JP2010170068A5 - - Google Patents

Description

また、特許文献１に記載の液晶レンズのように液晶層の片側を２層の電極構造とする場合には、２層に電極を配置する必要があり、非常にプロセス的にもコスト的にも不利となる。また、デバイス構造としてみると、上下の基板で上の基板側の２層の電極を隔てる誘電体膜分、電気的に非対称構造となっている。この状態を極言すると、上側だけ厚い配向膜を付けたものと同じとなり、液晶の焼付き現象が増長されるなどの問題を引き起こすことが自明である。

また、液晶層３を第１のレンズ状態にする場合には、液晶層３を挟む上下の透明電極間で、第１の電極群１４の第１の電極１１Ｘに対応する部分において、液晶分子５の配列に変化を生じさせることが可能となるような所定の電位差が生じるようにする。例えば、第２の電極群２４を構成する複数の透明電極（第１の電極２１Ｙおよび第２の電極２２Ｙ）のすべてに共通の電圧を印加する。かつ、第１の電極群１４を構成する複数の透明電極（第１の電極１１Ｘおよび第２の電極１２Ｘ）のうち第１の電極１１Ｘのみに選択的に所定の駆動電圧を印加する（図３の下段に示した状態）。この場合、図１７（Ｂ）に示した場合と同様の原理で、液晶層３内での電界分布に偏りが生ずる。すなわち、第１の電極１１Ｘが形成されている領域に対応する部分では駆動電圧に応じて電界強度が強くなり、第１の電極１１Ｘから離れるほど電界強度が弱くなるような電界が発生する。すなわち、第２の方向（Ｙ方向）にレンズ効果が発生するように電界分布が変化する。すなわち、等価的には、図４（Ｂ）に示したように、Ｘ方向に延在しＹ方向に屈折力のある第１のシリンドリカルレンズ（Ｘ方向シリンドリカルレンズ）３１Ｘが、Ｙ方向に複数、並列配置されたようなレンズ状態となる。この場合には、第１の電極群１４のうち、第１のシリンドリカルレンズ３１Ｘのレンズピッチｐに相当する位置にある透明電極（第１の電極１１Ｘ）のみに選択的に電圧が印加されていることになる。

Claims (11)

1. 間隔を空けて互いに対向配置された第１および第２の基板と、
   前記第１の基板上における前記第２の基板に対向する側に形成され、第１の方向に延在する複数の透明電極が幅方向に間隔を空けて並列配置されてなる第１の電極群と、
   前記第２の基板上における前記第１の基板に対向する側に形成され、前記第１の方向とは異なる第２の方向に延在する複数の透明電極が幅方向に間隔を空けて並列配置されてなる第２の電極群と、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置され、屈折率異方性を有する液晶分子を含み、前記第１の電極群と前記第２の電極群とに印加される電圧に応じて前記液晶分子の配列方向が変化することでレンズ効果が発生する液晶層と
   を備え、
   前記液晶層が、
   前記第１の電極群と前記第２の電極群とに印加される電圧の状態に応じて、レンズ効果の無い状態と、前記第１の方向に延在するような第１のシリンドリカルレンズ状のレンズ効果が発生する第１のレンズ状態と、前記第２の方向に延在するような第２のシリンドリカルレンズ状のレンズ効果が発生する第２のレンズ状態との３つの状態に電気的に切り替わる
   レンズアレイ素子。
2. 前記液晶層を前記レンズ効果の無い状態にする場合には、前記第１の電極群を構成する複数の透明電極と前記第２の電極群を構成する複数の透明電極とがすべて同電位となるような電圧状態とし、
   前記液晶層を前記第２のレンズ状態にする場合には、前記第１の電極群を構成する複数の透明電極のすべてに共通の電圧を印加すると共に、前記第２の電極群を構成する複数の透明電極のうち、前記第２のシリンドリカルレンズのレンズピッチに相当する位置にある透明電極のみに選択的に駆動電圧を印加するようにし、
   前記液晶層を前記第１のレンズ状態にする場合には、前記第２の電極群を構成する複数の透明電極のすべてに共通の電圧を印加すると共に、前記第１の電極群を構成する複数の透明電極のうち、前記第１のシリンドリカルレンズのレンズピッチに相当する位置にある透明電極のみに選択的に駆動電圧を印加する
   請求項１に記載のレンズアレイ素子。
3. 前記第１の電極群を構成する複数の透明電極として、第１の幅を有して前記第１の方向に延在する第１の電極と、前記第１の幅よりも大きい第２の幅を有して前記第１の方向に延在する第２の電極とをそれぞれ複数有し、前記第１の電極群は、それら第１の電極と第２の電極とが交互に並列配置された構成とされ、
   前記第２の電極群を構成する複数の透明電極として、第１の幅を有して前記第２の方向に延在する第１の電極と、前記第１の幅よりも大きい第２の幅を有して前記第２の方向に延在する第２の電極とをそれぞれ複数有し、前記第２の電極群は、それら第１の電極と第２の電極とが交互に並列配置された構成とされている
   請求項１に記載のレンズアレイ素子。
4. 前記液晶層を前記レンズ効果の無い状態にする場合には、前記第１の電極群を構成する複数の透明電極と前記第２の電極群を構成する複数の透明電極とがすべて同電位となるような電圧状態とし、
   前記液晶層を前記第２のレンズ状態にする場合には、前記第１の電極群を構成する複数の透明電極のすべてに共通の電圧を印加すると共に、前記第２の電極群を構成する複数の透明電極のうち前記第１の電極のみに選択的に駆動電圧を印加するようにし、
   前記液晶層を前記第１のレンズ状態にする場合には、前記第２の電極群を構成する複数の透明電極のすべてに共通の電圧を印加すると共に、前記第１の電極群を構成する複数の透明電極のうち前記第１の電極のみに選択的に駆動電圧を印加する
   請求項３に記載のレンズアレイ素子。
5. 前記第２のレンズ状態にする場合には、前記第２の電極群を構成する複数の透明電極のうち、前記第１の電極のみに選択的に駆動電圧を印加し、かつ前記第２の電極を接地させるようにし、
   前記第１のレンズ状態にする場合において、前記第１の電極群を構成する複数の透明電極のうち、前記第１の電極のみに選択的に駆動電圧を印加し、かつ前記第２の電極を接地させる
   請求項４に記載のレンズアレイ素子。
6. 前記第２のレンズ状態にする場合には、前記第１の電極群を構成する複数の透明電極のすべてに共通の第１の駆動電圧を印加すると共に、前記第２の電極群を構成する複数の透明電極のうち前記第１の電極のみに選択的に第２の駆動電圧を印加するようにし、
   前記第１のレンズ状態にする場合には、前記第２の電極群を構成する複数の透明電極のすべてに共通の前記第２の駆動電圧を印加すると共に、前記第１の電極群を構成する複数の透明電極のうち前記第１の電極のみに選択的に前記第１の駆動電圧を印加するようにし、
   前記第１の駆動電圧と前記第２の駆動電圧として、電圧振幅が同じで、かつ互いに位相が１８０°異なる矩形波を印加する
   請求項５に記載のレンズアレイ素子。
7. 前記第１の電極群における前記第１の電極は、前記第１のシリンドリカルレンズのレンズピッチに相当する間隔で配置され、
   前記第２の電極群における前記第１の電極は、前記第２のシリンドリカルレンズのレンズピッチに相当する間隔で配置されている
   請求項３ないし６のいずれか１つに記載のレンズアレイ素子。
8. 前記第２の方向は、前記第１の方向に対して直交する方向であり、直交する前記第１の方向と前記第２の方向との２方向にレンズ効果のある状態が電気的に切り替わる
   請求項１ないし７のいずれか１つに記載のレンズアレイ素子。
9. ２次元的に画像表示を行う表示パネルと、
   前記表示パネルの表示面側に対向配置され、前記表示パネルからの光線の通過状態を選択的に変化させるレンズアレイ素子と
   を備え、
   前記レンズアレイ素子は、
   間隔を空けて互いに対向配置された第１および第２の基板と、
   前記第１の基板上における前記第２の基板に対向する側に形成され、第１の方向に延在する複数の透明電極が幅方向に間隔を空けて並列配置されてなる第１の電極群と、
   前記第２の基板上における前記第１の基板に対向する側に形成され、前記第１の方向とは異なる第２の方向に延在する複数の透明電極が幅方向に間隔を空けて並列配置されてなる第２の電極群と、
   前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置され、屈折率異方性を有する液晶分子を含み、前記第１の電極群と前記第２の電極群とに印加される電圧に応じて前記液晶分子の配列方向が変化することでレンズ効果が発生する液晶層と
   を有し、
   前記液晶層が、
   前記第１の電極群と前記第２の電極群とに印加される電圧の状態に応じて、レンズ効果の無い状態と、前記第１の方向に延在するような第１のシリンドリカルレンズ状のレンズ効果が発生する第１のレンズ状態と、前記第２の方向に延在するような第２のシリンドリカルレンズ状のレンズ効果が発生する第２のレンズ状態との３つの状態に電気的に切り替わる
   画像表示装置。
10. 前記レンズアレイ素子において、前記レンズ効果の無い状態と、前記第１のレンズ状態および前記第２のレンズ状態とを切り替えることにより、２次元表示と３次元表示とが電気的に切り替わる
    請求項９に記載の画像表示装置。
11. 前記レンズアレイ素子を前記レンズ効果の無い状態として、前記表示パネルからの表示画像光を偏向させることなく透過させることで２次元表示を行い、
    前記レンズアレイ素子を前記第１のレンズ状態として、前記表示パネルからの表示画像光を前記第１の方向に直交する方向に偏向させることで、前記第１の方向に直交する方向に両眼を置いたときに立体感が得られるような３次元表示を行い、
    前記レンズアレイ素子を前記第２のレンズ状態として、前記表示パネルからの表示画像光を前記第２の方向に直交する方向に偏向させることで、前記第２の方向に直交する方向に両眼を置いたときに立体感が得られるような３次元表示を行う
    請求項１０に記載の画像表示装置。