专利名称：液晶透镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶透镜。
背景技术：
液晶透镜(liquid crystal lens)是一种利用液晶材料所具有的独特物理及光学特性所创造出的技术。不同于传统的玻璃透镜，液晶透镜可以依据施加于其上的电场以聚集或发散入射光，特别地，液晶透镜的焦距可以藉由改变供应电压来进行调整。因为液晶透镜不需要使用到机械动作来调整焦距，因此，液晶透镜比传统玻璃透镜更适合应用在许多图像获取技术中。请参考图1A，图IA为公知的液晶透镜结构100的示意图。液晶透镜结构100包含 两个玻璃层Iio及120、分别形成于两个玻璃层110及120上的两个氧化铟锡(Indium-TinOxide, HO)电极层112及122、以及液晶层130。图IB所示为氧化铟锡电极层112的俯视图，其中氧化铟锡电极层112具有圆形的空洞。为了达到透镜的效果，液晶层130内的电场强度分布的形状必须要近似于传统透镜的表面曲线形状，然而，参考图IC所示的电场强度分布图，液晶透镜结构100并无法使得液晶层130内的电场强度分布具有理想的形状。为了改善液晶透镜结构100的透镜效果，一种如图2A-2C所示的同心圆设计被提出。图2A为另一公知的液晶透镜结构200的示意图。液晶透镜结构200包含两个玻璃层210及220、分别形成于两个玻璃层210及220上的两个氧化铟锡电极层212及222、以及液晶层230。图2B所示为氧化铟锡电极层212的俯视图，其中氧化铟锡电极层212具有多个同心圆，且该多个同心圆分别被施加不同的控制电压Vl V3。虽然如图2C所示的液晶层230内的电场强度分布形状比图IC所示的液晶层130内的电场强度分布形状来得好，但是因为需要多个控制电压Vl V3，所以液晶透镜结构200的设计会较为复杂。
发明内容
因此，本发明的目的之一在于提供一种液晶透镜，其具有简单的设计，且液晶层内的电场强度分布形状与玻璃透镜的表面曲线形状非常类似，以解决上述的问题。依据本发明一实施例，液晶透镜包含第一透光板、第二透光板、设置于该第一透光板上的第一电极层、设置于该第二透光板上的第二电极层、以及设置于该第一透光板与该第二透光板之间的液晶层，其中该第一电极层包含多个同心电极，且相邻的两个外层同心电极之间的间距不同于相邻的两个内层同心电极之间的间距。依据本发明另一实施例，液晶透镜包含第一透光板、第二透光板、设置于该第一透光板上的第一电极层、设置于该第二透光板上的第二电极层、以及设置于该第一透光板与该第二透光板之间的液晶层，其中该第一电极层包含螺旋电极。本发明的液晶透镜中，氧化铟锡电极层包含螺旋电极或是多个同心电极，其中电极中靠近外层的间距小于电极中靠近内层的间距；此外，氧化铟锡电极层由单一电压源来进行电压供应。如此一来，液晶层内的电场强度分布形状与传统玻璃透镜的表面曲线形状非常类似，且液晶透镜与其周边电路的设计会较为简单。
图IA为公知的液晶透镜结构的示意图。图IB为图IA所示的氧化铟锡电极层的俯视图。图IC为图IA所示的液晶层内的电场强度分布的示意图。图2A为另一公知的液晶透镜结构的示意图。图2B为图2A所示的氧化铟锡电极层的俯视图。图2C为图2A所示的液晶层内的电场强度分布的示意图。 图3A为依据本发明一实施例的液晶透镜的示意图。图3B为图3A所示的氧化铟锡电极层的俯视图。图3C为图3A所示的液晶层内的电场强度分布的示意图。图4为依据本发明一实施例的氧化铟锡电极层的俯视图，其中该氧化铟锡电极层包含多个同心椭圆电极。图5为依据本发明一实施例的氧化铟锡电极层的俯视图，其中该氧化铟锡电极层包含平均分布于多个同心圆电极中的多个连接电极。图6为依据本发明一实施例的氧化铟锡电极层的俯视图，其中该氧化铟锡电极层包含螺旋电极。其中，附图标记说明如下100,200液晶透镜结构110、120、210、220、310、320 玻璃层112、122、212、222、312、322 氧化铟锡电极层130,230,330液晶层300液晶透镜312_1 312_3、512_1 512_3 同心圆电极350、550_1、550_2连接电极412_1 412_3同心椭圆电极612螺旋电极
具体实施例方式请参考图3A，图3A为依据本发明一实施例的液晶透镜300的示意图。如图3A所示，液晶透镜300包含两个玻璃层310及320、分别形成于两个玻璃层310及320上的两个氧化铟锡电极层312及322、以及液晶层330。图3B所示为氧化铟锡电极层312的俯视图，其中氧化铟锡电极层312具有多个同心圆(concentric ring)电极(在本实施例中，为三个同心圆电极312_1 312_3),且相邻两同心圆电极之间的间距沿着径向向外(outwardradial)方向减少，其中“间距”一词指的是相邻两同心圆电极之间的最小距离。此外，连接电极350被用来连接同心圆电极312_1 312_3，且同心圆电极312_1 312_3被施加同一电压V。需注意的是，液晶透镜300中也可以使用任何其他的透光板来代替玻璃层310及320，且氧化铟锡电极层312及322也可以使用任何其他的透明电极来替换。此外，同心圆电极312_1 312_3可以被设计为具有相同的环状宽度，且每一个同心圆电极312_1 312_3的环状宽度可以被设计为远小于相邻两同心圆电极之间的间距，以增加液晶透镜的透光度。图3C为液晶层330内的电场强度分布的示意图。参考图3C，液晶层330内的电场强度分布形状与传统玻璃透镜的表面曲线形状非常类似，因此，液晶透镜300具有较佳的透镜效果。此外，因为氧化铟锡电极层312由单一电压源来进行电压供应，因此，液晶透镜300与其周边电路的设计会较为简单。此外，虽然图3A所示的氧化铟锡电极层312包含多个同心圆电极，然而，这并非作为本发明的限制。在本发明的其他实施例中，氧化铟锡电极层可以被设计为具有多个其他样式的同心电极，例如图4所示的同心椭圆(concentric ellipse)电极412_1 412_3等等。这些设计上的变化均应隶属于本发明的范畴。
此外，由于用来连接同心圆电极312_1 312_3的连接电极350有可能会干扰到液晶层330中的电场，因而造成入射光的非预期弯曲。因此，为了解决这个问题，其中一个解决方法是将连接电极350的宽度被设计得非常窄，例如纳米等级宽度，而另一解决方法则是如图5所示，将连接电极550_1与550_2平均地分散于同心圆电极512_1 512_3之间，以避免造成入射光的非预期弯曲的问题。此外，氧化铟锡电极层也可以被制作为具有图6所示的螺旋(spiral)电极612，其中螺旋电极的间距沿着径向向外方向减少。此外，图3B、4、5、6中任两个或以上的氧化铟锡电极层图案可以被并排(side-by-side)设计在玻璃层上，以使得液晶层中的电场强度分布会具有特殊的形状，而这些设计上的变化均应隶属于本发明的范畴。简要归纳本发明，在本发明的液晶透镜中，氧化铟锡电极层包含螺旋电极或是多个同心电极，其中电极中靠近外层的间距小于电极中靠近内层的间距；此外，氧化铟锡电极层由单一电压源来进行电压供应。如此一来，液晶层内的电场强度分布形状与传统玻璃透镜的表面曲线形状非常类似，且液晶透镜与其周边电路的设计会较为简单。以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种液晶透镜,包含 第一透光板； 第二透光板； 第一电极层，设置于该第一透光板上，其中该第一电极层包含多个同心电极，且相邻的两个外层同心电极之间的间距不同于相邻的两个内层同心电极之间的间距； 第二电极层，设置于该第二透光板上；以及 液晶层，设置于该第一透光板与该第二透光板之间。
2.如权利要求I所述的液晶透镜，其特征在于，相邻的该两个外层同心电极之间的间距小于相邻的该两个内层同心电极之间的间距。
3.如权利要求2所述的液晶透镜，其特征在于，相邻两个同心电极之间的间距沿着径向向外方向减少。
4.如权利要求I所述的液晶透镜，其特征在于，该多个同心电极藉由至少一个连接电极而彼此相连，且该多个同心电极由单一电压源来进行电压供应。
5.如权利要求4所述的液晶透镜，其特征在于，该多个同心电极藉由多个连接电极而彼此相连，且该多个连接电极平均分散于该多个同心电极之间。
6.如权利要求I所述的液晶透镜，其特征在于，该多个同心电极为多个同心圆电极。
7.如权利要求I所述的液晶透镜，其特征在于，该多个同心电极为多个同心椭圆电极。
8.—种液晶透镜,包含 第一透光板； 第二透光板； 第一电极层，设置于该第一透光板上，其中该第一电极层包含螺旋电极； 第二电极层，设置于该第二透光板上；以及 液晶层，设置于该第一透光板与该第二透光板之间。
9.如权利要求8所述的液晶透镜，其特征在于，该螺旋电极中靠近外层的间距不同于该螺旋电极中靠近内层的间距。
10.如权利要求9所述的液晶透镜，其特征在于，该螺旋电极中靠近外层的间距小于该螺旋电极中靠近内层的间距。
11.如权利要求10所述的液晶透镜，其特征在于，该螺旋电极的间距沿着径向向外方向减少。
全文摘要
本发明公开了一种液晶透镜，包含第一透光板、第二透光板、设置于该第一透光板上的第一电极层、设置于该第二透光板上的第二电极层、以及设置于该第一透光板与该第二透光板之间的液晶层，其中该第一电极层包含多个同心电极，且相邻的两个外层同心电极之间的间距不同于相邻的两个内层同心电极之间的间距。
文档编号G02F1/29GK102759837SQ20111023811
公开日2012年10月31日 申请日期2011年8月17日 优先权日2011年4月27日
发明者毕少强 申请人:点晶科技股份有限公司