鄭恪亭

本論文進行多區域3D電極結構之大孔徑液晶透鏡的研究，主要包括設計與模擬、液晶透鏡元件製作以及液晶透鏡元件實驗量測與分析三個部分。首先，設定模擬目標的屈光度、孔徑大小及液晶層厚度，並通過梯度折射率透鏡(Gradient-Index Lens, 簡稱GRIN lens)概念計算該透鏡之理論相位分佈，根據菲涅耳透鏡(Fresnel Lens)切分原理，以波長的整數倍切分不同半徑位置上的相位，設計出具有18個區域的3D曲面電極之液晶透鏡。而後使用TechWiz LCD 3D (SANAYI)液晶光學模擬軟體對設計之液晶透鏡進行相位分佈的模擬，並匹配18個電極區域各自所對應之函數，透過匹配結果製作出具有3D結構之模具，並利用NBA107聚合物材料將結構轉印至玻璃基板上，接著將ITO電極均勻濺鍍於結構上形成3D電極，再次使用NBA107將電極凹面處填平，經摩擦配向後與另一具有ITO電極之平面玻璃基板組合，並注入向列型液晶E7完成液晶透鏡元件之製作。最後藉由各項實驗及量測評估此液晶透鏡之實際效果，包含偏光顯微鏡下液晶分子的排列、液晶透鏡之焦距量測、實際變焦效果觀察、反應時間量測、同心圓環觀測、出射光偏振態變化之討論等。藉由分析實驗結果，驗證本研究之液晶透鏡元件可通過施加不同電壓調整其屈光能力，其在施加5 Vpp之電壓時具有最佳屈光度為2.63 D，隨著電壓增加，其屈光度也會隨之下降，結果符合液晶透鏡的調焦理論。