液晶透鏡裝置以及圖像顯示裝置的制造方法
【專利說明】液晶透鏡裝置以及圖像顯示裝置
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]這個申請基于2014年7月9日提交的第2014-141752號日本專利申請,并要求其優先權的權益;其全部內容通過引用被結合于此。
技術領域
[0003]在此描述的實施例大體涉及液晶透鏡裝置以及圖像顯示裝置。
【背景技術】
[0004]已知一種液晶透鏡裝置,其響應于電壓的施加,利用液晶分子的雙折射來改變折射率的分布。已知一種圖像顯示裝置,其包括與圖像顯示單元結合的液晶透鏡裝置。在這個圖像顯示裝置中,液晶光學元件的折射率的分布被改變成在兩種狀態之間切換。在第一狀態下,使得顯示在圖像顯示單元上的圖像直接入射在觀察者的眼睛上。在第二狀態下,使得顯示在圖像顯示單元上的圖像作為多個視差圖像入射在觀察者的眼睛上。這實現了二維圖像顯示操作以及三維圖像顯示操作。在這樣的圖像顯示裝置中,期望高顯示質量。在液晶透鏡裝置中,期望高質量的透鏡功能。
【附圖說明】
[0005]圖1是示意性地顯示根據第一實施例的圖像顯示裝置的截面圖;
[0006]圖2是示意性地顯示根據第一實施例的液晶透鏡裝置的特性的實例的圖;
[0007]圖3A和3B是示意性地顯示根據第一實施例的替代的圖像顯示裝置的一部分的截面圖;
[0008]圖4是示意性地顯示根據第二實施例的圖像顯示裝置的截面圖;以及
[0009]圖5是示意性地顯示根據第三實施例的圖像顯示裝置的截面圖。
【具體實施方式】
[0010]根據一個實施例,一種液晶透鏡裝置包括多個第一電極、第一子電極、第二子電極、相對電極、以及液晶層。第一電極在第一方向上延伸,并且被布置在與第一方向交叉的第二方向上。第一子電極被設置在第一電極中的兩個最接近的第一電極在第二方向上的中心與兩個最接近的第一電極中的一個第一電極之間。第二子電極被設置在該中心與兩個最接近的第一電極中的另一個第一電極之間。相對電極與第一電極、第一子電極、以及第二子電極中的每一個相對。液晶層被設置在第一電極與相對電極之間,第一子電極與相對電極之間、以及第二子電極與相對電極之間。兩個最接近的第一電極中的一個第一電極與第一子電極之間的距離以及兩個最接近的第一電極中的另一個第一電極與第二子電極之間的距離比第一電極中的每一個第一電極與相對電極之間的距離長。V2/V1小于等于P2/P1。VI是第一電極中的每一個第一電極與所述相對電極之間的電位差的絕對值。V2是第一子電極與相對電極之間以及第二子電極與相對電極之間的電位差的絕對值。P1是兩個最接近的第一電極之間的距離。P2是第一子電極與第二子電極之間的距離。
[0011]根據另一個實施例,一種圖像顯示裝置包括液晶透鏡裝置以及圖像顯示單元。液晶透鏡裝置包括多個第一電極、第一子電極、第二子電極、相對電極、以及液晶層。第一電極在第一方向上延伸,并且被布置在與第一方向交叉的第二方向上。第一子電極被設置在第一電極中的兩個最接近的第一電極的第二方向上的中心與兩個最接近的第一電極中的一個第一電極之間。第二子電極被設置在該中心與兩個最接近的第一電極中的另一個第一電極之間。相對電極與第一電極、第一子電極、以及第二子電極中的每一個相對。液晶層被設置在第一電極與相對電極之間、第一子電極與相對電極之間、以及第二子電極與相對電極之間。圖像顯示單元在與第一方向和第二方向交叉的第三方向上被堆疊有液晶透鏡裝置,并且包括被配置成輸出包括圖像信息的光的顯示單元。兩個最接近的第一電極中的一個第一電極與第一子電極之間的距離以及兩個最接近的第一電極中的另一個第一電極與第二子電極之間的距離比第一電極中的每一個第一電極與相對電極之間的距離長。V2/V1小于等于P2/P1。VI是第一電極中的每一個第一電極與相對電極之間的電位差的絕對值。V2是第一子電極與相對電極之間以及第二子電極與相對電極之間的電位差的絕對值。P1是兩個最接近的第一電極之間的距離。P2是第一子電極與第二子電極之間的距離。
[0012]以下將參考附圖描述各種實施例。
[0013]附圖是示意性的或者概念上的。例如,每一個部分的厚度與寬度之間的關系,以及各部分之間的尺寸比例不是必須與實際上的那些相同。此外,取決于附圖,相同的部分可以以不同的尺寸或者比例被顯示。
[0014]在這個說明書及附圖中,與參考較早的圖被早先描述的部件類似的部件以相同的參考數字來標記,并且適當地省略其的詳細說明。
[0015](第一實施例)
[0016]圖1是示意性地顯示根據第一實施例的圖像顯示裝置的截面圖。
[0017]如圖1所示,根據這個實施例的圖像顯示裝置311包括液晶透鏡裝置211以及圖像顯示單元80。圖像顯示單元80顯示圖像。圖像顯示單元80可以是任意的顯示裝置。例如,圖像顯示單元80例如可以是液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置、或者等離子顯示器。
[0018]液晶透鏡裝置211包括液晶光學元件111以及驅動器70。例如,液晶光學元件111被設置在圖像顯示單元80上。液晶光學元件111例如用作液晶GRIN透鏡(梯度折射率透鏡)。液晶光學元件111的折射率的分布是可變的。折射率的分布的一個狀態對應于第一狀態,在第一狀態中,使得顯示在圖像顯示單元80上的圖像直接入射在觀察者的眼睛上。折射率分布的另一個狀態對應于第二狀態,在第二狀態中,使得顯示在圖像顯示單元80上的圖像作為多個視差圖像入射在觀察者的眼睛上。
[0019]在圖像顯示裝置311中,通過改變液晶光學元件111的折射率的分布,能夠選擇性地切換二維圖像顯示(以下簡稱為2D顯示)和三維圖像顯示(以下簡稱為3D顯示)。3D顯示使得肉眼能夠有立體視覺。
[0020]驅動器70被電連接至液晶光學元件111。驅動器70例如進行液晶光學元件111的第一狀態與第二狀態之間的切換。當進行2D顯示時,驅動器70將液晶光學元件111切換至第一狀態。當進行3D顯示時,驅動器70將液晶光學元件111切換至第二狀態。
[0021]例如通過記錄介質或者外部輸入,圖像顯示單元80被輸入有圖像信號(視頻信號)。圖像顯示單元80顯示對應于被輸入的圖像信號的圖像。當進行2D顯示時,圖像顯示單元80顯示用于2D顯示的圖像。當進行3D顯示時,圖像顯示單元80顯示用于3D顯示的圖像。
[0022]液晶光學元件111包括第一基片單元10u、第二基片單元20u、以及液晶層30。第一基片單元10u包括第一基片10、多個第一電極11、以及多個第二電極12。第一基片10具有第一主面10a。多個第一電極11被設置在第一主面10a上。多個第一電極11中的每一個在第一方向上延伸。多個第一電極11被布置在與第一方向交叉的第二方向上。圖1顯示多個第一電極11中的兩個。多個第一電極11的數目是任意的。
[0023]第一方向被稱為Y軸方向。與第一主面10a平行且與Y軸方向垂直的方向被稱為X軸方向。與X軸方向和Y軸方向垂直的方向被稱為Z軸方向。多個第一電極11被布置在,例如,X軸方向上。在這個實例中,第二方向是X軸方向。第二方向不局限于X軸方向,而可以是與第一方向交叉的任意方向。
[0024]考慮多個第一電極11的兩個最接近的第一電極11。兩個最接近的第一電極11中的一個電極被稱為第一主電極11a。兩個最接近的第一電極11中的另一個電極被稱為第二主電極lib。
[0025]中心軸59存在于兩個最接近的第一電極11 (第一主電極11a和第二主電極lib)之間。當被投射在X-Y平面(與第一主面10a平行的平面)上時,中心軸59穿過連接第一主電極11a的X軸方向上的中心1 lac與第二主電極lib的X軸方向上的中心llbc的線段的中點,并且與Y軸方向平行。
[0026]多個第二電極12被分別設置在第一基片10上的多個第一電極11之間。多個第二電極12在Y軸方向上延伸。多個第二電極12在X軸方向上分別與多個第一電極11間隔開。
[0027]多個第二電極12包括第一子電極12a和第二子電極12b。第一子電極12a被放置在兩個最接近的第一電極11的X軸方向上的中心(中心軸59)與第一主電極11a之間。第二子電極12b被放置在中心軸59與第二主電極lib之間。
[0028]多個第二電極12的第一子電極12a被設置在第一主面10a上的第一主電極11a側上,并且在Y軸方向上延伸。多個第二電極12的第二子電極12b被設置在第一主面10a上的第二主電極lib側上,并且在Y軸方向上延伸。
[0029]第二基片單元20u包括第二基片20以及相對電極21。第二基片20具有相對于第一主面10a的第二主面20a。多個第一電極11以及多個第二電極12各自被設置在第一基片10和第二基片20之間。
[0030]相對電極21被設置在第一基片單元10u和第二基片20之間。換句話說,相對電極21被設