液晶光學(xué)設(shè)備、圖像顯示裝置、以及驅(qū)動(dòng)設(shè)備的制作方法
【專利摘要】公開(kāi)了液晶光學(xué)設(shè)備、圖像顯示裝置、以及驅(qū)動(dòng)設(shè)備。液晶光學(xué)設(shè)備包括液晶光學(xué)單元和驅(qū)動(dòng)單元。液晶光學(xué)單元包括第一襯底單元、第二襯底單元，以及液晶層。第一襯底單元包括第一襯底、多個(gè)第一電極，以及第二電極。第二襯底單元包括第二襯底和第一相對(duì)電極。驅(qū)動(dòng)單元在折射率分布形成操作中在第一相對(duì)電極和第一電極之間施加第一電壓，并且在第一相對(duì)電極和第二電極之間施加第二電壓。驅(qū)動(dòng)單元在折射率分布形成操作之前的第一預(yù)備操作中在第一相對(duì)電極和第一電極之間施加第三電壓，并且在第一相對(duì)電極和第二電極之間施加第四電壓。
【專利說(shuō)明】液晶光學(xué)設(shè)備、圖像顯示裝置、以及驅(qū)動(dòng)設(shè)備
[0001]對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)基于2012年9月5日提出的在前的日本專利申請(qǐng)N0.2012-195227 ;并要求它的優(yōu)先權(quán)；該專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容以引用的方式并入本文中。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]此處所描述的各實(shí)施例一般涉及液晶光學(xué)設(shè)備、圖像顯示裝置，以及驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0004]存在包括通過(guò)利用液晶分子的雙折射性根據(jù)電壓的施加而改變折射率的分布的液晶光學(xué)單元的液晶透鏡設(shè)備。存在用于驅(qū)動(dòng)該液晶光學(xué)單元的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。此外，還存在組合了液晶透鏡設(shè)備和圖像顯示單元的圖像顯示裝置。
[0005]通過(guò)改變液晶光學(xué)單元的折射率的分布，圖像顯示裝置在導(dǎo)致由圖像顯示單元所顯示的圖像如由圖像顯示單元顯示的那樣入射到人觀察者的眼睛上的狀態(tài)和導(dǎo)致由圖像顯示單元所顯示的圖像作為多個(gè)視差圖像入射到人觀察者的眼睛上的狀態(tài)之間切換。從而，實(shí)現(xiàn)二維圖像顯示操作和三維圖像顯示操作。高顯示質(zhì)量是這樣的圖像顯示裝置所必需的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種液晶光學(xué)設(shè)備。該液晶光學(xué)設(shè)備包括液晶光學(xué)單元和驅(qū)動(dòng)單元。液晶光學(xué)單元包括第一襯底單元、第二襯底單元，以及液晶層。第一襯底單兀包括第一襯底、多個(gè)第一電極，以及第二電極。第一襯底具有第一主要表面。在第一主要表面上提供了第一電極以在第一方向延伸。在第一主要表面上的第一電極之間提供了第二電極，以在第一方向延伸。第二襯底單元包括第二襯底和第一相對(duì)電極。第二襯底具有第二主要表面。第二主要表面與第一主要表面相對(duì)。在第二主要表面上提供了第一相對(duì)電極。在第一襯底單元和第二襯底單元之間提供了液晶層。驅(qū)動(dòng)單元電連接到第一電極、第二電極，以及第一相對(duì)電極。驅(qū)動(dòng)單元被配置成實(shí)現(xiàn)在液晶層中形成折射率分布的第一操作，以及第一操作之前的第一預(yù)備操作。驅(qū)動(dòng)單元被配置成在第一操作中在第一相對(duì)電極和第一電極之間施加第一電壓，在第一相對(duì)電極和第二電極之間施加第二電壓。驅(qū)動(dòng)單兀被配置成在第一預(yù)備操作中在第一相對(duì)電極和第一電極之間施加第三電壓，在第一相對(duì)電極和第二電極之間施加第四電壓。第三電壓的絕對(duì)值小于第一電壓的絕對(duì)值。第四電壓的絕對(duì)值大于第三電壓的絕對(duì)值。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種圖像顯示裝置。該圖像顯示裝置包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面的液晶光學(xué)設(shè)備，以及與液晶光學(xué)單元層疊的圖像顯示單元。圖像顯示單元包括被配置成發(fā)出要入射到液晶層上的包括圖像信息的光的顯示單元。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種驅(qū)動(dòng)設(shè)備。該驅(qū)動(dòng)設(shè)備包括電連接到根據(jù)本發(fā)明的第一方面的液晶光學(xué)設(shè)備的連接單元。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的液晶光學(xué)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)連接單元電連接到第一電極、第二電極以及第一相對(duì)電極。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的示意截面圖；
[0010]圖2A和圖2B是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的操作的圖；
[0011]圖3是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的特征的照片；
[0012]圖4是參考示例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的特征的照片；
[0013]圖5是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的特征的照片；
[0014]圖6A和圖6B是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的其他操作的圖形；
[0015]圖7A和圖7B是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的其他操作的圖形；
[0016]圖8A和圖SB是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的其他操作的圖形；
[0017]圖9A和圖9B是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的其他操作的圖形；
[0018]圖1OA和圖1OB是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的另一液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的示意截面圖和圖形；
[0019]圖11是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的示意截面圖；
[0020]圖12A到圖12E是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的操作的圖形；
[0021]圖13是示出了根據(jù)第三實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的示意截面圖；以及
[0022]圖14是示出了根據(jù)第四實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)設(shè)備的示意截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，液晶光學(xué)設(shè)備包括液晶光學(xué)單元和驅(qū)動(dòng)單元。液晶光學(xué)單元包括第一襯底單元、第二襯底單元，以及液晶層。第一襯底單元包括第一襯底、多個(gè)第一電極，以及第二電極。第一襯底具有第一主要表面。在第一主要表面上提供了第一電極以在第一方向延伸。在第一主要表面上的第一電極之間提供了第二電極，以在第一方向延伸。第二襯底單元包括第二襯底和第一相對(duì)電極。第二襯底具有第二主要表面。第二主要表面與第一主要表面相對(duì)。在第二主要表面上提供了第一相對(duì)電極。在第一襯底單元和第二襯底單元之間提供了液晶層。驅(qū)動(dòng)單元電連接到第一電極、第二電極，以及第一相對(duì)電極。驅(qū)動(dòng)單元被配置成實(shí)現(xiàn)在液晶層中形成折射率分布的第一操作，以及第一操作之前的第一預(yù)備操作。驅(qū)動(dòng)單元被配置成在第一操作中在第一相對(duì)電極和第一電極之間施加第一電壓，在第一相對(duì)電極和第二電極之間施加第二電壓。驅(qū)動(dòng)單元被配置成在第一預(yù)備操作中在第一相對(duì)電極和第一電極之間施加第三電壓，在第一相對(duì)電極和第二電極之間施加第四電壓。第三電壓的絕對(duì)值小于第一電壓的絕對(duì)值。第四電壓的絕對(duì)值大于第三電壓的絕對(duì)值。[0024]下面將參考各個(gè)附圖來(lái)描述各實(shí)施例。
[0025]附圖是示意性的或概念性的；而各部份的厚度和寬度、各部份之間的大小的比例等等之間的關(guān)系不一定與其實(shí)際值相同。進(jìn)一步地，甚至對(duì)于相同的部份，在各附圖之間，大小和/或比例可以以不同的方式示出。
[0026]在本申請(qǐng)的附圖和說(shuō)明書(shū)中，類似于對(duì)于上面的附圖所描述的那些組件的組件用類似的參考編號(hào)標(biāo)記，相應(yīng)地省略了詳細(xì)描述。
[0027]第一實(shí)施例
[0028]圖1是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的示意截面圖。
[0029]如圖1所示，根據(jù)實(shí)施例的圖像顯示裝置311包括液晶光學(xué)設(shè)備211和圖像顯示單元80。圖像顯示單元80可以包括任何顯示設(shè)備。例如，可以使用液晶顯示器、有機(jī)EL顯示器設(shè)備、等離子體顯示器等等。
[0030]液晶光學(xué)設(shè)備211包括液晶光學(xué)單元111和驅(qū)動(dòng)單元77。
[0031]液晶光學(xué)單元111包括第一襯底單元10u、第二襯底單元20u，以及液晶層30。
[0032]第一襯底單元IOu包括第一襯底10、多個(gè)第一電極11，以及第二電極12。
[0033]第一襯底10具有第一主要表面10a。在第一主要表面IOa上提供了多個(gè)第一電極
11。多個(gè)第一電極11中的每一個(gè)都在第一方向延伸。多個(gè)第一電極11在交叉第一方向的方向排列。圖1示出了多個(gè)第一電極11中的三個(gè)。多個(gè)第一電極11的數(shù)量是任意的。
[0034]以第一方向作為Y軸方向。以平行于第一主要表面IOa并垂直于Y軸方向的第二方向作為X軸方向。以垂直于X軸方向和Y軸方向的方向作為Z軸方向。
[0035]多個(gè)第一電極11例如沿著X軸方向排列。
[0036]現(xiàn)在將關(guān)注多個(gè)第一電極11中的兩個(gè)最靠近的第一電極11。以兩個(gè)最靠近的第一電極11中的一個(gè)作為第一主要電極11a。以兩個(gè)最靠近的第二電極11中的另一個(gè)作為第二主要電極lib。
[0037]中心軸59在最靠近的第一電極11(例如，第一主要電極Ila和第二主要電極Ilb)之間。當(dāng)投影到X-Y面(平行于第一主要表面IOa的平面)上時(shí)，中心軸59平行于Y軸方向，并穿過(guò)將第一主要電極Ila的X軸方向的中心IIaC連接到第二主要電極Ilb的X軸方向的中心IlbC的線段的中點(diǎn)。
[0038]以中心軸59和第一主要電極Ila (兩個(gè)最靠近的第一電極11中的一個(gè))之間的第一主要表面IOa的區(qū)域作為第一區(qū)域R1。以中心軸59和第二主要電極Ilb (兩個(gè)最靠近的第二電極11中的另一個(gè))之間的第一主要表面IOa的區(qū)域作為第二區(qū)域R2。以從第一主要電極Ila朝向第二主要電極Ilb的方向作為+X方向。從第一主要電極Ilb朝向第一主要電極Ila的方向?qū)?yīng)于-X軸方向。
[0039]在第一主要表面IOa上的多個(gè)第一電極11之間提供了第二電極12，其在Y軸方向延伸。在此示例中，提供了多個(gè)第二電極12。多個(gè)第二電極12中的每一個(gè)都在第一襯底10上的多個(gè)第一電極11之間提供。多個(gè)第二電極12在Y軸方向延伸，并在X軸方向與多個(gè)第一電極11分離。在此示例中，至少第一子電極12a和第二子電極12b是作為第二電極12提供的。
[0040]在第一區(qū)域Rl中，在第一主要表面IOa上提供了多個(gè)第二電極12中的第一子電極12a。在第二區(qū)域R2中，在第一主要表面IOa上提供了多個(gè)第二電極12中的第二子電極12b。
[0041]第二襯底單元20u包括第二襯底20和相對(duì)電極(第一相對(duì)電極)21。第二襯底20具有與第一主要表面IOa相對(duì)的第二主要表面20a。在第二主要表面20a上提供了相對(duì)電極21。
[0042]第一襯底10、第一電極11、第二電極12、第二襯底20，以及相對(duì)電極21是透光的。具體而言，這些組件是透明的。
[0043]第一襯底10和第二襯底20可以包括例如諸如玻璃、樹(shù)脂等等之類的透明材料。第一襯底10和第二襯底20具有板狀配置或片狀配置。第一襯底10和第二襯底20的厚度是例如不小于50微米(μ m)并且不超過(guò)2000 μ m。然而厚度是任意的。
[0044]第一電極11、第二電極12，以及相對(duì)電極21包括例如包括從In、Sn、Zn，以及Ti中選擇的至少一種(一類)元素的氧化物。這些電極可以包括例如ΙΤ0。例如，可以使用從In2O3和SnO3中選擇的至少一種。這些電極的厚度是例如大約200納米(nm)(例如，不小于IOOnm并且不超過(guò)350nm)。電極的厚度被設(shè)置為例如相對(duì)于可見(jiàn)光獲取高透射率的厚度。
[0045]第一電極11的設(shè)置間距(最靠近的第一電極11的X軸方向中心之間的距離)是例如不小于10 μ m并且不超過(guò)1000 μ m。設(shè)置間距被設(shè)定為匹配所需規(guī)格(下面所描述的梯度折射率透鏡的特征)。沿著X軸方向的第一電極11和第二電極12的長(zhǎng)度(寬度)是例如不小于5 μ m并且不超過(guò)300 μ m。
[0046]在此示例中，第二電極12與第一電極11相鄰。更具體而言，第一子電極12a與第一主要電極Ila相鄰；而第二子電極12b與第二主要電極Ilb相鄰。第一電極11和第二電極12之間的沿著X軸方向的距離例如不超過(guò)兩個(gè)最靠近的第一電極11的X軸方向中心之間的在X軸方向的距離的1/4。第一主要電極Ila和第一子電極12a之間的沿著X軸方向的距離和第二主要電極Ilb和第二子電極12b之間的沿著X軸方向的距離例如不小于5 μ m并且不超過(guò)120 μ m。
[0047]在第一襯底單元IOu和第二襯底單元20u之間提供了液晶層30。液晶層30包括液晶材料。液晶材料可以包括向列液晶(在液晶光學(xué)單元111的使用溫度具有向列相)。液晶材料具有正的介電各向異性或負(fù)的介電各向異性。在正的介電各向異性的情況下，液晶層30的液晶的初始配向(當(dāng)不向液晶層30施加電壓時(shí)的配向)是例如水平配向。在負(fù)的介電各向異性的情況下，液晶層30的液晶的初始配向是垂直配向。
[0048]沿著Z軸方向的液晶層30的長(zhǎng)度(厚度)例如不小于20 μ m并且不超過(guò)50 μ m。在此示例中，液晶層30的厚度是30 μ m。換言之，液晶層30的厚度是第一襯底單元IOu和第二襯底單元20u之間的沿著Z軸方向的距離。
[0049]液晶層30的液晶的配向可以具有預(yù)傾。在預(yù)傾中，例如，液晶的指向矢30d沿著從第一主要電極IIa朝向第二主要電極Ilb的+X方向，從第一襯底單元IOu朝向第二襯底單元20u取向。
[0050]預(yù)傾角度是液晶的X-Y面和指向矢30d (在長(zhǎng)軸方向液晶分子的軸)之間的角度。在水平配向的情況下，預(yù)傾角度是例如小于45°并大于0°。在垂直配向的情況下，預(yù)傾角度是例如小于90°并大于45°。
[0051]在說(shuō)明書(shū)中為了方便起見(jiàn)，水平配向是指預(yù)傾角度小于45°的情況；而為了方便起見(jiàn)，垂直配向是指預(yù)傾角度大于45°的情況。[0052]例如，預(yù)傾的方向可以由晶體旋轉(zhuǎn)法等等來(lái)確定。此外，預(yù)傾的方向還可以通過(guò)改變液晶的配向(通過(guò)向液晶層30施加電壓，并通過(guò)觀察此時(shí)液晶層30的光學(xué)特性)來(lái)確定。
[0053]在對(duì)第一襯底單元IOu的配向處理通過(guò)例如摩擦等等來(lái)執(zhí)行的情況下，配向處理的方向沿著+X方向。在此示例中，對(duì)第一襯底單元IOu的配向處理的方向是例如+X方向。
[0054]當(dāng)液晶的指向矢30d被投影到X-Y面上時(shí)，指向矢30d的軸可以平行于+X方向，或不平行于+X方向。當(dāng)預(yù)傾的方向被投影到X軸上時(shí)，預(yù)傾的方向具有+X方向分量。
[0055]第二襯底單元20u附近的液晶層30的配向方向反平行于第一襯底單元IOu附近的液晶層30的配向方向。在此示例中，對(duì)第二襯底單元20u的配向處理的方向是-X軸方向。換言之，初始配向不是擴(kuò)散(splay)配向。
[0056]第一襯底單元IOu還可以包括配向膜(未示出)。多個(gè)第一電極11和多個(gè)第二電極12被設(shè)置在第一襯底10和第一襯底單元IOu的配向膜之間。第二襯底單元20u還可以包括配向膜(未示出)。相對(duì)電極21被設(shè)置在第二襯底20和第二襯底單元20u的配向膜之間。這些配向膜可以包括例如聚酰亞胺。液晶層30的初始配向通過(guò)例如對(duì)配向膜執(zhí)行摩擦來(lái)獲得。對(duì)第一襯底單元IOu的摩擦的方向反向平行于對(duì)第二襯底單元20u的摩擦方向。初始配向可以通過(guò)對(duì)配向膜執(zhí)行光照射來(lái)獲得。
[0057]現(xiàn)在將描述液晶層30中所包括的液晶的介電各向異性是正的并且初始配向是水平配向的情況。
[0058]液晶層30的液晶配向通過(guò)在相對(duì)電極21和第一電極11之間以及在相對(duì)電極21和第二電極12之間施加電壓來(lái)改變。根據(jù)此改變，在液晶層30中形成了折射率分布。入射到液晶光學(xué)單兀111上的光的傳播方向通過(guò)折射率分布來(lái)改變。光的傳播方向的改變主要基于折射效應(yīng)。
[0059]圖像顯示單元80包括顯示單元86。顯示單元86與液晶光學(xué)單元111層疊。顯示單元86發(fā)出要入射到液晶層30上的包括圖像信息的光。圖像顯示單元80還可以包括控制顯示單元86的顯示控制單元87。顯示單元86產(chǎn)生基于從顯示控制單元87向顯示單元86提供的信號(hào)調(diào)制的光。例如，顯示單元86發(fā)出包括多個(gè)視差圖像的光。如下面所描述的，液晶光學(xué)單元111具有光路被修改的操作狀態(tài)，以及光路基本上不修改的操作狀態(tài)。例如，圖像顯示裝置311通過(guò)在光路被修改的操作狀態(tài)中入射到液晶光學(xué)單元111上的光來(lái)提供三維顯示。圖像顯示裝置311在例如光路基本上不修改的操作狀態(tài)中提供例如二維圖像顯示。
[0060]驅(qū)動(dòng)單元77可以通過(guò)有線或無(wú)線方法(電氣法、光學(xué)法等等)連接到顯示控制單元87。圖像顯示裝置311還可以包括控制驅(qū)動(dòng)單元77和顯示控制單元87的控制單元(未示出)。
[0061]驅(qū)動(dòng)單元77電連接到第一電極11、第二電極12，以及相對(duì)電極21。為更加容易查看圖1中的附圖，驅(qū)動(dòng)單元77和第一電極11之間的互連的一部分未示出；而驅(qū)動(dòng)單元77和第二電極12之間的互連未示出。
[0062]圖2A和圖2B是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的操作的圖形。
[0063]圖2A和圖2B是示出了驅(qū)動(dòng)單元77的操作的圖形。[0064]在圖2A中，垂直軸是在第一電極11和相對(duì)電極21之間施加的電壓V11 ;而水平軸是時(shí)間t。
[0065]在圖2B中，垂直軸是在第二電極12和相對(duì)電極21之間施加的電壓V12 ;而水平軸是時(shí)間t。
[0066]如圖2A和圖2B所示，驅(qū)動(dòng)單元77在折射率分布形成間隔RP實(shí)現(xiàn)折射率分布形成操作(第一操作)，并在第一預(yù)備間隔PPi實(shí)現(xiàn)第一預(yù)備操作。
[0067]在折射率分布形成操作中，驅(qū)動(dòng)單元77通過(guò)在第二電極12和相對(duì)電極21之間施加第二電壓V2,同時(shí)在第一電極11和相對(duì)電極21之間施加第一電壓VI,在液晶層30中形成折射率分布31。
[0068]驅(qū)動(dòng)單元77在折射率分布形成操作之前實(shí)現(xiàn)第一預(yù)備操作。在此示例中，驅(qū)動(dòng)單元77直接在第一預(yù)備操作之后實(shí)現(xiàn)折射率分布形成操作。驅(qū)動(dòng)單元77與第一預(yù)備操作連續(xù)地實(shí)現(xiàn)折射率分布形成操作。其他操作可以在第一預(yù)備操作和折射率分布形成操作之間實(shí)現(xiàn)。
[0069]在第一預(yù)備操作中，驅(qū)動(dòng)單元77在第二電極12和相對(duì)電極21之間施加第四電壓V4,同時(shí)在第一電極11和相對(duì)電極21之間施加第三電壓V3。
[0070]第三電壓V3的絕對(duì)值小于第一電壓Vl的絕對(duì)值。第四電壓V4的絕對(duì)值大于第三電壓V3的絕對(duì)值。第四電壓V4的絕對(duì)值大于第二電壓V2的絕對(duì)值。第一電壓Vl的絕對(duì)值大于第二電壓V2的絕對(duì)值。在此示例中，第四電壓V4的絕對(duì)值大于第一電壓Vl的絕對(duì)值。第四電壓V4的絕對(duì)值可以基本上與第一電壓Vl的絕對(duì)值相同。第一電壓Vl是例如6V ;而第二電壓V2是例如3V。
[0071]如此，在折射率分布形成操作中，驅(qū)動(dòng)單元77向第一電極11施加具有大于第二電極12的電壓的絕對(duì)值的電壓。在第一預(yù)備操作中，向第二電極12施加絕對(duì)值大于第一電極11的電壓的絕對(duì)值的電壓。
[0072]第一預(yù)備間隔PPl之前的間隔(當(dāng)?shù)谝活A(yù)備操作未實(shí)現(xiàn)時(shí)的間隔)是例如當(dāng)在第二電極12和相對(duì)電極21之間未施加電壓時(shí)的間隔。換言之，在此間隔中，在第一電極11和相對(duì)電極21之間基本上沒(méi)有電勢(shì)差，在第二電極12和相對(duì)電極21之間基本上沒(méi)有電勢(shì)差。在第一預(yù)備間隔PPl之前的間隔中，在第一電極11和相對(duì)電極21之間以及在第二電極12和相對(duì)電極21之間可施加電壓。在這樣的情況下，將第一到第四電壓Vl到V4的絕對(duì)值設(shè)置為大于參考電壓(其預(yù)先施加的電壓是參考)的絕對(duì)值就足夠了。
[0073]在說(shuō)明書(shū)中為了方便起見(jiàn)，在兩個(gè)電極之間電勢(shì)相同(零伏特)的狀態(tài)也包括在施加電壓的狀態(tài)中。
[0074]第一電壓Vl到第四電壓V4可以是直流電壓或交流電壓。在使用交流電壓的情況下，第三電壓V3的有效值小于第一電壓Vl的有效值。第四電壓V4的有效值大于第三電壓V3的有效值。第四電壓V4的有效值大于第二電壓V2的有效值。第一電壓Vl的有效值大于第二電壓V2的有效值。第四電壓V4的有效值大于第一電壓Vl的有效值。
[0075]例如，第一電壓Vl到第四電壓V4的極性可以周期性地改變。例如,相對(duì)電極21的電勢(shì)可以是固定的，第一電極11的電勢(shì)或第二電極12的電勢(shì)可以隨著交流電電流而變化。相對(duì)電極21的電勢(shì)的極性可以周期性地改變；第一電極11的電勢(shì)或第二電極12的電勢(shì)可以隨著相對(duì)電極21的電勢(shì)的極性的變化而變化，但是帶有反向極性。換言之，可以執(zhí)行常見(jiàn)的反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。從而，可以降低激勵(lì)電路的電源電壓；而驅(qū)動(dòng)IC的擊穿電壓規(guī)范放松。
[0076]在液晶層30的預(yù)傾角度相對(duì)較小(例如，不超過(guò)10度)的情況下，涉及液晶層30的液晶配向的變化的閾值電壓Vth相對(duì)明顯。在這樣的情況下，例如，第一電壓Vl到第四電壓V4被設(shè)置為大于閾值電壓Vth。通過(guò)施加第一到第四電壓Vl到V4，來(lái)改變液晶層30的液晶配向。
[0077]在折射率分布形成間隔RP中，在施加了第一電壓Vl和第二電壓V2的區(qū)域中，在液晶層30中形成液晶的傾斜角大的配向(例如，垂直配向)。這些區(qū)域的有效折射率相對(duì)于正常光接近折射率(％)。
[0078]另一方面，在第一主要電極IIa和第一子電極12a之間的區(qū)域、第一子電極12a和第二子電極12b之間的區(qū)域，以及第二子電極12b和第二主要電極Ilb之間的區(qū)域，沿著Z軸方向不施加電壓。在這些區(qū)域形成初始配向(例如，水平配向)或與初始配向相近的配向。對(duì)于在X軸方向振動(dòng)的光的這些區(qū)域的折射率接近對(duì)于異常光的折射率(\)。從而，在液晶層30中形成折射率分布31。
[0079]在折射率分布31中，例如，折射率的變化不小于對(duì)于異常光的折射率和對(duì)于正常光的折射率之間的差值的大約20%并且不超過(guò)大約80%。
[0080]在此示例中，例如，折射率分布31具有對(duì)應(yīng)于菲涅耳透鏡的厚度的分布的配置。液晶光學(xué)單元111充當(dāng)其中折射率在平面中變化的液晶GRIN透鏡(梯度折射率透鏡)。在液晶光學(xué)單元111中形成具有帶有透鏡狀的配置的光學(xué)特性的透鏡陣列。在此示例中，在液晶層30中以透鏡陣列配置形成折射率分布31，其中，在X軸方向復(fù)數(shù)地排列了沿著Y軸方向延伸的菲涅耳透鏡。折射率分布31的配置不僅限于類似于菲涅耳透鏡的配置，并可以是例如凸透鏡配置等等。
[0081]在形成的折射率分布31中，中心軸59的位置對(duì)應(yīng)于透鏡中心的位置；而第一主要電極Ila和第二主要電極Ilb的位置對(duì)應(yīng)于透鏡端部的位置。
[0082]例如，在液晶光學(xué)單元111中，當(dāng)施加第一電壓Vl和第二電壓V2時(shí)，獲得其中光路被修改的操作狀態(tài)；而當(dāng)不施加第一電壓Vl和第二電壓V2時(shí)，獲得其中光路基本上不被修改的操作狀態(tài)。
[0083]圖3是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的特征的照片。
[0084]圖4是參考示例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的特征的照片。
[0085]圖3和圖4是示出了通過(guò)偏光顯微鏡觀察到的折射率分布形成操作中的液晶光學(xué)單元111的狀態(tài)的照片。
[0086]對(duì)于圖3中的觀察，在第一預(yù)備操作實(shí)現(xiàn)之后實(shí)現(xiàn)折射率分布形成操作。另一方面，對(duì)于圖4中的觀察，在不實(shí)現(xiàn)第一預(yù)備操作的情況下實(shí)現(xiàn)折射率分布形成操作。
[0087]在如圖4所示不實(shí)現(xiàn)第一預(yù)備操作的情況下，觀察到液晶的配向雜亂AD，例如，在液晶層30中的第一電極11和相對(duì)電極21之間的部分等處。在圖4中，例如，觀察到旋轉(zhuǎn)位移作為配向雜亂AD。
[0088]由于反向傾斜、反向扭曲等等，發(fā)生旋轉(zhuǎn)位移。旋轉(zhuǎn)位移處于不穩(wěn)定狀態(tài)的能量方式，因?yàn)橛捎谂湎蛴虻呐湎驙顟B(tài)之間的平衡，在具有不同的傾斜角和/或扭轉(zhuǎn)角的配向域之間的邊界處形成旋轉(zhuǎn)位移。然后，當(dāng)發(fā)生某些觸發(fā)時(shí)，旋轉(zhuǎn)位移容易變化。例如，沿著電極的延伸方向，以幾倍于電極寬度的間距發(fā)生彎曲；而旋轉(zhuǎn)位移區(qū)域的寬度是不發(fā)生彎曲的情況的多倍。在顯著地發(fā)生彎曲的此狀態(tài)下，旋轉(zhuǎn)位移區(qū)域?qū)σ壕Ч鈱W(xué)單元的光學(xué)特性退化的影響大大地增大。
[0089]相反，在折射率分布形成操作在如圖3所示實(shí)現(xiàn)第一預(yù)備操作之后實(shí)現(xiàn)的情況下，與不實(shí)現(xiàn)第一預(yù)備操作的情況相比液晶的配向雜亂AD被抑制。在圖3中，基本上觀察不到配向雜亂AD。
[0090]如此，對(duì)于根據(jù)實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備211和圖像顯示裝置311，可以抑制配向雜亂AD的發(fā)生；并可以獲得高顯示質(zhì)量。例如，可以抑制旋轉(zhuǎn)位移的發(fā)生以及旋轉(zhuǎn)位移的波度。
[0091]圖5是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的特征的照片。
[0092]圖5是示出了通過(guò)偏光顯微鏡觀察到的第一預(yù)備操作中的液晶光學(xué)單元111的狀態(tài)的照片。
[0093]如圖5所示，也在第一預(yù)備操作中，基本上觀察不到液晶的配向雜亂AD。
[0094]在第一電極11和相對(duì)電極21之間以及在第二電極12和相對(duì)電極21之間不施加電壓的狀態(tài)下(電壓V11和電壓V12是參考電壓的狀態(tài))，液晶的配向的波動(dòng)大?？梢哉J(rèn)為，配向雜亂AD的發(fā)生是由液晶的配向的波動(dòng)所引起的。
[0095]可以認(rèn)為，在實(shí)現(xiàn)第一預(yù)備操作的情況下配向雜亂AD的抑制是由向其施加高電壓(具有大絕對(duì)值的電壓)的第二電極12所產(chǎn)生的電場(chǎng)的影響。例如，由第二電極12所產(chǎn)生的電場(chǎng)也影響第一電極11和相對(duì)電極21之間的液晶的配向。從而，液晶層30的液晶的配向在第一電極11和相對(duì)電極21之間匹配。換言之，可以認(rèn)為，第一電極11和相對(duì)電極21之間的液晶層30的液晶的配向的波動(dòng)通過(guò)第一預(yù)備操作的實(shí)現(xiàn)來(lái)抑制。從而，可以認(rèn)為，配向雜亂AD被抑制。
[0096]當(dāng)評(píng)估液晶光學(xué)設(shè)備的特征時(shí)，本申請(qǐng)的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，有配向雜亂AD的程度大的情況，并且有配向雜亂AD的程度小的情況。然后，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)在配向雜亂AD和當(dāng)施加電壓的時(shí)刻之間似乎有關(guān)系。然后，作為對(duì)驅(qū)動(dòng)單元77的驅(qū)動(dòng)狀況執(zhí)行調(diào)查的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)可以減少配向雜亂AD的條件。即，發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)在實(shí)現(xiàn)第一預(yù)備操作之后實(shí)現(xiàn)折射率分布形成操作來(lái)抑制配向雜亂AD。此特征是通過(guò)本申請(qǐng)的發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)和調(diào)查首先發(fā)現(xiàn)的。
[0097]在此示例中，第一電極11和第二電極12之間的沿著X軸方向的距離不超過(guò)兩個(gè)最靠近的第一電極11的X軸方向中心之間的在X軸方向的距離的1/4。從而，可以適當(dāng)?shù)叵虻谝浑姌O11和相對(duì)電極21之間的液晶施加電場(chǎng)；更適當(dāng)?shù)匾种婆湎螂s亂AD。在此示例中，兩個(gè)第二電極12,即，第一子電極12a和第二子電極12b,被置于第一電極11的X軸方向的兩側(cè)。從而，可以適當(dāng)?shù)叵虻谝浑姌O11和相對(duì)電極21之間的液晶施加電場(chǎng)；并且進(jìn)一步抑制配向雜亂AD。在第一主要電極Ila和第二主要電極Ilb之間可以有第二電極12中的一個(gè)。第二電極12可以只在第一電極11的X軸方向的僅一側(cè)是相鄰的。
[0098]圖6A和圖6B是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的其他操作的圖形。
[0099]在圖6A和圖6B中，垂直軸和水平軸與圖2A和圖2B的垂直軸和水平軸相同。
[0100]在如圖6A和圖6B所示的此示例中，在第一預(yù)備操作中施加第三電壓V3之后，驅(qū)動(dòng)單元77進(jìn)一步在第一電極11和相對(duì)電極21之間施加中間電壓Vm。中間電壓Vm的絕對(duì)值小于第一電壓Vl的絕對(duì)值，并大于第三電壓V3的絕對(duì)值。例如，在第一預(yù)備操作中，驅(qū)動(dòng)單元77使第一電極11和相對(duì)電極21之間的電壓V11逐步從第三電壓V3增加到第一電壓VI。此時(shí)，電壓V11的增加速率例如不小于6V/秒，并且不超過(guò)60V/秒。電壓在第三電壓V3和第一電壓Vl之間的增加可以是連續(xù)的，或者可以是分階段進(jìn)行。
[0101]在電壓突然從第三電壓V3變?yōu)榈谝浑妷篤l的情況下，液晶的配向的變化也變得突然，這會(huì)導(dǎo)致配向雜亂AD。例如，容易發(fā)生彎曲的旋轉(zhuǎn)位移。
[0102]通過(guò)逐步增加電壓V11,可以抑制液晶的配向的突然變化；可以更適當(dāng)?shù)匾种婆湎螂s亂AD的發(fā)生。例如，可以更適當(dāng)?shù)匾种菩D(zhuǎn)位移的發(fā)生以及旋轉(zhuǎn)位移的波度。
[0103]圖7A和圖7B是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的其他操作的圖形。
[0104]在圖7A和圖7B中，垂直軸和水平軸與圖2A和圖2B的垂直軸和水平軸相同。
[0105]如圖7A和圖7B所示，在此示例中，驅(qū)動(dòng)單元77進(jìn)一步在第二預(yù)備間隔PP2中實(shí)現(xiàn)第二預(yù)備操作。驅(qū)動(dòng)單元77在第一預(yù)備操作和折射率分布形成操作之間實(shí)現(xiàn)第二預(yù)備操作。在第二預(yù)備操作中，驅(qū)動(dòng)單元77在第二電極12和相對(duì)電極21之間施加第五電壓V5。第五電壓V5的絕對(duì)值小于第二電壓V2的絕對(duì)值。在第二預(yù)備操作中，驅(qū)動(dòng)單元77在第一電極11和相對(duì)電極21之間施加第一電壓VI。第二預(yù)備操作的電壓V11可以是第三電壓V3。
[0106]在第一預(yù)備操作中，有在第二電極12和向其施加了高電壓的相對(duì)電極21之間的液晶中發(fā)生配向雜亂AD的情況。通過(guò)實(shí)現(xiàn)第二預(yù)備操作，可以抑制第二電極12和相對(duì)電極21之間的液晶的配向雜亂AD的發(fā)生。在液晶光學(xué)設(shè)備211和圖像顯示裝置311中，顯
示質(zhì)量更高。
[0107]在第二預(yù)備操作中，在第一電極11和相對(duì)電極21之間施加第一電壓VI。從而，由第一電極11所產(chǎn)生的電場(chǎng)影響第二電極12和相對(duì)電極21之間的液晶的配向。液晶的配向的波動(dòng)在第二電極12和相對(duì)電極21之間的液晶層30中被抑制。從而，第二電極12和相對(duì)電極21之間的液晶的配向雜亂AD的出現(xiàn)可以更適當(dāng)?shù)乇灰种啤?br>
[0108]圖8A和圖SB是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的其他操作的圖形。
[0109]在圖8A和圖8B中，垂直軸和水平軸與圖2A和圖2B的垂直軸和水平軸相同。
[0110]在如圖8A和圖8B所示的此示例中，在第二預(yù)備操作中，驅(qū)動(dòng)單元77將第五電壓V5的絕對(duì)值(有效值)設(shè)置為不超過(guò)0.5V。驅(qū)動(dòng)單元77將第五電壓V5的絕對(duì)值設(shè)置為基本上0V。從而，第二電極12和相對(duì)電極21之間的液晶層30的液晶的配向的波動(dòng)可以更適當(dāng)?shù)乇灰种?。在液晶光學(xué)設(shè)備211和圖像顯示裝置311中，顯示質(zhì)量更高。
[0111]圖9A和圖9B是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的其他操作的圖形。
[0112]在圖9A和圖9B中，垂直軸和水平軸與圖2A和圖2B的垂直軸和水平軸相同。
[0113]在如圖9A和圖9B所示的此示例中，在第一預(yù)備操作中，驅(qū)動(dòng)單元77在開(kāi)始施加第四電壓V4之后開(kāi)始施加第三電壓V3。第四電壓V4的施加的開(kāi)始是例如當(dāng)電壓V12從參考電壓達(dá)到第四電壓V4時(shí)的時(shí)間點(diǎn)tl。第三電壓V3的施加的開(kāi)始是例如當(dāng)電壓V11從參考電壓達(dá)到第三電壓V3時(shí)的時(shí)間點(diǎn)t2。[0114]通過(guò)在第三電壓V3之前施加第四電壓V4，例如，由第二電極12所產(chǎn)生的電場(chǎng)對(duì)第一電極11和相對(duì)電極21之間的液晶的影響可以進(jìn)一步增加。例如，第一電極11和相對(duì)電極21之間的液晶層30的液晶的配向的波動(dòng)進(jìn)一步被抑制。從而，液晶光學(xué)設(shè)備211和圖像顯示裝置311的顯示質(zhì)量更高。
[0115]圖1OA和圖1OB是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的另一液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的示意截面圖和圖形。
[0116]在圖1OB中，水平軸是X軸方向的位置χ(μπι);而垂直軸是向電極施加的電壓V(V)。
[0117]在如圖1OA和圖1OB所示的此示例的液晶光學(xué)設(shè)備212和圖像顯示裝置312中，驅(qū)動(dòng)單元77在液晶層30中以棱鏡配置形成折射率分布31。
[0118]圖1OB示出了在以棱鏡配置形成折射率分布31的情況下向第一電極11和第二電極12施加的電壓的概念。在圖1OB中示出了第一主要電極Ila的位置xlla、第二主要電極Ilb的位置xllb、第一子電極12a的位置xl2a，以及第二子電極12b的位置xl2b。
[0119]例如，在如圖1OB所示以棱鏡配置形成折射率分布31的情況下，向電極施加電壓以提供圍繞第一主要電極Ila和第二主要電極Ilb (在一個(gè)間距內(nèi))之間的中心軸59的不對(duì)稱性。例如，向第一主要電極Ila施加最高電壓；而向第二主要電極Ilb施加最低電壓。向電極施加的電壓在第一主要電極I Ia和第二主要電極I Ib之間逐步降低。
[0120]換言之，驅(qū)動(dòng)單元77向第一子電極12a施加低于第一主要電極Ila的電壓的電壓，向第二子電極12b施加低于第一子電極12a的電壓的電壓，并向第二主要電極IIb施加低于第二子電極12b的電壓的電壓。
[0121]驅(qū)動(dòng)單元77將第一子電極12a和相對(duì)電極21之間的電壓的絕對(duì)值設(shè)置為小于第一主要電極Ila和相對(duì)電極21之間的電壓的絕對(duì)值。驅(qū)動(dòng)單元77將第二子電極12b和相對(duì)電極21之間的電壓的絕對(duì)值設(shè)置為小于第一子電極12a和相對(duì)電極21之間的電壓的絕對(duì)值。
[0122]更具體而言例如驅(qū)動(dòng)單元77向第一主要電極Ila施加具有6V的有效值的電壓，向第一子電極12a施加具有3V的有效值的電壓，向第二子電極12b施加具有IV的有效值的電壓，并向第二主要電極Ilb施加具有OV的有效值的電壓。從而，可以在液晶層30中形成具有棱鏡配置的折射率分布31。
[0123]如此，在液晶層30中形成的折射率分布31可以具有透鏡配置并可以具有棱鏡配置。甚至在以棱鏡配置形成折射率分布31的情況下，驅(qū)動(dòng)單元77在實(shí)現(xiàn)第一預(yù)備操作之后實(shí)現(xiàn)折射率分布形成操作。從而，可以提高液晶光學(xué)設(shè)備212和圖像顯示裝置312的顯示質(zhì)量。例如，在以透鏡配置形成折射率分布31的情況下，向電極施加電壓以提供圍繞第一主要電極Ila和第二主要電極Ilb之間的中心軸59的對(duì)稱性就足夠了。
[0124]第二實(shí)施例
[0125]圖11是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的示意截面圖。
[0126]在根據(jù)如圖11所示的實(shí)施例的圖像顯示裝置321中，液晶光學(xué)設(shè)備221的液晶光學(xué)單元121還包括第三電極13、第四電極14，以及第五電極15。第三電極13、第四電極14，以及第五電極15沿著Y軸方向延伸。第三電極13、第四電極14，以及第五電極15以復(fù)數(shù)提供。分別在多個(gè)第一電極11之間的每一個(gè)間隔中提供多個(gè)第三電極13。分別在多個(gè)第一電極11之間的每一個(gè)間隔中提供多個(gè)第四電極14。分別在多個(gè)第一電極11之間的每一個(gè)間隔中提供多個(gè)第五電極15。
[0127]第三電極13包括第三子電極13a和第四子電極13b。在第一子電極12a和中心軸59之間提供了第三子電極13a。在第二子電極12b和中心軸59之間提供了第四子電極13b。
[0128]第四電極14包括第五子電極14a和第六子電極14b。在第三子電極13a和中心軸59之間提供了第五子電極14a。在第四子電極13b和中心軸59之間提供了第六子電極14b。
[0129]在第五子電極14a和第六子電極14b之間提供了第五電極15。在此示例中，當(dāng)投影到X-Y面上時(shí)，第五電極15重疊中心軸59。例如，當(dāng)投影到X-Y面上時(shí)，第五電極15的X軸方向中心重疊中心軸59。
[0130]驅(qū)動(dòng)單元77電連接到第一電極11、第二電極12、第三電極13、第四電極14、第五電極15，以及相對(duì)電極21。為更加容易查看圖11中的附圖，驅(qū)動(dòng)單元77和第一電極11之間的互連的一部分未示出。驅(qū)動(dòng)單元77和第二電極12之間的互連未示出。驅(qū)動(dòng)單元77和第三電極13之間的互連未示出。驅(qū)動(dòng)單元77和第四電極14之間的互連未示出。驅(qū)動(dòng)單元77和第五電極15之間的互連未示出。
[0131]圖12A到圖12E是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的操作的圖形。
[0132]在圖12A到圖12E中，垂直軸分別是第一電極11和相對(duì)電極21之間施加的第一電壓Vn、在第二電極12和相對(duì)電極21之間施加的第二電壓V12、在第三電極13和相對(duì)電極21之間施加的電壓V13、在第四電極14和相對(duì)電極21之間施加的電壓V14,以及在第五電極15和相對(duì)電極21之間施加的電壓V15。在圖12A到圖12E中，水平軸是時(shí)間t。
[0133]在如圖12A到圖12E所示的折射率分布形成操作中，驅(qū)動(dòng)單元77在第一電極11和相對(duì)電極21之間施加第一電壓VI。在第二電極12和相對(duì)電極21之間施加第二電壓V2。在第三電極13和相對(duì)電極21之間施加第六電壓V6。在第四電極14和相對(duì)電極21之間施加第七電壓V7。在第五電極15和相對(duì)電極21之間施加第八電壓V8。
[0134] 在此示例中，第六電壓V6的絕對(duì)值小于第二電壓V2的絕對(duì)值。第七電壓V7的絕對(duì)值小于第六電壓V6的絕對(duì)值。第八電壓V8的絕對(duì)值小于第七電壓V7的絕對(duì)值。第八電壓V8的絕對(duì)值基本上是例如0V。如此，在折射率分布形成操作中，驅(qū)動(dòng)單元77向第一電極11施加最高電壓，向第二電極12施加次最高電壓，并向第五電極15施加最低電壓。從而，可以在折射率分布形成操作中在液晶層30中形成較好的折射率分布31。
[0135]在第一預(yù)備操作中，驅(qū)動(dòng)單元77在第一電極11和相對(duì)電極21之間施加第三電壓V3。在第二電極12和相對(duì)電極21之間施加第四電壓V4。在第三電極13和相對(duì)電極21之間施加第九電壓V6。在第四電極14和相對(duì)電極21之間施加第十電壓V10。在第五電極15和相對(duì)電極21之間施加第^ 電壓VII。
[0136]在此示例中，第九電壓V9的絕對(duì)值基本上與第四電壓V4的絕對(duì)值相同。第十電壓VlO的絕對(duì)值基本上與第四電壓V4的絕對(duì)值相同。第十一電壓Vll的絕對(duì)值基本上與第四電壓V4的絕對(duì)值相同。換言之，在第一預(yù)備操作中，驅(qū)動(dòng)單元77向第二電極12、第三電極13、第四電極14，以及第五電極15施加比第一電極11的電壓高一些的電壓(具有較大的絕對(duì)值的電壓)。
[0137]從而，例如，可以在第一電極11和相對(duì)電極21之間的液晶施加較強(qiáng)的電場(chǎng)。例如，第一電極11和相對(duì)電極21之間的液晶的配向的波動(dòng)進(jìn)一步被抑制。在根據(jù)實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備221和圖像顯示裝置321中，獲得較高的顯示質(zhì)量。
[0138]第九電壓V9的絕對(duì)值、第十電壓VlO的絕對(duì)值，以及第十一電壓Vll的絕對(duì)值可以小于第四電壓V4的絕對(duì)值?？梢栽诘谝恢饕姌OIla和第二主要電極Ilb之間提供更多電極。
[0139]第三實(shí)施例
[0140]圖13是示出了根據(jù)第三實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備和圖像顯示裝置的示意截面圖。
[0141]在根據(jù)如圖13所示的實(shí)施例的圖像顯示裝置331的液晶光學(xué)設(shè)備231中，液晶光學(xué)單元131的第二襯底單元20u的配置不同于上文所列舉的實(shí)施例的第二襯底單元20u的配置。在此示例中，第二襯底單元20u包括多個(gè)第一相對(duì)電極21、多個(gè)第二相對(duì)電極22，以及多個(gè)第三相對(duì)電極23。
[0142]在第二主要表面20a上提供了多個(gè)第一相對(duì)電極21。多個(gè)第一相對(duì)電極21在Y軸方向延伸，并排列在不平行于Y軸方向的方向。多個(gè)第一相對(duì)電極21例如在X軸方向排列。多個(gè)第一相對(duì)電極21與多個(gè)第一電極11相對(duì)。
[0143]分別在第二主要表面20a上的多個(gè)第一相對(duì)電極21之間的每一個(gè)間隔中提供了多個(gè)第二相對(duì)電極22。多個(gè)第二相對(duì)電極22與多個(gè)第三電極13、多個(gè)第四電極14，以及多個(gè)第五電極15相對(duì)。
[0144]分別在第二主要表面20a上的多個(gè)第一相對(duì)電極21和多個(gè)第二相對(duì)電極22之間的每一個(gè)間隔中提供了多個(gè)第三相對(duì)電極23。多個(gè)第三相對(duì)電極23與多個(gè)第二電極12相對(duì)。
[0145]在第一相對(duì)電極21和第三相對(duì)電極23之間提供了第一分隔區(qū)域21s。第一分隔區(qū)域21s在Y軸方向延伸。第一分隔區(qū)域21s是例如沿著Y軸方向延伸的狹縫。第一分隔區(qū)域21s與例如第一電極11和第二電極12之間的區(qū)域的至少一部分相對(duì)。
[0146]在第二相對(duì)電極22和第三相對(duì)電極23之間提供了第二分隔區(qū)域22s。第二分隔區(qū)域22s在Y軸方向延伸。第二分隔區(qū)域22s是例如沿著Y軸方向延伸的狹縫。第二分隔區(qū)域22s與例如第二電極12和第三電極13之間的區(qū)域的至少一部分相對(duì)。
[0147]例如在第二電極12的直接上方的區(qū)域附近提供了第一分隔區(qū)域21s和第二分隔區(qū)域22s。例如在當(dāng)投影到X-Y面上時(shí)第二電極12附近提供了第一分隔區(qū)域21s和第二分隔區(qū)域22s。
[0148]例如，第一相對(duì)電極21,第二相對(duì)電極22,以及第三相對(duì)電極23電連接。第一相對(duì)電極21的電勢(shì)、第二相對(duì)電極22的電勢(shì)、以及第三相對(duì)電極23的電勢(shì)被設(shè)置為基本上相同的電勢(shì)。
[0149]在根據(jù)實(shí)施例的液晶光學(xué)設(shè)備231和圖像顯示裝置331中，可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)如參考圖12A到圖12E所描述的第一預(yù)備操作和折射率分布形成操作，獲得高顯示質(zhì)量。在液晶光學(xué)設(shè)備231和圖像顯示裝置331中，可以通過(guò)提供第一分隔區(qū)域21s和第二分隔區(qū)域22s，在液晶層30中更適當(dāng)?shù)匦纬删哂蓄愃朴诜颇哥R的配置的折射率分布31。
[0150]例如，在液晶光學(xué)單元131中，在折射率分布形成操作中向第二電極12施加的電壓V12被設(shè)置為比液晶光學(xué)單元111的情況的電壓高(具有較大的絕對(duì)值)。因此，在液晶光學(xué)單元131中，通過(guò)第二預(yù)備操作對(duì)配向雜亂AD的抑制更顯著。
[0151]第四實(shí)施例
[0152]圖14是示出了根據(jù)第四實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)設(shè)備的示意截面圖。
[0153]如圖14所示，驅(qū)動(dòng)器設(shè)備411包括驅(qū)動(dòng)單元77和連接單元78。
[0154]驅(qū)動(dòng)單元77可以包括在上文所列舉實(shí)施例中所描述的驅(qū)動(dòng)單元。連接單元78電連接到液晶光學(xué)單元141。液晶光學(xué)單元141可以包括在上文所列舉的實(shí)施例中所描述的液晶光學(xué)單元。例如，連接單元78電連接到第一電極11、第二電極12，以及相對(duì)電極21。例如，連接單元78是連接器和/或互連，以獲得與液晶光學(xué)單元141的電連接。連接單元78電連接到驅(qū)動(dòng)單元77。驅(qū)動(dòng)單元77通過(guò)連接單元78電連接到液晶光學(xué)單元141。連接單元78和液晶光學(xué)單元141之間的電連接可以通過(guò)連接器等等在連接狀態(tài)和非連接狀態(tài)之間切換。
[0155]在驅(qū)動(dòng)設(shè)備411中，驅(qū)動(dòng)單元77在實(shí)現(xiàn)第一預(yù)備操作之后實(shí)現(xiàn)折射率分布形成操作。從而，連接的液晶光學(xué)單元141的顯示質(zhì)量可以提高。通過(guò)驅(qū)動(dòng)設(shè)備411在液晶光學(xué)單元141的液晶層30中形成的折射率分布31可以具有透鏡配置或棱鏡配置。
[0156]在液晶層30中形成的折射率分布31不僅限于透鏡陣列配置(透鏡狀的配置)，并可以具有類似于菲涅耳透鏡的配置、單透鏡配置，諸如凸透鏡配置，等等，如圖14所示。
[0157]根據(jù)各實(shí)施例，可以提供能提供高質(zhì)量顯示的液晶光學(xué)設(shè)備、圖像顯示裝置，以及驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
[0158]在本申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)中，“垂直”和“平行”不僅是指嚴(yán)格地垂直和嚴(yán)格地平行，而且包括例如由于制造工藝而導(dǎo)致的波動(dòng)等等?；旧洗怪焙突旧掀叫芯妥銐蛄?。在本申請(qǐng)的說(shuō)明書(shū)中，在組件上提供的狀態(tài)不僅包括與該組件直接接觸地提供的狀態(tài)，而且還包括對(duì)于在其間插入的另一組件的狀態(tài)。層疊的狀態(tài)不僅包括彼此接觸地重疊的狀態(tài)，而且還包括與在其間插入的另一個(gè)組件重疊的狀態(tài)。相對(duì)的狀態(tài)不僅包括彼此直接面對(duì)面的狀態(tài)，而且還包括與在其間插入的另一個(gè)組件彼此面對(duì)面的狀態(tài)。
[0159]在上文中，參考具體示例描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明不僅限于這些具體示例。例如，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過(guò)從現(xiàn)有技術(shù)中適當(dāng)?shù)剡x擇液晶光學(xué)設(shè)備、圖像顯示裝置，以及驅(qū)動(dòng)設(shè)備中所包括的諸如液晶光學(xué)單元、驅(qū)動(dòng)單元、顯示單元、圖像顯示單元、連接單元、第一襯底單元、第二襯底單元、液晶層、第一襯底、第二襯底、第一電極、第二電極、相對(duì)電極等等之類的組件的特定配置，來(lái)類似地實(shí)施本發(fā)明；而這樣的實(shí)施包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)，只要獲得類似的效果。
[0160]進(jìn)一步地，具體示例的任何兩個(gè)或更多組件可以在技術(shù)可行性的范圍內(nèi)組合，并包括在本發(fā)明的范圍(本發(fā)明的主旨被包括的程度)。
[0161]此外，由本領(lǐng)域技術(shù)人員基于上文作為本發(fā)明的各實(shí)施例所描述的液晶光學(xué)設(shè)備、圖像顯示裝置，以及驅(qū)動(dòng)設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)修改可實(shí)施的所有液晶光學(xué)設(shè)備、圖像顯示裝置，以及驅(qū)動(dòng)設(shè)備在包括本發(fā)明的精神的程度下也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0162]本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的精神內(nèi)可以構(gòu)思各種其他變化和修改，應(yīng)該理解，這樣的變化和修改也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0163]盡管描述了某些實(shí)施例，但是，這些實(shí)施例是只作為示例呈現(xiàn)的，而不限制本發(fā)明的范圍。實(shí)際上，可以以各種其他形式實(shí)現(xiàn)此處所描述的新穎的實(shí)施例；此外，在不偏離本發(fā)明的精神的情況下，可以作出此處所描述的各實(shí)施例的形式的省略、替換和變化。所附帶的權(quán)利要求書(shū)以及它們的等效內(nèi)容旨在涵蓋這樣的形式或修改方案，它們都將落在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種液晶光學(xué)設(shè)備,包括: 液晶光學(xué)單元，包括 第一襯底單元，包括 具有第一主要表面的第一襯底， 在所述第一主要表面上提供的在第一方向延伸的多個(gè)第一電極，以及 在所述第一主要表面上的所述第一電極之間提供的在所述第一方向延伸的第二電極， 第二襯底單元，包括 具有與所述第一主要表面相對(duì)的第二主要表面的第二襯底，以及 在所述第二主要表面上提供的第一相對(duì)電極，以及 在所述第一襯底單元 和所述第二襯底單元之間提供的液晶層；以及 電連接到所述第一電極、所述第二電極，以及所述第一相對(duì)電極的驅(qū)動(dòng)單元， 所述驅(qū)動(dòng)單元被配置成實(shí)現(xiàn)在所述液晶層中形成折射率分布的第一操作，以及所述第一操作之前的第一預(yù)備操作， 所述驅(qū)動(dòng)單元被配置成在所述第一操作中在所述第一相對(duì)電極和所述第一電極之間施加第一電壓，在所述第一相對(duì)電極和所述第二電極之間施加第二電壓， 所述驅(qū)動(dòng)單元被配置成在所述第一預(yù)備操作中在所述第一相對(duì)電極和所述第一電極之間施加第三電壓，并且在所述第一相對(duì)電極和所述第二電極之間施加第四電壓， 所述第三電壓的絕對(duì)值小于所述第一電壓的絕對(duì)值， 所述第四電壓的絕對(duì)值大于所述第三電壓的絕對(duì)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述第四電壓的所述絕對(duì)值大于所述第二電壓的絕對(duì)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中 在兩個(gè)最靠近的第一電極之間提供了多個(gè)所述第二電極， 在中心軸和所述兩個(gè)最靠近的第一電極中的一個(gè)之間提供了所述第二電極中的一個(gè)，所述中心軸平行于所述第一方向以穿過(guò)將所述兩個(gè)最靠近的第一電極的所述一個(gè)的中心連接到所述兩個(gè)最靠近的第一電極中的另一個(gè)的中心的線段的中點(diǎn)，所述第二方向垂直于所述第一方向并平行于所述第一主要表面，以及 在所述中心軸和所述兩個(gè)最靠近的第一電極中的所述另一個(gè)之間提供了第二電極中的另一個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中 所述驅(qū)動(dòng)單元使所述第一相對(duì)電極和所述第二電極中的所述一個(gè)之間的電壓的絕對(duì)值小于所述第一相對(duì)電極和所述兩個(gè)最靠近的第一電極中的所述一個(gè)之間的電壓的絕對(duì)值，以及 所述驅(qū)動(dòng)單元使所述第一相對(duì)電極和所述第二電極中的所述另一個(gè)之間的電壓的絕對(duì)值小于所述第一相對(duì)電極和所述第二電極中的所述一個(gè)之間的所述電壓的所述絕對(duì)值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中 在所述第一預(yù)備操作中施加所述第三電壓之后，在所述第一操作之前，所述驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)一步在所述第一相對(duì)電極和所述第一電極之間施加中間電壓，以及 所述中間電壓的絕對(duì)值小于所述第一電壓的絕對(duì)值并大于所述第三電壓的絕對(duì)值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中，所述驅(qū)動(dòng)單元在所述第一預(yù)備操作中逐步將所述第一相對(duì)電極和所述第一電極之間的電壓從所述第三電壓增大到所述第一電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中 所述驅(qū)動(dòng)單元進(jìn)一步在所述第一預(yù)備操作和所述第一操作之間實(shí)現(xiàn)第二預(yù)備操作，所述驅(qū)動(dòng)單元在所述第二預(yù)備操作中在所述第一相對(duì)電極和所述第二電極之間施加第五電壓，以及 所述第五電壓的絕對(duì)值小于所述第二電壓的絕對(duì)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述第五電壓的所述絕對(duì)值不超過(guò)0.5V。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，在所述第一預(yù)備操作中開(kāi)始施加所述第四電壓之后，所述驅(qū)動(dòng)單元開(kāi)始施加所述第三電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述第一電壓的絕對(duì)值大于所述第二電壓的絕對(duì)值。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述第四電壓的絕對(duì)值大于所述第一電壓的絕對(duì)值。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中 在中心軸和兩個(gè)最靠近的第一電極中的一個(gè)之間提供了所述第二電極，所述中心軸平行于所述第一方向以穿過(guò)將所述兩個(gè)最靠近的第一電極中的所述一個(gè)的中心連接到所述兩個(gè)最靠近的第一電極中的另一個(gè)的中心的線段的中點(diǎn)，第二方向垂直于所述第一方向并平行于所述第一主要表面，以及所述第一襯底單元還包括:` 在所述第二電極和所述中心軸之間提供的第三電極； 在所述第三電極和所述中心軸之間提供的第四電極；以及 當(dāng)投影到平行于所述第一主要表面的平面上時(shí)，重疊所述中心軸的第五電極。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中 所述驅(qū)動(dòng)單元被配置成在所述第一操作中在所述第三電極和所述第一相對(duì)電極之間施加第六電壓，在所述第四電極和所述第一相對(duì)電極之間施加第七電壓，并在所述第五電極和所述第一相對(duì)電極之間施加第八電壓， 所述第六電壓的絕對(duì)值小于所述第二電壓的所述絕對(duì)值， 所述第七電壓的絕對(duì)值小于所述第六電壓的絕對(duì)值， 所述第八電壓的絕對(duì)值小于所述第七電壓的絕對(duì)值， 所述驅(qū)動(dòng)單元被配置成在所述第一預(yù)備操作中在所述第三電極和所述第一相對(duì)電極之間施加第九電壓，在所述第四電極和所述第一相對(duì)電極之間施加第十電壓，并在所述第五電極和所述第一相對(duì)電極之間施加第i 電壓， 所述第九電壓的絕對(duì)值大于所述第三電壓的所述絕對(duì)值， 所述第十電壓的絕對(duì)值大于所述第六電壓的所述絕對(duì)值， 所述第十一電壓的絕對(duì)值大于所述第七電壓的所述絕對(duì)值。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中 提供了多個(gè)所述第一相對(duì)電極， 所述第一相對(duì)電極中的每一個(gè)都在所述第一方向延伸，所述第一相對(duì)電極在非平行于所述第一方向的方向排列，而所述第一相對(duì)電極與所述第一電極相對(duì)， 所述第二襯底單元還包括: 電連接到所述第一相對(duì)電極的第二相對(duì)電極，所述第二相對(duì)電極是在所述第一相對(duì)電極中的一個(gè)和所述第一相對(duì)電極中的另一個(gè)之間提供的，所述第一相對(duì)電極中的所述一個(gè)與所述兩個(gè)最靠近的第一電極中的所述一個(gè)相對(duì)，所述第一相對(duì)電極中的所述另一個(gè)與所述兩個(gè)最靠近的第一電極中的所述另一個(gè)相對(duì)，所述第二相對(duì)電極與所述第三電極，所述第四電極，以及所述第五電極相對(duì)；以及 在所述第一相對(duì)電極中的所述一個(gè)和所述第二相對(duì)電極之間提供的第三相對(duì)電極，所述第三相對(duì)電極與所述第二電極相對(duì)，所述第三相對(duì)電極電連接到所述第一相對(duì)電極和所述第二相對(duì)電極， 所述第一相對(duì)電極中的所述一個(gè)和所述第三相對(duì)電極之間的區(qū)域被配置成與所述第一電極和所述第二電極之間的區(qū)域的至少一部分相對(duì)，以及 所述第二相對(duì)電極和所述第三相對(duì)電極之間的區(qū)域被配置成與所述第二電極和所述第三電極之間的區(qū)域的至少一部分相對(duì)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中 在所述兩個(gè)最靠近的第一電極之間提供了多個(gè)所述第二電極、多個(gè)所述第三電極、以及多個(gè)所述第四電極， 在所述中心軸和所述兩個(gè)最靠近的第一電極中的所述一個(gè)之間提供了所述第二電極中的一個(gè)， 在所述中心軸和所述兩個(gè)最靠近的第一電極中的所述另一個(gè)之間提供了所述第二電極中的另一個(gè)， 在所述中心軸和所述第二電極中的所述一個(gè)之間提供了所述第三電極中的一個(gè)， 在所述中心軸和所述第二電極中的所述另一個(gè)之間提供了所述第三電極中的另一個(gè)， 在所述中心軸和所述第三電極中的所述一個(gè)之間提供了所述第四電極中的一個(gè)，以及 在所述中心軸和所述第三電極中的所述另一個(gè)之間提供了所述第四電極中的另一個(gè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中 在中心軸和所述兩個(gè)最靠近的第一電極中的一個(gè)之間提供了所述第二電極，所述中心軸平行于所述第一方向以穿過(guò)將所述兩個(gè)最靠近的第一電極的所述一個(gè)的中心連接到所述兩個(gè)最靠近的第一電極中的另一個(gè)的中心的線段的中點(diǎn)，第二方向垂直于所述第一方向并平行于所述第一主要表面，以及 所述第二電極和所述兩個(gè)最靠近的第一電極中的所述一個(gè)之間的沿著所述第二方向的距離不超過(guò)所述兩個(gè)最靠近的第一電極中的所述一個(gè)的所述中心和所述兩個(gè)最靠近的第一電極中的所述另一個(gè)的所述中心之間的沿著所述第二方向的距離的1/4。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述液晶層中所包括的液晶的介電各向異性是正的。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述第一電極、所述第二電極，以及所述第一相對(duì)電極包括氧化物，所述氧化物包括從In、Sn、Zn，以及Ti中選擇的至少一種元素，并且是透光的。
19.一種圖像顯示裝置，包括:根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶光學(xué)設(shè)備；以及 與所述液晶光學(xué)單元層疊的圖像顯示單元，所述圖像顯示單元包括被配置成發(fā)出要入射到液晶層上的包括圖像信息的光的顯示單元。
20.—種驅(qū)動(dòng)設(shè)備,包括: 電連接到液晶光學(xué)單元的連接單元，所述液晶光學(xué)單元包括 第一襯底單元，包括 具有第一主要表面的第一襯底， 在所述第一主要表面上提供的在第一方向延伸的多個(gè)第一電極，以及 在所述第一主要表面上的所述第一電極之間提供的在所述第一方向延伸的第二電極， 第二襯底單元，包括 具有與所述第一主要表面相對(duì)的第二主要表面的第二襯底，以及在所述第二主要表面上提供的第一相對(duì)電極，以及在所述第一襯底單元和所述第二襯底單元之間提供的液晶層；以及通過(guò)所述連接單元，電連接到所述第一電極、所述第二電極，以及所述第一相對(duì)電極的驅(qū)動(dòng)單元， 被配置成實(shí)現(xiàn)在所述液晶層中形成折射率分布的第一操作，以及所述第一操作之前的第一預(yù)備操作的驅(qū)動(dòng)單元， 所述驅(qū)動(dòng)單元被配置成在所述第一操作中在所述第一相對(duì)電極和所述第一電極之間施加第一電壓，并且在所述第一相對(duì)電極和所述第二電極之間施加第二電壓， 所述驅(qū)動(dòng)單元被配置成在所述第一預(yù)備操作中在所述第一相對(duì)電極和所述第一電極之間施加第三電壓，并且在所述第一相對(duì)電極和所述第二電極之間施加第四電壓，` 所述第三電壓的絕對(duì)值小于所述第一電壓的絕對(duì)值， 所述第四電壓的絕對(duì)值大于所述第三電壓的絕對(duì)值。
【文檔編號(hào)】G02F1/1343GK103676347SQ201310196279
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月5日
【發(fā)明者】柏木正子, 上原伸一, 高木亞矢子, 桃井芳晴, 馬場(chǎng)雅裕 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝