[发明专利]液晶光学元件和图像显示装置

说明书

相关申请的引用

本申请基于2012年4月27日提交的日本专利申请第2012-103579号，并要求其优先权，其全部内容通过引用结合到本文中。

技术领域

本发明描述的实施方式总体涉及液晶光学元件和图像显示装置。

背景技术

过去已知利用液晶分子的双折射并对液晶分子施加电压以改变折射率分布的液晶光学元件。此外，已提出立体图像显示装置，其通过整合液晶光学元件和图像显示模块而构成。

在上述立体图像显示装置中，液晶光学元件的折射率分布在两种状态之间改变，即图像显示模块的屏幕上显示的图像原样入射到观看者眼中的状态和图像显示模块屏幕上显示的图像作为多个视差图像入射到观看者眼中的状态。由于这种构造，因此可实现二维显示操作和三维图像显示操作。此外，已知一种技术，其利用菲涅尔波带片的光学原理改变光的光路。

但是，在上述现有技术中，未特别考虑液晶分子的可控性，因此存在难以实现透镜的预期折射率分布特性的情况。在这种情况下，由于不可能获得所需的聚光性能，因此导致显示的立体图像的图像质量下降这一缺点。

发明内容

因此，本发明的目的为提供一种能够实现透镜的预期折射率分布特性的液晶光学元件和图像显示装置。

根据一个实施方式，液晶光学元件包括：第一基板；第二基板；液晶层；多个第一电极；多个第二电极；多个第三电极；和第四电极。所述液晶层被配置为夹在所述第一基板与所述第二基板之间。所述液晶光学元件通过对所述液晶层施加电压而产生用作透镜的折射率分布。所述第一电极被配置为设置在第一基板的液晶层侧且对应于透镜端部的位置。所述第二电极被配置为设置在第一基板的液晶层侧且对应于透镜不连续点的位置。所述第三电极被配置为设置在第一基板的液晶层侧且对应于透镜面（lenssurface，透镜表面）的位置。所述第四电极被配置为设置在第二基板的液晶层侧的整个表面上并包括通过部分地移除第四电极而在与第三电极相对的部分形成的第一切除部。

根据上述配置的液晶光学元件，能够实现透镜的预期折射率分布特性。

附图说明

将参考附图将对实施本发明各种特性的整体结构进行描述。提供附图及其描述以阐明本发明的实施方式，但并不限制本发明的范围。

图1为根据第一实施方式的液晶光学元件配置的示例性截面示意图；

图2为第一实施方式中的液晶光学元件的示例性俯视图；

图3为第一实施方式中的图像显示装置的配置的示例性示意图；

图4为对第一实施方式中的液晶光学元件施加电压时在液晶层产生电位分布和折射率分布的模拟结果示例图；

图5是第一实施方式中的液晶光学元件折射率分布作为模型（model）的示例图；

图6为在对未形成第三电极和第一切除部的液晶光学元件施加电压时在液晶层中产生的电位分布和折射率分布的模拟结果的示例图；

图7为第一实施方式中第二液晶光学元件的配置的示例性截面示意图；

图8为第一实施方式中第三液晶光学元件的配置的示例性截面示意图；

图9为第一实施方式中第四液晶光学元件的配置的示例性截面示意图；和

图10为根据第二实施方式的液晶光学元件配置的示例性截面示意图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细说明液晶光学元件和图像显示装置的实施方式。在下述实施方式中，执行相同操作的部件用相同数字表示且根据情况省略重复说明。

图1为根据第一实施方式的液晶光学元件配置的截面示意图。图2为第一实施方式中液晶光学元件的俯视图。

如图1所示，第一实施方式中的液晶光学元件100包括第一基板11、布置在第一基板11对面的第二基板12、以及夹在第一基板11与第二基板12之间的液晶层13。

第一基板11的液晶层13侧的表面设置有第一电极14、第二电极15和第三电极16。如图2所示，这些第一电极14、第二电极15和第三电极16以在与第一方向D1相交的第二方向D2上延伸的方式设置。图2示出了第二方向D2与垂直第一方向D1的例子。但是，所述第一实施方式不限于此例子，第二方向D2可以不垂直于第一方向D1。