(57)【要約】【課題】配向膜のラビング時に脱落しにくいスペーサを備えた液晶レンズセル基板と、これを備えた液晶レンズセル及び表示装置を提供する。【解決手段】液晶レンズセル基板１０は、基板１の一方の面上に形成された透明電極２、遮光層３及びスペーサ４を有し、さらにこれらの面上に配向膜５を有し、しかも、スペーサが遮光層に接触しないように、スペーサは遮光層の面上に形成される場合では、透明電極を介して形成されている構成とする。液晶レンズセル３０は、この液晶レンズセル基板１０を備えた構成とし、液晶レンズセル基板と対向基板２０との間に液晶層６を挟んだ構成となる。表示装置は、この液晶レンズセルを備えた構成とする。【選択図】図１
2015031938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の一方の面の面上に形成された透明電極、遮光層及びスペーサと、
これらの面上に形成された配向膜とを有し、
前記スペーサは前記遮光層の面上に形成される場合では、前記透明電極を介して形成されている、
液晶レンズセル基板。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶レンズセル基板を備えた液晶レンズセル。
【請求項３】
請求項２に記載の液晶レンズセルを備えた表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶レンズセル基板と、これを備えた液晶レンズセル及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、２次元画像と３次元画像との両方が表示できる２Ｄ／３Ｄ表示可能な表示装置が実用化されている。２Ｄ／３Ｄ表示可能な方式の中に、液晶レンズを利用する方式がある。この方式では、例えば液晶レンズをレンチキュラーレンズとして用いることで、裸眼での３次元画像表示が可能になり、また、液晶層のレンズ効果を解消状態とすることで、２次元画像表示も可能となる。こうした液晶レンズ方式の表示装置では、平面画像を表示可能な表示パネルの前面に、単位レンズとしての液晶レンズを複数有する液晶レンズセルを配置することで、２Ｄ／３Ｄ表示を行うことができる（特許文献１）。
【０００３】
ここで、図１３の断面図及び図１４の平面図に、従来の液晶レンズセル基板の一例を示す。
図１３（ｂ）が従来の液晶レンズセル基板５０であり、図１３（ａ）はこの液晶レンズセル基板５０に対向配置され得る対向基板２０、図１３（ｃ）はこれらの液晶レンズセル基板５０と対向基板２０を用いて構成され得る従来の液晶レンズセル６０を示す。
図面は、液晶レンズセル基板５０側の透明電極２が共通電極（コモン電極ともいう）であり、対向基板２０側の透明電極２がストライプ状の駆動電極の場合である。
なお、図１３では、配向膜５については、スペーサ４の表面を被覆する部分は、図面を見やすくするために、図示を省略してある。
図１４の平面図は、図１４（ｂ）が図１３中の液晶レンズセル基板５０を透明電極２の形成面側からみた平面図であり、図１４（ａ）が図１３中の対向基板２０を透明電極２の形成面側からみた平面図である。図１４では、透明電極２、遮光層３及びスペーサ４の関係がわかるように、これらを主体に描き、配向膜５の図示は省略してある。
図１３（ｂ）の液晶レンズセル基板５０の断面図は、図１４（ｂ）の平面図にて、Ｃ−Ｃ線で切断したときの断面図である。
液晶レンズセル基板５０は、基板１上の全面に透明電極２が形成され、この透明電極２の面上の一部に遮光層３が形成され、この遮光層３の面の一部に、遮光層３に接して柱状のスペーサ４が形成された後、全面に配向膜５が形成された構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１７３３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、液晶レンズセルは、電界印加による液晶の配向制御によってレンズ効果の発揮と解消とを行うために、平面画像を表示するための液晶表示パネルとは異なり、セルギャップが例えば３０μｍなどと１オーダー厚くなる。このため、セルギャップを規定するためのスペーサの高さも同様に高くなる結果、図１５で示すように、配向膜５をラビングローラＲなどでラビングして配向処理するときの力で、スペーサ４が基板１から脱落してしまうことがあった。
【０００６】
すなわち、本発明の課題は、配向膜のラビング時に脱落しにくいスペーサを備えた液晶レンズセル基板と、これを備えた液晶レンズセル及び表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、本発明では、次の様な構成の、液晶レンズセル基板、液晶レンズセル及び表示装置とした。
（１）基板と、
前記基板の一方の面の面上に形成された透明電極、遮光層及びスペーサと、
これらの面上に形成された配向膜とを有し、
前記スペーサは前記遮光層の面上に形成される場合では、前記透明電極を介して形成されている、
液晶レンズセル基板。
（２）前記（１）の液晶レンズセル基板を備えた液晶レンズセル。
（３）前記（２）の液晶レンズセルを備えた表示装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、配向膜のラビング時に脱落しにくいスペーサを備えた液晶レンズセル基板と、これを備えた液晶レンズセル及び表示装置を提供するこができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態（共通電極側で遮光層に重なるスペーサ）を説明する断面図。
【図２】図１中の液晶レンズセル基板（ｂ）と対向基板（ａ）を説明する平面図。
【図３】本発明の第２の実施形態（駆動電極側で遮光層に重なるスペーサ）を説明する断面図。
【図４】図３中の液晶レンズセル基板（ｂ）と対向基板（ａ）を説明する平面図。
【図５】本発明の第３の実施形態（共通電極側で遮光層と重ならないスペーサ）を説明する断面図。
【図６】図５中の液晶レンズセル基板（ｂ）と対向基板（ａ）を説明する平面図。
【図７】本発明の第４の実施形態（駆動電極側で遮光層と重ならないスペーサ）を説明する断面図。
【図８】図７中の液晶レンズセル基板（ｂ）と対向基板（ａ）を説明する平面図。
【図９】本発明の一変形形態（遮光層で被覆されるスペーサ）を説明する断面図。
【図１０】本発明の一変形形態（スペーサ部分のみに遮光層）を説明する断面図。
【図１１】図１０中の液晶レンズセル基板（ｂ）と対向基板（ａ）を説明する平面図。
【図１２】本発明の表示装置の一実施形態を説明する平面図。
【図１３】従来の液晶レンズセル基板及び液晶レンズセルの一例を示す断面図。
【図１４】図１３中の液晶レンズセル基板（ｂ）と対向基板（ａ）を説明する平面図。
【図１５】従来の液晶レンズセル基板にてラビング時のスペーサ脱落を説明する断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面は概念図であり、説明上の都合に応じて適宜、構成要素の縮尺関係、縦横比等は誇張されていることがある。
【００１１】
〔Ａ〕液晶レンズセル基板：
先ず、本発明による液晶レンズセル基板について、その実施形態を説明する。
これから説明する液晶レンズセル基板の各実施形態においては、理解を容易にする観点から、同一図面内に、液晶レンズセル基板１０とともに、その液晶レンズセル基板１０に対向配置され得る対向基板２０、さらに、これら液晶レンズセル基板１０及び対向基板２０によって液晶層を挟んで構成され得る液晶レンズセル３０も図示する。また、同一図面内において、これらの位置関係も、図面上から順に、液晶レンズセル基板１０、対向基板２０、液晶レンズセル３０とするのではなく、理解を容易にする観点から、液晶レンズセル基板１０と対向基板２０との相対的位置関係を維持して、対向基板２０、液晶レンズセル基板１０、液晶レンズセル３０の順に図示する。
【００１２】
《第１の実施形態：共通電極側で遮光層に重なるスペーサ》
図１の断面図は、本発明による液晶レンズセル基板の第１の実施形態を示す。図１（ｂ）が本実施形態の液晶レンズセル基板１０であり、図１（ａ）はこの液晶レンズセル基板１０に対向配置され得る対向基板２０、図１（ｃ）はこれらの液晶レンズセル基板１０と対向基板２０を用いて構成され得る液晶レンズセル３０を示す。
これらの断面図では、配向膜５については、スペーサ４の表面を被覆する部分は、図面を見やすくするために、図示を省略してある。また、他の実施形態及び変形形態における断面図もこれと同様である。
【００１３】
図２の平面図は、図２（ｂ）が図１中の液晶レンズセル基板１０を透明電極２の形成面側からみた平面図であり、図２（ａ）が図１中の対向基板２０を透明電極２の形成面側からみた平面図である。図２では、透明電極２、遮光層３及びスペーサ４の関係がわかるように、これらを主体に描き、配向膜５の図示は省略してある。また、他の実施形態及び変形形態における平面図もこれと同様である。
図１（ｂ）の液晶レンズセル基板１０の断面図は、図２（ｂ）の平面図にて、Ｃ−Ｃ線で切断したときの断面図である。
【００１４】
本実施形態は、透明電極２が共通電極（コモン電極ともいう）となる側の基板１にスペーサ４が形成された形態例であり、なお且つ、スペーサ４が遮光層３に重なって形成された形態例である。
【００１５】
図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示す本実施形態の液晶レンズセル基板１０は、基板１と、基板１の一方の面の面上に形成された、透明電極２、遮光層３及びスペーサ４と、さらに、これらの面上に形成された配向膜５とを有する。本実施形態においては、基板１の面上に、先ず遮光層３が形成されてから、次に透明電極２が共通電極のパターンで遮光層３の面上も含めて全面に形成され、その次にスペーサ４が遮光層３の面上の部分のみに形成された形態例である。したがって、本実施形態においては、スペーサ４は、透明電極２を介して遮光層３の面上に形成されることで、遮光層３に直接に接触しないように形成されている。より具体的には、スペーサ４は透明電極２の面に接して遮光層３の面上に形成されている。
【００１６】
図２（ｂ）の平面図で示すように、透明電極２は共通電極であり、同図の共通電極のパターンは全面パターンの例である。
遮光層３は輪郭を点線で示すように、透明電極２と基材１との間にストライプ状のパターンで形成されている。遮光層３のストライプ状のパターンは、図２（ａ）に示す対向基板２０に形成された駆動電極となる透明電極２のストライプ状のパターンと同一パターンで、液晶レンズセル基板１０と対向基板２０とが対向配置されて図１（ｃ）の液晶レンズセル３０となったときに、平面視において重なるパターンである。遮光層３のパターンを、対向基板２０の透明電極２と重なるパターンとする理由は、後で説明する。
スペーサ４は、遮光層３に重なる位置に、横断面形状が円形の柱状物として、遮光層３の延在方向に沿って複数等間隔で形成された例である。
【００１７】
このように、スペーサ４を遮光層３の面上に形成するときは、遮光層３の表面に接して形成するのではなく、透明電極２を介して形成することで、配向膜５のラビング時にスペーサ４が脱落しにくいものとすることができる。
【００１８】
本実施形態では、このような構成でスペーサ４が設けられているため、配向膜５のラビング時に脱落しにくいスペーサ４を備えた液晶レンズセル基板１０とすることができる。
【００１９】
〔対向基板２０と液晶レンズセル３０〕
次に、この液晶レンズセル基板１０の構成に対する理解を深めるために、この液晶レンズセル基板１０に対向配置され得る対向基板２０、及び、これらを組み合わせて構成され得る液晶レンズセル３０について、簡単に説明しておく。
なお、本発明にかかる液晶レンズセル３０については、液晶レンズセル基板１０に関する各実施形態及び変形形態を説明した後に、再度説明する。
【００２０】
図１（ａ）及び図２（ａ）に示す対向基板２０は、上記した液晶レンズセル基板１０に対向して配置され得る構成のものを示している。この対向基板２０は、基板１と、基板１の一方の面の面上に形成された透明電極２と、透明電極２の面上に形成された配向膜５とを有する。
ここで、本実施形態における液晶レンズセル基板１０との関係で注目すべき点は、基板１の面上に形成された透明電極２のパターンである。すなわち、この対向基板２０における透明電極２のパターンは駆動電極としてのストライプ状のパターンであり、このストライプ状のパターンが、液晶レンズセル３０の構成要素となったときに、本実施形態における液晶レンズセル基板１０が有する遮光層３のパターンと、平面視で重なったときに同一パターンとなる点である。
【００２１】
図１（ｃ）は、図１（ｂ）の液晶レンズセル基板１０と、図１（ａ）の対向基板２０とを用いて構成され得る液晶レンズセル３０を示す。液晶レンズセル基板１０と対向基板２０は、互いにその配向膜５が対峙する向きで、間に液晶層６を挟んで配置される。
液晶レンズセル基板１０の遮光層３と、対向基板２０の透明電極２は、互いのパターンが平面視で重なる構成となっている。
そして、液晶レンズセル３０は、レンズ効果の有無を切り替え可能なつまり焦点可変の、複数の単位レンズをレンチキュラーレンズとして、その延在方向を紙面に垂直な方向にして有する。
【００２２】
以下、構成要素毎にさらに詳述する。
【００２３】
〔基板１〕
基板１には、従来公知の透明性を有する各種基板を採用することができる。例えば、基板１の材料としては、ガラス、樹脂などを用いることができる。樹脂としては、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂などを用いることができる。
【００２４】
〔透明電極２〕
透明電極２には、従来公知の各種透明電極を採用することができる。例えば、透明電極２には、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ；インジウム錫酸化物）、ＩｎＺｎＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ；インジウム亜鉛酸化物）、ＡｌＺｎＯ（Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ；アルミニウム亜鉛酸化物）等の透明導電体膜をパターン形成したものを用いることができる。これらの透明導電体膜は、スパッタ法などによって製膜後、フォトリソグラフィ法及びエッチング法により透明電極２としてパターン形成することができる。
本実施形態においては、具体的には、透明電極２はＩＴＯの透明導電体膜としてスパッタ法で膜形成されている。
【００２５】
透明電極２のパターンには、液晶レンズセルにおける従来公知の各種パターンを採用することができる。本実施形態においては、透明電極２は共通電極のパターンとなっている。共通電極のパターンとしては、複数の単位レンズに共通に広がる全面パターンが代表的である。
【００２６】
一方、図１（ａ）及び図２（ａ）に示す対向基板２０における透明電極２のパターンは、駆動電極のパターンであり、ストライプ状（或いは櫛形状）のパターン例である。
【００２７】
〔遮光層３〕
遮光層３には、従来からカラーフィルタ用のブラックマトリクスとして用いられているものを採用することができる。例えば、遮光層３には樹脂材料を用いることができる。樹脂材料としては、カーボンブラックなど黒色顔料を感光性樹脂中に含む黒色フォトレジストを用いることができる。本実施形態では、遮光層３は、カーボンブラックを含む紫外線硬化型のアクリル系感光性樹脂の黒色フォトレジストを用いてフォトリソグラフィ法で形成されている。
【００２８】
（遮光層３の目的）
遮光層３の目的は、本実施形態においては、これを用いて構成される液晶レンズセル３０において、
ａ）スペーサ４に起因するスペーサ４周辺での液晶の配向乱れやスペーサ４と液晶との界面での光反射などによる画質低下の改善、
ｂ）駆動電極となる透明電極２のパターンを隠して目立ちにくくする不可視化、
ｃ）駆動電極となる透明電極２の部分を単位レンズ間の境界として用いる場合に、所定のレンズ効果が機能しない境界部分による画質低下の改善、
である。
【００２９】
これらの目的のうち、
ｂ）駆動電極となる透明電極２のパターンを隠して目立ちにくくする不可視化、
については、液晶レンズセル基板１０と対向基板２０とを組み合わせて図１（ｃ）に示す液晶レンズセル３０としたときに、図１（ｃ）で示すように、この液晶レンズセル３０を図面下側の観察者Ｖからみたときに、遮光層３によって対向基板２０側の透明電極２のパターンが隠れることによって得られる効果に基づく。この結果、駆動電極となる透明電極２のストライプ状のパターンが見えなくなり、表示品質を向上させることが可能となる。
したがって、図示はしないが、観察者Ｖに対する液晶レンズセル３０の使われ方が逆向きで、図１（ｃ）に示す液晶レンズセル３０に対して図面上方に観察者Ｖが位置する向きで使われるときは、ｂ）の効果は期待できない。ｂ）を目的とするときは、液晶レンズセル３０は観察者Ｖに対する向きが規定される（後述図１０（ｃ）参照）。
【００３０】
また、ｃ）単位レンズ間の境界部分による画質低下の改善、
については、単位レンズは、透明電極２の駆動電極のパターンとの関係で言うと、種々の
設定が知られている。
最も単純な関係は、ストライプ状の駆動電極の１本毎に境界部分を設定する方式、換言すると、単位レンズのピッチ：駆動電極のピッチ＝１：１とする設定である。隣接する単位レンズ同士では、単位レンズ間の境界部分の駆動電極は共用される。
次に、少し複雑なのは、単位レンズの中央に１本の駆動電極を配置し、都合３本で単位レンズを駆動する方式、換言すると、単位レンズのピッチ：駆動電極のピッチ＝２：１とする設定である。
さらに複雑なのは、単位レンズを４本以上の駆動電極で駆動する方式であり、例えば、単位レンズを７本の駆動電極で駆動するときは、単位レンズのピッチ：駆動電極のピッチ＝６：１となる設定である。
一つの単位レンズ当りの駆動電極の本数を増やすほど、レンズ効果を理想的な屈折率分布とすることができる。
なお、駆動電極のピッチが一定であるとして説明したが、一定でない方式もある。
【００３１】
本実施形態では、遮光層３は駆動電極の１本１本に重なるように形成されているので、
駆動電極の全部が単位レンズの境界部分となる方式に対応したものとなる。
【００３２】
（形状因子）
遮光層３の形状及び寸法は、遮光層３を設ける目的に応じで、液晶レンズセル３０の透明電極２及び単位レンズの寸法などに応じたものとすればよく、特に制限はない。
例えば、遮光層３の目的を、上記ａ）のスペーサ４による画質低下の改善とするならば、遮光層３の形状及び寸法は、スペーサ４の平面視の大きさに応じて、スペーサ４及びその周辺での液晶の配向乱れ部分を、平面視で隠せるような形状及び寸法で設けることが好ましい。
遮光層３の目的を、上記ｂ）の透明電極２のパターンの不可視化とするならば、遮光層３の形状及び寸法は、この透明電極２のパターンと同様の形状及び寸法とすることが好ましい。
遮光層３の目的を、上記ｃ）の単位レンズ境界部分による画質低下の改善とするならば、遮光層３の形状及び寸法は、この境界部分を隠せる形状及び寸法とすることが好ましい。
【００３３】
本実施形態では、遮光層３の目的は、上記のａ）、ｂ）及びｃ）であり、これらすべてを満たすものとして、上記ｂ）の透明電極２の不可視化に対応した形状及び寸法で対応している。
したがって、遮光層３の形状及び寸法は、本実施形態では、対向基板２０側の透明電極２のストライプ状のパターンと等しくすることができる。よって、対応させる表示パネルの画素サイズなどにもよるが、遮光層３は、線幅が例えば５〜５０μｍ、線ピッチは例えば２０〜５００μｍとすることができる。
本発明においては、遮光層３の形状は、ストライプ状形状に限定されず、後述するように、スペーサ４の横断面形状に応じて、円形、四角形などであってもよい。
【００３４】
遮光層３の厚みは、フォトレジストを用いる場合、例えば０．３〜２μｍとすることができる。
【００３５】
〔スペーサ４〕
スペーサ４には、液晶レンズセルにおける従来公知のものを採用することができる。例えば、スペーサ４の材料としては、感光性樹脂による透明なフォトレジストを用いることができる。フォトレジストを用いたスペーサ４は、「フォトスペーサ」とも言われ、レンズ効果の面内配置との関係で規則的配置など所定の位置に形成できる点、及び、スペーサ４のアスペクト比を１を超えたものとできる点で好ましい。
本実施形態では、スペーサ４は、紫外線硬化型の透明なアクリル系感光性樹脂のフォトレジストを用いてフォトリソグラフィ法で形成されている。
【００３６】
（形状因子）
スペーサ４の形状は、例えば、柱状形状、土手状形状とすることができる。なかでも、柱状形状のスペーサ４は、土手状形状のものに比べて、配向膜５のラビング時にスペーサ４が脱落しやすいので、本発明はより効果的である。柱状形状のスペーサ４の横断面形状は円形、正方形、長方形など特に制限はない。
本実施形態においては、スペーサ４は、横断面形状が正方形の柱状物として形成されている。
スペーサ４の寸法は、柱状形状のとき、横断面形状の大きさ（円形ならば直径、四角形ならば対角線長）は例えば１０〜３０μｍとすることができる。スペーサ４の配置間隔は、対応させる表示パネルの画素サイズなどにもよるが、例えば１００〜１０００μｍとすることができる。
スペーサ４の高さは、液晶レンズセル３０のセルギャップに応じた高さとなり、スペーサ４同士を重ねないときは、セルギャップに等しく、例えば１０〜１００μｍとすることができる。
スペーサ４の横断面形状の大きさに対する高さの比（高さ／横断面形状の大き）であるアスペクト比は、ビーズスペーサが１．０であるのに対してフォトスペーサでは、１．０を超える形状が可能であり、例えばアスペクト比２．０以上も可能である。同じ高さならば、アスペクト比が大きいほど平面視での大きさを小さくできるため、画質低下への影響を小さくできる点で好ましい。ただ、その反面、アスペクト比が大きくなるほど、配向膜５のラビング時にスペーサ４がより大きな力を受けて、脱落のおそれがでてくる。この点で、本発明による効果がより活きるのは、スペーサ４のアスペクト比は１．５以上、さらに活きるのは２．０以上である。
アスペクト比の最大値は、利用し得る材料及び製造条件などによって規制され、例えば３．０である。
本実施形態では、スペーサ４はアスペクト比２．０で形成されている。
【００３７】
なお、いわゆるビーズスペーサは、配向膜５のラビングによる配向処理の後に、液晶レンズセル３０を組み立てるときに適用されるため、本発明の対象外のスペーサであるが、アスペクト比が１．０であるため、セルギャッブが厚い液晶レンズセル３０では平面視における占有面積が大きくなり、画像品質を低下させるため好ましくない。
【００３８】
〔配向膜５〕
配向膜５には、液晶レンズセルにおける従来公知のものを採用することができる。例えば、配向膜５には、ポリイミド化合物を用いることができる。配向膜５は、ポリイミド化合物を用いる場合、ポリイミド膜を基板１上に形成した後、ラビングによる配向処理を行って形成することができる。
【００３９】
〔製造方法〕
本実施形態の液晶レンズセル基板１０は、例えば、次の様にして製造することができる。先ず、ストライプ状のパターンの遮光層３を、基板１の一方の面に黒色フォトレジストを用いてフォトリソグラフィ法で形成する。次に、遮光層３が形成された側の基材１の全面に、ＩＴＯなど透明導電体膜で透明電極２をフォトリソグラフィ法及びエッチング法により形成する。次に、遮光層３の面上の領域内であって透明電極２の面に接して、柱状のスペーサ４を、透明なフォトレジストを用いてフォトリソグラフィ法で形成する。次に、これらの面上の全面に配向膜５をラビングで配向処理して形成する。こうして、液晶レンズセル基板１０が製造される。
【００４０】
《第２の実施形態：駆動電極側で遮光層に重なるスペーサ》
本実施形態は、前記第１の実施形態に対して、次の点が異なる以外は、同じである。よって、同じ部分の説明は省略することがある。
ａ）透明電極２が共通電極ではなく駆動電極である点。
すなわち、本実施形態は、透明電極２が駆動電極となる側の基板１にスペーサ４が形成された形態例であり、なお且つ、スペーサ４が遮光層３に重なって形成された形態例である。
【００４１】
図３の断面中、図３（ｂ）が本実施形態の液晶レンズセル基板１０であり、図３（ａ）はこの液晶レンズセル基板１０に対向配置され得る対向基板２０、図３（ｃ）はこれらの液晶レンズセル基板１０と対向基板２０を用いて構成され得る液晶レンズセル３０を示す。
図４の平面図は、図４（ｂ）が図３中の液晶レンズセル基板１０を透明電極２の形成面側からみた平面図であり、図４（ａ）が図３中の対向基板２０を透明電極２の形成面側からみた平面図である。
図３（ｂ）の液晶レンズセル基板１０の断面図は、図４（ｂ）の平面図にて、Ｃ−Ｃ線で切断したときの断面図である。
【００４２】
図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示す本実施形態の液晶レンズセル基板１０は、基板１と、基板１の一方の面の面上に形成された、透明電極２、遮光層３及びスペーサ４と、さらに、これらの面上に形成された配向膜５とを有する。本実施形態においては、基板１の面上に、先ず遮光層３がこれから形成する駆動電極となる透明電極２と同じパターンで形成されてから、次に透明電極２が駆動電極のパターンで遮光層３の面上に形成され、その次にスペーサ４が遮光層３の面上の部分のみに形成された形態例である。したがって、本実施形態においては、スペーサ４は、透明電極２を介して遮光層３の面上に形成されることで、遮光層３に直接に接触しないように形成されている。より具体的には、スペーサ４は透明電極２の面に接して遮光層３の面上に形成されている。
【００４３】
図４（ｂ）の平面図で示すように、透明電極２は駆動電極であり、同図の駆動電極のパターンはストライプ状のパターンの例である。ストライプ状のパターンは、櫛形状のパターンと言うこともできる。
遮光層３は、その符号３の引き出し線を点線で示すように、透明電極２と基材１との間に透明電極２と同じストライプ状のパターンで、透明電極２と平面視において重なるパターンで透明電極２に対して紙面向こう側に形成されている。
スペーサ４は、遮光層３に重なる位置に、横断面形状が円形の柱状物として、遮光層３の延在方向に沿って複数等間隔で形成された例である。
【００４４】
遮光層３の目的は、本実施形態においては、これを用いて構成される液晶レンズセル３０において、前記第１の実施形態と同様である。
【００４５】
〔対向基板２０と液晶レンズセル３０〕
次に、本実施形態の液晶レンズセル基板１０に対向配置され得る対向基板２０、及び、これらを組み合わせて構成され得る液晶レンズセル３０について説明しておく。
図３（ａ）及び図４（ａ）に示す対向基板２０は、基板１と、基板１の一方の面の面上に形成された透明電極２と、透明電極２の面上に形成された配向膜５とを有する。この透明電極２は共通電極としての全面パターンである。
図３（ｃ）は、図３（ｂ）で示した本実施形態の液晶レンズセル基板１０と、図３（ａ）の対向基板２０とを用いて構成され得る液晶レンズセル３０を示す。液晶レンズセル基板１０と対向基板２０は、互いにその配向膜５が対峙する向きで、間に液晶層６を挟んで配置される。
【００４６】
〔製造方法〕
本実施形態の液晶レンズセル基板１０は、前記第１の実施形態と同様の手法により、例えば、基材１の一方の面の面上に、遮光層３、透明電極２、スペーサ４、配向膜５の順に形成して、製造することができる。
【００４７】
〔本実施形態における効果〕
本実施形態では、このような構成でスペーサ４が設けられているため、配向膜５のラビング時に脱落しにくいスペーサ４を備えた液晶レンズセル基板１０とすることができる。
【００４８】
《第３の実施形態：共通電極側で遮光層と重ならないスペーサ》
本実施形態は、前記第１の実施形態に対して、次の点が異なる以外は、同じである。よって、同じ部分の説明は省略することがある。
ａ）スペーサ４が遮光層３の面上ではない部分に形成されている点。
すなわち、本実施形態は、透明電極２が共通電極となる側の基板１にスペーサ４が形成された形態例であり、なお且つ、スペーサ４が遮光層３に重ならない位置に形成された形態例である。
【００４９】
図５の断面中、図５（ｂ）が本実施形態の液晶レンズセル基板１０であり、図５（ａ）はこの液晶レンズセル基板１０に対向配置され得る対向基板２０、図５（ｃ）はこれらの液晶レンズセル基板１０と対向基板２０を用いて構成され得る液晶レンズセル３０を示す。
図６の平面図は、図６（ｂ）が図５中の液晶レンズセル基板１０を透明電極２の形成面側からみた平面図であり、図６（ａ）が図５中の対向基板２０を透明電極２の形成面側からみた平面図である。
図５（ｂ）の液晶レンズセル基板１０の断面図は、図６（ｂ）の平面図にて、Ｃ−Ｃ線で切断したときの断面図である。
【００５０】
図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示す本実施形態の液晶レンズセル基板１０は、基板１と、基板１の一方の面の面上に形成された、透明電極２、遮光層３及びスペーサ４と、さらに、これらの面上に形成された配向膜５とを有する。本実施形態においては、基板１の面上に、先ず、透明電極２が共通電極のパターンで形成されてから、次に、遮光層３が透明電極２の面上に形成され、その次にスペーサ４が遮光層３の面上以外の部分に形成された形態例である。したがって、本実施形態においては、スペーサ４は、遮光層３の面上は避けて形成されることで、遮光層３に直接に接触しないように形成されている。より具体的には、スペーサ４は透明電極２の面に接して遮光層３の面上以外の部分に形成されている。より具体的には、スペーサ４は透明電極２の面に接して遮光層３の面上に形成されている。
【００５１】
図６（ｂ）の平面図で示すように、透明電極２は共通電極であり、同図の共通電極のパターンは全面パターンの例である。
スペーサ４は、遮光層３に重ならない位置に、横断面形状が円形の柱状物として、遮光層３の延在方向に沿って複数等間隔で形成された例である。
【００５２】
遮光層３の目的は、本実施形態においては、これを用いて構成される液晶レンズセル３０において、遮光層３がスペーサ４と重ならないことから、前記第１の実施形態と異なる。遮光層３の目的は、第１の実施形態のうちａ）を除く、ｂ）及びｃ）である。すなわち、
ｂ）駆動電極となる透明電極２のパターンの不可視化、及び、
ｃ）駆動電極となる透明電極２の部分を単位レンズ間の境界として用いる場合に、所定のレンズ効果が機能しない境界部分による画質低下の改善、
である。
【００５３】
〔対向基板２０と液晶レンズセル３０〕
図５（ａ）及び図６（ａ）に示す対向基板２０は、基板１と、基板１の一方の面の面上に形成された透明電極２と、透明電極２の面上に形成された配向膜５とを有する。この透明電極２は駆動電極としてのストライプ状のパターンである。
図５（ｃ）は、図５（ｂ）で示した本実施形態の液晶レンズセル基板１０と、図５（ａ）の対向基板２０とを用いて構成され得る液晶レンズセル３０を示す。液晶レンズセル基板１０と対向基板２０は、互いにその配向膜５が対峙する向きで、間に液晶層６を挟んで配置される。
【００５４】
〔製造方法〕
本実施形態の液晶レンズセル基板１０は、前記第１の実施形態と同様の手法により、例えば、基材１の一方の面の面上に、透明電極２、遮光層３、スペーサ４、配向膜５の順に形成して、製造することができる。
【００５５】
〔本実施形態における効果〕
本実施形態では、このような構成でスペーサ４が設けられているため、配向膜５のラビング時に脱落しにくいスペーサ４を備えた液晶レンズセル基板１０とすることができる。
【００５６】
《第４の実施形態：駆動電極側で遮光層と重ならないスペーサ》
本実施形態は、前記第１の実施形態に対して、次の点が異なる以外は、同じである。よって、同じ部分の説明は省略することがある。
ａ）透明電極２が共通電極ではなく駆動電極である点。
ｂ）スペーサ４が遮光層３の面上ではない部分に形成されている点。
すなわち、本実施形態は、透明電極２が駆動電極となる側の基板１にスペーサ４が形成された形態例であり、なお且つ、スペーサ４が遮光層３に重ならない位置に形成された形態例である。
【００５７】
図７の断面中、図７（ｂ）が本実施形態の液晶レンズセル基板１０であり、図７（ａ）はこの液晶レンズセル基板１０に対向配置され得る対向基板２０、図７（ｃ）はこれらの液晶レンズセル基板１０と対向基板２０を用いて構成され得る液晶レンズセル３０を示す。
図８の平面図は、図８（ｂ）が図７中の液晶レンズセル基板１０を透明電極２の形成面側からみた平面図であり、図８（ａ）が図７中の対向基板２０を透明電極２の形成面側からみた平面図である。
図７（ｂ）の液晶レンズセル基板１０の断面図は、図８（ｂ）の平面図にて、Ｃ−Ｃ線で切断したときの断面図である。
【００５８】
図７（ｂ）及び図８（ｂ）に示す本実施形態の液晶レンズセル基板１０は、基板１と、基板１の一方の面の面上に形成された、透明電極２、遮光層３及びスペーサ４と、さらに、これらの面上に形成された配向膜５とを有する。本実施形態においては、基板１の面上に、先ず遮光層３がこれから形成する駆動電極となる透明電極２と同じパターンで形成されてから、次に透明電極２が駆動電極のパターンで遮光層３の面上に形成され、その次にスペーサ４が遮光層３の面上以外の部分のみに形成された形態例である。したがって、本実施形態においては、スペーサ４は、透明電極２を介して遮光層３の面上は避けて形成されることで、遮光層３に直接に接触しないように形成されている。
【００５９】
図８（ｂ）の平面図で示すように、透明電極２は駆動電極であり、同図の駆動電極のパターンはストライプ状パターンの例である。
遮光層３は、その符号３の引き出し線を点線で示すように、透明電極２と基材１との間に透明電極２と同じストライプ状のパターンで、透明電極２と平面視において重なるパターンで透明電極２に対して紙面向こう側に形成されている。
スペーサ４は、遮光層３に重ならない位置に、横断面形状が円形の柱状物として、遮光層３の延在方向に沿って複数等間隔で形成された例である。
【００６０】
遮光層３の目的は、本実施形態においては、これを用いて構成される液晶レンズセル３０において、スペーサ４と重ならないことから、前記第１の実施形態と異なる。遮光層３の目的は、第１の実施形態のうちａ）を除く、ｂ）及びｃ）である。すなわち、
ｂ）駆動電極となる透明電極２のパターンの不可視化、及び、
ｃ）駆動電極となる透明電極２の部分を単位レンズ間の境界として用いる場合に、所定のレンズ効果が機能しない境界部分による画質低下の改善、
である。
【００６１】
〔対向基板２０と液晶レンズセル３０〕
図７（ａ）及び図８（ａ）に示す対向基板２０は、基板１と、基板１の一方の面の面上に形成された透明電極２と、透明電極２の面上に形成された配向膜５とを有する。この透明電極２は共通電極としての全面パターンである。
図７（ｃ）は、図７（ｂ）で示した本実施形態の液晶レンズセル基板１０と、図７（ａ）の対向基板２０とを用いて構成され得る液晶レンズセル３０を示す。液晶レンズセル基板１０と対向基板２０は、互いにその配向膜５が対峙する向きで、間に液晶層６を挟んで配置される。
【００６２】
〔製造方法〕
本実施形態の液晶レンズセル基板１０は、前記第１の実施形態と同様の手法により、例えば、基材１の一方の面の面上に、遮光層３、透明電極２、スペーサ４、配向膜５の順に形成して、製造することができる。
【００６３】
〔本実施形態における効果〕
本実施形態では、このような構成でスペーサ４が設けられているため、配向膜５のラビ
ング時に脱落しにくいスペーサ４を備えた液晶レンズセル基板１０とすることができる。
【００６４】
《変形形態》
本発明の液晶レンズセル基板１０は、上記した形態以外のその他の形態をとり得る。以下、その一部を説明する。
【００６５】
《変形形態（その１）：遮光層で被覆されるスペーサ》
本発明においては、図９の断面図で示すように、スペーサ４が遮光層３で被覆されていてもよい。
図９の断面図は、本発明による液晶レンズセル基板の変形形態を示す。図９（ｂ）が本変形形態の液晶レンズセル基板１０であり、図９（ａ）はこの液晶レンズセル基板１０に対向配置され得る対向基板２０、図９（ｃ）はこれらの液晶レンズセル基板１０と対向基板２０を用いて構成され得る液晶レンズセル３０を示す。
【００６６】
遮光層３の目的は、本変形形態においては、これを用いて構成される液晶レンズセル３０において、前記第１の実施形態と同様である。
【００６７】
本変形形態の液晶レンズセル基板１０は、前記第１の実施形態と同様の手法により、例えば、基材１の一方の面の面上に、透明電極２、スペーサ４、遮光層３、配向膜５の順に形成して、製造することができる。
【００６８】
本変形形態でも、遮光層３の面上に遮光層３に接してスペーサ４が形成されていない構成となるため、配向膜５のラビング時に脱落しにくいスペーサ４を備えた液晶レンズセル基板１０とすることができる。
【００６９】
《変形形態（その２）：スペーサ部分のみに遮光層》
本発明においては、図１０の断面図及び図１１の平面図で示すように、スペーサ４の部分のみに遮光層３が形成されていてもよい。
図１０の断面図は、本発明による液晶レンズセル基板の変形形態を示す。図１０（ｂ）が本変形形態の液晶レンズセル基板１０であり、図１０（ａ）はこの液晶レンズセル基板１０に対向配置され得る対向基板２０、図１０（ｃ）はこれらの液晶レンズセル基板１０と対向基板２０を用いて構成され得る液晶レンズセル３０を示す。
図１１の平面図は、図１１（ｂ）が図１０中の液晶レンズセル基板１０を透明電極２の形成面側からみた平面図であり、図１１（ａ）が図１０中の対向基板２０を透明電極２の形成面側からみた平面図である。
図１０（ｂ）の液晶レンズセル基板１０の断面図は、図１１（ｂ）の平面図にて、Ｃ−Ｃ線で切断したときの断面図である。
【００７０】
遮光層３の目的は、本変形形態においては、これを用いて構成される液晶レンズセル３０において、スペーサ４と重ならないことから、前記第１の実施形態と異なる。遮光層３の目的は、第１の実施形態のうちｂ）及びｃ）を除く、ａ）である。すなわち、
ａ）スペーサ４に起因するスペーサ４周辺での液晶の配向乱れやスペーサ４と液晶との界面での光反射などによる画質低下の改善、
である。
【００７１】
本変形形態では、遮光層３の目的に、
ｂ）駆動電極となる透明電極２のパターンを隠して目立ちにくくする不可視化、
が含まれないため、図１０（ｃ）に示すように、この液晶レンズセル基板１０を備える液晶レンズセル３０は、観察者Ｖに対する向きはどちらでもよい。
【００７２】
本変形形態の液晶レンズセル基板１０は、前記第１の実施形態と同様の手法により、例えば、基材１の一方の面の面上に、遮光層３、透明電極２、スペーサ４、配向膜５の順に形成して、製造することができる。
【００７３】
本変形形態でも、このような構成でスペーサ４が設けられているため、配向膜５のラビング時に脱落しにくいスペーサ４を備えた液晶レンズセル基板１０とすることができる。
【００７４】
《変形形態（その３）：３Ｄ表示に替えた２方向表示と、３Ｄ表示の縦横表示》
【００７５】
上記各実施形態及び変形形態においては、液晶レンズセル基板１０は、２Ｄ／３Ｄ表示の切り替えが可能な液晶レンズセル３０に適用することを前提としたものであった。しかし、本発明においては、図示はしないが、３Ｄ表示に替えて、２方向に異なった画像を表示する液晶レンズセル３０に適用する液晶レンズセル基板１０であってもよい。
【００７６】
また、上記各実施形態においては、液晶レンズセル基板１０は、３Ｄ表示に適用するとき、その３Ｄ表示は、液晶レンズセル基板１０の縦方向と横方向のいずれか一方において、観察可能なものであった。
しかし、本発明においては、透明電極２のパターンはこれに限定されず、その他の従来公知の各種のパターンを採用することができる。例えば、液晶レンズセル３０の縦方向と横方向とを、レンチキュラーレンズの延在方向を切り替えて、両方で３Ｄ表示を可能にするようなパターンであってもよい。
【００７７】
〔Ｂ〕液晶レンズセル：
次に、本発明による液晶レンズセルについて説明する。本発明による液晶レンズセルは、上述した本発明による液晶レンズセル基板１０を備えた液晶レンズセルである。以下、図面を参照して説明する。
【００７８】
《第１の実施形態》
図１（ｃ）の断面図は、本発明による液晶レンズセルの第１の実施形態を示す。同図に示す本実施形態の液晶レンズセル３０は、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示す液晶レンズセル基板１０と、図１（ａ）及び図２（ａ）に示す対向基板２０とを用いて構成される。液晶レンズセル基板１０と対向基板２０は、互いにその配向膜５が対峙する向きで、間に液晶層６を挟んで配置される。
液晶レンズセル３０は、焦点可変の複数の単位レンズをレンチキュラーレンズとして、その延在方向を紙面に垂直な方向にして有する。
【００７９】
以下、構成要素毎にさらに詳述する。
【００８０】
〔液晶レンズセル基板１０〕
液晶レンズセル基板１０につては、既に説明したので、さらなる説明は省略する。
【００８１】
〔対向基板２０〕
対向基板２０は、基板１と、基板１の一方の面の面上にストライプ状にパターン形成された透明電極２と、透明電極２の面上に形成された配向膜５とを有する。
【００８２】
基板１、透明電極２、及び配向膜５としては、前記液晶レンズセル基板１０にて説明したものを用いることができる。よって、ここでは、さらなる説明は省略する。
【００８３】
〔液晶層６〕
液晶層６としては、液晶レンズセルにおける従来公知の各種液晶を採用することができる。例えば、ネマチック液晶などを用いることができる。
液晶層６は、液晶レンズセル基板１０の透明電極２と、対向基板２０の透明電極２とによって電界を印加されてレンズ効果を発揮する。
【００８４】
〔その他の構成要素〕
液晶レンズセル３０は、上記した構成要素以外に、従来公知の液晶レンズセルにおける各種部材、例えば、液晶レンズセル基板１０と対向基板２０とを、これらの外周部で密着固定する公知のシール材などを含むことができる。
【００８５】
〔本実施形態における効果〕
以上のような構成の液晶レンズセル３０とすることで、それが備える液晶レンズセル基板１０において、スペーサ４のラビング時の脱落が改善されているため、スペーサ脱落によるセルギャップの不均一性に起因する画質低下が改善される。
【００８６】
《第２〜第４の実施形態》
第２〜第４の各実施形態は、上述した液晶レンズセル基板１０の第２〜第４の各実施形態に対応する形態である。
図３（ｃ）が第２の実施形態の液晶レンズセル３０を示し、
図５（ｃ）が第３の実施形態の液晶レンズセル３０を示し、
図７（ｃ）が第４の実施形態の液晶レンズセル３０を示す。
第２〜第４の実施形態の液晶レンズセル３０において、液晶レンズセル基板１０に対向配置される対向基板２０も、上述した液晶レンズセル基板１０の第２〜第４の各実施形態で説明したものである。よって、ここでは、さらなる説明は省略する。
【００８７】
〔各実施形態における効果〕
以上のような構成の液晶レンズセル３０とすることで、それが備える液晶レンズセル基板１０において、スペーサ４のラビング時の脱落が改善されているため、スペーサ脱落によるセルギャップの不均一性に起因する画質低下が改善される。
【００８８】
〔Ｃ〕表示装置：
本発明による表示装置は、上述した液晶レンズセル３０を供える表示装置である。
図１２は、本発明による表示装置の実施形態例であり、同図に示す表示装置１００は、図面左側から順に、表示パネル４０、液晶レンズセル３０を備えている。そして、本実施形態においては、表示装置１００は３Ｄ表示が可能となっており、図面右側の観察者Ｖは２Ｄ表示と３Ｄ表示とを切り替えにより観察することができる。
表示パネル４０は、平面画像を表示可能なパネルであり、液晶表示パネル、電界発光（ＥＬ）パネルが代表的であるが、この他、電子ペーパーパネル、ブラウン管でもよく、公知の各種表示パネルでよい。
【００８９】
〔本実施形態における効果〕
以上のような構成の表示装置１００とすることで、その液晶レンズセル３０において、スペーサ４のラビング時の脱落が改善されているため、スペーサ脱落によるセルギャップの不均一性に起因する画質低下が改善された画像を表示することができる。
【００９０】
〔Ｄ〕用途：
本発明による液晶レンズセル基板１０、液晶レンズセル３０、及び表示装置１００の用途は、特に限定されない。例えば、ゲーム機器、スマートフォンなどの携帯電話、タブレットＰＣなどの携帯情報端末、テレビ、パーソナルコンピュータ、モニターディスプレイ、カーナビゲーション装置、デジタルカメラ、デジタルフォトフレーム、電子看板、情報表示板、などである。
また、これらにおいて、２Ｄ／３Ｄ表示はもちろん、３Ｄ表示に替えて２方向から異なる表示を可能にする用途に適用してもよい。
【符号の説明】
【００９１】
１    基板
２    透明電極
３    遮光層
４    スペーサ
５    配向膜
６    液晶層
１０    液晶レンズセル基板
２０    対向基板
３０    液晶レンズセル
４０    表示パネル
５０    従来の液晶レンズセル基板
６０    従来の液晶レンズセル
１００    表示装置
Ｒ    ラビングローラ
Ｖ    観察者
【図１】
2015031938.tif 000003
【図２】
2015031938.tif 000004
【図３】
2015031938.tif 000005
【図４】
2015031938.tif 000006
【図５】
2015031938.tif 000007
【図６】
2015031938.tif 000008
【図７】
2015031938.tif 000009
【図８】
2015031938.tif 000010
【図９】
2015031938.tif 000011
【図１０】
2015031938.tif 000012
【図１１】
2015031938.tif 000013
【図１２】
2015031938.tif 000014
【図１３】
2015031938.tif 000015
【図１４】
2015031938.tif 000016
【図１５】
2015031938.tif 000017