CN111913327A - 电场产生基板及包含其的液晶透镜 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电场产生基板及包含其的液晶透镜，其中电场产生基板包括：一第一基板；以及一第一电场产生单元，设置于第一基板上。其中，第一电场产生单元包括：一第一主电极；一第二主电极；以及一第一次电极，位于第一主电极与第二主电极间，其中第一次电极与第一主电极及第二主电极电性连接，一第一电阻单元设置于第一主电极与第一次电极间，而一第二电阻单元设置于第一次电极与第二主电极间；其中，第一主电极、第二主电极与第一次电极实质上平行。

Description

电场产生基板及包含其的液晶透镜

技术领域

本发明关于一种电场产生基板及包含其的液晶透镜，尤指一种具有新颖结构的电场产生基板及包含其的液晶透镜。

背景技术

例如相机等传统装置中，若要进行变焦，需要通过改变透镜组间的相对位置来改变聚焦位置。而且，这样的变焦方式，对于目前电子产品要求轻薄，与镜头模块需要足够空间变焦是相互抵触的。

由于液晶透镜具有电的可调变性，可以通过外加电场来控制光的聚焦位置或是偏转方向，并同时具有元件的轻薄、低功耗等特性，对于镜头未来要求是有其发展性的。

此外，液晶透镜的应用不限于镜头上。由于液晶透镜可达到光偏转的功效，故液晶透镜还可应用在增加显示器可视角、光通信亦或是照明设计上。举例来说，在展示柜中，可以通过调控光照射位置，进而强调展示柜中的展示品或商品；或是用在办公室与家中，改变光照射角度与方向，使空间中有不同的情境。

而且，在目前已发展出的液晶透镜中，往往面临工艺及驱动复杂等缺点，而无法广泛的应用于日常生活中。有鉴于此，目前亟需发展出一种具有新颖结构的液晶透镜，其中的电场产生基板的工艺较为简便及驱动方式较为简单，以使液晶透镜可被广泛的应用。

发明内容

本发明提供一种电场产生基板，其基板上的电场产生单元具有特殊的图型化设计。此外，本发明还提供一种使用前述电场产生基板的液晶透镜。

本发明的电场产生基板包括：一第一基板；以及一第一电场产生单元，设置于第一基板上。其中，第一电场产生单元包括：一第一主电极；一第二主电极；以及一第一次电极，位于第一主电极与第二主电极间，其中第一次电极与第一主电极及第二主电极电性连接，一第一电阻单元设置于第一主电极与第一次电极间，而一第二电阻单元设置于第一次电极与第二主电极间；其中，第一主电极、第二主电极与第一次电极实质上平行。

如前所述，本发明的电场产生基板包括实质上平行的第一主电极、第二主电极与第一次电极。其中，通过在第一主电极与第一次电极间设置第一电阻单元并在第一次电极与第二主电极间设置第二电阻单元，使得第一电场产生单元能产生渐变电场分布。当应用本发明的电场产生基板在液晶透镜上时，通过控制施加在第一电场产生单元的电压，形成渐变分布的电场，进而得以使入射至液晶透镜的入射光产生相位差以偏转入射光，而得到光聚焦或扩散的效果。

在本发明的电场产生基板中，第一电场产生单元可还包括一第二次电极，第二次电极位于第一次电极与第二主电极间，第二次电极与第一次电极及第二主电极电性连接，一第三电阻单元设置于第一次电极与第二次电极间，而第二电阻单元设置于第二次电极与第二主电极间，且第一主电极、第二主电极、第一次电极与第二次电极实质上平行。

本发明的电场产生基板还可包括一第二电场产生单元，设置于第一基板上。其中，第二电场产生单元可包括：一第三主电极；一第四主电极；以及一第三次电极，位于第三主电极与第四主电极间，其中第三次电极与第三主电极及第四主电极电性连接，一第四电阻单元设置于第三主电极与第三次电极间，而一第五电阻单元设置于第三次电极与第四主电极间；其中，第一主电极、第二主电极、第三主电极、第四主电极、第一次电极与第三次电极实质上平行。

本发明的电场产生基板还可包括一第二电场产生单元，设置于第一基板上。其中，第二电场产生单元可包括：一第三主电极；一第四主电极；一第三次电极，位于第三主电极与第四主电极间，其中第三次电极与第三主电极电性连接，且一第四电阻单元设置于第三主电极与第三次电极间；以及一第四次电极，位于第三次电极与第四主电极间，其中第四次电极与第三次电极与第四主电极电性连接，一第五电阻单元设置于第三次电极与第四主电极间，而一第六电阻单元设置于第三次电极与第四次电极间；其中，第一主电极、第二主电极、第三主电极、第四主电极、第一次电极、第二次电极、第三次电极及第四次电极实质上平行。

此外，本发明的电场产生基板可包括一或多个第一电场产生单元，且可包括一或多个第二电场产生单元。其中，当本发明的电场产生基板包括多个第一电场产生单元及多个第二电场产生单元时，其中第一电场产生单元与第二电场产生单元可间隔排列。

当本发明的电场产生基板包括多个第一电场产生单元及多个第二电场产生单元时，第一电场单元的第一主电极可相互电性连接，第一电场单元的第二主电极可相互电性连接，第二电场单元的第三主电极可相互电性连接，而第二电场单元的第四主电极也可相互电性连接。

在本发明的电场产生基板中，第一主电极、第二主电极、第三主电极、第四主电极、第一次电极、第二次电极、第三次电极及第四次电极的形状并无特殊限制，只要彼此之间实质上平行即可。在本发明的一实施例中，第一主电极、第二主电极、第三主电极、第四主电极、第一次电极、第二次电极、第三次电极及第四次电极为线型电极。其中，线型电极可包括直线型电极、弯曲线型电极、锯齿状线型电极等。而且，本发明并不仅限于此，只要第一主电极、第二主电极、第三主电极、第四主电极、第一次电极、第二次电极、第三次电极及第四次电极的长度延伸方向实质上平行即可。在本发明的一实施例中，第一主电极、第二主电极、第三主电极、第四主电极、第一次电极、第二次电极、第三次电极及第四次电极为直线型电极。

在本发明的电场产生基板中，第一电场产生单元的宽度可介于4μm至80μm之间，例如可介于4μm至70μm之间、可介于4μm至60μm之间、可介于4μm至50μm之间；但本发明并不仅限于此，可根据本发明的电场产生基板的应用领域或需求做调整。在此，第一电场产生单元的宽度是指第一主电极的远离第二主电极的边缘与第二主电极的远离第一主电极的边缘的距离。

同样的，在本发明的电场产生基板中，第二电场产生单元的宽度可介于4μm至80μm之间，例如可介于4μm至70μm之间、可介于4μm至60μm之间、可介于4μm至50μm之间；但本发明并不仅限于此，可根据本发明的电场产生基板的应用领域或需求做调整。在此，第二电场产生单元的宽度是指第三主电极的远离第四主电极的边缘与第四主电极的远离第三主电极的边缘的距离。

在本发明的电场产生基板中，第一主电极、第二主电极、第三主电极、第四主电极、第一次电极、第二次电极、第三次电极及第四次电极的宽度可分别介于0.5μm至10μm之间，例如可介于1μm至5μm之间；但本发明并不仅限于此，可根据本发明的电场产生基板的应用领域或需求做调整。

本发明更提供一种前述电场产生基板的制备方法，包括下列步骤：提供一第一基板，其上方设置有一电极层；图型化电极层，以形成主电极(例如：第一主电极、第二主电极、第三主电极及/或第四主电极)及次电极(例如：第一次电极、第二次电极、第三次电极及/或第四次电极)；以及形成电阻单元(例如：第一电阻单元、第二电阻单元、第三电阻单元、第四电阻单元、第五电阻单元及/或第六电阻单元)在主电极与次电极间。

在本发明的制备方法中，将电极层图型化的步骤可使用任何已知的图型化方法，例如，蚀刻法。此外，在本发明的制备方法中，形成电阻单元的步骤可使用任何已知的涂布方法，例如旋转涂布、刮刀涂布、喷墨法、印刷法、辊涂法、喷涂法等。在本发明的一实施例中，形成电阻单元的步骤可使用气体溶胶喷墨法。

本发明还提供一种使用前述电场产生基板的液晶透镜，包括：一第一电场产生基板，其可为前述的任一电场产生基板；以及一第二电场产生基板，与第一电场产生基板相对设置；以及一液晶层，设置于第一电场产生基板与第二电场产生基板间。在此实施形式的液晶透镜中，第二电场产生基板可包括：一第二基板、及一平面电极层，其中平面电极层设于第二基板之朝第一基板的一侧上。此外，在此实施形式的液晶透镜中，液晶透镜还可包括：一第一配向层，设置于第一主电极、第二主电极与第一次电极上；以及一第二配向层，设置于平面电极层上，且第一配向层的配向方向与第二配向层的配向方向实质上相同。

本发明还提供另一种使用前述电场产生基板的液晶透镜，包括：两个第一电场产生基板，其可为前述的任一电场产生基板；以及一液晶层，设置于前述两个第一电场产生基板间。在此实施形式的液晶透镜中，两个第一电场产生基板的其中之一的第一主电极、第二主电极与第一次电极的长度延伸方向与两个第一电场产生基板的另一者的第一主电极、第二主电极与第一次电极的长度延伸方向实质上相同。此外，在此实施形式的液晶透镜中，液晶透镜还可包括：一第一配向层，设置于两个第一电场产生基板的其中之一的第一主电极、第二主电极与第一次电极上；以及一第二配向层，设置于两个第一电场产生基板的另一者的第一主电极、第二主电极与第一次电极上。其中，第一配向层的配向方向与第二配向层的配向方向可实质上相同或可实质上垂直。

在本发明的电场产生基板及液晶透镜中，第一基板与第二基板可分别为一硬质基板、一可挠性基板、一薄膜或其组合。第一基板的材料可包括一石英基板、一玻璃基板、一硅晶圆基板、一蓝宝石基板、聚碳酸酯(polycarbonate，PC)、聚酰亚胺(polyimide，PI)、聚丙烯(polypropylene，PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、或其他塑胶或高分子材料，或前述的组合，但本发明并不仅限于此。

在本发明的电场产生基板及液晶透镜中，主电极(例如：第一主电极、第二主电极、第三主电极及/或第四主电极)、次电极(例如：第一次电极、第二次电极、第三次电极及/或第四次电极)及平面电极层可分别包括透明导电金属氧化物(例如，ITO、IZO、ITZO、IGZO或AZO)、金属(例如，钛或铝)、重掺杂的硅(例如，磷掺杂的硅)。

在本发明的电场产生基板及液晶透镜中，电阻单元(例如：第一电阻单元、第二电阻单元、第三电阻单元、第四电阻单元、第五电阻单元及/或第六电阻单元)可包括任何电阻材料，例如：PEDOT：PPS、高阻值纳米碳管、经掺杂的硅、或金属氧化物(例如，ZnO、VO2、SnO2、MoOx或钒掺杂的氧化钼)。

在本发明中，“电极实质上平行”是指两主电极或主电极与次电极完全平行、或者两主电极或主电极与次电极间的延伸线间的夹角小于5度。此外，“电极长度延伸方向实质上相同”是指两主电极或主电极与次电极的长度延伸方向完全平行、或者两主电极或主电极与次电极间的长度延伸方向间的夹角小于5度。再者，“配向方向实质上相同”是指两配向层的配向方向完全相同、或者两配向层的配向方向间的夹角小于5度。同时，“配向方向实质上垂直”是指两配向层的配向方向间的夹角介于85度至90度之间。

附图说明

图1A为本发明实施例1的第一电场产生单元的上视图。

图1B为本发明实施例1的第二电场产生单元的上视图。

图2为本发明实施例1的电场产生基板的上视图。

图3A为沿图2的A-A剖面线的剖面示意图。

图3B为沿图2的B-B剖面线的剖面示意图。

图4为本发明实施例2的液晶透镜的剖面示意图。

图5为本发明实施例3的偏振态的量测系统示意图。

图6A与图6B为实施例3的一实施形式电压与所侦测到的折射率的示意图。

图6C与图6D为实施例3的另一实施形式电压与所侦测到的折射率的示意图。

图6E与图6F为实施例3的再一实施形式电压与所侦测到的折射率的示意图。

图7为本发明实施例4的第一电场产生单元的上视图。

图8为本发明实施例5的第一电场产生单元的上视图。

图9为本发明实施例6的偏振态的量测系统示意图。

图10为本发明实施例7的液晶透镜的剖面示意图。

图11为本发明实施例8的电场产生基板的电极配置上视图。

图12A及图12B为本发明实施例8的第一电场产生单元及第二电场单元的部分放大图。

图13A至图14B为本发明实施例8的电场产生基板的部分放大图。

【符号说明】

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。

以下是通过具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明也可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可针对不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

此外，说明书与权利要求书中所使用的序数例如“第一”、“第二”等用词，以修饰权利要求书的元件，其本身并不包含及代表该元件有任何之前的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能作出清楚区分。

实施例1

图1A及图1B分别为本实施例的第一电场产生单元及第二电场产生单元的上视图。图2为本实施例的电场产生基板的上视图。图3A及图3B分别为沿图2的A-A剖面线及B-B剖面线的剖面示意图。

如图1A至图3A所示，首先，提供一第一基板1，其上方设置有一电极层；在本实施例中，第一基板1为一玻璃基板，其上方设置有一ITO层。而后，以蚀刻法图型化电极层，以形成多条平行的线型电极，分别包括一第一主电极111、一第二主电极112、一第一次电极113、一第二次电极114、一第三主电极131、一第四主电极132、一第三次电极133及一第四次电极134。此外，还在第一主电极111与第一次电极113间、第一次电极113与第二次电极114间、第一次电极113与第二主电极112间、第三主电极131与第三次电极133间、第三次电极133与第四次电极134间、及第三次电极133与第四主电极132间分别形成连接电极115，116，117，135，136，137，以使第一主电极111与第一次电极113电性连接、第一次电极113与第二次电极114电性连接、第一次电极113与第二主电极112电性连接、第三主电极131与第三次电极133电性连接、第三次电极133与第四次电极134电性连接、及第三次电极133与第四主电极132电性连接。

之后，利用气溶胶喷墨技术，喷上PEDOT：PPS作为电阻材料，以在第一主电极111与第一次电极113间形成一第一电阻单元121、在第一次电极113与第二主电极112间形成一第二电阻单元122、在第一次电极113与第二次电极114间形成一第三电阻单元123、第三主电极131与第三次电极133间形成一第四电阻单元141、第三次电极133与第四主电极132形成一第五电阻单元142、及第三次电极133与第四次电极134间形成一第六电阻单元143。如此，则完成本实施例的第一电场产生单元1a及第二电场产生单元1b。

在本发明中，第一电阻单元121、第二电阻单元122、第三电阻单元123、第四电阻单元141、第五电阻单元142及第六电阻单元143的设置位置并不限于如图1A及图1B所示的位置，也可设置于其他位置，只要电阻单元与主电极及次电极的连接关系如前所述即可。

此外，第一电阻单元121、第二电阻单元122、第三电阻单元123、第四电阻单元141、第五电阻单元142及第六电阻单元143的长度并无特殊限制，可依照所需降低的电压而调整。在本实施例中，第一电阻单元121、第二电阻单元122、第三电阻单元123、第四电阻单元141、第五电阻单元142及第六电阻单元143的长度分别约为15μm。而且，在本发明的其他实施例中，第一电阻单元121、第二电阻单元122、第三电阻单元123、第四电阻单元141、第五电阻单元142及第六电阻单元143的长度可分别介于15μm至50μm之间。若电阻单元并非线型设计而有弯折的情形时，前述电阻单元的长度则为将弯折电阻单元拉直后得到的长度。

如图1A、图2及图3A所示，本实施例的电场产生基板包括：一第一基板1；一第一电场产生单元1a，设置于第一基板1上。其中，第一电场产生单元1a包括：一第一主电极111、一第二主电极112、一第一次电极113及一第二次电极114。其中，第一次电极113位于第一主电极111与第二主电极112间，第一次电极113与第一主电极111及第二主电极112电性连接，第二次电极114位于第一次电极113与第二主电极112间，且第二次电极114与第一次电极113及第二主电极112电性连接。一第一电阻单元121设置于第一主电极111与第一次电极113间，一第二电阻单元122设置于第二次电极114与第二主电极112间，一第三电阻单元123设置于第一次电极113与第二次电极114间。此外，第一主电极111、第二主电极112、第一次电极113第二次电极114实质上平行。

如图1B、图2及图3A所示，本实施例的电场产生基板还包括：一第二电场产生单元1b，设置于第一基板1上。其中，第二电场产生单元1b包括：一第三主电极131、一第四主电极132、一第三次电极133及一第四次电极134。其中，第三次电极133位于第三主电极131与第四主电极132间，第三次电极133与第三主电极131与第四主电极132电性连接，第四次电极134位于第三次电极133与第四主电极132间，且第四次电极134与第三次电极133及第四主电极132电性连接。一第四电阻单元141设置于第三主电极131与第三次电极133间，一第五电阻单元142设置于第三次电极133与第四主电极132间，而一第六电阻单元143设置于第三次电极133与第四次电极134间。此外，第一主电极111、第二主电极112、第三主电极131、第四主电极132、第一次电极113、第二次电极114、第三次电极133及第四次电极134实质上平行。

如图2所示，在本实施例中，共形成三个第一电场产生单元1a及三个第二电场产生单元1b。而且，本发明并不仅限于此。在本发明的其他实施例中，第一电场产生单元1a及第二电场产生单元1b的数量可分别为一或多个。此外，在本实施例中，三个第一电场产生单元1a与三个第二电场产生单元1b彼此间隔排列。

如图1B及图2所示，在本实施例中，在图型化电极层形成第三主电极131、第四主电极132、第三次电极133及第四次电极134的同时，更形成第二导线1311，1321，其中第二导线1311与三个第二电场产生单元1b的第三主电极131电性连接，而第二导线1321与三个第二电场产生单元1b的第四主电极132电性连接。

此外，如图2及图3B所示，在第三主电极131及第四主电极132上还分别形成一绝缘单元151，152；而后，形成第一导线161，162。其中，第一导线161与三个第一电场产生单元1a的第一主电极111电性连接，而第一导线162与三个第一电场产生单元1a的第二主电极112电性连接。在本实施例中，可透过气溶胶喷墨技术喷上银线，以形成第一导线161，162。而且，本发明并不仅限于此，第一导线161，162可使用其他的导电材料(例如：金属、金属合金、或其他具有良好导电性或低电阻的导电材料等)制备。

如图2所示，在本实施例的电场产生基板中，第一电场产生单元1a的第一主电极111彼此相互电性连接，外加电压可施加给各个第一主电极111。第一电场产生单元1a的第二主电极112彼此相互电性连接，外加电压可施加给各个第二主电极112。第二电场产生单元1b的第三主电极1311彼此相互电性连接，外加电压可施加给各个第三主电极1311。同样的，第二电场产生单元1b的第四主电极132也彼此相互电性连接，外加电压可施加给各个第四主电极132。

如图1A至图2所示，在第一电场产生单元1a中，第一主电极111与第一次电极113间设有第一电阻单元121，在第二次电极114与第二主电极112间设有第二电阻单元122，第一次电极113与第二次电极114设有第三电阻单元123。因此，当在第一主电极111及第二主电极112施加外加电压时，通过第一电阻单元121、第二电阻单元122及第三电阻单元123的设置，电压能由第一主电极111及第二主电极112中的其中一者往另一者递减，而产生锯齿状电压分布。同样的，在第二电场产生单元1b中，第三主电极131与第三次电极133间设有第四电阻单元141，第三次电极133与第四主电极132间设有第五电阻单元142，而第三次电极133与第四次电极134间设有第六电阻单元143。因此，当在第三主电极131及第四主电极132施加外加电压时，通过第四电阻单元141、第五电阻单元142及第六电阻单元143的设置，电压能由第三主电极131及第四主电极132中的其中一者往另一者递减，而产生锯齿状电压分布。

如前所示，在本实施例中，透过将ITO玻璃基板微影蚀刻出所需的主电极与次电极图型，再利用气溶胶喷墨技术，喷涂上电阻单元及导线，通过简单的工艺步骤，即可获得本实施例的电场产生基板。此外，只需要一台信号产生器分别施加电压至电场产生单元的主电极，通过主电极与次电极间及两次电极间的电阻单元的设置，即可获得锯齿状电压分布，进而使驱动电路大幅简化。

如图1A所示，第一电场产生单元1a的宽度W可介于4μm至80μm之间；更详细的说，第一电场产生单元1a的第一主电极111距离第二主电极112的边缘111a与第二主电极112距离第一主电极111的边缘112a的距离即为宽度W。在本实施例中，宽度W为42μm。而且，本发明并不仅限于此。当宽度W越小，所形成的液晶透镜内的液晶分子能有更大偏转角度，而可达到更大照明范围。至于如图1B的第二电场产生单元1b的宽度设计与如图1A的第一电场产生单元1a的宽度W设计相同，故在此不再赘述。

此外，第一主电极111的宽度d可介于0.5μm至10μm之间。在本实施例中，第一主电极111的宽度d可介于3μm至4μm之间。而且，本发明并不仅限于此。至于第二主电极112、第一次电极113及第二次电极114的宽度设计及如图1B的第三主电极131、第四主电极132、第三次电极133及第四次电极134的宽度设计，与如图1A的第一主电极111的宽度d设计相同，故在此不再赘述。

实施例2

图4为本实施例的液晶透镜的剖面示意图。本实施例的液晶透镜包括：一第一电场产生基板；一第二电场产生基板，与第一电场产生基板相对设置；以及一液晶层3，设置于第一电场产生基板与第二电场产生基板间。在本实施例中，第一电场产生基板可为如实施例1所示的电场产生基板。在此，是以第一基板1及上方的电极层11简化实施例1所示的电场产生基板，其中，电极层11可包括如实施例1所述的第一主电极111、第二主电极112、第三主电极131、第四主电极132、第一次电极113、第二次电极114、第三次电极133及第四次电极134(如图2所示)。此外，在本实施例中，第二电场产生基板包括：一第二基板2、及一平面电极层21，其中平面电极层21设于第二基板2发朝第一基板1的一侧上。在本实施例中，第二基板2可为一玻璃基板，而平面电极层21可为一未经图型化的ITO层。此外，在本实施例中，液晶层3中所包含的液晶分子可为Δn为0.2或以上的液晶分子。此外，本实施例的液晶透镜还可包括：一封胶4，设置于第一电场产生基板与第二电场产生基板间。

在本实施例中，液晶透镜还可包括：一第一配向层17，设置于电极层11上；以及一第二配向层22，设置于平面电极层21上，且第一配向层17的配向方向与第二配向层22的配向方向实质上相同。在此，第一配向层17及第二配向层22的配向方向可使用光配向或刷磨配向方式形成。

在本实施例中，第一配向层17的配向方向可与第一主电极111、第二主电极112、第三主电极131、第四主电极132、第一次电极113第二次电极114、第三次电极133及第四次电极134(如图2所示)的长度延伸方向实质上相同或垂直，视实际设计而定。

实施例3

图5为本实施例的偏振态的量测系统示意图。本实施例的量测系统包括：一光源5、一偏振片6、一液晶透镜7及一屏幕8。其中，光源5发出一非偏振光；在本实施例中，光源5为一LED光源。液晶透镜7为如实施例2所示的液晶透镜，而液晶透镜7中的箭头指的是配向层的配向方向。此外，偏振片6的偏振方向与液晶透镜7中的配向层的配向方向相同。当光源5所发出的非偏振光通过偏振片6，偏振片6的偏振方向与液晶透镜7的配向平行；而光线经过液晶透镜7偏转后，打在屏幕8上。

图6A与图6B为本实施例一实施形式电压与所侦测到的折射率的示意图。请参考图2，当高电压施加在第一主电极111及第四主电极132上，而第二主电极112及第三主电极131接地时，电压会由左往右递减，如图6A所示。与液晶透镜7(如图5所示)配向方向相同的偏振光所体验到的折射率会由左往右递增，如图6B所示，入射光因而往左偏转。

图6C与图6D为本实施例的另一实施形式电压与所侦测到的折射率的示意图。请参考图2，当高电压施加在第二主电极112及第三主电极131上，而第一主电极111及第四主电极132接地时，电压会由左往右递增，如图6C所示。与液晶透镜7(如图5所示)配向方向相同的偏振光所体验到的折射率会由左往右递减，如图6D所示，入射光因而往右偏转。

图6E与图6F为本实施例的另一实施形式电压与所侦测到的折射率的示意图。请参考图2，当高电压施加在第一主电极111及第三主电极131，而第二主电极112及第四主电极132接地时，电压分布如图6E所示，与液晶透镜7(如图5所示)配向方向相同的偏振光所体验到的折射率如图6F所示，光则会往两边张开。

如图6A至图6F所示，在本实施例中，通过控制第一主电极111、第二主电极112、第三主电极131及第四主电极132(如图2所示)的电压分布，能使入射光往右、往左或同时往右及往左偏转。据此，通过使用本发明的电场产生基板，可轻易的控制入射光的偏转，使得驱动复杂度可大大降低。

实施例4

图7为本实施例的第一电场产生单元的上视图。本实施例的第一电场产生单元与实施例1如图1A所示的第一电场产生单元相同，除了本实施例的第一电场产生单元不包括如图1A所示的第二次电极114及第三电阻单元123。

实施例5

图8为本实施例的第一电场产生单元的上视图。本实施例的第一电场产生单元与实施例1图1A所示的第一电场产生单元相同，除了本实施例的第一电场产生单元包括多个第二次电极114及多个第三电阻单元123。

实施例6

图9为本实施例的偏振态的量测系统示意图。本实施例的量测系统与实施例3图5的量测系统相似，除了本实施例的量测系统还包括另一液晶透镜7’。在本实施例中，液晶透镜7’也使用如实施例2所示的液晶透镜。

在本实施例中，液晶透镜7的主电极与次电极的长度方向须与液晶透镜7’的主电极与次电极的长度方向垂直，但液晶透镜7中配向层的配向方向须与液晶透镜7’中配向层的配向方向平行，这样通过液晶透镜7的穿透光才能被液晶透镜7’调变。如此，通过液晶透镜7及液晶透镜7’对光的调变，能使得入射光产生二维共四个方向偏转。

在本发明的其他实施例中，还可使用三个以上的液晶透镜，并通过控制每个液晶透镜中的电极长度方向间的关系，以达到多个方向偏转的目的。

实施例7

图10为本实施例的液晶透镜的剖面示意图。本实施例的液晶透镜包括：两个第一电场产生基板，其中两个第一电场产生基板相对设置；以及一液晶层3，设置于两个第一电场产生基板间。在本实施例中，每一第一电场产生基板可为如实施例1所示的电场产生基板。在此，以第一基板1及上方的电极层11简化实施例1所示的电场产生基板，其中，电极层11可包括如实施例1所述的第一主电极111、第二主电极112、第三主电极131、第四主电极132、第一次电极113、第二次电极114、第三次电极133及第四次电极134(如图2所示)。此外，在本实施例中，液晶层3中所包含的液晶分子可为Δn为0.2或以上的液晶分子。此外，本实施例的液晶透镜还可包括：一封胶4，设置于第一电场产生基板与第二电场产生基板间。

在本实施例中，两个第一电场产生基板的第一主电极111、第二主电极112、第三主电极131、第四主电极132、第一次电极113第二次电极114、第三次电极133及第四次电极134(如图2所示)的长度延伸方向实质上相同。

在本实施例中，液晶透镜还可包括：一第一配向层17，设置于电极层11上；以及一第二配向层22，设置于另一电极层11上。在此，第一配向层17及第二配向层22的配向方向可使用光配向或刷磨配向方式形成。在本实施例中，第一配向层17的配向方向可与第二配向层22的配向方向实质上相同或垂直，视实际设计或需求而定。

实施例8

图11为本实施例的电场产生基板的电极配置上视图。本实施例的电场产生基板的电极配置大致与实施例1相同。在本实施例中，第一电场产生单元1a包括一第一主电极111、一第二主电极112、一第一次电极113及一第二次电极114，而第二电场产生单元1b包括一第三主电极131、一第四主电极132、一第三次电极133及一第四次电极134。

图12A及图12B为本实施例的第一电场产生单元及第二电场单元的部分放大图，即图11的区域R1的部分放大图。在本实施例中，当如图11所示形成第一主电极111、第二主电极112、第一次电极113、第二次电极114、第三主电极131、第四主电极132、第三次电极133及第四次电极134后，如图12A所示，可先形成一绝缘层153，154，且绝缘层153，154包括绝缘层开口1531，1541，此绝缘层开口1531，1541对应于后续预定形成第一电阻单元121、第二电阻单元122、第三电阻单元123、第四电阻单元141、第五电阻单元142及第六电阻单元143的区域，如图12B所示。

虽图未示，但在本发明的其他实施例中，两相邻的第一主电极111、第二主电极112、第一次电极113、第二次电极114、第三主电极131、第四主电极132、第三次电极133及第四次电极134间还可选择性的设置绝缘层。

而后，如图12B所示，以气溶胶喷墨技术喷上电阻材料，以在第一主电极111与第一次电极113间形成第一电阻单元121、在第一次电极113与第二主电极112间形成第二电阻单元122、在第一次电极113与第二次电极114间形成第三电阻单元123、第三主电极131与第三次电极133间形成第四电阻单元141、第三次电极133与第四主电极132形成第五电阻单元142、及第三次电极133与第四次电极134间形成第六电阻单元143。如此，则完成本实施例的第一电场产生单元1a及第二电场单元1b。

本实施例的主电极及次电极(包括第一主电极111、第二主电极112、第一次电极113、第二次电极114、第三主电极131、第四主电极132、第三次电极133及第四次电极134)及电阻单元(包括第一电阻单元121、第二电阻单元122、第三电阻单元123、第四电阻单元141、第五电阻单元142及第六电阻单元143)的结构、材料及制备方法可与实施例1大致相同，故在此不再赘述。

图13A及图13B为本实施例的电场产生基板的部分放大图，即图11的区域R2的部分放大图。图14A及图14B为本实施例的电场产生基板的部分放大图，即图11的区域R3的部分放大图。

如图13A及图14A所示，当形成电场产生基板的电极图型后，可先形成一绝缘层155，156，且绝缘层155，156包括绝缘层开口1551，1561，此绝缘层开口1551，1561对应于第一主电极111及第二主电极112。而后，如图13B及图14B所示，形成第一导线161，162。其中，第一导线161与三个第一主电极111电性连接，而第一导线162与三个第二主电极112电性连接，由此，以将三个第一电场产生单元1a(如图11所示)电性连接。在本实施例中，第一导线161，162的结构、材料及制备方法可与实施例1相同，故在此不再赘述。

此外，在本实施例中，绝缘层153，154，155，156的材料可为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝、树脂、聚合物、光阻或其组合。

如图11所示，本实施例的电场产生基板包括彼此间隔排列的第一电场产生单元1a及第二电场产生单元1b。在此，可将两相邻的第一电场产生单元1a及第二电场产生单元1b视为一对电场产生单元，并将三对电场产生单元视为一电场产生单元组。在本实施例中，电场产生基板共包括电场产生单元组A及电场产生单元组B。然而，本发明的电场产生单元数量、电场产生单元组中所包含的电场产生单元数量及电场产生单元组的数量并不仅限于此，可根据需求进行变更。

其中，如图11及图13B所示，电场产生单元组A包括一第一电连接垫181，与第一电场产生单元1a的其中的一第一主电极111电性连接，而三个第一电场产生单元1a的第一主电极111则可通过第一导线161电性连接。此外，如图11及图14B所示，电场产生单元组A包括一第二电连接垫182，与第一电场产生单元1a的其中的一第二主电极112电性连接，而三个第一电场产生单元1a的第二主电极112则可通过第一导线162电性连接。由此，三个第一电场产生单元1a彼此之间得以电性连接。

同样的，如图11所示，电场产生单元组A还包括一第三电连接垫191，与第二导线1311电性连接；而第二导线1311与第二电场产生单元1b的第三主电极131电性连接。此外，电场产生单元组B包括一第四电连接垫192，与第二导线1321电性连接；而第二导线1321与第二电场产生单元1b的第四主电极132电性连接。由此，三个第二电场产生单元1b彼此之间得以电性连接。

本实施例的电场产生基板也可应用于前述实施例的液晶透镜中，其实施方式如前所述，故不再赘述。

综上所述，本发明提供一种新颖的电场产生基板，其通过简单的型案化工艺形成主电极及次电极后，再通过涂布技术形成导线及电阻单元，故可大幅减少工艺的复杂度。此外，在应用本发明的电场产生基板的液晶透镜中，只需给予主电极电压即可控制入射光的偏转方向，故可大幅减少驱动复杂度，使得液晶透镜能被广泛的应用。

上述实施例仅为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种电场产生基板，包括：

一第一基板；

一第一电场产生单元，设置于该第一基板上且包括：

一第一主电极；

一第二主电极；

一第一次电极，位于该第一主电极与该第二主电极间，其中该第一次电极与该第一主电极及该第二主电极电性连接，一第一电阻单元设置于该第一主电极与该第一次电极间，而一第二电阻单元设置于该第一次电极与该第二主电极间；

其中，该第一主电极、该第二主电极与该第一次电极实质上平行。

2.根据权利要求1所述的电场产生基板，其中该第一电场产生单元还包括一第二次电极，该第二次电极位于该第一次电极与该第二主电极间，该第二次电极与该第一次电极及该第二主电极电性连接，一第三电阻单元设置于该第一次电极与该第二次电极间，而该第二电阻单元设置于该第二次电极与该第二主电极间，且该第一主电极、该第二主电极、该第一次电极与该第二次电极实质上平行。

3.根据权利要求1所述的电场产生基板，还包括一第二电场产生单元，设置于该第一基板上且包括：

一第三主电极；

一第四主电极；

一第三次电极，位于该第三主电极与该第四主电极间，其中该第三次电极与该第三主电极及该第四主电极电性连接，一第四电阻单元设置于该第三主电极与该第三次电极间，而一第五电阻单元设置于该第三次电极与该第四主电极间；

其中，该第一主电极、该第二主电极、该第三主电极、该第四主电极、该第一次电极与该第三次电极实质上平行。

4.根据权利要求2所述的电场产生基板，还包括一第二电场产生单元，设置于该第一基板上且包括：

一第三主电极；

一第四主电极；

一第三次电极，位于该第三主电极与该第四主电极间，其中该第三次电极与该第三主电极电性连接，且一第四电阻单元设置于该第三主电极与该第三次电极间；

一第四次电极，位于该第三次电极与该第四主电极间，其中该第四次电极与该第三次电极与该第四主电极电性连接，一第五电阻单元设置于该第三次电极与该第四主电极间，而一第六电阻单元设置于该第三次电极与该第四次电极间；

其中，该第一主电极、该第二主电极、该第三主电极、该第四主电极、该第一次电极、该第二次电极、该第三次电极及该第四次电极实质上平行。

5.根据权利要求3所述的电场产生基板，包括多个第一电场产生单元及多个第二电场产生单元，其中该些第一电场产生单元与该些第二电场产生单元间隔排列。

6.根据权利要求5所述的电场产生基板，其中该些第一电场单元的该些第一主电极相互电性连接，该些第一电场单元的该些第二主电极相互电性连接，该些第二电场单元的该些第三主电极相互电性连接，而该些第二电场单元的该些第四主电极相互电性连接。

7.根据权利要求4所述的电场产生基板，包括多个第一电场产生单元及多个第二电场产生单元，其中该些第一电场产生单元与该些第二电场产生单元间隔排列。

8.根据权利要求7所述的电场产生基板，其中该些第一电场单元的该些第一主电极相互电性连接，该些第一电场单元的该些第二主电极相互电性连接，该些第二电场单元的该些第三主电极相互电性连接，而该些第二电场单元的该些第四主电极相互电性连接。

9.一种液晶透镜，包括：

一第一电场产生基板，包括：

一第一基板；

一第一电场产生单元，设置于该第一基板上且包括：

一第一主电极；

一第二主电极；

一第一次电极，位于该第一主电极与该第二主电极间，其中该第一次电极与该第一主电极及该第二主电极电性连接，一第一电阻单元设置于该第一主电极与该第一次电极间，而一第二电阻单元设置于该第一次电极与该第二主电极间；

其中，该第一主电极、该第二主电极与该第一次电极实质上平行；

一第二电场产生基板，与该第一电场产生基板相对设置；

一液晶层，设置于该第一电场产生基板与该第二电场产生基板间。

10.根据权利要求9所述的液晶透镜，其中该第二电场产生基板包括：一第二基板、及一平面电极层，其中该平面电极层设于该第二基板之朝该第一基板的一侧上。

11.根据权利要求10所述的液晶透镜，还包括：

一第一配向层，设置于该第一主电极、该第二主电极与该第一次电极上；

一第二配向层，设置于该平面电极层上，且该第一配向层的配向方向与该第二配向层的配向方向实质上相同。

12.根据权利要求9所述的液晶透镜，其中该第一电场产生基板还包括一第二电场产生单元，设置于该第一基板上且包括：

一第三主电极；

一第四主电极；

一第三次电极，位于该第三主电极与该第四主电极间，其中该第三次电极与该第三主电极及该第四主电极电性连接，一第四电阻单元设置于该第三主电极与该第三次电极间，而一第五电阻单元设置于该第三次电极与该第四主电极间；

其中，该第一主电极、该第二主电极、该第三主电极、该第四主电极、该第一次电极与该第三次电极实质上平行。

13.一种液晶透镜，包括：

两个第一电场产生基板，其中该两个第一电场产生基板相对设置且分别包括：

一第一基板；

一第一电场产生单元，设置于该第一基板上且包括：

一第一主电极；

一第二主电极；

一第一次电极，位于该第一主电极与该第二主电极间，其中该第一次电极与该第一主电极及该第二主电极电性连接，一第一电阻单元设置于该第一主电极与该第一次电极间，而一第二电阻单元设置于该第一次电极与该第二主电极间；

其中，该第一主电极、该第二主电极与该第一次电极实质上平行；以及

一液晶层，设置于该两个第一电场产生基板间。

14.根据权利要求13所述的液晶透镜，其中该两个第一电场产生基板的其中之一的该第一主电极、该第二主电极与该第一次电极的长度延伸方向与该两个第一电场产生基板的另一者的该第一主电极、该第二主电极与该第一次电极的长度延伸方向实质上相同。

15.根据权利要求13所述的液晶透镜，还包括：

一第一配向层，设置于该两个第一电场产生基板的其中之一的该第一主电极、该第二主电极与该第一次电极上；

一第二配向层，设置于该两个第一电场产生基板的另一者的该第一主电极、该第二主电极与该第一次电极上。

16.根据权利要求15所述的液晶透镜，其中该第一配向层的配向方向与该第二配向层的配向方向实质上相同。

17.根据权利要求15所述的液晶透镜，其中该第一配向层的配向方向与该第二配向层的配向方向实质上垂直。

18.根据权利要求13所述的液晶透镜，其中该两个第一电场产生基板分别包括一第二电场产生单元，该第二电场产生单元设置于该第一基板上且包括：

一第三主电极；

一第四主电极；

一第三次电极，位于该第三主电极与该第四主电极间，其中该第三次电极与该第三主电极及该第四主电极电性连接，一第四电阻单元设置于该第三主电极与该第三次电极间，而一第五电阻单元设置于该第三次电极与该第四主电极间；

其中，该第一主电极、该第二主电极、该第三主电极、该第四主电极、该第一次电极与该第三次电极实质上平行。

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