專利名稱：三維柵格控制式液晶透鏡及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種液晶透鏡及其制作方法，且特別是有關(guān)于一種三維柵格控制 式液晶透鏡及其制作方法。
背景技術(shù)：
在一般的鏡頭系統(tǒng)中，鏡頭裝置具有光學變焦功能時，位于鏡頭裝置內(nèi)部的各鏡 群必須配合變焦倍率的改變，產(chǎn)生相對應的位移。已知的小型光學變焦鏡頭機構(gòu)設(shè)計，其機 構(gòu)設(shè)計常需要兩個以上的驅(qū)動裝置，意即使用兩個以上的步進馬達、超音波馬達、壓電致動 器等等作為驅(qū)動源。然而，如此將會使得變焦鏡頭機構(gòu)復雜且龐大，而違反可攜式產(chǎn)品小型化的目 標。此外，各鏡群的相對位移需要作位置回饋機制(position sensor及Close-loop Controller)才能達成光學變焦的功能，而違反消費性產(chǎn)品簡單低價的要求。另外，一般的鏡頭裝置所使用的機械傳動式的對焦與變焦機構(gòu)，除了使用高成本 的精密驅(qū)動元件驅(qū)動鏡頭組的動力來源(例如步進馬達、超音波馬達、壓電致動器....等 等)外，更使用了相當多的微型齒輪、凸輪與蝸輪等傳動元件。如此，不僅造成機械架構(gòu)復 雜、組裝步驟繁瑣不易、體積大以及成本高昂外，同時還有耗電量大的嚴重缺點。因此，為了克服上述的問題，一種可電控調(diào)焦的液晶透鏡應用于上述的鏡頭裝置， 由此降低機構(gòu)復雜度與縮小整體體積便顯得越來越重要。其中，相關(guān)的專利研究可參照如 下說明。在美國發(fā)明專利案第7，079，203號中，揭示一種使用聚合物網(wǎng)脈液晶(PNLC， polymer network liquid crystal)的方式，達成鏡頭的光學功能，但由于其并非單一裝置 /模塊所構(gòu)成，在實施上會有所困難不便，無法提供給產(chǎn)業(yè)利用。此外，在美國發(fā)明專利案第7，042，549號中，則揭示一種使用聚合分散顯示液晶 (PDLC,polymer dispersed liquid crystal)的方式，其使用液晶滴下(droplets)方法形 成鏡頭功能，但無鏡頭縮放模塊結(jié)構(gòu)。在美國發(fā)明專利案第7，102，706號中，則揭示在聚合物網(wǎng)脈液晶(PNLC)中排組液 晶聚合體分子的方法，但同樣地，并非是單一裝置/模塊結(jié)構(gòu)，在實施上會有所困難不便， 無法提供給產(chǎn)業(yè)利用。另外，在美國發(fā)明專利案第6，898，021號中，揭示一種只有一個單一可調(diào)液晶鏡 頭(tunable LC lens)結(jié)構(gòu)，而沒有提及使用如聚合物網(wǎng)脈液晶(PNCL)的鏡頭功能，且該 光學系統(tǒng)并非是多重液晶鏡頭結(jié)構(gòu)。在美國發(fā)明專利案第6，859，333號中，披露一種以電場改變而改變光線路徑在LC 鏡頭的應用裝置，但同樣并沒有模塊結(jié)構(gòu)，在實施上會有所困難不便，無法提供給產(chǎn)業(yè)利用。同樣地，美國發(fā)明專利第5，867，238號案、第5，976，405號案、第6，002, 383號案、 第 6，271，898 號案、第 6，452，650 號案、第 6，476，887 號案、第 6，497，擬8 號案、第 6，665，042號案、第6，815，016號案、第6，864，931號案、第6，3897，936號案、第7，029，728號案、第 7，034，907號案、第7，038，743號案及第7，038，754號案等諸多發(fā)明專利案，披露了類似液 晶透鏡的方法，即為聚合物網(wǎng)脈液晶混合物與光圈結(jié)構(gòu)，但皆沒有縮放裝置及模塊結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種三維柵格控制式液晶透鏡，其可通過電控調(diào)其內(nèi)部的折射率分 布，而具有光學調(diào)焦的功能。本發(fā)明又提出一種制造三維柵格控制式液晶透鏡的制造方法，可制作出上述的三 維柵格控制式液晶透鏡。本發(fā)明提出一種三維柵格控制式液晶透鏡，包括第一基板、多個第一有源元件陣 列、第一絕緣層、多個第一間隙物、多個第二有源元件陣列、第二絕緣層、多個第二間隙物、 多個第三有源元件陣列、第二基板、多個第三間隙物以及多層液晶層。第一有源元件陣列配 置于第一基板上，且各第一有源元件陣列包括薄膜晶體管、存儲電容以及電性連接薄膜晶 體管的透明電極。第一絕緣層位于第一有源元件陣列之上。第一間隙物配置于第一基板上 并支撐該第一絕緣層，以使第一絕緣層與第一有源元件陣列之間具有第一容置空間。第二 有源元件陣列配置于第一絕緣層上，且各第二有源元件陣列包括薄膜晶體管、存儲電容以 及電性連接薄膜晶體管的透明電極。第二絕緣層位于第二有源元件陣列之上。第二間隙物 配置于第一絕緣層上，以使第二絕緣層與第二有源元件陣列之間具有第二容置空間。第三 有源元件陣列配置于第二絕緣層上，且各第三有源元件陣列包括薄膜晶體管、存儲電容以 及電性連接該薄膜晶體管的透明電極。第二基板配置有共用電極并位于第一基板的對向， 其中共用電極位于第二基板與第三有源元件陣列之間。第三間隙物配置于第二絕緣層上并 支撐第二基板，以使第二基板與第三有源元件陣列之間具有第三容置空間。液晶層分別配 置于第一容置空間、第二容置空間與第三容置空間內(nèi)。在本發(fā)明的實施例中，各第一、第二、第三有源元件陣列還包括柵極線以及源極 線。柵極線與源極線交錯，且柵極線電性連接薄膜晶體管的柵極，源極線電性連接薄膜晶體 管的源極。在本發(fā)明的實施例中，三維柵格控制式液晶透鏡還包括柵極控制器以及源極控制 器。柵極控制器分別電性連接第一、第二、第三有源元件陣列的柵極線，而源極控制器分別 電性連接第一、第二、第三有源元件陣列的源極線。在本發(fā)明的實施例中，第一基板上還配置有多條第一、第二、第三柵極線以及多條 第一、第二、第三源極線。第一柵極線與第一源極線分別電性連接第一有源元件陣列的薄膜 晶體管的柵極與源極。第二柵極線與第二源極線分別透過第一貫孔電性連接第二有源元件 陣列的薄膜晶體管的柵極與源極。第三柵極線與第三源極線分別透過第二貫孔電性連接第 三有源元件陣列的薄膜晶體管的柵極與源極。在本發(fā)明的實施例中，三維柵格控制式液晶透鏡還包括柵極控制器以及源極控制 器。柵極控制器分別電性連接第一、第二、第三柵極線，而源極控制器分別電性連接第一、第 二、第三源極線。在本發(fā)明的實施例中，第一、第二、第三有源元件陣列的薄膜晶體管至少包括柵 極、有源層、源極以及漏極，其中漏極與透明電極實體連接。當柵極被驅(qū)動時，源極與漏極透過有源層彼此電性連接。在本發(fā)明的實施例中，各存儲電容的電極與柵極屬于同一膜層，而各存儲電容的 另一電極與源極或漏極屬于同一膜層。在本發(fā)明的實施例中，三維柵格控制式液晶透鏡還包括膠框，配置于第一基板或 第二基板的周圍并位于第一基板與第二基板之間。在本發(fā)明的實施例中，第一基板與第二基板為透明基板。在本發(fā)明的實施例中，第一有源元件陣列的透明電極上、第二有源元件陣列的透 明電極上、第三有源元件陣列的透明電極上與共用電極上還配置有配向?qū)樱苑謩e對這些 液晶層進行配向。在本發(fā)明的實施例中，第一間隙物與第二間隙物的材料為金屬。本發(fā)明又提出一種三維柵格控制式液晶透鏡的制造方法，其包括下列步驟。首先， 提供第一基板。然后，形成多個第一有源元件陣列于第一基板上，其中各第一有源元件陣列 包括薄膜晶體管、存儲電容以及電性連接該薄膜晶體管的透明電極。接著，形成第一介電層 于第一基板上，以覆蓋第一有源元件陣列。然后，圖案化該第一介電層以形成暴露出該第一 基板的多個第一貫孔。接著，填入第一間隙材料于第一貫孔中，以形成多個第一間隙物于第 一基板上。而后，形成第一絕緣層于第一介電層上，其中第一間隙物支撐第一絕緣層。接著， 形成多個第二有源元件陣列于第一絕緣層上，其中各第二有源元件陣列包括薄膜晶體管、 存儲電容以及電性連接該薄膜晶體管的透明電極。然后，形成第二介電層于第一絕緣層上， 以覆蓋第二有源元件陣列。而后，圖案化第二介電層以形成暴露出第一絕緣層的多個第二 貫孔。接著，填入第二間隙材料于第二貫孔中，以形成多個第二間隙物于第一絕緣層上。然 后，形成第二絕緣層于第二介電層上，其中第二間隙物支撐第二絕緣層。接著，形成多個第 三有源元件陣列于第二絕緣層上，其中各第三有源元件陣列包括薄膜晶體管、存儲電容以 及電性連接薄膜晶體管的透明電極。而后，形成第三介電層于第二絕緣層上，以覆蓋第三有 源元件陣列。之后，圖案化第三介電層以形成暴露出第一絕緣層的多個第三貫孔。接著，填 入第三間隙材料于第三貫孔中，以形成多個第三間隙物于第二絕緣層上。然后，組裝第一基 板與第二基板。接著，移除第一介電層、第二介電層與第三介電層，以分別于第一絕緣層與 第一有源元件陣列之間形成第一容置空間、于第二絕緣層與第二有源元件陣列之間形成第 二容置空間、以及于第二基板與第三有源元件陣列之間形成第三容置空間。之后，注入液晶 材料于第一基板與第二基板之間，以形成多層液晶層，其中液晶層分別位于第一容置空間、 第二容置空間與第三容置空間內(nèi)。另外，第二基板上配置有共用電極，而共用電極位于第 二基板與第三有源元件陣列之間。對于液晶層的注入方式，也可先利用液注式液晶注入法 (One Drop Filling, 0DF)達成，而后再膠合組裝第一基板與第二基板。在本發(fā)明的實施例中，形成各第一有源元件陣列的方法包括下列步驟。首先，形成 柵極與存儲電容的電極于第一基板上。然后，形成柵絕緣層于第一基板上以覆蓋柵極與存 儲電容的電極。接著，形成有源層于柵極上方的柵絕緣層上。而后，形成圖案化金屬層于有 源層與存儲電容的電極上方，以形成源極、漏極以及位于存儲電容的電極上方的另一電極。 接著，形成保護層于第一基板上以覆蓋源極、漏極以及存儲電容的另一電極，其中保護層具 有多個開口以分別暴露部分漏極以及部分另一電極。之后，形成透明導電材料于保護層上， 以形成透明電極，其中透明電極透過開口分別電性連接漏極以及存儲電容的另一電極。在本發(fā)明實施例中，在形成柵極時還同時形成柵極線，以及在形成源極時還同時形成源極線， 其中柵極線電性連接柵極，源極線電性連接源極，而柵極線與源極線交錯。在本發(fā)明的實施例中，形成各第二有源元件陣列的方法包括下列步驟。首先，形成 柵極與存儲電容的電極于第一絕緣層上。然后，形成柵絕緣層于第一絕緣層上以覆蓋柵極 與存儲電容的電極。接著，形成有源層于柵極上方的柵絕緣層上。而后，形成圖案化金屬層 于有源層與存儲電容的電極上方，以形成源極、漏極以及位于存儲電容的電極上方的另一 電極。接著，形成保護層于第一絕緣層上以覆蓋源極、漏極以及存儲電容的另一電極，其中 保護層具有多個開口以分別暴露部分漏極以及部分另一電極。之后，形成透明導電材料于 保護層上，以形成透明電極，其中透明電極透過開口分別電性連接漏極以及存儲電容的另 一電極。在本發(fā)明的實施例中，在形成柵極時還同時形成柵極線，以及在形成源極時還同時 形成源極線，其中柵極線電性連接柵極，源極線電性連接源極，而柵極線與源極線分別透過 部分第一貫孔而延伸至第一基板。在本發(fā)明的實施例中，形成各第三有源元件陣列的方法包括下列步驟。首先，形成 柵極與存儲電容的電極于第二絕緣層上。然后，形成柵絕緣層于第二絕緣層上以覆蓋柵極 與存儲電容的電極。接著，形成有源層于柵極上方的柵絕緣層上。而后，形成圖案化金屬層 于有源層與存儲電容的電極上方，以形成源極、漏極以及位于存儲電容的電極上方的另一 電極。接著，形成保護層于第二絕緣層上以覆蓋源極、漏極以及存儲電容的另一電極，其中 保護層具有多個開口以分別暴露部分漏極以及另一電極。之后，形成透明導電材料于保護 層上，以形成透明電極，其中透明電極透過開口分別電性連接漏極以及存儲電容的另一電 極。在本發(fā)明的實施例中，在形成柵極時還同時形成柵極線，以及在形成源極時還同時形成 源極線，其中柵極線電性連接柵極，源極線電性連接源極，而柵極線與源極線分別透過部分 第二貫孔而延伸至第一基板。在本發(fā)明的實施例中，三維柵格控制式液晶透鏡的制造方法還包括形成膠框于第 一基板或第二基板的周圍。膠框位于第一基板與第二基板之間，用以組裝第一基板與第二基板。在本發(fā)明的實施例中，三維柵格控制式液晶透鏡的制造方法還包括分別形成配向 層于第一有源元件陣列的透明電極上、第二有源元件陣列的透明電極上、第三有源元件陣 列的透明電極上與共用電極上，以分別對上述的液晶層進行配向。本發(fā)明還提出一種三維柵格控制式液晶透鏡，其包括第一基板、多個第一有源元 件陣列、第一絕緣層、多個第一間隙物、多個第二有源元件陣列、第二基板、多個第二間隙物 以及多層液晶層。第一有源元件陣列配置于第一基板上，且每一第一有源元件陣列包括薄 膜晶體管、存儲電容以及電性連接薄膜晶體管的透明電極，其中透明電極電性連接薄膜晶 體管。第一絕緣層位于所述多個有源元件陣列之上。第一間隙物配置于第一基板上并支撐 第一絕緣層，以使第一絕緣層與第一有源元件陣列之間具有第一容置空間。第二有源元件 陣列配置于第一絕緣層上，且每一第二有源元件陣列包括薄膜晶體管、存儲電容以及電性 連接薄膜晶體管的透明電極。第二基板配置有電極層并位于第一基板的對向，且電極層位 于第二基板與第二有源元件陣列之間。第二間隙物配置于第一絕緣層上并支撐第二基板， 以使第二基板與第二有源元件陣列之間具有第二容置空間。液晶層分別配置于第一容置空 間與第二容置空間內(nèi)。
基于上述，本實施例的三維柵格控制式液晶透鏡的多層有源元件陣列主要是采用 立體堆疊結(jié)構(gòu)設(shè)計，意即是堆疊至少二層以上多個有源元件陣列于第一基板上的結(jié)構(gòu)，并 配置相對應的多層液晶層于有源元件陣列上，如此，可通過適當?shù)乜刂剖┯诟饔性丛?列的驅(qū)動電壓，便可控制每層液晶層的液晶分子的轉(zhuǎn)向，而使三維柵格控制式液晶透鏡的 內(nèi)部產(chǎn)生一種相似于漸變型折射率透鏡(Gradient-Index Lens, GRIN Lens)的折射率分 布，而可具有如同凸/凹透鏡的光線聚焦/發(fā)散的調(diào)焦功能。另外，本發(fā)明還提供一種制作 上述三維柵格控制式液晶透鏡的方法。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合所附圖示 作詳細說明如下。


圖IA為本發(fā)明實施例的三維柵格控制式液晶透鏡的局部俯視圖。圖IB是沿圖IA的AA’線所繪示的三維柵格控制式液晶透鏡的局部剖示圖。圖IC為本發(fā)明實施例的三維柵格控制式液晶透鏡的電路示意圖。圖2為本發(fā)明另一實施例的三維柵格控制式液晶透鏡的電路示意圖。圖3A 圖;3K為根據(jù)圖IB所繪示的三維節(jié)點控制式液晶透鏡的局部剖示流程圖。圖4為本發(fā)明再一實施例的三維柵格控制式液晶透鏡的局部俯視圖。主要元件符號說明1000U000a,2000 三維柵格控制式液晶透鏡1020、1020a:柵極控制器1040、1040a 源極控制器1100:第一基板1200 第一有源元件陣列1210、1410、1610 薄膜晶體管1212、1412、1612 柵極1218、1418、1618 有源層1214、1414、1614 源極1216、1416、1616 漏極1220、1420、1620 存儲電容1230、1430、1630 透明電極1240 第一柵極線1240a、1440a、1640a 柵極線1440 第二柵極線1640 第三柵極線1260 第一源極線1260a、1460a、1660a 源極線1460 第二源極線1660 第三源極線1320:第一絕緣層
1340 第一間隙物1400 第二有源元件陣列1520 第二絕緣層1540 第二間隙物1600 第三有源元件陣列1700 第二基板1720:共用電極1840 第三間隙物1920、1940、1960 液晶層L1、L2、L3 第一容置空間Hl 第一貫孔H2 第二貫孔
具體實施例方式圖IA為本發(fā)明實施例的三維柵格控制式液晶透鏡的局部俯視圖，而圖IB是沿圖 IA的AA’線所繪示的三維柵格控制式液晶透鏡的局部剖示圖，圖IC為本發(fā)明實施例的三 維柵格控制式液晶透鏡的電路示意圖。請同時參考圖1A、圖IB與圖1C，本實施例的三維 柵格控制式液晶透鏡1000包括第一基板1100、多個第一有源元件陣列1200、第一絕緣層 1320、多個第一間隙物1340、多個第二有源元件陣列1400、第二絕緣層1520、多個第二間隙 物巧40、多個第三有源元件陣列1600、第二基板1700、多個第三間隙物1840以及多層液晶 層1920、1940、1960。在本實施例中，第一基板1100為透明基板，其例如是玻璃基板。第一有源元件陣列1200配置于第一基板1100上，且每一第一有源元件陣列1200 包括薄膜晶體管1210、存儲電容1220以及電性連接薄膜晶體管1210的透明電極1230，如 圖IB與圖IC所示。在本實施例中，每一薄膜晶體管1210包括柵極1212、有源層1218、源 極1214以及漏極1216，其中漏極1216與透明電極1230實體連接。一般來說，薄膜晶體管1210通常是用來作透明電極的開關(guān)，意即當柵極1212被驅(qū) 動時，源極1214與漏極1216會透過有源層1218彼此電性連接，以使來自源極1214的電壓 信號依序傳遞至漏極1216與透明電極1230。此外，透明電極1230又與存儲電容1220電性 連接，因此可對存儲電容1220進行充放電。在本實施例中，存儲電容1220的電極1222與 柵極1212屬于同一膜層，而存儲電容1220的另一電極12M與源極1214或漏極1216屬于 同一膜層。第一絕緣層1320位于第一有源元件陣列1200之上，且第一間隙物1340配置于第 一基板1100上并支撐第一絕緣層1320，以使第一絕緣層1320與第一有源元件陣列1200 之間具有第一容置空間Li，如圖IB所示。第二有源元件陣列1400配置于第一絕緣層1320 上，且各第二有源元件陣列1400包括薄膜晶體管1410、存儲電容1420以及電性連接薄膜晶 體管1410的透明電極1430。在本實施例中，第一絕緣層1320主要是用來作為第二有源元件陣列1400的基底， 其材料例如是二氧化硅(SiO2)15在實施例中，為了簡化工藝，第一間隙物1340可以是金屬 材料，其詳細說明會于后續(xù)的工藝方法提及。在另一實施例中，第一間隙物1340也可以是其他適當?shù)牟牧?，如有機材料、無機材料或絕緣材料。需要說明的是，圖IB所繪示的第一間 隙物1340位于第一基板1100上，且位于存儲電容1220的附近，而采用虛線繪示。另外，每一第二有源元件陣列1400包括薄膜晶體管1410、存儲電容1420以及電 性連接薄膜晶體管1410的透明電極1430，如圖IB與圖IC所示。在本實施例中，薄膜晶體 管1410包括柵極1412、有源層1418、源極1414以及漏極1416，其中漏極1416與透明電極 1430實體連接。同樣地，薄膜晶體管1410通常是用來作透明電極1430的開關(guān)，意即當柵 極1412被驅(qū)動時，源極1414與漏極1416會透過有源層1418彼此電性連接，以使來自源極 1414的電壓信號依序傳遞至漏極1416與透明電極1430。此外，透明電極1430又與存儲 電容1420電性連接，因此可對存儲電容1420進行充放電。同樣地，在本實施例中，存儲電 容1420的電極1422與柵極1412屬于同一膜層，而存儲電容1420的另一電極14M與源極 1414或漏極1416屬于同一膜層。第二絕緣層1520位于第二有源元件陣列1400之上，且多個第二間隙物1540配置 于第一絕緣層1320上并支撐第二絕緣層1520，以使第二絕緣層1520與第二有源元件陣列 1400之間具有第二容置空間L2，如圖IB所示。第三有源元件陣列1600配置于第二絕緣層 1520上，且各第三有源元件陣列1600包括薄膜晶體管1610、存儲電容1620以及電性連接 薄膜晶體管1610的透明電極1630。在本實施例中，第二絕緣層1520主要是用來作為第三有源元件陣列1600的基底， 其材料例如是二氧化硅(SiO2)。同樣地，為了簡化工藝，第二間隙物1540可以是金屬材料， 其詳細說明會于后續(xù)的工藝方法提及。在另一實施例中，第二間隙物1540也可以是其他適 當?shù)牟牧?，如有機材料、無機材料或絕緣材料。需要說明的是，圖IB所繪示的第二間隙物 1540位于第一絕緣層1320上，并位于存儲電容1420的附近，而采用虛線繪示。另外，每一第三有源元件陣列1600包括薄膜晶體管1610、存儲電容1620以及電性 連接薄膜晶體管1610的透明電極1630，如圖IB與圖IC所示。在本實施例中，每一薄膜晶 體管1610包括柵極1612、有源層1618、源極1614以及漏極1616，其中漏極1616與透明電 極1630實體連接。同樣地，薄膜晶體管1610通常是用來作透明電極1630的開關(guān)，意即當 柵極1612被驅(qū)動時，源極1614與漏極1616會透過有源層1618彼此電性連接，以使來自源 極1614的電壓信號依序傳遞至漏極1616與透明電極1630。此外，透明電極1630又與存儲 電容1620電性連接，因此可對存儲電容1620進行充放電。相同地，在本實施例中，存儲電 容1620的電極1622與柵極1612屬于同一膜層，而存儲電容1620的另一電極16M與源極 1614或漏極1616屬于同一膜層。需要說明的是，上述的薄膜晶體管1210、1410、1610主要是以底柵極薄膜晶體管 (bottom-gate TFTs)作為舉例說明，如圖IB所示。然而，在另一未繪示的實施例中，上述的 薄膜晶體管也可以是采用頂柵極薄膜晶體管(top-gate TFTs)的設(shè)計。換言之，薄膜晶體 管可根據(jù)使用者的需求與設(shè)計，而采用其他適當?shù)谋∧ぞw管結(jié)構(gòu)，本發(fā)明并不特別限定 薄膜晶體管的種類。請繼續(xù)參考圖1A、圖IB與圖1C，第二基板1700配置有共用電極1720并位于第一 基板1100的對向，且共用電極1720位于第二基板1700與第三有源元件陣列1600之間。第 三間隙物1840配置于第二絕緣層1520上并支撐第二基板1700，以使第二基板1700與第 三有源元件陣列1600之間具有第三容置空間L3。在本實施例中，第二基板1700為透明基板，其例如是玻璃基板。在本實施例中，第三間隙物1840也可以是有機材料、無機材料或絕 緣材料。需要說明的是，圖IB所繪示的第三間隙物1840位于第二絕緣層1520上，并位于 存儲電容1620的附近，而采用虛線繪示。另外，液晶層1920、1940、1960分別配置于第一容置空間Li、第二容置空間L2與第 三容置空間L3內(nèi)，如圖IB所示。詳細而言，當?shù)谝?、第二、第三有源元件陣?200、1400、 1600分別被驅(qū)動時，則位于第一容置空間Li、第二容置空間L2與第三容置空間L3內(nèi)的液 晶分子便會受電場效應而產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，從而造成其整體的等效折射率產(chǎn)生變化。因此，適當?shù)?控制施于第一、第二、第三有源元件陣列1200、1400、1600的驅(qū)動電壓，可使得三維柵格控 制式液晶透鏡1000的內(nèi)部產(chǎn)生一種相似于漸變型折射率透鏡(Gradient-Index Lens,GRIN Lens)的折射率分布，進而可具有如同凸/凹透鏡的光線聚焦/發(fā)散的調(diào)焦功能。換言之，本實施例的三維柵格控制式液晶透鏡1000主要是通過控制位于第一容 置空間Li、第二容置空間L2與第三容置空間L3內(nèi)的液晶分子轉(zhuǎn)向，造成三維柵格控制式液 晶透鏡1000內(nèi)部空間的折射率分布呈現(xiàn)漸變型折射率透鏡的折射率分布，而可具有光線 調(diào)焦的功能。在本實施例中，第一基板1100上更配置有多條第一、第二、第三柵極線1M0、 1440、1640以及多條第一、第二、第三源極線1沈0、1460、1660，如圖IA與圖IC所示。詳細 而言，第一柵極線1240與第一源極線1260分別電性連接第一有源元件陣列1200的薄膜晶 體管1210的柵極1212與源極1214。第二柵極線1440與第二源極線1460分別透過第一貫 孔Hl電性連接至第二有源元件陣列1400的薄膜晶體管1410的柵極1412與源極1414。第 三柵極線1640與第三源極線1660分別透過第二貫孔H2電性連接第三有源元件陣列1600 的薄膜晶體管1610的柵極1612與源極1614。換言之，通過施加驅(qū)動電壓至位于第一基板1100上的多條第一、第二、第三柵極 線1240、1440、1640以及多條第一、第二、第三源極線1洸0、1460、1660，即可分別控制并驅(qū) 動位于第一基板1100上的第一有源元件陣列1200、位于第一絕緣層1320上的第二有源元 件陣列1400、以及位于第二絕緣層1520上的第二有源元件陣列1600，進而可分別控制液晶 層1920、1940、1960內(nèi)部液晶分子的偏轉(zhuǎn)角度。在本實施例中，三維柵格控制式液晶透鏡1000還包括柵極控制器1020以及源極 控制器1040，如圖IC所示。柵極控制器1020分別電性連接第一、第二、第三柵極線1M0、 1440、1640，而源極控制器1040分別電性連接第一、第二、第三源極線1260、1460、1660。在 本實施例中，柵極控制器1020適于分別輸出掃描信號至每一柵極1212、1412、1612，而源極 控制器1040適于分別輸出數(shù)據(jù)信號于每一源極1214、1414、1614。在實施例中，柵極控制器 1020與源極控制器1040可以是整合于第一基板1100上，或是采用外接式電性連接第一、第 二、第三柵極線1240、1440、1640與第一、第二、第三源極線1沈0、1460、1660，上述僅為舉例 說明，但不僅限于此。一般來說，三維柵格控制式液晶透鏡1000還包括膠框(未繪示)，以將第一基板 1100與第二基板1700貼合。膠框通常是配置于第一基板1100或第二基板1700的周圍，并 位于第一基板1100與第二基板1700之間。在本實施例中，膠框可以是使用薄膜晶體管的 顯示面板常用的膠框或是其他適當?shù)哪z框。在另一實施例中，上述的柵極線與源極線也可以不采用拉線的方式，而可分別地位于各自的膜層上，如圖2所繪示的三維柵格控制式液晶透鏡1000a。三維柵格控制式液 晶透鏡1000a與上述的三維柵格控制式液晶透鏡1000結(jié)構(gòu)相似，二者不同處在于，每一第 一、第二、第三有源元件陣列1200、1400、1600還包括柵極線1240a、1440a、1640a以及源極 線1260a、1460a、1660a，其中柵極線1440a與源極線1460a位于第一絕緣層1320上，而柵極 線1640a與源極線1660a位于第二絕緣層1520上。詳細而言，在第一基板1100上，柵極線1240a與源極線1260a交錯，且柵極線 IMOa與源極線U60a分別電性連接薄膜晶體管1210的柵極1212與源極1214。在第一絕 緣層1320上，柵極線1440a與源極線1460a交錯，且柵極線1440a與源極線1460a分別電性 連接薄膜晶體管1410的柵極1412與源極1414。在第二絕緣層1520上，柵極線1640與源 極線1660交錯，且柵極線1640與源極線1660分別電性連接薄膜晶體管1610的柵極1612 與源極1614。在圖2中，三維柵格控制式液晶透鏡1000a還包括柵極控制器1020a以及源極控 制器1040a。柵極控制器1020a分別電性連接第一、第二、第三有源元件陣列1200、1400、 1600的柵極線1240a、1440a、1640a，而源極控制器1040a分別電性連接第一、第二、第三有 源元件陣列1200、1400、1600的源極線1260a、1460a、1660a。在本實施例中，由于柵極線 1240a、1440a、1640a屬于不同膜層，而源極線1260a、1460a、1660a也屬于不同膜層，因此， 柵極控制器1020a以及源極控制器1040a可使用例如對位工藝，以分別電性連接柵極線 1240a、1440a、1640a 與源極線 1240a、1440a、1640a，如圖 2 所示。另外，在三維柵格控制式液晶透鏡1000、1000a中，第一有源元件陣列1200的透明 電極1230上、第二有源元件陣列1400的透明電極1430上、第三有源元件陣列1600的透明 電極1630上與共用電極1720上還配置有配向?qū)?未繪示)，如此便可分別對上述的液晶層 1920、1940、1960 進行配向。承上述結(jié)構(gòu)可知，本實施例的三維節(jié)點控制式液晶透鏡1000、1000a主要是通過 堆疊多層有源元件陣列1200、1400、1600于第一基板1100上，并灌注液晶分子于有源元件 陣列1200、1400、1600上，而形成一種立體式三層液晶層結(jié)構(gòu)。如此可通過驅(qū)動有源元件陣 列1200、1400、1600，而可分別控制每一層液晶層的偏轉(zhuǎn)程度，使得三維節(jié)點控制式液晶透 鏡1000、1000a的內(nèi)部折射率呈現(xiàn)相似于漸變型折射率透鏡的折射率分布，而可具有如同 凸/凹透鏡的光線聚焦/發(fā)散的功能，且并具有電控調(diào)焦的功能。另外，本發(fā)明還提出一種制作上述三維柵格控制式液晶透鏡1000的方法，其說明 如下。圖3A 圖;3K為根據(jù)圖IB所繪示的三維節(jié)點控制式液晶透鏡的局部剖示流程圖。 請先參考圖3Α，首先，提供上述的第一基板1100，并于第一基板1100上形成上述的柵極 1212與上述存儲電容1220的電極1222。在本實施例中，形成柵極1212與電極1222的方 式例如是采用傳統(tǒng)的光刻蝕刻工藝。詳細而言，可先于第一基板1100上全面形成導電材料 (未繪示)，而后再使用光刻蝕刻工藝圖案化導電材料以形成如圖3Α繪示的柵極1212與電 極 1222。接著，形成柵絕緣層1211于第一基板1100上以覆蓋柵極1212與存儲電容1220 的電極1222，并形成圖案化半導體層1213于柵極1212上方的柵絕緣層1211上，如圖所 示。在本實施例中，形成柵絕緣層1211的方法例如是使用化學氣相沉積法。一般而言，此柵絕緣層1211通常是二氧化硅，當然，柵絕緣層1211的材料也可以是其他種類的絕緣物質(zhì)。 另外，形成圖案化半導體層1213的方法例如是全面形成半導體材料層(未繪示)，而后再使 用光刻蝕刻工藝圖案化半導體材料以形成如圖3B所繪示的圖案化半導體層1213。在本實 施例中，圖案化半導體層1213例如堆疊有非晶硅層1213a與N型摻雜非晶硅層1213b，如圖 3B所示。然后，形成上述的有源層1218于柵極1212上方的柵絕緣層1211上，并形成圖案 化金屬層1215于有源層1218與存儲電容1220的電極1222上方，以形成上述的源極1214、 漏極1216以及位于存儲電容1220的電極1222上方的另一電極1224，如圖3C所示。在本 實施例中，有源層1218與圖案化金屬層1215可同時形成。詳細而言，于完成圖:3B的步驟， 接著形成金屬材料層(未繪示)于第一基板1100上，而后使用光刻蝕刻工藝以同時圖案化 金屬材料層與圖案化半導體層1213，以形成如圖3C所繪示的有源層1218、源極1214、漏極 1216以及電極12240接著，形成保護層1217于第一基板1100以覆蓋源極1214、漏極1216以及存儲電 容1220的另一電極1224，其中保護層1217具有多個開口 1217a以分別暴露部分漏極1216 以及部分電極1224，如圖3D所繪示。在本實施例中，形成保護層1217的方式例如是使用化 學氣相沉積法全面地沉積保護材料層(未繪示)于第一基板1100上，而后，再使用光刻蝕 刻工藝圖案化保護材料層以形成如圖3D所繪示的保護層1217。然后，形成透明導電材料1219于保護層1217上，以形成上述的透明電極1230，其 中透明電極1230透過開口 1217a分別電性連接漏極1216以及存儲電容1220的電極1224， 如圖3E所繪示。在本實施例中，形成透明導電材料1219的方法例如是使用化學氣相沉積 法或是其他適當工藝。而后，圖案化透明導電材料1219以形成如圖3E所繪示的透明電極 1230。至此則完成上述第一有源元件陣列1200形成于第一基板1100上的步驟。接著，形成第一介電層1360于第一基板1100上，以覆蓋上述完成的第一有源元 件陣列1200，并圖案化第一介電層1360以形成上述多個暴露出第一基板1100的第一貫孔 H1，如圖3F所示。在本實施例中，第一介電層1360的材料例如是低介電常數(shù)(low-k)的介 電質(zhì)，且形成第一介電層1360的方式例如是使用旋轉(zhuǎn)涂布法。而圖案化第一介電層1360 的方式例如是使用曝光顯影工藝以形成如圖3F所繪示的第一貫孔HI。然后，填入第一間隙材料(未繪示)于第一貫孔Hl中，以形成上述多個第一間隙 物1340于第一基板1100上，如圖3G所示。在本實施例中，第一間隙物1340可以是金屬材 料、有機材料或無機材料，且這些第一間隙物1340主要是用來支撐后續(xù)工藝所形成的上述 第一絕緣層1320。在未繪示的實施例中，若第一基板1100上形成有前述多個第一、第二、第 三柵極線1240、1440、1640與第一、第二、第三源極線1260、1460、1660時，則部分第一間隙 物1340會分別電性連接于第二柵極線1440與第二源極線1460，用以電性橋接位于第一絕 緣層1320上的第二有源元件陣列1400，此時第一間隙物1340的材料為金屬材料。請繼續(xù)參考圖3G，于完成上述步驟后，形成前述的第一絕緣層1320于第一介電層 1360上，并圖案化第一絕緣層1320以暴露出部分電性連接第二柵極線1440與第二源極線 1460的第一間隙物1340，其中至少部分的第一間隙物1340會支撐第一絕緣層1320。在如 圖2所繪示的實施例中，也可不圖案化第一絕緣層1320，意即是不將位于第一絕緣層1320 上的柵極線與源極線拉線至第一基板1100上，此部分可參考前述圖2所提及的內(nèi)容，在此不再贅述。另外，第一絕緣層1320的材料例如是二氧化硅(SiO2),而其形成方法例如是使 用化學氣相沉積法。而后，重復前述圖3A至3E所提及的制作方法，而于第一絕緣層1320上形成多個 前述的第二有源元件陣列1400，如圖;3H所示。其中相關(guān)工藝技術(shù)，本領(lǐng)域的通常知識者在 參考圖3A至3E所提及的制作方法后，當可理解第二有源元件陣列1400的形成方式，在此 便不再重復贅述。于完成第二有源元件陣列1400形成于第一絕緣層1320上的步驟后，再參考圖3F 至圖3G所提及的方法以形成覆蓋第二有源元件陣列1400的第二介電層1560于第一絕緣 層1320上，以及形成前述的第二間隙物1540與第二絕緣層1520，其中第二絕緣層1520被 部分的第二間隙物1540所支撐，如圖31所示。其中相關(guān)工藝，于本領(lǐng)域的通常知識者在參 考3F至圖3G所提及的制作方法后，當可理解第二介電層1560、第二間隙物1540與第二絕 緣層1520的形成方式，在此便不再重復贅述。在實施例中，部分的第二間隙物1540可分別 電性連接于第三柵極線1640與第三源極線1660，用以電性橋接后續(xù)步驟所形成的位于第 二絕緣層1520上的第三有源元件陣列1600，此時第二間隙物1540的材料為金屬材料。之后，依序重復前述圖3A至3G所提及的制作方法，同樣地可于第二絕緣層1520 上形成多個前述的第三有源元件陣列1600、覆蓋于第三有源元件陣列1600的第三介電層 I860以及多個前述的第三間隙物1840，如圖3J所示。其中相關(guān)工藝技術(shù)，本領(lǐng)域的通常知 識者在參考圖3A至3G所提及的制作方法后，當可理解第三有源元件陣列1600、第三介電層 I860以及第三間隙物1840的形成方式，在此便不再重復贅述。接著，將完成上述步驟的第一基板1100與前述的第二基板1700組裝，并移除上述 的第一介電層1360、第二介電層1560與第三介電層1860，以分別于第一絕緣層1320與第 一有源元件陣列1200之間形成前述的第一容置空間Li、于第二絕緣層1520與第二有源元 件陣列1400之間形成第二容置空間L2、以及于第二基板1700與第三有源元件陣列1600之 間形成第三容置空間L3，如圖I所示。在本實施例中，移除介電層1360、1560、1860的方式 可以使用清洗工藝以同時移除。另外，組裝第一基板1100與第二基板1700的方式，可使用 膠著劑(未繪示)設(shè)置于第一基板1100、第二基板1700中的至少一個的周邊上，并將基板 1100、1700對位與貼合，而后當膠著劑固化后即形成前述的膠框。在本實施例中，膠框例如 是采用封裝液晶顯示面板(LCD panel)的膠框技術(shù)，或是其他適當?shù)哪z框技術(shù)與材料。而后，注入液晶材料(未繪示)于第一基板1100與第二基板1700之間，以形成上 述多層液晶層1920、1940、1960，如圖IB所示，其中液晶層1920、1940、1960分別位于第一容 置空間Li、第二容置空間L2與第三容置空間L3內(nèi)。在本實施例中，形成液晶層1920、1940、 1960的方法可以是采用真空注入法或滴下式注入法(One Drop Filling, ODF)。至此大致 完成如圖IB所繪示的三維柵格控制式液晶透鏡1000。需要說明的是，在形成上述的柵極1212、1412、1612的步驟時，還可同時形成相對 應的柵極線(未標示)，而在形成上述的源極1214、1414、1614的步驟時，還可同時形成相 對應的源極線(未標示)，其中相對應的柵極線會電性連接柵極1212、1412、1612，源極線電 性連接源極1214、1414、1614，而柵極線與源極線交錯。在實施例中，位于第一絕緣層1320 上的柵極線與源極線可分別透過部分前述的第一貫孔Hl而延伸至第一基板。而位于第二 絕緣層1520上的柵極線與源極線可分別透過部分前述的第二貫孔H2而延伸至第一基板1100。另外，在實施中，上述的制作方法還可以包括在進行上述的過程中分別形成配向 層(未繪示)于第一有源元件陣列1200的透明電極1230上、第二有源元件陣列1400的透 明電極1430上、第三有源元件陣列1600的透明電極1630上與共用電極1720上，以分別對 前述的液晶層1920、1940、1960進行配向。需要注意的是，前述液晶層1920、1940、1960的注入方式，可先采用液注式液晶注 入法(One Drop Filling, 0DF)達成，而后再行膠合組裝第一基板1100與第二基板1700。 換言之，圖3A 圖;3K的制作順序亦可視使用者的需求而略做調(diào)整，非僅以此為限。基于上述概念，本發(fā)明還可提出一種三維柵格控制式液晶透鏡2000，其相較三維 柵格控制式液晶透鏡1000的三層有源元件陣列的結(jié)構(gòu)，三維柵格控制式液晶透鏡2000為 二層有源元件陣列的結(jié)構(gòu)，其說明如下。請參考圖4，三維柵格控制式液晶透鏡2000包括前述的第一基板1100、多個前述 的第一有源元件陣列1200、前述的第一絕緣層1320、多個前述的第一間隙物1340、多個前 述的第二有源元件陣列1400、前述的第二基板1700、多個前述的第二間隙物1540以及多 層前述的液晶層1920、1940。在本實施例中，三維柵格控制式液晶透鏡2000的結(jié)構(gòu)是采 用雙層有源元件陣列1200、1400的堆疊結(jié)構(gòu)，其配置方式相似于三維柵格控制式液晶透鏡 1000，可參考前述的說明，在此不再贅述。三維柵格控制式液晶透鏡2000可通過施加驅(qū)動電壓于位于第一基板1100上的第 一有源元件陣列1200以及位于第一絕緣層1320上的第二有源元件陣列1400，因此同樣可 造成三維柵格控制式液晶透鏡2000內(nèi)部的液晶層1920、1940的等效折射率分布相似于漸 變型折射率透鏡(Gradient-Index Lens, GRIN Lens)的折射率分布，并具有三維柵格控制 式液晶透鏡1000所提及的優(yōu)點，如電控調(diào)焦的光學功能。需要說明的是，三維柵格控制式液晶透鏡所堆疊的多層有源元件陣列的數(shù) 目，并不止限于前述二層或三層結(jié)構(gòu)，在其他實施例中，其所堆疊的層數(shù)可以是超過三 層。一般來說，其層數(shù)越多，其所形成的折射率分布更可趨近理想的漸變型折射率透鏡 (Gradient-Index Lens, GRIN Lens)，而具有優(yōu)選的光學調(diào)焦或成像品質(zhì)。要注意的是，層 數(shù)越多，其整體穿透率相對會下降，且其成本亦會提高，因此，本發(fā)明所提及的三維柵格控 制式液晶透鏡的概念，其有源元件陣列堆疊的層數(shù)視使用者的需求而定，并不僅限于前述 所提及的二層或三層結(jié)構(gòu)。綜上所述，本發(fā)明的三維柵格控制式液晶透鏡主要是堆疊至少二層以上多個有源 元件陣列于第一基板上的結(jié)構(gòu)，并配置相對應的多層液晶層于有源元件陣列上，如此，通過 適當?shù)乜刂剖┯诟饔性丛嚵械尿?qū)動電壓，便可控制每層液晶層的液晶分子的轉(zhuǎn)向，而 使三維柵格控制式液晶透鏡的內(nèi)部產(chǎn)生一種相似于漸變型折射率透鏡(Gradient-Index Lens,GRIN Lens)的折射率分布，而可具有如同凸/凹透鏡的光線聚焦/發(fā)散的調(diào)焦功能。 另外，本發(fā)明還提供一種制作上述三維柵格控制式液晶透鏡的方法。雖然本發(fā)明已以實施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域 中普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作許的更動與潤飾，故本發(fā)明的保 護范圍當視后附的權(quán)利要求所界定者為準。
權(quán)利要求
1.一種三維柵格控制式液晶透鏡，包括第一基板；多個第一有源元件陣列，配置于該第一基板上，且所述多個第一有源元件陣列的每個 包括薄膜晶體管、存儲電容以及電性連接該薄膜晶體管的透明電極； 第一絕緣層，位于所述多個第一有源元件陣列之上；多個第一間隙物，配置于該第一基板上并支撐該第一絕緣層，以使該第一絕緣層與所 述多個第一有源元件陣列之間具有第一容置空間；多個第二有源元件陣列，配置于該第一絕緣層上，且所述多個第二有源元件陣列的每 個包括薄膜晶體管、存儲電容以及電性連接該薄膜晶體管的透明電極； 第二絕緣層，位于所述多個第二有源元件陣列之上；多個第二間隙物，配置于該第一絕緣層上并支撐該第二絕緣層，以使該第二絕緣層與 所述多個第二有源元件陣列之間具有第二容置空間；多個第三有源元件陣列，配置于該第二絕緣層上，且所述多個第三有源元件陣列的每 個包括薄膜晶體管、存儲電容以及電性連接該薄膜晶體管的透明電極；第二基板，配置有共用電極并位于該第一基板的對向，且該共用電極位于該第二基板 與該第三有源元件陣列之間；多個第三間隙物，配置于該第二絕緣層上并支撐該第二基板，以使該第二基板與所述 多個第三有源元件陣列之間具有第三容置空間；以及多層液晶層，分別配置于該第一容置空間、該第二容置空間與該第三容置空間內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的三維柵格控制式液晶透鏡，其中所述多個第一、第二、第三有源 元件陣列的每個還包括柵極線以及源極線，該柵極線與該源極線交錯，且該柵極線電性連 接該薄膜晶體管的柵極，該源極線電性連接該薄膜晶體管的源極。
3.如權(quán)利要求2所述的三維柵格控制式液晶透鏡，還包括柵極控制器以及源極控制 器，該柵極控制器分別電性連接該第一、第二、第三有源元件陣列的該柵極線，而該源極控 制器分別電性連接該第一、第二、第三有源元件陣列的該源極線。
4.如權(quán)利要求1所述的三維柵格控制式液晶透鏡，其中該第一基板上還配置有多條第 一、第二、第三柵極線以及多條第一、第二、第三源極線，其中該第一柵極線與該第一源極線 分別電性連接該第一有源元件陣列的該薄膜晶體管的柵極與源極，該第二柵極線與該第二 源極線分別透過第一貫孔電性連接該第二有源元件陣列的該薄膜晶體管的柵極與源極，該 第三柵極線與該第三源極線分別透過第二貫孔電性連接該第三有源元件陣列的該薄膜晶 體管的柵極與源極。
5.如權(quán)利要求4所述的三維柵格控制式液晶透鏡，還包括柵極控制器以及源極控制 器，該柵極控制器分別電性連接所述多個第一、第二、第三柵極線，而該源極控制器分別電 性連接所述多個第一、第二、第三源極線。
6.如權(quán)利要求1所述的三維柵格控制式液晶透鏡，其中所述多個第一、第二、第三有源 元件陣列的所述多個薄膜晶體管至少包括柵極、有源層、源極以及漏極，該漏極與該透明電 極實體連接，且當該柵極被驅(qū)動時，該源極與該漏極透過該有源層彼此電性連接。
7.如權(quán)利要求6所述的三維柵格控制式液晶透鏡，其中所述多個存儲電容的每個的電 極與該柵極屬于同一膜層，而所述多個存儲電容的每個的另一電極與源極或漏極屬于同一膜層。
8.如權(quán)利要求1所述的三維柵格控制式液晶透鏡，還包括膠框，配置于該第一基板或 該第二基板的周圍并位于該第一基板與該第二基板之間。
9.如權(quán)利要求1所述的三維柵格控制式液晶透鏡，其中該第一基板與該第二基板為透 明基板。
10.如權(quán)利要求1所述的三維柵格控制式液晶透鏡，其中所述多個第一間隙物與所述 多個第二間隙物的材料為金屬。
11.如權(quán)利要求1所述的三維柵格控制式液晶透鏡，其中該第一有源元件陣列的該透 明電極上、該第二有源元件陣列的該透明電極上、該第三有源元件陣列的該透明電極上與 該共用電極上還配置有配向?qū)?，以分別對所述多個液晶層進行配向。
12.—種三維柵格控制式液晶透鏡的制造方法，包括 提供第一基板；形成多個第一有源元件陣列于該第一基板上，其中所述多個第一有源元件陣列的每個 包括薄膜晶體管、存儲電容以及電性連接該薄膜晶體管的透明電極；形成第一介電層于該第一基板上，以覆蓋所述多個第一有源元件陣列； 圖案化該第一介電層以形成暴露出該第一基板的多個第一貫孔； 填入第一間隙材料于所述多個第一貫孔中，以形成多個第一間隙物于該第一基板上； 形成第一絕緣層于該第一介電層上，其中所述多個第一間隙物支撐該第一絕緣層； 形成多個第二有源元件陣列于該第一絕緣層上，其中所述多個第二有源元件陣列的每 個包括薄膜晶體管、存儲電容以及電性連接該薄膜晶體管的透明電極；形成第二介電層于該第一絕緣層上，以覆蓋所述多個第二有源元件陣列；圖案化該第二介電層以形成暴露出該第一絕緣層的多個第二貫孔；填入第二間隙材料于所述多個第二貫孔中，以形成多個第二間隙物于該第一絕緣層上；形成第二絕緣層于該第二介電層上，其中所述多個第二間隙物支撐該第二絕緣層； 形成多個第三有源元件陣列于該第二絕緣層上，其中所述多個第三有源元件陣列的每 個包括薄膜晶體管、存儲電容以及電性連接該薄膜晶體管的透明電極；形成第三介電層于該第二絕緣層上，以覆蓋所述多個第三有源元件陣列；圖案化該第三介電層以形成暴露出該第一絕緣層的多個第三貫孔；填入第三間隙材料于所述多個第三貫孔中，以形成多個第三間隙物于該第二絕緣層上；組裝該第一基板與第二基板；移除該第一介電層、該第二介電層與該第三介電層，以分別于該第一絕緣層與所述多 個第一有源元件陣列之間形成第一容置空間、于該第二絕緣層與所述多個第二有源元件陣 列之間形成第二容置空間、以及于該第二基板與所述多個第三有源元件陣列之間形成第三 容置空間；以及注入液晶材料于該第一基板與該第二基板之間，以形成多層液晶層，其中所述多個液 晶層分別位于該第一容置空間、該第二容置空間與該第三容置空間內(nèi)，且該第二基板上配 置有共用電極，而該共用電極位于該第二基板與該第三有源元件陣列之間。
13.如權(quán)利要求12所述的三維柵格控制式液晶透鏡的制造方法，其中形成所述多個第 一有源元件陣列的每個的方法包括形成柵極與該存儲電容的電極于該第一基板上；形成柵絕緣層于該第一基板上以覆蓋該柵極與該存儲電容的該電極；形成有源層于該柵極上方的該柵絕緣層上；形成圖案化金屬層于該有源層與該存儲電容的該電極上方，以形成源極、漏極以及位 于該存儲電容的該電極上方的另一電極；形成保護層于該第一基板上以覆蓋該源極、該漏極以及該存儲電容的該另一電極，其 中該保護層具有多個開口以分別暴露部分該漏極以及部分該另一電極；以及形成透明導電材料于該保護層上，以形成該透明電極，其中該透明電極透過所述多個 開口分別電性連接該漏極以及該存儲電容的該另一電極。
14.如權(quán)利要求13所述的三維柵格控制式液晶透鏡的制造方法，其中在形成該柵極時 還同時形成柵極線，以及在形成該源極時還同時形成源極線，該柵極線電性連接該柵極，該 源極線電性連接該源極，而該柵極線與該源極線交錯。
15.如權(quán)利要求12所述的三維柵格控制式液晶透鏡的制造方法，其中形成所述多個第 二有源元件陣列的每個的方法包括形成柵極與該存儲電容的電極于該第一絕緣層上； 形成柵絕緣層于該第一絕緣層上以覆蓋該柵極與該存儲電容的該電極； 形成有源層于該柵極上方的該柵絕緣層上；形成圖案化金屬層于該有源層與該存儲電容的該電極上方，以形成源極、漏極以及位 于該存儲電容的該電極上方的另一電極；形成保護層于該第一絕緣層上以覆蓋該源極、該漏極以及該存儲電容的該另一電極， 其中該保護層具有多個開口以分別暴露部分該漏極以及部分該另一電極；以及形成透明導電材料于該保護層上，以形成該透明電極，其中該透明電極透過所述多個 開口分別電性連接該漏極以及該存儲電容的該另一電極。
16.如權(quán)利要求15所述的三維柵格控制式液晶透鏡的制造方法，其中在形成該柵極時 還同時形成柵極線，以及在形成該源極時還同時形成源極線，該柵極線電性連接該柵極，該 源極線電性連接該源極，而該柵極線與該源極線分別透過部分所述多個第一貫孔而延伸至 該第一基板。
17.如權(quán)利要求12所述的三維柵格控制式液晶透鏡的制造方法，其中形成所述多個第 三有源元件陣列的每個的方法包括形成柵極與該存儲電容的電極于該第二絕緣層上； 形成柵絕緣層于該第二絕緣層上以覆蓋該柵極與該存儲電容的該電極； 形成有源層于該柵極上方的該柵絕緣層上；形成圖案化金屬層于該有源層與該存儲電容的該電極上方，以形成源極、漏極以及位 于該存儲電容的該電極上方的另一電極；形成保護層于該第二絕緣層上以覆蓋該源極、該漏極以及該存儲電容的該另一電極， 其中該保護層具有多個開口以分別暴露部分該漏極以及部分該另一電極；以及形成透明導電材料于該保護層上，以形成該透明電極，其中該透明電極透過所述多個開口分別電性連接該漏極以及該存儲電容的該另一電極。
18.如權(quán)利要求17所述的三維柵格控制式液晶透鏡的制造方法，其中在形成該柵極時 還同時形成柵極線，以及在形成該源極時還同時形成源極線，該柵極線電性連接該柵極，該 源極線電性連接該源極，而該柵極線與該源極線分別透過部分所述多個第二貫孔而延伸至該第一基板。
19.如權(quán)利要求12所述的三維柵格控制式液晶透鏡的制造方法，其中所述多個第一間 隙物與所述多個第二間隙物的材料為金屬。
20.如權(quán)利要求12所述的三維柵格控制式液晶透鏡的制造方法，還包括形成膠框于該 第一基板或該第二基板的周圍，且該膠框位于該第一基板與該第二基板之間，用以組裝該 第一基板與該第二基板。
21.如權(quán)利要求12所述的三維柵格控制式液晶透鏡的制造方法，還包括分別形成配向 層于該第一有源元件陣列的該透明電極上、該第二有源元件陣列的該透明電極上、該第三 有源元件陣列的該透明電極上與該共用電極上，以分別對所述多個液晶層進行配向。
22.—種三維柵格控制式液晶透鏡，包括第一基板；多個第一有源元件陣列，配置于該第一基板上，且所述多個第一有源元件陣列的每個 包括薄膜晶體管、存儲電容以及電性連接該薄膜晶體管的透明電極，該透明電極電性連接 該薄膜晶體管；第一絕緣層，位于所述多個第一有源元件陣列之上；多個第一間隙物，配置于該第一基板上并支撐該第一絕緣層，以使該第一絕緣層與所 述多個第一有源元件陣列之間具有第一容置空間；多個第二有源元件陣列，配置于該第一絕緣層上，且所述多個第二有源元件陣列的每 個包括薄膜晶體管、存儲電容以及電性連接該薄膜晶體管的透明電極；第二基板，配置有電極層并位于該第一基板的對向，且該電極層位于該第二基板與該 第二有源元件陣列之間；多個第二間隙物，配置于該第一絕緣層上并支撐該第二基板，以使該第二基板與所述 多個第二有源元件陣列之間具有第二容置空間；以及多層液晶層，分別配置于該第一容置空間與該第二容置空間內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種三維柵格控制式液晶透鏡及其制作方法。該三維柵格控制式液晶透鏡為堆疊至少二層以上多個有源元件陣列于第一基板上的結(jié)構(gòu)，并配置相對應的多層液晶層于有源元件陣列上。然后，適當?shù)乜刂剖┯诟饔性丛嚵械尿?qū)動電壓，便可控制每層液晶層的液晶分子的轉(zhuǎn)向，而使三維柵格控制式液晶透鏡的內(nèi)部產(chǎn)生一種相似于漸變型折射率透鏡的折射率分布，而可具有如同凸/凹透鏡的光線聚焦/發(fā)散的調(diào)焦功能。
文檔編號G02F1/29GK102135693SQ20101000286
公開日2011年7月27日 申請日期2010年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月21日
發(fā)明者張吉龍, 金際遠 申請人:點晶科技股份有限公司