JP2016014902A

JP2016014902A - Liquid crystal lens cell

Info

Publication number: JP2016014902A
Application number: JP2015210492A
Authority: JP
Inventors: 真一郎岡; Shinichiro Oka; 杉田　辰哉; Tatsuya Sugita; 辰哉杉田; 小村　真一; Shinichi Komura; 真一小村
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2015-10-27
Publication date: 2016-01-28
Anticipated expiration: 2032-01-20
Also published as: JP5994012B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent moisture dissolved in a liquid crystal layer of a liquid crystal lens cell from being eluted when temperature is lowered in a stereoscopic display device using the liquid crystal lens cell.SOLUTION: The stereoscopic display device including a display device and a liquid crystal lens cell arranged on the display device is provided in which the liquid crystal lens cell includes: a first substrate; a second substrate; a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate; a first electrode arranged on the liquid crystal layer side of the first substrate; and a second electrode arranged on the liquid crystal layer side of the second substrate. The liquid crystal lens cell further includes a water-absorbing film arranged on the liquid crystal layer side of at least one of the first substrate and the second substrate. The water-absorbing layer is arranged between the first substrate and the first electrode, or on the liquid crystal layer side of the first electrode. The first electrode is a comb-like electrode, and the second electrode is a planar electrode.

Description

本発明は、立体表示装置に係わり、特に、液晶レンズセルを使用するレンチキュラ方式の立体表示装置に適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to a stereoscopic display device, and more particularly to a technique effective when applied to a lenticular stereoscopic display device using a liquid crystal lens cell.

従来、専用のメガネなしで立体画像（３次元画像）を見ることができる立体表示装置として、レンチキュラレンズを用いたものが知られている。
このレンチキュラレンズを用いた立体表示装置は、例えば、液晶表示パネルなどの表示面上にレンチキュラレンズを配置し、液晶表示パネルに左眼用の画像と右眼用の画像とを交互に表示し、当該左眼用の画像と右眼用の画像とを、レンチキュラレンズで分離する。観察者は、レンチキュラレンズで分離された左眼用の画像と右眼用の画像とを、それぞれ左眼および右眼で観察することにより、３次元立体像を観察することができる。
このレンチキュラレンズを用いた立体表示装置において、レンチキュラレンズとして、液晶レンズセルを使用するものが、下記特許文献１に記載されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a device using a lenticular lens is known as a three-dimensional display device that can view a three-dimensional image (three-dimensional image) without dedicated glasses.
The stereoscopic display device using this lenticular lens, for example, arranges a lenticular lens on a display surface such as a liquid crystal display panel, and alternately displays an image for the left eye and an image for the right eye on the liquid crystal display panel, The left eye image and the right eye image are separated by a lenticular lens. The observer can observe a three-dimensional stereoscopic image by observing the left eye image and the right eye image separated by the lenticular lens with the left eye and the right eye, respectively.
In this stereoscopic display device using a lenticular lens, a device using a liquid crystal lens cell as a lenticular lens is described in Patent Document 1 below.

特開平７−２１７３７４号公報JP 7-217374 A

液晶レンズセルは、内部に、電極を構成する透明導電膜（例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide））、セルの間隔を一定に保つビーズスペーサ、配向膜、あるいは、無機絶縁膜しかなく、水を吸収する部材が少ない。
そのため、液晶レンズセルを用いた立体表示装置において、高温高湿状態になると、液晶レンズセルの液晶層に水分が進入し、温度を下げると液晶層中に溶けた水分が溶出してくるという問題があった。
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、液晶レンズセルを用いた立体表示装置において、温度を下げたときに、液晶レンズセルの液晶層中に溶けた水分が溶出してくるのを防止することが可能となる技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。 A liquid crystal lens cell has only a transparent conductive film (for example, ITO (Indium Tin Oxide)) that constitutes an electrode, a bead spacer, an alignment film, or an inorganic insulating film that keeps the cell spacing constant, and absorbs water. There are few members to do.
Therefore, in a stereoscopic display device using a liquid crystal lens cell, when the temperature and humidity become high, moisture enters the liquid crystal layer of the liquid crystal lens cell, and when the temperature is lowered, the dissolved water is eluted in the liquid crystal layer. was there.
The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal of a liquid crystal lens cell when the temperature is lowered in a stereoscopic display device using the liquid crystal lens cell. An object of the present invention is to provide a technique capable of preventing the dissolved water in the layer from being eluted.
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
（１）表示装置と、前記表示装置上に配置される液晶レンズセルとを備え、前記液晶レンズセルは、第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に狭持される液晶層と、前記第１の基板の前記液晶層側に配置される第１の電極と、前記第２の基板の前記液晶層側に配置される第２の電極とを有する立体表示装置であって、前記液晶レンズセルは、前記第１の基板および第２の基板の少なくとも一方の基板の前記液晶層側に配置される吸水膜を有する。
（２）（１）において、前記吸水膜は、アクリル樹脂、あるいはエポキシ樹脂で構成される。
（３）（１）において、前記吸水膜は、前記第１の基板と前記第１の電極との間、あるいは、前記第１の電極の前記液晶層側に配置される。
（４）（１）において、前記吸水膜は、前記第２の基板と前記第２の電極との間、あるいは、前記第２の電極の前記液晶層側に配置される。 Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
(1) A display device and a liquid crystal lens cell disposed on the display device, wherein the liquid crystal lens cell includes a first substrate, a second substrate, the first substrate, and the second substrate. A liquid crystal layer sandwiched between the substrate, a first electrode disposed on the liquid crystal layer side of the first substrate, and a second electrode disposed on the liquid crystal layer side of the second substrate. The liquid crystal lens cell includes a water absorbing film disposed on the liquid crystal layer side of at least one of the first substrate and the second substrate.
(2) In (1), the water absorption film is made of an acrylic resin or an epoxy resin.
(3) In (1), the water absorption film is disposed between the first substrate and the first electrode or on the liquid crystal layer side of the first electrode.
(4) In (1), the water absorption film is disposed between the second substrate and the second electrode or on the liquid crystal layer side of the second electrode.

（５）（１）において、前記液晶層の厚さをｄ、吸水膜の厚さをＴｈとするとき、７．５＜（ｄ／Ｔｈ）＜１００を満足する。
（６）（１）において、前記第１の電極は、櫛歯電極であり、前記第２の電極は、平面状の電極であり、前記液晶層の厚さをｄ、前記櫛歯電極のピッチをＱとするとき、３．５＜（Ｑ／ｄ）＜７、好ましくは、４．５＜（Ｑ／ｄ）＜５．５、より好ましくは、（Ｑ／ｄ）＝５を満足する。
（７）（１）において、前記第１の電極は、櫛歯電極であり、前記第２の電極は、平面状の電極であり、前記櫛歯電極のピッチをＱ、前記櫛歯電極の幅をＬとするとき、１０＜（Ｑ／Ｌ）、好ましくは、１５＜（Ｑ／ｄ）＜２０を満足する。
（８）（１）において、前記液晶層の内部に配置されるビーズスペーサを有し、前記液晶層の１ｍｍ^２当たりの前記ビーズスペーサ量は、１０個以下である。 (5) In (1), when the thickness of the liquid crystal layer is d and the thickness of the water absorption film is Th, 7.5 <(d / Th) <100 is satisfied.
(6) In (1), the first electrode is a comb electrode, the second electrode is a planar electrode, the thickness of the liquid crystal layer is d, and the pitch of the comb electrode Where Q is 3.5 <(Q / d) <7, preferably 4.5 <(Q / d) <5.5, more preferably (Q / d) = 5.
(7) In (1), the first electrode is a comb electrode, the second electrode is a planar electrode, the pitch of the comb electrode is Q, and the width of the comb electrode When L is L, 10 <(Q / L), preferably 15 <(Q / d) <20 is satisfied.
(8) In (1), it has bead spacers arranged inside the liquid crystal layer, and the amount of the bead spacers per 1 mm ^{2 of the} liquid crystal layer is 10 or less.

本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
本発明によれば、液晶レンズセルを用いた立体表示装置において、温度を下げたときに、液晶レンズセルの液晶層中に溶けた水分が溶出してくるのを防止することが可能となる。 The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
According to the present invention, in a stereoscopic display device using a liquid crystal lens cell, it is possible to prevent water dissolved in the liquid crystal layer of the liquid crystal lens cell from being eluted when the temperature is lowered.

本発明の実施例１の立体表示装置の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the three-dimensional display apparatus of Example 1 of this invention. 図１に示す液晶レンズセルの断面構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross-section of the liquid crystal lens cell shown in FIG. 図２に示す第１の電極および第２の電極の電極形状を示す図である。It is a figure which shows the electrode shape of the 1st electrode and 2nd electrode which are shown in FIG. 図２示す液晶レンズセルの動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the liquid crystal lens cell shown in FIG. 第２の電極を構成する櫛歯電極のピッチＱと、液晶層の厚さｄとの比（Ｑ／ｄ）が、クロストークに及ぼす影響をシミュレーションした結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having simulated the influence which the ratio (Q / d) of the pitch Q of the comb-tooth electrode which comprises a 2nd electrode, and the thickness d of a liquid crystal layer has on crosstalk. （Ｑ／ｄ）を５としたときに、第２の電極を構成する櫛歯電極のピッチＱと、櫛歯電極の幅Ｌとの比（Ｑ／Ｌ）が、クロストークに及ぼす影響をシミュレーションした結果を示すグラフである。Simulating the effect of the ratio (Q / L) between the pitch Q of the comb-tooth electrodes constituting the second electrode and the width L of the comb-tooth electrodes on the crosstalk when (Q / d) is 5. It is a graph which shows the result. 本発明の実施例１の液晶レンズセルに分散されるビーズスペーサの様子を示す概略図である。It is the schematic which shows the mode of the bead spacer disperse | distributed to the liquid crystal lens cell of Example 1 of this invention. 一般的な液晶表示パネル（ＴＮ方式やＳＴＮ方式など液晶表示パネル）に分散されるビーズスペーサの様子を示す概略図である。It is the schematic which shows the mode of the bead spacer disperse | distributed to a common liquid crystal display panel (liquid crystal display panels, such as a TN system and STN system). 水蒸気圧に対する液晶層に進入する水分量を示すグラフである。It is a graph which shows the moisture content which penetrates into a liquid crystal layer with respect to water vapor pressure. 液晶レンズセルの内部に配置する吸水膜の膜厚を変えながら、高温高湿（７０℃、９０％の環境に５００ｈｒ放置）の環境下に、液晶レンズセルを放置したときに進入する水分を吸水膜が吸水するまでの時間を測定した結果を示すグラフである。While changing the film thickness of the water-absorbing film placed inside the liquid crystal lens cell, it absorbs moisture that enters when the liquid crystal lens cell is left in an environment of high temperature and high humidity (left at 500C for 70 hours at 70 ° C, 90%). It is a graph which shows the result of having measured time until a film absorbs water. 本発明の実施例２の立体表示装置の液晶レンズセルの断面構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross-section of the liquid crystal lens cell of the three-dimensional display apparatus of Example 2 of this invention. 本発明の実施例３の立体表示装置の液晶レンズセルの断面構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross-section of the liquid crystal lens cell of the three-dimensional display apparatus of Example 3 of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施例は、本発明の特許請求の範囲の解釈を限定するためのものではない。
［実施例１］
図１は、本発明の実施例１の立体表示装置の概略構成を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施例の立体表示装置は、表示装置１００と、液晶レンズセル１０１とで構成される。表示装置１００は、液晶表示パネル、あるいは、自発光ディスプレイである有機ＥＬ表示パネルなどが使用される。
液晶レンズセル１０１は、透明な接着部材１０２により、表示装置１００上に貼り付けられる。ここで、透明な接着部材１０２は、例えばＵＶ硬化樹脂などで構成される。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In all the drawings for explaining the embodiments, parts having the same functions are given the same reference numerals, and repeated explanation thereof is omitted. Also, the following examples are not intended to limit the interpretation of the scope of the claims of the present invention.
[Example 1]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a stereoscopic display device according to Embodiment 1 of the present invention.
As shown in FIG. 1, the stereoscopic display device of this embodiment includes a display device 100 and a liquid crystal lens cell 101. As the display device 100, a liquid crystal display panel or an organic EL display panel which is a self-luminous display is used.
The liquid crystal lens cell 101 is pasted on the display device 100 with a transparent adhesive member 102. Here, the transparent adhesive member 102 is made of, for example, a UV curable resin.

図２は、図１に示す液晶レンズセル１０１の断面構造を示す断面図である。
図２に示すように、液晶レンズセル１０１は、第１の基板（ＳＵＢ１）と、第２の基板（ＳＵＢ２）と、第１の基板（ＳＵＢ１）と第２の基板（ＳＵＢ２）との間に狭持される液晶層（ＬＣ）とを有する。第１の基板（ＳＵＢ１）及び第２の基板（ＳＵＢ２）は、例えば、ガラス基板などの透明基板で構成される。ここで、第１の基板（ＳＵＢ１）の液晶層（ＬＣ）と反対側の面が、接着部材１０２により、表示装置１００上に貼り付けられる。したがって、第２の基板（ＳＵＢ２）の液晶層（ＬＣ）と反対側の面が、観察者が観察する観察面となる。
第１の基板（ＳＵＢ１）の液晶層（ＬＣ）側の面には、第１の電極（ＥＬ１）が形成され、この第１の電極（ＥＬ１）上には、配向膜（ＡＬ１）が形成される。同様に、第２の基板（ＳＵＢ２）の液晶層（ＬＣ）側の面には、第２の電極（ＥＬ２）が形成され、この第２の電極（ＥＬ２）上には、配向膜（ＡＬ２）が形成される。なお、図２では、液晶層（ＬＣ）の間隔を一定に保つビーズスペーサの図示は省略している。
図２において、１０は吸水膜であり、吸水膜１０は、吸水性がある透明な有機材料の膜が望ましく、例えば透明なアクリル樹脂やエポキシ樹脂などが用いられる。特にアクリル樹脂は吸水性に優れているので望ましい。
ここで、配向膜（ＡＬ１，ＡＬ２）の配向方向は、水平方向である。また、液晶層（ＬＣ）は、正の誘電率異方性材料を用いる。
図３は、図２に示す第１の電極（ＥＬ１）および第２の電極（ＥＬ２）の電極形状を示す図である。図３（ａ）に示すように、第２の電極（ＥＬ２）は、平面状の電極であり、図３（ｂ）に示すように、第１の電極（ＥＬ１）は、櫛歯電極とされる。
ここで、第１の電極（ＥＬ１）および第２の電極（ＥＬ２）は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明電極で構成される。なお、図２は、図３（ｂ）のＡ−Ａ’切断線に沿った断面構造を図示している。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of the liquid crystal lens cell 101 shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the liquid crystal lens cell 101 includes a first substrate (SUB1), a second substrate (SUB2), a first substrate (SUB1), and a second substrate (SUB2). A sandwiched liquid crystal layer (LC). The first substrate (SUB1) and the second substrate (SUB2) are composed of a transparent substrate such as a glass substrate, for example. Here, the surface of the first substrate (SUB1) opposite to the liquid crystal layer (LC) is attached to the display device 100 by the adhesive member 102. Therefore, the surface opposite to the liquid crystal layer (LC) of the second substrate (SUB2) is an observation surface that the observer observes.
A first electrode (EL1) is formed on the surface of the first substrate (SUB1) on the liquid crystal layer (LC) side, and an alignment film (AL1) is formed on the first electrode (EL1). The Similarly, a second electrode (EL2) is formed on the surface of the second substrate (SUB2) on the liquid crystal layer (LC) side, and an alignment film (AL2) is formed on the second electrode (EL2). Is formed. In FIG. 2, illustration of bead spacers that keep the interval between the liquid crystal layers (LC) constant is omitted.
In FIG. 2, 10 is a water absorption film, and the water absorption film 10 is preferably a transparent organic material film having water absorption, and for example, a transparent acrylic resin or epoxy resin is used. In particular, an acrylic resin is preferable because of its excellent water absorption.
Here, the alignment direction of the alignment films (AL1, AL2) is a horizontal direction. The liquid crystal layer (LC) uses a positive dielectric anisotropy material.
FIG. 3 is a diagram showing electrode shapes of the first electrode (EL1) and the second electrode (EL2) shown in FIG. As shown in FIG. 3 (a), the second electrode (EL2) is a planar electrode, and as shown in FIG. 3 (b), the first electrode (EL1) is a comb-tooth electrode. The
Here, the first electrode (EL1) and the second electrode (EL2) are made of transparent electrodes such as ITO (Indium Tin Oxide), for example. FIG. 2 shows a cross-sectional structure taken along the line AA ′ in FIG.

図４は、図２に示す液晶レンズセル１０１の動作を説明する図である。なお、図４において、２０は電気力線であり、３０は液晶分子である。
第１の電極（ＥＬ１）と第２の電極（ＥＬ２）との間で交流の電圧を印加する。例えば、第１の電極（ＥＬ１）に、第２の電極（ＥＬ２）よりも高電位の電圧を供給すると、図４（ａ）に示すように、電気力線２０は、第１の電極（ＥＬ１）から第２の電極（ＥＬ２）に向う方向に生じ、図示は省略するが、第２の電極（ＥＬ２）に、第１の電極（ＥＬ１）よりも高電位の電圧を供給すると、電気力線２０は、第２の電極（ＥＬ２）から第１の電極（ＥＬ１）に向かう方向に生じる。
また、図４（ｂ）に示すように、第１の電極（ＥＬ１）と第２の電極（ＥＬ２）との間に電圧を印加しない状態では、液晶分子３０は、第１の基板（ＳＵＢ１）と第２の基板（ＳＵＢ２）に平行な状態になっている。この場合、表示装置１００に表示された画像はそのまま通過するので、観察者は、２次元画像を観察することができる。
また、図４（ｃ）に示すように、第１の電極（ＥＬ１）と第２の電極（ＥＬ２）との間に電圧を印加した状態では、液晶分子３０は、電界方向に整列し、液晶層（ＬＣ）の屈折率分布が変化する。したがって、表示装置１００に交互に表示された左眼用の画像と右眼用の画像とは、液晶レンズセル１０１を通過する際に、進行方向が変更され分離されるので、観察者は、液晶レンズセル１０１で分離された左眼用の画像と右眼用の画像とを、それぞれ左眼、および、右眼で観察することにより、３次元立体像を観察することができる。なお、本実施例の立体表示装置において、３次元立体画像が発現する原理については前述の特許文献１を参照されたい。
このように、本実施例では、液晶レンズセル１０１の屈折率分布によるレンズ効果（ＧＲＩＮレンズ）によって、２次元画像と３次元立体画像とを切り替えることが可能となる。 FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the liquid crystal lens cell 101 shown in FIG. In FIG. 4, 20 is a line of electric force, and 30 is a liquid crystal molecule.
An AC voltage is applied between the first electrode (EL1) and the second electrode (EL2). For example, when a voltage having a higher potential than the second electrode (EL2) is supplied to the first electrode (EL1), as shown in FIG. 4A, the lines of electric force 20 are applied to the first electrode (EL1). ) To the second electrode (EL2) and is not shown in the figure, but when a voltage having a higher potential than the first electrode (EL1) is supplied to the second electrode (EL2), the lines of electric force 20 occurs in the direction from the second electrode (EL2) toward the first electrode (EL1).
Further, as shown in FIG. 4B, in a state where no voltage is applied between the first electrode (EL1) and the second electrode (EL2), the liquid crystal molecules 30 are formed on the first substrate (SUB1). And in parallel with the second substrate (SUB2). In this case, since the image displayed on the display device 100 passes as it is, the observer can observe the two-dimensional image.
In addition, as shown in FIG. 4C, in a state where a voltage is applied between the first electrode (EL1) and the second electrode (EL2), the liquid crystal molecules 30 are aligned in the electric field direction, and the liquid crystal The refractive index profile of the layer (LC) changes. Therefore, since the left-eye image and the right-eye image alternately displayed on the display device 100 are separated by changing the traveling direction when passing through the liquid crystal lens cell 101, the observer can display the liquid crystal. A three-dimensional stereoscopic image can be observed by observing the left-eye image and the right-eye image separated by the lens cell 101 with the left eye and the right eye, respectively. Note that the above-described Patent Document 1 should be referred to for the principle that a three-dimensional stereoscopic image appears in the stereoscopic display device of the present embodiment.
As described above, in this embodiment, the two-dimensional image and the three-dimensional stereoscopic image can be switched by the lens effect (GRIN lens) by the refractive index distribution of the liquid crystal lens cell 101.

図２において、ｄは液晶層（ＬＣ）の厚さ、Ｑは、第１の電極（ＥＬ１）を構成する櫛歯電極のピッチであり、Ｌは櫛歯電極の幅である。したがって、Ｓ＝Ｑ−Ｌである。
図５は、第１の電極（ＥＬ１）を構成する櫛歯電極のピッチＱと、液晶層（ＬＣ）の厚さｄとの比（Ｑ／ｄ）が、クロストークに及ぼす影響をシミュレーションした結果を示すグラフである。
なお、クロストークとは、第１の電極（ＥＬ１）と第２の電極（ＥＬ２）との間に電圧を印加し、３次元立体像を表示した状態において、左眼用の画像に、右目用の画像が混入する割合（あるいは、右眼用の画像に、左目用の画像が混入する割合）を表す。
クロストークは１％以下であると人間の目には認識しづらくなるため、図５から分かるように、（Ｑ／ｄ）は、３．５＜（Ｑ／ｄ）＜７であることが望ましく、さらに、クロストークを下げるために、好ましくは、４．５＜（Ｑ／ｄ）＜５．５が望ましく、より好ましくは、（Ｑ／ｄ）は約５（Ｑ／ｄ≒５）が望ましい。即ち、（Ｑ／ｄ）が５のときに最も良いレンズ効果を得ることができる。
図６は、（Ｑ／ｄ）を５としたときに、第１の電極（ＥＬ１）を構成する櫛歯電極のピッチＱと、櫛歯電極の幅Ｌとの比（Ｑ／Ｌ）が、クロストークに及ぼす影響をシミュレーションした結果を示すグラフである。
図６から分かるように、Ｑ／Ｌは、１５＜（Ｑ／Ｌ）＜２０が望ましく、さらに、クロストーク１％以内とすれば、１０＜（Ｑ／Ｌ）が望ましい。 In FIG. 2, d is the thickness of the liquid crystal layer (LC), Q is the pitch of the comb electrodes constituting the first electrode (EL1), and L is the width of the comb electrodes. Therefore, S = Q−L.
FIG. 5 shows the result of simulating the influence of the ratio (Q / d) between the pitch Q of the comb electrodes constituting the first electrode (EL1) and the thickness d of the liquid crystal layer (LC) on the crosstalk. It is a graph which shows.
Note that the crosstalk means that a right-eye image is displayed on a left-eye image in a state where a voltage is applied between the first electrode (EL1) and the second electrode (EL2) to display a three-dimensional stereoscopic image. (Or the ratio of the left-eye image mixed in the right-eye image).
Since it is difficult for the human eye to recognize that the crosstalk is 1% or less, it is desirable that (Q / d) is 3.5 <(Q / d) <7 as can be seen from FIG. In order to further reduce the crosstalk, 4.5 <(Q / d) <5.5 is desirable, and more preferably, (Q / d) is desirably about 5 (Q / d≈5). . That is, the best lens effect can be obtained when (Q / d) is 5.
FIG. 6 shows that when (Q / d) is 5, the ratio (Q / L) between the pitch Q of the comb electrodes constituting the first electrode (EL1) and the width L of the comb electrodes is It is a graph which shows the result of having simulated the influence which acts on crosstalk.
As can be seen from FIG. 6, the Q / L is preferably 15 <(Q / L) <20, and more preferably 10 <(Q / L) if the crosstalk is within 1%.

図７Ａは、本実施例の液晶レンズセル１０１に分散されるビーズスペーサ（ＢＳ）の様子を示す概略図である。なお、図７Ｂに、比較例として、一般的な液晶表示パネル（ＴＮ方式やＳＴＮ方式など液晶表示パネル）に分散されるビーズスペーサ（ＢＳ）の様子を示す。
液晶レンズセル１０１は、レンズ効果を得るために、大きなリタデーション（Δｎ×ｄ）が必要となる。本実施例では、液晶層（ＬＣ）の厚さ（ｄ）を３０μｍとしたが、すくなくとも２０μｍ以上の大きさのビーズスペーサ（ＢＳ）が必要となる。
そのため、観察者に、ビーズスペーサ（ＢＳ）が目視されてしまことになるので、図７Ａに示すように、液晶レンズセル１０１の場合は、１ｍｍ^２当たり１個（１個／ｍｍ^２）が望ましく、最大でも、１ｍｍ^２当たり１０個（１０個／ｍｍ^２）以下の密度で分散させる必要がある。
一方、図７Ｂに示すように、一般的な液晶表示パネルでは、１ｍｍ^２当たり１００個〜２００個（１００個〜２００個／ｍｍ^２）分散するのが普通である。 FIG. 7A is a schematic diagram showing a state of bead spacers (BS) dispersed in the liquid crystal lens cell 101 of the present embodiment. FIG. 7B shows a state of bead spacers (BS) dispersed in a general liquid crystal display panel (a liquid crystal display panel such as a TN mode or STN mode) as a comparative example.
The liquid crystal lens cell 101 requires a large retardation (Δn × d) in order to obtain a lens effect. In this embodiment, the thickness (d) of the liquid crystal layer (LC) is 30 μm, but at least a bead spacer (BS) having a size of 20 μm or more is required.
Therefore, the viewer, since the bead spacers (BS) is being visually want it, as shown in FIG. 7A, in the case of the liquid crystal lens cell 101, one per 1 mm ² (1 / mm ²⁾ is preferably , at most, it is necessary to disperse at a density of 1 mm ² 10 per (10 / mm ²⁾ or less.
On the other hand, as shown in FIG. 7B, in the general liquid crystal display panel, 100 to 200 per 1 mm ² (100 to 200 pieces / mm ²⁾ it is common to disperse.

本実施例で用いた液晶表示パネルは、図示は省略しているが、周囲をシール材で封止してある。しかしながら、高温高湿状態（例えば、７０℃、湿度９０％、水蒸気圧約２８１ｈＰａ）に放置すると、一時間当たり０．０６ｐｐｍ／ｈｒの水分が液晶層（ＬＣ）中に進入する。この速度は、シール材が変われば変化するがそれほど大きくは変化しない。水分は主にシール材と基板界面から進入するため、ギャップが変化してもそれほど大きく変化しない。
進入した水分は、液晶層（ＬＣ）や、ビーズスペーサ（ＢＳ）、配向膜（ＡＬ１，ＡＬ２）に吸水される。ここで、ビーズスペーサ（ＢＳ）が吸水する水分量の速度は、ビーズスペーサ（ＢＳ）の表面積に依存する。
液晶レンズセル１０１に使用される、直径が３０μｍのビーズスペーサ（ＢＳ）の表面積は約２８２７μｍ^２であり、一般的な液晶表示パネルに使用される、直径が４μｍのビーズスペーサ（ＢＳ）の表面積は約５０μｍ^２である。
ここで、ビーズスペーサ（ＢＳ）の個数を１ｍｍ^２当たり、液晶レンズセル１０１が１０個、一般的な液晶表示パネルが２００個とする。この場合、単位体積（１ｍｍ^３）当たりのビーズスペーサ（ＢＳ）の個数を、液晶レンズセル１０１が１個とすると、一般的な液晶セルは１５０個となる。
よって、液晶単位体積に占めるビーズスペーサ（ＢＳ）の表面積は、
液晶レンズセルが、２８２７＝２８２７μｍ^２ ×１
一般的な液晶表示パネルが、７５４０＝５０μｍ^２ ×１５０となり、液晶レンズセル１０１は、一般的な液晶表示パネルに比べ３７％となる。 Although the liquid crystal display panel used in this embodiment is not shown, the periphery is sealed with a sealing material. However, when left in a high-temperature and high-humidity state (for example, 70 ° C., humidity 90%, water vapor pressure of about 281 hPa), 0.06 ppm / hr of water per hour enters the liquid crystal layer (LC). This speed changes as the sealing material changes, but does not change so much. Since moisture enters mainly from the interface between the sealing material and the substrate, it does not change so much even if the gap changes.
The entered water is absorbed by the liquid crystal layer (LC), the bead spacer (BS), and the alignment films (AL1, AL2). Here, the speed of the amount of water absorbed by the bead spacer (BS) depends on the surface area of the bead spacer (BS).
The surface area of the bead spacer (BS) having a diameter of 30 μm used for the liquid crystal lens cell 101 is about 2827 μm ² , and the surface area of the bead spacer (BS) having a diameter of 4 μm used for a general liquid crystal display panel is About 50 μm ² .
Here, it is assumed that the number of bead spacers (BS) per 10 mm ² is 10 liquid crystal lens cells 101 and 200 general liquid crystal display panels. In this case, if the number of bead spacers (BS) per unit volume (1 mm ³ ) is one for the liquid crystal lens cell 101, the number of general liquid crystal cells is 150.
Therefore, the surface area of the bead spacer (BS) occupying the liquid crystal unit volume is
The liquid crystal lens cell is 2827 = 2827 μm ² × 1
A general liquid crystal display panel is 7540 = 50 μm ² × 150, and the liquid crystal lens cell 101 is 37% compared to a general liquid crystal display panel.

単位体積当たり、４μｍのビーズスペーサ（ＢＳ）が１５０個の一般的な液晶表示パネルの吸水率を測定したところ、単位体積あたり、約０．１ｐｐｍ／ｈｒの水を吸水することがわかった。
一方、単位体積当たり、３０μｍのビーズスペーサ（ＢＳ）が１個の液晶レンズセル１０１の吸水率は、約０．１ｐｐｍ／ｈｒの３７％となるので、０．０３７ｐｐｍ／ｈｒとなる。
単位体積当たり、３０μｍのビーズスペーサ（ＢＳ）が１個の液晶レンズセル１０１の内部に入ってくる水分量は０．０６ｐｐｍ／ｈｒなので、液晶レンズセル１０１のビーズ量では充分に水が吸収できないことを示している。
一方、一般的な液晶表示パネルの場合は液晶層中に進入するすべての水分をビーズスペーサ（ＢＳ）が吸収することができる。
なお、前述の計算式の前提となる条件は、液晶レンズセル１０１内に、３０μｍのビーズスペーサ（ＢＳ）を、１０個／ｍｍ^２分散したと仮定している。
しかしながら、ビーズスペーサ（ＢＳ）の分散量を増やしてしまうと、ビーズスペーサ（ＢＳ）が見えてしまうために、１個／ｍｍ^２が望ましい。この条件だと、さらに液晶レンズセル１０１の内部に進入する水分を吸収できないことを示している。 When the water absorption of a general liquid crystal display panel having 150 4 μm bead spacers (BS) per unit volume was measured, it was found that about 0.1 ppm / hr of water was absorbed per unit volume.
On the other hand, the water absorption rate of the liquid crystal lens cell 101 with one 30 μm bead spacer (BS) per unit volume is 37% of about 0.1 ppm / hr, and is 0.037 ppm / hr.
Since the amount of water that enters a liquid crystal lens cell 101 with a 30 μm bead spacer (BS) per unit volume is 0.06 ppm / hr, the amount of beads in the liquid crystal lens cell 101 cannot sufficiently absorb water. Is shown.
On the other hand, in the case of a general liquid crystal display panel, the bead spacer (BS) can absorb all moisture entering the liquid crystal layer.
Note that the precondition of the above-described calculation formula is that 10 μm / mm ^{2 of} 30 μm bead spacers (BS) are dispersed in the liquid crystal lens cell 101.
However, if the dispersion amount of the bead spacers (BS) is increased, the bead spacers (BS) can be seen, so 1 piece / mm ² is desirable. This condition indicates that the moisture that enters the liquid crystal lens cell 101 cannot be absorbed.

高温高湿状態で液晶層中に水分が進入した場合、室温に戻すと液晶層中に溶けることができる飽和水分量が低下するために、水が溶出してきてしまい欠陥として認識されてしまう。
図８に、水蒸気圧に対する液晶層に進入する水分量のグラフを示した。
水蒸気圧２８１ｈＰａ（例えば、７０℃、湿度９０％）では進入量は０．０６ｐｐｍ／ｈｒだが、５９ｈＰａ（例えば、３６℃、湿度１００％）では、進入量は０．０４となる。つまり、吸水膜１０を設けない液晶レンズセル１０１の場合、水蒸気圧６０ｈＰａ以上の環境に放置し、液晶層（ＬＣ）が吸収できる水分量以上が進入すると、水が溶出してしまう。
この課題を解決するために、本実施例では、吸水膜１０を図２に示す位置に配置する。前述したように、吸水膜１０は、例えば、アクリル樹脂やエポキシ樹脂等の透明有機絶縁膜で構成されており、ビーズスペーサ（ＢＳ）に比べると格段に吸収率が高い。
そのため、本実施例では、高温高湿状態にして液晶層（ＬＣ）中に水分が進入したとしても、吸水膜１０が飽和するまでは、液晶層（ＬＣ）中に水がたまることはない。吸収部材に、例えば、透明有機絶縁膜を用いると、７０℃、湿度９０％の環境下に、２０００ｈｒ以上放置しても、吸水膜１０の飽和値は超えないため、一般的な使用環境においては飽和水分量を超えることはない。 When moisture enters the liquid crystal layer in a high temperature and high humidity state, the amount of saturated moisture that can be dissolved in the liquid crystal layer is reduced when the temperature is returned to room temperature, so that water is eluted and recognized as a defect.
FIG. 8 shows a graph of the amount of moisture that enters the liquid crystal layer with respect to the water vapor pressure.
The entry amount is 0.06 ppm / hr at a water vapor pressure of 281 hPa (eg, 70 ° C., humidity 90%), but the entry amount is 0.04 at 59 hPa (eg, 36 ° C., humidity 100%). That is, in the case of the liquid crystal lens cell 101 not provided with the water absorption film 10, water is eluted when it is left in an environment having a water vapor pressure of 60 hPa or more and a water amount that can be absorbed by the liquid crystal layer (LC) enters.
In order to solve this problem, in this embodiment, the water absorption film 10 is disposed at the position shown in FIG. As described above, the water absorption film 10 is made of, for example, a transparent organic insulating film such as an acrylic resin or an epoxy resin, and has a significantly higher absorption rate than the bead spacer (BS).
Therefore, in this embodiment, even if moisture enters the liquid crystal layer (LC) in a high temperature and high humidity state, the water does not accumulate in the liquid crystal layer (LC) until the water absorption film 10 is saturated. For example, when a transparent organic insulating film is used as the absorbing member, the saturated value of the water-absorbing film 10 does not exceed even when left for 2000 hours or more in an environment of 70 ° C. and 90% humidity. The saturated water content is never exceeded.

液晶レンズセル１０１の内部に配置する吸水膜１０の膜厚を変えながら、高温高湿（７０℃、９０％の環境に５００ｈｒ放置）の環境下に、液晶レンズセル１０１を放置したときに進入する水分を吸水膜１０が吸水するまでの時間を測定した。
測定結果を図９に示す。この図９のグラフでは、横軸に、液晶層厚／吸水膜厚を取り、縦軸に吸水時間を取った。横軸が大きければ大きいほど、吸水膜１０は薄くなる。なお、液晶層厚は３０μｍとしている。
吸水時間は、液晶層厚／吸水膜厚が７．５以下では飽和した。即ち、吸水時間が変化しなくなる。また、液晶層厚／吸水膜厚が１００以上では急激に吸水時間が増加する。
よって、図９の（Ｃ）の領域は、吸水時間が急激に伸びるために、望ましくなく、液晶層厚／吸水膜厚は１００以下にすることが望ましい。
また、図９の（Ａ）の領域は、吸水膜１０の膜厚を厚くする必要があり、吸水膜１０の光吸収により透過率が減少する可能性があり、さらに無駄な膜厚により材料コストも上がる。さらに、７．５以下では充分に飽和しているために、７．５＜液晶層厚／吸水膜厚＜１００とすることがより望ましい。 While changing the film thickness of the water absorption film 10 disposed inside the liquid crystal lens cell 101, the liquid crystal lens cell 101 enters when the liquid crystal lens cell 101 is left in an environment of high temperature and high humidity (left at 500 ° C. in a 90 ° C., 90% environment). The time until the water absorption film 10 absorbs water was measured.
The measurement results are shown in FIG. In the graph of FIG. 9, the horizontal axis represents the liquid crystal layer thickness / water absorption film thickness, and the vertical axis represents the water absorption time. The larger the horizontal axis is, the thinner the water absorption film 10 is. The liquid crystal layer thickness is 30 μm.
The water absorption time was saturated when the liquid crystal layer thickness / water absorption film thickness was 7.5 or less. That is, the water absorption time does not change. Further, when the liquid crystal layer thickness / water absorption film thickness is 100 or more, the water absorption time increases rapidly.
Accordingly, the region (C) in FIG. 9 is not desirable because the water absorption time increases abruptly, and the liquid crystal layer thickness / water absorption film thickness is desirably 100 or less.
Further, in the region of FIG. 9A, it is necessary to increase the film thickness of the water absorption film 10, the transmittance may decrease due to the light absorption of the water absorption film 10, and the material cost due to the useless film thickness. Also goes up. Further, since it is sufficiently saturated at 7.5 or less, it is more preferable that 7.5 <liquid crystal layer thickness / water absorption film thickness <100.

［実施例２］
図１０は、本発明の実施例２の立体表示装置の液晶レンズセル１０１の断面構造を示す断面図である。
前述の実施例１との相違点は、図１０に示すように、吸水膜１０を、櫛歯電極である第１の電極（ＥＬ１）上に配置し、吸水膜１０上に配向膜（ＡＬ１）を配置した点である。
本実施例では、吸水膜１０が絶縁性を有していれば、第１の電極（ＥＬ１）と第２の電極（ＥＬ２）とが接触し、ショートすることも防ぐことができる。さらに、第１の電極（ＥＬ１）上に吸水膜１０を配置したので、吸水率を向上させることもできる。 [Example 2]
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of the liquid crystal lens cell 101 of the stereoscopic display device according to Embodiment 2 of the present invention.
The difference from the first embodiment is that, as shown in FIG. 10, the water absorption film 10 is disposed on the first electrode (EL1) which is a comb-tooth electrode, and the alignment film (AL1) is formed on the water absorption film 10. Is the point where
In this embodiment, if the water absorption film 10 has an insulating property, it is possible to prevent the first electrode (EL1) and the second electrode (EL2) from contacting and short-circuiting. Furthermore, since the water absorption film | membrane 10 has been arrange | positioned on the 1st electrode (EL1), a water absorption rate can also be improved.

［実施例３］
図１１は、本発明の実施例２の立体表示装置の液晶レンズセルの断面構造を示す断面図である。
前述の実施例１との違いは、図１１に示すように、吸水膜１０を、第２の基板（ＳＵＢ２）側で、平面状の電極である第２の電極（ＥＬ２）上に配置した点である。
これにより、本実施例では、吸水率を高めることができ、前述の実施例２で問題となる第１の電極（ＥＬ１）の段差による吸水膜１０のむらも改善することができる。
なお、前述の各実施例において、吸水膜１０は、第１の基板（ＳＵＢ１）と、第２の基板（ＳＵＢ２）の両方に設けてもよいが、吸水膜１０の光吸収により透過率が減少することを考慮すると、吸水膜１０は、第１の基板（ＳＵＢ１）、あるいは、第２の基板（ＳＵＢ２）のいずれか一方に設けるのが好ましい。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。 [Example 3]
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure of the liquid crystal lens cell of the stereoscopic display device according to Embodiment 2 of the present invention.
The difference from Example 1 described above is that the water absorption film 10 is disposed on the second electrode (EL2), which is a planar electrode, on the second substrate (SUB2) side, as shown in FIG. It is.
Thereby, in this embodiment, the water absorption rate can be increased, and the unevenness of the water absorption film 10 due to the step of the first electrode (EL1), which is a problem in the above-described second embodiment, can be improved.
In each of the above-described embodiments, the water absorption film 10 may be provided on both the first substrate (SUB1) and the second substrate (SUB2), but the transmittance decreases due to light absorption of the water absorption film 10. In consideration of this, the water absorption film 10 is preferably provided on either the first substrate (SUB1) or the second substrate (SUB2).
As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the above embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Of course.

１０吸水膜
２０電気力線
３０液晶分子
１００表示装置
１０１液晶レンズセル
１０２接着部材
ＳＵＢ１第１の基板
ＳＵＢ２第２の基板
ＡＬ１，ＡＬ２配向膜
ＥＬ１第１の電極
ＥＬ２第２の電極
ＬＣ液晶層
ＢＳビーズスペーサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Water absorption film | membrane 20 Electric force line 30 Liquid crystal molecule 100 Display apparatus 101 Liquid crystal lens cell 102 Adhesive member SUB1 1st board | substrate SUB2 2nd board | substrate AL1, AL2 Alignment film | membrane EL1 1st electrode EL2 2nd electrode LC Liquid crystal layer BS Beads Spacer

Claims

A first substrate;
A second substrate;
A liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate;
A first electrode disposed on the liquid crystal layer side of the first substrate;
A liquid crystal lens cell having a second electrode disposed on the liquid crystal layer side of the second substrate,
The first electrode is a comb electrode;
The second electrode is a planar electrode,
The liquid crystal lens cell has a water absorption film disposed on the liquid crystal layer side of at least one of the first substrate and the second substrate,
A liquid crystal lens cell satisfying 7.5 <(d / Th) <100, where d is the thickness of the liquid crystal layer and Th is the thickness of the water absorption film.

The liquid crystal lens cell according to claim 1, wherein the water absorption film is made of an acrylic resin or an epoxy resin.

The liquid crystal lens cell according to claim 1, wherein the water absorption film is disposed between the first substrate and the first electrode.

The liquid crystal lens cell according to claim 1, wherein the water absorption film is disposed on the liquid crystal layer side of the first electrode.

The liquid crystal lens cell according to claim 1, wherein the water absorption film is disposed between the second substrate and the second electrode.

The liquid crystal lens cell according to claim 1, wherein the water absorption film is disposed on the liquid crystal layer side of the second electrode.

2. The liquid crystal lens cell according to claim 1, wherein when the thickness of the liquid crystal layer is d and the pitch of the comb electrodes is Q, 3.5 <(Q / d) <7 is satisfied.

The liquid crystal lens cell according to claim 7, wherein 4.5 <(Q / d) <5.5 is satisfied.

The liquid crystal lens cell according to claim 8, wherein (Q / d) = 5 is satisfied.

2. The liquid crystal lens cell according to claim 1, wherein 10 <(Q / L) is satisfied, where Q is a pitch of the comb electrodes and L is a width of the comb electrodes.

The liquid crystal lens cell according to claim 10, wherein 15 <(Q / L) <20 is satisfied.

Having a bead spacer disposed inside the liquid crystal layer;
2. The liquid crystal lens cell according to claim 1, wherein the amount of the bead spacer per 1 mm 2 of the liquid crystal layer is 10 or less.