CN102955247A

CN102955247A - 光学元件、光学元件阵列、显示装置及电子设备

Info

Publication number: CN102955247A
Application number: CN2012102728669A
Authority: CN
Inventors: 桐田科
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2011-08-09
Filing date: 2012-08-02
Publication date: 2013-03-06
Also published as: US20130038922A1; JP2013037219A

Abstract

公开了一种光学元件、光学元件阵列、显示装置及电子设备。该光学元件包括：设置成彼此面对的第一电极和第二电极；覆盖第一电极的面对第二电极的表面的绝缘膜，该绝缘膜包括依次叠置的电介质层、离子阻挡层和憎水层；以及包封在绝缘膜和第二电极之间且具有彼此不同的折射率的极性液体和非极性液体。电介质层具有比离子阻挡层的介电常数更大的介电常数，离子阻挡层抑制在极性液体中包含的离子的渗透，以及憎水层处于绝缘膜的最上层且对非极性液体表现出亲和性。

Description

光学元件、光学元件阵列、显示装置及电子设备

技术领域

本公开涉及均利用了电润湿现象的光学元件和光学元件阵列，包括该光学元件阵列的显示装置和包括显示装置的电子设备。

背景技术

此前，已开发了通过电润湿（电毛细）现象执行光学操作的液体光学元件。电润湿是这样一种现象：当在电极和导电液体（极性液体）之间施加电压时，电极表面和极性液体之间的界面能改变，因此极性液体的表面形状改变。

本专利申请的申请人先前提出了一种立体图像显示装置，其包括由利用了电润湿的多个液体光学元件所构成的双凸型透镜。这种立体图像显示装置例如在日本专利特开No.2009-247480中进行了描述。

发明内容

通常，由于电润湿在液体光学元件中加以利用，因此电极的表面被憎水性绝缘膜覆盖。要求憎水性绝缘膜确保期望的绝缘性能（充分抑制漏电流）和形成与极性液体的所期望的接触角。

此外，近来，期望把用较低施加电压的驱动应用于此液体光学元件。为了实现此目的，考虑两点：增大绝缘膜的介电常数，和降低绝缘膜的厚度。

考虑到以上要点已经做出了本公开，因此，期望提供即使在较低的电压下也能够满意地工作并同时确保充分的绝缘性能的光学元件和光学阵列，以及包括光学元件阵列的显示装置和包括显示装置的电子设备。

根据本公开一个实施例的光学元件包括：设置成彼此面对的第一电极和第二电极；覆盖第一电极的面对第二电极的表面的绝缘膜，该绝缘膜包括依次叠置的电介质层、离子阻挡层和憎水层；以及包封在绝缘膜和第二电极之间且具有彼此不同的折射率的极性液体和非极性液体。电介质层具有比离子阻挡层的介电常数更大的介电常数，离子阻挡层抑制在极性液体中包含的离子的渗透，以及憎水层处于绝缘膜的最上层且对非极性液体表现出亲和性。

根据本公开另一实施例的光学元件阵列包括：设置成彼此面对的第一基板和第二基板；竖立在第一基板的面对第二基板的内表面上的分隔壁，该分隔壁把第一基板上方的区域分隔成多个单元区；分别设置在多个单元区的每个中并位于分隔壁的壁表面上以彼此面对的第一电极和第二电极；覆盖第一电极和第二电极的绝缘膜，该绝缘膜包括依次叠置的电介质层、离子阻挡层和憎水层；提供在第二基板的面对第一基板的内表面上的第三电极；以及包封在第一基板和第三电极之间且具有彼此不同的折射率的极性液体和非极性液体。电介质层具有比离子阻挡层的介电常数更大的介电常数，离子阻挡层抑制在极性液体中包含的离子的渗透，以及憎水层对非极性液体表现出亲和性。

根据本公开又一实施例的显示装置包括：显示部分和光学元件阵列，该光学元件阵列包括：设置成彼此面对的第一基板和第二基板；竖立在第一基板的面对第二基板的内表面上的分隔壁，该分隔壁把第一基板上方的区域分隔成多个单元区；分别设置在多个单元区的每个中并位于分隔壁的壁表面上以彼此面对的第一电极和第二电极；覆盖第一电极和第二电极的绝缘膜，该绝缘膜包括依次叠置的电介质层、离子阻挡层和憎水层；提供在第二基板的面对第一基板的内表面上的第三电极；以及包封在第一基板和第三电极之间且具有彼此不同的折射率的极性液体和非极性液体，其中电介质层具有比离子阻挡层的介电常数更大的介电常数，离子阻挡层抑制在极性液体中包含的离子的渗透，以及憎水层对非极性液体表现出亲和性。

根据本公开再一实施例的电子设备包括：具有显示部分和光学元件阵列的显示装置，该光学元件阵列包括：设置成彼此面对的第一基板和第二基板；竖立在第一基板的面对第二基板的内表面上的分隔壁，该分隔壁把第一基板上方的区域分隔成多个单元区；分别设置在多个单元区的每个中并位于分隔壁的壁表面上以彼此面对的第一电极和第二电极；覆盖第一电极和第二电极的绝缘膜，该绝缘膜包括依次叠置的电介质层、离子阻挡层和憎水层；提供在第二基板的面对第一基板的内表面上的第三电极；以及包封在第一基板和第三电极之间且具有彼此不同的折射率的极性液体和非极性液体，其中电介质层具有比离子阻挡层的介电常数更大的介电常数，离子阻挡层抑制在极性液体中包含的离子的渗透，以及憎水层对非极性液体表现出亲和性。

这里，显示部分例如是具有多个像素并生成与视频信号对应的二维显示图像的显示器。

在根据本公开的相应实施例的光学元件、光学元件阵列、显示装置和电子设备中，绝缘膜包括依次叠置的电介质层、离子阻挡层和憎水层。结果，增大了绝缘膜的介电击穿电压，以及通过施加较低的电压稳定地改变非极性液体与绝缘膜的接触角。也就是说，可以用较低的电压控制极性液体与非极性液体之间界面的形状，同时避免绝缘膜的介电击穿。

如上所述，根据本公开的实施例，在光学元件和光学元件阵列中，第一电极（或第一电极和第二电极）被其中依次叠置有电介质层、离子阻挡层和憎水层的绝缘膜覆盖。因此，可实现较低电压下的精确驱动，并同时确保充分的绝缘性能。由于此原因，在包括光学元件阵列的显示装置中，以及在包括显示装置的电子设备中，可以用降低的功耗实现与给定的视频信号对应的精确图像显示。

附图说明

图1A和1B是根据本公开第一实施例的液体光学元件的剖视图，图1A示出了没有施加电压的状态，以及图1B示出了施加电压的状态；

图2是示出图1A和1B中所示的绝缘膜的结构的放大剖视图；

图3是示出根据本公开第二实施例的液体光学元件阵列的结构的剖视图；

图4是示出图3中所示液体光学元件阵列的整体结构的平面俯视图；

图5A和5B是解释图3中所示液体光学元件阵列的操作的示意图；

图6是示出作为本公开第三实施例的立体显示装置的整体构造的示意图；

图7是示出图6中所示波前变换偏转部件的主要部分的结构的剖视图；

图8是沿图7的VIII-VIII线截取的剖视图；

图9是沿图7的IX-IX线截取的剖视图；

图10A、10B和10C是解释图8中所示液体光学元件的操作的概念图；

图11A和11B是解释图8中所示液体光学元件的操作的不同的概念图；

图12、13和14是解释图6中所示的波前变换偏转部件的制造方法中的工艺的各个剖面示意图；

图15是示出电视设备的构造的透视图，该电视设备作为采用了根据第三实施例的显示装置的、根据本公开第四实施例的电子设备的应用实例；

图16是解释用作实验例的样品的结构的剖面示意图；

图17是表示在实验例1至3中施加电压和漏电流之间关系的曲线图；

图18是表示在实验例4至7中施加电压和接触角之间关系的曲线图；以及

图19是解释图6中所示波前变换偏转部件的另一使用例的剖视图。

具体实施方式

下文中，将参考附图详细说明本公开的实施例。注意，下面的说明将按以下顺序进行。

1、第一实施例（图1A和1B，以及图2）：液体光学元件

2、第二实施例（图3至图5A和5B）：液体光学元件阵列

3、第三实施例（图6至14）：立体显示装置

4、第四实施例：电子设备

5、应用例（图15）：显示装置的应用例

6、实验例

1、第一实施例：液体光学元件

<液体光学元件的结构>

图1A和1B是示出作为本公开第一实施例的液体光学元件1的整体结构的剖视图。液体光学元件1是通过所谓的电润湿现象对于透过其的光线执行光学控制的电润湿元件。具体地，液体光学元件1连接至控制部分20，且它控制静电浸润度，以使包含在液体光学元件1中的非极性液体15和极性液体16之间界面的形状变形或改变，由此执行对透射光线的光学操作。图1A示出了没有在彼此面对的下电极12和上电极17之间施加电压时（V=0）的状态，图1B示出了在彼此面对的下电极12和上电极17之间施加具有预定量值的电压V（V>0）时的状态。下面将详细说明液体光学元件1的操作。

液体光学元件1依次包括下基板11、覆盖下基板11的下电极12、覆盖下电极12的绝缘膜13、沿着绝缘膜13的外缘竖立的侧壁19、上电极17和上基板18。非极性液体15和极性液体16都被包封在由绝缘膜13、侧壁19和上电极17围绕的空间内。另一方面，控制部分20包括开关部分21和电源22。下电极12和上电极17都连接至电源22，使得电压可施加在电极之间。顺便提及，上电极17可接地。

下基板11和上基板18由侧壁19支撑，且设置成彼此面对。此外，下基板11和上基板18的每一个例如由透过可见光的透明绝缘材料制成，例如玻璃或透明塑料。注意，第一实施例中的绝缘膜13可在100℃或更低的温度下被淀积。因此，下基板11可以是包含选自聚碳酸酯（PC）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚醚砜（PES）和聚烯烃（PO）的至少一种材料的透明树脂基板。

下电极12和上电极17的每一个例如由透明导电材料制成，透明导电材料例如是铟锡氧化物（ITO）或氧化锌（ZnO）。

图2是示出绝缘膜13的一部分的放大剖面结构的剖视图。如图2所示，绝缘膜13包括自下电极12一侧依次叠置的电介质层131、离子阻挡层132和憎水层133。电介质层131具有比离子阻挡层132的介电常数更大的介电常数，且例如由包含选自Al₂O₃,Ta₂O₅,ZrO₂,ZnO₂,TiO₂,MgO和HfO₂的至少一种材料的材料制成。通过例如采用原子层淀积法（ALD）、溅射法或化学气相淀积法（CVD）来精细地形成电介质层131。

离子阻挡层132用于抑制包含在极性液体16中的离子的渗透，且由包含具有作为重复单元的对二甲苯骨架的聚合物的材料制成。更具体地，离子阻挡层132例如由用化学式（1）表达的聚对二甲苯N、用化学式（2）表达的聚对二甲苯C、用化学式（3）表达的聚对二甲苯D或用化学式（4）表达的聚对二甲苯HT制成：

憎水层133由表现出针对极性液体16的憎水性能（疏水性能）（更严格地说，在无电场的情况下表现出针对非极性液体15的亲和性，而非针对极性液体16的亲和性）的材料制成，且具有优异的电绝缘性能。具体地，用于憎水层133的材料包括作为氟系聚合物的聚偏二氟乙烯（PVdF）或聚四氟乙烯(PTFE)。

非极性液体15是几乎不具有极性且表现出电绝缘性能的液体材料。例如，诸如癸烷、十二烷、十六烷或十一烷的烃系材料、硅油等优选用于非极性液体15。当电压施加到非极性液体15时，电压施加的直接影响几乎不发挥出它对于绝缘膜13的润湿性。非极性液体15优选具有当没有在下电极12和上电极17之间施加电压时足以覆盖绝缘膜13的表面的期望面积的量。

另一方面，极性液体16是具有极性的液体材料。可用作极性液体16的液体的例子是水或者溶解有诸如氯化钾、氯化纳或氯化锂的电解质的溶液。当电压施加到极性液体16时，它对于绝缘膜13的浸润度（非极性液体15和绝缘膜13之间的接触角）较大地改变。

非极性液体15和极性液体16（它们都包封在绝缘膜13和上电极17之间）无混合地彼此分开，且形成两层。第一实施例中，非极性液体15和极性液体16都是透明的。

侧壁与下基板11和上基板18一起密封了非极性液体15和极性液体16两者。侧壁19可由与下基板11和上基板18的材料相同种类的材料制成。

控制部分20执行液体光学元件1的驱动控制。开关21的一端子利用金属布线连接至上电极17，以及它的其它端子利用金属布线经由电源22连接至下电极12。开关21可在两种状态之间选择：开关21的两个相对端子彼此电连接的ON状态，和开关21的两个相对端子彼此电断开的OFF状态。电源22可在预定范围内改变电压的量值，且还可任意地设定电压的量值。因此，控制部分20用于根据对开关21的操控（在ON状态和OFF状态之间进行选择的操控）和对电源22的电压控制来把预定电压施加在下电极12和上电极17之间。

<液体光学元件的操作>

接下来，将描述按照以上方式构造的液体光学元件1的操作。

首先，将参考图1A和1B描述电润湿的原理。电润湿是这样一种现象：当把合适的电压施加在导电液体和电极之间时，液体和电极的表面之间的固液界面能改变，使得液体的表面形状改变。图1A和1B是解释电润湿现象的示意图。如图1A所示，在没有把电压施加在下电极12和上电极17之间的状态下，非极性液体15和绝缘膜13的表面之间的相互作用能量低，因此接触角θ₀大。这里，接触角θ₀是绝缘膜13的表面和非极性液体15的正切线之间的角度，且它的量值取决于诸如非极性液体15的表面张力和绝缘膜13的表面能的物理性能。另一方面，如图1B所示，当把电压施加在下电极12和上电极17之间时，极性液体16中的电解质离子聚集在绝缘膜13的表面附近，以造成荷电量的改变，从而引起非极性液体15的表面张力的改变。此现象是电润湿现象，于是非极性液体15的接触角θv根据施加电压的量值而改变。也就是说，在图1B中，接触角θv由式（1）表示，即，李普曼-杨（Lippman-Young）等式，其是施加电压V的函数：

cos(θv)=cos(θ₀)+(ε₀×ε×V²)/(2×γ×t) ...(1)

其中ε₀是真空介电常数，ε是绝缘膜13的相对介电常数，γ是非极性液体15和极性液体16之间的表面张力，以及t是绝缘膜13的厚度。

如上所述，非极性液体15和极性液体16之间界面的形状（曲率）根据施加在下电极12和上电极17之间的电压V的量值而改变。因此，当非极性液体15用作透镜元件时，可以实现能够用来电控制焦点位置（焦距）的光学元件。

<液体光学元件的效果>

在第一实施例的液体光学元件1中，按照下电极12和上电极17设置为彼此面对以及在其间包含有非极性液体15和极性液体16这样的方式，下电极被具有三层结构的绝缘膜13覆盖。由于绝缘膜13包括作为最靠近下电极12的层的电介质层131，所以可确保高的绝缘电阻。此外，由于提供了离子阻挡层132以便覆盖电介质层131，因此避免了作为电解溶液的极性液体16渗透到电介质层131中。由于此原因，可以增大绝缘膜13的介电击穿电压，同时降低绝缘膜13的整体厚度。另外，由于憎水层133设置在最上层，所以可以稳定非极性液体15的初始接触角θ₀和可以根据施加电压V可再现地控制界面形状。结果，由于绝缘膜13的减薄，可通过例如30V或更低的被压制驱动电压来驱动液体光学元件1，同时确保足够的绝缘性能，而且可以精确地再现界面形状的稳定改变。

注意，绝缘膜13在结构上不限于由电介质层131、离子阻挡层132和憎水层133组成的三层结构。它还可以采用其中任何其它的合适层被添加到三层结构的结构。然而，优选地，憎水层133设置在与非极性液体15和极性液体16接触的最上层中。

2、第二实施例：液体光学元件阵列

<液体光学元件阵列的构造>

图3是示出根据本公开第二实施例的液体光学元件阵列2的整体结构的剖视图。图4是示出根据本公开的第二实施例的液体光学元件阵列2的整体结构的平面俯视图。注意，图3是沿图4的III-III线截取的剖视图。此外，图4中，为了方便，省略了诸如绝缘膜13、非极性液体15、极性液体16、上电极17、上基板18以及侧壁19的构成元件的图示。液体光学元件阵列2由多个第一实施例中描述的液体光学元件1（设置成阵列）构成。注意，尽管图4中示出了九个液体光学元件1，但是液体光学元件1的数量绝不限于九个。如图4所示，九个液体光学元件1的每一个例如具有平面俯视的正方形形状。液体光学元件1的每一个是连接到控制部分20的电润湿元件，并通过控制它的静电浸润度来造成其中所含的极性液体16的变形和位移，从而根据此现象控制从其透过的光线量。第二实施例中，与第一实施例中描述的构成元件基本相同的构成元件分别通过相同的附图标记或符号指代，且为了简便在这里适当省略了其描述。

对于每个液体光学元件1，在下基板11中提供诸如薄膜晶体管的驱动元件41。此外，在下基板11中提供由连接到控制部分20以便个别驱动这些驱动元件41的栅极线、数据线等组成的信号线对（未示出）。注意，驱动元件41和信号线对可以提供在不同于下基板11的基板上。

下电极12连接到驱动元件41的一个端子，以及上电极17被保持在给定的电势。也就是说，通过控制部分20把合适电压施加在每个液体光学元件1的下电极12和上电极17之间，从而对于每个液体光学元件1可以控制来自外面的入射光线的透射量。下电极12被分成多个部分来设置，以便分别对应于液体光学元件1。下电极12的多个部分通过光遮挡部件42而彼此绝缘。优选地，下电极12在相应液体光学元件1的整个表面之上延伸，以及它的一部分（下电极12的外缘）被光遮挡部件42覆盖。

光遮挡部件42设置在多个液体光学元件1之间的每个边界部分，且由其中含有吸收预定波长的光线（例如，可见光）的色素或染料（例如碳黑）的绝缘材料制成。因此，光遮挡部件42用作所谓的具有光遮挡性能的黑矩阵。

多个液体光学元件1通过分隔壁14彼此分隔开。也就是说，分隔壁14是用于把液体光学元件1划分成光线透射的各个单元区的分隔部件，且它们设置成竖立在绝缘膜13上，位于与光遮挡部件42分别对应的位置。通过分隔壁14的存在，防止了非极性液体15移动（流出）到任何相邻的其它液体光学元件1。分隔壁14优选由对于极性液体16表现出亲水性且不会溶解在非极性液体15和极性液体16的任一之中的材料制成；该材料例如是环氧系树脂、丙烯酸树脂等。或者，还优选的是，利用上述材料制成的薄膜来覆盖分隔壁14的表面。通过采用这种结构，可以稳定非极性液体15的形状，且还可以更可靠地避免非极性液体15的流出。

非极性液体15优选具有充分大的电容值，使得当没有施加电压到下电极12和上电极17之间时液体光学元件1的每一个中的绝缘膜13的整个表面被非极性液体15覆盖。注意，在第二实施例中，极性液体16是透明的，而非极性液体15利用吸收预定波长的光线（例如可见光）的色素或者染料上色，成为不透明的。

控制部分20根据开关21的操控和电源22的电压控制来把预定电压施加在下电极12和上电极17之间。此过程时，可以通过栅极驱动器（未示出）选择和驱动特定液体光学元件1的驱动元件41。

<液体光学元件阵列的操作>

接下来，将参照图5A和5B描述按上述方式构造的液体光学元件阵列2的操作。图5A和5B是液体光学元件阵列2中任意液体光学元件1的放大剖视图。

首先，例如如图5A所示，当断开控制部分20中的开关21而没有把电压施加在下电极12和上电极17之间时，非极性液体15扩展，以便覆盖整个单元区Z。因此，来自外界的入射光线Lin（例如，自下基板11一侧辐射的）被着色的非极性液体15遮挡。这里，由于提供了光遮挡部件42，因此可抑制透过分隔壁14的内部的光线或者来自相邻液体光学元件1的光线的泄露。另外，也可以在非极性液体15的厚度较薄处的液体光学元件1的周边部分可靠地遮挡入射光线Lin。因此，提供了入射光线Lin根本不漏到相对侧（上基板18侧）的状态。另一方面，例如如图5B所示，当导通控制部分20中的开关21以把电压施加在下电极12和上电极17之间时，极性液体16与绝缘膜13接触，以及非极性液体15聚集在液体光学元件1的任意区域α。由于此原因，例如，在自下基板11一侧、从外部辐照的入射光线Lin中，入射在区域α上的光线部分L1in被非极性液体15遮挡，而入射在区域β上的剩余光线L2in透射到相对侧（上基板18侧），作为透射光Lout出射。此情况下同样地，通过光遮挡部件42的存在，可以可靠地抑制从分隔壁14和相邻的其它液体光学元件1两者的光线泄露。因此，稳定了透射率。注意，由于施加电压引起的绝缘膜13对于极性液体16的浸润度的改变，发生了非极性液体15的这种行为。具体地，由于当把电压施加在下电极12和上电极17之间时电荷累积在憎水性绝缘膜13的表面上，因此具有极性的极性液体16通过由此累积的电荷的库仑力被拉向憎水性绝缘膜13。可以认为，由于此原因，非极性液体15移动（变形），从而被极性液体16从憎水性绝缘膜13的表面排斥，结果聚集在任意区域α上。

注意，尽管图5B示出了获得最大透射率（最大孔径比）的状态，但是也可以通过调整施加电压来控制非极性液体15的尺寸，从而也获得任意的透射光强度（透射率）。

<液体光学元件阵列的效果>

如上所述，在第二实施例的液体光学元件阵列2中，液体光学元件1的每一个的下电极12的表面覆盖有绝缘膜13，在该绝缘膜13中，类似于第一实施例的情形，电介质层131、离子阻挡层132和憎水层133按此顺序叠置。结果，可以获得与第一实施例的效果相同的效果。

另外，在第二实施例中，由于非极性液体15被着色，因此，通过利用施加电压存在与否而造成的非极性液体15和极性液体16之间界面形状的改变，光线可以选择性地透过液体光学元件1。这种情况下，由于光遮挡部件42设置在与液体光学元件1的分隔壁14和周边部分的每一个对应的区域中，因此可以可靠地抑制没有施加电压时从周边部分或分隔壁14与液体光学元件1的绝缘膜13之间边界的光线泄露。因此，可以增大施加电压存在与否所造成的透射率差异，由此可获得较高的对比度。而且，下电极12在相应液体光学元件1的整个表面之上延伸。因此，在电压施加阶段，由于非极性液体15快速变形而没有分离成多个部分，因此可获得优异的响应能力，以及可抑制透射率滞后的发展。

3、第三实施例：显示装置

<显示装置的构造>

接下来，将参考图6描述采用液体光学元件阵列2的、根据本公开第三实施例的显示装置。图6是示出根据本公开第三实施例的显示装置的水平表面内的结构的示意图。注意，在第三实施例中，与第一实施例中描述的构成元件实质上相同的构成元件分别用相同的附图标记或符号指代，并且为了简洁在这里适当省略了其说明。

如图6所示，显示装置自光源（未示出）一侧依次包括显示部件50和作为液体光学元件阵列2的波前变换偏转部件60。这种情况下，来自光源的光线的传播方向设定为Z轴方向，水平方向设定为X轴方向，垂直方向设定为Y轴方向。

显示部件50是彩色液晶显示器件，其用于产生对应于视频信号的二维显示图像并通过例如从背光BL辐射光线来发射显示图像光线。显示部件50具有一种构造，其中玻璃基板51、均包含像素电极和液晶层的多个显示像素52（52L和52R）以及玻璃基板53按此顺序从光源一侧叠置。玻璃基板51和玻璃基板53都是透明的，且玻璃基板51和玻璃基板53的一个提供有滤色器，该滤色器例如具有分别对应于红（R）、绿（G）和蓝（B）的着色层。因此，显示像素52分类为显示红色的显示像素R-52、显示绿色的显示像素G-52和显示蓝色的显示像素B-52。在显示部件50中，显示板R-52、显示像素G-52和显示像素B-52按此顺序在X轴方向上重复设置，而相同颜色的显示像素52在Y轴方向上排列。显示像素52进一步分类为发射用于形成左眼图像的显示图像光线的部分和发射用于形成右眼图像的显示图像光线的部分，以及这些部分在X轴方向上交替设置。图6中，发射用于左眼的显示图像光线的显示像素52表示为显示像素52L，以及发射用于右眼的显示图像光线的显示像素52表示为显示像素52R。

在波前变换偏转部件60中，例如，多个液体光学元件1A在X轴方向上设置成阵列，使得每个液体光学元件1A对应于在X轴方向上彼此相邻的显示像素52L和52R的组。波前变换偏转部件60针对从显示部件50发射的显示图像光线执行波前变换处理和偏转处理。具体地，在波前变换偏转部件60中，分别对应于显示像素52的液体光学元件1A的每一个用作柱状透镜。也就是说，波前变换偏转部件60整体用作双凸透镜。因此，来自显示像素52L和52R的显示图像光线的波表面共同变换成具有预定曲率的波表面，在垂直方向（Y轴方向）上排列的一组显示像素52作为一个单元。在波前变换偏转部件60中，合适时，显示图像光线也可以在水平表面内（XZ平面内）共同偏转。

将参考图7至9描述波前变换偏转部件60的具体结构。

图7是与垂直于显示图像光线的传播方向的XY平面平行的波前变换偏转部件60的放大剖视图，示出了其主要部分。图8是沿图7的VIII-VIII线截取的剖视图。图9是沿图7的IX-IX线截取的剖视图。此外，图7对应于沿图8中示出的VII-VII线截取的且沿该线的箭头方向观看的剖面。

如图7至9所示，波前变换偏转部件60包括设置成彼此面对的下基板11和上基板18以及侧壁19（参考图7和9）和分隔壁14。侧壁19和分隔壁14从下基板11的内表面11S竖立，且它们经由粘结层AL支撑上基板18。在波前变换偏转部件60中，包括由在Y轴方向上延伸的多个分隔壁14限定的单元区Z的多个液体光学元件1A在X轴方向上排列，于是整体组成了液体光学元件阵列2。液体光学元件1A包含具有不同折射率的两类液体（非极性液体15和极性液体16），并且为入射光束提供诸如偏转、折射等的光学操作。

把下基板11之上的空间区域划分成多个液体光学元件1A的多个分隔壁14从下基板11的内表面11S竖立。多个分隔壁14如上所述地均在Y轴方向上延伸，并与侧壁19一起形成具有矩形平面形状且对应于Y轴方向上排列的一组显示像素52的多个液体光学元件1A。也就是说，通过在一侧以及也在其它侧连接多个分隔壁14的端部，侧壁19被构造成与分隔壁14一起围绕多个单元区Z。非极性液体15被保持在由分隔壁14分隔的每个空间（单元区Z）中。也就是说，通过分隔壁14的存在，防止了非极性液体15移动（流出）到任何相邻的其它单元区Z。注意，下基板11和分隔壁14可由同类的透明塑料材料制成，因此可通过铸造形成。

每个分隔壁14的侧面分别设置有第一电极31A和第二电极31B，使得两个电极彼此面对。除了诸如铟锡氧化物（ITO）或氧化锌（ZnO）以外的透明导电材料，可以采用任何其它的合适导电材料（例如诸如铜（Cu）、碳（C）的金属材料或者导电聚合物）作为第一和第二电极31A和31B的材料。第一和第二电极31A和31B的每一个无间断地从分隔壁14的一端连续延伸到分隔壁14的其它端。第一和第二电极31A和31B通过埋在下基板11中的信号线（未示出）和控制部分连接到外部电源（未示出）。控制部分可为第一电极31A和第二电极31B设定预定量值的电势。衬垫（未示出）被形成在第一和第二电极31A和31B的每一个的两端且连接到外部电源（未示出）。第一和第二电极31A和31B被绝缘膜13紧密地覆盖。绝缘膜13还可形成为不仅覆盖第一和第二电极31A和31B，而且完全覆盖分隔壁14和下基板11。顺便提及，分隔壁14的上端或者覆盖分隔壁14的上端的绝缘膜13优选地与随后将描述的上基板18和第三电极31C分开。图9中，为了方便省略了绝缘膜13的图示。

第三电极31C设置在上基板18的面对下基板11的内表面18S上。第三电极31C例如由诸如ITO或ZnO的透明导电材料制成，且它用作接地电极。注意，在图7中，为了方便省略了上基板18和第三电极31C的图示。

非极性液体15和极性液体16都被包封在由下基板11、上基板18、侧壁19和分隔壁14完全密封的空间区域内。非极性液体15和极性液体16以两者无溶解地在密闭空间中彼此分开的状态存在且在其间形成界面IF。由于非极性液体15和极性液体16都是透明的，因此透过界面IF的光线将根据它的入射角和非极性液体15和极性液体16的折射率被折射。

优选地，非极性液体15具有充分大的容量，使得没有把电压施加在第一电极31A和第二电极31B之间时非极性液体15覆盖整个下基板11（整个绝缘膜13）。

另一方面，当把电压施加在第一电极31A和第二电极31B之间时，相比于非极性液体15的浸润度，极性液体16对于内表面13A和13B的浸润度（极性液体16与内表面13A和13B的接触角）大幅改变。极性液体16接触用作接地电极的第三电极31C。

优选地，在X轴方向上排列的分隔壁14的间隔（更严格地说，在覆盖X轴方向上相邻的两个分隔壁14的绝缘膜13的各片之间的间隔W1（参考图7））是等于或短于由表达式（2）表示的毛细长度K-1的长度：

K^-1={Δγ/(Δρ×g)}^0.5 ...(2)

其中K^-1是毛细长度（mm），Δγ是极性液体和非极性液体之间的界面张力（mN/m），Δρ是极性液体和非极性液体之间的密度差值（g/cm³），以及g是重力加速度（m/s²）。当间隔如此设定时，非极性液体15和极性液体16可以稳定保持在它们的初始位置（图8中示出的位置）。它的原因是因为非极性液体15和极性液体16都接触覆盖分隔壁14的绝缘膜13，在接触界面处的界面张力作用在非极性液体15和极性液体16上。这里陈述的毛细长度K-1是指重力对于在非极性液体15和极性液体16之间产生的界面张力的影响可以被完全忽视的最大长度。因此，当间隔W1满足表达式（2）时，非极性液体15和极性液体16都被非常稳定地保持在它们的初始位置（图8中示出的位置），而不受波前变换偏转部件60的姿态的影响。

在每个液体光学元件1A中，在没有把电压施加在第一和第二电极31A和31B之间的状态下（当第一和第二电极31A和31B的电势都为零时），如图8所示，界面IF表现出从极性液体16侧朝非极性液体15的凸状弯曲表面。此时界面IF的曲率在Y轴方向上不变，因此每个液体光学元件1A用作柱状透镜。此外，界面IF的曲率在此状态下（没有把电压施加在第一和第二电极31A和31B之间的状态）变成最大。非极性液体15的与内表面13A形成的接触角θ1以及非极性液体15的与内表面13B形成的接触角θ2均可通过例如选择绝缘膜13的材料种类加以调整。这里，当非极性液体15具有比极性液体16的折射率更大的折射率时，液体光学元件1A发挥负折射能力。另一方面，当非极性液体15具有比极性液体16的折射率更小的折射率时，液体光学元件1A发挥正折射能力。例如，当非极性液体15是烃系材料或硅油以及极性液体16是水或电解质溶液时，液体光学元件1A发挥负折射能力。

当把电压施加在第一和第二电极31A和31B之间时，界面IF的曲率变小。例如，当施加电压达到某个电压或更大时，界面IF变为如图10A至10C所示的平坦表面。图10A示出了第一电极31A的电势（称为V1）和第二电极31B的电势（称为V2）彼此相等的情形（V1=V2）。这种情况下，例如，接触角θ1和θ2的每一个变为垂直角（90°）。这种情况下，入射在液体光学元件1A上的光线将透过界面IF且从液体光学元件1A直接射出，而不在界面IF处经历诸如会聚、发散和偏转的光学操作。

当电势V1和电势V2彼此不同时（V1≠V2），例如，如图10B或10C所示，界面IF变成相对于X轴和Z轴倾斜（θ1≠θ2）的平坦表面（平行于Y轴的表面）。具体地，当电势V1大于电势V2时（V1>V2），如图10B所示，接触角θ1变得大于接触角θ2（θ1>θ2）。与此相反，当电势V2大于电势V1时（V1<V2），如图10C所示，接触角θ2变得大于接触角θ1（θ1<θ2）。这些情形下(V1≠V2)，例如，平行于第一和第二电极31A和31B传播的、入射在液体光学元件1A上的光线将在界面IF处在XZ平面表面内被折射和偏转。因此，通过调整电势V1和电势V2的量值，入射光线可以在XZ平面表面内沿预定方向偏转。

顺便提及，以上现象（通过电压施加产生的接触角θ1和θ2的变化）被认为如下发生。也就是说，电压的施加使得电荷累积在内表面13A和13B上，以及具有极性的极性液体16通过如此累积的电荷的库仑力被拉向憎水性绝缘膜13。于是，极性液体16与内表面13A和13B接触的面积增大，而非极性液体15移动（变形），使得它的与内表面13A和13B接触的部分通过极性液体16被排斥。结果，界面IF变得形状上接近于平坦表面。

此外，通过调整电势V1和电势V2的量值来改变界面IF的曲率。例如，如果电势V1和电势V2（V1=V2）的每一个具有比界面IF变为水平表面时的电势Vmax的值更小的值，如图11A所示，将得到其曲率比电势V1和电势V2为零时界面IF₀（由虚线表示）的曲率小的界面IF₁(由实线表示)。因此，通过改变电势V1和电势V2的量值，可以调整由液体光学元件1A在透过界面IF的光线上发挥的折射能力。也就是说，液体光学元件1A用作可变焦距透镜。此外，当电势V1和电势V2变得在量值上彼此不同时（V1≠V2），提供了如下状态：界面IF变成具有适当曲率的倾斜状态。例如，当电势V1大于电势V2(V1>V2)时，形成由图11B中实线指示的界面IFa。另一方面，当电势V2大于电势V1(V2>V1)时，形成由图11B中虚线指示的界面IFb。因此，通过调整电势V1和电势V2的量值，液体光学元件1A可以发挥对于入射光线的适当折射能力，且沿预定方向偏转光线。顺便提及，图11A和11B示出了当在非极性液体15具有比极性液体16的折射率更大的折射率的情形下形成界面IF₁和IFa以及液体光学元件1A发挥负折射能力时入射光线的改变。

接下来，将参考图12至14中示出的剖面示意图来描述波前变换偏转部件60的制造方法。

首先，在制备下基板11后，如图12所示，在下基板11的一个表面（内表面11S）上的预定位置形成分隔壁14。具体地，在通过例如旋涂法已经涂覆合适的树脂到内表面11S上以便尽可能具有均匀的厚度之后，利用光刻方法执行选择性曝光，从而对树脂进行构图。或者，通过使用具有某种形状的金属模具的一体成型，平面基板11和分隔壁14可以由同类材料一体形成。除此之外，平面基板11和分隔壁14还可通过注塑成型、热压成型、使用膜材料的转印成型、光复制工艺（2P）法等形成。

接下来，如图13所示，在分隔壁14的侧面上分别形成由适当导电材料制成的第一电极31A和第二电极31B。这种情况下，例如，可利用诸如光刻法、掩模转印、喷墨绘制等的技术。此外，绝缘膜13形成为覆盖至少第一电极31A和第二电极31B。在绝缘膜13的形成中，优选利用ALD法、溅射法或CVD法形成电介质层131。优选利用真空蒸发法等形成离子阻挡层132，以及优选利用蒸发法、浸渍法、旋涂法等的各类方法的任一来形成憎水层133。注意，绝缘膜13还可形成为覆盖内表面11S和每个分隔壁14的上表面。

随后，如图14所示，把非极性液体15注入或者滴落在通过分隔壁14的分隔得到的每个空间中。此后，制备设置有第三电极31C的上基板18，以及把下基板11和上基板18设置成彼此面对且在其间保持预定空间。这种情况下，沿着其中下基板11和上基板18彼此重叠的上基板18的区域的外缘提供粘结层AL。此外，上基板18和侧壁19（此情况下未示出）以及下基板11的分隔壁14通过粘结层AL彼此固定。在粘结层AL的一部分形成注入孔（未示出）。最终，在极性液体16已经经由注入孔填充在由下基板11、侧壁19、分隔壁14和上基板18围绕的空间中后，密封注入孔。通过采用上述过程，可以简单地制造包括具有优异响应能力的多个液体光学元件1A的波前变换偏转部件60。

<显示装置的操作>

在显示装置中，如图6所示，当把视频信号输入显示部件50时，左眼的显示图像光线I-L从显示像素52L射出，以及右眼的显示图像光线I-R从显示像素52R射出。显示图像光线I-L和I-R的每一个进入液体光学元件1A。在液体光学元件1A中，把这样一种合适值的电压施加在第一和第二电极31A和31B之间，使得液体光学元件1A的焦距例如变得等于通过把第一电极31A和第二电极31B与界面IF之间的部分的折射率变成空气的折射率而得到的距离。注意，取决于观看者的位置，液体光学元件1A的焦距可以增大或减小。基于通过在液体光学元件1A中的非极性液体15和极性液体16之间的界面IF形成的柱状透镜的操作，选择从显示像素52L和显示像素52R分别射出的显示图像光线I-L和I-R的出射角。于是，如图6所示，显示图像光线I-L进入观看者的左眼10L，以及显示图像光线I-R进入观看者的右眼10R。结果，观看者可观看立体图像。

此外，如果在液体光学元件1A中界面IF形成为具有平坦表面（参考图10A），由此则不执行对于显示图像光线I-L和I-R的波前变换，可以实现具有高分辨率的二维图像的显示。

<显示装置的效果>

如上所述，在第三实施例的波前变换偏转部件60中，在分隔壁14之上提供的第一电极31A和第二电极31B均被绝缘膜13覆盖，在绝缘膜13中，类似于第一实施例的情形，电介质层131、离子阻挡层132和憎水层133按此顺序叠置。结果，可以获得与上述第一实施例的效果相同的效果。也就是说，在每个液体光学元件1A中，由于绝缘膜13的减薄，可以降低驱动电压并同时确保绝缘膜13的充分绝缘性能，以及可以精确地再现界面形状的稳定改变。由于这个原因，根据包括液体光学元件1A的显示装置，可实现对应于预定视频信号的精确图像显示。

4、第四实施例：电子设备

根据本公开第四实施例的电子设备包括具有显示部件50和液体光学元件阵列2（波前变换偏转部件60）的显示装置。如上所述，液体光学元件阵列2包括设置成彼此面对的下基板11和上基板18、分隔壁14、下电极12和上电极17、绝缘膜13、第三电极31C以及极性液体16和非极性液体15。分隔壁14竖立在下基板11的面对上基板18的内表面上，并且它把下基板11之上的区域分隔成多个单元区Z。下电极12和上电极17设置在多个单元区Z的每个中并位于分隔壁14的壁表面上以便彼此面对。绝缘膜13包括依次叠置的电介质层131、离子阻挡层132和憎水层133，以便覆盖下电极12和上电极17。第三电极31C提供在上基板18的面对下基板11的内表面上。极性液体16和非极性液体15被包封在下基板11和第三电极31C之间且具有彼此不同的折射率。电介质层131具有比离子阻挡层132的介电常数更大的介电常数，离子阻挡层132抑制在极性液体16中包含的离子的渗透，以及憎水层133对非极性液体16表现出亲和性。

5、应用例：显示装置的应用例

接下来，将描述上述第三实施例的显示装置的应用例。

根据本公开第三实施例的显示装置可应用于电子设备的各种使用例，并且电子设备的种类绝不特别地限制。第三实施例的显示装置例如可安装到以下的电子设备。然而，以下期望的电子设备的组成仅仅是示例，因此可适当地进行变化。

图15示出了电视设备的外观的构造。电视设备例如包括作为显示装置的视频显示屏部分200。视频显示屏部分200包括前面板210和滤色器玻璃220。

除了图15中示出的电视设备以外，第三实施例的显示装置例如可用作桌面型个人电脑（PC）、笔记本尺寸PC、移动电话、数字相机、视频相机或汽车导航系统的视频显示部分。

6、实验例

下文中，将描述本公开的第一实施例的具体实验例。

6-1.实验例1

在实验例1中，执行绝缘膜的耐压的评估。具体地，制备图16中示意性示出的样品，并且测量当把电压（V）施加在作为极性液体16的氯化锂液体溶液（对于d线的折射率是1.375）和下电极12之间时漏电流（A）的变化。图17示出了测量结果（曲线C1）。这里，下基板11由玻璃基板组成，以及下电极12由ITO制成。另外，绝缘膜13具有电介质层131、离子阻挡层132和憎水层133的三层结构。

具体地，由Al₂O₃制成的电介质层131利用ALD方法形成，以便具有50nm的厚度。注意，通过采用臭氧作为氧化剂，这种情况下玻璃基板（下基板11）的温度被抑制到约80至100°C。此外，离子阻挡层132利用使用聚对二甲苯C（参看化学式（2））的原始二聚物粉末（Parylene Japan K.K.制造）的真空蒸发法形成，以便具有100nm的厚度。更具体地，首先，在原始二聚物粉末已经在加热室中150°C下加热至气化后，如此气化的二聚物被输运到热解室。此后，二聚物蒸气在热解室中被进一步加热到680°C以热解，从而生成响应度高的单体气体。随后，得到的单体气体被引入汲取出真空的淀积室中，以使气体在室温下与淀积室内的样本基板（通过在下基板11上形成下电极12和电介质层131而获得）接触，从而使单体气体在电介质层131的表面上聚合。而且，对于憎水膜133来说，把NANOS（含氟化合物，由T & K公司制造）的膜形成为具有8nm的厚度。

6-2.实验例2

制备图16中示出的样品，除了没有提供憎水膜133，其与实验例1的样品相同。测量结果与曲线C1一起显示在图17中（曲线C2）。

6-3.实验例3

制备图1中示出的样品，除了没有提供离子阻挡层132和憎水膜133，其与实验例1的样品相同。测量结果与曲线C1和C2一起显示在图17中（曲线C3）。

图17中，横轴表示施加电压（V），和纵轴表示漏电流（A）。如图17所示，在实验例1（曲线C1）中，获得最高的介电击穿电压（约68V）。在实验例2（曲线C2）中，通过提供离子阻挡层132，与绝缘膜13仅由电介质层131组成的情况（实验例3（曲线C3））相比，改善了耐压性能。已证实，通过如本公开第一实施例那样形成憎水层133，可以实现耐压性能的进一步改善。注意，即使在电介质层131由诸如Ta₂O₅、ZrO₂、ZnO₂、TiO₂、MgO和HfO₂的材料中的任意材料制成的情况下，也获得与前述的效果相同的效果。此外，即使在离子阻挡层132由化学式（1）表示的聚对二甲苯N和化学式（3）表示的聚对二甲苯D中的任意制成的情况下，也获得与前述的效果相同的效果。

6-4.实验例4

在实验例4中，对于施加电压和接触角之间的关系进行评估。具体地，制备图1A和1B中示出的液体光学元件1的样品，并且当施加在下电极12和上电极17之间的电压发生改变时对在非极性液体15和极性液体16之间的界面与绝缘膜13的表面之间形成的角度进行测量。图18示出了测量结果（由记号“●”的标绘指示）。这里，甲苯基硅油（对于d线具有1.556的折射率）被用作非极性液体15，以及氯化锂溶液（对于d线具有1.375的折射率）被用作极性液体16。此外，上电极17和上基板18由分别与下电极12和下基板11的材料相同的材料制成。除上述的点以外，实验例4的样品具有与实验例1的样品的结构相同的结构。

6-5.实验例5

制备图1中示出的样品，除了没有提供憎水膜133，其与实验例4的样品相同。测量结果与记号“●”的标绘一起显示在图18中（由记号“□”的标绘指示）。

6-6.实验例6

制备图1中示出的样品，除了仅提供离子阻挡层132作为具有200nm的厚度的绝缘膜，其与实验例4的样品相同。测量结果与记号“●”的标绘和记号“□”的标绘一起显示在图18中（由记号“Δ”的标绘指示）。

6-7.实验例7

制备图1中示出的样品，除了仅提供离子阻挡层132作为具有3μm的厚度的绝缘膜，其与实验例4的样品相同。测量结果与记号“●”的标绘、记号“□”的标绘以及记号“Δ”的标绘一起显示在图18中（由记号“○”的标绘指示）。

图18中，横轴表示施加电压（Vrms），以及纵轴表示接触角（°）。如图18所示，在实验例4中，可在较低的施加电压（Vrms）下获得最大的接触角（°）。具体地，在Vrms=28.7V下获得约110°的接触角。关于初始接触角，即，从没有施加电压（Vrms=0）的状态到出现第一改变（直到Vrms=10）的阶段的接触角，接触角很稳定在约45°。另一方面，在实验例5以及实验例6中，尽管在较低的施加电压下观察到接触角的变化，但是接触角的最大值分别局限于约90°和约60°。在实验例7中，尽管获得了约110°的接触角，但是发现，需要施加约120Vrms的高压。顺便提及，已证实，即使在电介质层131由诸如Ta₂O₅、ZrO₂、ZnO₂、TiO₂、MgO和HfO₂的材料的任意制成的情况下，也获得与前述的效果相同的效果。此外，即使在离子阻挡层132由化学式（1）表示的聚对二甲苯N和化学式（3）表示的聚对二甲苯D中的任意制成的情况下，也获得与前述的效果相同的效果。

根据上述的实验结果，已证实，使用根据本公开一个实施例的具有三层结构的绝缘膜，即使用低电压也可精确地再现较宽范围中界面形状的改变，并同时确保耐压性能。

尽管到此已经通过给出一些实施例来描述了本公开，但是本公开绝不局限于上述的实施例，因此可做成各种的修改和变化。例如，在上述的第三实施例中，会聚或发散操作以及偏转操作都由波前变换偏转部件60中的液体光学元件1A行使。然而，还可采用其中单独提供波前变换部件和偏转部件的构造，使得由不同的器件对显示图像光线进行会聚或发散操作和偏转操作。

此外，还可采用图19中示出的构造，成对的显示像素52L和52R对应于多个液体光学元件1A，以及多个液体光学元件1A组合用作一个柱状透镜。图19示出了其中一个柱状透镜由液体光学元件1A1、1A2、和1A3组成的构造例。

此外，尽管在上述的第三实施例中，例示了采用背光的彩色液晶显示装置作为二维图像生成部分（显示部分），但是本公开绝不限于此。例如，还可采用使用了有机EL元件的显示装置或者等离子体显示装置作为显示装置。

此外，本公开的液体光学元件的应用不限于显示装置，而是液体光学元件还可应用于各种使用光学操作的装置。

此外，本公开还可采用以下组成。

（1）一种光学元件，包括：设置成彼此面对的第一电极和第二电极；覆盖第一电极的面对第二电极的表面的绝缘膜，该绝缘膜包括依次叠置的电介质层、离子阻挡层和憎水层；以及包封在绝缘膜和第二电极之间且具有彼此不同的折射率的极性液体和非极性液体，其中电介质层具有比离子阻挡层的介电常数更大的介电常数，离子阻挡层抑制在极性液体中包含的离子的渗透，以及憎水层处于绝缘膜的最上层且对非极性液体表现出亲和性。

（2）段落（1）中描述的光学元件，其中离子阻挡层中包含将对二甲苯骨架作为重复单元的聚合物。

（3）段落（1）或（2）中描述的光学元件，其中憎水层中包含含氟树脂。

（4）段落（1）至（3）中任一描述的光学元件，其中电介质层中包含选自Al₂O₃、Ta₂O₅、ZrO₂、ZnO₂、TiO₂、MgO和HfO₂的材料中的至少一种。

（5）段落（1）至（4）中任一描述的光学元件，其中第一电极被提供在位于与绝缘膜相反的一侧的第一基板上；以及第二电极被提供在位于与第一电极相反的一侧的第二基板上。

（6）段落（5）中描述的光学元件，其中第一基板是其中含有选自聚碳酸酯（PC）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚醚砜（PES）和聚烯烃（PO）中的至少一种材料的透明树脂基板。

（7）段落（1）至（6）中任一描述的光学元件，其中第二电极是接地电极。

（8）一种光学元件阵列，包括：设置成彼此面对的第一基板和第二基板；竖立在第一基板的面对第二基板的内表面上的分隔壁，该分隔壁把第一基板上方的区域分隔成多个单元区；分别设置在多个单元区的每个中并位于分隔壁的壁表面上以彼此面对的第一电极和第二电极；覆盖第一电极和第二电极的绝缘膜，该绝缘膜包括依次叠置的电介质层、离子阻挡层和憎水层；提供在第二基板的面对第一基板的内表面上的第三电极；以及包封在第一基板和第三电极之间且具有彼此不同的折射率的极性液体和非极性液体，其中电介质层具有比离子阻挡层的介电常数更大的介电常数，离子阻挡层抑制在极性液体中包含的离子的渗透，以及憎水层对非极性液体表现出亲和性。

（9）一种显示装置，包括显示部分和光学元件阵列，该光学元件阵列包括：设置成彼此面对的第一基板和第二基板；竖立在第一基板的面对第二基板的内表面上的分隔壁，该分隔壁把第一基板上方的区域分隔成多个单元区；分别设置在多个单元区的每个中并位于分隔壁的壁表面上以彼此面对的第一电极和第二电极；覆盖第一电极和第二电极的绝缘膜，该绝缘膜包括依次叠置的电介质层、离子阻挡层和憎水层；提供在第二基板的面对第一基板的内表面上的第三电极；以及包封在第一基板和第三电极之间且具有彼此不同的折射率的极性液体和非极性液体，其中电介质层具有比离子阻挡层的介电常数更大的介电常数，离子阻挡层抑制在极性液体中包含的离子的渗透，以及憎水层对非极性液体表现出亲和性。

（10）一种电子设备，包括具有显示部分和光学元件阵列的显示装置，该光学元件阵列包括：设置成彼此面对的第一基板和第二基板；竖立在第一基板的面对第二基板的内表面上的分隔壁，该分隔壁把第一基板上方的区域分隔成多个单元区；分别设置在多个单元区的每个中并位于分隔壁的壁表面上以彼此面对的第一电极和第二电极；覆盖第一电极和第二电极的绝缘膜，该绝缘膜包括依次叠置的电介质层、离子阻挡层和憎水层；提供在第二基板的面对第一基板的内表面上的第三电极；以及包封在第一基板和第三电极之间且具有彼此不同的折射率的极性液体和非极性液体，其中电介质层具有比离子阻挡层的介电常数更大的介电常数，离子阻挡层抑制在极性液体中包含的离子的渗透，以及憎水层对非极性液体表现出亲和性。

本公开包含与2011年8月9日提交至日本专利局的日本在先专利申请JP 2011-173781有关的主题，其全部内容由此通过引用并入。

Claims

1.一种光学元件，包括：

设置成彼此面对的第一电极和第二电极；

覆盖所述第一电极的面对所述第二电极的表面的绝缘膜，所述绝缘膜包括依次叠置的电介质层、离子阻挡层和憎水层；以及

包封在所述绝缘膜和所述第二电极之间且具有彼此不同的折射率的极性液体和非极性液体，

其中所述电介质层具有比所述离子阻挡层的介电常数更大的介电常数，

所述离子阻挡层抑制在所述极性液体中包含的离子的渗透，并且

所述憎水层处于所述绝缘膜的最上层且对所述非极性液体表现出亲和性。

2.如权利要求1所述的光学元件，其中所述离子阻挡层中包含将对二甲苯骨架作为重复单元的聚合物。

3.如权利要求1所述的光学元件，其中所述憎水层中包含含氟树脂。

4.如权利要求1所述的光学元件，其中所述电介质层中包含选自Al₂O₃、Ta₂O₅、ZrO₂、ZnO₂、TiO₂、MgO和HfO₂的至少一种材料。

5.如权利要求1所述的光学元件，其中所述第一电极被提供在位于与所述绝缘膜相反的一侧的第一基板上；以及

所述第二电极被提供在位于与所述第一电极相反的一侧的第二基板上。

6.如权利要求5所述的光学元件，其中所述第一基板是其中含有选自聚碳酸酯（PC）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚醚砜（PES）和聚烯烃（PO）中的至少一种材料的透明树脂基板。

7.如权利要求1所述的光学元件，其中所述第二电极是接地电极。

8.一种光学元件阵列，包括：

设置成彼此面对的第一基板和第二基板；

竖立在所述第一基板的面对所述第二基板的内表面上的分隔壁，所述分隔壁把所述第一基板上方的区域分隔成多个单元区；

分别设置在所述分隔壁的壁表面上以在所述多个单元区的每个中彼此面对的第一电极和第二电极；

覆盖所述第一电极和所述第二电极的绝缘膜，所述绝缘膜包括依次叠置的电介质层、离子阻挡层和憎水层；

提供在所述第二基板的面对所述第一基板的内表面上的第三电极；以及

包封在所述第一基板和所述第三电极之间且具有彼此不同的折射率的极性液体和非极性液体，

所述憎水层对所述非极性液体表现出亲和性。

9.一种显示装置，包括显示部分和光学元件阵列，所述光学元件阵列包括：

设置成彼此面对的第一基板和第二基板；

所述憎水层对所述非极性液体表现出亲和性。

10.一种电子设备，包括具有显示部分和光学元件阵列的显示装置，所述光学元件阵列包括：

设置成彼此面对的第一基板和第二基板；

所述憎水层对所述非极性液体表现出亲和性。