(57)【要約】【課題】コンパクトな構成でありながら正確に動作可能な光学素子を提供する。【解決手段】第１および第２の基板と、第１の基板の内面に第１の方向において隣り合うように立設し、かつ、第１の方向と異なる第２の方向へ延在する複数の壁部と、第１の基板の、隣り合う一対の壁部に挟まれた領域に設けられた第１および第２の貫通孔と、壁部の壁面に、互いの一部が対向するように設けられた第１および第２の電極と、第１および第２の電極をそれぞれ覆う絶縁膜と、第２の基板の内面に設けられた第３の電極と、第１の基板と第３の電極との間に封入され、互いに異なる屈折率を有する極性液体および無極性液体とを備える。第１および第２の電極は、それぞれ、第１の基板の外面に設けられた第１および第２の引出線と第１および第２の貫通孔を通じて接続されている。【選択図】図３
2013076744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された第１および第２の基板と、
前記第１の基板の、前記第２の基板と対向する内面に第１の方向において隣り合うように立設し、かつ、前記第１の方向と異なる第２の方向へ延在する複数の壁部と、
前記第１の基板の、隣り合う一対の前記壁部に挟まれた領域に設けられた第１および第２の貫通孔と、
前記壁部の壁面に、互いの一部が対向するように設けられた第１および第２の電極と、
前記第１および第２の電極をそれぞれ覆う絶縁膜と、
前記第２の基板の、前記第１の基板と対向する内面に設けられた第３の電極と、
前記第１の基板と前記第３の電極との間に封入され、互いに異なる屈折率を有する極性液体および無極性液体と
を備え、
前記第１の電極は、前記第１の基板における前記内面と反対側の外面に設けられた第１の引出線と前記第１の貫通孔を通じて接続され、
前記第２の電極は、前記第１の基板の外面に設けられた第２の引出線と前記第２の貫通孔を通じて接続されている
光学素子。
【請求項２】
前記第１および第２の貫通孔は、それぞれ、前記第１の基板の外面での開口面積が前記第１の基板の内面での開口面積よりも大きなものである
請求項１記載の光学素子。
【請求項３】
前記第１および第２の貫通孔は、それぞれ、前記第１の基板の内面から前記外面に近づくほどその開口面積が拡大する形状を有している
請求項２記載の光学素子。
【請求項４】
前記第１の貫通孔の内面を被覆し、もしくは前記第１の貫通孔を充填する第１の接続部により、前記第１の電極と前記第１の引出線との接続がなされ、
前記第２の貫通孔の内面を被覆し、もしくは前記第２の貫通孔を充填する第２の接続部により、前記第２の電極と前記第２の引出線との接続がなされている
請求項１記載の光学素子。
【請求項５】
前記第１および第２の引出線は、前記第２の方向と異なる第３の方向へ延在している
請求項４記載の光学素子。
【請求項６】
前記第１および第２の電極、前記第１および第２の接続部ならびに前記第１および第２の引出線は、いずれも複数設けられており、
各々の前記第１の引出線には、複数の前記第１の接続部が周期的に接続され、
各々の前記第２の引出線には、複数の前記第２の接続部が周期的に接続されている
請求項５記載の光学素子。
【請求項７】
前記壁部の壁面のうち、前記第１の貫通孔が設けられた領域を挟む部分には前記第１および第２の電極のうちの前記第１の電極のみが形成され、
前記壁部の壁面のうち、前記第２の貫通孔が設けられた領域を挟む部分には前記第１および第２の電極のうちの前記第２の電極のみが形成されている
請求項１記載の光学素子。
【請求項８】
表示手段と、光学素子とを備えた表示装置であって、
前記光学素子は、
対向配置された第１および第２の基板と、
前記第１の基板の前記第２の基板と対向する内面に第１の方向において隣り合うように立設し、かつ、前記第１の方向と異なる第２の方向へ延在する複数の壁部と、
前記第１の基板の、隣り合う一対の前記壁部に挟まれた領域に設けられた第１および第２の貫通孔と、
前記壁部の壁面に、互いの一部が対向するように設けられた第１および第２の電極と、
前記第１および第２の電極をそれぞれ覆う絶縁膜と、
前記第２の基板の、前記第１の基板と対向する内面に設けられた第３の電極と、
前記第１の基板と前記第３の電極との間に封入され、互いに異なる屈折率を有する極性液体および無極性液体と
を備え、
前記第１の電極は、前記第１の基板における前記内面と反対側の外面に設けられた第１の引出線と前記第１の貫通孔を通じて接続され、
前記第２の電極は、前記第１の基板の外面に設けられた第２の引出線と前記第２の貫通孔を通じて接続されている
表示装置。
【請求項９】
表示手段と光学素子とを有する表示装置を備えた電子機器であって、
前記光学素子は、
対向配置された第１および第２の基板と、
前記第１の基板の前記第２の基板と対向する内面に第１の方向において隣り合うように立設し、かつ、前記第１の方向と異なる第２の方向へ延在する複数の壁部と、
前記第１の基板の、隣り合う一対の前記壁部に挟まれた領域に設けられた第１および第２の貫通孔と、
前記壁部の壁面に、互いの一部が対向するように設けられた第１および第２の電極と、
前記第１および第２の電極をそれぞれ覆う絶縁膜と、
前記第２の基板の、前記第１の基板と対向する内面に設けられた第３の電極と、
前記第１の基板と前記第３の電極との間に封入され、互いに異なる屈折率を有する極性液体および無極性液体と
を備え、
前記第１の電極は、前記第１の基板における前記内面と反対側の外面に設けられた第１の引出線と前記第１の貫通孔を通じて接続され、
前記第２の電極は、前記第１の基板の外面に設けられた第２の引出線と前記第２の貫通孔を通じて接続されている
電子機器。
【請求項１０】
樹脂基板と、
前記樹脂基板の一方の面に立設する複数の壁部と、
前記樹脂基板における、隣り合う一対の前記壁部に挟まれた領域に設けられた貫通孔と、
前記樹脂基板の両面に設けられた一対の導電膜と、
前記貫通孔を通じて前記一対の導電膜を接続する接続部と
を有する配線基板。
【請求項１１】
前記貫通孔は、前記一方の面での開口面積よりも、前記樹脂基板の他方の面での開口面積のほうが大きなものである
請求項１０記載の配線基板。
【請求項１２】
前記接続部は、前記貫通孔の内面を被覆し、もしくは前記貫通孔を充填している
請求項１０記載の配線基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、エレクトロウェッティング現象を利用した光学素子、それを備えた表示装置および電子機器、ならびにそれらに用いられる配線基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エレクトロウェッティング現象（電気毛管現象）により光学作用を発揮する液体光学素子が開発されている。エレクトロウェッティング現象とは、電極と導電性を有する液体（極性液体）との間に電圧を印加した場合に、その電極の表面と液体との界面エネルギーが変化し、液体の表面形状が変化する現象をいう。
【０００３】
本出願人は、このエレクトロウェッティング現象を利用した液体光学素子をレンチキュラーレンズとして備えた立体映像表示装置を、既に提案している（例えば特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４７４８０号公報
【特許文献２】特開２０１１−９５３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、エレクトロウェッティング現象を利用した液体光学素子をレンチキュラーレンズとして機能させる場合には、非常に多くの電極を配置すると共に、各電極に対して個別に引き出し線を設ける必要がある。より高解像度の立体映像を表示するには、限られた領域内において、より多くの引き出し線を形成し、かつ、所望の電極と確実に接続する必要がある。
【０００６】
最近では、上記のような液体光学素子を、軽量化などの理由からガラス基板ではなく樹脂基板を用いて構成することが望まれるようになっている。しかしながら、樹脂基板を用いた場合には、熱による物性の劣化をまねくおそれがあるのでフォトリソグラフィーを用いて金属配線を形成することは望ましくない。また、メタルマスクなどを用いて金属配線を形成する場合には、樹脂の熱膨張率がガラスに比べて非常に大きいことから、高精度のアライメントが困難である。
【０００７】
本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、コンパクトな構成でありながら、複数の導線が高い精度で形成された配線基板、ならびに、それを備えることでコンパクトな構成でありながら正確に動作可能な光学素子、表示装置および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の光学素子は、以下の（Ａ１）から（Ａ６）の各要件を備えるものである。
（Ａ１）対向配置された第１および第２の基板。
（Ａ２）第１の基板の、第２の基板と対向する内面に第１の方向において隣り合うように立設し、かつ、第１の方向と異なる第２の方向へ延在する複数の壁部。
（Ａ３）第１の基板の、隣り合う一対の壁部に挟まれた領域に設けられた第１および第２の貫通孔と、
（Ａ４）壁部の壁面に、互いの一部が対向するように設けられた第１および第２の電極。
（Ａ５）第１および第２の電極をそれぞれ覆う絶縁膜と、第２の基板の、第１の基板と対向する内面に設けられた第３の電極。
（Ａ６）第１の基板と第３の電極との間に封入され、互いに異なる屈折率を有する極性液体および無極性液体。
ここで第１の電極は、第１の基板における内面と反対側の外面に設けられた第１の引出線と第１の貫通孔を通じて接続されている。また、第２の電極は、第１の基板の外面に設けられた第２の引出線と第２の貫通孔を通じて接続されている。
【０００９】
本開示の表示装置は、表示手段と、上記した本開示の光学素子とを備えたものである。また、本開示の電子機器は、上記表示装置を備えたものである。なお、表示手段は、例えば、複数の画素を有し、映像信号に応じた２次元表示画像を生成するディスプレイである。
【００１０】
本開示の光学素子、表示装置および電子機器では、第１の基板の内面に設けられた第１および第２の電極が、内面と反対側の外面に設けられた第１および第２の引出線と、第１および第２の貫通孔を通じてそれぞれ接続されている。このため、光学素子の全体が占有する面積を広げることなく、第１および第２の引き出し線の幅やそれらの配列ピッチが十分に確保される。さらに、第１および第２の貫通孔は隣り合う一対の壁部に挟まれた領域に位置するので、壁部を隔てて隣接する第１および第２の電極との製造誤差などによる短絡が回避される。そのため、第１および第２の引き出し線と、所望の第１および第２の電極との接続が比較的容易に、かつ確実になされる。
【００１１】
本開示の配線基板は、以下の（Ｂ１）から（Ｂ５）の各要件を備えるものである。
（Ｂ１）樹脂基板。
（Ｂ２）樹脂基板の一方の面に立設する複数の壁部。
（Ｂ３）樹脂基板における、隣り合う一対の壁部に挟まれた領域に設けられた貫通孔。
（Ｂ４）樹脂基板の両面に設けられた一対の導電膜。
（Ｂ５）貫通孔を通じて一対の導電膜を接続する接続部。
【００１２】
本開示の配線基板では、樹脂基板の両面に設けられた一対の導電膜が、一対の壁部に挟まれた領域に位置する貫通孔を通じて接続される。このため、配線基板全体が占有する面積を広げることなく、一対の導電膜の寸法やそれらの配列ピッチが十分に確保される。さらに、貫通孔は隣り合う一対の壁部に挟まれた領域に位置するので、壁部を隔てて隣接する他の導電膜との製造誤差などによる短絡が回避される。
【発明の効果】
【００１３】
本開示の配線基板によれば、コンパクトな構成でありながら、互いに絶縁された複数の導線が高い精度で形成されたものとなる。したがって、この配線基板を利用した本開示の光学素子、表示装置および電子機器によれば、所定の映像信号に対応した正確な立体映像表示を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る立体表示装置の構成を表す概略図である。
【図２】図１に示した波面変換偏向部の要部構成を表す斜視図である。
【図３】図１に示した波面変換偏向部の要部構成を表す平面図である。
【図４】図３に示した波面変換偏向部のIV- IV線に沿った断面図である。
【図５】図３に示した波面変換偏向部のV-V線に沿った断面図である。
【図６】図１に示した波面変換偏向部の要部を拡大した断面図である。
【図７】図３に示した液体光学素子の動作を説明するための概念図である。
【図８】図３に示した液体光学素子の動作を説明するための他の概念図である。
【図９】図１に示した波面変換偏向部の製造方法における一工程を説明するための斜視図である。
【図１０】図９に続く一工程を説明するための断面模式図である。
【図１１】図１０に続く一工程を説明するための断面模式図である。
【図１２】表示装置を用いた電子機器としてのテレビジョン装置の構成を表す斜視図である。
【図１３】図１に示した波面変換偏向部の他の使用例を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本開示の実施の形態としての立体表示装置およびその適用例について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（図１〜図１１）：立体表示装置
２．適用例（図１２）：電子機器
【００１６】
［実施の形態］
＜立体表示装置の構成＞
まず、図１を参照して、本開示における一実施の形態としての液体光学素子アレイを用いた立体表示装置について説明する。図１は、本実施の形態の立体表示装置の、水平面内における一構成例を表す概略図である。
【００１７】
図１に示したように、この立体表示装置は、光源（図示せず）の側から、画素１１を複数有する表示部１と、液体光学素子アレイとしての波面変換偏向部２とを順に備えている。ここでは、光源からの光の進行方向をＺ軸方向とし、水平方向をＸ軸方向とし、鉛直方向をＹ軸方向としている。
【００１８】
表示部１は、映像信号に応じた２次元表示画像を生成するものであり、例えばバックライトＢＬが照射されることにより表示画像光を射出するカラー液晶ディスプレイである。表示部１は、光源の側からガラス基板１１と、それぞれ画素電極および液晶層を含む複数の画素１２（１２Ｌ，１２Ｒ）と、ガラス基板１３とが順に積層された構造を有している。ガラス基板１１およびガラス基板１３は透明であり、いずれか一方には例えば赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の着色層を有するカラーフィルタが設けられている。このため、画素１２は、赤色を表示する画素Ｒ−１２と緑色を表示する画素Ｇ−１２と青色を表示する画素Ｂ−１２とに分類される。この表示部１では、Ｘ軸方向においては画素Ｒ−１２と、画素Ｇ−１２と、画素Ｂ−１２とが順に繰り返し配置される一方、Ｙ軸方向においては同色の画素１２が揃うように配置されている。さらに、画素１２は、左眼用の画像を形成する表示画像光を射出するものと、右眼用の画像を形成する表示画像光を射出するものとに分類され、それらはＸ軸方向において交互に配置されている。図１では、左眼用の表示画像光を射出する画素１２を画素１２Ｌと表し、右眼用の表示画像光を射出する画素１２を画素１２Ｒと表す。
【００１９】
波面変換偏向部２は、例えばＸ軸方向に隣り合う１組の画素１２Ｌ，１２Ｒに対応して設けられた１つの液体光学素子２０が、Ｘ軸方向に複数配列されたアレイ状をなすものである。波面変換偏向部２は、表示部１から射出された表示画像光に対し、波面変換処理および偏向処理を行う。具体的には、波面変換偏向部２では、各画素１２に対応する各液体光学素子２１がシリンドリカルレンズとして機能する。すなわち、波面変換偏向部２は、全体としてレンチキュラーレンズとして機能する。これによって各画素１２Ｌ，１２Ｒからの表示画像光の波面が、鉛直方向（Ｙ軸方向）に並ぶ一群の画素１２を一単位として所定の曲率を有する波面に一括して変換される。波面変換偏向部２では、併せて、必要に応じてそれらの表示画像光を水平面内（ＸＺ平面内）において一括して偏向することも可能となっている。
【００２０】
図２〜図６を参照して、波面変換偏向部２の具体的な構成について説明する。
【００２１】
図２は、波面変換偏向部２の要部を表す斜視図である。また、図３は、観察者から眺めた波面変換偏向部２のＸＹ平面における平面図である。また、図４は、図３に示したＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視方向の断面図である。さらに、図５は、図３に示したＶ−Ｖ線に沿った矢視方向の断面図である。
【００２２】
波面変換偏向部２は、対向配置された一対の平面基板２１，２２と、平面基板２１における平面基板２２と対向する内面２１Ｓに立設し、接着層ＡＬを介して平面基板２２を支持する側壁２３および隔壁２４とを備えている。波面変換偏向部２では、Ｙ軸方向へ延在する複数の隔壁２４によって区画された複数の液体光学素子２０がＸ軸方向へ並び、全体として液体光学素子アレイを構成している。液体光学素子２０は、屈折率の異なる２種の液体（極性液体２９Ｐおよび無極性液体２９Ｎ）を含み、入射光線に対して偏向や屈折などの光学的作用（すなわち、波面変換作用および偏向作用）を及ぼすものである。なお、図２および図３では、接着層ＡＬ、側壁２３、平面基板２２、極性液体２９Ｐおよび無極性液体２９Ｎのほか、絶縁膜２８（後出）および第３の電極２７（後出）の図示を省略している。
【００２３】
平面基板２１，２２は、例えばガラスや透明なプラスチックなど、可視光を透過する透明な絶縁材料によって構成される。平面基板２１は、内面２１Ｓおよび外面２１ＳＳにそれぞれ形成された第１および第２の接続部２１Ｔ１，２１Ｔ２、ならびに第１および第２の引出線３１，３２と共に配線基板を構成している。平面基板２１，２２の厚さは、例えば数百〜数千μｍである。平面基板２１の内面２１Ｓには、この平面基板２１上の空間領域を、複数の液体光学素子２０ごとに仕切る複数の隔壁２４が立設している。すなわち液体光学素子２０は、隣り合う隔壁２４同士に挟まれた空間である素子領域２０Ｒごとに設けられている。複数の隔壁２４は各々Ｙ軸方向へ延在していることから、液体光学素子２０（素子領域２０Ｒ）は、Ｙ軸方向に並ぶ一群の表示画素１２に対応して矩形状の平面形状を有している。各素子領域２０Ｒには、それぞれ無極性液体２９Ｎが保持されている。すなわち、無極性液体２９Ｎは、隔壁２４の存在により、隣り合う他の素子領域２０Ｒへ移動（流出）しないようになっている。隔壁２４は、極性液体２９Ｐおよび無極性液体２９Ｎに溶解等しない材料、例えば、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂などによって構成されることが望ましい。なお、平面基板２１と隔壁２４とが同種の透明なプラスチック材料からなり、一体成型されたものであってもよい。隔壁２４は、Ｘ軸方向において例えば数百〜数千μｍのピッチで配置されている。隔壁２４の高さは、例えばＸ軸方向における上記の配置ピッチと同程度である。
【００２４】
各隔壁２４の壁面には、隔壁２４の延在方向（Ｙ軸方向）に沿って延伸し、互いの一部が対向するように配置された第１および第２の電極２５，２６が設けられている。波面変換偏向部２における第１および第２の電極２５，２６が互いに重なり合う領域（対向する領域）は、表示部１から射出された表示画像光に対し、波面変換処理および偏向処理を行うことのできる有効領域２０Ｚ１である。この有効領域２０Ｚ１をＹ軸方向において挟むように、第１および第２の電極２５，２６の一方のみが形成された接続領域２０Ｚ２，２０Ｚ３が設けられている。接続領域２０Ｚ２，２０Ｚ３には、平面基板２１における内面２１Ｓと反対側の外面２１ＳＳに複数の第１および第２の引出線３１，３２（図３では破線で示す）が設けられている。第１および第２の引出線３１，３２は、いずれもＹ軸と交差する方向（ここではＸ軸方向）に延在する帯状をなすものである。また、接続領域２０Ｚ２，２０Ｚ３のうちの隣り合う一対の隔壁２４に挟まれた領域には、第１および第２の貫通孔２１Ｈ１，２１Ｈ２が、平面基板２１を厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫くように形成されている。
【００２５】
各々の第１の電極２５は、第１の貫通孔２１Ｈ１を通じて一の第１の引出線３１と接続されている。同様に、各々の第２の電極２６は、第２の貫通孔２１Ｈ２を通じて一の第２の引出線３２と接続されている。すなわち、一の第１の電極２５に対して一の第１の貫通孔２１Ｈ１が設けられ、一の第２の電極２６に対して一の第２の貫通孔２１Ｈ２が設けられている。また、第１および第２の貫通孔２１Ｈ１，２１Ｈ２は、例えば図６（Ａ），６（Ｂ）に示したように、平面基板２１の内面２１Ｓから外面２１ＳＳに近づくほどその開口面積が拡大する形状（以下、すり鉢形状という。）を有している。第１および第２の貫通孔２１Ｈ１，２１Ｈ２は、例えば平面基板２１の厚さを２００μｍとした場合、内面２１Ｓにおいて例えば３０μｍの直径を有し、外面２１ＳＳにおいて例えば１００μｍの直径を有している。なお、図６（Ａ），６（Ｂ）は、第１および第２の貫通孔２１Ｈ１，２１Ｈ２ならびにそれらの近傍の構造を説明するための拡大断面図である。
【００２６】
図６に示したように、第１および第２の貫通孔２１Ｈ１，２１Ｈ２には、それらの内面を被覆（図６（Ａ））し、もしくはそれらの内部を充填（図６（Ｂ））する第１および第２の接続部２１Ｔ１，２１Ｔ２が設けられている。なお、図６（Ａ）に示した第１および第２の接続部２１Ｔ１，２１Ｔ２の形状は例えばコンフォーマルビア形状といい、図６（Ｂ）に示した第１および第２の接続部２１Ｔ１，２１Ｔ２の形状は例えばフィルドビアビア形状という。したがって、第１の電極２５は第１の接続部２１Ｔ１によって第１の引出線３１との接続がなされ、第２の電極２６は第２の接続部２１Ｔ２によって第２の引出線３２との接続がなされている。ここで、第１の電極２５は、周期的に（図３では６つおきに）同一の第１の引出線３１と接続され、第２の電極２６は、周期的に（図３では６つおきに）同一の第２の引出線３２と接続されている。但し、この周期は図３に示したものに限定されず、任意に設定可能である。
【００２７】
第１および第２の電極２５，２６、第１および第２の引出線３１，３２、ならびに第１および第２の接続部２１Ｔ１，２１Ｔ２は、例えば以下の材料によって形成される。すなわち、酸化インジウム錫（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）や酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの透明な導電性材料のほか、銅（Ｃｕ）などの金属材料、あるいは炭素（Ｃ）もしくは導電性高分子などの他の導電性材料が適用可能である。
【００２８】
第１および第２の貫通孔２１Ｈ１，２１Ｈ２は、例えばレーザビームを照射して行うレーザビーム加工のほか、機械加工（マイクロビア加工）によって形成される。
【００２９】
接続領域２０Ｚ２，２０Ｚ３では、第１および第２の接続部２１Ｔ１，２１Ｔ２が、平面基板２１の表面２１Ｓと、隔壁２４を覆う第１および第２の電極２５，２６とそれぞれ連結されている。第１および第２の電極２５，２６は、それぞれ、第１および第２の接続部２１Ｔ１，２１Ｔ２と、第１および第２の引出線３１，３２とを介して外部電源と接続され、電圧供給が可能となっている。第１および第２の電極２５，２６は、例えば平面基板２１の外面２１ＳＳに設けられた制御部（図示せず）によってそれぞれ所定の大きさの電位に設定できるようになっている。
【００３０】
第１および第２の電極２５，２６は、絶縁膜２８によって密に覆われている。絶縁膜２８は、第１および第２の電極２５，２６だけでなく、隔壁２４および平面基板２１を全面的に覆うように形成されていてもよい。この絶縁膜２８は、極性液体２９Ｐに対して疎水性（撥水性）を示す（より厳密には無電界下において無極性液体２９Ｎに親和性を示す）と共に、電気的絶縁性に優れた性質を有する材料からなるものである。具体的には、フッ素系の高分子であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）やポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、あるいはシリコーンなどが挙げられる。但し、第１の電極２５と第２の電極２６との電気的絶縁性をより高めることを目的として、第１および第２の電極２５，２６と絶縁膜２８との間に例えばスピン・オン・グラス（ＳＯＧ）などからなる他の絶縁膜を設けるようにしてもよい。なお、隔壁２４の上端もしくはそれを覆う絶縁膜２８は、平面基板２２および第３の電極２７と離間していることが望ましい。
【００３１】
平面基板２２の、平面基板２１と対向する内面２２Ｓには、第３の電極２７が設けられている。第３の電極２７は、例えばＩＴＯやＺｎＯなどの透明な導電材料によって構成されており、接地電極として機能する。
【００３２】
一対の平面基板２１，２２および隔壁２４などによって完全に密閉された空間領域には、無極性液体２９Ｎおよび極性液体２９Ｐが密封されている。無極性液体２９Ｎおよび極性液体２９Ｐは、その閉空間において互いに溶解せずに分離して存在し、界面ＩＦを形成している。無極性液体２９Ｎおよび極性液体２９Ｐは透明であることから、界面ＩＦを透過する光は、その入射角と、無極性液体２９Ｎおよび極性液体２９Ｐの屈折率とに応じて屈折する。
【００３３】
無極性液体２９Ｎは、ほとんど極性を有さず、かつ、電気絶縁性を示す液体材料であり、例えばデカン、ドデカン、ヘキサデカンもしくはウンデカンなどの炭化水素系材料のほか、シリコンオイルなどが好適である。無極性液体２９Ｎは、第１の電極２５Ａと第２の電極２６Ｂとの間に電圧を印加しない場合において、平面基板２１（もしくはそれを覆う絶縁膜２８）の表面を全て覆う程度に十分な容量を有していることが望ましい。
【００３４】
一方、極性液体２９Ｐは極性を有する液体材料であり、例えば水のほか、塩化カリウムや塩化ナトリウムなどの電解質を溶解させた水溶液が好適である。極性液体２９Ｐに電圧を印加すると、素子領域２０Ｒにおいて対向する内表面２８Ａ，２８Ｂに対する濡れ性（極性液体２９Ｐと内表面２８Ａ，２８Ｂとの接触角）が無極性液体２９Ｎと比べて大きく変化する。極性液体２９Ｐは、接地電極としての第３の電極２７と接している。
【００３５】
ここで、Ｘ軸方向に並ぶ隔壁２４の間隔（より厳密には、Ｘ軸方向において隣り合う隔壁２４を覆う絶縁膜２８同士の間隔Ｗ１（図３および図４参照））は、以下の式（１）で表される毛管長Ｋ-1以下の長さであるとよい。そうすることで、無極性液体２９Ｎおよび極性液体２９Ｐが、安定して初期位置（図４に示した位置）に保持される。これは、無極性液体２９Ｎおよび極性液体２９Ｐが隔壁２４を覆う絶縁膜２８と接することにより、その接触界面における界面張力が無極性液体２９Ｎおよび極性液体２９Ｐに対し作用するからである。ここでいう毛管長Ｋ-1とは、無極性液体２９Ｎと極性液体２９Ｐとの界面に生じる界面張力に対して重力の影響を全く無視できる最大の長さをいう。
【００３６】
Κ-1 ＝｛Δγ／（Δρ×ｇ）｝0.5  ……（１）
但し、
Κ-1 ：毛管長（ｍｍ）
Δγ：極性液体と無極性液体との界面張力（ｍＮ／ｍ）
Δρ：極性液体と無極性液体との密度差（ｇ／ｃｍ3 ）
ｇ：重力加速度（ｍ／ｓ2 ）
【００３７】
各液体光学素子２０では、第１および第２の電極２５，２６の間に電圧が印加されていない状態（第１および第２の電極２５，２６の電位がいずれも零である状態）では、図４に示したように、界面ＩＦは、極性液体２９Ｐの側から無極性液体２９Ｎへ向けて凸の曲面をなしている。このときの界面ＩＦの曲率はＹ軸方向において一定であり、各液体光学素子２０は１つのシリンドリカルレンズとして機能する。また、界面ＩＦの曲率はこの状態（第１および第２の電極２５，２６の間に電圧を印加しない状態）が最大となる。内表面２８Ａに対する無極性液体２９Ｎの接触角θ１、および内表面２８Ｂに対する無極性液体２９Ｎの接触角θ２は、例えば絶縁膜２８の材料種を選択することによって調整することができる。ここで、無極性液体２９Ｎが極性液体２９Ｐよりも大きな屈折率を有していれば、液体光学素子２０は負の屈折力を発揮する。これに対し、無極性液体２９Ｎが極性液体２９Ｐよりも小さな屈折率を有していれば、液体光学素子２０は正の屈折力を発揮する。例えば、無極性液体２９Ｎが炭化水素系材料またはシリコンオイルであり、極性液体２９Ｐが水または電解質水溶液であれば、液体光学素子２０が負の屈折力を発揮することとなる。
【００３８】
第１および第２の電極２５，２６の間に電圧が印加されると界面ＩＦの曲率が小さくなり、ある一定以上の電圧を印加すると例えば図７（Ａ）〜７（Ｃ）に表したように平面となる。なお、図７（Ａ）は、第１の電極２５の電位（Ｖ１とする）と第２の電極２６の電位（Ｖ２とする）とが互いに等しい（Ｖ１＝Ｖ２）場合を示している。この場合、例えば接触角θ１，θ２がいずれも直角（９０°）となる。このとき、液体光学素子２０へ入射して界面ＩＦを通過した入射光は、界面ＩＦにおいて収束、発散もしくは偏向などの光学作用を受けることなく、そのまま液体光学素子２０から射出する。
【００３９】
電位Ｖ１と電位Ｖ２とが異なる場合（Ｖ１≠Ｖ２）には、例えば図７（Ｂ），７（Ｃ）に表したように、Ｘ軸およびＺ軸に対して傾斜した平面（Ｙ軸に対しては平行な面）となる（θ１≠θ２）。具体的には、電位Ｖ１が電位Ｖ２よりも大きい場合（Ｖ１＞Ｖ２）、図７（Ｂ）に示したように接触角θ１が接触角θ２よりも大きくなる（θ１＞θ２）。反対に、電位Ｖ１よりも電位Ｖ２が大きいと（Ｖ１＜Ｖ２）、図７（Ｃ）に示したように、接触角θ１よりも接触角θ２が大きくなる（θ１＜θ２）。これらの場合（Ｖ１≠Ｖ２）、例えば第１の電極２５Ａ，２６Ｂと平行に進行して液体光学素子２０へ入射した入射光は、界面ＩＦにおいてＸＺ平面内で屈折し、偏向される。したがって、電位Ｖ１および電位Ｖ２の大きさを調整することで、入射光をＸＺ平面内の所定の向きへ偏向可能となる。
【００４０】
なお、上記の現象（電圧の印加による接触角θ１，θ２の変化）は以下のように生じるものと推察される。すなわち、電圧印加により、内表面２８Ａ，２８Ｂに電荷が蓄積され、その電荷のクーロン力によって、極性を有する極性液体２９Ｐが絶縁膜２８へ引き寄せられる。すると、極性液体２９Ｐが内表面２８Ａ，２８Ｂと接触する面積を拡大する一方、無極性液体２９Ｎが内表面２８Ａ，２８Ｂと接触する部分から極性液体２９Ｐによって排除されるように移動（変形）し、結果として界面ＩＦが平面に近づくこととなる。
【００４１】
また、電位Ｖ１および電位Ｖ２の大きさの調整により界面ＩＦの曲率が変わるようになっている。例えば、電位Ｖ１，Ｖ２（Ｖ１＝Ｖ２とする）を、界面ＩＦが水平面となる場合の電位Ｖmaxよりも低い値とすれば、例えば図８（Ａ）に表したように、電位Ｖ１，Ｖ２が零の場合の界面ＩＦ0（破線で表示）よりも曲率の小さな界面ＩＦ1（実線で表示）が得られる。このため、界面ＩＦを透過する光に対して発揮する屈折力は、電位Ｖ１および電位Ｖ２の大きさを変えることで調整可能である。すなわち、液体光学素子２０は、可変焦点レンズとして機能する。さらに、その状態で電位Ｖ１と電位Ｖ２とが互いに異なる大きさ（Ｖ１≠Ｖ２）となれば、界面ＩＦは適度な曲率を有しつつ、傾斜した状態となる。例えば電位Ｖ１のほうが大きい（Ｖ１＞Ｖ２）場合には、図８（Ｂ）において実線で表した界面ＩＦａが形成される。一方、電位Ｖ２のほうが大きい（Ｖ１＜Ｖ２）場合には、図８（Ｂ）において破線で表した界面ＩＦｂが形成される。したがって、電位Ｖ１および電位Ｖ２の大きさを調整することで、液体光学素子２０は、入射光に対して適度な屈折力を発揮しつつ、その入射光を所定の向きへ偏向することが可能である。なお、図８（Ａ），８（Ｂ）では、無極性液体２９Ｎが極性液体２９Ｐよりも大きな屈折率を有しており、液体光学素子２０が負の屈折力を発揮する場合に、界面ＩＦ1，ＩＦａを形成したときの入射光の変化を表している。
【００４２】
＜波面変換偏向部の製造方法＞
次に、波面変換偏向部２の製造方法について、図９に示した斜視図ならびに図１０，図１１に表した断面模式図を参照して説明する。なお、図９および図１０は、ＸＺ平面における断面図である。
【００４３】
まず、図９に示したように、上記の所定材料からなる平面基板２１を用意したのち、その一方の面（表面２１Ｓ）の上の所定位置に立設する隔壁２４を複数形成する。これにより、隔壁２４によって仕切られた複数の素子領域２０Ｒが形成される。具体的には、例えばスピンコーティング法により所定の樹脂を内面２１Ｓの上にできるだけ均一な厚みとなるように塗布したのち、フォトリソグラフィ法を利用して選択的な露光を行うことにより、パターニングを行う。あるいは、所定形状の金型を使用した一括成型により、同種の材料からなる一体化した平面基板２１および隔壁２４を形成するようにしてもよい。さらには、射出成型、熱プレス成型、フィルム材を用いた転写成型または２Ｐ（Photoreplication  Process）法などによりそれらを形成することも可能である。
【００４４】
次に、複数の隔壁２４によって仕切られた各素子領域２０Ｒの所定位置に、第１および第２の貫通孔２１Ｈ１，２１Ｈ２を１つずつ、例えばレーザビーム加工（好ましくはＣＯ2 レーザビームを用いたもの）などにより形成する。
【００４５】
第１および第２の貫通孔２１Ｈ１，２１Ｈ２を形成したのち、それらの内面を被覆し、もしくはそれらの内部を充填するように第１および第２の接続部２１Ｔ１，２１Ｔ２を形成する。具体的には、スクリーン印刷、凸版印刷、あるいはオフセット印刷などの手法を用いる。ここでは、外面２１ＳＳの側から第１および第２の貫通孔２１Ｈ１，２１Ｈ２の内面に銀（Ａｇ）などを含む導電性ペーストを塗布し、もしくはそれらの内部に導電性ペーストを充填する。導電性ペーストは、例えば１００００ｃＰ以上の粘度を有し、熱硬化型もしくは紫外線硬化型の、Ａｇペースト（望ましくはＡｇナノペースト）あるいはカーボンペーストである。このとき、第１および第２の貫通孔２１Ｈ１，２１Ｈ２に塗布もしくは充填された導電性ペーストは、平面基板２１の内面２１Ｓにおける第１および第２の貫通孔２１Ｈ１，２１Ｈ２の近傍に広がるように流出する場合がある。ところが隔壁２４の存在により、隣接する素子領域２０Ｒに至るまで導電性ペーストが広がるような事態は回避される。このため、隣接する第１の電極２５同士や、隣接する第２の電極２６同士の短絡は生じない。
【００４６】
次に、図１０に示したように、隔壁２４の壁面２４Ｓを覆うように、例えば直流スパッタリング法により第１および第２の電極２５，２６を形成する。その際、有効領域２０Ｚ１においては相互に対向するように第１および第２の電極２５，２６の双方を形成する。一方、接続領域２０Ｚ２においてはメタルマスクなどを用いて第１の電極２５のみを形成し、接続領域２０Ｚ３においてはメタルマスクなどを用いて第２の電極２６のみを形成するようにする。これにより、第１の接続部２１Ｔ１は第１の電極２５のみと導通した状態となり、第２の接続部２１Ｔ２は第２の電極２６のみと導通した状態となる。さらに、平面基板２１の外面２１ＳＳの所定の位置に、第１および第２の引出線３１，３２を複数形成する。第１および第２の引出線３１，３２は、例えばスピンコート法によりレジストを塗布したのちパターニングして所定形状のレジストマスクを形成し、さらにめっき法やスパッタリング法によって金属膜を形成したのちリフトオフすることにより得る。
【００４７】
続いて、図１１に示したように、全体を覆うように、例えば真空蒸着法により絶縁膜２８を形成する。そののち、無極性液体２９Ｎを、隔壁２４で仕切られた空間に注入もしくは滴下する。さらに、平面基板２２に第３の電極２７を設けたものを用意し、平面基板２１と平面基板２２とが一定の間隔となるように対向配置する。その際、平面基板２１と平面基板２２とが重なり合う領域の外縁に沿って接着層ＡＬを設け、その接着層ＡＬを介して平面基板２２と側壁２３および隔壁２４とを固定するようにする。なお、接着層ＡＬの一部には注入口を形成しておく。最後に、その注入口から、平面基板２１、側壁２３、隔壁２４、および平面基板２２によって囲まれた空間に極性液体２９Ｐを充填したのち、注入口を封止する。以上の手順により、応答性に優れた液体光学素子２０を複数備えた波面変換偏向部２を簡便に製造することができる。
【００４８】
＜立体表示装置の動作＞
この立体表示装置では、図１に示したように、表示部１に映像信号が入力されると、表示画素１２Ｌから左眼用の表示画像光Ｉ−Ｌが射出されると共に表示画素１２Ｒから右眼用の表示画像光Ｉ−Ｒが射出される。表示画像光Ｉ−Ｌ，Ｉ−Ｒは、いずれも液体光学素子２０に入射する。液体光学素子２０では、その焦点距離が、例えば表示画素１２Ｌ，１２Ｒと界面ＩＦとの間の屈折率を空気換算した距離となるように、適切な値の電圧を第１および第２の電極２５，２６に印加する。なお、観察者の位置に応じて、液体光学素子２０の焦点距離を前後させるようにしてもよい。液体光学素子２０における無極性液体２９Ｎと極性液体２９Ｐとの界面ＩＦが形成するシリンドリカルレンズの作用により、表示部１の各表示画素１２Ｌ，１２Ｒから射出された表示画像光Ｉ−Ｌ，Ｉ−Ｒの射出角度が選択される。そのため、図１に示したように、表示画像光Ｉ−Ｌは観察者の左眼１０Ｌに入射し、表示画像光Ｉ−Ｒは観察者の右眼１０Ｒに入射する。これにより、観察者は立体映像を観察することができる。
【００４９】
また、液体光学素子２０において界面ＩＦを平坦面（図７（Ａ）参照）とし、表示画像光Ｉ−Ｌ，Ｉ−Ｒに対する波面変換を行わないことにより、高解像度な二次元画像の表示も可能となる。
【００５０】
＜立体表示装置の効果＞
このように、本実施の形態の波面変換偏向部２では、平面基板２１に第１および第２の貫通孔２１Ｈ１，２１Ｈ２を形成し、その内面を覆うように第１および第２の接続部２１Ｔ１，２１Ｔ２を設けるようにした。第１および第２の電極２５，２６は、第１および第２の接続部２１Ｔ１，２１Ｔ２を介して、反対側の面（外面２１ＳＳ）に設けられた第１および第２の引出線３１，３２と接続することができる。このため、波面変換偏向部２の全体が占有する面積を広げることなく、第１および第２の引出線３１，３２の幅や、それらの配列ピッチを十分に確保することができる。さらに、第１および第２の貫通孔２１Ｈ１，２１Ｈ２は隣り合う一対の隔壁２４に挟まれた素子領域２０Ｒに位置するので、隔壁２４を挟んで隣接する第１および第２の電極２５，２６との製造誤差などによる短絡が回避される。そのため、第１および第２の引出線３１，３２と所望の第１および第２の電極２５，２６との接続、ならびに第１の電極２５と第２の電極２６との絶縁を、比較的容易に、かつ確実に行うことができる。したがって、第１および第２の電極２５，２６の各電位を独立して制御し、表示部１からの表示画像光に対し、所定の波面変換処理および偏向処理を正確に行うことができる。よって、この立体表示装置によれば、コンパクトな構成でありながら、所定の映像信号に対応した正確な立体映像表示を実現することが可能となる。
【００５１】
［立体表示装置の適用例］
＜電子機器＞
次に、上記した立体表示装置の適用例について説明する。
【００５２】
本技術の表示装置は、各種用途の電子機器に適用可能であり、その電子機器の種類は特に限定されない。この表示装置は、例えば、以下の電子機器に搭載可能である。ただし、以下で説明する電子機器の構成はあくまで一例であるため、その構成は適宜変更可能である。
【００５３】
図１２は、テレビジョン装置の外観構成を表している。このテレビジョン装置は、例えば、表示装置としての映像表示画面部２００を備えている。映像表示画面部２００は、フロントパネル２１０およびフィルターガラス２２０を含むものである。
【００５４】
本技術の表示装置は、図１２に示したテレビジョン装置のほか、例えばタブレット型パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、ノート型ＰＣ、モバイルフォン、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラあるいはカーナビゲーションシステムにおける映像表示部分として用いることができる。
【００５５】
以上、いくつかの実施の形態を挙げて本技術を説明したが、本技術は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態では、波面変換偏向部２における液体光学素子２０により、集光もしくは発散作用と、偏向作用との双方を発揮させるようにした。しかしながら、波面変換部と偏向部とを個別に設け、集光もしくは発散作用と、偏向作用とを別々のデバイスによって表示画像光に付与するようにしてもよい。
【００５６】
また、図１３に示したように、１組の表示画素１２Ｌ，１２Ｒについて複数の液体光学素子２０を対応させ、それら複数の液体光学素子２０を組み合わせて１つのシリンドリカルレンズとして機能させるようにしてもよい。なお、図１３では、液体光学素子２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃにより、１つのシリンドリカルレンズを構成する例を示している。
【００５７】
また、上記実施の形態では、隔壁２４の壁面２４Ｓが平面基板２１の表面２１Ｓに対して垂直な場合について例示したが、壁面２４Ｓは、表面２１Ｓに対して傾斜した斜面であってもよい。
【００５８】
また、上記実施の形態では、２次元画像生成手段（表示部）としてバックライトを使用するカラー液晶ディスプレイを例示したが、本技術はこれに限定されるものではない。例えば有機ＥＬ素子を用いたディスプレイやプラズマディスプレイであってもよい。
【００５９】
また、本技術の配線基板および液体光学素子は、立体表示装置に限定して適用されるものではなく、光学的作用を必要とする種種のデバイスへの応用が可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１…表示部、１１，１３…ガラス基板、１２（１２Ｌ，１２Ｒ）…画素、２…波面変換偏向部、２０…液体光学素子、２０Ａ…素子領域、２０Ｚ…有効領域、２１，２２…平面基板、２１Ｓ…内面、２１ＳＳ…外面、２１Ｈ１，２１Ｈ２…第１および第２の貫通孔、２３…側壁、２４…隔壁、２５（２５Ａ，２５Ｂ）…第１の電極、２６（２６Ａ，２６Ｂ）…第２の電極、２７…第３の電極、２８…絶縁膜、２９Ｐ…極性液体、２９Ｎ…無極性液体、３１，３２…接続部、ＡＬ…接着層、ＩＦ…界面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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