[发明专利]液体光学元件阵列和显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用电润湿现象的液体光学元件阵列和包括液体光学元件阵列的显示装置。

背景技术

已经研发了通过电润湿现象(电毛细管现象)施加光学作用的液体光学元件。电润湿现象是电极的表面和导电液体之间的界面能随着施加到电极和液体之间的电压而改变以引起液体的表面形状改变的现象。

利用电润湿现象的液体光学元件的示例包括日本未审查专利申请公开No.2002-162507和No.2009-251339中所公开的液体柱面透镜(cylindrical lens)和日本未审查专利申请公开(PCT申请的公布的日文翻译)No.2007-534013中所公开的液体双凸透镜(lenticular lens)。

发明内容

在液体透镜中，例如日本未审查专利申请公开No.2002-162507和No.2009-251339和日本未审查专利申请公开(PCT申请的公布的日文翻译)No.2007-534013中所公开的液体透镜，通过控制施加到电极的电压来改变彼此分离并且具有不同折射率的两种不同的液体之间的界面形状，以获得所需的焦距。此外，当两种不同的液体具有基本相同的密度时，即使各种各样地改变液体透镜的形态，也不太可能发生由于重力而引起的偏转。

但是，在具有不同组分的液体之间，存在相对于环境温度的密度差。也就是说，即使两种不同的液体的密度在初始环境温度(例如，20℃)下彼此相同，环境温度的改变也会改变液体的密度。因此，例如，在日本未审查专利申请公开No.2002-162507和No.2009-251339中所公开的柱面透镜中，填充在一对面对的衬底之间的预定单元区域中的两种不同的液体可以从初始位置剧烈移动。也就是说，在柱面透镜的轴向作为垂直方向的情况下，根据柱面透镜的长度，具有相对小密度的液体移动到单元区域的上侧，具有相对大密度的液体移动到单元区域的下侧。因此，如图10所示，尽管在没有施加电压的情况下两种不同的液体之间的界面本应当平行于一对面对的衬底的表面，但是界面130相对于一对面对的衬底的表面倾斜。应当注意，图10中所示的液体光学元件阵列包括彼此面对的一对平面衬底121、122和侧壁123，所述侧壁123沿着平面衬底121和122的外边沿垂直布置以支撑平面衬底121和122。极性液体128和非极性液体129被密封在用平面衬底121、122和侧壁123所围成的空间中，以形成上述界面130。在这种情况下，即使施加到电极的电压改变，也不发生电润湿现象，或者很难正确的控制界面形状。因此，期望长时间稳定的保持具有不同折射率的两种不同液体之间的界面。

期望提供能够长时间保持产生稳定的电润湿现象并且稳定的提供有利的光学作用的液体光学元件阵列、和包括液体光学元件阵列的显示装置。

根据本发明的实施例，提供了液体光学元件阵列，其包括：

(A1)彼此面对的第一衬底和第二衬底；

(A2)障壁，其垂直布置在第一衬底的与第二衬底面对的表面上，并将第一衬底上的区域分隔成多个单元区域；

(A3)第一电极和第二电极，其布置在障壁的壁表面上以彼此面对；

(A4)第三电极，其布置在第二衬底的与第一衬底面对的表面上；

(A5)突起，其垂直布置在第一衬底或第二衬底上的每个单元区域中；和

(A6)极性液体和非极性液体，其被密封在第一衬底和第三电极之间，并且具有不同的折射率。

根据本发明的实施例，提供了显示装置，其包括：显示部分和根据本发明的上述实施例的液体光学元件阵列。显示部分例如是包括多个像素并根据图像信号产生二维显示图像的显示装置。

在根据本发明的液体光学元件阵列和显示装置中，突起垂直布置在第一衬底或第二衬底上的由障壁所分隔的每个单元区域中。因此，即使单元区域在垂直方向上延伸，也可以通过毛细管作用使具有不同的折射率和不同的密度的两种不同的液体被周围构件(例如，突起和障壁)稳定的保持。

在根据本发明的实施例的液体光学元件阵列中，长时间稳定的保持所包括的两种不同的液体之间的界面而不受到由于液体光学元件阵列的形态所产生的重力的影响，能够稳定的施加所需光学作用。因此，在根据本发明的实施例的包括液体光学元件阵列的显示装置中，能够长时间的显示基于预定图像信号的适当图像。

应当理解，上面的概述和下面的详细描述都是示例性的，都是用来提供对要求保护的本发明的进一步说明。

附图说明