[发明专利]光学器件和立体显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及利用电润湿现象的光学器件以及包括该光学器件的显示设备。

背景技术

在现有技术中，已经开发出利用电润湿现象(电毛细管现象)来实现光学操作的液体光学器件。电润湿现象指这样一种现象，即如果在电极和导电液体之间施加电压，则电极表面和液体之间的界面能就变化，从而改变液体的表面形状。

作为利用电润湿现象的液体光学器件，例如，已经提出了如在JP-A-2002-162507和JP-A-2009-251339中所公开的液体圆柱透镜。进一步，在JP-T-2007-534013和JP-A-2009-217259中公开了液体双凸透镜。

发明内容

在上述JP-A-2002-162507、JP-A-2009-251339、JP-T-2007-534013和JP-A-2009-217259中公开的液体透镜中，总体上，通过控制施加到电极的电压，改变彼此分离且具有不同折射率的两种液体的界面形状，以获取期望的焦距。进一步，两种液体的比重基本相同，因此即使液体透镜的姿态发生各种变化，不会轻易发生由于重力所导致的偏转。

然而，在具有不同成分的液体之间，根据环境温度会产生比重差异。即，即使两种液体的比重在初始环境温度(例如，20℃)下相同，但是如果环境温度变化，则液体的比重可能会根据环境温度而变化。因此，例如，在JP-A-2002-162507和JP-A-2009-251339中公开的圆柱透镜中，在一对相向基板之间的预定单元区域中填充的两种液体可能显著偏离初始位置。即，当圆柱透镜的轴方向在使用时变为垂直方向时，根据其长度，具有相对较小比重的液体可在单元区域中向上移动，而具有相对较大比重的液体可在单元区域中向下移动。然后，尽管在未施加电压的状态下，两种液体的界面初始平行于该对相向基板的表面，但是如图15所示，界面130可能相对于该对相向基板的表面倾斜。此处，图15所示的光学器件包括彼此相向设置的一对平面基板121和122，以及沿着外边缘直立设置并支撑平面基板121和122的侧壁123。在由平面基板121和122以及侧壁123闭合的空间中密封了极性液体128和非极性液体129，从而形成界面130。在该情况下，即使施加到电极的电压变化，也不会发生电润湿现象，或者可能难以准确地控制界面的形状。因此，期望在长时间内稳定地维持具有不同折射率的两种液体的界面。

因此，期望提供能够在长时间内稳定地实现电润湿现象并且稳定地实现优异的光学操作的光学器件，以及包括该光学器件的立体显示设备。

根据本发明实施方式的光学器件包括以下要素(A1)至(A7)：

(A1)第一基板和第二基板，彼此相向设置；

(A2)分隔壁，设置在第一基板的面向第二基板的内表面上，并且沿不同于第一方向的第二方向延伸，以将第一基板上的区域划分为沿第一方向配置的多个单元区域；

(A3)第一电极和第二电极，设置在分隔壁的壁面上，以在多个单元区域中的每一个中彼此相向；

(A4)绝缘膜，覆盖第一和第二电极；

(A5)第三电极，设置在面向第一基板的第二基板的内表面上；

(A6)突起部，直立形成在第一基板的内表面上并且将多个单元区域中的每一个划分为沿第二方向配置的多个子单元区域；以及

(A7)极性液体和非极性液体，密封在第一基板和第三电极之间，并且具有不同的折射率。

此处，第一和第二电极从分隔壁的第一端连续延伸到其第二端。

根据本发明另一实施方式的立体显示设备包括显示装置和根据上述实施方式的光学器件。例如，显示装置是包括多个像素并产生对应于视频信号的二维显示图像的显示器。

在根据本发明实施方式的光学器件和立体显示设备中，在第一基板上直立形成突起部，从而将由分隔壁形成的单元区域划分为多个子单元区域。通过该构造，即使单元区域处于沿垂直方向延伸的姿态，根据毛细管现象，具有不同折射率和不同比重的两种液体也能稳定地保持在包括突起部、分隔壁等的外围构件中。进一步，由于彼此相向设置的第一和第二电极在分隔壁上从分隔壁的第一端连续延伸到其第二端，因此在工作期间实现了以下操作。即，如果在某个单元区域中，在第一和第二电极之间施加电压，则在形成同一单元区域的多个子单元区域中的极性液体和非极性液体之间的界面总体上显示更加准确的行为。特别地，在突起部和分隔壁彼此分离的情况下，或者在突起部和分隔壁彼此接触并且突起部的高度低于分隔壁的高度的情况下，可以有利地避免由于结构或制造问题所导致的第一和第二电极的电阻增加。