透鏡結(jié)構(gòu)及具有此透鏡結(jié)構(gòu)的立體顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種透鏡結(jié)構(gòu)及具有此透鏡結(jié)構(gòu)的立體顯示裝置。透鏡結(jié)構(gòu)具有多個(gè)單元區(qū)域。各單元區(qū)域包括上基板、下基板、各向異性雙折射介質(zhì)、中心電極、邊緣電極以及至少一組側(cè)電極。上基板及下基板彼此相對(duì)向設(shè)置。各向異性雙折射介質(zhì)位于上基板與下基板之間。中心電極、邊緣電極以及至少一組側(cè)電極位于上基板與下基板上。邊緣電極對(duì)應(yīng)中心電極設(shè)置。至少一組側(cè)電極設(shè)置于中心電極與邊緣電極之間。中心電極、邊緣電極以及至少一組側(cè)電極之間形成電場(chǎng)分布，所述電場(chǎng)分布以使各向異性雙折射介質(zhì)構(gòu)成菲涅爾透鏡。
【專利說(shuō)明】透鏡結(jié)構(gòu)及具有此透鏡結(jié)構(gòu)的立體顯示裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種光學(xué)結(jié)構(gòu)及立體顯示裝置，且特別是有關(guān)于一種透鏡結(jié)構(gòu)及具有此透鏡結(jié)構(gòu)的立體顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著顯示技術(shù)的不斷進(jìn)步，使用者對(duì)于顯示器的顯示品質(zhì)(如影像解析度、色彩飽和度等)的要求也越來(lái)越高。然而，除了高影像解析度以及高色彩飽和度之外，為了滿足使用者觀看真實(shí)影像的需求，亦發(fā)展出能夠顯示出立體影像的顯示器。液晶透鏡(liquid crystal lens,或稱為折射率漸變型透鏡(gradient-1ndex lens,GRIN lens))立體顯示器為目前廣泛使用的立體顯示裝置之一。由于在傳統(tǒng)的液晶透鏡立體顯示器中液晶分子的傾倒方向不一致，因此導(dǎo)致容易產(chǎn)生液晶不連續(xù)線(disclination line),進(jìn)而造成影像干擾(crosstalk)以及顯示品質(zhì)不良的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種透鏡結(jié)構(gòu)及具有此透鏡結(jié)構(gòu)的立體顯示裝置，可避免產(chǎn)生液晶不連續(xù)線以提高立體顯示裝置的顯示品質(zhì)。
[0004]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提出一種透鏡結(jié)構(gòu)，其具有多個(gè)單元區(qū)域，其中透鏡結(jié)構(gòu)的每一單元區(qū)域包括上基板、下基板、各向異性雙折射介質(zhì)、上中心電極、下中心電極、上邊緣電極、下邊緣電極、至少一組上側(cè)電極以及至少一組下側(cè)電極。上基板以及下基板彼此相對(duì)向設(shè)置。各向異性雙折射介質(zhì)位于上基板與下基板之間。上中心電極以及下中心電極分別位于上基板與下基板上。上邊緣電極位于上基板上且對(duì)應(yīng)上中心電極設(shè)置。下邊緣電極位于下基板上且對(duì)應(yīng)下中心電極設(shè)置。至少一組上側(cè)電極位于上基板上，且設(shè)置于上中心電極與上邊緣電極之間。至少一組下側(cè)電極位于下基板上，且設(shè)置于下中心電極與下邊緣電極之間。上中心電極、下中心電極、上邊緣電極、下邊緣電極、至少一組上側(cè)電極以及至少一組下側(cè)電極之間形成電場(chǎng)分布，所述電場(chǎng)分布以使各向異性雙折射介質(zhì)構(gòu)成菲涅爾(Fresnel)透鏡。
[0005]本發(fā)明另提出一種透鏡結(jié)構(gòu)，其具有多個(gè)單元區(qū)域，其中透鏡結(jié)構(gòu)的每一單元區(qū)域包括上基板、下基板、各向異性雙折射介質(zhì)、上邊緣電極以及下邊緣電極。上基板以及下基板彼此相對(duì)向設(shè)置。各向異性雙折射介質(zhì)位于上基板與下基板之間。上邊緣電極位于上基板上。下邊緣電極位于下基板上。上邊緣電極以及下邊緣電極的驅(qū)動(dòng)電壓互為反相且中心位置彼此相對(duì)設(shè)置，且上邊緣電極以及下邊緣電極之間形成電場(chǎng)分布，所述電場(chǎng)分布以使各向異性雙折射介質(zhì)構(gòu)成折射率漸變型透鏡。
[0006]本發(fā)明又提出一種立體顯示裝置，其包括顯示面板以及透鏡結(jié)構(gòu)。透鏡結(jié)構(gòu)位于顯示面板的一側(cè)，其中透鏡結(jié)構(gòu)如前述的透鏡結(jié)構(gòu)。
[0007]基于上述，由于在本發(fā)明的透鏡結(jié)構(gòu)中液晶分子的傾倒方向較佳，因此可避免產(chǎn)生液晶不連續(xù)線以及影像干擾的問(wèn)題，進(jìn)而可提高立體顯示裝置的顯示品質(zhì)。[0008]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式作詳細(xì)說(shuō)明如下。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是依照本發(fā)明的一實(shí)施例的立體顯示裝置的剖面示意圖。
[0010]圖2是依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的透鏡結(jié)構(gòu)的單元區(qū)域的剖面示意圖。
[0011]圖3是圖2的透鏡結(jié)構(gòu)的單元區(qū)域的電場(chǎng)及液晶分子的分布圖。
[0012]圖4是圖2的透鏡結(jié)構(gòu)的單元區(qū)域的另一電場(chǎng)及液晶分子的分布圖。
[0013]圖5是依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的透鏡結(jié)構(gòu)的單元區(qū)域的剖面示意圖。
[0014]圖6是圖5的透鏡結(jié)構(gòu)的單元區(qū)域的電場(chǎng)及液晶分子的分布圖。
[0015]圖7是依照本發(fā)明的第三實(shí)施例的透鏡結(jié)構(gòu)的單元區(qū)域的剖面示意圖。
[0016]圖8是圖7的透鏡結(jié)構(gòu)的單元區(qū)域的液晶分子的分布圖。
[0017]圖9是依照本發(fā)明的第四實(shí)施例的透鏡結(jié)構(gòu)的單元區(qū)域的剖面示意圖。
[0018]圖10是圖9的透鏡結(jié)構(gòu)的單元區(qū)域的液晶分子的分布圖。
[0019]圖11是依照本發(fā)明的第五實(shí)施例的透鏡結(jié)構(gòu)的單元區(qū)域的剖面示意圖。
[0020]圖12是圖11的透鏡結(jié)構(gòu)的單元區(qū)域的液晶分子的分布圖。
[0021]圖13是比較例的透鏡結(jié)構(gòu)的單元區(qū)域的剖面示意圖。
[0022]圖14是比較例與實(shí)驗(yàn)例的透鏡結(jié)構(gòu)的單元區(qū)域的位置與等效折射率的關(guān)系曲線圖。
[0023]符號(hào)說(shuō)明
[0024]10:顯示面板
[0025]12、14:基板
[0026]16:顯示介質(zhì)
[0027]20:透鏡結(jié)構(gòu)
[0028]50:立體顯示裝置
[0029]100、200、300、400、400’、500:單元區(qū)域
[0030]110:上基板
[0031]112、122、212、222、312、322、412、422、512、522:電極層
[0032]112c、122c、412c、412cl、412cr、422c、422cl、422cr、412c，、422c，:中心電極
[0033]112e、112el、112er、122e、122el、122er、312e、312el、312er、322e、322el、322er、412e、412el、412er、422e、422el、422er、522e、522el、522er:邊緣電極
[0034]112f、112fl、112fr、122f、122fl、122fr、212f、212fl、212fr、222f、222fl、222fr:主電極
[0035]112a、112al、112ar、122a、122al、122ar、212a、212al、212ar、222a、222al、222ar:側(cè)電極
[0036]112m、112ml、112mr、122m、122ml、122mr、212m、212ml、212mr、222m、222ml、222mr:輔助電極
[0037]112s、112sl、112sr、122s、122sl、122sr、212s、212sl、212sr、222s、222sl、222sr:
狹縫[0038]120:下基板
[0039]130、230:各向異性雙折射介質(zhì)
[0040]152、154、156、352、452、452’:液晶分子分布
[0041]162、164、166:電場(chǎng)分布曲線
[0042]610、620、630:曲線
[0043]Cll、Clr、C21、C2r、C31、C3r、C41、C4r:中心位置
[0044]E1、E2:電場(chǎng)分布
[0045]Wll、Wlr、W21、W2r、W31、W3r、W41、W4r:寬度【具體實(shí)施方式】
[0046]圖1是依照本發(fā)明的一實(shí)施例的立體顯示裝置50的剖面示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，立體顯示裝置50包括顯示面板10以及透鏡結(jié)構(gòu)20。在本實(shí)施例中，立體顯示裝置50例如是液晶透鏡立體顯示裝置。
[0047]顯示面板10包括一對(duì)基板12、14以及顯示介質(zhì)16。基板12、14的材質(zhì)例如是玻璃、石英、有機(jī)聚合物、金屬或其他合適的材料。顯示介質(zhì)16位于基板12與基板14之間。顯示面板10是任何可以顯示影像的構(gòu)件，且其依據(jù)顯示面板10中的顯示介質(zhì)16的自發(fā)光材料與非自發(fā)材料可區(qū)分為非自發(fā)光顯示面板，包含液晶顯示面板(例如水平電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)顯示面板、垂直電場(chǎng)顯示面板、藍(lán)相液晶顯示面板、邊緣電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)顯示面板或其他合適的顯示面板)、電泳顯示面板、電濕潤(rùn)顯示面板、電粉塵顯示面板或其他合適的顯示面板，以及自發(fā)光顯示面板包含有機(jī)電激發(fā)光顯示面板、等離子體顯示面板、場(chǎng)發(fā)射顯示面板，或者是其他型式顯示面板，其中顯示面板10采用非自行發(fā)光的材料作為顯示介質(zhì)16時(shí)，立體顯示裝置50可以選擇性地還包括有光源模塊以提供顯示所需的光源。
[0048]透鏡結(jié)構(gòu)20位于顯示面板10的一側(cè)。本實(shí)施例中，顯示面板10的顯示面朝向透鏡結(jié)構(gòu)20，亦即透鏡結(jié)構(gòu)20配置于顯示面板10上方。如此一來(lái)，顯示面板10可以受到透鏡結(jié)構(gòu)20的作用而產(chǎn)生立體顯示效果。詳言之，基于此配置，顯示面板10所發(fā)出的光線可經(jīng)由透鏡結(jié)構(gòu)20的折射后，而形成投射至左眼的左光線路徑以及投射至右眼的右光線路徑，進(jìn)而使人眼觀看到立體影像。接著，在下文中將詳細(xì)地描述本發(fā)明的透鏡結(jié)構(gòu)20。
[0049]圖2是依照本發(fā)明的第一實(shí)施例的透鏡結(jié)構(gòu)20的單元區(qū)域100的剖面示意圖。透鏡結(jié)構(gòu)20具有多個(gè)單元區(qū)域100。為了清楚地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例，圖2僅繪示出圖1的透鏡結(jié)構(gòu)20的其中一個(gè)單元區(qū)域100，此領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)可以理解，圖1的透鏡結(jié)構(gòu)20實(shí)際上即是由多個(gè)圖2所示的單元區(qū)域100組成陣列形式所構(gòu)成。
[0050]請(qǐng)參照?qǐng)D2，透鏡結(jié)構(gòu)20的每一單元區(qū)域100包括上基板110、下基板120、各向異性雙折射介質(zhì)130、上電極層112以及下電極層122。
[0051]上基板110以及下基板120彼此相對(duì)向設(shè)置。上基板110以及下基板120的材質(zhì)例如是玻璃、石英、有機(jī)聚合物、金屬或其他合適的材料。
[0052]各向異性雙折射介質(zhì)130位于上基板110與下基板120之間。各向異性雙折射介質(zhì)130例如是包括多個(gè)液晶分子(未繪示)，其中液晶分子在電場(chǎng)中具有光學(xué)異向性且在無(wú)電場(chǎng)條件下為光學(xué)等向性。
[0053]上電極層112以及下電極層122分別位于上基板110與下基板120上。再者，上電極層112位于上基板110與各向異性雙折射介質(zhì)130之間，而下電極層122位于下基板120與各向異性雙折射介質(zhì)130之間。上電極層112包括上中心電極112c、上邊緣電極112e以及至少一組上側(cè)電極112a。下電極層122包括下中心電極122c、下邊緣電極122e以及至少一組下側(cè)電極122a。上電極層112以及下電極層122的材質(zhì)例如是銦錫氧化物(ITO)、銦鋅氧化物(IZO)、鋁鋅氧化物(AZO)、鎵鋅氧化物(GZO)、銦鎵氧化物(IGO)、銦鎵鋅氧化物(IGZO)、其他合適的導(dǎo)電材料或者是其他合適的透光導(dǎo)電材料。
[0054]上中心電極112c以及下中心電極122c分別位于上基板110與下基板120上。再者，上中心電極112c以及下中心電極122c分別配置于上電極層112與下電極層122的中心位置。在本實(shí)施例中，上中心電極112c例如是一個(gè)大電極，而下中心電極122c例如是包括多個(gè)小電極，其中多個(gè)小電極彼此之間的間距相同。然而，本發(fā)明不限于此，在其他實(shí)施例中，上中心電極112c與下中心電極122c可以具有其他已知或合適的電極配置、電極數(shù)量以及電極圖案。
[0055]上邊緣電極112e位于上基板110上且對(duì)應(yīng)上中心電極112c設(shè)置,且下邊緣電極122e位于下基板120上且對(duì)應(yīng)下中心電極122c設(shè)置。換言之，上邊緣電極112e以及下邊緣電極122e分別配置于上電極層112與下電極層122的邊緣位置。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，上邊緣電極112e包括上右邊緣電極112er以及上左邊緣電極112el,且對(duì)應(yīng)設(shè)置于上中心電極112c的兩側(cè)的邊緣位置。下邊緣電極122e包括下右邊緣電極122er以及下左邊緣電極122el,且對(duì)應(yīng)設(shè)置于下中心電極122c的兩側(cè)的邊緣位置。
[0056]至少一組上側(cè)電極112a位于上基板110上，且設(shè)置于上中心電極112c與上邊緣電極112e之間。至少一組下側(cè)電極122a位于下基板120上，且設(shè)置于下中心電極122c與下邊緣電極122e之間。每一組上側(cè)電極112a包括上側(cè)主電極112f以及上側(cè)輔助電極112m，且每一組下側(cè)電極122a包括下側(cè)主電極122f以及下側(cè)輔助電極122m。再者，至少一組上側(cè)電極112a包括至少一組上右側(cè)電極112ar以及至少一組上左側(cè)電極112al，分別設(shè)置于上中心電極112c與上右邊緣電極112er之間以及上中心電極112c與上左邊緣電極之間112el。至少一組下側(cè)電極122a包括至少一組下右側(cè)電極122ar以及至少一組下左側(cè)電極122al，分別設(shè)置于下中心電極122c與下右邊緣電極122er之間以及下中心電極122c與下左邊緣電極122el之間。其中，每一組上右側(cè)電極112ar包括上右側(cè)主電極112fr以及上右側(cè)輔助電極112mr，每一組上左側(cè)電極112al包括上左側(cè)主電極112fl以及上左側(cè)輔助電極112ml，每一組下右側(cè)電極122ar包括下右側(cè)主電極122fr以及下右側(cè)輔助電極122mr，且每一組下左側(cè)電極122al包括下左側(cè)主電極122fl以及下左側(cè)輔助電極122ml。
[0057]值得一提的是，在本實(shí)施例中，上中心電極112c、下中心電極122c、上右邊緣電極112er、上左邊緣電極112el、下右邊緣電極122er、下左邊緣電極122el、至少一組上右側(cè)電極112ar、至少一組上左側(cè)電極112al、至少一組下右側(cè)電極122ar以及至少一組下左側(cè)電極122al較佳為彼此呈鏡像對(duì)稱排列。
[0058]再者，上側(cè)主電極112f以及上側(cè)輔助電極112m之間具有上側(cè)狹縫112s，且下側(cè)主電極122f以及下側(cè)輔助電極122m之間具有下側(cè)狹縫122s。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，上右側(cè)主電極112fr以及上右側(cè)輔助電極112mr之間具有上右側(cè)狹縫112sr，上左側(cè)主電極112fl以及上左側(cè)輔助電極112ml之間具有上左側(cè)狹縫112sI，下右側(cè)主電極122fr以及下右側(cè)輔助電極122mr之間具有下右側(cè)狹縫122sr，且下左側(cè)主電極122fl以及下左側(cè)輔助電極122ml之間具有下左側(cè)狹縫122sl。其中，上右側(cè)狹縫112sr、上左側(cè)狹縫112sl、下右側(cè)狹縫122sr以及下左側(cè)狹縫122sl的寬度分別為Wlr、Wl1、W2r以及W21。上右側(cè)狹縫112sr、上左側(cè)狹縫112sl、下右側(cè)狹縫122sr以及下左側(cè)狹縫122sl的中心位置分別為Clr、Cll、C2r以及C21。
[0059]在本實(shí)施例中，上側(cè)狹縫112s與下側(cè)狹縫122s之間的寬度差例如是在5微米以內(nèi)。也就是說(shuō)，寬度Wlr與寬度W2r的差值在5微米以內(nèi)，且寬度Wll與寬度W21的差值亦在5微米以內(nèi)。再者，上側(cè)狹縫112s的中心位置在下基板120的垂直投影與下側(cè)狹縫122s的中心位置之間的差值例如是在5微米以內(nèi)。也就是說(shuō)，中心位置Clr在下基板120的垂直投影與中心位置C2r的差值在5微米以內(nèi)，且中心位置Cll在下基板120的垂直投影與中心位置C21的差值亦在5微米以內(nèi)。在本實(shí)施例中，較佳的是上側(cè)狹縫112s與下側(cè)狹縫122s的寬度一致(即寬度差為O),且上側(cè)狹縫112s的中心位置與下側(cè)狹縫122s的中心位置彼此對(duì)稱。亦即，寬度Wlr與寬度W2r的差值、寬度Wll與寬度W21的差值、中心位置Clr在下基板120的垂直投影與中心位置C2r的差值以及中心位置Cll在下基板120的垂直投影與中心位置C21的差值皆為O。
[0060]在本實(shí)施例中，上中心電極112c、下中心電極122c、上邊緣電極112e、下邊緣電極122e、至少一組上側(cè)電極112a以及至少一組下側(cè)電極122a之間形成電場(chǎng)分布E1，所述電場(chǎng)分布El以使各向異性雙折射介質(zhì)130構(gòu)成菲涅爾透鏡。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，上中心電極112c、下中心電極122c、上右邊緣電極112er、上左邊緣電極112el、下右邊緣電極122er、下左邊緣電極122el、至少一組上右側(cè)電極112ar、至少一組上左側(cè)電極112al、至少一組下右側(cè)電極122ar以及至少一組下左側(cè)電極122al之間形成的電場(chǎng)分布El可使各向異性雙折射介質(zhì)130構(gòu)成菲涅爾透鏡。其中，上邊緣電極112e與下邊緣電極122e是位于菲涅爾透鏡的透鏡間距(lens pitch)位置，在本實(shí)施例中，各向異性雙折射介質(zhì)130例如是構(gòu)成I階菲涅爾透鏡。
[0061]由于本發(fā)明可通過(guò)上電極層112及下電極層122的電極圖案與電壓的設(shè)計(jì)以及所形成的電場(chǎng)分布使各向異性雙折射介質(zhì)130構(gòu)成等效的菲涅爾透鏡，且所述菲涅爾透鏡的厚度小于傳統(tǒng)凸透鏡的厚度(亦即，菲涅爾透鏡的液晶單元間隙或單元間隙(cell gap)較小)，因此可達(dá)到降低立體顯示裝置的體積以及節(jié)省材料成本的功效。在下文中將詳細(xì)地描述本發(fā)明的各種電極的電壓設(shè)計(jì)。
[0062]在本實(shí)施例中，上邊緣電極112e的電壓為Ve、下邊緣電極122e的電壓為Ve’、上側(cè)主電極112f的電壓為Vf、下側(cè)主電極122f的電壓為Vf’、上側(cè)輔助電極112m的電壓為Vm、下側(cè)輔助電極122m的電壓為Vm’以及各向異性雙折射介質(zhì)130的起始電壓為Vt。
[0063]值得一提的是，上邊緣電極112e以及下邊緣電極122e其中之一具有驅(qū)動(dòng)電壓(Ve)，且另一的電壓的絕對(duì)值小于各向異性雙折射介質(zhì)130的起始電壓(Vt)的絕對(duì)值。也就是說(shuō)，上邊緣電極112e以及下邊緣電極122e其中之一的電壓為驅(qū)動(dòng)電壓(亦即，I Ve
>Ivt I或I Ve’ I > Ivt |)，而另一的電壓為不驅(qū)動(dòng)液晶分子的電壓(此電壓可為O 或小于 I Vt I，故可以是 I Ve |〈| Vt I 或 I Ve’ I < |Vt )。
[0064]再者，至少一組上側(cè)電極112a的上側(cè)主電極112f以及至少一組下側(cè)電極122a的下側(cè)主電極122f其中之一具有驅(qū)動(dòng)電壓(Vf)，且另一的電壓的絕對(duì)值小于各向異性雙折射介質(zhì)130的起始電壓(Vt)的絕對(duì)值。也就是說(shuō)，上側(cè)主電極112f以及下側(cè)主電極122f其中之一的電壓為驅(qū)動(dòng)電壓(亦即，I Vf |> Ivt I或I Vf’ I > |vt )，而另一的電壓為不驅(qū)動(dòng)液晶分子的電壓(此電壓可為O或小于I Vt I，故可以是I Vfl < Ivt I或 I Vf，I < Vt I)。
[0065]如此一來(lái)，根據(jù)本實(shí)施例所使用的上邊緣電極112e、下邊緣電極122e、至少一組上側(cè)電極112a的上側(cè)主電極112f以及至少一組下側(cè)電極122a的下側(cè)主電極122f的電壓條件可以有以下四種情況。
[0066]第一種情況為下邊緣電極122e及下側(cè)主電極122f分別具有驅(qū)動(dòng)電壓Ve’與Vf’，且上邊緣電極112e及上側(cè)主電極112f的電壓的絕對(duì)值兩者皆小于各向異性雙折射介質(zhì)130的起始電壓(Vt)的絕對(duì)值。也就是說(shuō)，當(dāng)I Ve’ I > |Vt I與I Vf’ I > |Vt I，則 I Ve < Vt I 與 I Vf < Ivt I。
[0067]第二種情況為上邊緣電極112e及上側(cè)主電極112f分別具有驅(qū)動(dòng)電壓Ve與Vf，且下邊緣電極122e及下側(cè)主電極122f的電壓的絕對(duì)值兩者皆小于各向異性雙折射介質(zhì)130的起始電壓(Vt)的絕對(duì)值。也就是說(shuō)，當(dāng)I Ve| > |Vt I與I Vf |> Vt I，則I Ne’ I < Ivt I 與 I Vf，I < Vt I O
[0068]第三種情況為上邊緣電極112e及下側(cè)主電極122f分別具有驅(qū)動(dòng)電壓Ve與Vf ’，且下邊緣電極122e及上側(cè)主電極112f的電壓的絕對(duì)值兩者皆小于各向異性雙折射介質(zhì)130的起始電壓(Vt)的絕對(duì)值。也就是說(shuō)，當(dāng)I Ve |> Vt I與I Vf’I > Vt I，則I Ve，I < Ivt I 與 I Vf < Vt I。
[0069]第四種情況為下邊緣電極122e及上側(cè)主電極112f分別具有驅(qū)動(dòng)電壓Ve’與Vf，且上邊緣電極112e及下側(cè)主電極122f的電壓的絕對(duì)值兩者皆小于各向異性雙折射介質(zhì)130的起始電壓(Vt)的絕對(duì)值。也就是說(shuō)，當(dāng)I Ve’| > |Vt I與I Vf |> Vt I，則I Ve < Vt I 與 I Vf，< Vt I。
[0070]再者，本發(fā)明的各種電極的電壓滿足以下條件。
[0071]當(dāng)I Ve，I >| Vt I 與 I Vf，I > Ivt I，則 I Vm |>| Vm’ I，而當(dāng) I Ve
>Ivt I 與 I Vfl > Vt I，則 I Vm，I > |Vm I。
[0072]當(dāng)I Ve| > Vt I，則 I Ve > |Vf’| > Vm > |Vm’ |，而當(dāng) |Ve’
>Vt I，則 I Ve，I > Vf I〉|Vm’ | > |Vm I。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)電壓 Ve、Vf，、Vm及Vm’皆為正值時(shí)，則Ve>Vf’ >Vm>Vm’，而當(dāng)電壓Ve、Vf ’、Vm及Vm’皆為負(fù)值時(shí)，則Ve〈Vf’ <Vm〈Vm’。
[0073]當(dāng)I Ve I > I Vt I ,則 I Vm’ I = O ?(1/4) X Ve I ,而當(dāng) I Ve’ | >
I Vt I，則 I Vm I = O ?(1/4) X I Ve’ I。
[0074]當(dāng)I Ve I > I Vt I ,則 I Vm — Vm，I = O ?(1/2) X Ve I ,而當(dāng) I Ve’ | > Vt I，則 I Vm，一 Vm I = O ?(1/2) X |Ve，I。
[0075]如上所述，本發(fā)明不僅設(shè)計(jì)了上電極層112以及下電極層122的電極圖案，而且還設(shè)計(jì)了各種電極的較佳電壓條件，以使所形成的電場(chǎng)分布有較佳的菲涅爾透鏡的形狀以及效果，進(jìn)而可使透鏡結(jié)構(gòu)中液晶分子的傾倒方向較佳。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，上側(cè)輔助電極112m的電壓Vm以及下側(cè)輔助電極122m的電壓Vm’可用來(lái)修飾菲涅爾透鏡的側(cè)鋒的形狀。再者，上側(cè)狹縫112s與下側(cè)狹縫122s可用來(lái)使菲涅爾透鏡的垂直線更加垂直。因此，本發(fā)明的電極圖案與電壓的設(shè)計(jì)可避免產(chǎn)生液晶不連續(xù)線以及影像干擾的問(wèn)題，進(jìn)而可提高立體顯示裝置的顯示品質(zhì)。
[0076]圖3是圖2的透鏡結(jié)構(gòu)20的單元區(qū)域100的電場(chǎng)及液晶分子的分布圖。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，在圖3中各種電極的電壓滿足以下條件:當(dāng)I Ve’ I > Vt I與I Vf’ I >
Vt I，則 I Vm I〉|Vm’ I，而當(dāng) I Ve | > Vt I 與 I |Vf| > Vt I，則 I Vm’
> I Vm I。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)下邊緣電極122e與下側(cè)主電極122f兩者皆在下基板120具有驅(qū)動(dòng)電壓且I Vml > |Vm’時(shí)，則可通過(guò)上側(cè)輔助電極112m的電壓Vm使液晶分子往正確的方向(亦即，往中心位置的方向)傾倒。如圖3的液晶分子分布152以及電場(chǎng)分布曲線162所示，由于電場(chǎng)分布曲線162具有較佳的菲涅爾透鏡的形狀以及效果，因此可使液晶分子分布152有較佳的傾倒方向。亦即，液晶分子分布152具有較佳的菲涅爾透鏡的液晶分子的傾倒方向?yàn)橛赏鈧?cè)往內(nèi)側(cè)傾倒。
[0077]圖4是圖2的透鏡結(jié)構(gòu)20的單元區(qū)域100的另一電場(chǎng)及液晶分子的分布圖。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，在圖4中各種電極的電壓滿足以下條件:當(dāng)I Ve| > |Vt I，則I Ve >
Vf，I > Vm > |Vm’ I，而當(dāng) I Ve，| > Vt I，則 I Ve，| > Vf > |Vm’
>Vm I ο舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)上邊緣電極112e在上基板110具有驅(qū)動(dòng)電壓、下側(cè)主電極122f在下基板120具有驅(qū)動(dòng)電壓且Ve| > |Vf’ I > Vm| > |Vm’ I時(shí)，則可通過(guò)所形成的電場(chǎng)分布使液晶分子排列成波浪狀，以避免產(chǎn)生液晶不連續(xù)線。如圖4的液晶分子分布154以及電場(chǎng)分布曲線164所示，由于電場(chǎng)分布曲線164具有更佳的菲涅爾透鏡的形狀以及效果，因此可使液晶分子分布154有更佳的傾倒方向。亦即，液晶分子分布154具有更佳理想的菲涅爾透鏡的液晶分子的傾倒方向?yàn)橛赏鈧?cè)往內(nèi)側(cè)傾倒且呈波浪狀。
[0078]值得一提的是，比較圖3與圖4可得知圖4具有更佳的電場(chǎng)分布以及液晶分子的分布。也就是說(shuō)，上邊緣電極與下側(cè)主電極或者是下邊緣電極與上側(cè)主電極的交錯(cuò)配置驅(qū)動(dòng)電壓的方式可具有最佳的菲涅爾透鏡的形狀以及效果。
[0079]上述圖2的實(shí)施例是以各向異性雙折射介質(zhì)130構(gòu)成I階菲涅爾透鏡為例來(lái)說(shuō)明。然而，本發(fā)明不限于此，在其他實(shí)施例中亦可以是各向異性雙折射介質(zhì)構(gòu)成N階菲涅爾透鏡(如第二實(shí)施例所示的2階菲涅爾透鏡)。
[0080]圖5是依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的透鏡結(jié)構(gòu)20的單元區(qū)域200的剖面示意圖。圖5的實(shí)施例與上述圖2的實(shí)施例相似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符號(hào)表示，且不再重復(fù)說(shuō)明。圖5的實(shí)施例與上述圖2的實(shí)施例的不同的處在于各向異性雙折射介質(zhì)230構(gòu)成2階菲涅爾透鏡。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，在圖2的實(shí)施例(I階菲涅爾透鏡)中上電極層112以及下電極層122分別具有一組上側(cè)電極112a與一組下側(cè)電極122a，而在圖5的實(shí)施例(2階菲涅爾透鏡)中上電極層212以及下電極層222分別具有兩組上側(cè)電極(112a、212a)與兩組下側(cè)電極(122a、222a)。也就是說(shuō)，當(dāng)上電極層以及下電極層分別具有N組上側(cè)電極與N組下側(cè)電極時(shí)，則可使各向異性雙折射介質(zhì)構(gòu)成N階菲涅爾透鏡。
[0081]在本實(shí)施例中，另一組上側(cè)電極212a位于上基板110上，且設(shè)置于一組上側(cè)電極112a與上邊緣電極112e之間。另一組下側(cè)電極222a位于下基板120上，且設(shè)置于一組下側(cè)電極122a與下邊緣電極122e之間。每一組上側(cè)電極212a包括上側(cè)主電極212f以及上側(cè)輔助電極212m，且每一組下側(cè)電極222a包括下側(cè)主電極222f以及下側(cè)輔助電極222m。再者，每一組上側(cè)電極212a包括一組上右側(cè)電極212ar以及一組上左側(cè)電極212al,分別設(shè)置于上中心電極112c與上右邊緣電極112er之間以及上中心電極112c與上左邊緣電極之間112el。每一組下側(cè)電極222a包括一組下右側(cè)電極222ar以及一組下左側(cè)電極222al，分別設(shè)置于下中心電極122c與下右邊緣電極122er之間以及下中心電極122c與下左邊緣電極122el之間。其中，每一組上右側(cè)電極212ar包括上右側(cè)主電極212fr以及上右側(cè)輔助電極212mr，每一組上左側(cè)電極212al包括上左側(cè)主電極212fl以及上左側(cè)輔助電極212ml，每一組下右側(cè)電極222ar包括下右側(cè)主電極222fr以及下右側(cè)輔助電極222mr，且每一組下左側(cè)電極222al包括下左側(cè)主電極222fl以及下左側(cè)輔助電極222ml。
[0082]再者，上側(cè)主電極212f以及上側(cè)輔助電極212m之間具有上側(cè)狹縫212s，且下側(cè)主電極222f以及下側(cè)輔助電極222m之間具有下側(cè)狹縫222s。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，上右側(cè)主電極212fr以及上右側(cè)輔助電極212mr之間具有上右側(cè)狹縫212sr，上左側(cè)主電極212fl以及上左側(cè)輔助電極212ml之間具有上左側(cè)狹縫212sl，下右側(cè)主電極222fr以及下右側(cè)輔助電極222mr之間具有下右側(cè)狹縫222sr，且下左側(cè)主電極222f I以及下左側(cè)輔助電極222ml之間具有下左側(cè)狹縫222sl。其中，上右側(cè)狹縫212sr、上左側(cè)狹縫212sl、下右側(cè)狹縫222sr以及下左側(cè)狹縫222sl的寬度分別為W3r、W31、W4r以及W41。上右側(cè)狹縫212sr、上左側(cè)狹縫212sl、下右側(cè)狹縫222sr以及下左側(cè)狹縫222sl的中心位置分別為C3r、C31、C4r以及C41。
[0083]在本實(shí)施例中，上中心電極112c、下中心電極122c、上邊緣電極112e、下邊緣電極122e、一組上側(cè)電極112a、一組下側(cè)電極122a、一組上側(cè)電極212a以及一組下側(cè)電極222a之間形成電場(chǎng)分布E2，所述電場(chǎng)分布E2以使各向異性雙折射介質(zhì)230構(gòu)成菲涅爾透鏡。
[0084]圖6是圖5的透鏡結(jié)構(gòu)20的單元區(qū)域200的電場(chǎng)及液晶分子的分布圖。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，圖6是使用上邊緣電極、下側(cè)主電極及上側(cè)主電極或者是下邊緣電極、上側(cè)主電極及下側(cè)主電極的交錯(cuò)配置驅(qū)動(dòng)電壓的方式。亦即，相鄰的上(下)邊緣電極與下(上)側(cè)主電極交錯(cuò)配置驅(qū)動(dòng)電壓，且相鄰下(上)側(cè)主電極與上(下)側(cè)主電極亦交錯(cuò)配置驅(qū)動(dòng)電壓。因此，可通過(guò)所形成的電場(chǎng)分布使液晶分子排列成波浪狀，以避免產(chǎn)生液晶不連續(xù)線。如圖6的液晶分子分布156以及電場(chǎng)分布曲線166所不，由于電場(chǎng)分布曲線166具有更佳的菲涅爾透鏡的形狀以及效果，因此可使液晶分子分布156有更佳的傾倒方向。亦即，液晶分子分布156具有更佳理想的菲涅爾透鏡的液晶分子的傾倒方向?yàn)橛赏鈧?cè)往內(nèi)側(cè)傾倒且呈波浪狀。
[0085]在上述圖2至圖6的實(shí)施例中是以上中心電極、下中心電極、上邊緣電極、下邊緣電極、至少一組上側(cè)電極以及至少一組下側(cè)電極之間形成電場(chǎng)分布以使各向異性雙折射介質(zhì)構(gòu)成I階或2階菲涅爾透鏡為例來(lái)說(shuō)明，但本發(fā)明不限于此。在其他實(shí)施例(如圖7至圖10的實(shí)施例所示)中，亦可以是上邊緣電極以及下邊緣電極之間形成電場(chǎng)分布，或者是上中心電極、下中心電極、上邊緣電極以及下邊緣電極之間形成電場(chǎng)分布，以使各向異性雙折射介質(zhì)構(gòu)成折射率漸變型透鏡(在下文中將以O(shè)階菲涅爾透鏡為例來(lái)說(shuō)明)。
[0086]圖7是依照本發(fā)明的第三實(shí)施例的透鏡結(jié)構(gòu)20的單元區(qū)域300的剖面示意圖，而圖8是圖7的透鏡結(jié)構(gòu)20的單元區(qū)域300的液晶分子的分布圖。在本實(shí)施例中，透鏡結(jié)構(gòu)20例如是具有多個(gè)單元區(qū)域300。圖7及圖8的實(shí)施例與上述圖2至圖4的實(shí)施例相似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符號(hào)表示，且不再重復(fù)說(shuō)明。
[0087]請(qǐng)參照?qǐng)D7，透鏡結(jié)構(gòu)20的每一單元區(qū)域300包括上基板110、下基板120、各向異性雙折射介質(zhì)130、上電極層312以及下電極層322。[0088]上基板110以及下基板120彼此相對(duì)向設(shè)置，且各向異性雙折射介質(zhì)130位于上基板110與下基板之間120。
[0089]上電極層312以及下電極層322分別位于上基板110與下基板120上。再者，上電極層312位于上基板110與各向異性雙折射介質(zhì)130之間，而下電極層322位于下基板120與各向異性雙折射介質(zhì)130之間。在本實(shí)施例中，上電極層312包括上邊緣電極312e，且下電極層322包括下邊緣電極322e。
[0090]上邊緣電極312e位于上基板110上，且下邊緣電極322e位于下基板120上,其中上邊緣電極312e以及下邊緣電極322e分別配置于上電極層312與下電極層322的邊緣位置。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，上邊緣電極312e包括上右邊緣電極312er以及上左邊緣電極312el，且設(shè)置于上電極層312的兩側(cè)的邊緣位置。下邊緣電極322e包括下右邊緣電極322er以及下左邊緣電極322el，且設(shè)置于下電極層322的兩側(cè)的邊緣位置。
[0091]值得一提的是，在本實(shí)施例中，上邊緣電極312e的中心位置以及下邊緣電極322e的中心位置彼此相對(duì)設(shè)置。較佳的是，上邊緣電極312e以及下邊緣電極322e彼此呈鏡像對(duì)稱排列。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，上右邊緣電極312er的中心位置以及下右邊緣電極322er的中心位置彼此相對(duì)設(shè)置，且上左邊緣電極312el的中心位置以及下左邊緣電極322el的中心位置彼此相對(duì)設(shè)置。較佳的是，上右邊緣電極312er以及下右邊緣電極322er彼此呈鏡像對(duì)稱排列，且上左邊緣電極312el以及下左邊緣電極322el彼此呈鏡像對(duì)稱排列。
[0092]還值得一提的是，在本實(shí)施例中，上邊緣電極312e的驅(qū)動(dòng)電壓以及下邊緣電極322e的驅(qū)動(dòng)電壓互為反相。亦即，當(dāng)下邊緣電極322e的驅(qū)動(dòng)電壓為Ve時(shí)，則上邊緣電極312e的驅(qū)動(dòng)電壓為_(kāi)Ve，其中-Ve與Ve互為反相。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)下邊緣電極322e的驅(qū)動(dòng)電壓為3V時(shí)，則上邊緣電極312e的驅(qū)動(dòng)電壓為-3V。再者，上右邊緣電極312er與下右邊緣電極322er之間具有右邊緣電壓差Λ Ver,且上左邊緣電極312el與下左邊緣電極322el之間具有左邊緣電壓差Λ Vel。右邊緣電壓差Λ Ver與左邊緣電壓差Λ Vel之間的差值之絕對(duì)值在2V以內(nèi)，亦即I Λ Ver 一Λ Vel 2V。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)下右邊緣電極322er的驅(qū)動(dòng)電壓為3V且上右邊緣電極312er的驅(qū)動(dòng)電壓為-3V時(shí)，則右邊緣電壓差Λ Ver為6V。因此,左邊緣電壓差Λ Vel可以例如是6V、5V或4V等。也就是說(shuō)，下左邊緣電極322el與上左邊緣電極312el的驅(qū)動(dòng)電壓分別可以例如是3V與-3V、2.5V與-2.5V、或者2V與-2V等。
[0093]如此一來(lái)，在本實(shí)施例中，上邊緣電極312e以及下邊緣電極322e之間形成電場(chǎng)分布，以使各向異性雙折射介質(zhì)130構(gòu)成折射率漸變型透鏡。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，上右邊緣電極312er、下右邊緣電極322er、上左邊緣電極312el以及下左邊緣電極322el之間形成的電場(chǎng)分布可使各向異性雙折射介質(zhì)130構(gòu)成折射率漸變型透鏡。在本實(shí)施例中，各向異性雙折射介質(zhì)130例如是構(gòu)成O階菲涅爾透鏡。
[0094]如圖8的液晶分子分布352所示，由于本發(fā)明可通過(guò)上電極層312以及下電極層322的電極圖案與電壓的設(shè)計(jì)以及所形成的電場(chǎng)分布使各向異性雙折射介質(zhì)130構(gòu)成折射率漸變型透鏡，因此可使液晶分子分布352有較佳的傾倒方向。亦即，液晶分子分布352具有較佳的折射率漸變型透鏡的液晶分子的傾倒方向?yàn)橛赏鈧?cè)往內(nèi)側(cè)傾倒。因此，本發(fā)明的電極圖案與電壓的設(shè)計(jì)可避免產(chǎn)生液晶不連續(xù)線以及影像干擾的問(wèn)題，進(jìn)而可提高立體顯示裝置的顯示品質(zhì)。此外，本發(fā)明的電極圖案與電壓的設(shè)計(jì)亦可提高液晶雙折射系數(shù)的應(yīng)用率以及可容忍較高的對(duì)組誤差。[0095]圖9是依照本發(fā)明的第四實(shí)施例的透鏡結(jié)構(gòu)20的單元區(qū)域400的剖面示意圖，而圖10是圖9的透鏡結(jié)構(gòu)20的單元區(qū)域400的液晶分子的分布圖。在本實(shí)施例中，透鏡結(jié)構(gòu)20例如是具有多個(gè)單元區(qū)域400。圖9及圖10的實(shí)施例與上述圖7及圖8的實(shí)施例相似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符號(hào)表示，且不再重復(fù)說(shuō)明。
[0096]圖9及圖10的實(shí)施例與上述圖7及圖8的實(shí)施例的不同之處在于電極層還包括中心電極。更詳細(xì)來(lái)說(shuō),在本實(shí)施例中，上電極層412包括上邊緣電極412e以及上中心電極412c，且下電極層422包括下邊緣電極422e以及下中心電極422c。
[0097]上中心電極412c以及下中心電極422c分別位于上基板110與下基板120上，且上邊緣電極412e與下邊緣電極422e分別對(duì)應(yīng)上中心電極412c以及下中心電極422c設(shè)置。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，上中心電極412c包括上右中心電極412cr以及上左中心電極412cl，且下中心電極422c包括下右中心電極422cr以及下左中心電極422cl。
[0098]值得一提的是，在本實(shí)施例中，上中心電極412c的中心位置以及下中心電極422c的中心位置彼此相對(duì)設(shè)置。較佳的是，上中心電極412c以及下中心電極422c彼此呈鏡像對(duì)稱排列。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，上右中心電極412cr的中心位置以及下右中心電極422cr的中心位置彼此相對(duì)設(shè)置，且上左中心電極412cl的中心位置以及下左中心電極422cl的中心位置彼此相對(duì)設(shè)置。較佳的是，上右中心電極412cr以及下右中心電極422cr彼此呈鏡像對(duì)稱排列，且上左中心電極412cl以及下左中心電極422cl彼此呈鏡像對(duì)稱排列。
[0099]還值得一提的是，在本實(shí)施例中，上中心電極412c的驅(qū)動(dòng)電壓以及下中心電極422c的驅(qū)動(dòng)電壓互為反相。再者，上右中心電極412cr與下右中心電極422cr之間具有右中心電壓差Λ Vcr，且上左中心電極412cl與下左中心電極422cl之間具有左中心電壓差A(yù)Vcl0右中心電壓差Λ Vcr與左中心電壓差Λ Vcl之間的差值的絕對(duì)值在2V以內(nèi)，亦即
I Λ Vcr — Λ Vcl 2V。再者，右中心電壓差Λ Vcr小于右邊緣電壓差Λ Ver，且左中心電壓差Λ Vcl小于左邊緣電壓差Λ Vel0
[0100]如此一來(lái)，在本實(shí)施例中，上邊緣電極412e、下邊緣電極422e、上中心電極412c以及下中心電極422c之間形成電場(chǎng)分布，以使各向異性雙折射介質(zhì)130構(gòu)成折射率漸變型透鏡。更詳細(xì)來(lái)說(shuō),上右邊緣電極412er、下右邊緣電極422er、上左邊緣電極412el、下左邊緣電極422el、上右中心電極412cr、下右中心電極422cr、上左中心電極412cl以及下左中心電極422cl之間形成的電場(chǎng)分布可使各向異性雙折射介質(zhì)130構(gòu)成折射率漸變型透鏡。在本實(shí)施例中，各向異性雙折射介質(zhì)130例如是構(gòu)成O階菲涅爾透鏡。
[0101]如圖10的液晶分子分布452所示，由于本發(fā)明可通過(guò)上電極層412以及下電極層422的電極圖案與電壓的設(shè)計(jì)以及所形成的電場(chǎng)分布使各向異性雙折射介質(zhì)130構(gòu)成折射率漸變型透鏡，因此可使液晶分子分布452有較佳的傾倒方向。亦即，液晶分子分布452具有較佳的折射率漸變型透鏡的液晶分子的傾倒方向?yàn)橛赏鈧?cè)往內(nèi)側(cè)傾倒。因此，本發(fā)明的電極圖案與電壓的設(shè)計(jì)可避免產(chǎn)生液晶不連續(xù)線以及影像干擾的問(wèn)題，進(jìn)而可提高立體顯示裝置的顯示品質(zhì)。此外，本發(fā)明的電極圖案與電壓的設(shè)計(jì)亦可提高液晶雙折射系數(shù)的應(yīng)用率以及可容忍較高的對(duì)組誤差，并且可適用于大范圍的透鏡間距、液晶層厚度、配向方向以及預(yù)傾角等。換句話說(shuō)，當(dāng)透鏡間距較大、液晶層厚度較大、配向方向不同或預(yù)傾角不同時(shí)，則電極層可包括邊緣電極以及中心電極，以使得折射率漸變型透鏡具有較佳的液晶分子分布的傾倒方向。[0102]雖然上述圖9與圖10的實(shí)施例是以中心電極具有一組的右中心電極及左中心電極為例來(lái)說(shuō)明，但本發(fā)明不限于此。在其他實(shí)施例中，亦可以是中心電極具有多組的右中心電極及左中心電極。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，上中心電極412c以及下中心電極422c為多個(gè)，其中上中心電極412c具有多個(gè)上右中心電極412cr與多個(gè)上左中心電極412cl，且下中心電極422c具有多個(gè)下右中心電極422cr與多個(gè)下左中心電極422cl。因此，右中心電壓差Λ Vcr以及左中心電壓差Λ Vcl為多個(gè)。再者，在本實(shí)施例中，多個(gè)右中心電壓差Λ Vcr以及多個(gè)左中心電壓差Λ Vcl由折射率漸變型透鏡的邊緣往中心逐漸減少。
[0103]圖11是依照本發(fā)明的第五實(shí)施例的透鏡結(jié)構(gòu)20的單元區(qū)域400’的剖面示意圖，而圖12是圖11的透鏡結(jié)構(gòu)20的單元區(qū)域400’的液晶分子的分布圖。在本實(shí)施例中，透鏡結(jié)構(gòu)20例如是具有多個(gè)單元區(qū)域400’。圖11及圖12的實(shí)施例與上述圖9及圖10的實(shí)施例相似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符號(hào)表示，且不再重復(fù)說(shuō)明。
[0104]圖11及圖12的實(shí)施例與上述圖9及圖10的實(shí)施例的不同之處在于電極層僅包括一組中心電極。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，在本實(shí)施例中，上電極層412包括上邊緣電極412e以及上中心電極412c’，且下電極層422包括下邊緣電極422e以及下中心電極422c’。
[0105]上中心電極412c’以及下中心電極422c’分別位于上基板110與下基板120上，且上邊緣電極412e與下邊緣電極422e分別對(duì)應(yīng)上中心電極412c’以及下中心電極422c’設(shè)置。更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，在本實(shí)施例中，單元區(qū)域400’具有由上中心電極412c’與下中心電極422c’所構(gòu)成的一組中心電極，而不具有右中心電極以及左中心電極。
[0106]值得一提的是，在本實(shí)施例中，上中心電極412c’的中心位置以及下中心電極422c’的中心位置彼此相對(duì)設(shè)置。較佳的是，上中心電極412c’以及下中心電極422c’彼此呈鏡像對(duì)稱排列。
[0107]還值得一提的是，在本實(shí)施例中，上中心電極412c’的驅(qū)動(dòng)電壓以及下中心電極422c’的驅(qū)動(dòng)電壓互為反相。再者,上中心電極412c’與下中心電極422c’之間具有中心電壓差Λ Vc’，且中心電壓差Λ Vc’小于右邊緣電壓差Λ Ver以及左邊緣電壓差Λ Vel0亦即，中心電壓差Λ Vc’為最小。
[0108]如此一來(lái)，在本實(shí)施例中，上邊緣電極412e、下邊緣電極422e、上中心電極412c’以及下中心電極422c’之間形成電場(chǎng)分布，以使各向異性雙折射介質(zhì)130構(gòu)成折射率漸變型透鏡。在本實(shí)施例中，各向異性雙折射介質(zhì)130例如是構(gòu)成O階菲涅爾透鏡。
[0109]如圖11的液晶分子分布452’所示，由于本發(fā)明可通過(guò)上電極層412以及下電極層422的電極圖案與電壓的設(shè)計(jì)以及所形成的電場(chǎng)分布使各向異性雙折射介質(zhì)130構(gòu)成折射率漸變型透鏡，因此可使液晶分子分布452’有較佳的傾倒方向。亦即，液晶分子分布452’具有較佳的折射率漸變型透鏡的液晶分子的傾倒方向?yàn)橛赏鈧?cè)往內(nèi)側(cè)傾倒。因此，本發(fā)明的電極圖案與電壓的設(shè)計(jì)可避免產(chǎn)生液晶不連續(xù)線以及影像干擾的問(wèn)題，進(jìn)而可提高立體顯示裝置的顯示品質(zhì)。此外，本發(fā)明的電極圖案與電壓的設(shè)計(jì)亦可提高液晶雙折射系數(shù)的應(yīng)用率以及可容忍較高的對(duì)組誤差，并且可適用于大范圍的透鏡間距、液晶層厚度、配向方向以及預(yù)傾角等。換句話說(shuō)，當(dāng)透鏡間距較大、液晶層厚度較大、配向方向不同或預(yù)傾角不同時(shí)，則電極層可包括邊緣電極以及中心電極，以使得折射率漸變型透鏡具有較佳的液晶分子分布的傾倒方向。
[0110]雖然上述圖11與圖12的實(shí)施例是以具有一組中心電極為例來(lái)說(shuō)明，但本發(fā)明不限于此。在其他實(shí)施例中,亦可以是中心電極同時(shí)具有一組中心電極以及多組的右中心電極與左中心電極。也就是說(shuō)，除了由上中心電極412c’與下中心電極422c’所構(gòu)成的一組中心電極以外,還可以包括至少一組的右中心電極以及左中心電極。其中，所述右中心電極以及左中心電極可以是上述實(shí)施例中所述的任一種右中心電極以及左中心電極的設(shè)計(jì)。再者，在本實(shí)施例中，多個(gè)右中心電壓差Λ Vcr以及多個(gè)左中心電壓差Λ Vcl由折射率漸變型透鏡的邊緣往中心逐漸減少，且中心電壓差Λ Vc’為最小。
[0111]為了證明本發(fā)明的透鏡結(jié)構(gòu)的電極圖案與電壓的設(shè)計(jì)確實(shí)可使液晶分子分布有較佳的傾倒方向，特以一實(shí)驗(yàn)例來(lái)做驗(yàn)證。
[0112]圖13是比較例的透鏡結(jié)構(gòu)的單元區(qū)域500的剖面示意圖。圖13的結(jié)構(gòu)與上述的圖7的結(jié)構(gòu)相似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符號(hào)表示，且不再重復(fù)說(shuō)明。請(qǐng)參照?qǐng)D13，比較例的單元區(qū)域500包括上電極層512以及下電極層522。上電極層512為整面性的電極且其連接至共用電壓。下電極層522包括下邊緣電極522e。下邊緣電極522e包括下右邊緣電極522er以及下左邊緣電極522el，且設(shè)置于下電極層522的兩側(cè)的邊緣位置。再者，下右邊緣電極522er的驅(qū)動(dòng)電壓為6V,且下左邊緣電極522el的驅(qū)動(dòng)電壓亦為6V。此外，比較例為使用垂直電極配向，且液晶層的厚度為25 μ m、透鏡間距為116 μ m以及圖案化的電極的寬度為4 μ m。
[0113]另外，實(shí)驗(yàn)例是使用圖7的透鏡結(jié)構(gòu)20的單元區(qū)域300的結(jié)構(gòu)，其中下右邊緣電極322er以及下左邊緣電極322el的驅(qū)動(dòng)電壓分別為3V，且上右邊緣電極312er以及上左邊緣電極312el的驅(qū)動(dòng)電壓分別為-3V時(shí)。因此，右邊緣電壓差Λ Ver為6V且左邊緣電壓差Λ Vel亦為6V。此外，實(shí)驗(yàn)例為使用垂直電極配向，且液晶層的厚度為25 μ m、透鏡間距為116 μ m以及圖案化的電極的寬度為4μηι。
[0114]圖14是比較例與實(shí)驗(yàn)例的透鏡結(jié)構(gòu)的單元區(qū)域的位置(I/間距)與等效折射率(neff)的關(guān)系曲線圖。在圖14中，曲線610表示理想透鏡的曲線，曲線620表示具有單元區(qū)域500的比較例，而曲線630表示具有單元區(qū)域300的實(shí)驗(yàn)例。由圖14可得知，比較例的等效折射率的曲線620較不平滑且非拋物線狀。特別是，比較例在單元區(qū)域500的兩側(cè)的邊緣位置且鄰近于邊緣電極522e處的等效折射率變化太快，因而容易產(chǎn)生液晶不連續(xù)線。相對(duì)而言，由于實(shí)驗(yàn)例具有圖案化的上下兩邊緣電極且中心位置彼此相對(duì)設(shè)置，并且驅(qū)動(dòng)電壓互為反相，因此實(shí)驗(yàn)例的等效折射率的曲線630較為平滑且呈拋物線狀，可使液晶分子分布有較佳的傾倒方向，進(jìn)而可避免產(chǎn)生液晶不連續(xù)線以及影像干擾的問(wèn)題。
[0115]綜上所述，在本發(fā)明的透鏡結(jié)構(gòu)及具有此透鏡結(jié)構(gòu)的立體顯示裝置中，上中心電極、下中心電極、上邊緣電極、下邊緣電極、至少一組上側(cè)電極以及至少一組下側(cè)電極之間形成電場(chǎng)分布，所述電場(chǎng)分布以使各向異性雙折射介質(zhì)構(gòu)成菲涅爾透鏡。然而，本發(fā)明不限于此，亦可以是上邊緣電極以及下邊緣電極之間形成電場(chǎng)分布，或者是上中心電極、下中心電極、上邊緣電極以及下邊緣電極之間形成電場(chǎng)分布，以使各向異性雙折射介質(zhì)構(gòu)成折射率漸變型透鏡(例如O階菲涅爾透鏡)。由于在本發(fā)明的透鏡結(jié)構(gòu)中液晶分子的傾倒方向較佳，因此可避免產(chǎn)生液晶不連續(xù)線以及影像干擾的問(wèn)題，進(jìn)而可提高立體顯示裝置的顯示品質(zhì)。
[0116]雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤(rùn)飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種透鏡結(jié)構(gòu)，包括: 上基板以及下基板，彼此相對(duì)向設(shè)置； 各向異性雙折射介質(zhì)，位于該上基板與該下基板之間； 上中心電極以及下中心電極，分別位于該上基板與該下基板上； 上邊緣電極，位于該上基板上且對(duì)應(yīng)該上中心電極設(shè)置； 下邊緣電極，位于該下基板上且對(duì)應(yīng)該下中心電極設(shè)置； 至少一組上側(cè)電極，位于該上基板上，且設(shè)置于該上中心電極與該上邊緣電極之間； 至少一組下側(cè)電極，位于該下基板上，且設(shè)置于該下中心電極與該下邊緣電極之間， 其中該上中心電極、該下中心電極、該上邊緣電極、該下邊緣電極、所述至少一組上側(cè)電極以及所述至少一組下側(cè)電極之間形成一電場(chǎng)分布，所述電場(chǎng)分布以使該各向異性雙折射介質(zhì)構(gòu)成一菲涅爾(Fresnel)透鏡。
2.如權(quán)利要求1所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中: 每一組上側(cè)電極包括上側(cè)主電極以及上側(cè)輔助電極；以及 每一組下側(cè)電極包括下側(cè)主電極以及下側(cè)輔助電極。
3.如權(quán)利要求2所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中該上側(cè)主電極以及該上側(cè)輔助電極之間具有上側(cè)狹縫，且該下側(cè)主電極以及該下側(cè)輔助電極之間具有下側(cè)狹縫。
4.如權(quán)利要求3所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中該上側(cè)狹縫與該下側(cè)狹縫之間的一寬度差在5微米以內(nèi)。
5.如權(quán)利要求3所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中該上側(cè)狹縫的一中心位置在該下基板的垂直投影與該下側(cè)狹縫的一中心位置之間的一差值在5微米以內(nèi)。
6.如權(quán)利要求1所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中該上邊緣電極以及該下邊緣電極其中之一具有一驅(qū)動(dòng)電壓(Ve)，且另一的電壓的絕對(duì)值小于該各向異性雙折射介質(zhì)的一起始電壓(Vt)的絕對(duì)值。
7.如權(quán)利要求1所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中所述至少一組上側(cè)電極以及所述至少一組下側(cè)電極其中之一具有一驅(qū)動(dòng)電壓(Vf)，且另一的電壓的絕對(duì)值小于該各向異性雙折射介質(zhì)的一起始電壓(Vt)的絕對(duì)值。
8.如權(quán)利要求1所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中: 該上邊緣電極包括上右邊緣電極以及上左邊緣電極，對(duì)應(yīng)設(shè)置于該上中心電極的兩側(cè)； 該下邊緣電極包括下右邊緣電極以及下左邊緣電極，對(duì)應(yīng)設(shè)置于該下中心電極的兩側(cè)； 所述至少一組上側(cè)電極包括至少一組上右側(cè)電極以及至少一組上左側(cè)電極，分別設(shè)置于該上中心電極與該上右邊緣電極之間以及該上中心電極與該上左邊緣電極之間； 所述至少一組下側(cè)電極包括至少一組下右側(cè)電極以及至少一組下左側(cè)電極，分別設(shè)置于該下中心電極與該下右邊緣電極之間以及該下中心電極與該下左邊緣電極之間； 通過(guò)該上中心電極、該下中心電極、該上右邊緣電極、該上左邊緣電極、該下右邊緣電極、該下左邊緣電極、所述至少一組上右側(cè)電極、所述至少一組上左側(cè)電極、所述至少一組下右側(cè)電極以及所述至少一組下左側(cè)電極之間形成的該電場(chǎng)分布使該各向異性雙折射介質(zhì)構(gòu)成該菲涅爾(Fresnel)透鏡。
9.如權(quán)利要求8所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中: 每一組上右側(cè)電極包括上右側(cè)主電極以及上右側(cè)輔助電極； 每一組上左側(cè)電極包括上左側(cè)主電極以及上左側(cè)輔助電極； 每一組下右側(cè)電極包括下右側(cè)主電極以及下右側(cè)輔助電極；以及 每一組下左側(cè)電極包括下左側(cè)主電極以及下左側(cè)輔助電極。
10.如權(quán)利要求9所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中該上右側(cè)主電極以及該上右側(cè)輔助電極之間具有上右側(cè)狹縫，該上左側(cè)主電極以及該上左側(cè)輔助電極之間具有上左側(cè)狹縫，該下右側(cè)主電極以及該下右側(cè)輔助電極之間具有下右側(cè)狹縫，且該下左側(cè)主電極以及該下左側(cè)輔助電極之間具有一下左側(cè)狹縫。
11.如權(quán)利要求8所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中該上中心電極、該下中心電極、該上右邊緣電極、該上左邊緣電極、該下右邊緣電極、該下左邊緣電極、所述至少一組上右側(cè)電極、所述至少一組上左側(cè)電極、所述至少一組下右側(cè)電極以及所述至少一組下左側(cè)電極彼此呈鏡像對(duì)稱排列。
12.如權(quán)利要求2所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中: 該上邊緣電極的電壓為Ve、該下邊緣電極的電壓為Ve’ ； 該上側(cè)主電極的電壓為Vf、該下側(cè)主電極的電壓為Vf’ ； 該上側(cè)輔助電極的電壓為 Vm、該下側(cè)輔助電極的電壓為Vm’ ；以及 該各向異性雙折射介質(zhì)的一起始電壓為VU
13.如權(quán)利要求12所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中: 當(dāng) I Ve’ I > Ivt I 與 I Vf’ I > Vt I，則 I Vml > |Vm’ |， 當(dāng) I Ve |> |Vt I 與 I Vf| > Vt I，則 I Vm’ | > |Vm I。
14.如權(quán)利要求12所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中: 當(dāng) I Ve |> Vt I，則 I Ve|> |Vf，| > Vm > |Vm’ I， 當(dāng) I Ve，I > Vt I，則 I Ve，I > Vf I > |Vm，| > |Vm I。
15.如權(quán)利要求14所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中:
當(dāng) I Ve I > I Vt I，則 I Vm’ I = O ~(1/4) X | Ve I， 當(dāng) I Ve’ I > |Vt I，則 I Vm I = O ~(1/4) X |Ve’ I。
16.如權(quán)利要求14所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中: 當(dāng) I Ve I > I Vt I，則 I Vm — Vm，I = O ~(1/2) X Ve I , 當(dāng) I Ve’ I > Vt I，則 I Vm，一 Vm I = O ~(1/2) X |Ve’ I。
17.—種透鏡結(jié)構(gòu)，其具有多個(gè)單元區(qū)域，其中該透鏡結(jié)構(gòu)的每一單元區(qū)域包括: 上基板以及下基板，彼此相對(duì)向設(shè)置； 各向異性雙折射介質(zhì)，位于該上基板與該下基板之間； 上邊緣電極，位于該上基板上；以及 下邊緣電極，位于該下基板上， 其中該上邊緣電極以及該下邊緣電極的驅(qū)動(dòng)電壓互為反相且中心位置彼此相對(duì)設(shè)置，且該上邊緣電極以及該下邊緣電極之間形成一電場(chǎng)分布，所述電場(chǎng)分布以使該各向異性雙折射介質(zhì)構(gòu)成一折射率漸變型透鏡。
18.如權(quán)利要求17所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中該上邊緣電極以及該下邊緣電極彼此呈鏡像對(duì)稱排列。
19.如權(quán)利要求17所述的透鏡結(jié)構(gòu),其中該上邊緣電極包括上右邊緣電極以及上左邊緣電極，且該下邊緣電極包括下右邊緣電極以及下左邊緣電極。
20.如權(quán)利要求19所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中該上右邊緣電極與該下右邊緣電極之間具有一右邊緣電壓差(Λ Ver),該上左邊緣電極與該下左邊緣電極之間具有一左邊緣電壓差(Δ Vel)。
21.如權(quán)利要求20所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中該右邊緣電壓差與該左邊緣電壓差之間的差值之絕對(duì)值在2V以內(nèi)。
22.如權(quán)利要求17所述的透鏡結(jié)構(gòu)，還包括上中心電極以及下中心電極，分別位于該上基板與該下基板上，且該上邊緣電極與該下邊緣電極分別對(duì)應(yīng)該上中心電極以及該下中心電極設(shè)置。
23.如權(quán)利要求22所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中該上中心電極以及該下中心電極的驅(qū)動(dòng)電壓互為反相且中心位置彼此相對(duì)設(shè)置，且該上邊緣電極、該下邊緣電極、該上中心電極以及該下中心電極之間形成所述電場(chǎng)分布。
24.如權(quán)利要求22所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中該上中心電極以及該下中心電極彼此呈鏡像對(duì)稱排列。
25.如權(quán)利要求22所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中該上中心電極包括上右中心電極以及上左中心電極，且該下中心電極包括下右中心電極以及下左中心電極。
26.如權(quán)利要求25所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中該上右中心電極與該下右中心電極之間具有一右中心電壓差(Λ Vcr),該上左中心電極與該下左中心電極之間具有一左中心電壓差(Δ Vcl)。·
27.如權(quán)利要求26所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中該右中心電壓差與該左中心電壓差之間的差值的絕對(duì)值在2V以內(nèi)。
28.如權(quán)利要求26所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中該右中心電壓差小于該右邊緣電壓差，且該左中心電壓差小于該左邊緣電壓差。
29.如權(quán)利要求28所述的透鏡結(jié)構(gòu)，其中該上中心電極以及該下中心電極為多個(gè)，且該右中心電壓差以及該左中心電壓差為多個(gè)，此外，該些右中心電壓差以及該些左中心電壓差由該折射率漸變型透鏡的邊緣往中心逐漸減少。
30.一種立體顯示裝置，包括: 顯示面板；以及 透鏡結(jié)構(gòu)，位于該顯示面板的一側(cè)，其中該透鏡結(jié)構(gòu)如權(quán)利要求1或17所述。
【文檔編號(hào)】G02B27/22GK103713442SQ201410001121
【公開(kāi)日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月13日
【發(fā)明者】陳奕維, 葉學(xué)舫, 何升儒, 曹正翰, 張勁淳, 黃智源 申請(qǐng)人:友達(dá)光電股份有限公司