液晶透鏡元件、顯示裝置及終端的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供液晶透鏡元件、顯示裝置和終端機(jī)。液晶透鏡元件包括上基板和下基板以及液晶層，其中，上下基板分別延伸的方向被定義為X方向和Y方向。液晶層的初始液晶分子取向方向與X方向一致。所述上基板包括重復(fù)區(qū)域，在所述重復(fù)區(qū)域中，在X方向上排列有多個(gè)A電極結(jié)構(gòu)以在X方向上產(chǎn)生電勢(shì)梯度。下基板包括重復(fù)區(qū)域，在所述下基板的重復(fù)區(qū)域中，在Y方向上排列有多個(gè)B電極結(jié)構(gòu)以在Y方向上產(chǎn)生電勢(shì)梯度。每一A電極結(jié)構(gòu)的中間部形成有沿著Y方向細(xì)長(zhǎng)的開(kāi)口部或中央電極。
【專利說(shuō)明】液晶透鏡元件、顯示裝置及終端機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種液晶透鏡元件、配備有該液晶透鏡元件的顯示裝置和配備有該顯示裝置的終端機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，能夠顯示立體圖像的顯示設(shè)備取得顯著的進(jìn)展。這些立體圖像顯示設(shè)備可大致分為使用眼鏡觀看的立體圖像顯示設(shè)備和使用裸眼觀看的立體圖像顯示設(shè)備。特別地，能夠利用裸眼觀看立體圖像的顯示設(shè)備由于使用者沒(méi)有戴眼鏡的麻煩，預(yù)測(cè)將會(huì)被廣泛應(yīng)用。作為使用裸眼感知立體圖像的立體顯示設(shè)備，一般使用將柱面透鏡或視差光柵配置于顯示裝置的前面的顯示設(shè)備。在這些顯示設(shè)備中，顯示裝置中具有右眼用像素和左眼用像素，并且這些像素被配置為使得通過(guò)所述柱面透鏡或視差光柵使各像素的信息能夠到達(dá)觀察者的雙眼。因此，柱面透鏡被配置為柱面方向與顯示單元的屏幕的縱方向一致，并且，視差光柵被配置為其遮光帶的方向與屏幕的縱方向一致。
[0003]另一方面，目前，在便攜式游戲機(jī)、手機(jī)等的便攜式手持設(shè)備領(lǐng)域，小型液晶顯示裝置被廣泛應(yīng)用。由于這些便攜式手持設(shè)備都是以電池驅(qū)動(dòng)為前提，因此在便攜式手持設(shè)備的領(lǐng)域中，需要消耗功率小的顯示裝置。在便攜式手持設(shè)備領(lǐng)域中，根據(jù)在該設(shè)備上執(zhí)行的應(yīng)用程序，使用設(shè)備的方式例如用戶用手旋轉(zhuǎn)該設(shè)備使設(shè)備的屏幕由縱向變?yōu)闄M向，反之亦可，被廣泛推廣。目前在市場(chǎng)上有一種折疊手機(jī)，將顯示裝置僅僅旋轉(zhuǎn)90度就可以使其屏幕從縱向畫面切換為橫向畫面來(lái)使用。在智能機(jī)領(lǐng)域，通過(guò)使用者用手旋轉(zhuǎn)該設(shè)備使其由縱向位置變?yōu)闄M向位置，從而其屏幕可以在縱向與橫向間自由切換，這種智能機(jī)日漸流行。
[0004]考慮到上述狀況，探討了能夠在縱向和橫向間切換屏幕且在縱向使用和橫向使用時(shí)都能夠顯示立體圖像的顯示設(shè)備的發(fā)展情況。作為實(shí)現(xiàn)該顯示設(shè)備的典型技術(shù)，已經(jīng)提出了在日本未審查的專利申請(qǐng)公報(bào)JP-A2010-170068中公開(kāi)的技術(shù)。將參照?qǐng)D23說(shuō)明該技術(shù)。提供一種顯示裝置，由透鏡陣列元件24和顯示屏25構(gòu)成。透鏡陣列元件24是一種使用液晶的交換陣列元件，具有在其下基板沿X方向延伸的第一電極組22和在其上基板沿Y方向延伸的第二電極組23。圖24示出了透鏡陣列元件24的詳細(xì)立體圖。圖24中，在其中一個(gè)基板上具有沿X方向延伸的兩種寬度(LX、SX)的電極27、26。在圖24中示出的另一個(gè)基板上具有沿Y方向延伸的兩種寬度(Ly、Sy)的電極28、29。液晶分子最初沿一個(gè)方向排列。
[0005]上述電極能夠在圖25A-25C所示的三種狀態(tài)下被驅(qū)動(dòng)。圖25A示例了第一狀態(tài)，即在X方向形成電勢(shì)梯度，且在Y方向形成均勻的電勢(shì)分布。因此，液晶分子排列具有在X方向循環(huán)的分布。該分布的一個(gè)循環(huán)被定義為從具有寬度Ly的一個(gè)電極到具有寬度Ly的下一電極的距離，作為一個(gè)單位。這種結(jié)構(gòu)提供了這樣的一種液晶透鏡，其以與在Y方向延伸的柱面透鏡同樣的光學(xué)方式工作，且每個(gè)透鏡都有與所述距離相同的寬度。當(dāng)將具有排列在X方向的左眼用像素和右眼用像素的顯示屏層疊在所述狀態(tài)的透鏡陣列元件上時(shí)，則能夠得到以Y方向?yàn)槠聊坏目v方向的立體圖像顯示設(shè)備。
[0006]接著，圖25B示例了第二狀態(tài)，即上下基板間不存在電壓差，并且液晶分子變?yōu)榕c基板平行的取向。由于在該狀態(tài)下液晶沒(méi)有折射率分布，因此液晶作為透明體發(fā)揮作用。在此種狀態(tài)下，當(dāng)顯示屏層疊在透鏡陣列元件上時(shí)，顯示屏作為普通的顯示屏進(jìn)行2D顯示。
[0007]而且，圖25C示例了第三狀態(tài)，即在Y方向形成電勢(shì)梯度。這種結(jié)構(gòu)提供了這樣的一種液晶透鏡，其以與在X方向延伸的柱面透鏡同樣的光學(xué)方式工作，每個(gè)液晶透鏡分別具有從寬度為L(zhǎng)x的一個(gè)電極到寬度為L(zhǎng)x的下一電極的寬度,作為一個(gè)單位。因此,當(dāng)將具有排列在Y方向的左眼用像素和右眼用像素的顯示屏層疊在所述狀態(tài)的透鏡陣列元件上時(shí)，則能夠得到以X方向?yàn)轱@示屏的縱方向的立體顯示設(shè)備。
[0008]如上所述，使用具有如圖24所示構(gòu)造的透鏡陣列元件，能夠使顯示設(shè)備進(jìn)行三種顯示，包括:以Y方向?yàn)榭v方向的立體圖像顯示，普通的2維顯示以及以X方向?yàn)榭v方向的立體圖像顯示。
[0009]然而，在圖24中示出的透鏡陣列元件無(wú)法同時(shí)在X方向與Y方向?qū)崿F(xiàn)相同的透鏡操作。關(guān)于這一問(wèn)題，將參照?qǐng)D26A和26B進(jìn)行說(shuō)明。圖26A是用于說(shuō)明從X方向觀察圖24所示的透鏡陣列元件且沒(méi)有電壓施加到該透鏡陣列元件時(shí)的液晶分子配置狀態(tài)的剖視圖。在圖26A中，在最初狀態(tài)下液晶分子沿Y方向取向，并且具有相對(duì)于基板有微小的預(yù)傾角、與基板大致平行的排列。
[0010]圖26B是用于說(shuō)明當(dāng)有電壓施加于所述透鏡陣列元件的上下基板之間時(shí)的液晶分子配置狀態(tài)的剖視圖。在圖26B中，由于有電壓施加于基板間的液晶層，因此液晶分子從沿著基板面的取向旋轉(zhuǎn)至朝向縱方向。由于該分子狀態(tài)是根據(jù)最初的預(yù)傾角的方向規(guī)定的，因此，如圖26B所示那樣，分子排列變得相對(duì)于寬度為Sx的電極的中心不對(duì)稱。由圖26B可知，當(dāng)施加電壓時(shí)液晶分子的排列狀態(tài)變得不對(duì)稱，然而電極結(jié)構(gòu)相對(duì)于寬度為Sx的電極的中心卻是對(duì)稱的。這樣的透鏡陣列元件在寬度為Sx的電極上僅形成在X方向延伸的不對(duì)稱的柱面透鏡結(jié)構(gòu)。
[0011]另一方面，圖27A示出了從Y方向觀察圖24所示的透鏡陣列元件且沒(méi)有電壓施加到該透鏡陣列元件時(shí)的液晶分子配置狀態(tài)。由于液晶分子在初始狀態(tài)時(shí)沿著Y方向取向，因此沿著寬度為Sy的電極的液晶分子排列從初始狀態(tài)就具有對(duì)稱性。因此，即使在圖27B所示的在上下基板間施加了電壓的狀態(tài)下，也能夠得到關(guān)于寬度為Sy的電極的中心對(duì)稱的液晶分子排列。因此，這樣的透鏡陣列元件在寬度為Sy的電極上能形成對(duì)稱的柱面透鏡結(jié)構(gòu)。
[0012]如上所述，可知，當(dāng)液晶分子初始狀態(tài)沿Y方向取向時(shí)，在圖25A至圖25C所示的三個(gè)狀態(tài)中，在第三狀態(tài)提供了沿X方向延伸的不對(duì)稱的柱面透鏡構(gòu)造。另外，可知，當(dāng)液晶分子初始狀態(tài)沿X方向取向時(shí)，在圖25A至圖25C所示的三個(gè)狀態(tài)中，在第一狀態(tài)提供了沿與液晶分子的初始排列方向(X方向)正交的Y方向延伸的不對(duì)稱的柱面透鏡構(gòu)造。
[0013]當(dāng)立體顯示裝置使用所述不對(duì)稱的柱面透鏡構(gòu)造進(jìn)行3D顯示時(shí)，無(wú)法準(zhǔn)確進(jìn)行對(duì)觀看者的左眼及右眼的光的分離。其結(jié)果，導(dǎo)致3D串?dāng)_量增加，或者右眼感知到的光和左眼感知到光的亮度不同。因此，立體顯示裝置變得難以實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的立體圖像顯示。而且，當(dāng)不對(duì)稱非常明顯時(shí)，該立體顯示裝置甚至無(wú)法向觀察者呈現(xiàn)立體圖像。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0014]公開(kāi)了示例性的液晶透鏡元件、示例性的顯示裝置和示例性的終端機(jī)，其能夠在屏幕處于縱向位置和屏幕處于橫向位置(在下文中稱為縱向3D顯示、橫向3D顯示)兩種情況下，在保持屏幕亮度的同時(shí)使顯示裝置和終端機(jī)顯示立體圖像，另外，能夠顯示立體圖像以外的普通圖像(在下文中稱為2D顯示)。
[0015]示例性的液晶透鏡元件包括相互面對(duì)的上基板和下基板以及位于上基板和下基板之間的液晶層，其中，所述上基板和下基板分別延伸的方向被定義為相互交叉的X方向和Y方向。液晶層的初始的液晶分子取向方向與X方向一致。所述上基板包括重復(fù)區(qū)域，在所述重復(fù)區(qū)域中，在X方向排列有多個(gè)A電極結(jié)構(gòu)以在X方向上產(chǎn)生電勢(shì)梯度。所述下基板包括重復(fù)區(qū)域，在所述下基板的重復(fù)區(qū)域中，在Y方向排列有多個(gè)B電極結(jié)構(gòu)以在Y方向上產(chǎn)生電勢(shì)梯度。在所述多個(gè)A電極結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的中間部形成有在Y方向延伸的開(kāi)口部或在Y方向延伸的中央電極。
[0016]示例性的顯示裝置包括依次具有顯示屏、偏光片、所述液晶透鏡元件的層疊體。
[0017]示例性的終端機(jī)包括所述顯示裝置。
[0018]下文將描述所述示例性實(shí)施方式的其他特征。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0019]下面以例子的方式通過(guò)參照附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明，這些附圖僅僅作為示例而不限定于此，在不同的圖中，對(duì)于相同的元件使用相同的附圖標(biāo)記。其中:
[0020]圖1是用于說(shuō)明第一實(shí)施方式的液晶透鏡元件的構(gòu)造的圖。
[0021]圖2A和圖2B是用于說(shuō)明定向第一實(shí)施方式的液晶透鏡元件的液晶分子的操作的示意圖。
[0022]圖3A和圖3B是用于說(shuō)明施加于第一實(shí)施方式的液晶透鏡元件的液晶層的電勢(shì)分布的示意圖。
[0023]圖4A至圖4C是用于說(shuō)明施加于與第一實(shí)施方式有關(guān)的液晶透鏡元件的液晶層的電勢(shì)分布的示意圖。
[0024]圖5是用于說(shuō)明第二實(shí)施方式的A電極結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0025]圖6是用于說(shuō)明第二實(shí)施方式的液晶透鏡元件的構(gòu)造的示意圖。
[0026]圖7A和圖7B是用于說(shuō)明第二實(shí)施方式的液晶透鏡元件的驅(qū)動(dòng)方法的示意圖。
[0027]圖8是用于說(shuō)明第三實(shí)施方式的A電極結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0028]圖9是用于說(shuō)明第三實(shí)施方式的A電極結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0029]圖10是用于說(shuō)明第三實(shí)施方式的液晶透鏡元件的構(gòu)造的示意圖。
[0030]圖1lA和圖1lB是用于說(shuō)明第三實(shí)施方式的液晶透鏡元件的驅(qū)動(dòng)方法的示意圖。
[0031]圖12是用于說(shuō)明第四實(shí)施方式的液晶透鏡元件的電極配置的示意圖。
[0032]圖13是用于說(shuō)明定向第四實(shí)施方式的液晶透鏡元件的液晶分子的操作的示意圖。
[0033]圖14是用于說(shuō)明第五實(shí)施方式的A電極結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0034]圖15是用于說(shuō)明第五實(shí)施方式的A電極結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0035]圖16是用于說(shuō)明第一實(shí)施例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)圖。[0036]圖17是用于說(shuō)明第一實(shí)施例的液晶顯示屏的構(gòu)造的示意圖。
[0037]圖18是用于說(shuō)明第一實(shí)施例的液晶顯示面板的電極配置的示意圖。
[0038]圖19A至圖19C是用于說(shuō)明第二實(shí)施例的液晶顯示面板的電極配置的示意圖。
[0039]圖20A和圖20B是用于說(shuō)明第三實(shí)施例的液晶顯示面板的電極配置的示意圖。
[0040]圖21A至圖21C是用于說(shuō)明第三實(shí)施例的液晶顯示面板的電極配置的示意圖。
[0041]圖22是用于說(shuō)明第四實(shí)施例的顯示裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0042]圖23是用于說(shuō)明常規(guī)的透鏡陣列元件的結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0043]圖24是用于說(shuō)明常規(guī)的透鏡陣列元件的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0044]圖25A至圖25C是用于說(shuō)明常規(guī)的透鏡陣列元件的驅(qū)動(dòng)方法的示意圖。
[0045]圖26A和圖26B是用于說(shuō)明常規(guī)的透鏡陣列元件的問(wèn)題的示意圖。
[0046]圖27A和圖27B是用于說(shuō)明常規(guī)的透鏡陣列元件的問(wèn)題的示意圖。
[0047]圖28A和圖28B分別是用于說(shuō)明第七實(shí)施方式的終端的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048]以下，參照附圖對(duì)液晶透鏡元件、顯示裝置和終端機(jī)的示例性實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，參照附圖的這些概述僅僅是作為例子，并不意圖限定本發(fā)明的范圍，能夠參照所附的權(quán)利要求范圍來(lái)確定本發(fā)明的范圍。
[0049]本發(fā)明的第一實(shí)施方式的液晶透鏡元件包括彼此面對(duì)的上基板和下基板以及夾于上基板和下基板之間的液晶層，其中，上基板和下基板分別延伸的方向被定義為相互交叉的X方向和Y方向。液晶層的初始分子取向方向與X方向一致。所述上基板包括重復(fù)區(qū)域，在所述重復(fù)區(qū)域中，沿X方向排列有多個(gè)A電極結(jié)構(gòu)以在X方向產(chǎn)生電勢(shì)梯度。下基板包括重復(fù)區(qū)域，在該重復(fù)區(qū)域中，沿Y方向排列有多個(gè)B電極結(jié)構(gòu)以在Y方向產(chǎn)生電勢(shì)梯度。所述多個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的每一個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的中央部形成有沿著Y方向延伸的開(kāi)口部。
[0050]參照?qǐng)D1對(duì)第一實(shí)施方式的液晶透鏡元件進(jìn)行說(shuō)明。液晶透鏡由上基板1、下基板2和夾于上下基板之間的液晶層3構(gòu)成。假定坐標(biāo)系限定為如圖1所示，則每個(gè)基板延伸的方向，即每個(gè)基板的面內(nèi)方向，與X-Y面的方向(X方向和Y方向)一致。在所述的液晶透鏡元件中，初始的液晶分子取向方向幾乎與X方向一致。此時(shí)，在初始的液晶分子取向方向與X方向間可能形成一個(gè)小的預(yù)傾角31。所述的液晶透鏡元件還包括在X方向上循環(huán)地排列于上基板I上以在X方向上產(chǎn)生電勢(shì)梯度的電極結(jié)構(gòu)(稱為A電極結(jié)構(gòu)4)。這些電極結(jié)構(gòu)在上基板I的表面形成了重復(fù)區(qū)域。所述的液晶透鏡元件還包括在Y方向上循環(huán)地排列于下基板2上以在Y方向產(chǎn)生電勢(shì)梯度的另外的電極結(jié)構(gòu)(稱為B電極結(jié)構(gòu)5)。這些電極結(jié)構(gòu)在下基板2的表面形成了重復(fù)區(qū)域。
[0051]參照?qǐng)D2A和圖2B對(duì)液晶透鏡元件的操作進(jìn)行說(shuō)明。圖2A和圖2B分別說(shuō)明在圖1的X-Z剖面內(nèi)與其中某一個(gè)A電極結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的液晶分子排列的狀態(tài)。特別地，圖2A說(shuō)明了當(dāng)沒(méi)有電壓施加于電極結(jié)構(gòu)時(shí)的初始液晶分子配置的狀態(tài)。液晶分子在與X方向具有預(yù)傾角的同時(shí)，定向?yàn)榕cX方向大致平行。當(dāng)在A電極結(jié)構(gòu)4和B電極結(jié)構(gòu)5之間施加電壓時(shí)，液晶分子定向成與基板垂直。此時(shí)，A電極結(jié)構(gòu)4在X方向產(chǎn)生電勢(shì)梯度。
[0052]A電極結(jié)構(gòu)4的具體的例子將在后面進(jìn)行說(shuō)明。在此，參照?qǐng)D3A和圖3B對(duì)A電極結(jié)構(gòu)4的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。圖3A和圖3B分別在沿著圖1的X方向的剖面內(nèi)示出了施加于液晶層的電勢(shì)分布。由于A電極結(jié)構(gòu)在重復(fù)區(qū)域中沿著X方向配置，因此對(duì)液晶層施加如圖3A或圖3B所示的電勢(shì)分布。因此，在圖3A中，電勢(shì)差在各個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的中間部附近最大，而液晶層的折射率在各個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的中間部附近最小，從而提供凹面透鏡的特性。另一方面，在圖3B中，電勢(shì)差在各個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的中間部附近最小，而液晶層的折射率在各個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的中間部附近最大，從而提供凸面透鏡的特性。在以下的說(shuō)明中，雖然針對(duì)提供凸面透鏡特性的A電極結(jié)構(gòu)的功能進(jìn)行說(shuō)明，同樣地也能夠使用提供凹面透鏡特性的A電極結(jié)構(gòu)進(jìn)行類似的功能說(shuō)明。
[0053]圖4A至圖4C分別表示在凸面透鏡特性的情況下施加于液晶層的電勢(shì)差。圖4A表示一種由對(duì)稱的電極結(jié)構(gòu)的效果產(chǎn)生的對(duì)稱的電勢(shì)分布。然而，如上所述，液晶層的預(yù)傾角實(shí)際上會(huì)產(chǎn)生如圖4B所示的不對(duì)稱的電勢(shì)分布。這種電勢(shì)分布只能形成不對(duì)稱的電勢(shì)分布。另一方面，在本實(shí)施方式中的液晶透鏡元件中，由于在每個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的中間形成開(kāi)口部，因此在該開(kāi)口部的附近，電勢(shì)差幾乎變?yōu)榱?。因此，如圖4C所示，在電勢(shì)分布上產(chǎn)生了電勢(shì)差為零的區(qū)域，每個(gè)區(qū)域與一個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的中間的開(kāi)口部對(duì)應(yīng)。由此，在每個(gè)A電極結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成對(duì)稱的電勢(shì)分布。
[0054]圖2B說(shuō)明了在所述電勢(shì)分布下的液晶分子的配置狀態(tài)。在圖2B中，在每個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的兩個(gè)邊緣對(duì)液晶層施加大的電勢(shì)差，并且，在每個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的中間對(duì)液晶層施加幾乎為零的電勢(shì)差。這種電勢(shì)分布產(chǎn)生了如圖2B所示的液晶分子的配置狀態(tài)，這使得關(guān)于每個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的中間呈對(duì)稱的折射率分布。
[0055]在圖1中說(shuō)明的液晶透鏡元件中，A電極結(jié)構(gòu)的排列方向與B電極結(jié)構(gòu)的排列方向正交，然而，液晶透鏡元件的結(jié)構(gòu)并不限定于此，A電極結(jié)構(gòu)與B電極結(jié)構(gòu)也可以由于以下原因排列成其方向相互交叉。圖2B的示意圖教導(dǎo)了，即使在液晶分子的主軸方向與X方向并不非常精確地一致的情況下，在每個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的中間的液晶層施加幾乎為零的電勢(shì)差。因此，在液晶透鏡元件中，即使在液晶分子主軸的方向和X方向不相互一致的情況下，也能夠獲得與二者方向一致的情況下的液晶透鏡元件的效果同樣的效果，這意味著沒(méi)有必要使A電極結(jié)構(gòu)排列的方向與液晶分子主軸的方向十分精確地一致。因此，在本實(shí)施方式的液晶透鏡元件中，A電極結(jié)構(gòu)與B電極結(jié)構(gòu)只要排列成彼此的方向至少相互交叉即可。
[0056]本發(fā)明的第二實(shí)施方式具有這樣的結(jié)構(gòu)，所述第一實(shí)施方式中的液晶透鏡元件的每個(gè)A電極結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電層、絕緣層和第二導(dǎo)電層形成的條形結(jié)構(gòu)，它們都層疊在上基板上。其中，多個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的第一導(dǎo)電層形成了覆蓋整個(gè)上基板的電極，而第二導(dǎo)電層形成的條形結(jié)構(gòu)沿Y方向延伸。
[0057]下面參照?qǐng)D5說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施方式。在本實(shí)施方式中，每個(gè)A電極結(jié)構(gòu)4由第一導(dǎo)電層7、絕緣層8和第二導(dǎo)電層9構(gòu)成。第一導(dǎo)電層具有覆蓋整個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的形狀，且在一個(gè)方向上延伸的開(kāi)口部6形成在第一導(dǎo)電層中。在第一導(dǎo)電層上配置有絕緣層8和第二導(dǎo)電層9。第二導(dǎo)電層形成為在一個(gè)方向延伸的條形結(jié)構(gòu)。
[0058]圖6示出了具有所述電極結(jié)構(gòu)的液晶透鏡元件的結(jié)構(gòu)。在圖6中，上基板I包括重復(fù)區(qū)域，在該區(qū)域上圖5所示的A電極結(jié)構(gòu)重復(fù)排列在上基板I上。為了在X方向產(chǎn)生電勢(shì)梯度，在所述A電極結(jié)構(gòu)中，第二導(dǎo)電層9形成的結(jié)構(gòu)的延伸方向形成為與Y方向一致。而且，開(kāi)口部6的延伸方向與Y方向一致。下基板2包括重復(fù)區(qū)域，在該區(qū)域中，多個(gè)B電極結(jié)構(gòu)重復(fù)地排列在下基板2上，每個(gè)B電極結(jié)構(gòu)由第一導(dǎo)電層7、絕緣層8和條形結(jié)構(gòu)的第二導(dǎo)電層9構(gòu)成。如圖6所示，在每個(gè)B電極結(jié)構(gòu)上布置由第二導(dǎo)電層9形成的結(jié)構(gòu)以使得第二導(dǎo)電層9沿著X方向延伸。在下基板2上的這些構(gòu)件與用于使得在Y方向產(chǎn)生電勢(shì)梯度的B電極結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)。另外，液晶分子的取向方向預(yù)先設(shè)定為與X方向一致。
[0059]參照?qǐng)D7A和圖7B的剖面圖對(duì)所述液晶透鏡元件的操作進(jìn)行說(shuō)日月。在圖7A中，將在上基板I上的所有電極的電勢(shì)均設(shè)為Φ0，下基板2的第一導(dǎo)電層7的電勢(shì)設(shè)為Φ0，下基板2的第二導(dǎo)電層9的電勢(shì)設(shè)為Φ，其中，保持Φ Φ Φ0。由此，該結(jié)構(gòu)在下基板2上產(chǎn)生了沿著Y方向的電勢(shì)梯度，并且使上基板I具有大致恒定的電勢(shì)Φ O。因此，在下基板2的第二導(dǎo)電層9的結(jié)構(gòu)附近，將要施加于液晶層3的電勢(shì)具有值Φ — Φ0。在下基板2的第二導(dǎo)電層9的結(jié)構(gòu)附近電勢(shì)差最大，并且在第二導(dǎo)電層的相鄰結(jié)構(gòu)的中間位置電勢(shì)差變小。該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了包括多個(gè)重復(fù)單位的液晶分子的排列狀態(tài)，每個(gè)重復(fù)單位的沿著Y方向的寬度對(duì)應(yīng)于第二導(dǎo)電層9的相鄰結(jié)構(gòu)之間的距離，其中這些重復(fù)單位與在X方向延伸的柱面透鏡對(duì)應(yīng)。
[0060]另一方面，如圖7B所不,下基板2上的所有電極的電勢(shì)設(shè)為Φ0,上基板上的第一導(dǎo)電層7、第二導(dǎo)電層9的電勢(shì)分別設(shè)為Φ0和Φ。其中，保持Φ#Φ0。該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了包括多個(gè)重復(fù)單位的液晶分子的排列狀態(tài)，每個(gè)重復(fù)單位的沿著X方向的寬度對(duì)應(yīng)于上基板I上的第二導(dǎo)電層9的相鄰結(jié)構(gòu)之間的距離，其中這些重復(fù)單位與在Y方向延伸的柱面透鏡對(duì)應(yīng)。
[0061]如上所述，基于各電極的電勢(shì)的設(shè)定，本實(shí)施方式的液晶透鏡元件能夠提供在X方向或Y方向延伸的柱面透鏡的特性。
[0062]本發(fā)明的第三實(shí)施方式具有這樣的結(jié)構(gòu)，即所述第一實(shí)施方式中的液晶透鏡元件的每個(gè)A電極結(jié)構(gòu)具有層疊在上基板上的第一導(dǎo)電層、第一絕緣層、第二導(dǎo)電層形成的條形結(jié)構(gòu)、第二絕緣層、電阻層。多個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的第一導(dǎo)電層形成覆蓋整個(gè)上基板的電極。第二導(dǎo)電層的條形結(jié)構(gòu)在Y方向延伸。電阻層的表面電阻的值處于第一導(dǎo)電層或第二導(dǎo)電層的表面電阻值與所述第二絕緣層的表面電阻值之間。
[0063]參照?qǐng)D8對(duì)第三實(shí)施方式的液晶透鏡元件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。在第三實(shí)施方式中，在上基板I上層疊有第一導(dǎo)電層7、第一絕緣層10、第二導(dǎo)電層9、第二絕緣層11、電阻層12，以形成A電極結(jié)構(gòu)4。第一導(dǎo)電層7具有覆蓋整個(gè)A電極結(jié)構(gòu)4的形狀，并且在第一導(dǎo)電層7中形成在一個(gè)方向延伸的開(kāi)口部6。第二導(dǎo)電層9形成為在一個(gè)方向延伸的條形結(jié)構(gòu)。電阻層具有覆蓋每個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的整體的形狀。
[0064]或者,如圖9所示,液晶透鏡元件也可以具有如圖8所示的相同的層疊結(jié)構(gòu),但是開(kāi)口部6也可以設(shè)置于電阻層12內(nèi)。圖8及圖9中的開(kāi)口部6都可以對(duì)各A電極結(jié)構(gòu)4的中間附近的電勢(shì)產(chǎn)生影響。
[0065]參照?qǐng)D10對(duì)使用圖8所示的A電極結(jié)構(gòu)4而形成的液晶透鏡元件進(jìn)行說(shuō)明。在圖10中，在上基板I上配置A電極結(jié)構(gòu)以使得在X方向上產(chǎn)生電勢(shì)梯度。作為下基板2上的B電極結(jié)構(gòu)，液晶透鏡元件使用與圖8中相似的卻不帶開(kāi)口部的電極結(jié)構(gòu)。由圖10可知，每個(gè)A電極結(jié)構(gòu)包括在Y方向延伸的第二導(dǎo)電層9的結(jié)構(gòu)，而每個(gè)B電極結(jié)構(gòu)包括在X方向延伸的第二導(dǎo)電層9的結(jié)構(gòu)。
[0066]參照?qǐng)D1IA和圖1IB對(duì)所述的液晶透鏡元件的操作進(jìn)行說(shuō)明。在圖1IA和圖1IB中，液晶分子的初始取向被設(shè)定為X方向。在圖1lA中，將在上基板I上的所有電極的電勢(shì)均設(shè)為Φ0，下基板2的第一導(dǎo)電層7的電勢(shì)被設(shè)為Φ0，下基板2的第二導(dǎo)電層9的結(jié)構(gòu)的電勢(shì)被設(shè)為Φ，其中保持Φ幸Φ0。該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了待施加于液晶層3的沿Y方向的電勢(shì)梯度。如上所述，該結(jié)構(gòu)提供了與在X方向延伸的柱面透鏡對(duì)應(yīng)的液晶分子排列狀態(tài)。
[0067]另一方面,如圖1lB所不,下基板2上的所有電極的電勢(shì)設(shè)為Φ0,上基板I的第一導(dǎo)電層7、第二導(dǎo)電層9的電勢(shì)分別設(shè)為Φ0和Φ，從而能夠使施加于液晶層3的電勢(shì)分布具有在X方向的梯度。這樣，由于所述開(kāi)口部6的上述作用，無(wú)論液晶的初始取向方向是否為X方向，該結(jié)構(gòu)都能夠使液晶分子為對(duì)稱的排列狀態(tài)。在這種情況下，液晶透鏡元件作為在Y方向延伸的柱面透鏡工作。
[0068]如上所述，本實(shí)施方式的液晶透鏡元件既能夠?qū)崿F(xiàn)在X方向延伸的柱面透鏡的作用，也能夠?qū)崿F(xiàn)在Y方向延伸的柱面透鏡的作用。
[0069]本發(fā)明的第四實(shí)施方式是一種液晶透鏡元件，其包括相互面對(duì)的上基板和下基板及夾于上基板和下基板之間的液晶層，其中，每個(gè)上基板和下基板延伸的方向規(guī)定為相互交叉的X方向和Y方向。液晶層的液晶分子的初始取向方向與X方向一致。所述上基板具有重復(fù)區(qū)域，在該區(qū)域中，在X方向排列多個(gè)A電極結(jié)構(gòu)以在X方向產(chǎn)生電勢(shì)梯度。所述下基板具有重復(fù)區(qū)域，在該區(qū)域中，在Y方向排列多個(gè)B電極結(jié)構(gòu)以在Y方向產(chǎn)生電勢(shì)梯度。在多個(gè)A電極結(jié)構(gòu)中的每個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的中間形成有在Y方向延伸的中央電極。
[0070]參照?qǐng)D12對(duì)本實(shí)施方式的液晶透鏡元件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。圖12示出了液晶透鏡兀件由上基板1、下基板2和在上基板I和下基板2之間的液晶層3構(gòu)成。在上基板和下基板上分別配置有多個(gè)A電極結(jié)構(gòu)4在X方向排列的重復(fù)區(qū)域和多個(gè)B電極結(jié)構(gòu)5在Y方向排列的重復(fù)區(qū)域。其中，A電極結(jié)構(gòu)可以在X方向產(chǎn)生電勢(shì)梯度，而B(niǎo)電極結(jié)構(gòu)可以在Y方向產(chǎn)生電勢(shì)梯度。另外，如圖12所示，在每個(gè)A電極結(jié)構(gòu)4的中間配置有在Y方向延伸的中央電極13。在該結(jié)構(gòu)中，液晶分子的初始取向方向被設(shè)為X方向。
[0071]將參照?qǐng)D13對(duì)所述液晶透鏡元件的操作進(jìn)行說(shuō)明，圖13為表示液晶分子的排列狀態(tài)的剖面圖。在初始狀態(tài)時(shí)，液晶分子沿X方向取向，這容易產(chǎn)生在沿X方向的剖視圖中液晶分子排列不對(duì)稱的情況，如在圖4Α至圖4C中說(shuō)明的那樣。在本實(shí)施方式中，通過(guò)對(duì)中央電極13供給恒定電勢(shì)，能夠規(guī)定在中央電極13正下面的液晶層3的電壓。例如，在圖13的結(jié)構(gòu)中，通過(guò)將中央電極13與B電極結(jié)構(gòu)5的電勢(shì)設(shè)定為相同，則能夠產(chǎn)生對(duì)中央電極13正下方的液晶層3不施加電壓的狀態(tài)。如上所述，通過(guò)規(guī)定每個(gè)A電極結(jié)構(gòu)4的中間部的電勢(shì)，則液晶透鏡元件能夠產(chǎn)生如圖13所示的對(duì)稱的液晶分子排列。
[0072]本發(fā)明的第五實(shí)施方式具有這樣的結(jié)構(gòu)，即，多個(gè)A電極結(jié)構(gòu)均至少由第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層構(gòu)成。第一導(dǎo)電層具有表面電阻，其阻值小于第二導(dǎo)電層的表面電阻阻值。多個(gè)A電極結(jié)構(gòu)中的每個(gè)A電極結(jié)構(gòu)包括在X方向延伸的主方向部分、在Y方向延伸的分支部分、在Y方向延伸的所述中央電極和在Y方向延伸的側(cè)電極，它們布置成使得所述主方向部分與所述分支部分、所述中央電極、所述側(cè)電極連接。另外，所述主方向部分包括所述第二導(dǎo)電層，而所述分支部分、所述中央電極和所述側(cè)電極均至少包括第一導(dǎo)電層。
[0073]下面，參照?qǐng)D14和圖15對(duì)本實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖14示出了由在所述上基板I上的第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層構(gòu)成的A電極結(jié)構(gòu)4。規(guī)定第一導(dǎo)電層的表面電阻小于第二導(dǎo)電層的表面電阻。A電極結(jié)構(gòu)4由主方向部分15、分支部分14、中央電極13和側(cè)電極30構(gòu)成。主方向部分15沿圖14中的水平方向延伸，而分支部分14、中央電極13和側(cè)電極30在與主方向部分15成直角相交的方向延伸。如圖14所主方向部分15與分支部分14、中央電極13、側(cè)電極30重疊從而形成接觸部。主方向部分15由帶有相對(duì)較高表面電阻的第二導(dǎo)電層構(gòu)成。另一方面，如圖14所示，分支部分14、中央電極13和側(cè)電極30由帶有相對(duì)較低表面電阻的第一導(dǎo)電層構(gòu)成?；蛘?，如圖15所不,分支部分14、中央電極13和側(cè)電極30可以由第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層形成。
[0074]中央電極13和側(cè)電極30延伸至重復(fù)區(qū)域的外面，并且與外部電源連接以設(shè)定電勢(shì)，這在圖14及圖15中并未圖示。將在圖14及圖15中的左右兩端的側(cè)電極30相互連接并產(chǎn)生短路用以設(shè)定為相同的電勢(shì)，將中央電極13設(shè)定為與側(cè)電極30不同的電勢(shì)。由于中央電極13位于A電極結(jié)構(gòu)4的中間，因此，在圖14及圖15中沿著主方向部分15的電勢(shì)分布具有以中央電極13為對(duì)稱軸的對(duì)稱形狀。分支部分14在與主方向部分15正交的方向延伸，且由帶有與第二導(dǎo)電層相比相對(duì)較低的表面電阻的第一導(dǎo)電層形成。因此，A電極結(jié)構(gòu)內(nèi)的電勢(shì)逐漸沿著主方向部分15變化，而幾乎不沿著分支部分14變化。等電位線的形狀幾乎與分支部分14平行。
[0075]如上所述，根據(jù)中央電極13能夠規(guī)定每個(gè)A電極結(jié)構(gòu)4的中間部分的電勢(shì)。當(dāng)使液晶分子沿著與主方向部分15平行的方向取向時(shí)，液晶分子排列變得與電勢(shì)梯度方向平行。在這種狀況下，由于存在如在圖2A中所述的預(yù)傾角的效果，在常規(guī)結(jié)構(gòu)中液晶分子容易沿著電勢(shì)梯度方向而成為不對(duì)稱的排列狀態(tài)。然而，在本實(shí)施方式中，由于配置有中央電極13，因此能夠確定在每個(gè)A電極結(jié)構(gòu)4的中間部分的電勢(shì)，并且能夠得到液晶分子的對(duì)稱排列狀態(tài)。
[0076]第六實(shí)施方式是包括層疊體的顯示裝置，該層疊體依次至少包括顯示屏、偏光片、和所述實(shí)施方式中的任一個(gè)實(shí)施方式中的液晶透鏡元件。
[0077]通過(guò)按照顯示屏、偏光片和第一至第五實(shí)施方式中的任一個(gè)液晶透鏡元件這樣的順序進(jìn)行層疊，可提供能夠進(jìn)行縱向立體顯示、橫向立體顯示、二維顯示的顯示裝置。
[0078]第七實(shí)施方式是配備有第六實(shí)施方式的顯示裝置的終端機(jī)。
[0079]所述的顯示裝置可以安裝在終端機(jī)上。特別地，能夠自由切換縱向立體顯示和橫向立體顯示的終端機(jī)優(yōu)選配備有所述顯示裝置。圖28A和圖28B分別示出了該終端機(jī)的立體圖。
[0080]所述實(shí)施方式提供下述效果。
[0081]S卩，能夠?qū)崿F(xiàn)一種能夠進(jìn)行2D顯示、縱向立體顯示和橫向立體顯示的顯示裝置和終端機(jī)。另外，能夠?qū)崿F(xiàn)一種在縱向立體顯示時(shí)和橫向立體顯示時(shí)顯示出與柱面透鏡相同特性的液晶透鏡元件。
[0082]實(shí)施例
[0083]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0084]第一實(shí)施例
[0085]參照?qǐng)D16對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施例中，使用液晶顯示屏16作為所述實(shí)施方式中的顯示屏(顯示裝置)。在液晶顯示屏16上配置有偏光片17和液晶透鏡元件18。圖16還示出偏光片17的穿透軸19。液晶透鏡元件18由上基板1、液晶層、下基板2構(gòu)成。液晶分子的取向方向20也同時(shí)顯示在圖16中。
[0086]圖17示出了圖16中示出的液晶顯示屏16的結(jié)構(gòu)。液晶顯示屏16是由偏光片17、薄膜晶體管TFT (Thin Film Transistor)基板32和液晶層(未圖示)及濾光片基板33構(gòu)成的。圖17中，偏光片17被配置為穿透軸19與Y方向一致。關(guān)于液晶分子的取向方向，規(guī)定摩擦方向以使得液晶分子的取向方向與偏光片17的穿透軸19的方向一致。在本實(shí)施例中，TFT基板32與濾光片基板33相互面對(duì)設(shè)置以使得兩個(gè)基板的摩擦方向34相互平行。TFT基板32包括多個(gè)像素區(qū)域，在各像素區(qū)域中配置有與掃描線和信號(hào)線連接的TFT元件、梳狀的像素電極以及公用電極。能夠使用眾所周知的技術(shù)來(lái)進(jìn)行這些元件的配置和制造方法。
[0087]以下對(duì)液晶透鏡元件18的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。如圖16所示，液晶透鏡元件18由上基板1、下基板2和位于上基板I和下基板2之間的液晶層構(gòu)成。參照?qǐng)D18說(shuō)明形成于上基板I和下基板2上的電極的配置。上基板I可以使用與下基板2上的電極配置相同的電極配置。然而，當(dāng)兩個(gè)基板彼此面對(duì)設(shè)置時(shí)，使其中一個(gè)基板旋轉(zhuǎn)90度。第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層都形成于各基板上并在各基板上圖案化，其中，第一導(dǎo)電層的材料具有比第二導(dǎo)電層的材料低的電阻。圖18示出了當(dāng)旋轉(zhuǎn)上基板I使它的電極表面朝上時(shí)，形成于上基板I上的電極配置。在上基板I上的電極包括確定電勢(shì)梯度方向的主方向部分15、分支部分14、中央電極13和側(cè)電極30，分別在七個(gè)觸點(diǎn)(Al?A7)連接在一起。主方向部分15由第二導(dǎo)電層構(gòu)成，在A4觸點(diǎn)與中央電極13連接，以與外端子21進(jìn)行電氣連接。主方向部分15還在Al觸點(diǎn)與第一導(dǎo)電層連接，以與另外的外端子21進(jìn)行電氣連接，第一導(dǎo)電層具有較低的電阻并形成側(cè)電極。另外，同樣地，主方向部分15還在A7觸點(diǎn)與形成側(cè)電極的第一導(dǎo)電層連接，以與另外的外端子21進(jìn)行電氣連接。如上所述，對(duì)主方向部分15的中央部分和兩側(cè)部分供給外部電壓。圖18示出了相當(dāng)于一個(gè)條形液晶透鏡的寬度(作為一個(gè)單元)的液晶透鏡元件的區(qū)域。即，從觸點(diǎn)Al到觸點(diǎn)A7的區(qū)域相當(dāng)于一個(gè)柱面透鏡的寬度。每個(gè)分支部分14具有在與主方向部分15正交的方向延伸的形狀，且由包括第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的層疊結(jié)構(gòu)而形成。這樣的結(jié)構(gòu)能夠在電極的縱方向提供均勻的電勢(shì)，并能夠?qū)崿F(xiàn)在液晶透鏡元件中的在縱方向延伸的透鏡。
[0088]作為第一導(dǎo)電層，能夠使用表面電阻相對(duì)較小的材料制成的透明導(dǎo)電層，例如ITO(銦錫氧化物)。另一方面，作為與第一導(dǎo)電層相比具有相對(duì)較大表面電阻的第二導(dǎo)電層，能夠使用由氧化鋅制成的透明薄層。這些透明導(dǎo)電層可以通過(guò)例如濺射和蒸鍍等分層工藝進(jìn)行鍍層。另外，這些透明導(dǎo)電層也可以通過(guò)使用普通的光刻工藝來(lái)進(jìn)行形成圖案以形成電極。
[0089]在完成所述的電極處理之后，在兩個(gè)基板上形成定向膜，并在該定向膜上進(jìn)行分子定向處理。接著，基板配置成相互面對(duì)，以使各自的主方向部分15以直角相互相交。針對(duì)所述的液晶透鏡元件的制造方法，能夠使用眾所周知的液晶元件的組裝工藝。
[0090]如上所述，已經(jīng)制備了如圖16中所示結(jié)構(gòu)的液晶顯示屏16和液晶透鏡元件18。接著，對(duì)本實(shí)施例的顯示操作進(jìn)行說(shuō)明。
[0091]在2D顯示中，對(duì)液晶透鏡元件18的上基板I和下基板2的所有的外端子21都施加O V的電壓。
[0092]另一方面，在縱向3D顯示中，在上基板I的兩個(gè)外端子21之間施加非O V的電壓，而在下基板2的兩個(gè)外端子21之間施加O V的電壓。在上基板I的外端子21之間施加的電壓波形可以是正弦波或矩形波。通過(guò)對(duì)該電壓波形的頻率和振幅進(jìn)行調(diào)整，能夠選擇可以顯示最合適的相位調(diào)制功能的電壓波形。特別地，已知一種電壓波形，通過(guò)該電壓波形，液晶的光學(xué)相位差呈二次函數(shù)的形狀(作為優(yōu)選波形)變化，以提供像差小的透鏡。作為對(duì)使光學(xué)相位差和所希望的函數(shù)系統(tǒng)一致而進(jìn)行調(diào)整的方法，可以通過(guò)對(duì)形成液晶透鏡的導(dǎo)電層的導(dǎo)電率和介質(zhì)層的介電系數(shù)進(jìn)行控制從而對(duì)光學(xué)相位差進(jìn)行調(diào)整，該方法已經(jīng)在下述文獻(xiàn)中進(jìn)行了描述，例如，日本特開(kāi)2011-17742號(hào)公報(bào)、2010年佐藤進(jìn)、內(nèi)田勝、河村希典于日本液晶學(xué)會(huì)討論會(huì)PA52發(fā)表的《具有介質(zhì)常數(shù)分布層的液晶光學(xué)設(shè)備》、和2011年佐藤進(jìn)、內(nèi)田勝、河村希典于日本液晶學(xué)會(huì)討論會(huì)PB49發(fā)表的《具有阻抗分布層的液晶光學(xué)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)頻率特性》等。其結(jié)果是，在液晶層中形成沿圖16的縱方向延伸的像差小的柱面透鏡。通過(guò)根據(jù)柱面透鏡的位置在液晶顯示屏16上準(zhǔn)備左眼用像素和右眼用像素，從而本實(shí)施例的顯示裝置能夠進(jìn)行縱向3D顯示。
[0093]另一方面，在橫向3D顯示中，在下基板2的兩個(gè)外端子21之間施加非O V的電壓，而在上基板I的兩個(gè)外端子21之間施加O V的電壓。其結(jié)果是，在液晶層中形成沿圖16的橫方向延伸的柱面透鏡。通過(guò)根據(jù)柱面透鏡的位置在液晶顯示屏16上準(zhǔn)備左眼用像素和右眼用像素，從而本實(shí)施例的顯示裝置能夠進(jìn)行橫向3D顯示。
[0094]如上所述，液晶透鏡元件、顯示裝置和配備有本實(shí)施例的顯示裝置的終端機(jī)能夠進(jìn)行2D顯示、縱向3D顯示和橫向3D顯示。
[0095]第二實(shí)施例
[0096]參照?qǐng)D19A至圖19C對(duì)第二實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別僅僅在于液晶透鏡元件中的主方向部分15與觸點(diǎn)的配置的不同。圖19A至圖19C分別說(shuō)明了本實(shí)施例的液晶透鏡元件的結(jié)構(gòu)，即，當(dāng)上基板的電極面朝上時(shí)的上基板上的電極配置。圖19A和圖19B分別說(shuō)明了與圖18所示的結(jié)構(gòu)不同的、多個(gè)主方向部分15設(shè)置用于一個(gè)單位的柱面透鏡的結(jié)構(gòu)?；蛘?，如圖19C所示，也能夠設(shè)置一個(gè)主方向部分15用于一個(gè)單位的柱面透鏡，主方向部分15偏離所述單位柱面透鏡的中間位置。
[0097]如上所述,主方向部分15用于確定電壓梯度的方向，只要方向一致,多個(gè)主方向部分15也能夠設(shè)置在多個(gè)位置用于一個(gè)單位的柱面透鏡。另外，主方向部分15也可以配置成能夠平行地平移。如在第一實(shí)施例中所述，關(guān)于使用所述的基板的液晶透鏡元件的制造方法，也可以使用眾所周知的液晶元件的組裝工藝。
[0098]第三實(shí)施例
[0099]參照?qǐng)D20A和圖20B、圖21A至圖21C對(duì)第三實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖20A和圖20B、圖21A至圖21C分別說(shuō)明了上基板的電極面朝上時(shí)的上基板上的電極配置。本實(shí)施例與第一實(shí)施例相比較，其區(qū)別僅僅在于液晶透鏡元件中的分支部分14的結(jié)構(gòu)不同。圖20A和圖20B分別示出了本實(shí)施例的液晶透鏡元件的結(jié)構(gòu)。在圖20A中，分支部分14僅僅由第一導(dǎo)電層構(gòu)成。在圖20B中，分支部分14是由僅由第一導(dǎo)電層構(gòu)成的部分和僅由第二導(dǎo)電層構(gòu)成的部分組成的?；蛘?，如圖21A、圖21B、圖21C中所示，整個(gè)分支部分14的一部分可以通過(guò)使用包括第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層的層疊結(jié)構(gòu)來(lái)形成。
[0100]分支部分14用于在與主方向部分15的延伸方向正交的方向擴(kuò)大等電勢(shì)區(qū)域。即，在圖20A和圖20B中，主方向部分15在水平方向上延伸，而分支部分14在縱方向上延伸。因此，等勢(shì)線具有在縱方向延伸的形狀。如上所述，可以在多個(gè)位置設(shè)置多個(gè)分支部分14，只要分支部分14的延伸方向彼此一致即可。另外，通過(guò)修改分支部分14的結(jié)構(gòu)，能夠得到任意的電勢(shì)分布。因此，在本實(shí)施例的液晶透鏡元件中，能夠?qū)ζ窆獾南辔凰俣群蛨?zhí)行透鏡驅(qū)動(dòng)時(shí)的相位調(diào)制進(jìn)行精確地調(diào)整。
[0101]第四實(shí)施例
[0102]參照?qǐng)D22對(duì)第四實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施例與第一實(shí)施例的區(qū)別在于，液晶透鏡元件18的結(jié)構(gòu)不同。本實(shí)施例的液晶透鏡元件18的結(jié)構(gòu)與圖6所示的結(jié)構(gòu)相同。以下，對(duì)本液晶透鏡元件的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。準(zhǔn)備玻璃基板作為上基板I和下基板2。接著，通過(guò)在各玻璃基板上使用例如ITO的材料進(jìn)行噴鍍而形成透明導(dǎo)電層作為第一導(dǎo)電層7，并進(jìn)行圖案化。在圖案化過(guò)程中，開(kāi)口部6形成于第一導(dǎo)電層7中。之后，通過(guò)在該結(jié)構(gòu)上進(jìn)行噴鍍形成由氧化硅制成的絕緣層。然后，在該結(jié)構(gòu)上進(jìn)一步形成由ITO制成的另一透明導(dǎo)電層，并進(jìn)行圖案化以成為條形結(jié)構(gòu)的第二導(dǎo)電層9。通過(guò)使用所述步驟，制備了所述兩片基板。之后，執(zhí)行包括形成定向膜的過(guò)程和定向處理的液晶元件的制造步驟，然后，兩個(gè)基板配置成，一個(gè)基板上的條形結(jié)構(gòu)的第二導(dǎo)電層的方向與另一個(gè)基板上的條形結(jié)構(gòu)的第二導(dǎo)電層的方向以直角相互相交。在該過(guò)程之后，在基板間注入液晶。
[0103]如圖22所示，所述液晶透鏡元件18在上基板和下基板中的各基板上均包括兩個(gè)外端子21。當(dāng)縱向柱面透鏡和橫向柱面透鏡被驅(qū)動(dòng)時(shí)，對(duì)液晶透鏡元件18施加電壓的方法，與圖7A和圖7B中所示的結(jié)構(gòu)的方法相同。如上所述，本實(shí)施例中的液晶透鏡元件、顯示裝置和配備有該顯示裝置的終端機(jī)能夠進(jìn)行2D顯示、縱向3D顯示和橫向3D顯示。
[0104]第五實(shí)施例
[0105]以下，對(duì)第五實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施例中的液晶透鏡元件具有如圖8所示的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不同。在此，對(duì)這種液晶透鏡元件的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。第一導(dǎo)電層7、第一絕緣層10、第二導(dǎo)電層9的處理步驟與已說(shuō)明的第四實(shí)施例相同。此外，在本實(shí)施例中設(shè)有第二絕緣層11和電阻層12。電阻層12是由一種表面電阻值在第一導(dǎo)電層7 (或者第二導(dǎo)電層9)的表面電阻值和第二絕緣層11的表面電阻值之間的材料構(gòu)成的。電阻層12優(yōu)選是透明的且其電阻值優(yōu)選是能夠控制的。作為以上說(shuō)明的電阻層12的示例，可以列舉已說(shuō)明的由氧化鋅制成的薄層。
[0106]另外，本發(fā)明的范圍并不限定于所述的實(shí)施方式。在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，本【技術(shù)領(lǐng)域】人員能夠?qū)Ρ景l(fā)明的所述實(shí)施方式中所公開(kāi)的構(gòu)造和控制操作進(jìn)行更改。
【權(quán)利要求】
1.一種液晶透鏡元件,包括: 相互面對(duì)的上基板和下基板，其中，所述上基板和所述下基板各自延伸的方向被定義為X方向和Y方向，所述X方向和所述Y方向相互交叉；所述上基板包括重復(fù)區(qū)域，在所述重復(fù)區(qū)域中多個(gè)A電極結(jié)構(gòu)沿X方向排列，以沿所述X方向產(chǎn)生電勢(shì)梯度；所述下基板包括重復(fù)區(qū)域，在所述下基板的重復(fù)區(qū)域中多個(gè)B電極結(jié)構(gòu)沿所述Y方向排列，以沿所述Y方向產(chǎn)生電勢(shì)梯度；并且，在所述多個(gè)A電極結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的中間部形成有在所述Y方向上延伸的開(kāi)口部或在所述Y方向上延伸的中央電極；以及 液晶層，所述液晶層位于所述上基板和所述下基板之間，且所述液晶層的初始液晶分子取向方向與所述X方向一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶透鏡元件，其特征在于，在所述Y方向上延伸的所述開(kāi)口部形成在所述多個(gè)A電極結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的中間部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶透鏡元件，其特征在于， 所述多個(gè)A電極結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)A電極結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電層、絕緣層、以及由第二導(dǎo)電層形成的條形結(jié)構(gòu)，所述第一導(dǎo)電層、所述絕緣層和所述條形結(jié)構(gòu)在所述上基板上層疊布置； 所述多個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的第一導(dǎo)電層形成覆蓋整個(gè)所述上基板的電極；以及 所述條形結(jié)構(gòu)沿著所述Y方向延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶透鏡元件，其特征在于， 所述多個(gè)A電極結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)A電極結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電層、第一絕緣層、由第二導(dǎo)電層形成的條形結(jié)構(gòu)、第二絕緣層以及電阻層，所述第一導(dǎo)電層、所述第一絕緣層、所述條形結(jié)構(gòu)、所述第二絕緣層以及所述電阻層在所述上基板上層疊布置； 所述多個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的第一導(dǎo)電層形成覆蓋整個(gè)所述上基板的電極； 所述條形結(jié)構(gòu)沿所述Y方向延伸； 所述電阻層的表面電阻的電阻值在所述第一導(dǎo)電層或所述第二導(dǎo)電層的表面電阻的電阻值與所述第二絕緣層的表面電阻的電阻值之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶透鏡元件， 其中，在所述Y方向上延伸的所述中央電極形成在所述多個(gè)A電極結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)A電極結(jié)構(gòu)的中間部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶透鏡元件， 其中，所述多個(gè)A電極結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)A電極結(jié)構(gòu)至少由第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層形成，所述第一導(dǎo)電層的表面電阻的電阻值小于所述第二導(dǎo)電層的表面電阻的電阻值； 所述多個(gè)A電極結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)A電極結(jié)構(gòu)包括沿所述X方向延伸的主方向部分、沿所述Y方向延伸的分支部分、沿所述Y方向延伸的所述中央電極和沿所述Y方向延伸的側(cè)電極，且布置成使得所述主方向部分連接到所述分支部分、所述中央電極以及所述側(cè)電極； 所述主方向部分包括所述第二導(dǎo)電層；以及 所述分支部分、所述中央電極和所述側(cè)電極均至少包括所述第一導(dǎo)電層。
7.—種顯示裝置，包括層疊體，所述層疊體依次包括顯示屏、偏光片、以及權(quán)利要求1中所述的液晶透鏡元件。
8.一種包括權(quán)利要求7中的所述顯示裝置的終端機(jī)。
【文檔編號(hào)】G02B27/22GK103913906SQ201310713419
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月7日
【發(fā)明者】住吉研 申請(qǐng)人:Nlt科技股份有限公司