电控液晶透镜及复合式电控液晶透镜的制作方法

本发明涉及一种光学元件，特别是涉及一种电控液晶透镜。

背景技术：

1、液晶透镜元件可视为可变焦光透镜元件，大致包含液晶单元、一对设置于所述液晶单元相对两侧的配向膜，以及一对分别设置于所述配向膜外侧的电极层。所述液晶透镜元件利用所述电极层以电性驱动方式控制所述液晶单元的液晶分子的排列方向，以此改变其焦距，进而控制本身的屈光度。其中，所述液晶单元的液晶分子的排列方向会依据所述电极层的形状态样不同，而有不同变化。例如：美国专利公开案第20150015839a1号即揭示了一种液晶透镜，包含液晶层，以及二个设置于所述液晶层100两侧的驱动电极板。其中，所述其中一个驱动电极板具有至少二个环形电极，且所述其中一个环形电极围绕另一个环形电极的外围。当施加电压时，位于所述驱动电路板中间的所述液晶层中的液晶分子会受到电场作用而产生偏转，由于所述其中一个驱动电路板的电极为环形，因此所述液晶层的液晶分子会依据电极图案偏转进而使所述液晶层的折射率发生变化，以达到类似于凸透镜或凹透镜的效果。

2、也就是说，所述液晶透镜元件的屈光度的可调整区域是依据电极层的孔径图案(例如前述美国专利公开案揭示的环形电极)的尺寸范围而定的。当所述液晶透镜元件作为镜片以配置于用以矫正视力的眼镜，供不同视力的使用者配戴时，为了令所述用户的视线所及的范围皆位在所述镜片的屈光度可调整范围内，通常所述孔径图案的尺寸越大越好，以利于可大面积地控制所述液晶单元的液晶分子。然而，在所述液晶透镜元件的厚度固定的情况下，所述孔径图案的尺寸越大，其可形成的屈光度数值就越小，而在使用上有较多限制。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电控液晶透镜，可大范围地调整整个镜面的屈光度，同时可具有较大的屈光度。

2、本发明电控液晶透镜，包含承载板、共同电极层、液晶单元、图案化电极层、端电极层、介电绝缘层，及盖板。

3、所述承载板具有可透光性。

4、所述共同电极层设置于所述承载板上。

5、所述液晶单元设置于所述共同电极层的反向于所述承载板的一面，并具有多个液晶分子。

6、所述图案化电极层设置于所述液晶单元的反向于所述共同电极层的一侧，并具有多个孔径图案，且所述孔径图案位于所述液晶单元的投影范围内。

7、所述端电极层设置于所述图案化电极层的反向于所述液晶单元的一侧。

8、所述介电绝缘层设置于所述图案化电极层与所述端电极层之间，使所述图案化电极层与所述端电极层彼此电性隔离。

9、所述盖板设置于所述端电极层的反向于所述介电绝缘层的一侧，并具有可透光性。

10、优选地，本发明电控液晶透镜，还包含偏振片，设置于所述盖板或是所述承载板的其中一者的外侧。

11、优选地，本发明电控液晶透镜，还包含高阻抗层，且所述高阻抗层位于所述液晶单元与所述图案化电极层之间，或所述介电绝缘层与所述图案化电极层之间。

12、优选地，本发明电控液晶透镜，其中，所述液晶单元还包括二层配向膜，所述其中一层配向膜设置于所述共同电极层与所述液晶分子之间，另一层配向膜设置于所述液晶分子的反向于所述共同电极层的一面。

13、优选地，本发明电控液晶透镜，其中，所述孔径图案的形状、尺寸可为相同或不同。

14、优选地，本发明电控液晶透镜，其中，所述孔径图案可为不规则排列，或是规则排列。

15、优选地，本发明电控液晶透镜，其中，所述孔径图案具有多种尺寸，所述孔径图案依据其尺寸大小沿特定方向规则排列。

16、本发明的另一目的，即在提供一种复合式电控液晶透镜。

17、本发明复合式电控液晶透镜，包含:二个如前所述的电控液晶透镜。

18、所述其中一个电控液晶透镜以其盖板或其承载板朝向另一电控液晶透镜的盖板或承载板的方向彼此接合，且所述电控液晶透镜的所述孔径图案彼此对位而具有相同的几何中心。

19、优选地，本发明复合式电控液晶透镜，包含偏振片，设置于所述其中一个电控液晶透镜的反向于另一个电控液晶透镜的外侧。

20、优选地，本发明复合式电控液晶透镜，其中，所述其中一个电控液晶透镜的盖板或承载板与邻接的另一个电控液晶透镜的盖板或承载板共同构成一体成型的基板。

21、优选地，本发明复合式电控液晶透镜，其中，所述其中一个电控液晶透镜是以其盖板与另一个电控液晶透镜的承载板彼此接合，且所述其中一个电控液晶透镜的孔径图案为圆形孔径，所述另一个电控液晶透镜的孔径图案为环状孔径，且所述圆形孔径的投影范围位于所述环状孔径内，而彼此不重叠。

22、优选地，本发明复合式电控液晶透镜，其中，每一个电控液晶透镜还包括设置于所述液晶单元与所述图案化电极层之间的介电基板，及设置于所述图案化电极层与所述介电绝缘层之间的高阻抗层。

23、优选地，本发明复合式电控液晶透镜，其中，所述电控液晶透镜的盖板彼此接合，所述其中一个电控液晶透镜的所述孔径图案分别与另一个电控液晶透镜的相应的孔径图案的形状及尺寸彼此相同，且所述电控液晶透镜的所述液晶单元的液晶分子的排列方向彼此正交。

24、本发明的有益的效果在于：所述图案化电极层具有多个孔径图案，可经由电控方式使所述液晶单元对应于所述孔径图案的每个区域产生折射率变化，而在所述每个区域各自产生屈光度，使所述电控液晶透镜的整个镜面区域位于屈光度的可调整范围内，并可具有较大的屈光度数值，使屈光度数值具有较宽广的可调整范围。此外，利用两个电控液晶透镜堆叠组成所述复合式电控液晶透镜，可以组成偏振非依赖透镜元件或是达成扩增孔径的功效。

技术特征：

1.一种电控液晶透镜，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电控液晶透镜，其特征在于：还包括偏振片，所述偏振片设置于所述盖板或者所述承载板的其中一者的外侧。

3.根据权利要求1所述的电控液晶透镜，其特征在于：还包括高阻抗层，所述高阻抗层位于所述液晶单元与所述图案化电极层之间，或所述介电绝缘层与所述图案化电极层之间。

4.根据权利要求1所述的电控液晶透镜，其特征在于：所述液晶单元还包括二层配向膜，其中一层配向膜设置于所述共同电极层与所述液晶分子之间，另一层配向膜设置于所述液晶分子的反向于所述共同电极层的一面。

5.根据权利要求1所述的电控液晶透镜，其特征在于：所述孔径图案的形状、尺寸相同或不同。

6.根据权利要求1所述的电控液晶透镜，其特征在于：所述孔径图案不规则排列或者规则排列。

7.根据权利要求5所述的电控液晶透镜，其特征在于：所述孔径图案具有多种尺寸，所述孔径图案依据其尺寸大小沿特定方向规则排列。

8.一种复合式电控液晶透镜，其特征在于：包括：

9.根据权利要求8所述的复合式电控液晶透镜，其特征在于：还包括偏振片，所述偏振片设置于所述其中一个电控液晶透镜的反向于另一个电控液晶透镜的外侧。

10.根据权利要求8所述的复合式电控液晶透镜，其特征在于：所述其中一个电控液晶透镜的盖板或承载板与邻接的另一个电控液晶透镜的盖板或承载板共同构成一体成型的基板。

11.根据权利要求8所述的复合式电控液晶透镜，其特征在于：所述其中一个电控液晶透镜以其盖板与另一个电控液晶透镜的承载板彼此接合，且所述其中一个电控液晶透镜的孔径图案为圆形孔径，所述另一个电控液晶透镜的孔径图案为环状孔径，且所述圆形孔径的投影范围位于所述环状孔径内，而彼此不重叠。

12.根据权利要求11所述的复合式电控液晶透镜，其特征在于：每一个电控液晶透镜还包括设置于所述液晶单元与所述图案化电极层之间的介电基板，及设置于所述图案化电极层与所述介电绝缘层之间的高阻抗层。

13.根据权利要求8所述的复合式电控液晶透镜，其特征在于：所述电控液晶透镜的盖板彼此接合，所述其中一个电控液晶透镜的所述孔径图案分别与另一个电控液晶透镜的相应的孔径图案的形状及尺寸彼此相同，且所述电控液晶透镜的所述液晶单元的液晶分子的排列方向彼此正交。

技术总结本发明提供一种电控液晶透镜及复合式电控液晶透镜，该电控液晶透镜包含承载板、共同电极层、液晶单元、图案化电极层、介电绝缘层、端电极层，及盖板，所述图案化电极层具有多个孔径图案，用以建立施加于所述液晶单元的电场，以经由电控方式使所述液晶单元对应于所述孔径图案的每个区域产生折射率变化，而在所述每个区域各自产生屈光度，使所述电控液晶透镜的整个镜面范围皆位于屈光度的可调整范围，并具有较大的屈光度数值。技术研发人员：林怡欣,黄葶芛,郑伟成,毛章年受保护的技术使用者：财团法人交大思源基金会技术研发日：技术公布日：2024/6/2