TW201346381A - 液晶透鏡 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種波面像差較小之液晶透鏡。液晶透鏡1包括液晶層11、第1電極21、第2電極22及高電阻層41。第1電極21具有：第1電極部21a，其形成有圓形之開口21a1及使上述開口21a連通至外部之連通口21a2；及第2電極部21b，其包含配置於開口21a1內之圓形之主電極部21b1、及連接於上述主電極部21b1且配置於上述連通口21a2內之引出電極部21b2。第2電極22介隔液晶層11而與第1電極21相對向。高電阻層41係配置於第1電極21之至少第2電極部21b與液晶層11之間。高電阻層41具有相對於主電極部21b1之中心軸成為旋轉對稱之形狀。

Description

液晶透鏡
本發明係關於一種液晶透鏡。
先前，提出有折射率可變之液晶透鏡。對於液晶透鏡要求欲降低驅動電壓。鑒於此，例如，於專利文獻1中提出有如下液晶透鏡：在電極與液晶層之間配置有透明絕緣層，進而於透明絕緣層之面向液晶層之側的表面上配置有高電阻層。如專利文獻1所記載般，可藉由設置高電阻層而降低液晶透鏡之驅動電壓。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2011-17742號公報
近年來，欲減小液晶透鏡之波面像差之要求日益高漲。
本發明之主要目的在於提供一種波面像差較小之液晶透鏡。
本發明之液晶透鏡包括液晶層、第1電極、第2電極及高電阻層。第1電極包含第1電極部與第2電極部。於第1電極部形成有圓形之開口及使開口連通至外部之連通口。第2電極部包含配置於開口內之圓形之主電極部及引出電極部。引出電極部連接於主電極部。引出電極部係配置於連通口內。第2電極介隔液晶層而與第1電極相對向。高 電阻層係配置於第1電極之至少第2電極部與液晶層之間。高電阻層具有相對於主電極部之中心軸成為旋轉對稱之形狀。
再者，於本發明中，所謂「高電阻層」係指電阻值以表面電阻計處於1×104Ω/□~1×1014Ω/□之範圍內之層。
高電阻層較佳為圓形。
高電阻層較佳為延伸至設置有第1電極部之區域。
根據本發明，可提供一種波面像差較小之液晶透鏡。
1‧‧‧液晶透鏡
11‧‧‧液晶層
21‧‧‧第1電極
21a‧‧‧第1電極部
21a1‧‧‧開口
21a2‧‧‧連通口
21b‧‧‧第2電極部
21b1‧‧‧主電極部
21b2‧‧‧引出電極部
22‧‧‧第2電極
31‧‧‧第1基板
31a‧‧‧表面
32‧‧‧第2基板
32a‧‧‧表面
34‧‧‧間隔壁構件
41‧‧‧高電阻層
圖1係本發明之一實施形態之液晶透鏡之概略性剖面圖。
圖2係本發明之一實施形態中之第1電極之概略性平面圖。
以下，對實施本發明之較佳形態之一例進行說明。然而，下述實施形態僅為例示。本發明並不受下述實施形態任何限定。
又，於在實施形態等中參照之各圖式中，實質上具有相同功能之構件係以相同符號進行參照。又，於實施形態等中參照之圖式係模式性地記載者，存在圖式中所描繪之物體之尺寸比例等與現實之物體之尺寸比例等不同之情形。於圖式相互之間亦存在物體之尺寸比例等不同之情形。具體之物體之尺寸比例等應參酌以下說明而判斷。
圖1係本實施形態之液晶透鏡1之概略性剖面圖。液晶透鏡1具備包含液晶分子之液晶層11。液晶層11由第1及第2電極21、22夾持。藉由第1及第2電極21、22對液晶層11施加電壓，藉此使液晶透鏡1之光學功率產生變化。
更具體而言，液晶透鏡1包含以相互隔開間隔而對向之方式配置之第1基板31與第2基板32。在第1基板31與第2基板32之間配置有間隔壁構件34。於藉由該間隔壁構件34與第1及第2基板31、32而劃分形成 之空間內設置有液晶層11。再者，液晶層11亦可藉由玻璃板等而劃分成複數個液晶層。
第1基板31、第2基板32及間隔壁構件34可分別由例如玻璃等構成。第1基板31及第2基板32之厚度可設為例如0.1mm~1.0mm左右。間隔壁構件34之厚度可根據由欲獲得之光學功率所決定之液晶層11之厚度、或對液晶層11所要求之回應速度等而適當設定。間隔壁構件34之厚度可設為例如10μm~80μm左右。
於第1基板31之液晶層11側之表面31a上配置有第1電極21。另一方面，於第2基板32之液晶層11側之表面32a上配置有第2電極22。第2電極22介隔液晶層11而與第1電極21相對向。
第1及第2電極21、22可包含例如銦錫氧化物(ITO，Indium Tin Oxide)等透明導電性氧化物。
第1電極21包括：第1電極部21a，其具有圓形之開口21a1、及使圓形之開口21a1連通至外部之連通口21a2(參照圖2)；及第2電極部21b，其包含配置於第1電極部21a之開口21a1之內部之圓形之主電極部21b1、及連接於主電極部21b1且配置於上述連通口21a2內之引出電極部21b2。於液晶透鏡1中，液晶層11之位於設置有主電極部21b1之區域之部分係作為透鏡而發揮功能。第1電極部21a與第2電極部21b相互絕緣。第1電極部21a與第2電極部21b之間之間隙既可成為中空，亦可配置有絕緣體或下述高電阻層41而成為實心。
再者，第1電極21既可配置於設置有液晶層11之區域之整體，亦可配置於設置有液晶層11之區域之一部分。同樣地，第2電極22既可配置於設置有液晶層11之區域之整體，亦可配置於設置有液晶層11之區域之一部分。
於液晶透鏡1中，於第1電極部21a與第2電極22之間施加電壓V1，於第2電極部21b與第2電極22之間施加電壓V2。藉由改變電壓V1 與電壓V2之大小，可使液晶透鏡1之光學功率產生變化。通常，將第2電極22設為電位為0V之接地電極。因此，於本實施形態中，第1及第2電極21、22中之被施加之電壓之絕對值的最大值較大之電極成為第1電極21。
於第1電極21之至少第2電極部21b與液晶層11之間配置有電阻值高於電極之高電阻層41，其電阻值以表面電阻計為1×104Ω/□~1×1014Ω/□。高電阻層41例如既可配置於設置有液晶層11之區域之整體，亦可配置於設置有液晶層11之區域之一部分。高電阻層41例如既可配置於第1電極21中之僅第2電極部21b之至少一部分上，亦可除配置於第2電極部21b以外，亦配置於第1電極部21a之至少一部分上。
高電阻層41較佳為含有氧化鋅、鋁鋅氧化物、銦錫氧化物、銻錫氧化物、鎵鋅氧化物、矽鋅氧化物、錫鋅氧化物、硼鋅氧化物及鍺鋅氧化物中之至少一種。
再者，高電阻層41既可由單一之高電阻層構成，亦可由複數個高電阻層之積層體構成。於高電阻層41係由複數個高電阻層之積層體構成之情形時，複數個高電阻層既可為包含相互相同之材料者，亦可為包含互不相同之材料者。
高電阻層41之厚度較佳為例如10nm~300nm。
再者，雖省略了圖示，但較佳為於高電阻層41與液晶層11之間配置有無機介電層。又，於無機介電層與包含設置有第2電極22之部分在內之第2基板32之表面32a上分別配置有配向膜。藉由該等配向膜進行包含於液晶層11之液晶分子之配向。
高電阻層41係配置於第1電極21中之第2電極部21b之至少一部分上。高電阻層41具有相對於第2電極部21b之主電極部21b1之中心軸成為旋轉對稱之形狀。因此，可減小液晶透鏡1之波面像差。作為其理由，雖然並非一定，但可考慮以下理由。即，認為其原因在於：藉由 將高電阻層41配置於第1電極21中之第2電極部21b之至少一部分上，而於液晶層11之形成有高電阻層41之區域內與該區域之外側之區域內，電荷之施加方法會產生差異。電力線會被牽引至液晶層11之高電阻層41所在之區域之內側。藉由將高電阻層41之形狀設為相對於第2電極部21b之主電極部21b1之中心軸成為旋轉對稱之形狀，據信可向液晶層11之高電阻層41所在之區域之內側均等地牽引電力線。
再者，高電阻層41之中心軸較佳為與第2電極部21b之主電極部21b1之中心軸一致，但若於因液晶分子之預傾角之影響等而產生光軸偏離之情形時，高電阻層41之中心軸與第2電極部21b之主電極部21b1之中心軸亦可偏離。
又，作為高電阻層41之形狀，只要為具有相對於第2電極部21b之主電極部21b1之中心軸成為旋轉對稱之形狀者即可。高電阻層41亦可為例如多邊形或圓形等。其中，就進一步減小液晶透鏡1之波面像差之觀點而言，高電阻層41較佳為圓形。
又，就提高液晶透鏡1之屈光度(diopter)之觀點而言，高電阻層41較佳為延伸至第1電極部21a。藉由以此方式進行設置，使第1電極部21a及第2電極部21b之間易於產生電力梯度，從而使電力線更易於向液晶層11之高電阻層41所在之部分之中心集中。因此，可提高液晶透鏡1之屈光度。
又，液晶層11亦可藉由例如玻璃板等而沿厚度方向分割成複數個。
本發明之液晶透鏡亦可包含複數個液晶層以及第1及第2電極之組。
1‧‧‧液晶透鏡
11‧‧‧液晶層
21‧‧‧第1電極
21a‧‧‧第1電極部
21a1‧‧‧開口
21b‧‧‧第2電極部
21b1‧‧‧主電極部
22‧‧‧第2電極
31‧‧‧第1基板
31a‧‧‧表面
32‧‧‧第2基板
32a‧‧‧表面
34‧‧‧間隔壁構件
41‧‧‧高電阻層

Claims (3)

  1. 一種液晶透鏡，其包括：液晶層；第1電極，其具有：第1電極部，其形成有圓形之開口及使上述開口連通至外部之連通口；及第2電極部，其包含配置於上述開口內之圓形之主電極部、及連接於上述主電極部且配置於上述連通口內之引出電極部；第2電極，其介隔上述液晶層與上述第1電極相對向；及高電阻層，其配置於上述第1電極之至少上述第2電極部與上述液晶層之間；且上述高電阻層具有相對於上述主電極部之中心軸成為旋轉對稱之形狀。
  2. 如請求項1之液晶透鏡，其中上述高電阻層為圓形。
  3. 如請求項1或2之液晶透鏡，其中上述高電阻層延伸至設置有上述第1電極部之區域。
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