JP6284208B1 - Liquid crystal lens array - Google Patents
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Abstract
【課題】隣接する電極からの電界の影響を小さくすることができ、従来よりも適切な光学位相差分布を示す、液晶レンズを開示する。【解決手段】グランド電極層を有する透明な基板と、パターン電極層を有する透明な基板と、前記グランド電極層及び前記パターン電極層の間に設けられた液晶層とを備え、前記パターン電極層は、平面視においてスリット状、多角形状又は円形状である複数のレンズ開口の輪郭をなし、前記グランド電極層を有する基板及び前記パターン電極層を有する基板のうちの少なくとも一方は、前記液晶層の内部へと突出する導電性の立設部を複数備え、前記立設部の電位がグランド電極層の電位に保たれ、前記立設部が平面視において前記複数のレンズ開口の間に設けられている、液晶レンズアレイとする。【選択図】図１Disclosed is a liquid crystal lens capable of reducing the influence of an electric field from adjacent electrodes and exhibiting an optical phase difference distribution more appropriate than before. A transparent substrate having a ground electrode layer, a transparent substrate having a pattern electrode layer, and a liquid crystal layer provided between the ground electrode layer and the pattern electrode layer, the pattern electrode layer comprising: A plurality of lens openings that are slit-shaped, polygonal, or circular in plan view, and at least one of the substrate having the ground electrode layer and the substrate having the pattern electrode layer is an interior of the liquid crystal layer. A plurality of conductive standing portions projecting toward the top, the potential of the standing portion is maintained at the potential of the ground electrode layer, and the standing portion is provided between the plurality of lens openings in plan view. A liquid crystal lens array is used. [Selection] Figure 1
Description
本願は液晶レンズアレイを開示するものである。 The present application discloses a liquid crystal lens array.
誘電異方性及び光学異方性を示す液晶分子は、印加電圧を制御することで液晶分子の配向方向を制御することができ、実効的な屈折率を連続的に可変できる。例えば、第１の電極及び第２の電極の間に媒質として液晶分子を含む層（液晶層）を設け、電極間の電圧を制御することで、液晶層の実効的な屈折率分布を調整することができ、液晶レンズとして機能させることができる。このように、電圧印加のみで光の偏向方向の制御及び焦点距離制御を行うレンズとして、二分割した軸対称のパターン電極を用いた液晶レンズアレイが知られている（特許文献１等）。このような液晶レンズアレイにおいては、機械的な駆動部を要することなく、各電極に印加する電圧により、複数のレンズ開口がそれぞれ三角プリズムレンズ特性又は円形レンズ特性を示す。 Liquid crystal molecules exhibiting dielectric anisotropy and optical anisotropy can control the orientation direction of the liquid crystal molecules by controlling the applied voltage, and the effective refractive index can be continuously varied. For example, a layer containing liquid crystal molecules (a liquid crystal layer) is provided as a medium between the first electrode and the second electrode, and the effective refractive index distribution of the liquid crystal layer is adjusted by controlling the voltage between the electrodes. And can function as a liquid crystal lens. As described above, a liquid crystal lens array using an axially symmetric pattern electrode divided into two is known as a lens that performs light deflection direction control and focal length control only by voltage application (Patent Document 1, etc.). In such a liquid crystal lens array, a plurality of lens apertures exhibit triangular prism lens characteristics or circular lens characteristics, respectively, depending on the voltage applied to each electrode without requiring a mechanical drive unit.
本発明者らの知見では、特許文献１に開示された液晶レンズアレイにあっては、隣接する電極からの電界によって液晶分子が立ち上がり、液晶層の実効的な屈折率分布の利用効率が低く、また干渉縞に歪みが生じる等、理想的な光学位相差分布を示さない傾向にある。このような背景技術に鑑み、本願では、隣接する電極からの電界の影響を小さくすることができ、従来よりも適切な光学位相差分布を示す、液晶レンズアレイを開示する。 According to the knowledge of the present inventors, in the liquid crystal lens array disclosed in Patent Document 1, liquid crystal molecules are raised by an electric field from an adjacent electrode, and the use efficiency of the effective refractive index distribution of the liquid crystal layer is low. In addition, there is a tendency not to show an ideal optical phase difference distribution, for example, distortion occurs in interference fringes. In view of such background art, the present application discloses a liquid crystal lens array that can reduce the influence of an electric field from an adjacent electrode and exhibits a more appropriate optical phase difference distribution than conventional ones.
本願は、上記課題を解決するための手段の一つとして、
グランド電極層を有する透明な基板と、パターン電極層を有する透明な基板と、前記グランド電極層及び前記パターン電極層の間に設けられた液晶層とを備え、前記パターン電極層は、平面視においてスリット状、多角形状又は円形状である複数のレンズ開口の輪郭をなし、前記グランド電極層を有する基板及び前記パターン電極層を有する基板のうちの少なくとも一方は、前記液晶層の内部へと突出する導電性の立設部を複数備え、前記立設部の電位がグランド電極層の電位に保たれ、前記立設部が平面視において前記複数のレンズ開口の間に設けられている、液晶レンズアレイ
を開示する。
This application is one of the means for solving the above-described problems.
A transparent substrate having a ground electrode layer, a transparent substrate having a pattern electrode layer, and a liquid crystal layer provided between the ground electrode layer and the pattern electrode layer, the pattern electrode layer in plan view A plurality of lens openings having a slit shape, a polygonal shape, or a circular shape are formed, and at least one of the substrate having the ground electrode layer and the substrate having the pattern electrode layer protrudes into the liquid crystal layer. A liquid crystal lens array comprising a plurality of conductive standing portions, wherein the potential of the standing portions is maintained at the potential of a ground electrode layer, and the standing portions are provided between the plurality of lens openings in plan view. Is disclosed.
「グランド電極層」とは、光を透過可能であるとともに電極として機能し得る層であって、従来より液晶レンズに用いられてきたグランド電極層と同様の透明電極材料からなるものでよい。例えば、ＩＴＯ、酸化チタン、酸化亜鉛又はこれらの混合物を含む電極層が挙げられる。
「グランド電極層を有する透明な基板」とは、グランド電極層が透明な基板の表面に直接接触するように設けられる形態のほか、グランド電極層が何らかの層を介して透明な基板に設けられる形態の双方を含む。
「パターン電極層」とは、グランド電極層の対極として機能し得る層であって、従来より液晶レンズに用いられてきたパターン電極層と同様のものでよい。例えば、ＩＴＯ、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミニウム等の金属、又はこれらの混合物を含む電極層が挙げられる。
「パターン電極層を有する透明な基板」とは、パターン電極層が透明な基板の表面に直接接触するように設けられる形態のほか、パターン電極層が何らかの層を介して透明な基板に設けられる形態の双方を含む。
「液晶層」とは、グランド電極層及びパターン電極層の電圧を制御することで液晶の配向を調整可能で、実効的な屈折率の分布を調整可能な層であればよい。通常、配向膜と配向膜との間に液晶分子が充填されてなる層をいう。
「平面視」とは、パターン電極層を上側とし、グランド電極層を下側とした場合における「上面視」を意味する。
「パターン電極層は、平面視においてスリット状、多角形状又は円形状である複数のレンズ開口の輪郭をなし」とは、言い換えれば、パターン電極層によって画定される複数の区画が、それぞれレンズとして機能することを意味する。
「前記グランド電極層を有する基板及び前記パターン電極層を有する基板のうちの少なくとも一方は、前記液晶層の内部へと突出する導電性の立設部を複数備え」とは、グランド電極層を有する基板及び／又はパターン電極層を有する基板と立設部とが一体である形態、並びに、グランド電極層を有する基板及び／又はパターン電極層を有する基板と立設部とが別体である形態の双方を含む概念である。
「立設部は、平面視において複数のレンズ開口の間に設けられている」とは、立設部は、平面視において、レンズ開口よりも外側に設けられていることを意味する。言い換えれば、パターン電極層を上側としグランド電極層を下側とした場合において、立設部の上端が、パターン電極層の下面と略対向していることを意味する。
「液晶レンズアレイ」とは、液晶レンズが複数配列されたものをいう。
「液晶レンズ」は、レンズ開口の大きさについて特に限定されるものではなく、液晶マイクロレンズも含む概念である。
「液晶マイクロレンズ」とは、レンズ開口がスリット状である場合は当該スリットの幅（短辺）がマイクロオーダー（１ｍｍ未満）であり、レンズ開口が多角形状である場合は当該多角形の対角線の最大長さがマイクロオーダーであり、レンズ開口が円形状の場合はレンズ径がマイクロオーダーであることを意味する。
The “ground electrode layer” is a layer that can transmit light and function as an electrode, and may be made of the same transparent electrode material as the ground electrode layer conventionally used for liquid crystal lenses. For example, an electrode layer containing ITO, titanium oxide, zinc oxide, or a mixture thereof can be given.
The “transparent substrate having a ground electrode layer” means a mode in which the ground electrode layer is provided on a transparent substrate via some layer in addition to a mode in which the ground electrode layer is directly in contact with the surface of the transparent substrate. Including both.
The “pattern electrode layer” is a layer that can function as a counter electrode of the ground electrode layer, and may be the same as the pattern electrode layer conventionally used for the liquid crystal lens. For example, an electrode layer containing a metal such as ITO, titanium oxide, zinc oxide, aluminum, or a mixture thereof can be given.
The “transparent substrate having a patterned electrode layer” means a mode in which the patterned electrode layer is provided on a transparent substrate through some layer in addition to a mode in which the patterned electrode layer is in direct contact with the surface of the transparent substrate. Including both.
The “liquid crystal layer” may be any layer that can adjust the orientation of the liquid crystal by controlling the voltages of the ground electrode layer and the pattern electrode layer and can adjust the effective refractive index distribution. Usually, it refers to a layer in which liquid crystal molecules are filled between the alignment film.
“Plan view” means “view from above” when the pattern electrode layer is on the upper side and the ground electrode layer is on the lower side.
“The pattern electrode layer has an outline of a plurality of lens openings that are slit-shaped, polygonal, or circular in plan view”. In other words, a plurality of sections defined by the pattern electrode layer each function as a lens. It means to do.
“At least one of the substrate having the ground electrode layer and the substrate having the pattern electrode layer has a plurality of conductive standing portions projecting into the liquid crystal layer” means having a ground electrode layer A configuration in which the substrate and / or the substrate having the pattern electrode layer and the standing portion are integrated, and a substrate having the ground electrode layer and / or the substrate having the pattern electrode layer and the standing portion are separated. It is a concept that includes both.
“The standing portion is provided between the plurality of lens openings in plan view” means that the standing portion is provided outside the lens opening in plan view. In other words, when the pattern electrode layer is on the upper side and the ground electrode layer is on the lower side, it means that the upper end of the standing portion is substantially opposed to the lower surface of the pattern electrode layer.
“Liquid crystal lens array” refers to an array of a plurality of liquid crystal lenses.
The “liquid crystal lens” is not particularly limited with respect to the size of the lens opening, and is a concept including a liquid crystal microlens.
“Liquid crystal microlens” means that when the lens aperture is slit-shaped, the width (short side) of the slit is micro-order (less than 1 mm), and when the lens aperture is polygonal, the diagonal line of the polygon When the maximum length is in the micro order and the lens opening is circular, it means that the lens diameter is in the micro order.
本願は、上記課題を解決するための手段の一つとして、
パターン電極層を有するとともに互いに対向する２枚の透明な基板と、前記パターン電極層の間に設けられた液晶層とを備え、前記パターン電極層は、平面視においてスリット状、多角形状又は円形状である複数のレンズ開口の輪郭をなし、前記互いに対向するパターン電極間の液晶層に位相が反転した電圧が印加され、前記パターン電極層を有する透明な基板が、絶縁層を介して前記液晶層の内部に導電性の立設部を複数備え、前記立設部の電位が前記パターン電極層の間の電位に保たれ、前記立設部が平面視において前記複数のレンズ開口の間に設けられている、液晶レンズアレイ
を開示する。
This application is one of the means for solving the above-described problems.
Two transparent substrates having a pattern electrode layer and facing each other, and a liquid crystal layer provided between the pattern electrode layers, the pattern electrode layer having a slit shape, a polygonal shape, or a circular shape in plan view A transparent substrate having the pattern electrode layer is applied to the liquid crystal layer through the insulating layer by applying a voltage whose phase is reversed to the liquid crystal layer between the pattern electrodes facing each other. A plurality of electrically conductive standing portions, and the potential of the standing portions is maintained at the potential between the pattern electrode layers, and the standing portions are provided between the plurality of lens openings in a plan view. A liquid crystal lens array is disclosed.
「パターン電極層を有するとともに互いに対面する２枚の透明な基板」とは、言い換えれば、互いに対面する２枚の透明な基板において、それぞれの基板にパターン電極層が設けられていることを意味する。パターン電極層が透明な基板の表面に直接接触するように設けられる形態のほか、パターン電極層が何らかの層を介して透明な基板に設けられる形態の双方を含む。 “Two transparent substrates having a pattern electrode layer and facing each other” means that, in two transparent substrates facing each other, each substrate is provided with a pattern electrode layer. . In addition to the form in which the pattern electrode layer is provided so as to be in direct contact with the surface of the transparent substrate, both the form in which the pattern electrode layer is provided on the transparent substrate via some layer are included.
本開示の液晶レンズアレイにおいて、前記透明な基板に対して前記パターン電極層と同じ側に透明な第３電極層が設けられ、前記第３電極層は、平面視において前記レンズ開口の内側に設けられていてもよい。 In the liquid crystal lens array according to the present disclosure, a transparent third electrode layer is provided on the same side as the pattern electrode layer with respect to the transparent substrate, and the third electrode layer is provided inside the lens opening in a plan view. It may be done.
「前記透明な基板に対して前記パターン電極層と同じ側に透明な第３電極層が設けられ」とは、例えば、透明な基板を一面側と他面側とに分けた場合において、パターン電極層と透明な第３電極層とが、ともに一面側に設けられていることをいう。ただし、パターン電極層と第３電極層とは、同一平面上に配置していなくてもよい。例えば、透明な基板の一面側に絶縁層が配置され、当該絶縁層の表面側（例えば、一面側）にパターン電極層が、裏面側（例えば、他面側）に第３電極層が配置されていてもよい。この場合、透明な基板、第３電極層、絶縁層及びパターン電極層の順に各層が配置されることとなる。
「透明な第３電極層」とは、上記のグランド電極層やパターン電極層とは別体で設けられる電極層であって、光を透過可能であるとともに電極として機能し得るものであればよい。例えば、ＩＴＯ、酸化チタン、酸化亜鉛又はこれらの混合物を含む電極層が挙げられる。
“The transparent third electrode layer is provided on the same side as the pattern electrode layer with respect to the transparent substrate” means that, for example, when the transparent substrate is divided into one side and the other side, the pattern electrode The layer and the transparent third electrode layer are both provided on one side. However, the pattern electrode layer and the third electrode layer may not be disposed on the same plane. For example, an insulating layer is disposed on one surface side of a transparent substrate, a pattern electrode layer is disposed on the front surface side (for example, one surface side) of the insulating layer, and a third electrode layer is disposed on the back surface side (for example, the other surface side). It may be. In this case, each layer will be arrange | positioned in order of a transparent substrate, a 3rd electrode layer, an insulating layer, and a pattern electrode layer.
The “transparent third electrode layer” is an electrode layer provided separately from the above-described ground electrode layer and pattern electrode layer, as long as it can transmit light and function as an electrode. . For example, an electrode layer containing ITO, titanium oxide, zinc oxide, or a mixture thereof can be given.
本開示の液晶レンズアレイにおいて、前記立設部は、表面が弱アンカリング面とされていることが好ましい。 In the liquid crystal lens array of the present disclosure, it is preferable that the surface of the standing portion is a weak anchoring surface.
「弱アンカリング面」とは、液晶層を構成する配向膜の面よりも液晶分子に対する束縛力（配向規制力）が弱い面、もしくはラビング等の配向処理をしていない面をいう。 The “weak anchoring surface” refers to a surface that has a weaker binding force (alignment regulating force) on the liquid crystal molecules than the surface of the alignment film constituting the liquid crystal layer, or a surface that has not been subjected to alignment treatment such as rubbing.
本開示の液晶レンズアレイは、前記パターン電極層と前記液晶層との間、且つ、前記パターン電極層と前記立設部との間に絶縁層を有することが好ましい。 The liquid crystal lens array of the present disclosure preferably includes an insulating layer between the pattern electrode layer and the liquid crystal layer and between the pattern electrode layer and the standing portion.
「絶縁層」とは、光を透過可能であるとともに絶縁材料から構成される層をいう。絶縁材料は有機系・無機系を問わない。 The “insulating layer” refers to a layer that can transmit light and is made of an insulating material. The insulating material may be organic or inorganic.
尚、本開示の液晶レンズアレイにおいて、前記パターン電極層及び前記立設部は、前記液晶層のラビング方向に延在していてもよいが、ラビング方向と一定の角度（例えば４５度等）をなしていてもよい。 In the liquid crystal lens array of the present disclosure, the pattern electrode layer and the standing portion may extend in the rubbing direction of the liquid crystal layer, but have a certain angle (for example, 45 degrees) with the rubbing direction. It may be done.
本開示の液晶レンズにおいては、グランド電極層の電位に保たれている導電性の立設部が液晶層内部へと突出している。これにより、パターン電極層からの電界が立設部を介してグランド電極層の電位へと誘導される。すなわち、立設部が電気的な障壁として機能することで、隣接する電極からの電界をある程度遮断（シールド）でき、隣接する電極からの電界によって液晶分子が立ち上がることを抑制することができる。このように、本開示の液晶レンズは、隣接する電極からの電界の影響を小さくすることができ、従来よりも適切な光学位相差分布を示すと共に、液晶層の実効的な屈折率分布の利用効率を高くすることができる。 In the liquid crystal lens of the present disclosure, a conductive standing portion that is maintained at the potential of the ground electrode layer protrudes into the liquid crystal layer. As a result, an electric field from the pattern electrode layer is induced to the potential of the ground electrode layer through the standing portion. That is, since the standing portion functions as an electrical barrier, the electric field from the adjacent electrode can be blocked (shielded) to some extent, and liquid crystal molecules can be prevented from rising due to the electric field from the adjacent electrode. As described above, the liquid crystal lens of the present disclosure can reduce the influence of the electric field from the adjacent electrode, exhibits an optical phase difference distribution more appropriate than before, and uses an effective refractive index distribution of the liquid crystal layer. Efficiency can be increased.
１．液晶レンズアレイ１０
図１に液晶レンズアレイ１０の層構成を概略的に示す。また、図２に液晶レンズアレイ１０に備えられるパターン電極層２、グランド電極層１及び立設部５について、それぞれの平面形状を概略的に示す。
1. Liquid crystal lens array 10
FIG. 1 schematically shows a layer structure of the liquid crystal lens array 10. FIG. 2 schematically shows the planar shapes of the pattern electrode layer 2, the ground electrode layer 1, and the standing portion 5 provided in the liquid crystal lens array 10.
図１、２に、一例として導電性の立設部５がグランド電極層１を有する基板６からパターン電極層２に向かって液晶層３の内部へと突出している場合について示す。図１、２に示すように、液晶レンズアレイ１０は、グランド電極層１を有する透明な基板６と、パターン電極層２を有する透明な基板７と、グランド電極層１及びパターン電極層２の間に設けられた液晶層３とを備えている。また、パターン電極層２は、平面視においてスリット状である複数のレンズ開口の輪郭をなしている。一方、グランド電極層１を有する基板６は、パターン電極層２に向かって液晶層３の内部へと突出する導電性の立設部５を複数備えている。立設部５は、グランド電極層１の電位に保たれている。具体的には、立設部５は、グランド電極層１に電気的に接続されている一方で、パターン電極層２に電気的に接続されていない。また、立設部５は、平面視において複数のレンズ開口の間に設けられている。 1 and 2 show a case where the conductive standing portion 5 protrudes from the substrate 6 having the ground electrode layer 1 toward the pattern electrode layer 2 into the liquid crystal layer 3 as an example. As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid crystal lens array 10 includes a transparent substrate 6 having a ground electrode layer 1, a transparent substrate 7 having a pattern electrode layer 2, and between the ground electrode layer 1 and the pattern electrode layer 2. And a liquid crystal layer 3 provided on the liquid crystal layer 3. Moreover, the pattern electrode layer 2 has the outline of a plurality of lens openings that are slit-shaped in plan view. On the other hand, the substrate 6 having the ground electrode layer 1 includes a plurality of conductive standing portions 5 that protrude into the liquid crystal layer 3 toward the pattern electrode layer 2. The standing portion 5 is maintained at the potential of the ground electrode layer 1. Specifically, the standing portion 5 is electrically connected to the ground electrode layer 1, but is not electrically connected to the pattern electrode layer 2. Further, the standing portion 5 is provided between the plurality of lens openings in plan view.
１．１．グランド電極層１
グランド電極層１は、光を透過可能であるとともに電極として機能し得る層であって、従来より液晶レンズに用いられてきた電極層と同様のものでよい。グランド電極層１を構成し得る透明電極材料としては、例えば、ＩＴＯ、酸化チタン、酸化亜鉛又はこれらの混合物を含む電極層が挙げられる。グランド電極層１の形状は特に限定されず、後述のパターン電極層２に対し、液晶層３を介して対向するような形状であればよい。
1.1. Ground electrode layer 1
The ground electrode layer 1 is a layer capable of transmitting light and functioning as an electrode, and may be the same as an electrode layer conventionally used for a liquid crystal lens. Examples of the transparent electrode material that can constitute the ground electrode layer 1 include an electrode layer containing ITO, titanium oxide, zinc oxide, or a mixture thereof. The shape of the ground electrode layer 1 is not particularly limited, and may be any shape as long as it faces the pattern electrode layer 2 described later via the liquid crystal layer 3.
１．２．パターン電極層２
パターン電極層２は、グランド電極層１の対極として機能し得る層であって、従来より液晶レンズに用いられてきたパターン電極層と同様のものでよい。パターン電極層２は、平面視においてスリット状である複数のレンズ開口の輪郭をなしている。すなわち、パターン電極層２は、全体として略櫛状とされており、直線状に伸びる複数の電極パターンを備えている。図１及び図２（Ａ）に示すように、パターン電極層２は、レンズ開口のうち紙面左側の輪郭をなす第１のパターン電極層２ａと、レンズ開口のうち紙面右側の輪郭をなす第２のパターン電極層２ｂとの組み合わせからなる。図１（Ｂ）に示すように、第１のパターン電極層２ａと第２のパターン電極層２ｂとは、それぞれ、グランド電極層１に対して所定の電位差Ｖ１Ｌ及びＶ１Ｒを生じさせることが可能である。Ｖ１Ｌ及びＶ１Ｒをそれぞれ調整することで、レンズ開口に生じる不均一電界の分布特性を調整でき、液晶層３の実効的な屈折率分布を調整することができる。Ｖ１ＬとＶ１Ｒとの間に電位差を設けることで、液晶レンズ１０は三角プリズムレンズとして機能し得る。このように、液晶レンズ１０において、パターン電極層２は、スリット状の電極群を構成する。
1.2. Pattern electrode layer 2
The pattern electrode layer 2 is a layer that can function as a counter electrode of the ground electrode layer 1, and may be the same as the pattern electrode layer conventionally used for a liquid crystal lens. The pattern electrode layer 2 has the outline of a plurality of lens openings that are slit-shaped in plan view. That is, the pattern electrode layer 2 has a substantially comb shape as a whole and includes a plurality of electrode patterns extending linearly. As shown in FIGS. 1 and 2A, the pattern electrode layer 2 includes a first pattern electrode layer 2a that forms an outline on the left side of the paper surface among the lens openings, and a second pattern that forms an outline on the right side of the paper surface among the lens openings. And a pattern electrode layer 2b. As shown in FIG. 1B, the first pattern electrode layer 2a and the second pattern electrode layer 2b may cause predetermined potential differences V 1L and V 1R to the ground electrode layer 1, respectively. Is possible. By adjusting each of V 1L and V 1R , the distribution characteristics of the non-uniform electric field generated in the lens aperture can be adjusted, and the effective refractive index distribution of the liquid crystal layer 3 can be adjusted. By providing a potential difference between V 1L and V 1R , the liquid crystal lens 10 can function as a triangular prism lens. Thus, in the liquid crystal lens 10, the patterned electrode layer 2 constitutes a slit-shaped electrode group.
尚、図１及び図２（Ａ）において、パターン電極層２は、平面視において、スリット状のレンズ開口の長手方向（長辺）がラビング方向に沿った（すなわち、パターン電極層２が液晶層３のラビング方向に延在した）構成としてもよいが、必ずしもこのような構成でなくてもよい。たとえばラビング方向と４５度の角度をなすように設定した２層の液晶層が互いに９０度となるように重ね合わせることで自然光対応の液晶レンズを構成することができる。 In FIG. 1 and FIG. 2A, the pattern electrode layer 2 has a longitudinal direction (long side) of the slit-shaped lens opening along the rubbing direction in plan view (that is, the pattern electrode layer 2 is a liquid crystal layer). 3) (which extends in the rubbing direction 3), but such a configuration is not necessarily required. For example, a liquid crystal lens corresponding to natural light can be configured by overlapping two liquid crystal layers set so as to form an angle of 45 degrees with the rubbing direction so as to be 90 degrees with each other.
１．３．液晶層３
液晶層３は、グランド電極層１及びパターン電極層２の電圧を制御することで液晶の配向を調整可能で、実効的な屈折率の分布を調整可能な層であればよく、従来より液晶レンズに用いられてきた液晶層と同様のものでよい。例えば、図１に示すように、液晶層３は、配向膜３ｂ、３ｃの間に液晶分子３ａが充填されてなる。
1.3. Liquid crystal layer 3
The liquid crystal layer 3 may be any layer that can adjust the orientation of the liquid crystal by controlling the voltages of the ground electrode layer 1 and the pattern electrode layer 2 and can adjust the effective refractive index distribution. It may be the same as the liquid crystal layer that has been used in the above. For example, as shown in FIG. 1, the liquid crystal layer 3 is formed by filling liquid crystal molecules 3a between alignment films 3b and 3c.
液晶分子３ａの種類は特に限定されるものではない。液晶レンズにおいて従来より用いられてきた誘電異方性が正又は負の液晶分子と同様のものとすればよい。ここでは説明を省略する。 The kind of the liquid crystal molecules 3a is not particularly limited. The dielectric anisotropy conventionally used in liquid crystal lenses may be the same as that of positive or negative liquid crystal molecules. The description is omitted here.
配向膜３ｂ、３ｃは、通常、一方向にラビング処理が施されたものであり、液晶分子３ａの長軸方向に対応するダイレクタが所定のプレティルト角をなして配向するような状態となっている。このような配向膜３ｂ、３ｃは従来と同様の配向膜を用いればよい。例えば、ポリイミドからなる膜の表面をラビング処理した配向膜が挙げられる。尚、配向膜３ｂ、３ｃは、例えば、上述のグランド電極層１の表面や後述の絶縁層４の表面に設けられていてもよい。ここで、図１、２に示す液晶レンズアレイ１０においては、グランド電極層１を有する基板６が後述の立設部５を有するが、このような立設部５を有する場合でも、グランド電極層１や絶縁層４の表面に配向膜３ｃを設けることが可能である。パターン電極層２を有する基板７が立設部５を有する場合も同様である。例えば、これらの基板が立設部５を有していたとしても、少なくとも立設部間の表面にポリイミドを塗布して安定化させた後、ラビング処理を施すことで、図１に示すように、少なくとも立設部間の表面に配向膜３ｃを設けることができる。或いは、グランド電極層やパターン電極層と液晶層の間に設けられる絶縁層にあらかじめラビング等の配向処理を行った後に立設部を設けるという方法も可能である。 The alignment films 3b and 3c are usually rubbed in one direction, and the director corresponding to the major axis direction of the liquid crystal molecules 3a is aligned at a predetermined pretilt angle. . Such alignment films 3b and 3c may be the same alignment films as in the past. For example, an alignment film obtained by rubbing the surface of a film made of polyimide can be used. The alignment films 3b and 3c may be provided, for example, on the surface of the above-described ground electrode layer 1 or the surface of an insulating layer 4 described later. Here, in the liquid crystal lens array 10 shown in FIGS. 1 and 2, the substrate 6 having the ground electrode layer 1 has a standing portion 5 described later, but even when such a standing portion 5 is provided, the ground electrode layer 1 or the insulating layer 4 can be provided with an alignment film 3c. The same applies to the case where the substrate 7 having the pattern electrode layer 2 has the standing portion 5. For example, even if these substrates have upright portions 5, by applying a rubbing process after applying and stabilizing polyimide at least on the surface between the upright portions, as shown in FIG. The alignment film 3c can be provided at least on the surface between the standing portions. Alternatively, it is also possible to provide a standing portion after performing an alignment treatment such as rubbing in advance on an insulating layer provided between the ground electrode layer or the pattern electrode layer and the liquid crystal layer.
１．４．立設部５
図１は、グランド電極層１を有する基板側６に立設部５を備えている一例について示したものであるが、パターン電極層２を有する基板７側に立設部を備えることもできる。なお、以降の図においても同様に立設部がグランド電極側に備えられている例について示す。すなわち、図１に示すように、グランド電極層１を有する基板６は、パターン電極層２に向かって液晶層３の内部へと突出する導電性の立設部５を複数備えている。立設部５は、グランド電極層１の電位に保たれている。具体的には、立設部５は、グランド電極層１に電気的に接続されている一方で、パターン電極層２に電気的に接続されていない。また、図２（Ｂ）に示すように、立設部５は、平面視において複数のレンズ開口の間に設けられている。液晶レンズ１０においては、パターン電極層２からの電界が立設部５を介してグランド電極層１へと誘導される。すなわち、立設部５が電気的な障壁として機能することで、隣接する電極からの電界をある程度遮断でき、隣接する電極からの電界によって液晶分子３ａが立ち上がることを抑制することができる。
1.4. Standing part 5
FIG. 1 shows an example in which the standing portion 5 is provided on the substrate side 6 having the ground electrode layer 1, but the standing portion can also be provided on the substrate 7 side having the pattern electrode layer 2. In the following drawings, an example in which the standing portion is provided on the ground electrode side is also shown. That is, as shown in FIG. 1, the substrate 6 having the ground electrode layer 1 includes a plurality of conductive standing portions 5 that protrude into the liquid crystal layer 3 toward the pattern electrode layer 2. The standing portion 5 is maintained at the potential of the ground electrode layer 1. Specifically, the standing portion 5 is electrically connected to the ground electrode layer 1, but is not electrically connected to the pattern electrode layer 2. Further, as shown in FIG. 2B, the standing portion 5 is provided between the plurality of lens openings in a plan view. In the liquid crystal lens 10, an electric field from the pattern electrode layer 2 is induced to the ground electrode layer 1 through the standing portion 5. That is, since the standing portion 5 functions as an electrical barrier, the electric field from the adjacent electrode can be cut off to some extent, and the liquid crystal molecules 3a can be prevented from rising due to the electric field from the adjacent electrode.
図１に示すように、立設部５は、グランド電極層１から配向膜３ｂ（或いは絶縁層４）に突き当たるような突出長（高さ）を有することが好ましい。このような立設部５によれば、パターン電極層２からの電界を立設部５を介してグランド電極層１へと一層容易に誘導することができる。ただし、突出長（高さ）はこれに限定されるものではない。 As shown in FIG. 1, the standing portion 5 preferably has a projecting length (height) that abuts against the alignment film 3 b (or the insulating layer 4) from the ground electrode layer 1. According to such a standing portion 5, the electric field from the pattern electrode layer 2 can be more easily guided to the ground electrode layer 1 through the standing portion 5. However, the protruding length (height) is not limited to this.
立設部５の幅（厚み）は特に限定されるものではない。複数のレンズ開口の間隔に合わせて適宜決定可能である。すなわち、当該複数のレンズ開口の間に設けられるような幅（厚み）であればよい。 The width (thickness) of the standing portion 5 is not particularly limited. It can be determined appropriately according to the interval between the plurality of lens openings. That is, the width (thickness) provided between the plurality of lens openings may be used.
立設部５を構成する材料としては、例えば、上述のグランド電極層１を有する基板６と同様の材料とすればよい。グランド電極層１を有する基板６と立設部５とは一体であっても別体であってもよいが、生産性に鑑みると一体であるほうが好ましい。例えば、表面に凹凸を有する基材を用い、当該基材の表面に上述した透明電極材料の層を一定の厚みにて設けることで、グランド電極層１を有する基板６と立設部５とを一体で形成可能である。或いは透明材料からなるグランド電極層１の表面に、立設部５がパターン印刷されて積層されたような形態であってもよい。或いは金属のような導電性の物質でもよい。 As a material constituting the standing portion 5, for example, a material similar to that of the substrate 6 having the ground electrode layer 1 described above may be used. The substrate 6 having the ground electrode layer 1 and the standing portion 5 may be integrated or separate, but are preferably integrated in view of productivity. For example, the substrate 6 having the ground electrode layer 1 and the standing portion 5 are formed by using a base material having irregularities on the surface and providing the layer of the transparent electrode material described above on the surface of the base material with a constant thickness. Can be formed integrally. Or the form where the standing part 5 was pattern-printed and laminated | stacked on the surface of the ground electrode layer 1 which consists of transparent materials may be sufficient. Alternatively, a conductive material such as a metal may be used.
パターン電極層２等とラビング方向との関係は特に限定されない。例えば、パターン電極層２がラビング方向に延在している場合、立設部５もパターン電極層２に沿うように、液晶層３のラビング方向に延在させることができる。或いは、パターン電極層２がラビング方向に対して所定の角度、たとえば４５度となるように設定することもできる。この場合には液晶層を２層設け、２層の液晶層の配向方向が互いに直交するように組み合わせることで、自然光に対応できる液晶レンズとすることが可能となる。これにより、液晶層３の実効的な屈折率分布をレンズとしてより最適なものへと容易に制御可能である。 The relationship between the pattern electrode layer 2 and the like and the rubbing direction is not particularly limited. For example, when the pattern electrode layer 2 extends in the rubbing direction, the standing portion 5 can also extend in the rubbing direction of the liquid crystal layer 3 so as to follow the pattern electrode layer 2. Alternatively, the pattern electrode layer 2 can be set to have a predetermined angle with respect to the rubbing direction, for example, 45 degrees. In this case, by providing two liquid crystal layers and combining them so that the alignment directions of the two liquid crystal layers are orthogonal to each other, a liquid crystal lens capable of dealing with natural light can be obtained. Thereby, the effective refractive index distribution of the liquid crystal layer 3 can be easily controlled to a more optimal lens.
１．５．その他の構成
以上の通り、液晶レンズアレイ１０は、従来の液晶レンズと比較して、液晶層３の中にグランド電極層１と同電位の立設部５を設けたことに特徴があり、これによって従来の液晶レンズにはない顕著且つ特有の効果を奏するものである。液晶レンズ１０は、立設部５以外の構成については、従来の液晶レンズと同様の構成とすることができる。
1.5. Other Configurations As described above, the liquid crystal lens array 10 is characterized in that the standing portion 5 having the same potential as the ground electrode layer 1 is provided in the liquid crystal layer 3 as compared with the conventional liquid crystal lens. As a result, a remarkable and peculiar effect that the conventional liquid crystal lens does not have is achieved. The liquid crystal lens 10 can have the same configuration as that of the conventional liquid crystal lens except for the standing portion 5.
１．５．１．絶縁層４
例えば、液晶レンズアレイ１０は、パターン電極層２と液晶層３との間に絶縁層４を有する。絶縁層４は、光を透過可能であるとともに絶縁材料から構成される層であればよい。絶縁材料は有機系・無機系を問わない。有機系絶縁材料としては、例えば、ポリイミド膜やフォトレジスト膜などが挙げられる。無機系絶縁材料としては、例えば、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）膜やアモルファス石英（ＳｉＯ２）膜などが挙げられる。或いは、絶縁層４は、絶縁材料からなる層と、高抵抗材料からなる層との多層構造を有していてもよい。高抵抗材料としては、光を透過可能であるとともにシート抵抗が１ＭΩ以上１０ＧΩ以下の層となるような材料であればよい。絶縁層４の面形状は特に限定されるものではない。例えば、パターン電極層２の全体を覆うような面形状とすることができる。絶縁層４の厚みは絶縁を確保できる限り特に限定されるものではない。パターン電極層２と液晶層３との間に絶縁層４を介在させることで、パターン電極層２と立設部３とが接触することを防止できるとともに、液晶層３に生じる光学位相差分布を滑らかなものとすることができる。また、高抵抗材料を用いた場合には、光学位相差分布をさらに滑らかにすることができる。
1.5.1. Insulating layer 4
For example, the liquid crystal lens array 10 includes an insulating layer 4 between the pattern electrode layer 2 and the liquid crystal layer 3. The insulating layer 4 may be any layer that can transmit light and is made of an insulating material. The insulating material may be organic or inorganic. Examples of the organic insulating material include a polyimide film and a photoresist film. Examples of the inorganic insulating material include a silicon monoxide (SiO) film and an amorphous quartz (SiO 2 ) film. Alternatively, the insulating layer 4 may have a multilayer structure of a layer made of an insulating material and a layer made of a high resistance material. The high-resistance material may be any material that can transmit light and has a sheet resistance of 1 MΩ to 10 GΩ. The surface shape of the insulating layer 4 is not particularly limited. For example, it can be set as the surface shape which covers the whole pattern electrode layer 2. FIG. The thickness of the insulating layer 4 is not particularly limited as long as insulation can be ensured. By interposing the insulating layer 4 between the pattern electrode layer 2 and the liquid crystal layer 3, it is possible to prevent the pattern electrode layer 2 and the standing portion 3 from coming into contact with each other, and the optical retardation distribution generated in the liquid crystal layer 3 can be reduced. It can be smooth. In addition, when a high resistance material is used, the optical phase difference distribution can be further smoothed.
１．５．２．基板６、７
グランド電極層１やパターン電極層２は、それぞれ、透明な基板６、７の表面に形成することができる。基板６、７の形状や材質は、液晶レンズの機能を確保できる限り特に限定されるものではない。また、グランド電極層１とパターン電極層２とは、それぞれ、複数のリード線を介して電源に接続されており、図１のＶ１Ｌ及びＶ１Ｒで示すような所定の電位に保持可能である。リード線の引き出し位置は特に限定されるものではなく、従来と同様とすればよい。
1.5.2. Substrate 6, 7
The ground electrode layer 1 and the pattern electrode layer 2 can be formed on the surfaces of the transparent substrates 6 and 7, respectively. The shapes and materials of the substrates 6 and 7 are not particularly limited as long as the function of the liquid crystal lens can be secured. The ground electrode layer 1 and the pattern electrode layer 2 are each connected to a power source through a plurality of lead wires, and can be held at a predetermined potential as indicated by V 1L and V 1R in FIG. . The lead wire drawing position is not particularly limited, and may be the same as the conventional one.
２．液晶レンズアレイ２０
図３に液晶レンズアレイ２０の層構成を概略的に示す。また、図４に液晶レンズアレイ２０に備えられるパターン電極層１２、グランド電極層１及び立設部５について、それぞれの平面形状を概略的に示す。
2. Liquid crystal lens array 20
FIG. 3 schematically shows the layer structure of the liquid crystal lens array 20. FIG. 4 schematically shows the planar shapes of the pattern electrode layer 12, the ground electrode layer 1, and the standing portion 5 provided in the liquid crystal lens array 20.
図３、４に示すように、液晶レンズアレイ２０は、パターン電極層１２の平面形状がパターン電極層２とは異なる点を除き、液晶レンズアレイ１０と同様の構成を有する。すなわち、液晶レンズ２０は、グランド電極層１を有する透明な基板６と、パターン電極層１２を有する透明な基板７と、グランド電極層１及びパターン電極層１２の間に設けられた液晶層３とを備えている。また、パターン電極層１２は、平面視において多角形状（具体的には四角形状）である複数のレンズ開口の輪郭をなしている。一方、グランド電極層１を有する基板６は、パターン電極層１２に向かって液晶層３の内部へと突出する導電性の立設部５を複数備えている。立設部５は、グランド電極層１の電位に保たれている。具体的には、立設部５は、グランド電極層１に電気的に接続されている一方で、パターン電極層１２に電気的に接続されていない。また、立設部５は、平面視において複数のレンズ開口の間に設けられている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the liquid crystal lens array 20 has the same configuration as the liquid crystal lens array 10 except that the planar shape of the pattern electrode layer 12 is different from that of the pattern electrode layer 2. That is, the liquid crystal lens 20 includes a transparent substrate 6 having the ground electrode layer 1, a transparent substrate 7 having the pattern electrode layer 12, and the liquid crystal layer 3 provided between the ground electrode layer 1 and the pattern electrode layer 12. It has. Moreover, the pattern electrode layer 12 has the outline of a plurality of lens openings that are polygonal (specifically, quadrangular) in plan view. On the other hand, the substrate 6 having the ground electrode layer 1 includes a plurality of conductive standing portions 5 that protrude into the liquid crystal layer 3 toward the pattern electrode layer 12. The standing portion 5 is maintained at the potential of the ground electrode layer 1. Specifically, the standing portion 5 is electrically connected to the ground electrode layer 1, but is not electrically connected to the pattern electrode layer 12. Further, the standing portion 5 is provided between the plurality of lens openings in plan view.
多角形状のパターン電極層１２そのものについては公知であり、ここでは説明を省略する。このように、多角形状のレンズ開口を有する液晶レンズ２０においても、レンズ開口間に立設部５を設けることで、パターン電極層２からの電界が立設部５を介してグランド電極層１へと誘導される。すなわち、立設部５が電気的な障壁として機能することで、隣接する電極からの電界をある程度遮断でき、隣接する電極からの電界によって液晶分子３ａが立ち上がることを抑制することができる。 The polygonal patterned electrode layer 12 itself is known and will not be described here. As described above, also in the liquid crystal lens 20 having the polygonal lens opening, by providing the standing portions 5 between the lens openings, the electric field from the pattern electrode layer 2 passes to the ground electrode layer 1 via the standing portions 5. It is induced. That is, since the standing portion 5 functions as an electrical barrier, the electric field from the adjacent electrode can be cut off to some extent, and the liquid crystal molecules 3a can be prevented from rising due to the electric field from the adjacent electrode.
３．液晶レンズアレイ３０
図５に液晶レンズアレイ３０の層構成を概略的に示す。また、図６に液晶レンズアレイ３０に備えられるパターン電極層２及び透明な電極層２５について、それぞれの平面形状を概略的に示す。
3. Liquid crystal lens array 30
FIG. 5 schematically shows the layer structure of the liquid crystal lens array 30. FIG. 6 schematically shows the planar shapes of the pattern electrode layer 2 and the transparent electrode layer 25 provided in the liquid crystal lens array 30.
図５、６に示すように、液晶レンズアレイ３０においては、透明な基板７に対してパターン電極層２と同じ側に透明な第３電極層２５が設けられている。尚、液晶レンズアレイ３０においては、第３電極層２５とパターン電極層２との間に任意の層として絶縁層２４が設けられている。このように、液晶レンズアレイ３０は、電極層２５（及び絶縁層２４）を備えている点を除き、液晶レンズアレイ１０と同様の構成を有する。 As shown in FIGS. 5 and 6, in the liquid crystal lens array 30, a transparent third electrode layer 25 is provided on the same side as the pattern electrode layer 2 with respect to the transparent substrate 7. In the liquid crystal lens array 30, an insulating layer 24 is provided as an optional layer between the third electrode layer 25 and the pattern electrode layer 2. As described above, the liquid crystal lens array 30 has the same configuration as the liquid crystal lens array 10 except that the liquid crystal lens array 30 includes the electrode layer 25 (and the insulating layer 24).
３．１．絶縁層２４
絶縁層２４は上述の絶縁層４と同様の層とすることができる。第３電極層２５とパターン電極層２との間に、絶縁層２４が設けられることで、第３電極２５とパターン電極層２とが接触することを防止できる。
3.1. Insulating layer 24
The insulating layer 24 can be the same layer as the insulating layer 4 described above. By providing the insulating layer 24 between the third electrode layer 25 and the pattern electrode layer 2, it is possible to prevent the third electrode 25 and the pattern electrode layer 2 from contacting each other.
３．２．第３電極層２５
第３電極層２５は、光を透過可能であるとともに電極として機能し得る電極層であればよい。例えば、上述のパターン電極層２と同様の透明電極材料を含む電極層とすることができる。第３電極層２５の形状は、平面視においてレンズ開口の内側に設けることが可能な形状であればよい。すなわち、第３電極層２５の幅（太さ）は、例えば、レンズ開口の一辺（或いは内径）の長さ未満とすることができる。或いは、図５のように絶縁層２４の基板７側の表面に第３電極層が設けられ、液晶層３側の表面にパターン電極層が設けられている場合、第３電極層はパターン電極層に対して絶縁層を挟んで全面に設けてもよい。
3.2. Third electrode layer 25
The third electrode layer 25 may be any electrode layer that can transmit light and function as an electrode. For example, it can be set as the electrode layer containing the transparent electrode material similar to the above-mentioned pattern electrode layer 2. FIG. The shape of the 3rd electrode layer 25 should just be a shape which can be provided inside a lens opening in planar view. That is, the width (thickness) of the third electrode layer 25 can be less than the length of one side (or inner diameter) of the lens opening, for example. Alternatively, when the third electrode layer is provided on the surface on the substrate 7 side of the insulating layer 24 and the pattern electrode layer is provided on the surface on the liquid crystal layer 3 side as shown in FIG. 5, the third electrode layer is the pattern electrode layer. Alternatively, the insulating layer may be provided over the entire surface.
液晶レンズアレイ３０において、基板７の表面又は絶縁層２４の表面に上記の透明電極材料をパターン印刷すること等によって、第３電極層２５を容易に形成可能である。
In the liquid crystal lens array 30, the third electrode layer 25 can be easily formed by pattern-printing the transparent electrode material on the surface of the substrate 7 or the surface of the insulating layer 24.
尚、図５、６では、第３電極層２５を用いた場合について説明したが、第３電極層２５は、二つの電極層の組み合わせからなる形態とすることもできる。この場合にはそれぞれの電極に適切な電圧を加えることで、より優れた光学特性を得ることが可能となる。すなわち、図７に示すように、第３電極層２５としてスリット電極層２５ａ、２５ｂが、それぞれ、複数のリード線を介して電源に接続されている場合、それぞれについて、例えばグランド電極１に対してＶ２Ｌ及びＶ２Ｒで示すような所定の電位に保持可能である。リード線の引き出し位置は特に限定されるものではない。 5 and 6, the case where the third electrode layer 25 is used has been described. However, the third electrode layer 25 may be formed of a combination of two electrode layers. In this case, it is possible to obtain more excellent optical characteristics by applying an appropriate voltage to each electrode. That is, as shown in FIG. 7, when the slit electrode layers 25 a and 25 b are respectively connected to the power source through a plurality of lead wires as the third electrode layer 25, for example, with respect to the ground electrode 1, respectively. It can be held at a predetermined potential as indicated by V 2L and V 2R . The lead wire drawing position is not particularly limited.
液晶レンズアレイ３０においては、このような第３電極層２５を備えることで、以下のような効果を奏する。従来の液晶レンズは、特に三角プリズムレンズとして機能させようとした場合、光学位相差分布が膨んでしまい、理想的な直線状とはならない場合がある。従来の第３電極層を備えていない液晶レンズは、電極としてグランド電極層及びパターン電極層の２種の電極しか備えておらず、液晶層中の不均一電界の分布を精密に制御することが難しいためである。これに対して、液晶レンズアレイ３０では、グランド電極層及びパターン電極層に加えて、レンズ開口の内側の電界を調整するための第３電極層２５が設けられている。これにより、上述した光学位相差分布の膨らみが生じた場合でも、第３電極層２５からの電界によって当該膨らみを押さえつけることができ、光学位相差分布を三角プリズムレンズとしてより理想的な直線状に近づけることができる。 The liquid crystal lens array 30 has the following effects by including the third electrode layer 25 as described above. The conventional liquid crystal lens may not be ideally linear because the optical phase difference distribution swells, particularly when trying to function as a triangular prism lens. A conventional liquid crystal lens that does not include the third electrode layer includes only two types of electrodes, that is, a ground electrode layer and a patterned electrode layer, and can precisely control the distribution of the non-uniform electric field in the liquid crystal layer. This is because it is difficult. In contrast, in the liquid crystal lens array 30, in addition to the ground electrode layer and the pattern electrode layer, a third electrode layer 25 for adjusting the electric field inside the lens opening is provided. Thereby, even when the bulge of the optical phase difference distribution described above occurs, the bulge can be suppressed by the electric field from the third electrode layer 25, and the optical phase difference distribution can be made into a more ideal linear shape as a triangular prism lens. You can get closer.
４．液晶レンズアレイ４０
上記説明では、グランド電極層を必須とする液晶レンズアレイについて説明したが、グランド電極層に変えて、パターン電極層を用いた場合にも同様の所望の効果を奏する。図８に、互いに対向する基板７、３６の間に同一のパターン電極層２、３２、及び、透明な第３電極層２５、３５を設けた液晶レンズアレイ４０の層構成を概略的に示す。
4). Liquid crystal lens array 40
In the above description, the liquid crystal lens array that requires the ground electrode layer has been described. However, the same desired effect can be obtained when a pattern electrode layer is used instead of the ground electrode layer. FIG. 8 schematically shows a layer structure of a liquid crystal lens array 40 in which the same patterned electrode layers 2 and 32 and transparent third electrode layers 25 and 35 are provided between the substrates 7 and 36 facing each other.
図８に示すように、液晶レンズアレイ４０においては、パターン電極層２、３２を有するとともに互いに対向する１組の透明な基板７、３６と、パターン電極層２、３２の間に設けられた液晶層３とを備え、パターン電極層２、３２は、平面視においてスリット状（又は、多角形状若しくは円形状）である複数のレンズ開口の輪郭をなし、互いに対向するパターン電極間の液晶層３に位相が反転した電圧が印加され、パターン電極層２、３２を有する透明な基板７、３７が、絶縁層４を介して液晶層３の内部に導電性の立設部５を複数備え、立設部５の電位がパターン電極層２、３２の間の電位に保たれ、立設部５が平面視において複数のレンズ開口の間に設けられている。パターン電極層２、３２は、パターン電極層２５、３５や絶縁層２４、３４を介して、基板７、３６の表面に設けられている。パターン電極層２、３２、基板７、３６、第３電極層２５、３５及び絶縁層４、２４、３４の構成については、それぞれ上述したものと同様の構成とすることができるため、ここでは詳細な説明を省略する。 As shown in FIG. 8, in the liquid crystal lens array 40, the liquid crystal provided between the pair of transparent substrates 7 and 36 that have the pattern electrode layers 2 and 32 and face each other, and the pattern electrode layers 2 and 32. The pattern electrode layers 2 and 32 have a plurality of lens openings that are slit-shaped (or polygonal or circular) in plan view, and are arranged on the liquid crystal layer 3 between the pattern electrodes facing each other. A transparent substrate 7 and 37 having a pattern electrode layer 2 and 32, to which a voltage having an inverted phase is applied, includes a plurality of conductive standing portions 5 inside the liquid crystal layer 3 with the insulating layer 4 interposed therebetween. The potential of the portion 5 is maintained at the potential between the pattern electrode layers 2 and 32, and the standing portion 5 is provided between the plurality of lens openings in plan view. The pattern electrode layers 2 and 32 are provided on the surfaces of the substrates 7 and 36 via the pattern electrode layers 25 and 35 and the insulating layers 24 and 34. The configuration of the pattern electrode layers 2 and 32, the substrates 7 and 36, the third electrode layers 25 and 35, and the insulating layers 4, 24, and 34 can be the same as those described above. The detailed explanation is omitted.
このように、液晶レンズアレイ４０は、相対する電極間に位相を反転させた（１８０度位相が異なる）電圧を印加することで動作する。このような対称構造とすることで、光学位相差分布特性はより直線状となり、且つ液晶層の利用効率が良くなるためより大きな偏向角特性を得ることができる。 In this way, the liquid crystal lens array 40 operates by applying a voltage whose phase is inverted (180 degrees different in phase) between the opposing electrodes. With such a symmetric structure, the optical phase difference distribution characteristic becomes more linear, and the utilization efficiency of the liquid crystal layer is improved, so that a larger deflection angle characteristic can be obtained.
尚、図８では、第３電極層３５が、一つの電極層からなる形態について説明したが、第３電極層３５の形態はこれに限定されるものではない。上述の第３電極層２５と同様に、二つの電極層を組み合わせたものであってもよい。 In addition, in FIG. 8, although the 3rd electrode layer 35 demonstrated the form which consists of one electrode layer, the form of the 3rd electrode layer 35 is not limited to this. Similarly to the third electrode layer 25 described above, a combination of two electrode layers may be used.
５．液晶レンズアレイ５０
図９に液晶レンズアレイ５０の層構成を概略的に示す。
5. Liquid crystal lens array 50
FIG. 9 schematically shows the layer structure of the liquid crystal lens array 50.
図９に示すように、液晶レンズアレイ５０においては、立設部５の表面が弱アンカリング面４９とされている。このように、液晶レンズアレイ５０は、立設部５の表面が処理されている点を除き、液晶レンズアレイ１０と同様の構成を有する。 As shown in FIG. 9, in the liquid crystal lens array 50, the surface of the standing portion 5 is a weak anchoring surface 49. Thus, the liquid crystal lens array 50 has the same configuration as the liquid crystal lens array 10 except that the surface of the standing portion 5 is processed.
弱アンカリング面４９とは、上述した液晶層３の配向膜よりも液晶分子に対する束縛力（配向規制力）が弱い材料から成る面、もしくはラビング処理等の強いアンカリングが生じるような配向処理を行っていない面をいう。 The weak anchoring surface 49 is a surface made of a material having a binding force (alignment regulating force) with respect to liquid crystal molecules weaker than that of the alignment film of the liquid crystal layer 3 described above, or an alignment treatment that causes strong anchoring such as rubbing treatment. It refers to the side that is not going.
液晶レンズアレイ５０においては、立設部５の表面を弱アンカリング面４９とすることで、立設部の表面による液晶分子への束縛力が弱くなるため、電界による配向力の効果が強まり、特に左右両側への偏向動作等を行う場合において有効であるという卓越した効果が得られる。 In the liquid crystal lens array 50, since the surface of the upright portion 5 is the weak anchoring surface 49, the binding force to the liquid crystal molecules by the surface of the upright portion is weakened, so the effect of the alignment force due to the electric field is increased, In particular, an excellent effect is obtained that is effective when performing a deflection operation to the left and right sides.
６．液晶レンズアレイ６０
図１０に液晶レンズアレイ６０の層構成を概略的に示す。
6). Liquid crystal lens array 60
FIG. 10 schematically shows the layer structure of the liquid crystal lens array 60.
図１０に示すように、液晶レンズアレイ６０は、立設部５５の上端と配向膜３ｂとの間に間隔を有する。このような場合であっても、パターン電極層からの電界を立設部５５を介してグランド電極層１へと誘導することができる。立設部５５はグランド電極層１から少しでも突出していれば、ある程度の効果が得られる。後述の実施例に示したように、立設部の高さ（長さ）が液晶層の厚みに対して占める割合が大きくなるほど、その効果が大きくなるので、立設部の製造のプロセスとシールドの効果との兼ね合いで、立設部の高さが決まることになる。一方で、上述した通り、透明な基板７が立設部を有する場合は、当該立設部がグランド電極層１に接触していることが好ましいことから、立設部の高さ（長さ）は液晶層３の厚みと略同じとすることが好ましい。なお、パターン電極層側に立設部を設けることは、パターン電極による電界に対するシールドの効果がより大きいため、液晶レンズアレイ６０のように立設部の上端と配向膜との間に間隔を有する液晶レンズアレイの場合において特に有効である。 As shown in FIG. 10, the liquid crystal lens array 60 has a space between the upper end of the standing portion 55 and the alignment film 3b. Even in such a case, the electric field from the pattern electrode layer can be induced to the ground electrode layer 1 through the standing portion 55. If the standing portion 55 protrudes from the ground electrode layer 1 even a little, a certain degree of effect can be obtained. As shown in the examples described later, since the effect increases as the ratio of the height (length) of the standing portion to the thickness of the liquid crystal layer increases, the manufacturing process of the standing portion and the shield The height of the standing part is determined in consideration of the effect of the above. On the other hand, as described above, when the transparent substrate 7 has the standing portion, it is preferable that the standing portion is in contact with the ground electrode layer 1, and thus the height (length) of the standing portion. Is preferably substantially the same as the thickness of the liquid crystal layer 3. In addition, since providing the standing part on the pattern electrode layer side has a greater effect of shielding against the electric field by the pattern electrode, there is a gap between the upper end of the standing part and the alignment film as in the liquid crystal lens array 60. This is particularly effective in the case of a liquid crystal lens array.
尚、液晶レンズアレイ６０において、立設部５５の上端には配向膜５３が設けられているが、これは必須ではない。仮に立設部５５を有するグランド電極層１の表面にポリイミドを塗布・安定化させたうえでラビング処理を行った場合、立設部５５の上端とグランド電極層１の上面の双方がラビングされることとなり、ここに配向膜３ｃ及び配向膜５３が形成されることとなる。 In the liquid crystal lens array 60, an alignment film 53 is provided on the upper end of the standing portion 55, but this is not essential. If the surface of the ground electrode layer 1 having the standing portion 55 is subjected to rubbing treatment after applying and stabilizing polyimide, both the upper end of the standing portion 55 and the upper surface of the ground electrode layer 1 are rubbed. Thus, the alignment film 3c and the alignment film 53 are formed here.
７．その他の形態
尚、上記説明では、パターン電極層がスリット状又は多角形状のレンズ開口の輪郭をなす形態について説明したが、本開示の液晶レンズはこの形態に限定されない。パターン電極層が円形状のレンズ開口の輪郭をなす形態であってもよい。このような場合においても、本開示の液晶レンズによる効果が問題なく発揮されるものと考えられる。
7). Other Forms In the above description, the form in which the pattern electrode layer forms the outline of the slit-shaped or polygonal lens opening has been described. However, the liquid crystal lens of the present disclosure is not limited to this form. The pattern electrode layer may form a contour of a circular lens opening. Even in such a case, it is considered that the effect of the liquid crystal lens of the present disclosure is exhibited without any problem.
また、上記説明では、液晶レンズアレイ１０の構成を基本にして、当該液晶レンズ１０の構成の一部を変更した例として液晶レンズアレイ２０〜６０をそれぞれ個別に説明したが、本開示の液晶レンズアレイは、液晶レンズアレイ１０〜６０の構成を兼ね備えたものであってもよい。すなわち、液晶レンズアレイ１０〜６０の各構成を適宜組み合わせて、一つの液晶レンズとしてもよい。 In the above description, the liquid crystal lens arrays 20 to 60 are individually described as examples in which a part of the configuration of the liquid crystal lens 10 is changed based on the configuration of the liquid crystal lens array 10. The array may have the configuration of the liquid crystal lens arrays 10 to 60. That is, the liquid crystal lens arrays 10 to 60 may be appropriately combined to form one liquid crystal lens.
さらに、上記説明では、液晶層３が一層のみ設けられる形態について説明したが、液晶層３の構成はこれに限定されるものではない。例えば、レンズパワーを増大させるために、あるいは特に偏光していない自然光に対応するために、液晶層を複数設けてもよい。液晶層を多層化する方法は特に限定されず、公知の方法によればよい。 Further, in the above description, the mode in which only one liquid crystal layer 3 is provided has been described, but the configuration of the liquid crystal layer 3 is not limited to this. For example, a plurality of liquid crystal layers may be provided in order to increase the lens power or to deal with natural light that is not particularly polarized. The method for multilayering the liquid crystal layer is not particularly limited, and may be a known method.
さらに、液晶層内にグランド電位に保たれている立設部を設けることで、隣接する電極の電位の漏れ効果を減少させることができるという本開示のメカニズムからすると、液晶マイクロレンズアレイだけでなく、レンズの口径がｍｍ〜ｃｍと大きくなった単一の液晶レンズに対しても同様の効果が奏されるものと考えられる。特にレンズの口径を拡大するための方策として単一の液晶レンズの口径の拡大のためにフレネルレンズ構成とした場合等において、通常のレンズ部とフレネルレンズ部の境界領域やフレネルレンズ部間の境界領域等に立設部を設けることにより、高電位側から生じる漏れ電界をシールドすることができるので、さらに良好な分子配向状態並びに光学特性を得ることができる。 Furthermore, according to the mechanism of the present disclosure that the effect of leakage of the potential of the adjacent electrode can be reduced by providing a standing portion maintained at the ground potential in the liquid crystal layer, not only the liquid crystal microlens array. It is considered that the same effect can be obtained for a single liquid crystal lens whose lens diameter is as large as mm to cm. In particular, when a Fresnel lens configuration is used to increase the aperture of a single liquid crystal lens as a measure to increase the aperture of the lens, the boundary area between the normal lens portion and the Fresnel lens portion, and the boundary between the Fresnel lens portions By providing the standing portion in the region or the like, the leakage electric field generated from the high potential side can be shielded, so that a better molecular orientation state and optical characteristics can be obtained.
以下、本開示の液晶レンズアレイの各レンズを三角プリズムレンズとして機能させた場合について、実施例及び比較例を示しつつ説明する。ただし、本開示の液晶レンズアレイの各レンズは円形レンズとして機能させることも可能であり、三角プリズムレンズの場合と同様に所望の効果を奏する。 Hereinafter, a case where each lens of the liquid crystal lens array of the present disclosure is caused to function as a triangular prism lens will be described with reference to Examples and Comparative Examples. However, each lens of the liquid crystal lens array of the present disclosure can also function as a circular lens, and has a desired effect as in the case of a triangular prism lens.
１．スリット状のレンズ開口の場合
まず、レンズ開口をスリット状とした場合についてシミュレーション計算による検討を行った。
1. In the case of a slit-shaped lens opening First, the case where the lens opening was made into a slit shape was examined by simulation calculation.
＜比較例１＞
（液晶レンズアレイの構成）
図１１に、比較例１に係る液晶レンズアレイ１００の構成を示す。比較例１は図１、２に示した液晶レンズアレイ１０から立設部５を除いたものに相当する。以下、液晶レンズアレイ１０と同様の部材については同符号を用いて説明する。図１１（Ａ）が比較例１に係る液晶レンズアレイ１００の側面概略図、図１１（Ｂ）がパターン電極層２の平面概略図であり、図１１（Ｃ）がグランド電極層１の平面概略図である。
<Comparative Example 1>
(Configuration of liquid crystal lens array)
FIG. 11 shows the configuration of the liquid crystal lens array 100 according to the first comparative example. Comparative Example 1 corresponds to the liquid crystal lens array 10 shown in FIGS. Hereinafter, members similar to those of the liquid crystal lens array 10 will be described using the same reference numerals. 11A is a schematic side view of the liquid crystal lens array 100 according to Comparative Example 1, FIG. 11B is a schematic plan view of the pattern electrode layer 2, and FIG. 11C is a schematic plan view of the ground electrode layer 1. FIG.
図１１（Ａ）において、基板６、７として透明ガラス基板（厚み２００μｍ）を採用し、グランド電極層１（厚み０.１μｍ）及びパターン電極層２（厚み０.１μｍ）としてＩＴＯからなる層を採用し、液晶層（全厚み１１０μｍ）を構成する液晶分子３ａとしてＲＤＰ８５４７５（ＤＩＣ社製）を採用し、配向膜３ａ、３ｂ（各厚み１５０ｎｍ）としてラビング処理されたポリイミド膜を採用し、絶縁層４（厚み５μｍ）としてフォトレジストにより得られる層を採用した。なお、パターン電極の間隔に対応する開口幅（Ｌ１）はいずれも１００μｍとしている。 In FIG. 11A, a transparent glass substrate (thickness 200 μm) is adopted as the substrates 6 and 7, and layers made of ITO are used as the ground electrode layer 1 (thickness 0.1 μm) and the pattern electrode layer 2 (thickness 0.1 μm). Adopting RDP85475 (manufactured by DIC) as the liquid crystal molecules 3a constituting the liquid crystal layer (total thickness 110 μm), adopting a rubbed polyimide film as the alignment films 3a, 3b (each thickness 150 nm), and insulating layer 4 (thickness 5 μm), a layer obtained by a photoresist was adopted. Note that the opening width (L 1 ) corresponding to the distance between the pattern electrodes is 100 μm.
＜参考例１＞
参考例１に係る液晶レンズアレイの構成は図１、２に示した液晶レンズアレイ１０の構成と同様である。立設部の材質は基板と同様とした。
< Reference Example 1>
The configuration of the liquid crystal lens array according to Reference Example 1 is the same as the configuration of the liquid crystal lens array 10 shown in FIGS. The material of the standing part was the same as that of the substrate.
図１２に、比較例１及び参考例１の液晶レンズアレイそれぞれについて、Ｖ１Ｌ＝７Ｖ（１ｋＨｚ）、Ｖ１Ｒ＝０Ｖとした場合の１素子における液晶層断面に関わる光学位相差分布特性を示す。比較例１に係る液晶レンズアレイ（第３電極無、立設部無）においては、光学位相差分布特性が極端に上に凸の形状となっているのが、参考例１（第３電極無、立設部有）では緩和され、より直線形状に近くなるとともに、利用可能な位相差が増大していることが分かる。なお、比較例１では偏向角が４．０度であるのに対して、参考例１では１２．６度と改善されている。
FIG. 12 shows the optical phase difference distribution characteristics relating to the cross section of the liquid crystal layer in one element when V 1L = 7 V (1 kHz) and V 1R = 0V for each of the liquid crystal lens arrays of Comparative Example 1 and Reference Example 1. In the liquid crystal lens array according to Comparative Example 1 (no third electrode and no standing part), the optical phase difference distribution characteristics are extremely upwardly convex. Reference Example 1 (No third electrode) It can be seen that with a standing part), the phase difference is more relaxed, closer to a linear shape, and the available phase difference is increased. Note that the deflection angle in the comparative example 1 is 4.0 degrees, whereas the reference example 1 is improved to 12.6 degrees.
＜比較例２＞
比較例２は、図５、６に示した液晶レンズアレイ３０から立設部５を除いたものに相当する。各層の厚みや材料については上述した比較例１と同様である。
<Comparative example 2>
Comparative example 2 corresponds to the liquid crystal lens array 30 shown in FIGS. About the thickness and material of each layer, it is the same as that of the comparative example 1 mentioned above.
＜実施例１＞
実施例１に係る液晶レンズアレイの構成は図５、６に示した液晶レンズアレイ３０の構成と同様である。
<Example 1 >
The configuration of the liquid crystal lens array according to Example 1 is the same as the configuration of the liquid crystal lens array 30 shown in FIGS.
図１３に、比較例２及び実施例１の液晶レンズアレイそれぞれについて、Ｖ１Ｌ＝７Ｖ、Ｖ２Ｒ＝２．２Ｖ（それぞれ１ｋＨｚ）、Ｖ１Ｒ＝０Ｖ、とした場合の１素子における液晶層断面に関わる光学位相差分布特性を示す。比較例２に係る液晶レンズアレイ（第３電極有、立設部無）においては、光学位相差分布特性が同様に上に凸の形状となっているのが、実施例１（第３電極有、立設部有）に係る液晶レンズアレイではさらに緩和され、一部を除いてほぼ直線形状に近くなると共に、利用可能な位相差も増大していることが分かる。なお、比較例２では偏向角が３．２度であるのに対して、実施例１では１１．９度と改善されている。
FIG. 13 shows a cross section of the liquid crystal layer in one element when V 1L = 7V, V 2R = 2.2V (each 1 kHz), and V 1R = 0V for each of the liquid crystal lens arrays of Comparative Example 2 and Example 1. The related optical phase difference distribution characteristics are shown. In the liquid crystal lens array according to Comparative Example 2 (with the third electrode, without the erected portion), the optical phase difference distribution characteristic is similarly convex upward, as in Example 1 (with the third electrode). It can be seen that the liquid crystal lens array according to (with a standing portion) is further relaxed and becomes almost a linear shape except for a part, and the usable phase difference is also increased. Note that the deflection angle in the comparative example 2 is 3.2 degrees, while the improvement in the first embodiment is 11.9 degrees.
＜実施例２＞
実施例２に係る液晶レンズアレイの構成は図８に示した液晶レンズアレイ４０の構成と同様である。
<Example 2 >
The configuration of the liquid crystal lens array according to the second embodiment is the same as the configuration of the liquid crystal lens array 40 shown in FIG.
図１４に、実施例２の液晶レンズアレイについて、Ｖ１Ｌ＝３．５Ｖ及び−３．５Ｖ、Ｖ２Ｒ＝１．８Ｖ及び−１．８Ｖ（それぞれ１ｋＨｚ）、Ｖ１Ｒ＝０Ｖ、とした場合の１素子における液晶層断面に関わる光学位相差分布特性を示す。実施例２のようにパターン電極等を対称構造とすることで、実施例１の場合に比較して、光学位相差分布特性がさらに直線化され、開口幅の広い範囲において理想に近いプリズム特性が得られることが分かる。なお、ここでは相対する電極間にグランド電位（０Ｖ）に対してそれぞれ位相が反転した（１８０度異なる）電圧（前記の負の符号は、位相が反転していることを表している）を印加して駆動した場合の特性を示している。偏向角は１３．４度となり、液晶層の光学位相差の利用効率がさらに改善されることが分かる。
FIG. 14 shows the case where V 1L = 3.5 V and −3.5 V, V 2R = 1.8 V and −1.8 V (each 1 kHz), and V 1R = 0 V for the liquid crystal lens array of Example 2 . The optical phase difference distribution characteristic regarding the liquid crystal layer cross section in 1 element is shown. By making the pattern electrode and the like symmetrical as in the second embodiment, the optical phase difference distribution characteristic is further linearized compared to the first embodiment, and the prism characteristic close to ideal is obtained in a wide range of the aperture width. You can see that In this case, a voltage whose phase is inverted (different by 180 degrees) with respect to the ground potential (0 V) is applied between the opposing electrodes (the negative sign indicates that the phase is inverted). The characteristics when driven in the same manner are shown. It can be seen that the deflection angle is 13.4 degrees, and the utilization efficiency of the optical phase difference of the liquid crystal layer is further improved.
図１２、１３に示すように、比較例１、２の場合に比べて、参考例１及び実施例１に係る液晶レンズアレイでは、隣接する高電位側の電極からの漏れ電界の影響がシールドされるため、低電位側の電極の電位が実効的に高くならないため光学位相差の最大値が増加し、偏向角が増大すると共に光学位相差分布特性が直線状に近くなったものと考えられる（図１５）。さらに、実施例２に係る液晶レンズアレイは、シールド効果がより有効的になり、且つ液晶層に対して対称的な駆動法となることから、図１４に示すように光学位相差分布が理想的な直線状に一層近づけることができ、光学位相差の利用効光学位相差の利用効率が改善され、偏向角をより大きな値とすることができた。
As shown in FIGS. 12 and 13, as compared with the case of Comparative Examples 1 and 2, the liquid crystal lens array according to Reference Example 1 and Example 1, the influence of the leakage electric field from the adjacent high potential side electrode is shielded Therefore, it is considered that the maximum value of the optical phase difference is increased because the potential of the electrode on the low potential side is not effectively increased, the deflection angle is increased, and the optical phase difference distribution characteristic is nearly linear ( FIG. 15). Furthermore, since the liquid crystal lens array according to the second embodiment has a more effective shielding effect and a symmetric driving method with respect to the liquid crystal layer, the optical phase difference distribution is ideal as shown in FIG. Thus, the optical phase difference can be used more effectively, and the optical phase difference can be used more efficiently, and the deflection angle can be increased.
尚、立設部が液晶層を完全に満たしていない場合、すなわち立設部５５の上端と配向膜３ｂとの間に間隔を有する場合では、この間隔を通して高電位側の電極からの漏れ電界が生じるためシールド効果が不十分となるという難点があるが、立設部の幅と高さに関わるアスペクト比の観点から、素子の製造上立設部の高さをある程度制限することも重要である。立設部が液晶層の厚みに対する割合と偏向角の関係を図１６に示す。立設部の高さが液晶層の厚みに対して占める割合が大きくなるほど、漏れ電界に対するシールドの効果が大きくなるので、立設部はできるだけ高くする方が好ましいことが分かる。 In the case where the standing portion does not completely fill the liquid crystal layer, that is, when there is a gap between the upper end of the standing portion 55 and the alignment film 3b, the leakage electric field from the high potential side electrode is caused through this gap. However, it is also important to limit the height of the standing part to some extent in manufacturing the device from the viewpoint of the aspect ratio related to the width and height of the standing part. . FIG. 16 shows the relationship between the ratio of the standing portion to the thickness of the liquid crystal layer and the deflection angle. It can be understood that the higher the proportion of the standing portion with respect to the thickness of the liquid crystal layer, the greater the effect of the shield against the leakage electric field.
本開示の液晶レンズは、機械的駆動部を要することなく、各電極に印加する電圧により、三角プリズムレンズ特性又は円形レンズ特性を示す。そのため、小型レンズとして種々の産業で利用可能である。 The liquid crystal lens of the present disclosure exhibits a triangular prism lens characteristic or a circular lens characteristic depending on a voltage applied to each electrode without requiring a mechanical driving unit. Therefore, it can be used in various industries as a small lens.
１ グランド電極層
２ パターン電極層
３ 液晶層
４ 絶縁層
５ 立設部
６、７ 基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ground electrode layer 2 Pattern electrode layer 3 Liquid crystal layer 4 Insulating layer 5 Standing part 6, 7 Board | substrate
Claims (2)
前記パターン電極層は、平面視においてスリット状、多角形状又は円形状である複数のレンズ開口の輪郭をなし、
平面視において前記レンズ開口の内側に前記パターン電極層が設けられておらず、前記レンズ開口に生じる不均一電界の分布特性に基づいて動作し、
前記グランド電極層を有する基板及び前記パターン電極層を有する基板のうちの少なくとも一方は、前記液晶層の内部へと突出する導電性の立設部を複数備え、
前記立設部の電位がグランド電極層の電位に保たれ、
前記立設部が平面視において前記複数のレンズ開口の間に設けられており、
前記透明な基板の前記パターン電極層が設けられた面と同じ側の面に透明な第３電極層が設けられ、
前記透明な基板の一面側に絶縁層が配置され、該絶縁層の表面側に前記パターン電極層が、裏面側に前記第３電極層が配置され、前記透明な基板、前記第３電極層、前記絶縁層及び前記パターン電極層の順に各層が配置されており、
前記第３電極層は、平面視において前記レンズ開口の内側に設けられている、
液晶レンズアレイ。 A transparent substrate having a ground electrode layer, a transparent substrate having a pattern electrode layer, and a liquid crystal layer provided between the ground electrode layer and the pattern electrode layer,
The pattern electrode layer has an outline of a plurality of lens openings that are slit-like, polygonal or circular in plan view,
The pattern electrode layer is not provided inside the lens opening in plan view, and operates based on the distribution characteristics of the non-uniform electric field generated in the lens opening,
At least one of the substrate having the ground electrode layer and the substrate having the pattern electrode layer includes a plurality of conductive standing portions protruding into the liquid crystal layer,
The potential of the standing portion is maintained at the potential of the ground electrode layer,
The standing portion is provided between said plurality of lens aperture in a plan view,
A transparent third electrode layer is provided on the same side of the transparent substrate as the surface on which the pattern electrode layer is provided;
An insulating layer is disposed on one surface side of the transparent substrate, the pattern electrode layer is disposed on the front surface side of the insulating layer, and the third electrode layer is disposed on the back surface side. The transparent substrate, the third electrode layer, Each layer is arranged in the order of the insulating layer and the patterned electrode layer,
The third electrode layer is provided inside the lens opening in a plan view.
Liquid crystal lens array.
前記パターン電極層は、平面視においてスリット状、多角形状又は円形状である複数のレンズ開口の輪郭をなし、
前記互いに対向するパターン電極間の液晶層に位相が反転した電圧が印加され、
前記パターン電極層を有する透明な基板が、絶縁層を介して前記液晶層の内部に導電性の立設部を複数備え、
前記立設部の電位が前記パターン電極層の間の電位に保たれ、
前記立設部が平面視において前記複数のレンズ開口の間に設けられている、
液晶レンズアレイ。 Two transparent substrates having a pattern electrode layer and facing each other, and a liquid crystal layer provided between the pattern electrode layers,
The pattern electrode layer has an outline of a plurality of lens openings that are slit-like, polygonal or circular in plan view,
A voltage having an inverted phase is applied to the liquid crystal layer between the pattern electrodes facing each other,
The transparent substrate having the pattern electrode layer includes a plurality of conductive standing portions inside the liquid crystal layer via an insulating layer,
The potential of the standing portion is maintained at the potential between the pattern electrode layers,
The standing portion is provided between the plurality of lens openings in a plan view;
Liquid crystal lens array.
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