TW201011392A - Liquid crystal lens with double layer structure and method of manufacturing the same - Google Patents

Description

201011392 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於液晶透鏡’尤其關於雙層結構液晶透 鏡，以及此液晶透鏡之製造方法。 【先前技術】 近年來’利用液晶作爲光學材料的液晶透鏡，因爲具 備輕、薄且無須透過機械驅動的方式即可改變透鏡的光學 特性等特質’廣泛的應用於電子機器，例如照相手機、數 ❹ 位相機、攝影機及網路攝影機等等。習知的雙層結構液晶 透鏡具有三層透明玻璃基板，其中夾持兩層液晶層。能以 現有技術進行處理的玻璃基板厚度至少爲〇.4mm，具有三 層透明玻璃基板的雙層結構液晶透鏡至少具有Umm的厚 度。日本特開2006-3 1 3 243號專利之第！圖所示者即爲此 類型的雙層結構液晶透鏡。 【發明內容】 本發明之主要目的在於提供一種厚度更薄的雙層結構 ® 液晶透鏡及其製造方法。雙層結構液晶透鏡包括：第1透 明基板、第2透明基板、第3透明基板、第1液晶層及第 2液晶層。第1液晶層係介置於第1透明基板及第2透明 基板之間，第2液晶層係介置於第2透明基板及第3透明 基板之間，第1及第3透明基板係以玻璃製成，而第2透 明基板係以塑膠材料製成。由於以塑膠材料製成的第2透 明基板，其厚度可達0.1mm以下，藉此可進一步將雙層結 構液晶透鏡的整體厚度減至1.0mm以下。 201011392 學方式進一步 ’在閱讀此說 〇 :鏡整體以元件 :例的雙層結構 基板12、第1 2 〇及第3透明 1 6係以玻璃製 此塑膠材料可 (，或者亦可爲 高透光率、耐 水率、低雙折 於第2透明基 反14之厚度可 t銦錫透明電極 24。第2透明 及第3配向膜 置有圓形開口 本發明另一方面，可藉由機械方式或化 減薄第1及第3透明基板的厚度。 本發明所屬技術領域中具有通常知識者 明書之後，將可理解本發明其他目的及優點 【實施方式】 ❹

圖1中，根據本發明之雙層結構液晶透 符號10標示。圖1顯示根據本發明第1實施 液晶透鏡10，由下而上依序包含：第1透明 液晶層18、第2透明基板14、第2液晶層 基板16。第1透明基板12及第3透明基板 成，而第2透明基板14係以塑膠材料製成， 爲 PET、PEN、PC、PES 及 ARTON 中任一種 具有與上述材料類似性質的材料，例如具有 高溫、低熱膨脹係數、低熱收縮係數、低吸 射率、高阻氣性及耐化性等性質的材料。由 板14係以塑膠材料製成，所以第2透明基 減至0 . 1 m m以下。 第1透明基板12之上表面係設有氧化 22及設置在此透明電極22上的第1配向膜 基板的上、下表面係分別設有第2配向膜26 28。第3透明基板16之上、下表面係分別設 電極32及第4配向膜30。 第1及第2配向膜24、26之配向方向係爲相同方向， 而第3及第4配向膜28、30之配向方向係爲相同方向，且 201011392 與第1及第2配向膜之配向方向互相垂直。 第1液晶層18係介置於第1及第2透明基板之間並以 膠框34圍住，第2液晶層20係介置於第2及第3透明基 板之間並以膠框3 6圍住。間隙子係拌入膠框3 4、3 6中， 以決定相鄰透明基板之間的距離。 根據本發明第2實施例之雙層結構液晶透鏡l〇a係顯 示於圖2。與第1實施例之雙層結構液晶透鏡不同之處在 於，第1配向膜24係直接設置在第1透明基板12的上表 ® 面，而第1透明基板12的下表面設置圓形開口電極38。 根據本發明第3實施例之雙層結構液晶透鏡10b係顯 示於圖3。雙層結構液晶透鏡1 Ob係基於第1實施例，進 一步於圓形開口電極32上設置第1透明絕緣層40以及設 於透明絕緣層40上的氧化銦錫透明電極42。 根據本發明第4實施例之雙層結構液晶透鏡1 0c係顯 示於圖4。雙層結構液晶透鏡l〇c係基於第2實施例，進 一步於上方的圓形開口電極32上表面設置第1透明絕緣層 ® 40以及設於第1透明絕緣層40上的氧化銦錫透明電極 42,且於下方的圓形開口電極38下表面設置第2透明絕緣 層44以及設於第2透明絕緣層44之下表面的氧化銦錫透 明電極4 6。 第1及第2透明絕緣層40、44係以玻璃或塑膠材料製 成，或者以鍍膜方式形成。 上述雙層結構液晶透鏡可藉由控制施加於形成於透明 基板的電極及/或形成於透明絕緣層之電極的電壓而改變 201011392 液晶透鏡的焦距，包含虛焦點（散光）至液晶透鏡中心的 距離及實焦點（聚光）至液晶透鏡中心的距離。 以下將參照圖5以製造第1實施例雙層結構液晶透鏡 的程序說明根據本發明之方法。 根據本發明之方法包含： 提供透明基板1 2 ; 於透明基板1 2之一側形成氧化銦錫透明電極22 ; 將第1配向膜24形成於氧化銦錫透明電極22上； ® 以長纖布沿第1定向摩擦第1配向膜24; 施加膠框34至第1透明基板12形成有第1配向膜24 之側； 提供第2透明基板1 4 ; 將第2配向膜2 6形成於第2透明基板1 4之一側； 以長纖布沿第1定向摩擦第2配向膜26; 以第1配向膜24面向第2配向膜26之方式，將第1 透明基板12及第2透明基板14熱壓貼合，以形成第1及 ® 第2透明基板之積層體； 於第2透明基板14的另一側形成第3配向膜28; 以長纖布沿第2定向摩擦第3配向膜28，而第2定向 係垂直於第1定向； 提供第3透明基板16 ; 於第3透明基板1 6之一側形成圓形開口電極3 2 ; 於第3透明基板的另一側形成第4配向膜30; 以長纖布沿第2定向摩擦第4配向膜30; 201011392 施加膠框36至第3透明基板16形成有第4配向膜30 之側； 以第4配向膜30面向第3配向膜28的方式，將第3 透明基板16與第1及第2透明基板之積層體熱壓貼合； 將第1、第2及第3透明基板之積層體切割成複數的 透鏡單元；以及 於每一個透鏡單元中，將液晶注入第1透明基板12與 第2透明基板1 4之間及第2透明基板1 4與第3透明基板 Ο 16之間，並加以封口； 其中，第1透明基板12及第3透明基板16係以玻璃 製成，第2透明基板14係以塑膠材料製成。 藉此，可製成複數個雙層結構液晶透鏡10。 可藉由塗布高分子溶液後進行乾燥、烘乾及/或固化處 理，而形成配向膜》亦可能使用印刷、轉印或貼附的方式 來形成配向膜。 定向摩擦配向膜的方式，例如以滾輪形式的長纖布、 w 棉布或絨布來實施。使配向膜相對於旋轉中的滾輪移動， 以便沿特定的方向摩擦配向膜。 根據上述方法，取代於氧化銦錫透明電極22之形成， 可將第1配向膜24係直接設置在第1透明基板12的一側 (即上表面），而在第1透明基板12的另一側（即下表面） 形成圓形開口電極38。藉此，製成雙層結構液晶透鏡l〇a。 應了解的是，根據本發明之方法並不以上述順序爲 限，可在將第3透明基板16與第1及第2透明基板之積層 201011392 體熱壓貼合後，形成圓形開口電極32、38。 根據本發明之方法’可在第3透明基板16與第1及第 2透明基板之積層體熱壓貼合後，且在形成圓形開口電極 32、38前’更包含以硏磨方式（機械方式）自第1及第3 透明基板外側進一步薄化第1及第3透明基板，或以浸漬 於氫氟酸的方式（化學方式）腐蝕第1及第3透明基板之 外側表面，藉以將第1及第3透明基板進一步薄化。 圓形開口電極3 2、3 8可爲透明或不透明的，例如能以 ® 氧化銦錫製成’因而呈透明的，或藉由印刷導電銀膠而製 成，因而呈不透明的。 雖然本發明參照較佳實施例而進行說明示範，惟應了 解的是在不脫離本發明之精神及範疇內，對於本發明所屬 技術領域中具有通常知識者而言，仍得有許多變化及修 改。因此’本發明並不限制於所揭露的實施例，而是以後 附申請專利範圍之文字記載爲準，即不偏離本發明申請專 利範圍所爲之均等變化與修飾，應仍屬本發明之涵蓋範圍。 ®【圖式簡單說明】 圖1顯示根據本發明第1實施例的雙層結構液晶透鏡； 圖2顯示根據本發明第2實施例的雙層結構液晶透鏡； 圖3顯示根據本發明第3實施例的雙層結構液晶透鏡； 圖4顯示根據本發明第4實施例的雙層結構液晶透 鏡；及 圖5槪要例示製造第〗實施例雙層結構液晶透鏡之製 程。 -10- 201011392

【主要 元件 符 號 說 明 10 雙 層 結 構 液 晶 透 λα 鏡 10a 雙 層 結 構 液 晶 透 鏡 10b 雙 層 結 構 液 晶 透 鏡 10c 雙 層 結 構 液 晶 透 鏡 12 第 1 透 明 基 板 14 第 2 透 明 基 板 16 第 3 透 明 基 板 18 第 1 液 晶 層 20 第 2 液 晶 層 22 氧 化 銦 錫 透 明 電 極 24 第 1 配 向 膜 26 第 2 配 向 膜 28 第 3 配 向 膜 30 第 4 配 向 膜 32 圓 形 開 □ 電 極 34 膠 框 36 膠 框 3 8 圓 形 開 P 電 極 40 第 1 透 明 絕 緣 層 42 氧 化 銦 錫 透 明 電 極 44 第 2 透 明 絕 緣 層 46 氧 化 銦 錫 透 明 電 極

Claims (1)

1. 201011392 十、申請專利範圍： 1. 一種雙層結構液晶透鏡，包括： 第1透明基板，其一表面係設有氧化銦錫透明電極 及設置在該透明電極上的第1配向膜； 第2透明基板’其一表面係設有第2配向膜，而其 另一表面係設有第3配向膜，該第2透明基板設有第2 配向膜之側係面向該第1透明基板設有第1配向膜之 側’該第1及第2配向膜之配向方向爲同方向； ® 第3透明基板，其一表面係設有圓形開口電極，而 另一表面係設有第4配向膜，該第3透明基板設有第4 配向膜之側係面向該第2透明基板設有第3配向膜之 側，該第3及第4配向膜之配向方向爲同方向，且與該 第1及第2配向膜之配向方向垂直； 第1液晶層，介於該第1透明基板及該第2透明基 板之間並以膠框圍住；及 第2液晶層，介於該第2透明基板及該第3透明基 板之間並以膠框圍住； 其特徵在於：該第1透明基板及第3透明基板係以 玻璃製成，而該第2透明基板係以塑膠材料製成。 2. 如申請專利範圍第i項之液晶透鏡，其中製成該第2透 明基板的塑膠材料爲PET、PEN、PC ' PES或ARTON。 3. 如申請專利範圍第丨或2項之液晶透鏡，其中設置於該 第3透明基板的圓形開口電極係由氧化銦錫所形成或藉 由印刷導電銀膠所形成。 -12- 201011392 4. 如申請專利範圍第1或2項之液晶透鏡，更包含第1透 明絕緣層，其係設置在該第3透明基板上’該第1透明 絕緣層上表面係設有氧化銦錫透明電極’藉由控制施加 於該第1透明基板、該第3透明基板及該第1透明絕緣 層之電極的電壓而改變該液晶透鏡的焦距。 5. 如申請專利範圍第4項之液晶透鏡’其係用於聚光及/或 散光。 6. 如申請專利範圍第4項之液晶透鏡，其中該第1透明絕 e 緣層係以玻璃或塑膠材料製成，或是以鍍膜方式形成。 7. —種雙層結構液晶透鏡，包括= 第1透明基板，其一表面係設有第1配向膜’而另 一表面係設有圓形開口電極； 第2透明基板，其一表面係設有第2配向膜，而另 一表面係設係設有第3配向膜，該第2透明基板設有第2 配向膜之側係面向該第1透明基板設有第1配向膜之 側，該第1及第2配向膜之配向方向爲同方向； ® 第3透明基板，其一表面係設有圓形開口電極，而 另一表面係設有第4配向膜，該第3透明基板設有第4 配向膜之側係面向該第2透明基板設有第3配向膜之 側，該第3及第4配向膜之配向方向爲同方向，且與該 第1及第2配向膜之配向方向垂直； 第1液晶層，介於該第1透明基板及該第2透明基 板之間並以膠框圍住；及 第2液晶層，介於該第2透明基板及該第3透明基 201011392 板之間並以膠框圍住； 其特徵在於該第1透明基板及第3透明基板係以玻 璃製成，而該第2透明基板係以塑膠材料製成。 8. 如申請專利範圍第7項之液晶透鏡，其中製成該第2透 明基板的塑膠材料爲PET、PEN、PC、PES或ART ON。 9. 如申請專利範圍第6或7項之液晶透鏡，其中設置於該 第1透明基板的圓形開口電極及/或設置於該第3透明基 板的圓形開口電極係由氧化銦錫所形成或藉由印刷導電 © 銀膠所形成。 10.如申請專利範圍第6或7項之液晶透鏡，更包含與該第3 透明基板相接之第1透明絕緣層以及與該第1透明基板 相接之第2透明絕緣層，該第1透明絕緣層背離該第3 透明基板之側係設有氧化銦錫透明電極，該第2透明絕 緣層背離該第1透明基板之側係設有氧化銦錫透明電 極，藉由控制施加於該第1、第3透明基板及第1、第2 透明絕緣層之電極的電壓而改變該液晶透鏡的焦距。 ® 11.如申請專利範圍第10項之液晶透鏡，其係用於聚光及/ 或散光。 12. 如申請專利範圍第10項之液晶透鏡，其中該第1及第2 透明絕緣層係以玻璃或塑膠材料製成，或是以鍍膜方式 形成。 13. —種製造雙層結構液晶透鏡之方法，包括下列步驟： 提供第1透明基板； 於該第1透明基板之一側形成電極圖案； -14- 201011392 於該第1透明基板的電極圖案上形成第1配向膜； 沿第1定向摩擦該第1配向膜； 施加膠框至該第1透明基板形成有第1配向膜之側； 提供第2透明基板； 於該第2透明基板的一側形成第2配向膜； 沿該第1定向摩擦該第2配向膜； 以該第1透明基板形成有第1配向膜之側面向該第2 透明基板形成有第2配向膜之側的方式，將該第1透明 Ο 基板及該第2透明基板熱壓貼合； 於該第2透明基板的另一側形成第3配向膜； 沿垂直於該第1定向的第2定向摩擦該第3配向膜； 提供第3透明基板； 於該第3透明基板之一側形成圓形開口電極圖案； 於該第3透明基板的另一側形成第4配向膜； 沿該第2定向摩擦該第4配向膜； 施加膠框至該第3透明基板形成有該第4配向膜之

   以該第3透明基板形成有第4配向膜之側面向該第2 透明基板形成有第3配向膜之側的方式，將該第3透明 基板與該第1及第2透明基板之積層體熱壓貼合； 將該第1、第2及第3透明基板之積層體切割成複數 的透鏡單元；及 於每一個透鏡單元中，將液晶注入該第1透明基板 與該第2透明基板之間及該第2透明基板與該第3透明 -15- 201011392 基板之間，並加以封口； 其中，該第1透明基板及第3透明基板係以玻璃製 成，而該第2透明基板係以塑膠材料製成。 14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中在該第3透明基板 之一側形成圓形開口電極圖案之步驟，係在將該第3透 明基板與該第1及第2透明基板之積層體熱壓貼合後實 施。 15. 如申請專利範圍第14之方法，在將該第3透明基板與該 ® 第1及第2透明基板之積層體熱壓貼合後，且在該第3 透明基板之一側形成圓形開口電極圖案前，該方法更包 含以機械方式或化學方式自該第1及第3透明基板外側 薄化該第1及第3透明基板。 16. 如申請專利範圍第15之方法，其中以硏磨方式薄化該第 1及第3透明基板。 17. 如申請專利範圍第15之方法，其中以侵蝕的方式薄化該 第1及第3透明基板。 ❹ 18. 如申請專利範圍第17之方法，其中以浸漬於氫氟酸的方 式薄化該第1及第3透明基板。 19. 如申請專利範圍第13至18項中任一項之方法，其中製 成該第2透明基板的塑膠材料爲PET、PEN、PC、PES或 ARTON。 20·如申請專利範圍第13至18項中任一項之方法，其中形 成於該第3透明基板的圓形開口電極圖案係由氧化銦錫 所形成或藉由印刷導電銀膠所形成。 -16- 201011392 21.如申請專利範圍第19項之方法，其中形成於該第3透明 基板的圓形開口電極圖案係由氧化銦錫所形成或藉由日卩 刷導電銀膠所形成。 22·如申請專利範圍第13至18項中任一項之方法，其中該 等配向膜係以棉布、絨布或長纖布定向摩擦。 23. 如申請專利範圍第19項之方法，其中該等配向膜係以棉 布、絨布或長纖布定向摩擦。 24. 如申請專利範圍第20項之方法，其中該等配向膜係以棉 ® 布、絨布或長纖布定向摩擦。 25. —種製造雙層結構液晶透鏡之方法，包括下列步驟： 提供第1透明基板； 於該第1透明基板之一側形成開口電極圖案； 於該第1透明基板的另一側形成第1配向膜； 沿第1定向摩擦該第1配向膜； 施加膠框至該第1透明基板形成有第1配向膜之側； 提供第2透明基板； W 於該第2透明基板的一側形成第2配向膜； 沿第1定向摩擦該第2配向膜； 以該第1透明基板形成有第1配向膜之側面向該第2 透明基板形成有第2配向膜之側的方式，將該第1透明 基板及該第2透明基板熱壓貼合； 於該第2透明基板的另一側形成第3配向膜； 沿垂直於該第1定向之第2定向摩擦該第3配向膜； 提供第3透明基板； -17- 201011392 ' 於該第3透明基板之一側形成開口電極圖案； 於該第3透明基板的另一側形成第4配向膜； 沿該第2定向摩擦該第4配向膜； 施加膠框至該第3透明基板形成有第4配向膜之側； 以該第3透明基板形成有第4配向膜之側面向該第2 透明基板形成有第3配向膜之側的方式，將該第3透明 基板與該第1及第2透明基板之積層體熱壓貼合； 將該第1、第2及第3透明基板之積層體切割成複數 ® 的透鏡單元；及 於每一個透鏡單元中，將液晶注入該第1透明基板 與該第2透明基板之間及該第2透明基板與該第3透明 基板之間，並封口； 其中，該第1透明基板及第3透明基板係以玻璃製 成，而該第2透明基板係以塑膠材料製成。 26.如申請專利範圍第25之方法，其中在該第1透明基板之 一側形成圓形開口電極圖案之步驟以及在該第3透明基 W 板之一側形成開口電極圖案之步驟，係在將該第3透明 基板與該第1及第2透明基板之積層體熱壓貼合後實施。 2 7.如申請專利範圍第26之方法，在將該第3透明基板與該 第1及第2透明基板之積層體熱壓貼合後，且在該第1 及第3透明基板之一側形成圓形開口電極圖案前，該方 法更包含以機械方式或化學方式自該第1及第3透明基 板外側薄化該第1及第3透明基板。 28.如申請專利範圍第27之方法，其中以硏磨方式薄化該第 -18- 201011392 1及第3透明基板。 2 9.如申請專利範圍第27之方法，其中以侵蝕的方式薄化該 第1及第3透明基板》 3 0·如申請專利範圍第29之方法，其中以浸漬於氫氟酸的方 式薄化該第1及第3透明基板。 31.如申請專利範圍第25至30項中任一項之方法，其中製 成該第2透明基板的塑膠材料爲PET、PEN、PC、PES或 ARTON。 ® 32.如申請專利範圍第25至30項中任一項之方法，其中形 成於該第1透明基板及第3透明基板的圓形開口電極圖 案係由氧化銦錫所形成或藉由印刷導電銀膠所形成。 33·如申請專利範圍第31項之方法，其中形成於該第1透明 基板及第3透明基板的圓形開口電極圖案係由氧化銦錫 所形成或藉由印刷導電銀膠所形成。 34·如申請專利範圍第25至30項中任一項之方法，其中該 等配向膜係以棉布、絨布或長纖布定向摩擦。 35.如申請專利範圍第31之方法，其中該等配向膜係以棉 布、絨布或長纖布定向摩擦。 3 6.如申請專利範圍第32項之方法’其中該等配向膜係以棉 布、絨布或長纖布定向摩擦。