KR101820822B1 - 액정 렌즈 구조 및 그의 구동 방법 - Google Patents

액정 렌즈 구조 및 그의 구동 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101820822B1
KR101820822B1 KR1020150123539A KR20150123539A KR101820822B1 KR 101820822 B1 KR101820822 B1 KR 101820822B1 KR 1020150123539 A KR1020150123539 A KR 1020150123539A KR 20150123539 A KR20150123539 A KR 20150123539A KR 101820822 B1 KR101820822 B1 KR 101820822B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
substrate
liquid crystal
circular
transparent conductive
Prior art date
Application number
KR1020150123539A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160039533A (ko
Inventor
치-유안 친
린 핑 장
Original Assignee
실리콘 터치 테크놀로지 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 실리콘 터치 테크놀로지 인코포레이티드 filed Critical 실리콘 터치 테크놀로지 인코포레이티드
Publication of KR20160039533A publication Critical patent/KR20160039533A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101820822B1 publication Critical patent/KR101820822B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/12—Fluid-filled or evacuated lenses
    • G02B3/14—Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343—Electrodes
    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/294—Variable focal length devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Geometry (AREA)

Abstract

상대하는 제1측 및 제2측을 가지는 제1기판, 상대하는 제1측과 제2측을 가지는 제2기판, 제1기판과 제2기판 사이에 설치되고 제1기판의 제1측과 제2기판의 제1측에 인접한 액정층, 제1기판과 액정층 사이에 위치한 제1투명도전층, 제2기판의 제2측상에 위치하고 원형개구와 원형개구내 원형전극을 포함하는 제2투명도전층을 포함하는 액정 렌즈가 제공된다. 이로써 본 발명은 비교적 바람직한 반응시간을 제공하고 액정 렌즈의 효능을 개선한다.

Description

액정 렌즈 구조 및 그의 구동 방법{Liquid crystal lens structure and driving method thereof}
본 발명은 광학구조에 관한 것으로서, 특히 액정렌즈 구조 및 그의 구동방법에 관한 것이다.
액정 렌즈는 가변 초점거리의 렌즈이며, 액정렌즈를 사용할 때, 외부회로는 전극층에 대하여 전압신호를 가하여, 액정층 양측에 위치하는 전극층간에 전기장을 생성시킨다. 상기 전기장은 액정층중 액정분자의 편향을 제어하는데 사용될 수 있으며, 광선이 액정 렌즈를 통과할 때, 광선은 액정 분자 배열 방식에 영향을 받을 수 있으며, 나아가 집광 혹은 발산의 광학 효과를 생성한다.
액정 렌즈는 액정분자배열로 하여금 광학렌즈의 효과를 생성시키기 위해, 일반적으로 그 전극구조에 대하여 설계를 진행할 수 있다. 도 1A 내지 도 1C에서 나타내듯이, 도 1A는 주지의 액정 렌즈 구조를 나타내며, 그것은 서로 대향하는 제1기판(102)과 제2기판(104)을 포함하고, 액정층(110)은 제1기판(102)과 제2기판(104)사이에 설치되며, 제1투명도전층(106)은 액정층(110)과 제1기판(102)사이에 위치하며, 제2투명도전층(108)은 액정층(110)과 제2기판(104)사이에 위치한다. 도 1B의 제1투명도전층의 평면도와 도 1C의 제2투명도전층의 평면도에서 나타내듯이, 그 주지 기술중, 제1투명 도전층(106)은 구멍이 없는 스크러빙 구조층이며, 제2투명도전층(108)은 하나의 원형개구(112)를 가진다.
제2투명도전층(108)중에 원형개구(112)를 포함하는 이유는 액정층(110)에 점차 변화하는 전기장을 생성하기 위해서이며, 액정의 회전각과 굴절률 분포가 2차곡선분포를 나타내도록 하고, 광학 집광의 특성을 가진다. 그러나 원형개구(112)중 각부분 액정이 받는 전압이 불일치하며, 액정분자의 목표 회전각으로 회전하는 시작 시간이 불일치하도록 하며, 특히, 원형개구(112) 중심에 위치하는 액정분자의 회전이 가장 느리고, 모든 반응시간에 영향을 끼친다. 발명인은 실험과 모의 분석을 거쳐서 도 1A에서 나타내는 투명도전층(106), (108)이 액정층(110) 양측에 위치하는 전극 위치를 발견했으나, 원형개구(112)를 가지는 제2투명도전층(108)을 조합하는 전극 설계로는 충분히 작은 반응시간을 제공할 수 없다.
한정된 전압하에 반응시간을 감소하기 위해서 반드시 액정 렌즈 구조의 전극 구조와 위치에 대해 설계를 진행하여, 액정 렌즈의 효능을 증가한다.
본 발명 실시예에서 제공하는 액정 렌즈는, 그 전극 구조와 위치의 조합이 주지기술과 다르며, 발명인의 실험확인을 거쳐 더욱 바람직한 반응시간을 제공할 수 있고, 액정 렌즈의 효능을 개선한다.
본 발명의 일 실시예에서 제공하는 액정 렌즈는 상대하는 제1측과 제2측을 가지는 제1기판; 상대하는 제1측과 제2측을 가지는 제2기판; 제1기판과 제2기판 사이에 배치되며, 제1기판의 제1측과 제2기판의 제1측에 인접하는 액정층; 제1기판과 액정층 사이에 배치되는 제1투명도전층; 제2기판의 제2측에 배치되는 제2투명 도전층을 포함하며; 제2투명도전층은 원형개구 및 상기 원형개구 중에 위치한 원형전극을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서 제공하는 액정 렌즈는, 상대하는 제1측과 제2측을 가지는 제1기판, 상대하는 제1측과 제2측을 가지는 제2기판, 제1기판과 제2기판사이에 배치되고, 제1기판의 제1측과 제2기판의 제1측에 인접하는 액정층; 제1기판과 액정층사이에 위치하는 제1투명도전층; 제2기판의 제2측에 위치하는 제2투명도전층을 포함하며, 제2투명도전층은 원형개구, 상기 원형개구 중에 위치한 원형전극, 그리고 상기 원형개구 중에 위치하며 원형전극을 둘러싸는 적어도 하나의 환형전극을 포함한다. 제1투명도전층은 제1전극으로 하고, 제2투명도전층의 원형개구를 둘러싸는 부분은 제2전극으로 하며, 원형전극은 제1전압을 가하며, 적어도 하나의 환형전극은 제2전압을 가하며, 제1전극은 제3전압을 가하며, 제2전극은 제4전압을 가하며, 제1전압, 제2전압, 제3전압과 제4전압은 시간 순서에 따라 가하여 액정 렌즈 구조의 반응시간을 일정 목표치 내에 있도록 한다.
본 발명의 일 실시예는 액정 렌즈의 구동 방법을 제공하며, 상기 방법은: 제1기판, 제2기판, 제1기판과 제2기판사이에 설치되는 액정층, 제1기판과 액정층사이에 위치하는 제1투명도전층, 제2기판의 일측상에 위치하는 제2투명도전층을 포하하되 제2투명도전층이 원형개구, 상기 원형개구 중에 위치하는 원형전극 그리고 상기 ㅇ원형전극을 둘러싸며 원형개구 중에 위치하는 적어도 하나의 환형전극을 포함하되, 제1투명도전층은 제1전극으로 하고, 제2투명도전층이 원형개구를 둘러싸는 부분은 제2전극으로 하는 액정 렌즈를 제공하는 단계;
원형전극, 적어도 하나의 환형전극과 제2전극에 대하여 과전압(overdrive voltage)을 가하되, 원형전극, 적어도 하나의 환형전극과 제2전극의 과전압의 수치는 점차 증가하거나 따라 점차 감소하도록 가하는 단계; 그리고,
원형전극에 대하여 적어도 하나의 환형전극과 제2전극에 대하여 정상상태 전압을 가하되, 원형전극, 적어도 하나의 환형전극과 제2전극의 정상상태 전압의 수치는 점차 증가하거나 따라 점차 감소하도록 가하는 단계를 포함한다.
본 발명의 유익한 효과는 다음과 같다. 제1투명도전층을 제1기판의 액정층에 인접한 일측에 설치하고, 제2투명도전층을 제2기판이 액정측에서 떨어진 제2기판의 일측에 설치하며, 제2기판이 액정층에 떨어진 제2기판의 일측의 투명도전층중에 원형개구에 위치한 원형전극과 한 개 혹은 복수의 환형전극을 설치하고, 원형전극과 각 환형전극에 독립적으로 다른 전압을 인가하여, 정확한 전압 가함이 가능하고 원형개구중의 액정분자가 가장 적은 시간 내에 예정의 각도로 완전히 편향되고, 액정 렌즈가 비교적 바람직하고 심지어 가장 바람직한 반응시간을 얻도록 한다.
본 발명의 특징 및 기술내용을 더 명료하게 할 수 있도록 하기 위해, 이하의 본 발명관련의 상세한 설명과 첨부도면을 참조한다. 그러나 첨부 도식은 단지 참고와 설명용으로 제공되며, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
도 1A는 주지의 액정 렌즈 구조의 단면도를 나타낸다.
도 1B는 도 1A의 제1투명도전층의 평면도를 나타낸다.
도 1C는 도 1A의 제2투명도전층의 평면도를 나타낸다.
도 2A는 본 발명의 제1실시예의 액정 렌즈 구조의 단면도를 나타낸다.
도 2B는 도 2A의 제1투명도전층의 평면도를 나타낸다.
도 2C는 도 2A의 제2투명도전층의 평면도를 나타낸다.
도 3A는 본 발명의 제2실시예의 액정 렌즈의 단면도를 나타낸다.
도 3B는 도 3A의 제1투명도전층의 평면도를 나타낸다.
도 3C는 도 3A의 제2투명도전층의 평면도를 나타낸다.
도 4A는 본 발명의 제3실시예의 액정 렌즈의 단면도를 나타낸다.
도 4B는 도 4A의 제1투명도전층의 평면도를 나타낸다.
도 4C는 도 4A의 제2투명도전층의 평면도를 나타낸다.
도 5는 제1 전압구동방식의 전압-시간 곡선도를 나타낸다.
도 6은 제2 전압구동방식의 전압-시간 곡선도를 나타낸다.
도 7은 제3 전압구동방식의 전압-시간 곡선도를 나타낸다.
이하는 특정한 구체적인 예로 본 발명에서 게시하는 "액정 렌즈" 관련의 실시방식을 설명한 것이며, 이하의 실시방식은 본 발명의 상관 기술 내용을 더 상세히 설명하나, 게시한 내용이 본 발명의 기술 범주를 한정하는 것은 아니다.
[제1실시예]
도 2A에서 도 2C를 참조하면, 도 2A는 단면도이며, 도 2B는 제1투명도전층의 평면도이고, 도 2C는 제2투명도전층의 평면도이다. 상기 도식을 배합하면 알 수 있듯이, 본 발명의 제1실시예는 액정 렌즈(200)를 제공하고, 상대하게 설치되는 제1기판(202)과 제2기판(204)를 포함한다. 제1기판(202)은 상대하는 제1측과 제2측을 가지고, 제2기판(204)은 상대하는 제1측과 제2측을 가진다. 액정층(211)은 제1기판(202)과 제2기판(204)사이에 설치되며, 제1기판(202)의 제1측과 제2기판(204)의 제1측은 액정층(211)에 인접한다.
제1투명도전층(210)이 제1기판(202)과 액정층(211)사이에 위치하며, 제2투명도전층(216)이 제2기판(204)의 제2측상에 위치하고, 제2투명도전층(216)은 원형개구(218)를 구비하며 원형개구(218)는 직경 d1 을 가진다. 제2투명도전층(216)은 원형전극(214)을 더 포함하고, 이 원형전극(214)은 직경 d2 를 가지며, 원형개구(218)중에 위치한다. 원형전극(214)의 직경 d2는 원형개구(218)의 직경 d1보다 작다.
일 실시예에서, 원형전극(214)의 직경 d2는 0.5mm~1.5mm이며, 원형개구(218)의 직경 d1은 1.5mm~3.5mm이다. 그러나 원형전극(214)과 원형개구(218)의 직경은 생산품의 규격에 따라 변경가능하며, 본 발명은 원형전극과 원형개구의 직경을 특별히 한정하지는 않는다. 일 실시예에서, 원형전극(214)과 원형개구(218)는 소정 간격 서로 떨어지며, 그 간격은 0.1mm~0.5mm이다.
제1투명도전층(210)은 제1전극으로 하고, 제2투명도전층(216)의 원형개구(218)를 둘러싸는 부분은 제2전극(212)로 하며, 제1전극(210), 제2전극(212)과 원형전극(214)은 서로 이격된다.
일 실시예에서, 제1전극에는 제1전압을 가하고, 제2전극에는 제2전압을 가하고, 원형전극에는 제3전압을 가하며, 제2전압과 제3전압은 서로 다르다. 본 실시예는 제1전압, 제2전압과 제3전압을 선택하여 액정 렌즈(200)의 반응시간을 목표치 내에 있도록 한다. 예를 들면 원형전극(214)에는 일정기간의 시작에 고전압이 인가되고, 그 전압은 이 일정기간 내에 선택되며, 액정 분자는 예정의 편향각도를 얻고, 액정 렌즈 구조의 반응시간을 목표치 내에 있도록 한다. 예를 들면 그 고전압은 40V~50V여도 좋으나, 고전압의 수치는 생산품의 규격에 따라 변경 가능하며, 본 발명은 특정의 전압수치를 한정하지 않는다.
본 실시예의 액정 렌즈는 제1투명도전층(210)과 액정층(211) 사이에 위치하는 제1배향층(206)과 제2기판(204)과 액정층(211) 사이에 위치하는 제2배향층(208)을 더 포함할 수 있다.
설명해야 할 것은 액정 렌즈가 액정편향의 변경을 이용하여 광선을 액정렌즈에 통과시킨 후, 광학렌즈와 유사한 효과를 생성할 수 있다. 그러므로 본 실시예에서, 액정 렌즈의 각층 구조는 투명 재료를 선택하여 사용할 수 있으며, 광선을 통과시키는 액정 렌즈이다. 예를 들어, 제1기판(202) 및 제2기판(204)의 재료는 SiNX일 수 있고, SiOX, 수지, 폴리이미드(Polymide)이거나 혹은 기타 유기 및 무기 절연재료 일 수 있다.
그 외에, 제1투명도전층(210) 및 제2투명 도전층(216)의 재질은 투광의 도전재료일 수 있으며, 예를 들면 ITO(Indium tinoxide), IZO(Indium zinc oxide) 혹은 IGZO(Indium gallium zinc oxide) 등일 수 있다. 그러나 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
이것 외에, 액정 렌즈 각층 구조에서 사용되는 두께도 광선이 통과하는 액정 렌즈의 효과 및 구동 액정층의 액정 분자 편향의 전기장의 크기에도 영향을 줄 수 있다. 도 2A를 다시 참조하면, 본 실시예에서, 액정층의 두께는 20μm~50μm이고, 제1기판(202)의 두께 및 제2기판(204)의 두께는 0.1~0.4mm이다. 그 외에, 제1투명도전층(210) 및 제2투명도전층(216)의 두께는 10~300nm이다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
발명인의 실험을 거쳐서, 제2투명도전층(216)은 제2기판(204)상에 설치되고, 제1투명도전층(210)을 제1기판(202)과 액정층(211)사이에 설치하여, 더욱 바람직한 영상품질을 얻을 수 있다. 제2기판(204)이 액정층(211)에서 떨어진 면(액정층에 인접하지 않는 면)에 원형전극(214), 원형개구(218) 및 제2투명도전층(216)을 설치하면, 그 액정의 반응에 대해서 점진률(gradient index)의 변화를 나타내며, 2차 곡선에 비교적 가까우며, 원형전극(214), 원형개구(218)과 제2투명도전층(216)을 제2기판(204)이 액정층(211)에 인접하는 면에 설치하면, 비록 액정 렌즈가 동작할 수 있으나 광학효과는 비교적 떨어진다. 상술에 근거하여, 특수한 전극설치를 통해서 제2투명도전층(216)이 원형개구(218) 및 원형개구(218) 중에 위치하는 원형전극(214)을 포함하도록 한다. 상술의 렌즈 구조 조건에 근거하여 본실시예의 액정 렌즈로 하여금 반응시간을 효과적으로 감소시키고, 생산품의 효능을 개선할 수 있다.
[제2실시예]
도 3A는 본 발명의 제2실시예의 액정 렌즈 단면도이며, 도 3B는 제1투명도전층의 평면도이며, 도 3C는 제2투명도전층의 평면도이다. 도 3A를 참조하면, 본 실시예에서, 액정 렌즈는 제1기판(202), 제2기판(204), 액정층(211), 제1투명도전층(210), 제2투명도전층(216a), 제1배향층(202), 및 제2배향층(208)을 포함한다. 이들 구성의 배열방식은 제1실시예와 동일하며, 이에 더 부연설명하지 않겠다.
제1실시예와 다른 것은, 본 실시예에서, 제2투명도전층(216a)이 환형전극(302)을 더 포함한다는 것이다. 이 환형전극(302)은, 원형개구(218)중에 위치하며 원형전극(214)을 둘러싼다. 상술한 바에 근거하면, 제1투명도전층(210)은 제1전극으로 하며, 제2투명도전층(216a)의 원형개구(218)를 둘러싸는 부분은 제2전극으로 하고, 제1전극, 제2전극, 원형전극(214), 및 환형전극(302)은 서로 이격된다. 본 실시예에서 제2투명도전층(216a) 중의 원형전극(214)과 환형전극(302)은 소정 간격 서로 떨어지며, 그 간격은 0.1mm~0.5mm일 수 있다.
상술한 바에 근거하면, 제1전극, 제2전극, 원형전극(214)과 제1환형전극(302)에는 전압이 단독으로 인가된다. 그러므로 환형전극(302)을 통하여 전압을 독립적으로 가할 수 있으며, 더욱 정확하게 액정 분자에 대해 전기장을 생성하며, 제2투명도전층(216a)이 제2기판(204)가 액정층에 상대하는 제2기판(204)의 제2측(액정층에 상대하는 제2기판의 면, 즉 액정층에 인접하지 않은 제2기판의 면)상에 설치됨에 의해 더욱 바람직한 영상품질을 얻을 수 있다. 원형전극(214), 원형개구(218)와 제2투명도전층(216a)이 제2기판(204)이 액정층(211)에 떨어진 면(액정층에 인접하지 않는 면)에 설치되면, 액정의 반응에 대하여 점진 곡률의 변화를 나타내며, 2차 곡선에 비교적 가깝고, 원형전극(214), 원형개구(218) 및 제2투명도전층(216a)이 제2기판(204)이 액정층(211)에 인접하는 면에 설치되면, 비록 액정렌즈가 동작할 수 있으나 광학효과는 비교적 떨어진다. 그러므로 본 실시예의 액정 렌즈는 더 짧은 반응시간을 가질 수 있다. 원형전극에 제1전압을 가하고, 환형전극에 제2전압을 가하며, 제2전극에 제3전압을 가하고, 제1전극에 제4전압을 가하며, 원형전극에 인가된 제1전압은 환형전극에 인가된 제2전압보다 늦은 시점에 중단되고, 환형전극에 인가된 제2전압은 제2전극에 인가된 제3전압보다 늦은 시점에 중단된다.
[제3실시예]
도 4A는 본 발명의 제3실시예의 액정 렌즈구조의 단면안내도이며, 도 4B는 제2투명도전층의 평면도이다. 도 4A를 참조하면, 본 실시예에서, 액정 렌즈는 제1기판(202), 제2기판(204), 액정층(211), 제1투명도전층(401), 제2투명도전층(415), 제1배향층(202), 제2배향층(208)을 포함한다. 이들 구성의 배열방식은 제1실시예와 동일하며, 이에 부연설명하지 않는다.
제1실시예와 다른 은, 본 실시예에서는 제2투명도전층(415)이 복수 개의 환형전극을 포함하는 것이다. 즉, 제2투명도전층(415)이 원형개구중에 위치하며 원형전극(402)을 둘러싸는 제1환형전극(404); 원형개구중에 위치하며 제1환형전극(404)를 둘러싸는 제2환형전극(406); 원형개구중에 위치하며 제2환형전극(406)를 둘러싸는 제3환형전극(408); 원형개구중에 위치하며 제3환형전극(408)을 둘러싸는 제4환형전극(410); 원형개구중에 위치하며 제4환형전극(410)을 둘러싸는 제5환형전극(412); 원형개구중에 위치하며 제5환형전극(412)을 둘러싸는 제6환형전극(414); 원형개구중에 위치하며 제7환형전극(416)을 둘러싸는 제7환형전극(418)을 더 포함한다. 상술한 바에 근거하면, 제1투명도전층(401)은 제1전극으로 하며, 제2투명도전층(415)의 원형개구(218)를 둘러싸는 부분(403)은 제2전극으로 하고, 제1전극, 제2전극, 원형전극(402)과 제1환형전극(404), 제2환형전극(406), 제3환형전극(408), 제4환형전극(410), 제5환형전극(412), 제6환형전극(414), 제7환형전극(416)과 제8환형전극(418)은 서로 격리된다. 본 실시예에서, 제2투명도전층중의 원형전극과 제1환형전극 내지 제8환형전극은 소정간격 서로 떨어지며, 그 간격은 0.1mm~0.5mm일 수 있다.
본 실시예에서, 제1전극, 제2전극, 원형전극과 제1환형전극 내지 제8환형전극에 전압을 단독으로 가하여, 전압 가함의 크기, 시간길이 및/혹은 시간점을 다르게 하고, 액정층의 원형개구내 매 부분의 액정에 대하여 가장 정확한 전압을 가하여, 매 부분의 액정분자가 목표 반응시간 내에 정격(rated) 각도로 편향되도록 하여 비교적 바람직한 반응시간과 액정 렌즈구조 효능을 얻는다.
본 발명의 일실시예는 원형전극, 적어도 하나의 환형전극과 제2전극에 대하여 과전압을 가하며, 후속으로, 원형전극, 적어도 하나의 환형전극과 제2전극에 대하여 정상상태 전압을 가한다. 원형전압, 적어도 하나의 환형전극과 제2전극의 과전압은 점차 증가하거나 점차 감소하고, 원형전극, 적어도 하나의 환형전극과 제2전극의 정상상태 전압은 점차 증가하거나 혹은 점차 감소한다.
예를 들어 도 5를 참조하면, 원형전극에 대하여 전압 V2ms를 가하고, 제1환형전극에 대하여 전압 V3ms을 가하고, 제2환형전극에 대해서 전압 V4ms를 가하고, 제3환형전극에 대하여 전압 V5ms를 가하고, 제4환형전극에 대해서 전압 V6ms를 가하고, 제5환형전극에 대하여 전압 V7ms를 가하고, 제6환형전극에 대하여 전압 V8ms를 가하고, 제7환형전극에 대하여 전압 V9ms를 가하고, 제8환형전극에 대하여 전압 V10ms를 가하고, 제2전극에 대하여(제2투명도전층의 원형개구를 둘러싸는 부분) 전압 V11ms를 가한다. 시간점 t1전에, V2ms~V11ms는 과전압이며, V2ms~V11ms는 점차 감소한다. 시간점 t1 후에, V2ms~V11ms는 정상상태 전압이며, V2ms~V11ms는 점차 감소하고, 과전압은 정상상태전압보다 크다.
일 실시예에서, 원형전극, 적어도 하나의 환형전극과 제2전극에 대해서 타이밍에 따라 과전압을 일정시간 가하고, 원형전극에 대해 과전압을 중단하는 시간점이 환형전극에 대해 과전압을 중단하는 시간점보다 늦고 환형전극에 대하여 과전압을 중단하는 시간점은 제2전극에 대해 과전압을 중단하는 시간점보다 늦다. 예를 들면 도 6을 참조하면, 원형전극, 제2환형전극 내지 제8환형전극과 제2전극에 대해서 과전압(V2ms~V11ms)을 타이밍에 따라 일정시간 가한다. 원형전극, 제2환형전극 내지 제8환형전극과 제2전극에 과전압(V2ms~V11ms)을 가하는 시간점은 계속 뒤로 미뤄진다. 이어서, 원형전극, 제2환형전극 내지 제8환형전극과 제2전극에 대해서 정상상태 전압을 가하며, 동일하게, 본 실시예에서 V2ms~V11ms의 정상상태 전압은 점차 감소한다.
일 실시예에서, 원형전극에 대해서 과전압을 가하는 시간길이는 적어도 하나의 환형전극에 대하여 과전압을 가하는 시간길이보다 크고, 적어도 하나의 환형전극에 대하여 과전압을 가하는 시간길이는 제2전극에 대하여 과전압을 가하는 시간길이보다 크다. 예를 들면, 도 7을 참조하면, 원형전극, 제2환형전극 내지 제8환형전극과 제2전극에 대하여 과전압(V2ms~V11ms)을 타이밍에 따라 일정시간 가하고, 원형전극, 제2환형전극 내지 제8환형전극과 제2전극의 과전압(V2ms~V11ms)을 가하는 시간길이는 점차 감소한다. 이어서, 원형전극, 제2환형전극 내지 제8환형전극과 제2전극에 대해서 정상상태 전압을 가한다.
상술한 바에 근거하면, 본 실시예의 액정층 원형개구내 매 부분의 액정에 대하여 가장 정확한 전압을 가하여, 매 부분의 액정분자를 목표 반응시간 내에 정격 각도로 편향하도록 하여, 비교적 바람직한 반응시간과 액정렌즈구조 효능을 획득한다.
본 발명의 상술의 제2실시예는 원형개구내에 위치하는 하나의 환형전극을 개시한다. 제3실시예는 원형개구내에 위치하는 8개의 환형전극을 개시한다. 그러나 본 발명은 상술의 환형전극의 수를 한정하지 않는다. 예를 들면, 기타 실시예에서, 액정렌즈는 원형개구내에 위치하는, 원형전극을 둘러싸는 2개의 환형전극을 설치할 수 있으며; 기타 실시예에서 액정 렌즈는 원형개구내에 위치하는, 원형전극을 둘러싸는 3, 4, 5, 6 혹은 7개 환형전극을 설치할 수 있다. 환형전극의 개수는 생산품의 규격에 따라 증가 혹은 감소할 수 있고 전극의 수량은 9, 10, ..., 98, 99일 수 있다.
[실시예의 가능효과]
상술한 바를 종합하면, 본 발명의 유익한 효과는 다음과 같다. 본 발명의 실시예는 특히 투명도전층을 제1기판이 액정층에 인접하는 일측과 제2기판이 액정층에서 멀리 떨어진 일측에 각각 설치하고, 제2기판이 액정층에서 멀리 떨어진 일측의 투명도전층의 원형개구중에 원형전극과 하나 혹은 복수의 환형전극을 설치하고, 매 하나의 원형전극과 환형전극에 다른 전압을 독립적으로 타이밍에 따라 가하여, 원형개구중의 액정분자에 전압을 정확하게 가하여 가장 적은 시간 내에 예정 각도로 완전히 편향하도록 하고, 액정 렌즈가 비교적 바람직하고 심지어 가장 바람직한 반응시간을 얻을 수 있도록 한다.
이상 상술한 바는 단지 본 발명의 비교적 바람직한 시행 가능한 실시예이며, 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 설명서 및 도식내용에서 행하는 동일한 효과의 기술변화를 운용하는 것은 본 발명의 보호범위 내에 포함된다.
102 제1기판
104 제2기판
106 제1투명도전층
108 제2투명도전층
110 액정층
112 원형개구
200 액정 렌즈
202 제1기판
204 제2기판
206 제1배향층
208 제2배향층
210 제1투명도전층
211 액정층
212 제2전극
214 원형 전극
216 제2투명도전층
216a 제2투명도전층
218 원형개구
300 액정 렌즈 구조
302 환형전극
401 제1투명도전층
402 원형 전극
403 제2투명도전층
404 제1환형전극
406 제2환형전극
408 제3환형전극
410 제4환형전극
412 제5환형전극
414 제6환형전극
415 제2투명도전층
416 제7환형전극
418 제8환형전극
t1 시간점
d1 원형 개구직경
d2 원형 전극직경

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 상대하는 제1측과 제2측을 가지는 제1기판;
    상대하는 제1측과 제2측을 가지는 제2기판;
    상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 설치되며 상기 제1기판의 제1측과 상기 제2기판의 제1측에 인접하는 액정층;
    상기 제1기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 제1투명도전층; 및
    상기 제2기판의 제2측 상에 위치하는 제2투명도전층을 포함하고,
    상기 제2투명도전층은 원형개구, 상기 원형개구중에 위치한 원형전극 그리고 상기 원형전극을 둘러싸는 적어도 하나의 환형전극을 포함하고,
    상기 제1투명도전층은 제1전극으로 하고, 상기 제2투명도전층의 상기 원형개구를 둘러싸는 부분은 제2전극으로 하며, 상기 원형전극에 제1전압을 가하고, 상기 적어도 하나의 환형전극에 제2전압을 가하며, 상기 제2전극에 제3전압을 가하고, 상기 제1전극에 제4전압을 가하며, 상기 원형전극에 인가된 상기 제1전압은 상기 환형전극에 인가된 상기 제2전압보다 늦은 시점에 중단되고, 상기 환형전극에 인가된 상기 제2전압은 상기 제2전극에 인가된 상기 제3전압보다 늦은 시점에 중단되는 액정 렌즈.
  10. 제1기판, 제2기판, 상기 제1기판과 상기 제2기판 사이에 설치되는 액정층, 상기 제1기판과 상기 액정층 사이에 위치하는 제1투명도전층, 상기 제2기판의 일측상에 위치하는 제2투명도전층을 포함하되, 상기 제2투명도전층은 원형개구와 상기 원형개구 중에 위치하는 원형전극, 상기 원형전극을 둘러싸는 적어도 하나의 환형전극을 포함하고, 상기 제1투명도전층은 제1전극으로 하고, 상기 제2투명도전층의 상기 원형개구를 둘러싸는 부분은 제2전극으로 하는, 액정 렌즈를 제공하는 단계;
    상기 원형전극, 상기 적어도 하나의 환형전극과 상기 제2전극에 대해 과전압을 인가하되, 상기 원형전극, 상기 적어도 하나의 환형전극과 상기 제2전극의 과전압의 수치는 점차 증가하거나 점차 감소하도록 인가하는 단계; 그리고,
    상기 원형전극, 상기 적어도 하나의 환형전극과 상기 제2전극에 대하여 정상상태 전압을 인가하되, 상기 원형전극, 상기 적어도 하나의 환형전극과 상기 제2전극의 정상상태 전압의 수치는 점차 증가하거나 점차 감소하도록 인가하는 단계를 포함하는 액정 렌즈의 구동 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 원형전극, 상기 적어도 하나의 환형전극과 상기 제2전극에 대하여 과전압을 일정시간 인가하되, 상기 원형전극에 대하여 과전압을 중단하는 시간점이 상기 적어도 하나의 환형전극에 대하여 과전압을 중단하는 시간점보다 늦으며, 상기 적어도 하나의 환형전극에 대하여 과전압을 중단하는 시간점이 상기 제2전극에 대하여 과전압을 중단하는 시간점보다 늦도록 인가하는 액정 렌즈의 구동 방법.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 원형전극에 대하여 과전압을 인가한 시간길이는 상기 적어도 하나의 환형전극에 대하여 과전압을 인가한 시간길이보다 크며,
    상기 적어도 하나의 환형전극에 대하여 과적전압을 인가한 시간길이가 상기 제2전극에 대하여 과전압을 인가한 시간길이보다 큰 액정 렌즈의 구동 방법.
KR1020150123539A 2014-10-01 2015-09-01 액정 렌즈 구조 및 그의 구동 방법 KR101820822B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW103134219A TWI519851B (zh) 2014-10-01 2014-10-01 液晶透鏡結構之驅動方法
TW103134219 2014-10-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160039533A KR20160039533A (ko) 2016-04-11
KR101820822B1 true KR101820822B1 (ko) 2018-01-22

Family

ID=55632738

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150123539A KR101820822B1 (ko) 2014-10-01 2015-09-01 액정 렌즈 구조 및 그의 구동 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9804302B2 (ko)
JP (1) JP6087998B2 (ko)
KR (1) KR101820822B1 (ko)
CN (1) CN105867043B (ko)
TW (1) TWI519851B (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102629389B1 (ko) * 2016-03-25 2024-01-25 삼성디스플레이 주식회사 액정 렌즈 및 이를 포함하는 표시 장치
KR102645722B1 (ko) 2016-10-27 2024-03-08 삼성디스플레이 주식회사 렌즈 패널 및 이를 포함하는 표시 장치
WO2018187578A2 (en) 2017-04-05 2018-10-11 Corning Incorporated Liquid lens feedback and control
TWI647513B (zh) * 2017-10-20 2019-01-11 國立交通大學 偏振無關液晶相位調制器
JP7191670B2 (ja) * 2018-12-17 2022-12-19 株式会社ジャパンディスプレイ 電子機器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007041215A (ja) * 2005-08-02 2007-02-15 Konica Minolta Holdings Inc 光学素子
JP2008529064A (ja) 2005-01-21 2008-07-31 ジョンソン・アンド・ジョンソン・ビジョン・ケア・インコーポレイテッド 可変な焦点距離を備えた電気活性な適応レンズ
JP2012123360A (ja) 2010-12-07 2012-06-28 Jiaotong Univ 液晶レンズ構造とその駆動方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100595620C (zh) * 2005-01-21 2010-03-24 庄臣及庄臣视力保护公司 具有可变焦距的自适应电激活透镜
TWI438495B (zh) 2008-04-25 2014-05-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 液晶透鏡及鏡頭模組
JP2010009584A (ja) * 2008-05-29 2010-01-14 Sony Corp 表示装置
TW201213879A (en) * 2010-09-24 2012-04-01 Silicon Touch Tech Inc Liquid crystal lens
US9030595B2 (en) * 2010-10-14 2015-05-12 Lensvector Inc. In-flight auto focus method and system for tunable liquid crystal optical element
CN102062985B (zh) * 2010-11-16 2012-02-22 深圳超多维光电子有限公司 液晶透镜及其控制方法以及3d显示装置
TWM478831U (zh) 2013-12-06 2014-05-21 Silicon Touch Tech Inc 液晶透鏡結構
CN103698957B (zh) 2013-12-31 2016-06-22 信利半导体有限公司 液晶透镜的变焦驱动方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008529064A (ja) 2005-01-21 2008-07-31 ジョンソン・アンド・ジョンソン・ビジョン・ケア・インコーポレイテッド 可変な焦点距離を備えた電気活性な適応レンズ
JP2007041215A (ja) * 2005-08-02 2007-02-15 Konica Minolta Holdings Inc 光学素子
JP2012123360A (ja) 2010-12-07 2012-06-28 Jiaotong Univ 液晶レンズ構造とその駆動方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016071329A (ja) 2016-05-09
CN105867043A (zh) 2016-08-17
US20160097948A1 (en) 2016-04-07
US9804302B2 (en) 2017-10-31
TWI519851B (zh) 2016-02-01
JP6087998B2 (ja) 2017-03-01
KR20160039533A (ko) 2016-04-11
CN105867043B (zh) 2019-06-07
TW201614337A (en) 2016-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101820822B1 (ko) 액정 렌즈 구조 및 그의 구동 방법
KR102560707B1 (ko) 유전체 안테나를 포함하는 광 변조 소자
US11211761B2 (en) Laser beam steering device and system including the same
KR102542466B1 (ko) 빔 스티어링 소자 및 이를 적용한 시스템
US20160026287A1 (en) Touch device and manufacturing method thereof
US10749257B2 (en) TFT substrate, scanning antenna comprising TFT substrate, and TFT substrate production method
US10937812B2 (en) TFT substrate, scanning antenna provided with TFT substrate, and method for producing TFT substrate
CN103616787B (zh) 液晶透镜及应用该透镜的立体显示装置
US20200152113A1 (en) Optoelectronic device
US20200127012A1 (en) Tft substrate, scanning antenna provided with tft substrate, and method for producing tft substrate
KR20150118013A (ko) 액정 렌즈
WO2009111448A2 (en) Electrically tunable liquid crystal lens with central electrode
KR102003928B1 (ko) 줌 액정 렌즈 유닛 및 그 액정 렌즈 구조
JP2015038535A (ja) 液晶光学素子及び画像表示装置
US8848149B2 (en) Controllable optical device and the forming method thereof
JP2010127976A (ja) 可変焦点レンズ
JP6598998B2 (ja) 走査アンテナ
JP6284208B1 (ja) 液晶レンズアレイ
KR20150034704A (ko) 액정 렌즈 및 액정 렌즈 모듈
US20160132175A1 (en) Optical film and touch controlled display apparatus using the same
CN106940507B (zh) 阵列基板及其制备方法、显示面板
WO2018159389A1 (ja) Ｔｆｔ基板、ｔｆｔ基板を備えた走査アンテナ、およびｔｆｔ基板の製造方法
TWM478831U (zh) 液晶透鏡結構
KR101868348B1 (ko) 전기 스위치 및 그 제조 방법
US20120033174A1 (en) Liquid crystal lens and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant