专利名称：折射率分布型液晶光学元件以及图像显示装置的制作方法
折射率分布型液晶光学元件以及图像显示装置
相关申请的交叉引用
本申请基于2010年12月27日提交的在先的日本专利申请No. 2010490644并要求其优先权。本发明通过参照该申请而包含其全部内容。技术领域
本发明的实施方式涉及折射率分布型液晶光学元件以及图像显示装置。
技术背景
提出有能够显示立体图像(3维图像)的显示装置。另外，有想要在同一显示装置中切换实现2维图像的显示和3维图像的显示的要求，提出有用于响应该要求的技术。例如，使用液晶透镜阵列元件切换2维图像显示和3维图像显示的技术。该液晶透镜阵列元件具有在一方的基板上周期性地配置的棒状的电极。并且，在与形成在对向的另一方的基板上的电极之间制造出电场分布，通过该电场分布来改变液晶层的取向，生成作为透镜而发挥作用的折射率分布。通过控制施加到电极的电压，能够开启或中断透镜作用，所以能够切换2维图像显示和3维图像显示。像这样地通过电场来控制液晶分子的取向方向的方式被称为液晶折射率分布型透镜方式、或液晶GRIN(梯度折射率，gradient index)透镜方式。
另外，提出有对在一方基板上周期性地配置的棒状的电极施加2种不同的电压的技术。并且，通过施加2种不同的电压，生成作为透镜阵列更优选的折射率分布。
由此，进行用于实现液晶GRIN透镜的试验。其中，为了使用液晶GRIN透镜实现良好的3维图像显示，需要将液晶GRIN透镜的焦点距离设定为液晶GRIN透镜的主点与图像显示部的像素面之间的距离程度。因此，在液晶GRIN透镜的液晶层中会要求某种程度的折射力。但是，因为液晶分子的折射率各向异性通常小到0.2左右，所以需要将液晶层的厚度设为比通常的显示面板大很多。这样不仅导致液晶的使用量增大而成本升高，还存在制造中的难易度也变高的问题。
因此，提出有将液晶GRIN透镜菲涅耳透镜化的方案。这需要通过在一方的基板上设置多个棒状的电极，并施加多个不同的电压来实现作为菲涅耳透镜的折射率分布。
但是，在菲涅耳透镜型的液晶GRIN透镜阵列中，需要在各透镜中配置多个棒状的电极，需要精细加工透明电极的技术。透明电极的精细加工需要高精度的步进器 (st印per)、干蚀刻装置等，所以存在成本升高的问题。另外，需要对多个棒状电极施加不同的多个电压，有驱动复杂而成本升高的问题。发明内容
本发明的实施方式的折射率分布型液晶光学元件具有第1基板；与所述第1基板对向配置的第2基板；夹持在所述第1基板和所述第2基板之间的液晶层；设置在所述第 1基板上的所述液晶层侧、沿第1方向排列的多个第1电极；在所述第1基板上的所述液晶层侧与所述第1电极对应地设置、且在所述第1方向上排列的多个第2电极；设置在所述第1基板上的所述液晶层侧、在所述第1方向上排列的多个第3电极；以及形成在所述第2基板上的所述液晶层侧的第4电极，该折射率分布型液晶光学元件的特征在于，针对所述第3 电极的每一个，在第3电极的两侧中的一侧配置具有所述第1电极和与该第1电极对应的第2电极的第1电极对，并且在另一侧配置具有第1电极和与该第1电极对应的第2电极的第2电极对，在所述第1电极对中，配置为从所述第2基板观察沿所述第1方向的剖面中的所述第2电极的中心比所述第1电极的中心更位于所述第3电极侧，在所述第2电极对中，配置为从所述第2基板观察沿所述第1方向的剖面中的所述第2电极的中心比所述第 1电极的中心更位于所述第3电极侧。
图1是表示第1实施方式的图像显示装置的剖面图。
图2是第1实施方式中的液晶GRIN透镜阵列的俯视图。
图3是表示通过图2的切断线A-A切断的电压印加时的液晶指向矢的剖面图。
图4是在横轴上取透镜节距方向上的座标、在纵轴上取光路长、而根据图3所示的液晶指向矢计算出的折射率分布的曲线图。
图5是表示第1实施方式的图像显示装置的框图。
图6是表示第1实施方式的第1变形例的图像显示装置的剖面图。
图7是表示第1实施方式的第2变形例的图像显示装置的剖面图。
图8是表示第1实施方式的第3变形例的图像显示装置的剖面图。
图9是表示第1实施方式的第4变形例的图像显示装置的剖面图。
图10是表示第2实施方式的图像显示装置的剖面图。
图11是表示第3实施方式的图像显示装置的剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图对实施方式进行详细说明。另外，在以下的实施方式中，标记同一参照符号的部分作为进行同样的动作的部分，适当地省略重复的说明。
(第1实施方式)
参照图1至图5对第1实施方式的图像显示装置进行说明。图1表示第1实施方式的图像显示装置。该实施方式的图像显示装置具备折射率分布型液晶光学元件1和图像显示部5。图像显示部5是具有在显示面上排列为矩阵状的像素的显示面板，例如，能够适当地使用液晶面板、有机EL面板、等离子显示面板等。另外，在本实施方式，图像显示部5 构成为射出箭头所示的第1方向61的直线偏振光。另外，在本实施方式中，折射率分布型液晶光学元件1为液晶GRIN透镜阵列，图2示出该液晶GRIN透镜阵列1的俯视图。
该液晶GRIN透镜阵列1具有在设置于图像显示部5的前表面的透明的第1基板 11和与第1基板11对向配置的透明的第2基板12之间夹持有液晶层4的结构。在第1 基板11的液晶层侧的面中设置有透明的第1电极21、透明的第2电极22、透明的第3电极 23、透明的第5电极25以及透明的电介质层3。如图2所示地，这些第1电极21、第2电极 22、第3电极23、以及第5电极25设为分别在和第1方向61交差的第2方向62上延伸。 另外，在图2中，第2方向62配置为和第1方向61正交，但是也可以不正交。另外，在第2基板12的液晶层侧的面上设置有透明的第4电极M。该第4电极M设置为与上述第1电极21、第2电极22、第3电极23、以及第5电极25对向，且设置在第2基板12的液晶层侧的面的几乎整个面上。液晶层4包含有液晶分子41，在本实施方式中，使用表示单轴性复折射的物质作为液晶分子41。未对第1至第5电极施加电压时的液晶分子41的初始取向的长轴方向为第1方向61。
在第1基板11的液晶层侧的面上，成为在第1方向61上并列配置有多个第3电极23、且在各第3电极的两侧配置有第1电极21的结构。成为在邻接的第3电极之间的大致中央处配置有第5电极25的结构。这些第1电极21、第3电极23以及第5电极由电介质层3覆盖着。并且，在该电介质层3上，以与第1电极21的每一个对应的方式设置有第2电极22。因此，第2电极22和第1电极21、第3电极23以及第5电极通过电介质层 3而电绝缘。另外，配置为各第2电极22在第2方向上延伸的中心轴相对于对应的第1电极21的中心轴位于第3电极23侧。
并且，在本说明书中，在图上将配置在第3电极23的左侧的第1电极21和与该第 1电极21对应的第2电极22的组称为电极对200A，将配置在第3电极23的右侧的第1电极21和与该第1电极21对应的第2电极22的组称为电极对200B。于是，在第1基板11 上，具有从图1的左侧开始依次配置有电极对200A、第3电极23、电极对200B、第5电极25、 电极对200A、第3电极23以及电极对200B的结构。即，成为在邻接的第3电极23之间配置有电极对200A和电极对200B、在这些电极对200A和电极对200B之间配置有第5电极的结构。另外，配置在第3电极23的两侧的电极对200A以及电极对200B配置为相对第3电极23对称。S卩，配置为在图2所示的俯视图中观察的情况下，相对第3电极23的中心轴线对称。
接下来，对电极对200A、200B之间的距离进行说明。从第2基板侧观察时，设第3 电极23的中心轴和配置在该第3电极23的左侧的电极对200A的中心轴之间的距离为P1， 上述第3电极的中心轴和配置在该第3电极23的右侧的电极对200B的中心轴之间的距离为P2。此时，如果设配置在邻接的第3电极23之间的电极对200A和电极对200B的各自的中心轴间的距离为P3，则成为配置为满足
P3 > P1+P2
的条件的结构(图2)。另外，配置在第3电极23的左侧的电极对200A的中心轴相对于上述第3电极23位于平行于电极对200A的第2方向62的最远的侧面和最近的侧面之间的正中间，配置在第3电极23的右侧的电极对200B的中心轴相对于上述第3电极 23位于平行于电极对200B的第2方向62的最远的侧面和最近的侧面之间的正中间。
接下来，对第1实施方式的显示装置中的液晶GRIN透镜阵列1的动作进行说明。 图3表示对各电极施加电压时的、通过图2所示的切断线A-A线切断了的面内的液晶导向偶极子的分布。该液晶导向偶极子的分布通过模拟求得。图4表示根据图3所示的液晶指向矢计算出的折射率分布。图4所示的横轴是透镜节距方向上的座标，取图2所示的第5 电极25的中心轴为原点，设平行于第1方向61的方向为χ轴，并示出从上述原点算起的距离。另外，图4的纵轴表示光路长。
在第1实施方式的液晶GRIN透镜阵列1中，在设第4电极M为基准电压(例如 GND)时，第5电极25被施加与第4电极M相同的电压。并且，在电极对200A、电极对200B的任意一方中都是，第1电极21被施加有比第2电极22高的电压。具体地，如果设第1电极21的电压为VI、第2电极22的电压为V2，则Vl > V2。
并且，第2电极22的电压V2被设定为比第5电极25的电压高。其中，第2电极 22和第5电极25之间的电压差被设定为比液晶层4的阈值电压Vth小。S卩，V2<Vth。另外，第3电极23的电压V3被施加与第1电极21的电压Vl相同的电压。
这样，对施加有电压时的液晶分子41的取向状态进行说明。首先，在第5电极25 和第4电极M之间电压差为零，所以如图3以及图4所示地，液晶分子41保持初始的取向状态。即，观察到的折射率大，作为其结果，光路长也变大。
接下来，在第1电极21和第4电极M之间施加所定的电压VI，液晶分子41竖起。 其结果是观察到的折射率变小，作为其结果光路长也变小。另外，在第5电极25和第1电极21之间折射率逐渐变化，并且随着折射率的变化光路长也逐渐变化。
另一方面，在第2电极22和第4电极M之间，将电压差设定为比液晶层4的阈值电压Vth小的V2。因此，几乎观察不到液晶分子41的竖起。其结果是观察到的折射率变大，光路长也变大。另外，因为是层叠第1电极21和第2电极22地形成，所以在该部分的折射率的变化急剧。
并且，在第3电极23和第4电极M之间，因为如前所述地施加与第1电极21的电压Vl相同的电压，所以观察到的折射率变小，作为结果光路长也变小。
由此，能够实现作为菲涅耳透镜的折射率分布(光路长分布)。
另外，如图5所示地，液晶GRIN透镜阵列1由驱动电路81驱动，在液晶GRIN透镜阵列1的各电极21 25上施加满足上述条件的电压。另外，图像显示部5由驱动电路85 驱动。此时，当驱动电路81和驱动电路85同步、且图像显示部5显示3维图像的情况下， 通过驱动电路81向液晶GRIN透镜阵列1的各电极21 25施加满足上述条件的电压。此时，图1所示的邻接的第3电极23之间成为透镜的1单位、即透镜节距，且与显示3维图像时的出射光瞳之一对应。另外，在图像显示部5显示2维图像的情况下，通过驱动电路81 向液晶GRIN透镜阵列1的各电极21 25施加基准电压(GND)。
接下来，对第1实施方式的效果进行说明。
在本实施方式中，如上述那样地，电极对200A中的第2电极22的中心轴比第1电极21的中心轴还配置在第3电极23侧，电极对200B中的第2电极22的中心比第1电极 21的中心还配置在第3电极23侧。由此，与以往技术相比，能够以少的电极数实现菲涅耳透镜阵列。因此，能够不使用精细加工透明电极的专用技术，而使用通常的半导体制造技术进行加工，能够以低成本生产液晶GRIN透镜阵列。另外，因为电极数少，所以也能够减少控制所需要的电压的种类，能够将驱动简单化，实现低成本化。
另外，通过如本实施方式那样地形成第1电极21和与该第1电极21对应的第2 电极22，能够制作作为菲涅耳透镜而适合的急剧的折射率分布，能够实现作为透镜的高性能。为了生成这样的急剧的折射率分布，优选减小上述第1电极21和上述第2电极22之间的间隙、即、优选减小上述第1电极21和上述第2电极22之间的最小距离，通过本发明的发明人们的研究得以明确。在此，所谓第1电极21和第2电极22之间的最小距离是指第1电极21的任意点与第2电极22的任意点之间的距离中的最小值。在本实施方式中， 从第4电极M观察时，上述第1电极21和上述第2电极22重叠，所以两电极间的间隙为电介质层3的厚度与第1电极21的厚度之差。如图3所示地，其结果是电力线重叠的部分嵌入到两电极之间，并通过从未重叠的部分泄漏的电场生成急剧的折射率分布。但是，优选第1电极21和第2电极22之间的在第1方向61上的间隔、即从第4电极M观察时的未重叠的部分的在第1方向61上的最大距离至少为介质层3的厚度以下。这是因为如果上述最大距离大于电介质层3的厚度，则两电极间的泄漏电场变大，生成平行于第1方向61 的电场分量，从而很难生成急剧的折射率分布。在此，所谓的第1电极21和第2电极22之间的最大距离表示第1电极21的任意点与第2电极22的任意点之间的距离中的最大值。
另外，通过如上述那样地将第1方向61上的各电极的配置配置为
P3 > P1+P2,
能够进一步降低液晶层4的厚度。这一点可以根据以下内容得以明确，即如果参照图4所示的折射率分布，则与在透镜的光轴、即第5电极25的中心轴附近设置菲涅耳的高度差相比，在透镜的端部、即第3电极23的中心轴附近设置高度差更能降低液晶层4的厚度。另外，能够使液晶层4的厚度最薄的是在图4所示的折射率分布中光轴的值与菲涅耳的高度差部的值一致时。优选预先配置各电极，并且调整施加电压，以实现这样的折射率分布。
另外，关于施加到第1实施方式的液晶GRIN透镜阵列1的电压，将第2电极22和第4电极M之间的电压差设为比液晶层4的阈值电压Vth小的值。由此，能够抑制第2电极22和第4电极M之间的液晶分子41的竖起，能够实现作为菲涅耳透镜而适合的急剧的折射率分布。另外，因为能够加大施加到第2电极22的电压，所以能够减小与第1电极21 之间的电压差，能够抑制第1电极21和第2电极之间的泄漏电场。其结果是降低平行于泄漏电场的第1方向61的分量，能够实现更加急剧的折射率特性。
另外，在第1实施方式中，关于第1电极21和与该第1电极对应的第2电极22， 如图1所示地，在与第3电极23侧相反的一侧、即第5电极25侧的端部(侧面)的各个位置，第2电极22的端部的位置比第1电极21的端部的位置还位于第3电极23侧。但是，也可以是第2电极22的端部的位置比第1电极21的端部的位置向第5电极25侧突出。但是，如果设电介质层3的厚度为t，则优选第2电极22的端部的位置比第1电极21的端部的位置向第5电极25侧突出的量为t以下。这是因为假设突出量大于t的情况下，起因于第2电极22的电力线不被第1电极21充分遮蔽，作为透镜的折射率分布紊乱而性能降低。即、通过如上述那样的结构，能够实现作为菲涅耳透镜适合的折射率分布，能够提高性能。
另外，在第1实施方式中，如图1所示地，关于第1电极21和与该第1电极21对应的第2电极22的、第3电极23侧的各个端部的位置，第2电极22的端部的位置比第1 电极21的端部的位置突出。如果设电介质层3的厚度为t，则该突出量优选为t以上。这是因为，假设突出量小于t的情况下，起因于第2电极22的电力线被第1电极21遮蔽，作为菲涅耳透镜的性能降低。即、通过上述那样的结构，能够提高透镜性能，是优选的。
另外，在对第1电极21和与该第1电极21对应的第2电极的宽度进行比较的情况下，优选从第4电极M观察时不与第1电极21重叠的第2电极22的部分的宽度比第1 电极21的宽度大。通过这样的结构，能够实现适合于菲涅耳透镜的特有的折射率分布。艮口、 优选设为要实现平稳的折射率分布的第2电极22的电极宽度比要实现更急剧的折射率分布的第1电极21的电极宽度大的结构。
在第1实施方式中，设电极对200A和电极对200B相对第3电极23对称地配置的结构进行了说明，但并不限于此。不是必须对称地设置。但是，配置为对称则能够将作为透镜的折射率分布设为更优选的分布，是优选的。
另外，在第1实施方式中，因为第2电极22配置在电介质层3上，所以第2电极 22与第1电极21相比位于液晶层4侧，由此，能够抑制要实现更平稳的折射率分布的部分 (电极22的附近)的电场的紊乱，能够提高透镜性能。
另外，在第1实施方式中，因为在邻接的第3电极23之间设置有第5电极25，所以能够将作为透镜的折射率分布设为更理想的分布，能够提高透镜性能。
如以上说明的那样，根据第1实施方式，能够提供结构简单且驱动容易的低成本的折射率分布型液晶光学元件以及显示装置。
(第1变形例)
接下来，图6示出第1实施方式的第1变形例的图像显示装置。图6是表示第1 变形例的图像显示装置的剖面图。该第1变形例的图像显示装置是在图1所示的第1实施方式的图像显示装置中将液晶GRIN透镜阵列1置换为液晶GRIN透镜阵列IA的结构。该液晶GRIN透镜阵列IA是在图1所示的液晶GRIN透镜阵列1中在电介质层3上配置有第 1电极21以及第3电极、且在第1基板11上配置有第2电极22的结构。
这样构成的第1变形例也和第1实施方式同样地，能够提供结构简单且驱动容易的低成本的折射率分布型液晶光学元件以及显示装置。另外，在第1变形例中，第1电极21、 第3电极23配置在电介质层3的液晶层4侧。由此，在第1电极21以及第3电极23中， 能够抑制电介质层3造成的电压降低。第1电极21以及第3电极23与第2电极22以及第5电极25相比施加相对高的电压，所以驱动电压降低的效果大。即、因为能够降低驱动电路的最大出力电压，所以不仅能够简化驱动电路，还能够降低消耗电力。
(第2变形例)
接下来，图7示出第1实施方式的第2变形例的图像显示装置。图7是表示第2 变形例的图像显示装置的剖面图。该第2变形例的图像显示装置是在图1所示的第1实施方式的图像显示装置中将液晶GRIN透镜阵列1置换为液晶GRIN透镜阵列IB的结构。该液晶GRIN透镜阵列IB是在图1所示的液晶GRIN透镜阵列1中在电介质层3上配置有第 3电极23的结构。
这样构成的第2变形例也和第1实施方式同样地，能够提供结构简单且驱动容易的低成本的折射率分布型液晶光学元件以及显示装置。
另外，如第2变形例那样，通过与第1电极21相比将第2电极22设在液晶层4侧， 与第1变形例相比，能够抑制要实现更平稳的折射率分布的部分(电极22的附近)的电场的紊乱，能够提高透镜性能。
(第3变形例)
接下来，图8示出第1实施方式的第3变形例的图像显示装置。图8是表示第3 变形例的图像显示装置的剖面图。该第3变形例的图像显示装置是在图6所示的第1变形例的图像显示装置中将液晶GRIN透镜阵列IA置换为液晶GRIN透镜阵列IC的结构。该液晶GRIN透镜阵列IC为在图6所示的液晶GRIN透镜阵列IA中删除了第5电极25的结构。
这样构成的第3变形例也和第1变形例同样地，能够提供结构简单且驱动容易的低成本的折射率分布型液晶光学元件以及显示装置。
(第4变形例)
接下来，图9示出第1实施方式的第4变形例的图像显示装置。图9是表示第4变形例的图像显示装置的剖面图。该第4变形例的图像显示装置为在图1所示的第1实施方式的图像显示装置中将液晶GRIN透镜阵列1置换为液晶GRIN透镜阵列ID的结构。该液晶GRIN透镜阵列ID为在图1所示的液晶GRIN透镜阵列1中在电介质层3上配置第1电极21、且在第1基板11上配置第2电极22的结构。即、为在第1基板11上配置第2电极 22、第3电极23以及第5电极25的结构。
一般地，形成在第1基板11上的电极和形成在电介质层3上的电极在形成时也会产生对位误差。为了降低由该定位误差造成的影响，在本变形例中，将第3电极23、第5电极25以及第2电极22形成在同一层、即第1基板11上是有效的。由此，因为能够通过透镜端和透镜中心的位置关系相同的曝光工序来制作，所以能够抑制透镜的中心等主要部分的偏差，能够提高透镜性能。另外，与将透镜端和透镜中心的电极都形成在电介质层3上的情况相比，更优选将透镜端和透镜中心的电极都形成在第1基板11。这是因为后者能够排出电介质层3的影响的缘故。另外，在该第4变形例中，在第1基板11上形成第3电极23、 第5电极25以及第2电极22，并在电介质层3上形成有第1电极，但是可以相反地形成。 即、也可以在电介质层3上形成第3电极23、第5电极25以及第2电极22，在第1基板11 上形成第1电极。
这样构成的第4变形例也和第1实施方式同样地，能够提供结构简单且驱动容易的低成本的折射率分布型液晶光学元件以及显示装置。
另外，在第1实施方式以及第1至第4变形例中，设液晶的初始取向为水平方向的水平取向进行了说明，但是液晶的初始取向不限于此。也能使用其它的液晶取向模式。
另外，在第1实施方式以及第1至第4变形例中，设折射率分布型液晶光学元件为液晶透镜阵列元件进行了说明，但不限于此。光学元件只要具备能够实现3维图像的显示的性能即可。例如，即可以是未实现完全的作为透镜的折射率分布，也可以作为L棱镜阵列元件发挥功能。
另外，在第1实施方式以及第1至第4变形例中，作为控制来自图像显示部5的光线的折射率分布型光学元件，使用了折射率分布型液晶光学元件，但所使用的材料不限于液晶。只要是具有同样的电光学效果的材料，都可以作为上述折射率分布型光学元件应用。
另外，在第1实施方式以及第1至第4变形例中，设透镜阵列沿第1方向61排列的情况进行了说明，但不限于此。例如，也能够通过排列为2维状来实现复眼透镜(Fly eye lens) ο
(第2实施方式)
接下来，参照图10对第2实施方式的图像显示装置进行说明。图10是表示第2 实施方式的图像显示装置的剖面图。
该第2实施方式的图像显示装置是在图6所示的第1实施方式的第1变形例的图像显示装置中将液晶GRIN透镜阵列IA置换为液晶GRIN透镜阵列IE的结构。该液晶GRIN 透镜阵列IE为下述结构在图6所示的液晶GRIN透镜阵列IA中，在第5电极25的左侧且在与第3电极23之间，进一步设置至少一组以上的包含第1电极21以及第2电极22的电极对200B，在第5电极25的右侧且在与第3电极23之间进一步设置至少一组以上的包含第1电极21以及第2电极22的电极对200A。另外，在图10中，进一步设置的电极对200A、 200B分别成为一组。S卩、在第1实施方式以及第1乃至第4变形例中，液晶GRIN透镜阵列为2级的菲涅耳透镜。与此相对，在第2实施方式中不同点在于实现了多级的菲涅耳透镜。
另外，第2实施方式中的动作与在第1实施方式中说明过的情况相同。
在第2实施方式中，通过菲涅耳透镜的多级化，进一步降低液晶层4的厚度，能够实现低成本化。
另外，第2实施方式也和第1实施方式同样地，能够提供结构简单且驱动容易的低成本的折射率分布型液晶光学元件以及显示装置。
另外，如该第2实施方式那样的菲涅耳透镜的多段化也能在第1实施方式或其变形例中应用。
(第3实施方式)
接下来，参照图11对第3实施方式的图像显示装置进行说明。图11是表示第3 实施方式的图像显示装置的剖面图。
在第1以及第2实施方式中，液晶GRIN透镜阵列具有电介质层3，第1电极21和第2电极22夹持电介质层3而形成在不同层中。与此相对，在第3实施方式中不同点在于， 未设置电介质层3，第1电极21和第2电极22形成在第1基板11上。该第3实施方式中的动作与在第1实施方式说明过的情况相同。
在该第3实施方式中，能够通过由同一层(单层)构成的电极来实现液晶GRIN透镜的菲涅耳化。单层的电极与制造第1至第2实施方式那样的层叠构造的电极相比能够削减工序数量，所以能够实现低成本化。
另外，第3实施方式也和第1实施方式同样地，能够提供结构简单且驱动容易的低成本的折射率分布型液晶光学元件以及显示装置。
虽然对本发明的几个实施方式进行了说明，但是这些实施方式是作为例子而示出的方案，并非旨在限定本发明的范围。这些实施方式能够通过其它的各种各样的方式实施， 在不脱离发明的要旨的范围内，能够进行各种省略、置换以及变更。这些实施方式及其变形都包含在发明的范围和要旨内，同样地，也包含在权利要求书所述的发明及其等同的范围内。
权利要求
1.一种折射率分布型液晶光学元件，其特征在于，包括 第1基板；与所述第1基板对向配置的第2基板； 夹持在所述第1基板和所述第2基板之间的液晶层； 设置在所述第1基板上的所述液晶层侧、沿第1方向排列的多个第1电极； 在所述第1基板上的所述液晶层侧与所述第1电极对应地设置、在所述第1方向上排列的多个第2电极；设置在所述第1基板上的所述液晶层侧、在所述第1方向上排列的多个第3电极；以及形成在所述第2基板上的所述液晶层侧的第4电极，针对所述第3电极的每一个，在第3电极的两侧中的一侧配置有具有所述第1电极和与该第1电极对应的第2电极的第1电极对，并且在另一侧配置有具有第1电极和与该第 1电极对应的第2电极的第2电极对，在所述第1电极对中，配置为从所述第2基板观察沿所述第1方向的剖面中的所述第 2电极的中心比所述第1电极的中心更位于所述第3电极侧，在所述第2电极对中，配置为从所述第2基板观察沿所述第1方向的剖面中的所述第 2电极的中心比所述第1电极的中心更位于所述第3电极侧。
2.根据权利要求1所述的折射率分布型液晶光学元件，其特征在于，在邻接的两个第3电极之间配置有一组所述第1电极对和一组所述第2电极对。
3.根据权利要求1所述的折射率分布型液晶光学元件，其特征在于，在邻接的两个第3电极之间配置有多组所述第1电极对和多组所述第2电极对。
4.根据权利要求2所述的折射率分布型液晶光学元件，其特征在于，在邻接的两个第3电极之间配置的所述一组第1电极对和所述一组第2电极对的在沿所述第1方向的剖面中的中心间距离比以下两个距离的和大，其中一个距离是所述两个第 3电极中的一方的电极的在沿着所述第1方向的剖面中的中心与设置在该一方的电极的一侧的第1电极对的在沿着所述第1方向的剖面中的中心之间的距离，另一个距离是所述两个第3电极的一方的电极的在沿着所述第1方向的剖面中的中心与设置在该一方的电极的另一侧的第2电极对的在沿着所述第1方向的剖面中的中心之间的距离。
5.根据权利要求1所述的折射率分布型液晶光学元件，其特征在于，配置在所述第3电极的一侧的所述第1电极对和配置在另一侧的所述第2电极对配置成相对于所述第3电极对称。
6.根据权利要求1所述的折射率分布型液晶光学元件，其特征在于，多个所述第1电极、多个所述第2电极以及多个所述第3电极沿着与所述第1方向不同的第2方向延伸。
7.根据权利要求1所述的折射率分布型液晶光学元件，其特征在于， 在所述第1电极和所述第2电极之间设置有电介质层。
8.根据权利要求7所述的折射率分布型液晶光学元件，其特征在于，在所述第1电极对以及所述第2电极对的各自中，所述第1方向上的所述第1电极与所述第2电极之间的最大距离为所述电介质层的厚度以下。
9.根据权利要求1所述的折射率分布型液晶光学元件，其特征在于，在所述第1电极对和所述第2电极对之间设置有第5电极。
10.一种图像显示装置，其特征在于，具有权利要求1所述的折射率分布型液晶光学元件；以及图像显示部。
11.根据权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于，在邻接的两个第3电极之间配置有一组所述第1电极对和一组所述第2电极对。
12.根据权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于，在邻接的两个第3电极之间配置有多组所述第1电极对和多组所述第2电极对。
13.根据权利要求11所述的图像显示装置，其特征在于，在邻接的两个第3电极之间配置的所述一组第1电极对和所述一组第2电极对的在沿所述第1方向的剖面中的中心间距离比以下两个距离之和大，其中一个距离是所述2两个第3电极中的一方的电极的在沿着所述第1方向的剖面中的中心与设置在该一方的电极的一侧的第1电极对的在沿着所述第1方向的剖面中的中心之间的距离，另一个距离是所述两个第3电极的一方的电极的在沿着所述第1方向的剖面中的中心与设置在该一方的电极的另一侧的第2电极对的在沿着所述第1方向的剖面中的中心之间的距离。
14.根据权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于，配置在所述第3电极的一侧的所述第1电极对和配置在另一侧的所述第2电极对配置为相对于所述第3电极对称。
15.根据权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于，多个所述第1电极、多个所述第2电极以及多个所述第3电极沿着与所述第1方向不同的第2方向延伸。
16.根据权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于，在所述第1电极和所述第2电极之间设置有电介质层。
17.根据权利要求16所述的图像显示装置，其特征在于，在所述第1电极对以及所述第2电极对的各自中，所述第1方向上的所述第1电极与所述第2电极之间的最大距离为所述电介质层的厚度以下。
18.根据权利要求10所述的图像显示装置，其特征在于，在所述第1电极对和所述第2电极对之间设置有第5电极。
全文摘要
本实施方式提供一种折射率分布型液晶光学元件，具备液晶层；在第1基板上的液晶层侧、沿第1方向排列的第1电极；在第1基板上的液晶层侧与第1电极对应、在第1方向排列的第2电极；设置在第1基板上的液晶层侧、在第1方向排列的第3电极以及形成在第2基板上的液晶层侧的第4电极，其中，针对第3电极的每一个，在一侧配置具有所述第1电极和与该第1电极对应的第2电极的第1电极对，在另一侧配置具有第1电极和与该第1电极对应的第2电极的第2电极对，在第1电极对中，沿第1方向的剖面中的第2电极的中心比第1电极的中心更位于第3电极侧，在第2电极对中，沿第1方向的剖面中的第2电极的中心比第1电极的中心更位于第3电极侧。
文档编号G02B27/22GK102540588SQ20111024975
公开日2012年7月4日 申请日期2011年8月29日 优先权日2010年12月27日
发明者上原伸一, 高木亚矢子 申请人:株式会社东芝