三环形电极444、第四环形电极445、第五环形电极446以及圆形电极447浮接。外接电源实际上不需要再另外提供驱动电压至第一环形电极442、第二环形电极443、第三环形电极444、第四环形电极445、第五环形电极446以及圆形电极447。
[0055]承上述,所生成的感生电场可以减缓电场从圆孔h’周围向中心C方向递减的情形。除此之外,具有较高介电系数的介电膜46’也可以减缓电场从圆孔h’周围往中心C方向递减的情形。也就是说,环形电极以及介电膜可以稳定电场的分布,使得液晶分子能表现出较好的光学透镜效果。
[0056]请参阅图3B,在本实施例中,圆孔h’的直径为2.3mm。另外,第一环形电极442的第一间距xl、第二环形电极443的第二间距x2、第三环形电极444的第三间距x3、第四环形电极445的第四间距x4、第五环形电极446的第五间距x5以及圆形电极447的直径则介于0.1至0.25mm。圆孔电极441’的内缘与相邻的第一环形电极442的外缘之间的间隙d介于5至50 μ m之间。间隙d相当于各个环形电极彼此之间的间隙,以及圆形电极447与相邻的第五环形电极446的内缘之间的间隙。
[0057]接下来,将在上述的圆孔h’直径的参数下,举例说明在不同条件下,液晶分子折射率分布的情形。图4A至图4D为本发明第二实施例的液晶分子偏转程度对应电场分布拟合曲线示意图。在图4A至图4D中,介电膜46’的厚度均为2.5 μ m。详细而言,图4A以及图4C的内容表示的是,当间隙d、第一间距xl、第二间距x2、第三间距x3、第四间距x4、第五间距x5以及圆形电极447的直径不同时,液晶分子偏转程度对应电场分布拟合曲线示意图。图4B以及图4C的内容表示,当施加不同的驱动电压至液晶透镜结构I’时,液晶分子偏转程度对应电场分布拟合曲线示意图。而图4A以及图4D的内容则表示,当介电膜46’具有不同厚度的情况下,液晶分子偏转程度对应电场分布拟合曲线示意图。
[0058]从图4A至图4D的内容可知,液晶透镜结构I’的液晶分子折射率分布呈现二次曲线,且拟合度均大于0.9。也就是说,液晶透镜结构I’可具有类似凸透镜的聚光效果。
[0059]在图4A以及图4C中,介电膜46’的介电系数为100,间隙d为50 μ m,而外接电源施加OV的电压至第一电极层34,并施加45V的电压至圆孔电极441’。图4A以及图4C不同的地方在于,图4A的第一间距xl、第二间距x2、第三间距x3、第四间距x4以及圆形电极447的直径为0.15mm,而第五间距x5为0.175臟。另外,图4C的第一间距xl为0.12mm、第二间距x2为0.14mm、第三间距x3以及第四间距x4为0.16謹、第五间距x5为0.2謹,而圆形电极447的直径为0.24mm。
[0060]另外,图4A中拟合曲线的拟合度为0.9563,而图4C中拟合曲线的拟合度为0.9652。从图4A以及图4C的内容可知,当间隙d以及第一间距xl、第二间距x2、第
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