TWI502242B - 透鏡結構 - Google Patents

Description

透鏡結構

本發明是有關於一種光學結構，且特別是有關於一種透鏡結構。

近年來，隨著顯示技術的不斷進步，使用者對於顯示器之顯示品質(如影像解析度、色彩飽和度等)的要求也越來越高。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影像的需求，亦發展出能夠顯示出立體影像的顯示器。由液晶透鏡(liquid crystal lens，或稱為折射率漸變型透鏡(gradient-index lens，GRIN lens))所構成的立體顯示器為目前廣泛使用的立體顯示裝置之一。由於在傳統的液晶透鏡立體顯示器中液晶分子的傾倒方向不一致，因此導致容易產生液晶不連續線(disclination line)，進而造成影像干擾(crosstalk)及波紋(mura)現象而有顯示品質不良的問題。

本發明提供一種透鏡結構，當在顯示裝置中配置有此透 鏡結構時，可避免液晶不連續線的產生，且可提高立體顯示裝置的顯示品質。

本發明提供一種透鏡結構，包括多個透鏡單元。各透鏡單元包括：上基板、下基板、非等向性雙折射介質、電極膜、中心電極、中心電極以及至少一組側電極。上基板以及下基板彼此相對向設置。非等向性雙折射介質位於上基板與下基板之間。電極膜位於上基板上，且電極膜的電壓為Vtop。中心電極位於下基板上，且中心電極的電壓為Vc。邊緣電極位於下基板上且位於中心電極的兩側，且邊緣電極的電壓為Ve。至少一組側電極位於下基板上，且至少一組側電極設置於中心電極與邊緣電極之間。每一組側電極包括主電極以及位於主電極兩側的第一輔助電極及第二輔助電極。主電極的電壓為Vf，第一輔助電極的電壓為Vm，且第二輔助電極之電壓為Vfm，其中Vf>Vc>Ve，Vf>Vtop>Ve，且Vf>Vm>Ve。上基板與下基板之間形成電場分佈，電場分佈使非等向性雙折射介質構成菲涅爾(Fresnel)透鏡。

基於上述，由於在本發明的透鏡結構中液晶分子的傾倒方向較佳，因此當將本發明的透鏡結構用於例如是立體顯示裝置時，可避免液晶不連續線的產生，且不會造成影像干擾及波紋現象，進而可提高立體顯示裝置的顯示品質。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10‧‧‧顯示面板

12、14‧‧‧基板

16‧‧‧顯示介質

18‧‧‧畫素陣列

20‧‧‧透鏡結構

50‧‧‧立體顯示裝置

100、200‧‧‧透鏡單元

110‧‧‧上基板

112‧‧‧電極膜

120‧‧‧下基板

122、222‧‧‧電極層

122a、122al、122ar、222a、222al、222ar‧‧‧側電極

122c‧‧‧中心電極

122c₀ ‧‧‧中心子電極

122cl₁ ~122cl_n ‧‧‧左側子電極

122cr₁ ~122cr_n ‧‧‧右側子電極

122e、122el、122er‧‧‧邊緣電極

122f、122fl、122fr、222f、222fl、222fr‧‧‧主電極

122fm、122fml、122fmr、222fm、222fml、222fmr‧‧‧第二輔 助電極

122m、122ml、122mr、222m、222ml、222mr‧‧‧第一輔助電極

122s、122sl、122sr、222s、222sl、222sr‧‧‧狹縫

130、230‧‧‧非等向性雙折射介質

E1、E2‧‧‧電場分佈

Dl、Dr、Wl、Wr‧‧‧寬度

P1、P2‧‧‧間距

Vc、V1~Vn、Ve、Vf、Vfm、Vm‧‧‧電壓

圖1是依照本發明的一實施例的立體顯示裝置的剖面示意圖。

圖2是依照本發明的第一實施例的透鏡結構的透鏡單元的剖面示意圖。

圖3A至3C分別是根據本發明的三個實施例繪示對圖2的透鏡單元施予電壓時，透鏡單元中各電極的電壓示意圖。

圖4是依照本發明的第二實施例的透鏡結構的透鏡單元的剖面示意圖。

圖5A至5C分別是根據本發明的三個實施例繪示對圖4的透鏡單元中施予電壓時，透鏡單元各電極的電壓示意圖。

圖1是依照本發明的一實施例的立體顯示裝置的剖面示意圖。請參照圖1，立體顯示裝置50可包括顯示面板10以及透鏡結構20。在本實施例中，立體顯示裝置50例如是液晶透鏡立體顯示裝置。

顯示面板10包括一對基板12、14以及顯示介質16。顯示介質16位於基板12與基板14之間。畫素陣列18配置基板12上。顯示面板10可以是任何能夠顯示影像的元件，且其依據顯示面板10中的顯示介質16的自發光材料與非自發材料可區分為非 自發光顯示面板，包含液晶顯示面板(例如水平電場驅動顯示面板、垂直電場顯示面板、藍相液晶顯示面板、邊緣電場驅動顯示面板或其他合適的顯示面板)、電泳顯示面板、電濕潤顯示面板、電粉塵顯示面板或其他合適的顯示面板，以及自發光顯示面板包含有機電激發光顯示面板、電漿顯示面板、場發射顯示面板，或者是其他型式顯示面板，其中顯示面板10採用非自行發光的材料作為顯示介質16時，立體顯示裝置50可以選擇性地更包括有光源模組以提供顯示所需的光源。

在一些實施例中，顯示面板10更具有多個畫素單元(未繪示)，且每一個畫素單元包括多個次畫素單元。次畫素單元例如是包括紅色次畫素單元、綠色次畫素單元以及藍色次畫素單元。上述次畫素單元沿著特定方向排列以構成畫素陣列18。因此，畫素陣列18具有彼此交叉的多行及多列。一般來說，每一個次畫素單元在畫素陣列18中是包括資料線、掃描線、主動元件以及畫素電極等構件。另外，次畫素單元可進一步包括彩色濾光圖案，其可設置在畫素陣列18中或是設置在基板14上。上述次畫素單元的組成構件為所屬技術領域中具有通常知識者所周知，故在此不再贅述。

透鏡結構20位於顯示面板10的一側。本實施例中，顯示面板10的顯示面朝向透鏡結構20，亦即透鏡結構20配置於顯示面板10上方。如此一來，顯示面板10可以受到透鏡結構20的作用而產生立體顯示效果。進一步地說，基於此配置，顯示面板 10所發出的光線可經由透鏡結構20折射，以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，進而使人眼觀看到立體影像。接著，在下文中將詳細地描述本發明的透鏡結構20。

圖2是依照本發明的第一實施例的透鏡結構20的透鏡單元100的剖面示意圖。透鏡結構20具有多個透鏡單元100。為了清楚地說明本發明之實施例，圖2僅繪示出圖1之透鏡結構20的其中一個透鏡單元100，本發明所屬領域技術具有通常知識者應可以理解，圖1的透鏡結構20實際上即是由多個圖2所示的透鏡單元100組成陣列形式所構成。

請參照圖2，透鏡結構20的每一透鏡單元100包括上基板110、下基板120、非等向性雙折射介質130、電極膜112以及電極層122，且透鏡單元100的間距(pitch)為P1。

上基板110以及下基板120彼此相對向設置。上基板110以及下基板120的材料例如是玻璃、石英、有機聚合物、金屬或其他合適的材料。

非等向性雙折射介質130位於上基板110與下基板120之間。非等向性雙折射介質130例如是包括多個液晶分子(未繪示)，其中液晶分子在電場中具有光學異向性且在無電場條件下為光學等向性。

電極膜112分別位於上基板110上，且電極膜112位於上基板110與非等向性雙折射介質130之間。電極膜112的材料例如是銦錫氧化物(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)、其他合適的導電材料或者是其他合適的透光導電材料。

電極層122分別位於下基板120上，且電極層122位於下基板120與非等向性雙折射介質130之間。電極層122包括中心電極122c、邊緣電極122e以及至少一組側電極122a。電極層122之材質例如是銦錫氧化物(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)、其他合適的導電材料或者是其他合適的透光導電材料。

中心電極122c位於下基板120上，且中心電極122c配置於電極層122的中心位置。在本實施例中，中心電極122c例如是包括一個中心子電極122c₀ 以及位於該中心子電極兩側的N個右側子電極122cr₁ ~122cr_n 以及N個左側子電極122cl₁ ~122cl_n ，且多個子電極中的相鄰兩者之間的間距可為相同的。然而，本發明不限於此，在其他實施例中，中心電極122c可以具有其他已知或合適的電極配置、電極數量以及電極圖案。

邊緣電極122e位於下基板120上且位於中心電極122c的兩側。換言之，邊緣電極122e配置於電極層122的邊緣位置。更詳細來說，邊緣電極122e可包括右邊緣電極122er及左邊緣電極122el，右邊緣電極122er以及左邊緣電極122el對應設置於中心電極122c的兩側的邊緣位置。

至少一組側電極122a位於下基板120上，且設置於中心電極122c與邊緣電極122e之間。每一組側電極122a包括主電極 122f、第一輔助電極122m及第二輔助電極122fm。在每一組側電極122a中，主電極122f位於第一輔助電極122m與第二輔助電極122fm之間，第二輔助電極122fm位於第一輔助電極122m與中心電極122c之間，且第一輔助電極122m位於主電極122f與邊緣電極122e之間。

在本實施例中，至少一組側電極122a可包括至少一組右側電極122ar以及至少一組左側電極122al，分別設置於中心電極122c與右邊緣電極122er之間以及中心電極122c與左邊緣電極122el之間。每一組右側電極122ar包括右側主電極122fr以及位於右側主電極122fr兩側的第一右側輔助電極122mr及第二右側輔助電極122fmr，且每一組左側電極122al包括左側主電極122fl以及位於左側主電極122fl兩側的第一左側輔助電極122ml及第二左側輔助電極122fml。

在本實施例中，每一組側電極122a的第二輔助電極具有寬度W，寬度W小於等於透鏡單元100的間距P1的5%。更詳細來說，右側電極122a的第二右側輔助電極122fmr具有寬度Wr，且左側電極122a的第二左側輔助電極122fml具有寬度Wl，且Wr及Wl小於等於間距P1的5%。亦即，當透鏡單元100的間距為P1，則Wr/P1≦5%，且Wl/P1≦5%。

右邊緣電極122er、左邊緣電極122el、至少一組右側電極122ar以及至少一組左側電極122al較佳為彼此呈鏡像對稱排列。

在本實施例中，主電極122f與第二輔助電極122fm之間可具有狹縫122s。更詳細來說，右側主電極122fr及第二右側輔助電極122fmr之間具有右側狹縫122sr，且左側主電極122fl及第二左側輔助電極122fml之間具有左側狹縫122sl。右側狹縫122sr以及左側狹縫122sl的寬度分別為Dr及Dl，且Dr及Dl小於等於透鏡單元100的間距P1的5%。亦即，當透鏡單元100的間距為P1，則Dr/P1≦5%，且Dl/P1≦5%。

在本實施例中，電極膜112、中心電極122c、邊緣電極122e以及至少一組側電極122a在上基板110與下基板120之間形成電場分佈E1，所述電場分佈E1使非等向性雙折射介質130構成菲涅爾(Fresnel)透鏡。更詳細來說，電極膜112、中心電極122c、右邊緣電極122er、左邊緣電極122el、至少一組右側電極122ar以及至少一組左側電極122al可在上基板110與下基板120之間形成電場分佈E1，且電場分佈E1可使非等向性雙折射介質130構成菲涅爾透鏡。右邊緣電極122er與左邊緣電極122el是位於菲涅爾透鏡的透鏡間距(lens pitch)位置。值得一提的是，由於在本實施例中，顯示面板100僅具有一組右側電極122ar及一組左側電極122al，故本實施例的非等向性雙折射介質130例如是構成1階菲涅爾透鏡。

由於本發明可藉由電極膜112及電極層122的電極圖案與電壓的設計、以及它們所形成的電場分佈E1而使得非等向性雙折射介質130構成等效的菲涅爾透鏡，且所述菲涅爾透鏡的厚度 小於傳統凸透鏡的厚度(亦即，菲涅爾透鏡的液晶單元間隙或單元間隙(cell gap)較小)，因此可達到降低立體顯示裝置的體積以及節省材料成本的功效。在下文中將詳細地描述本發明的各種電極的電壓設計。

圖3A至圖3C分別是根據本發明的三個實施例繪示對圖2的透鏡單元施予電壓時，透鏡單元中各電極的電壓示意圖。在圖3A至圖3C中，雖然為了方便說明而從透鏡單元的中心開始向兩側將中心電極的電壓階梯繪示為僅4階，但本發明所屬技術領域人員應理解的是，由於本發明的中心電極可具有多個中心子電極，故本發明的中心電極的電壓階梯不限於該些圖式中所繪示者。

請先參照圖3A，圖3A是對圖2的透鏡單元100施予驅動電壓示意圖，其中對透鏡單元100之電極所施予的驅動電壓涵蓋正電壓及負電壓。在此，所施予的驅動電壓例如是直流電(DC)之驅動電壓。詳細來說，電極層122的中心電極的電壓為Vc、邊緣電極的電壓為Ve、主電極122f的電壓為Vf、第一輔助電極122m的電壓為Vm以及第二輔助電極122fm的電壓為Vfm，且電極膜112的電壓為Vtop(未繪示)，其中Vf>Vc>Ve，Vf>Vtop>Ve，且Vf>Vm>Ve。

非等向性雙折射介質130的起始電壓例如是Vt(未繪示)。以電壓的絕對值來看，非等向性雙折射介質130的起始電壓Vt的絕對值大於電極膜112的電壓Vtop與中心電極的電壓Vc的差值的絕對值。亦即，| Vt |>| Vtop-Vc |。

此外，以主電極122f、第二輔助電極122fm及邊緣電極122e三者之間的電壓關係來看，主電極122f的電壓Vf減去第二輔助電極122fm的電壓Vfm所得的電壓值會大於主電極122f的電壓Vf減去邊緣電極122e的電壓Ve所得的電壓值的六分之一。亦即，在本實施例中，電壓具有Vf-Vfm>(Vf-Ve)/6的關係。

再者，當中心電極122c包括一個中心子電極122c₀ 以及位於該中心子電極兩側的N個右側子電極122cr₁ ~122cr_n 以及N個左側子電極122cl₁ ~122cl_n ，且中心子電極122c₀ 的電壓為Vc、第N個右側子電極以及第N個左側子電極的電壓為Vn時，該些子電極的電壓將由中心子電極122c₀ 往兩側遞增，亦即Vc<V1<Vn-1<Vn。此外，由於主電極122f的電壓Vf大於第二輔助電極122fm的電壓Vfm，且第二輔助電極122fm的電壓Vfm大於右側子電極或左側子電極的電壓Vn，故在本實施例中，各電壓之間的關係為Vc<Vn<Vfm<Vf。

請參照圖3B，圖3B的實施例與圖3A相似，惟兩者之間的差異僅在於：對透鏡單元100之電極所施予的驅動電壓為正電壓。在此，所施予的驅動電壓例如是交流電(AC)之驅動電壓。

在圖3B的實施例中，雖然各電壓皆為正電壓(大於0)，但各電壓之間的關係仍與圖3A的實施例相同。舉例而言，從主電極122f的電壓Vf、第一輔助電極122m的電壓Vm、第二輔助電極122fm的電壓Vfm及電極膜112的電壓Vtop來看，各電壓具有關係Vf>Vc>Ve、Vf>Vtop>Ve及Vf>Vm>ve。

請參照圖3C，圖3C的實施例與圖3A相似，惟兩者之間的差異僅在於：對透鏡單元100的電極所施予的驅動電壓為負電壓。在此，所施予的驅動電壓例如是交流電(AC)之驅動電壓。

在圖3C的實施例中，雖然各電壓皆為負電壓(小於0)，但各電壓之間的關係仍與圖3A的實施例相同。舉例而言，電壓Vf、Vm、Vfm及Vtop具有關係Vf>Vc>Ve、Vf>Vtop>Ve及Vf>Vm>Ve。

承上所述，本發明將電極層122中的各電極設定為具有較佳的電壓條件，以使得所形成的電場分佈E1有較佳的菲涅爾透鏡的形狀以及效果，進而可使透鏡結構中液晶分子的傾倒方向較佳。更詳細來說，電極膜112的電壓Vtop以及第二輔助電極122fm的電壓Vfm可用來修飾菲涅爾透鏡的側鋒的形狀，從而有效避免波紋現象的產生。再者，電極膜112與右側狹縫122sr及左側狹縫122sl可用來使菲涅爾透鏡的垂直線更加垂直。因此，本發明的電極圖案與電壓的設計可避免產生液晶不連續線、影像干擾及波紋現象的問題，進而可提高立體顯示裝置的顯示品質。

圖4是依照本發明的第二實施例的透鏡結構20的透鏡單元200的剖面示意圖。請參照圖4，圖4的第二實施例與上述圖2的第一實施例相似，因此相同或相似的元件以相同或相似的符號表示，且不再重複說明。圖4的實施例與上述圖2的實施例的不同之處在於：非等向性雙折射介質230構成2階菲涅爾透鏡。更詳細來說，在圖2的實施例(1階菲涅爾透鏡)中，電極層122僅具 有一組側電極122a，而在圖4的實施例(2階菲涅爾透鏡)中，電極層222具有兩組側電極122a及222a。也就是說，當電極層具有N組側電極時，則可使非等向性雙折射介質構成N階菲涅爾透鏡，故可將本發明推及至2階以上的菲涅爾透鏡的應用。

在本實施例中，另一組側電極222a位於下基板120上，且設置於一組側電極122a與邊緣電極122e之間。每一組側電極222a可包括一組右側電極222ar以及一組左側電極222al，分別設置於中心電極122c與右邊緣電極122er之間以及中心電極122c與左邊緣電極122el之間。每一組右側電極222ar包括右側主電極222fr以及位於右側主電極222fr兩側的第一右側輔助電極222mr及第二右側輔助電極222fmr，且每一組左側電極222al包括左側主電極222fl以及位於左側主電極222fl兩側的第一左側輔助電極222ml及第二左側輔助電極222fml。

在本實施例中，每一組側電極222a的第二輔助電極222fm具有寬度W。當透鏡單元200的間距為P2時，則W/P2≦5%。更詳細來說，右側電極222ar的第二右側輔助電極222fmr具有寬度Wr，且左側電極222al的第二左側輔助電極222fml具有寬度Wl，且當透鏡單元200的間距為P2時，則Wr/P2≦5%，且Wl/P2≦5%。主電極222f與第二輔助電極222fm之間可具有狹縫222s。更詳細來說，右側主電極222fr及第二右側輔助電極222fmr之間具有右側狹縫222sr，且左側主電極222fl及第二左側輔助電極222fml之間具有左側狹縫222sl。右側狹縫222sr以及左側狹縫 222sl的寬度分別為Dr及Dl。當透鏡單元200的間距P2時，則Dr/P2≦5%，且D_l /P2≦5%。

在本實施例中，中心電極122c、邊緣電極122e、一組側電極122a以及另一組側電極222a在上基板110及下基板120之間形成電場分佈E2，所述電場分佈E2以使非等向性雙折射介質230構成2階菲涅爾透鏡。

圖5A至圖5C分別是根據本發明的三個實施例繪示對圖4的透鏡單元施予電壓時，透鏡單元中各電極的電壓示意圖。在圖5A至圖5C中，雖然為了方便說明而從透鏡單元的中心開始向兩側將中心電極的電壓階梯繪示為僅4階，但本發明所屬技術領域人員應理解的是，由於本發明的中心電極可具有多個中心子電極，故本發明的中心電極的電壓階梯不限於該些圖式中所繪示者。

請先參照圖5A，圖5A是對圖4的透鏡單元200的電極施予驅動電壓的電壓示意圖，其中對透鏡單元200之電極所施予的驅動電壓涵蓋正電壓及負電壓。在此，所施予的驅動電壓例如是直流電(DC)之驅動電壓。詳細來說，電極層222的中心電極122c的電壓為Vc、邊緣電極122e的電壓為Ve、主電極122f及222f的電壓同為Vf、第一輔助電極122m及222m的電壓同為Vm以及第二輔助電極122fm及222fm的電壓同為Vfm，且電極膜112的電壓為Vtop(未繪示)，其中Vf>Vc>Ve，Vf>Vtop>Ve，且Vf>Vm>Ve。

非等向性雙折射介質230的起始電壓例如是Vt(未繪 示)，且其與電極膜112的電壓Vtop及中心電極的電壓Vc的關係為| Vt |>| Vtop-Vc |。此外，主電極222f的電壓Vf、第二輔助電極222fm的電壓Vfm及邊緣電極222e的電壓Ve三者具有Vf-Vfm>(Vf-Ve)/6的關係。

再者，當中心電極122c包括一個中心子電極122c₀ 以及位於該中心子電極兩側的N個右側子電極122cr₁ ~122cr_n 以及N個左側子電極122cl₁ ~122cl_n ，且中心子電極122c₀ 的電壓為Vc，第N個右側子電極以及第N個左側子電極的電壓為Vn時，主電極222f的電壓Vf、第二輔助電極222fm的電壓Vfm與中心電極的各子電極的電壓Vn之間的關係為Vc<Vn<Vfm<Vf。

請參照圖5B，圖5B的實施例與圖5A相似，惟兩者之間的差異僅在於：對透鏡單元200的電極所施予的驅動電壓為正電壓。在此，所施予的驅動電壓例如是交流電(AC)之驅動電壓。

在圖5B的實施例中，雖然各電壓皆為正電壓(大於0)，但各電壓之間的關係仍與圖5A的實施例相同。舉例而言，從主電極122f及222f的電壓Vf、第一輔助電極122m及222m的電壓Vm、第二輔助電極122fm及222fm的電壓Vfm及電極膜112的電壓Vtop來看，各電壓具有關係Vf>Vc>Ve，Vf>Vtop>Ve，且Vf>Vm>Ve。

請參照圖5C，圖5C的實施例與圖5A相似，惟兩者之間的差異僅在於：對透鏡單元200的電極所施予的驅動電壓為負電壓。在此，所施予的驅動電壓例如是交流電(AC)之驅動電壓。

在圖5C的實施例中，雖然各電壓皆為負電壓(小於0)，但各電壓之間的關係仍與圖5A的實施例相同。舉例而言，電壓Vf、Vm、Vfm及Vtop具有關係Vf>Vc>Ve、Vf>Vtop>Ve、且Vf>Vm>Ve。

由於本發明可在透鏡單元中配置兩組以上的側電極，故藉由這些側電極與電極膜及其他電極在上下基板之間所形成的電場分佈，可使得非等向性雙折射介質構成2階以上的菲涅爾透鏡，從而使得本發明可配合顯示裝置的尺寸或其他設計而具有更高的應用彈性。

綜上所述，本發明可藉由電極膜及電極層的電極圖案與電壓的設計及其所形成的電場分佈以使得非等向性雙折射介質構成等效的菲涅爾透鏡。更詳細來說，本發明利用電極膜的電壓以及側電極中第二輔助電極的電壓來修飾菲涅爾透鏡的側鋒的形狀，因此可改變液晶分子的傾倒方向而避免液晶不連續線、影像干擾及波紋現象的產生，進而可提高立體顯示裝置的顯示品質。此外，由於本發明可在透鏡單元中配置多組的側電極，故可根據立體顯示裝置的設計而使得非等向性雙折射介質構成多階的菲涅爾透鏡。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧透鏡單元

110‧‧‧上基板

112‧‧‧電極膜

120‧‧‧下基板

122‧‧‧電極層

122a、122al、122ar‧‧‧側電極

122c‧‧‧中心電極

122c₀ ‧‧‧中心子電極

122cl₁ ~122cl_n ‧‧‧左側子電極

122cr₁ ~122cr_n ‧‧‧右側子電極

122e、122el、122er‧‧‧邊緣電極

122f、122fl、122fr‧‧‧主電極

122fm、122fml、122fmr‧‧‧第二輔助電極

122m、122ml、122mr‧‧‧第一輔助電極

122s、122sl、122sr‧‧‧狹縫

130‧‧‧非等向性雙折射介質

E1‧‧‧電場分佈

Dl、Dr、Wl、Wr‧‧‧寬度

P1‧‧‧間距

Claims (12)

1. 一種透鏡結構，包括多個透鏡單元，每一透鏡單元包括：一上基板以及一下基板，彼此相對向設置；一非等向性雙折射介質，位於該上基板與該下基板之間；一電極膜，位於該上基板上，該電極膜之電壓為Vtop；一中心電極，位於該下基板上，該中心電極之電壓為Vc；一邊緣電極，位於該下基板上且位於該中心電極的兩側，該邊緣電極之電壓為Ve；以及至少一組側電極，位於該下基板上，且設置於該中心電極與該邊緣電極之間，其中每一組側電極包括一主電極以及位於該主電極兩側的一第一輔助電極及一第二輔助電極，且該主電極之電壓為Vf，該第一輔助電極之電壓為Vm，該第二輔助電極之電壓為Vfm，其中Vf>Vc>Ve，Vf>Vtop>Ve，且Vf>Vm>Ve，以使得該上基板與該下基板之間形成一電場分佈，該電場分佈使該非等向性雙折射介質構成一菲涅爾透鏡。
2. 如申請專利範圍第1項所述的透鏡結構，其中該非等向性雙折射介質之一起始電壓為Vt，且| Vt |>| Vtop-Vc |。
3. 如申請專利範圍第1項所述的透鏡結構，其中： Vf-Vfm>(Vf-Ve)/6。
4. 如申請專利範圍第1項所述的透鏡結構，其中每一組側電極之該主電極位於該第一輔助電極與該第二輔助電極之間，該第一輔助電極位於該主電極與該邊緣電極之間，且該第二輔助電極位於該主電極與該中心電極之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述的透鏡結構，其中每一組側電極之該主電極與該第二輔助電極之間具有一狹縫，該狹縫寬度為D，每一個透鏡單元的間距(pitch)為P，且D/P≦5%。
6. 如申請專利範圍第1項所述的透鏡結構，其中每一組側電極之該第二輔助電極具有一寬度W，每一個透鏡單元的間距(pitch)為P，且W/P≦5%。
7. 如申請專利範圍第1項所述的透鏡結構，其中該中心電極包括一中心子電極以及位於該中心子電極兩側的N個右側子電極以及N個左側子電極。
8. 如申請專利範圍第7項所述的透鏡結構，其中該中心子電極的電壓為Vc，第N個右側子電極以及第N個左側子電極的電壓為Vn，其中Vc<V1<Vn-1<Vn。
9. 如申請專利範圍第7項所述的透鏡結構，其中：Vc<Vn<Vfm<Vf。
10. 如申請專利範圍第1項所述的透鏡結構，其中：該邊緣電極包括一右邊緣電極以及一左邊緣電極，對應設置於該中心電極的兩側；以及 所述至少一組側電極包括至少一組右側電極以及至少一組左側電極，分別設置於該中心電極與該右邊緣電極之間以及該中心電極與該左邊緣電極之間。
11. 如申請專利範圍第10項所述的透鏡結構，其中：每一組右側電極包括一右側主電極以及位於該右側主電極兩側的一第一右側輔助電極及一第二右側輔助電極；以及每一組左側電極包括一左側主電極以及位於該左側主電極兩側的一第一左側輔助電極及一第二左側輔助電極。
12. 如申請專利範圍第10項所述的透鏡結構，其中該右邊緣電極、該左邊緣電極、所述至少一組右側電極以及所述至少一組左側電極彼此呈鏡像對稱排列。