JP2015132737A - 液晶光学装置及び画像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高品位の光学特性を有する液晶光学装置及び画像表示装置を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、第1基板部と第2基板部と液晶層と駆動部とを含む液晶光学装置が提供される。第1基板部は、第1面を有する第1基板と第1面に設けられた複数の第1〜3電極を含む。第2電極は最近接の複数の第1電極のうちの一方の電極と他方の電極との中点と前記一方の電極との間に設けられる。第3電極は、第2電極と前記中点との間に設けられる。第2基板部は、第1面と対向する第2面を有する第2基板と第2面に設けられた対向電極とを含む。液晶層は、第1基板部と第2基板部との間に設けられる。駆動部は、第1〜3電極を、第1〜3電位にそれぞれ設定する。第2電極と第1電極との間の距離は、第3電極と第2電極との間の距離よりも長く、第1電位と第2電位との差は、第2電位と第3電位との差よりも大きい。
【選択図】図1
【解決手段】実施形態によれば、第1基板部と第2基板部と液晶層と駆動部とを含む液晶光学装置が提供される。第1基板部は、第1面を有する第1基板と第1面に設けられた複数の第1〜3電極を含む。第2電極は最近接の複数の第1電極のうちの一方の電極と他方の電極との中点と前記一方の電極との間に設けられる。第3電極は、第2電極と前記中点との間に設けられる。第2基板部は、第1面と対向する第2面を有する第2基板と第2面に設けられた対向電極とを含む。液晶層は、第1基板部と第2基板部との間に設けられる。駆動部は、第1〜3電極を、第1〜3電位にそれぞれ設定する。第2電極と第1電極との間の距離は、第3電極と第2電極との間の距離よりも長く、第1電位と第2電位との差は、第2電位と第3電位との差よりも大きい。
【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、液晶光学装置及び画像表示装置に関する。
液晶分子の複屈折性を利用し、電圧の印加に応じて屈折率の分布を変化させる液晶光学装置が知られている。また、この液晶光学装置と、画像表示部と、を組み合わせた立体画像表示装置がある。
この立体画像表示装置では、液晶光学装置の屈折率の分布を変化させることで、画像表示部に表示された画像をそのまま観察者の眼に入射させる状態と、画像表示部に表示された画像を複数の視差画像として観察者の眼に入射させる状態と、を切り替える。これにより、二次元表示動作と三次元画像表示動作とを行う。このような液晶光学装置において、屈折率の分布をフレネルレンズ状にする例もある。このような液晶光学装置において、屈折率分布を所望の特性に制御して高い品位の光学特性を得ることが求められている。
本発明の実施形態は、高品位の光学特性を有する液晶光学装置及び画像表示装置を提供する。
本発明の実施形態によれば、第1基板部と、第2基板部と、液晶層と、駆動部と、を含む液晶光学装置が提供される。前記第1基板部は、第1面を有する第1基板と、前記第1面に設けられ第1方向に並ぶ複数の第1電極と、最近接の前記複数の第1電極のうちの一方の電極の前記第1方向における第1中心と、前記最近接の前記複数の第1電極のうちの他方の電極の前記第1方向における中心と、を結ぶ線分の中点と、前記一方の電極と、の間に設けられた第2電極と、前記第2電極と前記中点との間に設けられた第3電極と、を含む。前記第2基板部は、前記第1面と対向する第2面を有する第2基板と、前記第2面に設けられた対向電極と、を含む。前記液晶層は、前記第1基板部と前記第2基板部との間に設けられる。前記駆動部は、前記対向電極を対向電位に設定し、前記複数の第1電極のそれぞれを第1電位に設定し、前記第2電極を第2電位に設定し、前記第3電極を第3電位に設定する。前記第2電極の前記第1方向における第2中心と前記第1中心との間の前記第1方向に沿った第1距離は、前記第3電極の前記第1方向における第3中心と前記第2中心との間の前記第1方向に沿った第2距離よりも長い。前記駆動部は、前記第1電位と前記対向電位との間の第1電位差の絶対値と、前記第2電位と前記対向電位との間の第2電位差の絶対値と、の差を、前記第2電位差の前記絶対値と、前記第3電位と前記対向電位との間の第3電位差の絶対値と、の差よりも大きくする。
以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、第1の実施形態に係る液晶光学装置を例示する模式図である。
図2は、第1の実施形態に係る液晶光学装置を例示する模式的斜視図である。
図1及び図2に表したように、本実施形態に係る液晶光学装置111は、第1基板部10uと、第2基板部20uと、液晶層30と、駆動部77と、を含む。
図2は、第1の実施形態に係る液晶光学装置を例示する模式的斜視図である。
図1及び図2に表したように、本実施形態に係る液晶光学装置111は、第1基板部10uと、第2基板部20uと、液晶層30と、駆動部77と、を含む。
第1基板部10uは、第1基板10と、複数の第1電極11と、第2電極12と、第3電極13と、を含む。この例では、第1付帯電極14と、第2付帯電極15と、がさらに設けられている。
第1基板10は、第1面10aを有する。複数の第1電極11と、第2電極12と、第3電極13と、第1付帯電極14と、第2付帯電極15と、は、第1面10a上に設けられる。図1及び図2においては、図を見やすくするため、一部の電極の図示を省略している。
例えば、複数の第1電極11は、第1面10aに設けられ、第1方向に並ぶ。例えば、複数の第1電極11は、互いに最近接する2つの第1電極11を含む。最近接の第1電極11は、一方の第1電極11aと、他方の第1電極11bと、を有する。
一方の第1電極11aから他方の第1電極11bへ向かう方向が、第1方向に対応する。第1方向をX軸方向とする。第1面に対して平行で、X軸方向に対して垂直な方向をY軸方向とする。X軸方向に対して垂直で、Y軸方向に対して垂直な方向をZ軸方向とする。
第1電極11aから第1電極11bへ向かう方向を+X方向とする。第1電極11bから第1電極11aへ向かう方向を−X方向とする。
例えば、複数の第1電極11、第2電極12、第3電極13、第1付帯電極14及び第2付帯電極15は、X軸方向と交差する第2方向(例えば、Y軸方向)に沿って延びる。
一方の第1電極11aのX軸方向における中心(第1中心11aC)と、他方の第1電極11bのX軸方向における中心11bCと、の間に中点10Cがある。中点10Cは、第1中心11aCと、中心11bCと、を結ぶ線分の中点である。
第2電極12は、中点10Cと、一方の第1電極11aとの間に設けられる。第3電極13は、第2電極12と中点10Cとの間に設けられる。第1付帯電極14は、第1電極11と第2電極12との間に設けられる。第2付帯電極15は、第2電極12と第3電極13との間に設けられる。
第2基板部20uは、第2基板20と、対向電極21と、を含む。第2基板20は、第1面10aと対向する第2面20aを有する。対向電極21は、第2面20a上に設けられる。
本明細書において、対向している状態は、直接向かい合う状態の他に、間に他の要素が挿入されて向かい合う状態も含む。
液晶層30は、第1基板部10uと第2基板部20uとの間に設けられる。第2面20aは、第2基板20の液晶層30側の面である。液晶層30は、液晶材料を含む。液晶層30は、複数の液晶分子を含む。
液晶材料として、ネマティック液晶(液晶光学装置111の使用温度においてネマティック相)が用いられる。液晶材料は、正の誘電異方性を有する。液晶層30における液晶の初期配列(液晶層30に電圧を印加しない時の配列)は、例えば、水平方向である。
駆動部77は、対向電極21、複数の第1電極11、第2電極12、第3電極13、第1付帯電極14及び第2付帯電極15と電気的に接続される。図1及び図2では、図を見やすくするために、駆動部77と電極との間の一部の配線の図示を省略している。
駆動部77は、電極のそれぞれに電圧を印加する。すなわち、駆動部77は、電極のそれぞれを所定の電位に設定する。例えば、駆動部77は、複数の第1電極11のそれぞれを第1電位に設定し、第2電極を第2電位に設定し、第3電極を第3電位に設定し、対向電極21を対向電位に設定する。さらに、駆動部77は、第1付帯電極14を第1付帯電位に設定し、第2付帯電極15を第2付帯電位に設定する。
本明細書においては、2つの電極の間の電位を同じにする(零ボルトにする)状態も、便宜的に、電圧を印加する状態に含まれるものとする。
例えば、複数の第1電極11、第2電極12、第3電極13、第1付帯電極14及び第2付帯電極15に用いられる材料や形状は、互いに同じでも良く、互いに異なっても良い。第1電位に設定される電極が、複数の第1電極11となる。例えば、第1電位とは異なる第2電位に設定される電極が、第2電極12となる。同様に、電極が設けられる配置と、電極に設定される電位と、によって、複数の第1電極11、第2電極12、第3電極13、第1付帯電極14及び第2付帯電極15が定められても良い。
駆動部77によって、電極のそれぞれに印加される電圧(設定される電位)が制御される。これにより、液晶層30に含まれる複数の液晶分子の配向を制御し、液晶層30における屈折率分布を変化させる。例えば、液晶層30における屈折率分布をレンズ状に変化させる。屈折率の分布によってレンズを形成する。これにより、例えば、後述する画像表示部80と共に用いて、三次元画像表示が行われる。屈折率分布を、例えば、フレネルレンズ状にする。これにより、液晶層30の厚さを薄くすることができる。
例えば、フレネルレンズの端部に対応する位置に、電極(レンズ端電極)が配置される。フレネルレンズの段差部の谷部(極小値の部分)に対応する位置に、電極(フレネル電極)が配置される。フレネルレンズの段差部の山部(極大値の部分)に対応する位置に、電極(補助電極)が配置される。電極のそれぞれに印加される電圧を制御することにより、フレネルレンズ状の屈折率分布を得ることができる。
レンズ端電極によりは、レンズ端部の屈折率分布が形成される。フレネル電極により、例えば、屈折率分布に段差の谷(極小値)が形成される。補助電極により、例えば、屈折率分布に段差の山(極大値)が形成される。
例えば、第1電極11がレンズ端電極として用いられる。第2電極12及び第3電極13がフレネル電極して用いられる。第1付帯電極14及び第2付帯電極15が、補助電極として用いられる。
例えば、第1基板部10uは、第5電極12aと、第6電極13aと、第4付帯電極14aと、第5付帯電極15aと、をさらに含んでも良い。例えば、中点10Cと他方の第1電極11bとの間に第5電極12aが設けられる。第5電極12aと中点10Cとの間に第6電極13aが設けられる。第1電極11bと第5電極12aとの間に第4付帯電極14aが設けられる。第5電極12aと第6電極13aとの間に第5付帯電極15aが設けられる。
本実施形態においては、例えば、フレネルレンズ状の屈折率分布が液晶層30に形成される。フレネルレンズ状の屈折率分布において、段差部の数は2以上である。実施形態において、X軸方向に沿って配列する1対のレンズ端電極(例えば第1電極11a及び11b)が設けられる。それらの間に、例えば、少なくとも4つのフレネル電極と、少なくとも4つの補助電極と、が配置される。例えば、レンズ端電極(例えば第1電極11a)の隣に、補助電極(例えば第1付帯電極14)が配置される。さらに、レンズ端電極からレンズの中心側に向かって、フレネル電極(例えば第2電極12)、補助電極(例えば第2付帯電極15)及びフレネル電極(例えば第3電極13)がこの順で配置される。さらに、レンズ中心から、別のレンズ端に向かって、フレネル電極(例えば第6電極13a)、補助電極(例えば第5付帯電極15a)、フレネル電極(例えば第5電極12a)及び補助電極(例えば第4付帯電極14a)がこの順で配置され、そして、別のレンズ端電極(例えば第1電極11b)が配置される。
第1基板10及び第2基板20は、光に対して透過性である。例えば、可視光に対して透明である。第1基板10及び第2基板20には、例えば、ガラスまたは樹脂などの透明材料が用いられる。第1基板10及び第2基板20は、例えば、板状またはシート状である。第1基板10の厚さは、例えば、50マイクロメートル(μm)以上2000μm以下である。実施形態において、第1基板10の厚さは、任意である。
対向電極21、複数の第1電極11、第2電極12、第3電極13、第1付帯電極14及び第2付帯電極15のそれぞれは、例えば、インジウム(In)、錫(Sn)、亜鉛(Zn)及びチタン(Ti)よりなる群から選ばれた少なくとも1つ(1種)の元素を含む酸化物を含む。これらの電極には、例えば、ITOが用いられる。これにより、例えば、可視光に対する光透過性が得られる。例えば、In2O3及びSnO3の少なくともいずれかを用いてもよい。対向電極21、複数の第1電極11、第2電極12、第3電極13、第1付帯電極14及び第2付帯電極15のそれぞれの厚さは、例えば、10ナノメートル(nm)以上350nm以下である。例えば50nm程度である。約200nmでも良い。電極の厚さは、例えば、可視光に対して高い透過率が得られる厚さに設定される。
レンズ端電極の配設ピッチ(例えば、第1中心11aCと中心11bCとの間の距離)は、例えば、100μm以上1000μm以下である。配設ピッチは、所望な仕様(後述する屈折率分布型レンズの特性)に適合するように設定される。レンズ端電極のX軸方向に沿った長さ(幅)は、例えば、5μm以上50μm以下である。フレネル電極のX軸方向に沿った長さ(幅)は、例えば、5μm以上50μm以下である。補助電極のX軸方向に沿った長さ(幅)は、例えば、5μm以上50μm以下である。
例えば、第1電極11の幅(X軸方向に沿った長さ)、第2電極12の幅(X軸方向に沿った長さ)及び第3電極の幅(X軸方向に沿った長さ)は、それぞれ10μm程度である。
例えば、第2電極12のX軸方向における中心(第2中心12C)と第1中心11aCとの間のX軸方向に沿った距離(第1距離d1)は、第3電極13のX軸方向における中心(第3中心13C)と第2中心12Cとの間のX軸方向に沿った距離(第2距離d2)よりも長い。
第1中心11aCと第2中心12Cとの間の距離は、例えば、20μm以上100μm以下である。この例では、第1中心11aCと第2中心12Cとの間の距離は、80μmである。第3中心13Cと第2中心12Cとの間の距離は、例えば、20μm以上100μm以下である。この例では、40μmである。
すなわち、この例では、レンズ端電極(例えば第1電極11)の中心と、レンズ端電極の隣のフレネル電極(例えば第2電極12)の中心と、の間の第1距離d1は、第2電極12の中心と、第2電極12の隣のフレネル電極(例えば第3電極13)の中心と、の間の第2距離d2よりも長い。
第1付帯電極14のX軸方向における中心(第1付帯中心14C)と、第2中心12Cと、の間のX軸方向に沿った距離は、例えば、5μmである。第2付帯電極15のX軸方向における中心(第2付帯中心15C)と、第3中心13Cと、の間のX軸方向に沿った距離は、例えば、5μmである。第1付帯中心14Cと第1中心11aCと、の間のX軸方向に沿った距離は、第1付帯中心14aCと第2中心12Cと、の間のX軸方向に沿った距離よりも長い。
例えば、第3電極13の幅は、第2電極12の幅よりも狭い。第2付帯電極15の幅(X軸方向に沿った長さ)は、第1付帯電極15の幅(X軸方向に沿った長さ)よりも狭い。例えば、第2電極12の幅は、第1付帯電極15の幅よりも狭い。例えば、フレネル電極がレンズ端電極から離れるに従って、フレネル電極の幅が狭くなる。補助電極がレンズ端電極から離れるに従って、補助電極の幅が狭くなる。
例えば、第2電極12のX軸方向における中心(第2中心12C)と第1中心11aCとの間のX軸方向に沿った距離(第1距離d1)は、第3電極13のX軸方向における中心(第3中心13C)と第2中心12Cとの間のX軸方向に沿った距離(第2距離d2)よりも長い。
液晶層30の厚さ(液晶層30のZ軸方向に沿った長さ)は、例えば、10μm以上60μm以下であり、例えば、30μm程度である。液晶層30の厚さは、第1基板部10uと第2基板部20uとの間のZ軸方向に沿った距離である。
例えば、実施形態において、液晶層30における液晶の配向は、プレチルトを有する。プレチルトは、初期配列(電極に電圧を印加しない状態)における、液晶分子の長軸30d(ダイレクタ)の、X−Y平面に対する傾きである。プレチルト角は、液晶分子の長軸30dと、X−Y平面と、の間の角度である。「水平配向」の場合、プレチルト角は、例えば、0°よりも大きく45°未満である。本明細書においては、プレチルト角が45°未満の場合を、便宜的に水平配向と称する。液晶層30としてネマティック液晶を用いるとき、液晶分子の長軸30dは、異方性の大きい方向(軸)に対応する。
プレチルトの方向(初期配向におけるダイレクタの方向)は、例えば、クリスタルローテーション法などにより判定できる。また、液晶層30に電圧を印加して液晶の配向を変化させ、このときの液晶層30の光学特性を観測することでも、プレチルトの方向を判定できる。
第1基板部10uにおいて、例えばラビングなどの配向処理が行われる場合、配向処理の方向AD1は、例えば、X軸方向に沿う。この例において、第1基板部10uにおける配向処理の方向AD1は、例えば、+X方向である。配向処理の方向AD1が、X軸方向に対して傾斜していても良い。
なお、液晶分子の長軸30dを、X−Y平面に投影したときに、長軸30dは、X軸方向に対して平行でもよく、傾斜していてもよい。プレチルトの方向をX軸に投影したときに、プレチルトの方向は、X軸方向の成分を有している。例えば、X−Y平面に投影したときに、液晶層30の液晶分子の長軸方向と第1方向(X軸方向)との間の角度は、液晶分子の長軸方向と第2方向(Y軸方向)との間の角度よりも小さい。
例えば、液晶層30の第2基板部20uの近傍での配向方向は、液晶層30の第1基板部10uの近傍での配向方向に対して平行である。この例において、第2基板部20uにおける配向処理の方向AD2は、+X方向である。液晶層30において、液晶配向が、Z軸方向に沿ってツイストしていても良い。
第1基板部10uは、配向膜をさらに含んでも良い。配向膜は、液晶分子を配向させる。第1基板部10uの配向膜と第1基板10との間に、レンズ端電極、フレネル電極、補助電極が配置される。第2基板部20uは、配向膜をさらに含んでも良い。第2基板部20uの配向膜と第2基板20との間に、対向電極21が配置される。配向膜には、例えばポリイミドが用いられる。配向膜に例えばラビング処理を行うことで、液晶層30の初期配列が得られる。配向膜に光照射処理を行うことで、初期配向を得ても良い。この例では、液晶層30に含まれる液晶の誘電異方性が正であり、初期配列が水平方向である。
液晶光学装置111は、画像表示部80と共に用いられる。実施形態に係る画像表示装置211は、実施形態に係る任意の液晶光学装置(この例では液晶光学装置111)と、画像表示部80と、を含む。画像表示部80には、任意の表示装置を用いることができる。例えば、液晶表示装置、有機EL表示装置またはプラズマディスプレイなどを用いることができる。
複数の第1電極11、第2電極12、第3電極13、第1付帯電極14及び第2付帯電極15のそれぞれと、対向電極21と、の間に電圧を印加することで、液晶層30における液晶配向が変化する。この変化に伴って液晶層30に屈折率分布が形成される。この屈折率分布により、液晶光学装置111に入射する光の進行方向を変化させる。この光の進行方向の変化は、主に屈折効果に基づく。
画像表示部80は、表示部86を含む。表示部86は、液晶光学装置111と積層される。表示部86は、画像情報を含む光を液晶層30に入射させる。画像表示部80は、表示部86を制御する表示制御部87をさらに含むことができる。表示制御部87から表示部86に画像情報を含む信号が供給される。表示部86は、その信号に基づいて変調された光を生成する。表示部86は、例えば、複数の視差画像を含む光を出射する。液晶光学装置111は後述するように、光路を変更する動作状態と、光路を実質的に変更しない動作状態と、を有する。光路を変更する動作状態の液晶光学装置111に光が入射することで、画像表示装置211は、例えば、三次元表示を提供する。また、例えば、光路を実質的に変更しない動作状態において、画像表示装置211は、例えば、二次元画像表示を提供する。
駆動部77は、表示制御部87と有線または無線の方法(電気的方法または光学的方法など)により、接続されてもよい。画像表示装置211は、駆動部77と表示制御部87とを制御する制御部をさらに含んでもよい。
電極のそれぞれに印加される電圧は、直流電圧でも交流電圧でもよい。第1電位の極性は、例えば周期的に変化してもよい。例えば、対向電位を固定し、交流の第1電位を用いてもよい。対向電位の極性を周期的に変化させ、この極性の変化に連動して、第1電位を逆極性で変化させてもよい。すなわち、コモン反転駆動を行ってもよい。これにより、駆動回路の電源電圧を低くでき、駆動ICの耐圧仕様が緩和される。
例えば、対向電極21を0Vとする。そして、第1電極11に、5Vの実効値の電圧を有する矩形波状の交流電圧が印加される。第1付帯電極14に、例えば0Vが印加される。第2付帯電極15に、例えば0Vが印加される。第2電極12に、3Vの実効値の電圧を有する矩形波状の交流電圧が印加される。第3電極13に、3Vの実効値の電圧を有する矩形波状の交流電圧が印加される。
レンズ端電極(例えば第1電極11)と対向電極21との間に印加される電圧の実効値(第1電位差でも良い)と、それに隣接して配置されるフレネル電極(例えば第2電極12)と対向電極21との間に印加される電圧の実効値(第2電位差でも良い)と、の差(第1電圧差)は、この例では2Vである。一方、フレネル電極(例えば第2電極12)と対向電極21との間に印加される電圧の実効値(第2電位差でも良い)と、それに隣接して配置されるフレネル電極(例えば第3電極13)と対向電極21との間に印加される電圧の実効値(第3電位差でも良い)と、の差(第2電圧差)は、0Vである。すなわち、第1電圧差は、第2電圧差よりも大きい。
レンズ端電極と対向電極21との間に印加される電圧の実効値が最も大きい。レンズ端電極に比べ、フレネル電極のそれぞれと、対向電極21と、の間に印加される電圧の実効値が小さい。
例えば、レンズ端電極とそれに隣接する第1のフレネル電極との距離が、第1のフレネル電極とそれに隣接する第2のフレネル電極との距離よりも長く設定され、かつ、レンズ端電極及びフレネル電極において、隣接する電極間の距離の長い方が、隣接する電極の間における電圧の実効値の差が大きくなるように設定されている。
実施形態においては、第2中心12Cと第1中心11aCとの間の第1距離d1が、第3中心13Cと第2中心12Cとの間の第2距離d2よりも長いときに、第1電位と対向電位との差(第1電位差)の絶対値と、第2電位と対向電位との差(第2電位差)の絶対値と、の差を、第2電位差の絶対値と、第3電位と対向電位との差(第3電位差)の絶対値と、の差よりも大きくする。
これにより、後述するディスクリネーションの発生を抑制することができる。
これにより、後述するディスクリネーションの発生を抑制することができる。
逆に、後述するように、第2中心12Cと第3中心13Cとの間のX軸方向に沿った距離(第2距離d2)は、第1中心11aCと第2中心12Cとの間のX軸方向に沿った距離(第1距離d1)よりも長く、第2電位差の絶対値と、第3電位差の絶対値と、の差は、第1電位差の絶対値と、第2電位差の絶対値と、の差よりも大きくても良い。この場合も、ディスクリーションの発生を抑制できる。
この例では、第2中心12Cと第1中心11aCとの間の第1距離d1は、第3中心13Cと第2中心12Cとの間の第2距離d2よりも長く、第1電位差の絶対値と、第2電位差の絶対値と、の差は、第2電位差の絶対値と、第3電位差の絶対値と、の差よりも大きい。
本実施形態の動作の例について説明する。第1電極11付近の領域では、第1電極11に上述の電圧が印加されることにより、液晶層30の液晶配向が変化し、液晶のチルト角が大きくなる。例えば、この領域においては例えば垂直配向が形成される。この領域の実効的な屈折率は、常光に対する屈折率(n0)に近づく。一方、第1付帯電極14付近の領域においては、第1付帯電極と対向電極21との間の電圧の差が小さい(例えば電圧の差が無い)。この領域では、初期配列(例えば水平配向)、または、それに近い配向が形成される。X軸方向に振動する光に対するこの領域の屈折率は、異常光に対する屈折率(ne)に近づく。これにより、液晶層30において屈折率分布が形成される。これらの電極(第1電極11、第2電極12、第3電極13、第1付帯電極14、及び、第2付帯電極15)により、2段の(2つの段差部を有する)フレネルレンズ状の屈折率分布が形成される。この例では、屈折率分布における屈折率の段差の数は、2である。実施形態において、段差の数は、3以上でも良い。
液晶層30は、例えば、第1部分31と、第2部分32とを含む。第1部分31は、第1付帯電極14と対向電極21との間に位置する。第2部分32は、第2付帯電極15と対向電極21との間に位置する。この例では、第1部分31の少なくとも一部の実効的な屈折率は、第2部分32の実効的な屈折率よりも高い。
液晶光学装置111は、屈折率が面内で変化する液晶GRINレンズ(Gradient Index Lens)として機能する。液晶光学装置111において、レンチキュラー状の光学特性を有するレンズが形成される。そして、液晶光学装置111において、例えば、電圧を印加したときに、光路を変更する動作状態が形成され、電圧を印加しない時に実質的に光路を変更しない動作状態が得られる。
本願発明者による検討によれば、レンズ端電極の位置、フレネル電極の位置、レンズ端電極の電圧、及び、フレネル電極の電圧などに応じて、フレネル電極付近の液晶層30に配向欠陥が生じ易くなることが分かった。配向欠陥は、例えば、ディスクリネーションである。ディスクリネーションが発生すると、ディスクリネーションが発生していない部分における屈折率分布の形状も所望の状態ではなくなる。このため、所望のレンズ特性が得られない。
このとき、後述するように、例えば、上記のように、例えば、第1距離d1が第2距離d2よりも長いときに、第1電位差の絶対値と、第2電位差の絶対値と、の差を、第2電位差の絶対値と、第3電位差の絶対値と、の差よりも大きくすることで、配向欠陥を抑制できる。
図3は、第1の実施形態に係る別の液晶光学装置を例示する模式図である。
図3に例示したように、本実施形態に係る別の液晶光学装置111aにおいては、上記の第1電極11、第2電極12、第3電極13、第1付帯電極14及び第2付帯電極15に加えて、第4電極16及び第3付帯電極17がさらに設けられている。第4電極16及び第3付帯電極17は、第1面10a上に設けられる。第4電極16及び第3付帯電極17のそれぞれは、例えば、Y軸方向に延びる。第4電極16及び第3付帯電極17は、第1基板部10uに含まれる。第3付帯電極17は、第3電極13と第4電極16との間に設けられる。
図3に例示したように、本実施形態に係る別の液晶光学装置111aにおいては、上記の第1電極11、第2電極12、第3電極13、第1付帯電極14及び第2付帯電極15に加えて、第4電極16及び第3付帯電極17がさらに設けられている。第4電極16及び第3付帯電極17は、第1面10a上に設けられる。第4電極16及び第3付帯電極17のそれぞれは、例えば、Y軸方向に延びる。第4電極16及び第3付帯電極17は、第1基板部10uに含まれる。第3付帯電極17は、第3電極13と第4電極16との間に設けられる。
例えば、第4電極16がフレネル電極して用いられる。第3付帯電極17が、補助電極として用いられる。
この例では、第1基板部10uは、第7電極16aと、第6付帯電極17aと、をさらに含む。第6電極13aと中点10Cとの間に第7電極16aが設けられる。第6電極13aと第7電極16aとの間に第6付帯電極17aが設けられる。
例えば、第7電極16aがフレネル電極として用いられる。第6付帯電極17aが、補助電極として用いられる。
液晶光学装置111aにおいては、フレネルレンズの段差の数は、3である。
液晶光学装置111aにおいては、フレネルレンズの段差の数は、3である。
駆動部77(図3では図示しない)は、第4電極16、第3付帯電極17、第7電極16a及び第6付帯電極17aと、さらに電気的に接続される。
駆動部77は、第4電極16を第4電位にさら設定する。駆動部77は、第3付帯電極17を第3付帯電位に設定する。
例えば、第2電極12のX軸方向における第2中心12Cと、第3電極13のX軸方向における第3中心13Cと、の間のX軸方向に沿った距離(第2距離d2)は、第4電極16のX軸方向における第4中心16Cと、第3中心13Cと、の間の距離(第3距離d3)よりも長い。
このとき、液晶光学装置111aにおいては、駆動部77は、第2電位と対向電位との間の第2電位差の絶対値と、第3電位と対向電位との間の第3電位差の絶対値と、の差を、第3電位差の絶対値と、第4電位と対向電位との間の第4電位差の絶対値と、の差よりも大きくする。
このような電極の配置と電圧とにより、後述するように、配向欠陥を抑制できる。
このような電極の配置と電圧とにより、後述するように、配向欠陥を抑制できる。
液晶光学装置111aにおいても、第1距離d1は、第2距離d2よりも長い。このとき、例えば、既に説明したように、第1電位差の絶対値と、第2電位差の絶対値と、の差を、第2電位差の絶対値と、第3電位差の絶対値と、の差よりも大きくされる。これにより、さらに配向欠陥を抑制できる。
図4は、第1の実施形態に係る液晶光学装置の特性を例示するグラフ図である。
図4は、液晶光学装置111aの液晶層30における屈折率分布のシミュレーション結果を例示している。
図5は、参考例の液晶光学装置の特性を例示するグラフ図である。
図5は、参考例の液晶光学装置119の液晶層30における屈折率分布のシミュレーション結果を例示している。
図4は、液晶光学装置111aの液晶層30における屈折率分布のシミュレーション結果を例示している。
図5は、参考例の液晶光学装置の特性を例示するグラフ図である。
図5は、参考例の液晶光学装置119の液晶層30における屈折率分布のシミュレーション結果を例示している。
液晶光学装置111aにおいては、第1中心11aCと第2中心12Cとの間の距離(第1距離d1)は、80μmである。第3中心13Cと第2中心12Cとの間の距離(第2距離d2)は、40μmである。第4中心16Cと第3中心13Cとの間の距離(第3距離d3)は、40μmである。
一方、液晶光学装置119においては、第1距離d1は、40μmであり、第2距離d2は、80μmであり、第3距離d3は、80μmである。すなわち、液晶光学装置119においては、第1電極11の中心と第2電極の中心との間の第1距離d1が、第2電極12の中心と第3電極13の中心との間の第2距離d2よりも短い。これ以外の構成は、液晶光学装置112と同様である。
図4及び図5において、横軸は、X軸方向の位置Pxを示す。図4及び図5において、縦軸は、光学パラメータ値ndを示す。光学パラメータ値ndは、液晶層30中の実効的な屈折率と、液晶層30の厚さと、の積である。この例では、厚さは一定であるので、光学パラメータ値ndの変化は、実効的な屈折率の変化に対応する。実効的な屈折率は、液晶層30に印加される電圧によって変化する。実効的な屈折率の変化により、レンズが形成され、光の進行方向に変化が生じる。
図4及び図5において、横軸は、X軸方向の位置Pxを示す。図4及び図5において、縦軸は、光学パラメータ値ndを示す。光学パラメータ値ndは、液晶層30中の実効的な屈折率と、液晶層30の厚さと、の積である。この例では、厚さは一定であるので、光学パラメータ値ndの変化は、実効的な屈折率の変化に対応する。実効的な屈折率は、液晶層30に印加される電圧によって変化する。実効的な屈折率の変化により、レンズが形成され、光の進行方向に変化が生じる。
図5に表したように、液晶光学装置119においては、第3電極13に対応する位置13pにおいて、ディスクリネーションが発生している。これに伴い、第3電極13に対応する位置13p以外の部分の液晶層30中においても屈折率分布が所望の形状から変形している。
一方、図4に表したように、実施形態に係る液晶光学装置111aにおいては、ディスクリネーションが実質的に発生していない。屈折率分布の変形が抑制されている。
実施形態においては、レンズ端電極(例えば第1電極11)の電圧の実効値が最も大きく設定される。このレンズ端電極によって、例えば同心の円筒状の電界分布が生じる。この電界により、レンズ端電極の付近のフレネル電極付近の領域において、ディスクリネーションの発生が抑制されると考えられる。
液晶のチルト方向が逆転するリバースチルトが発生したときに、順チルトの領域とリバースチルトの領域との境界において、ディスクリネーションが発生する。このとき、上述のように、例えばレンズ端電極によって上記の電界分布を生じさせることにより、この電界によって、液晶分子のチルト方向を制御することができる。その結果、リバースチルトの発生を抑制することができる。
例えば、レンズ端電極に近い領域では、リバースチルトが発生し難い。例えば、レンズ端電極から離れると、リバースチルトが発生しやすく、ディスクリネーションが発生しやすくなる。
リバースチルトの発生は、フレネル電極(例えば第2電極12、第3電極13及び第4電極16など)に印加される電圧の影響を大きく受ける。レンズ端電極に近いほど、電圧を高くしてもリバースチルトが発生しにくい。レンズ端電極から離れるに従って、電圧の実効値を小さくする。これにより、レンズの全体において、リバースチルトの発生を抑制することができる。
本実施形態においては、上述のように、隣接するフレネル電極どうしの関係、または、レンズ端電極とそれに隣接するフレネル電極との関係において、電極どうしの距離(中心どうしの距離)と、電圧の大きさの関係と、を適切に設定する。
各々の電極の対向電極に対する電圧の実効値に関して、隣接する電極の電圧の実効値の差を、隣接する電極間距離の長い方において、大きくする。これにより、フレネル電極近傍でのディスクリネーションの発生が抑制される。そして、ディスクリネーション部以外も含めて、屈折率分布の変形を抑制する。これにより、所望の特性のフレネルレンズの効果を得ることができる。このような効果が、液晶光学装置111及び111aにおいて得られる。本実施形態に係る液晶光学装置111及び111a、並びに画像表示装置211によれば、高品位の表示を提供することができる。
以下、液晶光学装置の特性の例について説明する。
図6は、液晶光学装置の特性を例示する表である。
図6は、電極に印加する電圧(設定される電位)と、電極の位置と、を変化させたときの、ディスクリネーションの発生の有無のシミュレーション結果を例示している。
図6は、液晶光学装置の特性を例示する表である。
図6は、電極に印加する電圧(設定される電位)と、電極の位置と、を変化させたときの、ディスクリネーションの発生の有無のシミュレーション結果を例示している。
図6に示した例では、液晶光学装置111と同様の構成において、電極の中心どうしの距離と、電極に印加する電圧と、が変更されている。
図6の例では、対向電極21の電圧が0Vとされている。電圧VF1は、第3電極13に印加される電圧である。電圧VEA1は、第2付帯電極15に印加される電圧である。電圧VF2は、第2電極12に印加される電圧である。電圧VEA2は、第1付帯電極14に印加される電圧である。電圧VEは、第1電極11に印加される電圧である。
図6において、第1距離d1(第2中心12Cと第3中心13Cとの間の距離)と、第2距離d2(第1中心11aCと第2中心12Cとの間の距離)と、が変更されている。
図6において、第1距離d1(第2中心12Cと第3中心13Cとの間の距離)と、第2距離d2(第1中心11aCと第2中心12Cとの間の距離)と、が変更されている。
図6において、「○」印は、ディスクリネーションが発生しないことを表す。「F1」印は、第3電極13付近の液晶層30においてディスクリネーションが発生することを表す。「F2」印は、第2電極12付近の液晶層30においてディスクリネーションが発生することを表す。
例えば、第1距離d1が80μmで、第2距離d2が40μmで、電圧VF1が3Vで、電圧VEA1が0Vで、電圧VF2が3Vで、電圧VEA2が0Vで、電圧VEが5Vである条件が、液晶光学装置111に対応する。
例えば、第1距離d1が80μmで、第2距離d2が40μmで、電圧VF1が3Vで、電圧VEA1が0Vで、電圧VF2が5Vで、電圧VEA2が0Vで、電圧VEが9Vである条件が、液晶光学装置112に対応する。
例えば、第1距離d1が80μmで、第2距離d2が40μmで、電圧VF1が3Vで、電圧VEA1が0Vで、電圧VF2が5Vで、電圧VEA2が2Vで、電圧VEが9Vである条件が、液晶光学装置113に対応する。
例えば、第1距離d1が40μmで、第2距離d2が80μmで、電圧VF1が3Vで、電圧VEA1が0Vで、電圧VF2が3Vで、電圧VEA2が0Vで、電圧VEが5Vである条件が、液晶光学装置119aに対応する。
図6に表したように、液晶光学装置111、112及び113においては、ディスクリネーションは発生しない。一方、液晶光学装置119aにおいては、第3電極13付近の液晶層30においてディスクリネーションが発生する。
液晶光学装置111、112及び113においては、第1距離d1(第2電極12の第2中心12Cと第1中心11Cとの間の距離)は、第2距離d2(第3電極13の第3中心13Cと第2中心12Cとの間の距離)よりも長い。
このとき、これらの液晶光学装置においては、第1電位と対向電位との間の第1電位差の絶対値と、第2電位と対向電位との間の第2電位差の絶対値と、の差は、第2電位差の絶対値と、第3電位と対向電位との間の第3電位差の絶対値と、の差よりも大きくされている。このような電圧は、駆動部77により設定される。
液晶光学装置112においては、第1電位差の絶対値は、第2電位差の絶対値よりも大きく、第3電位差の絶対値よりも大きい。第2電位差の絶対値は、前記第3電位差の絶対値よりも大きい。このような条件により、例えば、レンズ端電極によって発生した電界によってリバースチルトの発生が抑制される。その結果、ディスクリネーションの発生が抑制される。
液晶光学装置112においては、レンズ端電極と、レンズ端電極に隣接するフレネル電極と、の間の距離が、このフレネル電極と、さらにレンズ端電極から離れた位置に配置されたフレネル電極との距離よりも長い。例えば、対向電極21とレンズ端電極との間に印加される電圧の実効値を最も大きくする。レンズ端電極からの距離が長くなるに従って、対向電極21とフレネル電極との間に印加される電圧の実効値が小さい。これにより、リバースチルトの発生が抑制され、ディスクリネーションの発生が抑制される。
液晶光学装置113においては、第1付帯電位と対向電位との差(第1付帯差)の絶対値と、第2電位差の絶対値と、の差は、第2付帯電位と対向電位との差(第2付帯差)の絶対値と、第3電位差の絶対値と、の差よりも大きい。第1付帯差の絶対値は、第2付帯差の絶対値よりも大きい。
補助電極は、互いに隣接するフレネル電極またはレンズ端電極の電極の、電圧の実効値が小さい方の電極の近くに配置されている。例えば、補助電極がレンズ端電極より離れるに従って、対向電極21と補助電極との間に印加される電圧の実効値が小さくなるようにする。例えば、レンズ端電極からの距離が長くなるに従い、隣接するフレネル電極と補助電極との間における電圧の実効値の差が小さくなるようにする。これにより、リバースチルトの発生が抑制される。ディスクリネーションの発生が抑制される。
例えば、第1付帯差(第1付帯電位と対向電位との間の差)の絶対値は、第2電位差の絶対値よりも小さくされる。例えば、第2付帯差(第2付帯電位と対向電位との間の差)の絶対値は、第3電位差の絶対値よりも小さくされる。これにより、適正な屈折率分布を形成し易くなる。
または、以下のようにしても良い。第1距離d1が第2距離よりも短い場合、第1電位と対向電位との間の第1電位差の絶対値と、第2電位と前記対向電位との間の第2電位差の絶対値と、の差を、第2電位差の絶対値と、第3電位と対向電位との間の第3電位差の絶対値と、の差よりも小さくする。このような条件によっても、リバースチルトの発生が抑制され、ディスクリネーションの発生が抑制される。
さらに、屈折率分布が3つの段差を有する場合(例えば液晶光学装置111aなど)は、以下のようにしても良い。この場合は、第4電極16がさらに設けられる。このとき、例えば、第2距離d2(第2電極12のX軸方向における第2中心12Cと、第3電極13のX軸方向における第3中心13Cと、の間のX軸方向に沿った距離)を、第3距離d3(第4電極16のX軸方向における第1付帯中心14Cと、第3中心13Cと、の間のX軸方向に沿った距離)よりも長く設定する。このときには、駆動部77は、第2電位と対向電位との間の第2電位差の絶対値と、第3電位と対向電位との間の第3電位差の絶対値と、の差を、第3電位差の絶対値と、第4電位と対向電位との間の第4電位差の絶対値と、の差よりも大きくする。
または、以下としても良い。例えば、第2距離d2を、第3距離d3よりも短く設定する。このときには、駆動部77は、第2電位と対向電位との間の第2電位差の絶対値と、第3電位と対向電位との間の第3電位差の絶対値と、の差を、第3電位差の絶対値と、第4電位と対向電位との間の第4電位差の絶対値と、の差よりも小さくする。
これにより、屈折率分布が3つの段差を有する場合においても、ディスクリネーションの発生を抑制することができる。
(第2の実施形態)
図7は、第2の実施形態に係る液晶光学装置を例示する模式図である。
図7に表したように、液晶光学装置120においても、第1基板部10uと、第2基板部20uと、液晶層30と、駆動部77と、が設けられる。液晶光学装置120においては、対向電極21は、第1対向部21aと第2対向部21bとを含む。これ以外については、液晶光学装置120には、液晶光学装置111に関して説明したものと同様の構成及び材料を適用される。この例では、第1対向部21aは、第1電極11a、第2電極12、第3電極13、第1付帯電極14及び第2付帯電極15と、対向する。一方、第2対向部は、第1電極11b、第5電極12a、第6電極13a、第4付帯電極14a及び第5付帯電極115aと、対向する。例えば、第2対向部21bは、X軸方向において、第1対向部21aと離間する。
図7は、第2の実施形態に係る液晶光学装置を例示する模式図である。
図7に表したように、液晶光学装置120においても、第1基板部10uと、第2基板部20uと、液晶層30と、駆動部77と、が設けられる。液晶光学装置120においては、対向電極21は、第1対向部21aと第2対向部21bとを含む。これ以外については、液晶光学装置120には、液晶光学装置111に関して説明したものと同様の構成及び材料を適用される。この例では、第1対向部21aは、第1電極11a、第2電極12、第3電極13、第1付帯電極14及び第2付帯電極15と、対向する。一方、第2対向部は、第1電極11b、第5電極12a、第6電極13a、第4付帯電極14a及び第5付帯電極115aと、対向する。例えば、第2対向部21bは、X軸方向において、第1対向部21aと離間する。
駆動部77は、例えば、第1対向部21aを第1対向電位に設定し、第2対向部21bを第2対向電位に設定する。これにより、液晶層30に印加される電圧をより制御しやすくなる。液晶層30における屈折率の分布を制御しやすくなる。
上記のような第1対向部21a及び第2対向部21bは、第1の実施形態に関して説明した任意の液晶光学装置(例えば、液晶光学装置111a、112及び113など)及びその変形の液晶光学装置において設けても良い。
実施形態によれば、高品位の光学特性を有する液晶光学装置及び画像表示装置が提供される。
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、第1基板部、第1基板、第1〜第6電極、付帯電極、第2基板部、対向電極、第2基板、液晶層、駆動部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
その他、本発明の実施の形態として上述した液晶光学装置及び画像表示装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての液晶光学装置及び画像表示装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
10…第1基板、 10C…中点、 10a…第1面、 10u…基板部、 11、11a、11b…第1電極、 11aC…第1中心、 11bC…中心、 12…電極、 12C…第2中心、 12a…第5電極、 13…第3電極、 13C…第3中心、 13a…第6電極、 13p…位置、 14…第1付帯電極、 14C…第1付帯中心、 14a…第4付帯電極、 15…第2付帯電極、 15C…第2付帯中心、 15a…第5付帯電極、 16…第4電極、 16C…第4中心、 16a…第7電極、 17…第3付帯電極、 17a…第6付帯電極、 20…第2基板、 20a…第2面、 20u…第2基板部、 21…対向電極、 21a…第1対向部、 21b…第2対向部、 30…液晶層、 30d…長軸、 31…第1部分、 32…第2部分、 77…駆動部、 80…画像表示部、 86…表示部、 87…表示制御部、 111、111a、112、113、119、119a、120…液晶光学装置、 211…画像表示装置、 AD1、AD2…方向、 Px…位置、 d1〜d3…第1〜第3距離、 nd…光学パラメータ値
Claims (20)
- 第1基板部であって、
第1面を有する第1基板と、
前記第1面に設けられ第1方向に並ぶ複数の第1電極と、
最近接の前記複数の第1電極のうちの一方の電極の前記第1方向における第1中心と、前記最近接の前記複数の第1電極のうちの他方の電極の前記第1方向における中心と、を結ぶ線分の中点と、前記一方の電極と、の間に設けられた第2電極と、
前記第2電極と前記中点との間に設けられた第3電極と、
を含む第1基板部と、
第2基板部であって、
前記第1面と対向する第2面を有する第2基板と、
前記第2面に設けられた対向電極と、
を含む第2基板部と、
前記第1基板部と前記第2基板部との間に設けられた液晶層と、
前記対向電極を対向電位に設定し、前記複数の第1電極のそれぞれを第1電位に設定し、前記第2電極を第2電位に設定し、前記第3電極を第3電位に設定する駆動部と、
を備え、
前記第2電極の前記第1方向における第2中心と前記第1中心との間の前記第1方向に沿った第1距離は、前記第3電極の前記第1方向における第3中心と前記第2中心との間の前記第1方向に沿った第2距離よりも長く、
前記駆動部は、前記第1電位と前記対向電位との間の第1電位差の絶対値と、前記第2電位と前記対向電位との間の第2電位差の絶対値と、の差を、前記第2電位差の前記絶対値と、前記第3電位と前記対向電位との間の第3電位差の絶対値と、の差よりも大きくする液晶光学装置。 - 前記第1電位差の前記絶対値は、前記第2電位差の前記絶対値よりも大きく、前記第3電位差の前記絶対値よりも大きい請求項1記載の液晶光学装置。
- 前記第2電位差の前記絶対値は、前記第3電位差の前記絶対値よりも大きい請求項1または2に記載の液晶光学装置。
- 第1基板部であって、
第1面を有する第1基板と、
前記第1面に設けられ第1方向に並ぶ複数の第1電極と、
最近接の前記複数の第1電極のうちの一方の電極の前記第1方向における第1中心と、前記最近接の前記複数の第1電極のうちの他方の電極の前記第1方向における中心と、を結ぶ線分の中点と、前記一方の電極と、の間に設けられた第2電極と、
前記第2電極と前記中点との間に設けられた第3電極と、
前記第3電極と前記中点との間に設けられた第4電極と、
を含む第1基板部と、
第2基板部であって、
前記第1面と対向する第2面を有する第2基板と、
前記第2面に設けられた対向電極と、
を含む第2基板部と、
前記第1基板部と前記第2基板部との間に設けられた液晶層と、
前記対向電極を対向電位に設定し、前記複数の第1電極のそれぞれを第1電位に設定し、前記第2電極を第2電位に設定し、前記第3電極を第3電位に設定し、前記第4電極を第4電位に設定する駆動部と、
を備え、
前記第2電極の前記第1方向における第2中心と前記第3電極の前記第1方向における第3中心との間の前記第1方向に沿った第2距離は、前記第4電極の前記第1方向における第4中心と前記第3中心との間の前記第1方向に沿った第3距離よりも長く、
前記駆動部は、前記第2電位と前記対向電位との間の第2電位差の絶対値と、前記第3電位と前記対向電位との間の第3電位差の絶対値と、の差を、前記第3電位差の前記絶対値と、前記第4電位と前記対向電位との間の第4電位差の絶対値と、の差よりも大きくする液晶光学装置。 - 前記第1基板部は、前記第3電極と前記第4電極との間に設けられた第3付帯電極をさらに含む請求項4記載の液晶光学装置。
- 前記第1基板部は、
前記一方の電極と前記第2電極との間に設けられた第1付帯電極と、
前記第2電極と前記第3電極との間に設けられた第2付帯電極と、
をさらに含む請求項1〜5のいずれか1つに記載の液晶光学装置。 - 前記駆動部は、前記第1付帯電極を第1付帯電位に設定し、前記第2付帯電極を第2付帯電位に設定し、
前記駆動部は、前記第1付帯電位と前記対向電位との間の第1付帯差の絶対値を前記第2電位差の前記絶対値よりも小さくし、
前記駆動部は、前記第2付帯電位と前記対向電位との間の第2付帯差の絶対値を前記第3電位差の前記絶対値よりも小さくする請求項6記載の液晶光学装置。 - 前記駆動部は、前記第1付帯電極を第1付帯電位に設定し、前記第2付帯電極を第2付帯電位に設定し、
前記駆動部は、前記第1付帯電位と前記対向電位との第1付帯差の絶対値と、前記第2電位差の前記絶対値と、の差を、前記第2付帯電位と前記対向電位との第2付帯差の絶対値と、前記第3電位差の前記絶対値と、の差よりも大きくする請求項6または7に記載の液晶光学装置。 - 前記第1付帯差の前記絶対値は、前記第2付帯差の前記絶対値よりも大きい請求項8記載の液晶光学装置。
- 前記第1付帯電位の絶対値は、前記対向電位の絶対値よりも大きい請求項7または8に記載の液晶光学装置。
- 前記第1付帯電極の前記第1方向における第1付帯中心と前記第1中心との間の距離は、前記第1付帯中心と前記第2中心との間の距離よりも長い請求項6〜10のいずれか1つに記載の液晶光学装置。
- 前記第2付帯電極の前記第1方向に沿った長さは、前記第1付帯電極の前記第1方向に沿った長さよりも短い請求項6〜11のいずれか1つに記載の液晶光学装置。
- 前記第2電極の前記第1方向に沿った長さは、前記第1付帯電極の前記第1方向に沿った長さよりも短い請求項6〜12のいずれか1つに記載の液晶光学装置。
- 前記第1電極、前記第2電極、前記第3電極、前記第1付帯電極及び前記第2付帯電極は、第1方向と交差する第2方向に沿って延びる請求項6〜13のいずれか1つに記載の液晶光学装置。
- 第1基板部であって、
第1面を有する第1基板と、
前記第1面に設けられ第1方向に並ぶ複数の第1電極と、
最近接の前記複数の第1電極のうちの一方の電極の前記第1方向における第1中心と、前記最近接の前記複数の第1電極のうちの他方の電極の前記第1方向における中心と、を結ぶ線分の中点と、前記一方の電極と、の間に設けられた第2電極と、
前記第2電極と前記中点との間に設けられた第3電極と、
前記一方の電極と前記第2電極との間に設けられた第1付帯電極と、
前記第2電極と前記第3電極との間に設けられた第2付帯電極と、
を含む第1基板部と、
第2基板部であって、
前記第1面と対向する第2面を有する第2基板と、
前記第2面に設けられた対向電極と、
を含む第2基板部と、
前記第1基板部と前記第2基板部との間に設けられた液晶層と、
前記対向電極を対向電位に設定し、前記複数の第1電極のそれぞれを第1電位に設定し、前記第2電極を第2電位に設定し、前記第3電極を第3電位に設定する駆動部と、
を備え、
前記液晶層は、前記第1付帯電極と前記対向電極との間に設けられた第1部分と、前記第2付帯電極と前記対向電極との間に設けられた第2部分と、を含み、
前記第1部分の少なくとも一部の屈折率は、前記第2部分の屈折率よりも高い液晶光学装置。 - 第1基板部であって、
第1面を有する第1基板と、
前記第1面に設けられ第1方向に並ぶ複数の第1電極と、
最近接の前記複数の第1電極のうちの一方の電極の前記第1方向における第1中心と、前記最近接の前記複数の第1電極のうちの他方の電極の前記第1方向における中心と、を結ぶ線分の中点と、前記一方の電極と、の間に設けられた第2電極と、
前記第2電極と前記中点との間に設けられた第3電極と、
を含む第1基板部と、
第2基板部であって、
前記第1面と対向する第2面を有する第2基板と、
前記第2面に設けられた対向電極と、
を含む第2基板部と、
前記第1基板部と前記第2基板部との間に設けられた液晶層と、
前記対向電極を対向電位に設定し、前記複数の第1電極のそれぞれを第1電位に設定し、前記第2電極を第2電位に設定し、前記第3電極を第3電位に設定する駆動部と、
を備え、
前記第2電極の前記第1方向における第2中心と前記第1中心との間の前記第1方向に沿った第1距離は、前記第3電極の前記第1方向における第3中心と前記第2中心との間の前記第1方向に沿った第2距離よりも短く、
前記駆動部は、前記第1電位と前記対向電位との間の第1電位差の絶対値と、前記第2電位と前記対向電位との間の第2電位差の絶対値と、の差を、前記第2電位差の前記絶対値と、前記第3電位と前記対向電位との間の第3電位差の絶対値と、の差よりも小さくする液晶光学装置。 - 前記第3電極の前記第1方向に沿った長さは、前記第2電極の前記第1方向に沿った長さよりも短い請求項1〜16のいずれか1つに記載の液晶光学装置。
- 前記液晶層に含まれる液晶分子の長軸方向と前記第1方向との間の角度は、前記長軸方向と前記第2方向との間の角度よりも小さい請求項1〜17のいずれか1つに記載の液晶光学装置。
- 前記第1電極は、インジウム、錫、亜鉛及びチタンの少なくとも1つの元素を含む酸化物を含む請求項1〜18のいずれか1つに記載の液晶光学装置。
- 請求項1〜19のいずれか1つに記載の液晶光学装置と、
前記液晶光学装置と積層され、画像情報を含む光を前記液晶層に入射させる表示部を含む画像表示部と、
を備えた画像表示装置。
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