(57)【要約】【課題】可変焦点レンズ部の一対の基板を保持できる保持強度を高めることのできる表示装置、電子機器及び表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】表示装置は、可変焦点レンズ部を介して画像を表示する表示領域を有する画像表示部を備える。可変焦点レンズ部は、第１電極を有する第１基板と、第２電極を有する第２基板と、第１基板と第２基板との間隔を規制する複数のスペーサと、を備える。スペーサは、第１基板側の端面の面積と第２基板側の端面の面積とが異なり、少なくともスペーサの側面には絶縁体が付着しており、絶縁体が第１基板側の面又は第２基板側の面を覆う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極を有する第１基板と、第２電極を有する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間隔を規制する複数のスペーサと、前記第１基板の前記第１電極側と前記第２基板の前記第２電極側との間に備えられ、前記第１電極及び前記第２電極の間に印加される所定の信号に応じて透過する光の屈折率が変化する可変焦点レンズ部と、
前記可変焦点レンズ部を介して画像を表示する表示領域を有する画像表示部と、を備える表示装置であって、
前記スペーサは、前記第１基板側の端面の面積と前記第２基板側の端面の面積とが異なり、少なくとも前記スペーサの側面には絶縁体が付着しており、前記絶縁体が前記第１基板側の面又は前記第２基板側の面を覆う、
表示装置。
【請求項２】
前記スペーサの側面のみに付着する絶縁体の膜厚は、前記第１基板側の端面の面積と前記第２基板側の端面の面積とを比較して大きな面積側に漸次大きくなる、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記スペーサは、前記第１基板の表面に垂直な方向の高さが５μｍ以上５０μｍ以下である、請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１基板と前記第２基板との間に設けられた液晶分子を含む液晶層と、
前記第１基板の前記絶縁体に積層され、前記液晶分子を配向させる配向膜と、を備え、
前記配向膜には、配向処理が行われている、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記第１電極及び前記第２電極の一方は、複数のストライプ形状の導電体を有し、
前記第１電極及び前記第２電極の他方は、単数又は複数の導電体であり、
前記第１電極と前記第２電極との間に印加される電圧により前記液晶層の液晶分子の配向方向を変化させることで前記光の屈折率が変化する複数のレンズ列と、
を含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記第１電極は、前記絶縁体に覆われている、請求項１から５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の表示装置を備えた電子機器。
【請求項８】
第１電極を有する第１基板と、第２電極を有する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間隔を規制する複数のスペーサと、前記第１基板の前記第１電極側と前記第２基板の前記第２電極側との間に備えられ、前記第１電極及び前記第２電極の間に印加される所定の信号に応じて透過する光の屈折率が変化する可変焦点レンズ部と、
前記可変焦点レンズ部を介して画像を表示する表示領域を有する画像表示部と、を備える表示装置を製造する表示装置の製造方法であって、
前記第１基板又は前記第２基板に前記スペーサを形成する工程と、
前記スペーサが形成された前記第１基板又は前記第２基板の少なくとも前記スペーサの側面には絶縁体が付着するように、前記絶縁体を形成する工程と、を含む表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置、電子機器及び表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid  Crystal  Display）を含む表示装置には、利用者が裸眼で立体画像を視認することができる装置がある。このような表示装置には、利用者に視差を発生させる機構として、画像を表示させる面上に表示装置として可変焦点レンズ部（可変レンズアレイ）を配置する機構がある。可変焦点レンズ部（可変レンズアレイ）を有する表示装置は、可変焦点レンズ部（可変レンズアレイ）を通過する光の屈折率の変化を利用して、画像表示部に表示した画像を左右の視差に合わせて分割し、利用者の左右の眼に到達する画像に視差を発生させ、立体視できる画像とする。
【０００３】
ここで、表示装置を可変焦点レンズ部（可変レンズアレイ）とする場合、一対の基板の間を所定の間隔に保持する必要がある。可変レンズアレイの液晶層は、通常の液晶表示パネルの液晶層に比べてかなり厚くなる。これに対して表示装置は、液晶層を挟む２つの基板の間にスペーサを設け、液晶層の厚みを維持する構造がある。
【０００４】
表示装置に設けるスペーサとしては、特許文献１に記載されている円筒状スペーサや、特許文献２に記載されている球状のスペーサを散布する散布式のスペーサがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２１４４２４号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７３５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
散布スペーサは、スペーサを配置する位置の制御が困難であり、電極パターンに対して所定の位置に配置するのが難しい。スペーサの位置がランダムになると、液晶レンズの形状が位置によって変動し、レンズの特性が不安定になる場合がある。これに対して、円筒状スペーサは、露光及びエッチングを用いたプロセスで所望のパターンで形成することができる。
【０００７】
可変焦点レンズ部（可変レンズアレイ）は、画像表示部と比較して、一対の基板の間隔が大きいため、円筒状スペーサが一対の基板を保持できる保持強度を高める必要がある。可変焦点レンズ部（可変レンズアレイ）は、一対の基板を保持できる保持強度を高めるため、円筒状スペーサの外径を大径化する場合がある。円筒状スペーサが大径化されると、可変焦点レンズ部（可変レンズアレイ）は、保持強度を一定以上に確保できるものの、光漏れの領域が増加することで開口率が低下する可能性がある。
【０００８】
本発明は、可変焦点レンズ部の一対の基板を保持できる保持強度を高めることのできる表示装置、電子機器及び表示装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る表示装置は、第１電極を有する第１基板と、第２電極を有する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間隔を規制する複数のスペーサと、前記第１基板の前記第１電極側と前記第２基板の前記第２電極側との間に備えられ、前記第１電極及び前記第２電極の間に印加される所定の信号に応じて透過する光の屈折率が変化する可変焦点レンズ部と、前記可変焦点レンズ部を介して画像を表示する表示領域を有する画像表示部と、を備える表示装置であって、前記スペーサは、前記第１基板側の端面の面積と前記第２基板側の端面の面積とが異なり、少なくとも前記スペーサの側面には絶縁体が付着しており、前記絶縁体が前記第１基板側の面又は前記第２基板側の面を覆う。
【００１０】
本発明の一態様に係る表示装置の製造方法は、第１電極を有する第１基板と、第２電極を有する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板との間隔を規制する複数のスペーサと、前記第１基板の前記第１電極側と前記第２基板の前記第２電極側との間に備えられ、前記第１電極及び前記第２電極の間に印加される所定の信号に応じて透過する光の屈折率が変化する可変焦点レンズ部と、前記可変焦点レンズ部を介して画像を表示する表示領域を有する画像表示部と、を備える表示装置を製造する表示装置の製造方法であって、前記第１基板又は前記第２基板に前記スペーサを形成する工程と、前記スペーサが形成された前記第１基板又は前記第２基板の少なくとも前記スペーサの側面には絶縁体が付着するように、前記絶縁体を形成する工程と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施形態１に係る表示装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図である。
【図２】図２は、実施形態１に係る表示装置の概略部分断面構造を模式的に表す断面図である。
【図３】図３は、実施形態１に係る可変レンズアレイの概略断面構造を模式的に表す断面図である。
【図４】図４は、液晶分子のプレチルト角を模式的に示した模式図である。
【図５】図５は、実施形態１に係る可変レンズアレイの正面の模式的な平面図である。
【図６】図６は、実施形態１に係る可変レンズアレイの背面の模式的な平面図である。
【図７】図７は、実施形態１に係るスペーサの第１基板側の端面の面積と第２基板側の端面の面積とを平面視で説明する説明図である。
【図８】図８は、実施形態１の第１変形例に係るスペーサの第１基板側の端面の面積と第２基板側の端面の面積とを平面視で説明する説明図である。
【図９】図９は、実施形態１の第２変形例に係るスペーサの第１基板側の端面の面積と第２基板側の端面の面積とを平面視で説明する説明図である。
【図１０】図１０は、実施形態１に係る表示装置の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施形態１に係る表示装置の製造方法の一例を説明するための説明図である。
【図１２】図１２は、実施形態１に係るスペーサの周囲の光漏れ領域を説明するための説明図である。
【図１３】図１３は、比較例に係る円筒状のスペーサの周囲の光漏れ領域を説明するための説明図である。
【図１４】図１４は、実施形態２に係る可変レンズアレイの概略断面構造を模式的に表す断面図である。
【図１５】図１５は、実施形態２に係る表示装置の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【図１６】図１６は、実施形態２に係る表示装置の製造方法の一例を説明するための説明図である。
【図１７】図１７は、可変レンズアレイの電極間の電界の状態を説明するための説明図である。
【図１８】図１８は、可変レンズアレイの電極間の電界の状態を説明するための説明図である。
【図１９】図１９は、実施形態２に係る可変レンズアレイの電極間の電界の状態を説明するための説明図である。
【図２０】図２０は、実施形態３に係る可変レンズアレイの概略断面構造を模式的に表す断面図である。
【図２１】図２１は、実施形態４に係る表示装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図である。
【図２２】図２２は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本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、詳細な説明を適宜省略することがある。
【００１３】
（実施形態１）
図１は、本実施形態に用いられる表示装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図である。図１に示すように、表示装置１は、二次元画像を表示する画像表示部１０と、照明部２０と、可変焦点レンズ部（以下、可変レンズアレイという。）３０と、を備えている。以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部の位置関係について説明する。水平面内の一方向としてＸ軸方向を幅方向といい、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向としてＹ軸方向を縦方向といい、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交するＺ軸方向を高さ方向とする。なお、Ｘ軸は、ＹＺ平面と直交する。Ｙ軸は、ＸＺ平面と直交する。Ｚ軸は、ＸＹ平面と直交する。ＸＹ平面は、Ｘ軸及びＹ軸を含む。ＸＺ平面は、Ｘ軸及びＺ軸を含む。ＹＺ平面は、Ｙ軸及びＺ軸を含む。
【００１４】
画像表示部１０は、二次元画像を表示する。画像表示部１０は、表示領域１１に、図１に示すＸ方向にＭ個、図１に示すＹ方向にＮ個の画素１２が配列されている。第ｍ列目（但し、ｍ＝１、２・・・、Ｍ）の画素１２を、画素１２ｍと表す。なお、本実施形態の画像表示部１０は、いわゆる液晶表示装置であるが、画像表示部１０は、エレクトロルミネッセンス表示パネル、プラズマ表示パネルなどといった、広く周知の画像表示装置を用いることができる。また、画像表示部１０は、モノクロ画像を表示してもよいし、カラー画像を表示してもよい。
【００１５】
図２は、実施形態１に係る表示装置の概略部分断面構造を模式的に表す断面図である。図２に示すように、画像表示部１０の表示領域１１は、画素基板１１Ａと、この画素基板１１Ａの表面に垂直な方向に対向して配置された対向基板１１Ｂと、画素基板１１Ａと対向基板１１Ｂとの間に挿設された液晶層１１Ｃとを備えている。画像表示部１０では、画素基板１１Ａと対向基板１１Ｂとの間の距離は、例えば２μｍ以上５μｍ以下程度である。
【００１６】
対向基板１１Ｂは、ガラス基板７５と、このガラス基板７５の一方の面に形成されたカラーフィルタ７６と、を含む。ガラス基板７５の他方の面には、偏光板７３Ａが配設されている。カラーフィルタ７６は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に着色された色領域を含む。カラーフィルタ７６は、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に着色されたカラーフィルタの色領域を周期的に配列して、各画素にＲ、Ｇ、Ｂの３色の色領域が１組の画素として対応付けられている。カラーフィルタ７６は、ＴＦＴ基板７１と垂直な方向において、液晶層１１Ｃと対向する。なお、カラーフィルタ７６は、異なる色に着色されていれば、他の色の組み合わせであってもよい。一般に、カラーフィルタ７６は、緑（Ｇ）の色領域の輝度が、赤（Ｒ）の色領域及び青（Ｂ）の色領域の輝度よりも高い。また、コモン電極ＣＯＭＬは、ＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）、ＩＺＯ（Indium  Zinc  Oxide）等の透光性導電材料（透明導電酸化物）で形成される透明電極である。
【００１７】
画素基板１１Ａは、回路基板としてのＴＦＴ基板７１と、このＴＦＴ基板７１上にマトリックス状に配設された複数の画素電極７２と、ＴＦＴ基板７１及び画素電極７２の間に形成されたコモン電極ＣＯＭＬと、画素電極７２とコモン電極ＣＯＭＬとを絶縁する絶縁層７４と、ＴＦＴ基板７１の下面側には入射側の偏光板７３Ｂとを含む。液晶層１１Ｃと画素基板１１Ａとの間には第１配向膜７７が配設されている。また、液晶層１１Ｃと対向基板１１Ｂとの間には第２配向膜７８が配設されている。
【００１８】
画像表示部１０の表示領域１１は、液晶層１１Ｃが電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、ＦＦＳ（Fringe  Field  Switching）又はＩＰＳ（インプレーンスイッチング）等の横電界モードの液晶表示装置である。液晶層１１Ｃは、電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものであり、例えば、コモン電極ＣＯＭＬが対向基板１１Ｂに配置されることにより、ＴＮ（Twisted  Nematic：ツイステッドネマティック）、ＶＡ（Vertical  Alignment：垂直配向）、ＥＣＢ（Electrically  Controlled  Birefringence：電界制御複屈折）等の縦電界モードの液晶が用いられてもよい。
【００１９】
画像表示部１０は、図示しない駆動回路によって駆動され、画素内の液晶分子の配向方向を制御することによって、外部からの映像信号に応じた二次元画像を表示する。
【００２０】
画像表示部１０の背面側には光を照射する照明部２０が配置されている。照明部２０は、光源、プリズムシート、拡散シート、導光板等といった部材（これらは図示せず）を備えている。照明部２０は、広く周知の照明部を用いることができる。照明部２０は、特に限定するものではない。
【００２１】
図２に示すように、可変レンズアレイ３０は、第１電極１３１を有する第１基板１３０Ａと、第２電極１３４を有する第２基板１３０Ｂと、第１基板１３０Ａの第１電極１３１側と第２基板１３０Ｂの第２電極１３４側との間に配置された液晶層１３７とを含む。第１基板１３０Ａ及び第２基板１３０Ｂは、ガラス基板などの透光性基板である。第１電極１３１及び第２電極１３４は、透光性電極の材料としてＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）、ＩＺＯ（Indium  Zinc  Oxide）等の透光性導電酸化物で形成されている。
【００２２】
第１電極１３１及び第２電極１３４の一方は、例えば焦点可変用の共通電位（コモン電位）に固定されている。焦点可変用の共通電位（コモン電位）は、共通電位線に接続されることで固定されてもよいし、接地されることで固定されてもよい。第１電極１３１及び第２電極１３４の他方は、例えば不図示のレンズ制御用ドライバのレンズ駆動信号に伴うレンズ用駆動電圧が印加される。
【００２３】
次に、図１と、図３から図６を用いて、可変レンズアレイ３０についてより詳細に説明する。図３は、実施形態１に係る可変レンズアレイの概略断面構造を模式的に表す断面図である。図４は、液晶分子のプレチルト角を模式的に示した模式図である。図５は、実施形態１に係る可変レンズアレイの正面の模式的な平面図である。ここで、図５は、第２基板１３０Ｂの一部を切り欠いて示した説明図である。図６は、実施形態１に係る可変レンズアレイの背面の模式的な平面図である。ここで、図６は、第１基板１３０Ａの一部を切り欠いて示した説明図である。
【００２４】
図３に示すように、可変レンズアレイ３０は、第１基板１３０Ａと、第２基板１３０Ｂと、第１基板１３０Ａと第２基板１３０Ｂとの間に配置された液晶層１３７とを備えている。なお、図１に示すように、封止部１３８は、第１基板１３０Ａと第２基板１３０Ｂとが対向する面の周囲に形成され、第１基板１３０Ａと第２基板１３０Ｂとの間を封止し、液晶層１３７の液晶分子が第１基板１３０Ａと第２基板１３０Ｂとの間に保持される。
【００２５】
第１基板１３０Ａ及び第２基板１３０Ｂには、光の透過率が高い材料を用いることができる。第１基板１３０Ａ及び第２基板１３０Ｂを構成する材料として、例えば、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ＡＢＳ樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリアリレート樹脂（ＰＡＲ）、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）又はガラスを例示することができる。第１基板１３０Ａ及び第２基板１３０Ｂを構成する材料は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００２６】
可変レンズアレイ３０は、画像表示部１０の正面に対向して配置されており、画像表示部１０とは設計上定めた所定の間隔を空けて対向するように図示しない保持部材によって保持されている。画像表示部１０の正面とは、画像表示部１０が表示している画像を観察する画像観察者側をいう。後述するように、可変レンズアレイ３０の第１基板１３０Ａと第２基板１３０Ｂとの間には、レンズ列３１の屈折率を変化させたときに液晶層１３７の液晶分子の配向方向が変わらない場所に、スペーサ１３６が設けられている。
【００２７】
可変レンズアレイ３０には、図１に示すＹ方向に延びるレンズ列（可変レンズ列）３１が、図１に示すＸ方向にＰ個並んで配列されている。第ｐ列目（但し、ｐ＝１、２・・・、Ｐ）のレンズ列３１をレンズ列３１ｐと表す。レンズ列３１ｐには、レンズ列３１ｐ−１とレンズ列３１ｐ＋１が隣接している。「Ｐ」と上述した「Ｍ」との関係については後述する。
【００２８】
説明の都合上、立体画像を表示する際の画像の視点数は中央の観察領域において視点Ａ1、Ａ２・・・、Ａ4の４つであるとして説明するが、これは例示にすぎない。観察領域の個数及び視点の数は、表示装置１の設計に応じて適宜設定することができる。画像表示部１０とレンズ列３１との位置関係などを好適に設定することによって、中央の観察領域の左側の領域と右側の領域においても、各視点用の画像が観察可能となる。
【００２９】
図３に示すように、表示装置である可変レンズアレイ３０は、第１電極１３１と第２電極１３４との間に印加される電圧によって液晶層１３７の液晶分子の配向方向を変化させることでの屈折率が変化するレンズ列３１を備えている。可変レンズアレイ３０は、第１電極１３１1、１３１2・・・、１３１6を有する第１基板１３０Ａと、第２電極１３４を有する第２基板１３０Ｂと、第１基板１３０Ａと第２基板１３０Ｂとの間に配置された液晶層１３７とを含んでいる。なお、第１電極１３１1、１３１2・・・、１３１6を纏めて、第１電極１３１と表記する場合がある。他の要素においても同様である。
【００３０】
第１電極１３１と第２電極１３４とは、それぞれ、第１基板１３０Ａと第２基板１３０Ｂの液晶層１３７側の面（内面）に形成されている。液晶層１３７は、ポジ型のネマチック液晶材料から成る。なお、本実施形態の液晶層１３７は、ホモジニアス配向の液晶材料を用いている。
【００３１】
第１電極１３１と第２電極１３４とは、ＩＴＯ等の透光性導電材料で形成されており、成膜により形成されている。第１電極１３１は、パターニングによって、図５に示す所定のストライプ形状に形成されている。第２電極１３４は、いわゆる共通電極であり、第２基板１３０Ｂの全面に形成されている。なお、図示の都合上、図６にあっては第２電極１３４と後述する第２配向膜１３５の表示を省略した。また、図５においても、後述する第１配向膜１３３の表示を省略した。
【００３２】
図３に示すように、第１基板１３０Ａ上には、第１電極１３１を含む全面を覆う第１配向膜１３３が形成されており、第２基板１３０Ｂ上には、第２電極１３４を含む全面を覆う第２配向膜１３５が形成されている。これらは例えばポリイミド材料により形成されており、その表面にラビング処理等の配向処理が施されている。第１配向膜１３３と第２配向膜１３５によって、電界が印加されていない状態における液晶分子１３７Ａの分子軸の方向が規定される。第１配向膜１３３と第２配向膜１３５は、電界が印加されていない状態では液晶分子１３７Ａの長軸をＹ方向に向かせ、電界が印加されると長軸をＺ方向に傾けるような配向処理が施されている。なお、図３は、電界が印加されていないときの液晶分子１３７Ａの配向を示している。第２電極１３４には、図示しない駆動回路から所定の電圧が印加される。
【００３３】
図４に示すように、第１配向膜１３３は、配向処理により溝１３３Ａが形成されている。第１配向膜１３３近傍の液晶分子１３７ＡＡは、溝１３３Ａにより第１基板１３０Ａの表面に対し所定の角度傾くプレチルト角を有している。また、第２配向膜１３５は、配向処理により溝１３５Ａが形成されている。第２配向膜１３５近傍の液晶分子１３７ＡＢは、溝１３５Ａにより第２基板１３０Ｂの表面に対し所定の角度傾くプレチルト角を有している。仕様によっては、第１配向膜１３３に形成される溝１３３Ａと、第２配向膜１３５に形成される溝１３５Ａを同じ形状にしてプレチルト角を同じにしてもよい。なお、図４は、配向処理として、ラビング処理を実行した場合の例である。配向処理としては、光配向処理を行ってもよい。
【００３４】
図３において、１つのレンズ列３１は、基本的には４列の画素１２に対応する。レンズ列３１と画素１２の図１に示すＸ方向のピッチを、それぞれ符号ＬＤと符号ＮＤとで表せば、４視点の３Ｄの場合、ＬＤ≒４×ＮＤであり、２視点の３Ｄの場合、ＬＤ≒２×ＮＤである。また、上述した「Ｐ」と「Ｍ」は、Ｐ≒Ｍ／４といった関係にある。
【００３５】
図３及び図５に示すように、１つのレンズ列３１には、図３及び図５に示すＹ方向に延びるストライプ形状の第１電極１３１1、１３１2・・・、１３１6が配置されている。図３に示すように、第１電極１３１は、所定の間隔ＮＷを空けてＸ方向に並ぶように配置されている。符号ＥＷは第１電極１３１のＸ方向の幅を表す。レンズ列ピッチＬＤと間隔ＮＷと幅ＥＷは、ＬＤ＝６×（ＮＷ＋ＥＷ）といった関係にある。なお、１つのレンズ列３１に対応する第１電極１３１の本数も６本に限定するものではなく、可変レンズアレイ３０の設計に応じて適宜変更することができる。間隔ＮＷと幅ＥＷとの値は特に限定するものではなく、例えば成膜及びパターニング技術を考慮して適宜好適な値とすればよい。なお、本実施形態において、第２電極１３４は、第２基板１３０Ｂの全面に形成された平面状の電極であるが、隣接するレンズ列３１の間には、少なくとも１本の電極があれば、レンズ列３１を形成することができる。このため、第２電極１３４は、隣接するレンズ列３１の間に少なくとも１本形成されていれば、第２基板１３０Ｂの全面に形成されていなくてもよい。第２電極１３４をストライプ形状とする場合、第１電極１３１の延在する方向と直交する方向に第２電極１３４が形成されるようにすることができる。この構造によれば、前述したように、３Ｄ観察に適した可変のレンズが得られる。なお、第１電極１３１の延在する方向と平行に第２電極１３４が形成されるようにしてもよい。
【００３６】
図５に示すように、第１基板１３０Ａの表面には、図５に示すＸ方向にストライプ形状に延びる給電線１３２1、１３２2、１３２3が更に設けられている。給電線１３２1、１３２2、１３２3も、基本的には第１電極１３１と同様の製造プロセスによって形成されている。第１電極１３１1、１３１6は給電線１３２1に接続され、第１電極１３１2、１３１5は給電線１３２2に接続されている。また、第１電極１３１3、１３１4は給電線１３２3に接続されている。なお、図５においては、給電線１３２と電極１３１とのコンタクトの図示を省略した。
【００３７】
上述の接続関係から明らかなように、第１電極１３１1、１３１6の電圧は給電線１３２1に印加される電圧によって制御される。また、第１電極１３１2、１３１5の電圧は給電線１３２2に印加される電圧によって制御される。また、第１電極１３１3、１３１4の電圧は給電線１３２3に印加される電圧によって制御される。給電線１３２1、１３２2、１３２3にはそれぞれ独立した電圧が図示しない駆動回路から印加される。
【００３８】
第１基板１３０Ａの第１電極１３１及び第２基板１３０Ｂの第２電極１３４は、光透過性を有する金属薄膜、インジウム及びスズの酸化物（ＩＴＯ）又はインジウム及び亜鉛の酸化物（ＩＺＯ）などの透光性導電材料から構成することができる。第１電極１３１及び第２電極１３４は、真空蒸着法又はスパッタリング法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）、各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）などの方法によって成膜することができる。また、第１電極１３１及び第２電極１３４は、フォトリソグラフ法とエッチング法との組合せ、リフトオフ法などの周知の方法によりパターニングすることができる。
【００３９】
本実施形態において、スペーサ１３６は、レンズ列３１の中央部に位置する第１配向膜１３３の表面に設けられている。スペーサ１３６の中心を通る線に対し、第１電極１３１1と第１電極１３１6とは対称に配置されている。また、第１電極１３１2と第１電極１３１5とは対称に配置されている。また、第１電極１３１3と第１電極１３１4とは対称に配置されている。
【００４０】
可変レンズアレイ３０は、スペーサ１３６をレンズ列３１の中央部に設けることで、レンズ列３１の屈折率を変化させたときに液晶層１３７の液晶分子の配向方向が変わらない場所に、スペーサ１３６を設けることができる。スペーサ１３６をレンズ列３１の屈折率を変化させたときに液晶層１３７の液晶分子の配向方向が変わらない場所に設けることで、スペーサ１３６を設けた場合でも、液晶分子のレンズとしての性能を高く維持することができる。なお、「液晶分子の配向方向が変わらない」とは、厳密に液晶分子の配向方向が変わらない場合の他、実質的に液晶分子の配向方向が変わらない場合をも含む。換言すれば、設計上又は製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。スペーサは、本実施形態のレンズ列の中央部に配置されている構成とすることが好ましいが、それぞれ隣接するレンズ列の境界部に配置されていてもよい。
【００４１】
図７は、実施形態１に係るスペーサの第１基板側の端面の面積と第２基板側の端面の面積とを平面視で説明する説明図である。上述したように、レンズ列３１には、スペーサ１３６が配置されている。図３に示すように、スペーサ１３６は、第１基板１３０Ａ側の端面１３６ＴＡのＸ方向（延在方向に直交する方向）幅がＳＷＡである。スペーサ１３６は、第２基板１３０Ｂ側の端面１３６ＴＢのＸ方向（延在方向に直交する方向）幅がＳＷＢである。スペーサ１３６は、Ｚ方向の高さ（第１基板１３０Ａから第２基板１３０Ｂに向かう方向の距離）がＳＨである。図３及び図７に示すように、スペーサ１３６は、第１基板１３０Ａ側の端面１３６ＴＡの面積と第２基板１３０Ｂ側の端面１３６ＴＢの面積とが異なる。実施形態１に係るスペーサ１３６は、断面の形状が矩形であり、Ｚ方向の平面視において、第１基板１３０Ａ側の端面１３６ＴＡの面積が第２基板１３０Ｂ側の端面１３６ＴＢの面積よりも大きい。このため、実施形態１に係るスペーサ１３６は、角錐の中央部を切り取った６面体である。そして、図３及び図６に示すように、スペーサ１３６は、Ｘ方向ではレンズ列３１の中央部に、Ｙ方向ではランダムに配置されている。なお、実施形態１のスペーサ１３６は、ＸＹ平面における形状を矩形としたが、これに限定されない。
【００４２】
図８は、実施形態１の第１変形例に係るスペーサの第１基板側の端面の面積と第２基板側の端面の面積とを平面視で説明する説明図である。実施形態１の第１変形例に係るスペーサ１３６は、断面の形状が円形であり、Ｚ方向の平面視において、第１基板１３０Ａ側の端面１３６ＴＡの面積が第２基板１３０Ｂ側の端面１３６ＴＢの面積よりも大きい。このため、実施形態１の第１変形例に係るスペーサ１３６は、円錐の中央部を切り取った立体である。
【００４３】
図９は、実施形態１の第２変形例に係るスペーサの第１基板側の端面の面積と第２基板側の端面の面積とを平面視で説明する説明図である。図９に示すように、実施形態１の第２変形例に係るスペーサ１３６は、第１基板１３０Ａ側の端面１３６ＴＡのＹ方向（延在方向）幅がＳＷＣである。同様に、実施形態１の第２変形例に係るスペーサ１３６は、第２基板１３０Ｂ側の端面１３６ＴＢのＹ方向（延在方向）幅がＳＷＣである。実施形態１の第２変形例に係るスペーサ１３６は、断面の形状が長方形であり、Ｚ方向の平面視において、第１基板１３０Ａ側の端面１３６ＴＡの面積が第２基板１３０Ｂ側の端面１３６ＴＢの面積よりも大きい。このため、実施形態１の第２変形例に係るスペーサ１３６は、一方向（例えばＹ方向）に延在する形状である。なお、幅ＳＷＣは、図６に示すスペーサ１３６の長さＳＬと同じとすることもできる。
【００４４】
図７、図８、図９に示したように、スペーサ１３６のＸＹ平面における形状は、矩形、円形、長方形の他、楕円形、多角形等種々の形状にすることができる。スペーサ１３６は、一方向（例えばＹ方向）に延在する形状として、壁状に配置する構成も可能である。
【００４５】
図３に示すように、スペーサ１３６は、第１基板１３０Ａと第２基板１３０Ｂの第２配向膜１３５との間の距離を規制している。つまり、スペーサ１３６は、第１基板１３０Ａ上に形成されている。スペーサ１３６は、絶縁体であるオーバーコート層１４１で少なくとも側面が覆われている。オーバーコート層１４１は、第１基板１３０Ａの表面を覆う。第１電極１３１は、オーバーコート層１４１上に形成されている。オーバーコート層１４１の一部及び第１電極１３１は、第１配向膜１３３で覆われている。スペーサ１３６は、側面にオーバーコート層１４１が付着したまま、液晶層１３７内に露出している。スペーサ１３６は、透明な高分子材料で形成され、第１配向膜１３３上に設けられた感光性を有するスペーサ形成用材料層の露光及び現像（エッチング）によって形成されている。製造工程については、後述する。スペーサ１３６の側面のみに付着するオーバーコート層１４１の絶縁体の膜厚は、第１基板１３０Ａ側の端面の面積と第２基板１３０Ｂ側の端面の面積とを比較して大きな面積側に漸次大きくなる。
【００４６】
図３に示すように、可変レンズアレイ３０に求められる光学的な特性により、スペーサ１３６は、高さＳＨを５μｍ以上５０μｍ以下とすることが好ましい。より好ましい態様として、スペーサ１３６は、高さＳＨを１０μｍ以上３０μｍ以下とすることが好ましい。これにより、機械強度などのプロセス性と集光や応答速度などの光学特性を両立することができる。スペーサ１３６を上記高さとすることで、可変レンズアレイ３０のレンズ機能を高くすることができる。
【００４７】
また、可変レンズアレイ３０は、図１から図６に示すように、第１基板１３０Ａの外周部と第２基板１３０Ｂの外周部とは、例えばエポキシ系樹脂材料から成る封止部１３８によって封止されている。図６に示すスペーサ１３６の長さＳＬは、スペーサ１３６の端部と封止部１３８との間に間隔Ｄ１、Ｄ２が空くような値に設定されている。間隔Ｄ１、Ｄ２の値は、可変レンズアレイ３０の製造の際に支障なく液晶材料が基板間に流れるような値である。可変レンズアレイ３０は、スペーサ１３６の端部と封止部１３８との間には間隔を空けることで、液晶材料の流動性を確保することができる。
【００４８】
また、可変レンズアレイ３０は、駆動回路によって駆動され、立体画像を表示する場合と通常画像を表示する場合とで、レンズ列３１の屈折率がそれぞれ所定の値に設定される。なお、レンズ列３１に曲率を持たせるために液晶分子１３７Ａに電界を加える給電線１３２が形成された側の第１基板１３０Ａの第１配向膜１３３のプレチルト角を、給電線１３２が形成されていない側の第２基板１３０Ｂの第２配向膜１３５のプレチルト角より高くしてもよい。これによって、光学的によりよい特性が得られる。
【００４９】
次に、図１０から図１１を用いて、可変レンズアレイ３０の製造方法を説明する。表示装置の製造方法は、可変レンズアレイ３０の製造方法の工程を含む。図１０は、表示装置の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。図１１は、表示装置の製造方法の一例を説明するための説明図である。
【００５０】
表示装置の製造方法は、第１基板１３０Ａ上に、給電線１３２等、各種配線を形成する（ステップＳ１１）。
【００５１】
表示装置の製造方法は、形成した各種配線の絶縁を形成するコンタクト処理を行う（ステップＳ１２）。
【００５２】
表示装置の製造方法は、第１基板１３０Ａ上にスペーサ１３６を形成する（ステップＳ１３）。
【００５３】
表示装置の製造方法は、第１基板１３０Ａ上にスペーサ１３６を形成したら、オーバーコート層１４１を形成する（ステップＳ１４）。
【００５４】
次に、表示装置の製造方法は、オーバーコート層１４１上に、コンタクトホールを形成した上で第１電極１３１を形成する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５において、第１電極１３１と、ステップＳ１２におけるコンタクト処理された給電線１３２とが接続される。
【００５５】
次に、表示装置の製造方法は、第１電極１３１を形成した面に配向膜（第１配向膜１３３となる膜）を形成する（ステップＳ１６）。なお、この状態の配向膜は、配向処理が行われていない状態である。次に、表示装置の製造方法は、配向膜に配向処理を行う。表示装置の製造方法は、以上のようにして第１基板１３０Ａを製造する。表示装置の製造方法は、さらに、第２基板１３０Ｂの表面に、第２電極１３４、第２配向膜１３５を適宜形成する。そして、上記工程を経た第１基板１３０Ａと第２基板１３０Ｂとを、液晶材料を挟んだ状態で対向させ、周囲を封止することによって、可変レンズアレイ３０を得ることができる。
【００５６】
さらに表示装置を製造する場合、表示装置の製造方法で製造した可変レンズアレイ３０と画像表示部１０とを重ね合わせる。この場合、可変レンズアレイ３０と画像表示部１０とは、透明な接着剤、光学弾性樹脂等で接着することが好ましい。その後、可変レンズアレイ３０と画像表示部１０とが重なったユニットを、照明部２０が配置された筐体内に設置し、その後各種配線を接続することで、表示装置が製造される。
【００５７】
次に、図１１を用いて、第１基板１３０Ａの製造方法についてより詳細に説明する。表示装置の製造方法は、第１基板１３０Ａとなる基板３０１を用意する（ステップＳ１１１）。表示装置の製造方法は、基板３０１上にスペーサとなる材料層３０２を形成する（ステップＳ１１２）。材料層３０２は、感光性を有する透明な材料である。表示装置の製造方法は、材料層３０２を形成したら、スペーサのパターンに対応したマスク３０３を形成する（ステップＳ１１３）。実施形態１の第１基板１３０Ａは、材料層３０２の材料をポジ型の感光材料とした場合を示している。マスク３０３は、スペーサを設ける位置に光を遮る材料のマスク３０３が配置されている。なお、材料層３０２の材料をネガ型の感光材料とした場合、マスク３０３の光を遮る材料が配置される領域が逆になり、スペーサを設けない位置に光を遮る材料が配置される。表示装置の製造方法は、マスク３０３を形成したら、露光光で、材料層３０２を露光する。
【００５８】
表示装置の製造方法は、材料層３０２への露光を行ったら、現像（エッチング）を行う（ステップＳ１１４）。表示装置の製造方法は、現像（エッチング）を行うことで、材料層３０２のうち、露光光が照射されていない領域が残る。これにより、基板３０１の上にスペーサ３１０が形成される。なお、マスク３０３は、現像時に材料層３０２の露光された領域と一緒に除去してもよいし、現像前にマスク３０３のみを除去するエッチングにより除去してもよい。なお、エッチングは、アルカリ性の液体を用いてウェットエッチングで行うことが好ましいが、ドライエッチングで行ってもよい。なお、エッチングをウェットエッチングで行うことで簡単にエッチングを行うことができる。
【００５９】
表示装置の製造方法は、基板３０１の上にスペーサ３１０が形成されたら、オーバーコート層１４１となる材料層３０４を塗布する（ステップＳ１１５）。材料層３０４の材料は、例えば、アクリル系樹脂であり、基板３０１及びスペーサ３１０を覆うように塗布される。塗布後、材料層３０４は所定温度でキュア処理され硬化される。
【００６０】
表示装置の製造方法は、スペーサ３１０を除く領域で、所定パターンの導電体３０５を材料層３０４上に形成する（ステップＳ１１６）。ここで、導電体３０５は、ＩＴＯの蒸着、露光、エッチングを行うことで、第１電極１３１のパターンを形成する。
【００６１】
表示装置の製造方法は、導電体３０５を形成したら、配向膜となる膜３０６、例えばポリイミド（ＰＩ：polyimide）膜を形成する（ステップＳ１１７）。膜３０６は、スクリーン印刷、インクジェット印刷、凸版印刷などで形成することができる。また、膜３０６は、導電体３０５が形成された基板３０１の表面の全面に形成される。なお、インクジェット印刷で膜３０６を形成する場合、スペーサ３１０を形成する範囲の一部は膜３０６を形成しなくてもよい。
【００６２】
表示装置の製造方法は、膜３０６に配向処理を行う。配向処理は、ブラシ３０７等を用いて溝を形成するラビング処理を行い、膜３０６に配向処理を行ってもよい。これにより、膜３０６は、所定の方向に配向される。表示装置の製造方法は、以上のようにして、第１基板１３０Ａ上に配線、配向膜、スペーサを形成する。なお、配向処理は、光源から膜３０６に向けて所定の配向方向の直線偏光の光を照射し、直線偏光の光を所定の配向方向から照射することで、特定の方向のみ分子の結合を切り、膜３０６を配向させる光配向処理で行ってもよい。
【００６３】
表示装置１は、以上のように、第１基板１３０Ａ上にスペーサ１３６を形成することで、スペーサ１３６を形成した後に、第１配向膜１３３への配向処理を行って製造することが可能となる。
【００６４】
表示装置１は、スペーサ１３６を形成した後に、第１配向膜１３３への配向処理を行うことで、配向膜１３３の配向処理が行われた部分を好適に保存することができ、配向膜１３３の性能を高く維持することができる。図１２及び図１３を用いて、光漏れ領域についてより詳細に説明する。図１２は、実施形態１に係るスペーサの周囲の光漏れ領域を説明するための説明図である。図１３は、比較例に係る円筒状のスペーサの周囲の光漏れ領域を説明するための説明図である。
【００６５】
可変レンズアレイ３０は、画像表示部１０と比較して、一対の基板の間隔が大きいため、スペーサが一対の基板を保持できる保持強度を高める必要がある。スペーサが図１３に示すように円筒状スペーサ１４５の場合、可変レンズアレイ３０は、一対の基板を保持できる保持強度を高めるため、円筒状スペーサ１４５の外径を大径化する場合がある。円筒状スペーサ１４５が大径化されると、可変レンズアレイ３０は、保持強度を一定以上に確保できるものの、配向方向ＲＡにラビング処理したときに円筒状スペーサ１４５の影となる光漏れの領域ＭＢが増加することで、液晶分子の配向乱れとなる領域が増加する可能性がある。このため、円筒状スペーサ１４５を有する比較例の可変レンズアレイ３０は、開口率が低下する可能性がある。これに対して、図１２に示す可変レンズアレイ３０は、スペーサ１３６の周囲（側面）に、オーバーコート層１４１の絶縁体が付着している。図３に示すように、実施形態１に係るスペーサ１３６は、断面の形状が矩形であり、Ｚ方向の平面視において、第１基板１３０Ａ側の端面１３６ＴＡの面積が第２基板１３０Ｂ側の端面１３６ＴＢの面積よりも大きい。このため、実施形態１に係るスペーサ１３６は、断面形状の側面はテーパ面となり、ＸＹ平面での倒れが抑制されるため、外形寸法を円筒状スペーサ１４５よりも小さくしても同程度の保持強度を確保することができる。そして、配向方向ＲＡにラビング処理したときに、スペーサ１３６の影となる光漏れの領域ＭＡが光漏れの領域ＭＢよりも小さくなる。また、オーバーコート層１４１と第１配向膜１３３との親和性から、スペーサ１３６の側面に付着するオーバーコート層１４１が第１配向膜１３３の配向を促すことができる。
【００６６】
配向処理をラビング処理で行うことで、第１配向膜１３３として種々の材料を用いることができ、光漏れの領域ＭＡを低減することができ、かつ、装置をより安価にすることができる。また、配向処理を光配向処理で行うことで、円筒状スペーサ１４５よりもスペーサ１３６の影の影響を抑制して、配向処理を行うことができる。なお、配向処理の方法がこれに限定されず、種々の配向処理を用いることができる。例えば、イオンビーム配向などの方法で配向処理をおこなってもよい。
【００６７】
また、配向膜１３３に配向処理をした後、スペーサ１３６を形成すると、つまり、配向膜１３３の全面に配向処理が施され、配向処理がされた領域の上にスペーサ１３６が形成されている構造では、配向膜１３３のスペーサ１３６が形成されていない領域の配向処理が、スペーサ１３６の形成時にエッチング等で特性が変化してしまい、異常配向の原因となる場合がある。また、スペーサ１３６を形成した後、配向膜１３３を形成した場合、配向膜１３３の形成時にスペーサ１３６の形状が変化してしまい、スペーサ１３６がつぶれてしまう構造となる場合がある。これに対して、表示装置１は、スペーサ１３６を形成した後に、第１配向膜１３３への配向処理を行う。これにより、異常配向による不具合を抑制し、歩留の低下を抑制できる。
【００６８】
なお、表示装置１は、可変レンズアレイの表面を画像観察者が押すといった使用状態が想定される場合には、いわゆる面押し強度を確保するためにスペーサを所定の方向に延在する形状で用いることが好ましい。また、本実施形態のようにスペーサ１３６をランダムに配置することで、視認されにくくすることができる。
【００６９】
可変レンズアレイの液晶層を構成する材料として、上述したネマチック液晶材料などの広く周知の材料を用いることができる。液晶層を構成する材料は特に限定されるものではない。
【００７０】
以上説明したように、表示装置１は、可変レンズアレイ３０と、可変レンズアレイ３０を介して画像を表示する表示領域１１を有する画像表示部１０とを備える。可変レンズアレイ３０は、第１電極１３１を有する第１基板１３０Ａと、第２電極１３４を有する第２基板１３０Ｂと、第１基板１３０Ａと第２基板１３０Ｂとの間隔を規制する複数のスペーサ１３６と、第１基板１３０Ａの第１電極１３１側と第２基板１３０Ｂの第２電極１３４側との間に液晶層１３７とを備える。可変レンズアレイ３０は、第１電極１３１及び第２電極１３４の間に印加される所定の信号に応じて透過する光の屈折率が変化する。スペーサ１３６は、第１基板１３０Ａ側の端面１３６ＴＡの面積と第２基板１３０Ｂ側の端面１３６ＴＢの面積とが異なり、少なくともスペーサ１３６の側面には絶縁体が付着しており、この絶縁体が第１基板１３０Ａ側の面を覆うオーバーコート層１４１の絶縁体である。
【００７１】
この構造により、実施形態１に係る可変レンズアレイ３０は、スペーサ１３６の側面の形状に沿って、処理される配向処理が正常な領域を増加させ、光漏れの領域ＭＡを抑制する。これにより、可変レンズアレイ３０は、面内の光漏れが抑制され、開口率が向上する。表示装置１は、開口率が向上した可変レンズアレイ３０を有しているので、照明部２０の駆動を抑制でき、低消費電力な動作をすることができる。
【００７２】
図３に示すように、スペーサ１３６の側面のみに付着するオーバーコート層１４１の絶縁体の膜厚は、第１基板１３０Ａ側の端面の面積と第２基板１３０Ｂ側の端面の面積とを比較して大きな面積側に漸次大きくなる。この構造により、実施形態１に係る可変レンズアレイ３０は、第１基板１３０Ａと、第２基板１３０Ｂとの間隔（距離）が大きくなっても、保持強度を確保できるので、所望の屈折率などの光学特性を有することができる。その結果、表示装置１は、画像の品位を高めることができる。
【００７３】
（実施形態２）
次に、実施形態２に係る表示装置１について説明する。図１４は、実施形態２に係る可変レンズアレイの概略断面構造を模式的に表す断面図である。なお、上述した実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００７４】
実施形態２に係る表示装置１は、絶縁層１４２上に形成された第１電極１３１がオーバーコート層１４１に覆われている。
【００７５】
次に、図１５から図１６を用いて、可変レンズアレイ３０の製造方法を説明する。表示装置の製造方法は、可変レンズアレイ３０の製造方法の工程を含む。図１５は、実施形態２に係る表示装置の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。図１６は、実施形態２に係る表示装置の製造方法の一例を説明するための説明図である。
【００７６】
表示装置の製造方法は、第１基板１３０Ａ上に、給電線１３２等、各種配線を形成する（ステップＳ２１）。表示装置の製造方法は、形成した各種配線の絶縁及びコンタクトホールなどを形成するコンタクト処理を行う（ステップＳ２２）。
【００７７】
表示装置の製造方法は、第１基板１３０Ａ上に、絶縁層１４２を形成し、絶縁層１４２上に第１電極１３１を形成する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３において、第１電極１３１と、ステップＳ２２においてコンタクト処理された給電線１３２とが接続される。
【００７８】
表示装置の製造方法は、絶縁層１４２上にスペーサ１３６を形成する（ステップＳ２４）。
【００７９】
表示装置の製造方法は、絶縁層１４２上にスペーサ１３６を形成したら、オーバーコート層１４１を形成する（ステップＳ２５）。第１電極１３１は、オーバーコート層１４１の絶縁体に覆われる。
【００８０】
次に、表示装置の製造方法は、オーバーコート層１４１を形成した面に配向膜（第１配向膜１３３となる膜）を形成する（ステップＳ２６）。なお、この状態の配向膜は、配向処理が行われていない状態である。次に、表示装置の製造方法は、配向膜に配向処理を行う。表示装置の製造方法は、以上のようにして第１基板１３０Ａを製造する。表示装置の製造方法は、さらに、第２基板１３０Ｂの表面に、第２電極１３４、第２配向膜１３５を適宜形成する。そして、上記工程を経た第１基板１３０Ａと第２基板１３０Ｂとを、液晶材料を挟んだ状態で対向させ、周囲を封止することによって、可変レンズアレイ３０を得ることができる。
【００８１】
さらに表示装置を製造する場合、表示装置の製造方法で製造した可変レンズアレイ３０と画像表示部１０とを重ね合わせる。この場合、可変レンズアレイ３０と画像表示部１０とは、透明な接着剤、光学弾性樹脂等で接着することが好ましい。その後、可変レンズアレイ３０と画像表示部１０とが重なったユニットを、照明部２０が配置された筐体内に設置し、その後各種配線を接続することで、表示装置が製造される。
【００８２】
次に、図１６を用いて、第１基板１３０Ａの製造方法についてより詳細に説明する。表示装置の製造方法は、第１基板１３０Ａとなる基板３０１を用意する（ステップＳ１２１）。
【００８３】
表示装置の製造方法は、絶縁層１４２となる材料層３０９を基板３０１上に形成する。材料層３０９は、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜などの無機絶縁材料である。材料層３０９上でスペーサ３１０を形成する予定の領域を除く領域で、所定パターンの導電体３０５を材料層３０９上に形成する（ステップＳ１２２）。ここで、導電体３０５は、ＩＴＯの蒸着、露光、エッチングを行うことで、第１電極１３１のパターンを形成する。
【００８４】
表示装置の製造方法は、材料層３０９上にスペーサとなる材料層３０２を形成する（ステップＳ１２３）。材料層３０２は、感光性を有する透明な材料である。表示装置の製造方法は、材料層３０２を形成したら、スペーサのパターンに対応したマスク３０３を形成する（ステップＳ１２４）。実施形態２の第１基板１３０Ａは、材料層３０２の材料をポジ型の感光材料とした場合を示している。マスク３０３は、スペーサを設ける位置に光を遮る材料のマスク３０３が配置されている。なお、材料層３０２の材料をポジ型の感光材料とした場合、マスク３０３の光を遮る材料が配置される領域が逆になり、スペーサを設けない位置に光を遮る材料が配置される。表示装置の製造方法は、マスク３０３を形成したら、露光光で、材料層３０２を露光する。
【００８５】
表示装置の製造方法は、材料層３０２への露光を行ったら、現像（エッチング）を行う（ステップＳ１２５）。表示装置の製造方法は、現像（エッチング）を行うことで、材料層３０２のうち、露光光が照射されていない領域が残る。これにより、基板３０１の上にスペーサ３１０が形成される。なお、マスク３０３は、現像時に材料層３０２の露光された領域と一緒に除去してもよいし、現像前にマスク３０３のみを除去するエッチングにより除去してもよい。なお、エッチングは、アルカリ性の液体を用いてウェットエッチングで行うことが好ましいが、ドライエッチングで行ってもよい。なお、エッチングをウェットエッチングで行うことで簡単にエッチングを行うことができる。
【００８６】
表示装置の製造方法は、基板３０１の上にスペーサ３１０が形成されたら、オーバーコート層１４１となる材料層３０４を塗布する（ステップＳ１２６）。材料層３０４の材料は、例えば、アクリル系樹脂であり、基板３０１及びスペーサ３１０を覆うように塗布される。塗布後、材料層３０４は所定温度でキュア処理され硬化される。
【００８７】
表示装置の製造方法は、スペーサ３１０を除く領域で、所定パターンの導電体３０５をオーバーコート層１４１上に形成する（ステップＳ１２７）。ここで、導電体３０５は、ＩＴＯの蒸着、露光、エッチングを行うことで、第１電極１３１のパターンを形成する。
【００８８】
表示装置の製造方法は、導電体３０５を形成したら、配向膜となる膜３０６、例えばポリイミド（ＰＩ：polyimide）膜を形成する（ステップＳ１２７）。膜３０６は、スクリーン印刷や、インクジェット印刷で形成することができる。また、膜３０６は、導電体３０５が形成された基板３０２の表面の全面に形成される。なお、インクジェット印刷で膜３０６を形成する場合、スペーサ３１０を形成する範囲の一部は膜３０６を形成しなくてもよい。
【００８９】
表示装置の製造方法は、膜３０６に配向処理を行う。配向処理は、ブラシ３０７等を用いて溝を形成するラビング処理を行い、膜３０６に配向処理を行ってもよい。これにより、膜３０６は、所定の方向に配向される。表示装置の製造方法は、以上のようにして、第１基板１３０Ａ上に配線、配向膜、スペーサを形成する。なお、配向処理は、光源から膜３０６に向けて所定の配向方向の直線偏光の光を照射し、直線偏光の光を所定の配向方向から照射することで、特定の方向のみ分子の結合を切り、膜３０６を配向させる光配向処理で行ってもよい。
【００９０】
表示装置１は、以上のように、第１基板１３０Ａ上にスペーサ１３６を形成することで、スペーサ１３６を形成した後に、第１配向膜１３３への配向処理を行って製造することが可能となる。
【００９１】
図１７及び図１８は、可変レンズアレイの電極間の電界の状態を説明するための説明図である。図１９は、実施形態２に係る可変レンズアレイの電極間の電界の状態」を説明するための説明図である。図１７に示すように、第１電極１３１は、所定の間隔ＮＷを空けてＸ方向に並ぶように配置されている。第１電極１３１は、図１７に示すように、台に電極１３４との縦電界により、例えば、電界Ｅ１の分布をつくり、液晶の配向の変化で上述したレンズ列３１の屈折率を変化させる。例えば、図１８のように、第１電極１３１は、所定の間隔ＮＷが大きくなると、縦電界ＥＶの影響が、隣合う第１電極１３１間に及ぼしにくくなり、電界Ｅ２の分布がくずれ、屈折率の変化率が小さくなる。これに対して、図１９に示すように、実施形態２に係る可変レンズアレイ３０は、第１電極１３１がオーバーコート層１４１の絶縁体に覆われている。オーバーコート層１４１の絶縁体は、誘電率が低いので、第１電極１３１の電界が広がりを促進する。このため、隣合う第１電極１３１の間隔ＮＷを広げても電界Ｅ３の分布を維持できる。その結果、実施形態２に係る可変レンズアレイ３０は、実施形態１に係る可変レンズアレイ３０よりも大径レンズとすることができる。
【００９２】
（実施形態３）
次に、実施形態３に係る表示装置１について説明する。図２０は、実施形態３に係る可変レンズアレイの概略断面構造を模式的に表す断面図である。なお、上述した実施形態１及び実施形態２で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【００９３】
図２０に示すように、可変レンズアレイ３０は、第１電極１３１を有する第１基板１３０Ａと、第２電極１３４を有する第２基板１３０Ｂと、第１基板１３０Ａと第２基板１３０Ｂとの間隔を規制する複数のスペーサ１３６と、第１基板１３０Ａの第１電極１３１側と第２基板１３０Ｂの第２電極１３４側との間に液晶層１３７とを備える。可変レンズアレイ３０は、第１電極１３１及び第２電極１３４の間に印加される所定の信号に応じて透過する光の屈折率が変化する。スペーサ１３６は、第１基板１３０Ａ側の端面１３６ＴＡの面積と第２基板１３０Ｂ側の端面１３６ＴＢの面積とが異なり、少なくともスペーサ１３６の側面には絶縁体が付着しており、この絶縁体が第２基板１３０Ｂ側の面を覆うオーバーコート層１４３の絶縁体である。図２０に示すように、スペーサ１３６は、第１基板１３０Ａ側の端面１３６ＴＡのＸ方向（延在方向に直交する方向）幅がＳＷＡＡである。スペーサ１３６は、第２基板１３０Ｂ側の端面１３６ＴＢのＸ方向（延在方向に直交する方向）幅がＳＷＢＢである。これにより、図２０に示すように、実施形態３に係るスペーサ１３６は、断面の形状が矩形であり、Ｚ方向の平面視において、第１基板１３０Ａ側の端面１３６ＴＡの面積が第２基板１３０Ｂ側の端面１３６ＴＢの面積よりも小さい。なお、スペーサ１３６のＸＹ平面における形状は、矩形、円形、長方形の他、楕円形、多角形等種々の形状にすることができる。スペーサ１３６は、一方向（例えばＹ方向）に延在する形状として、壁状に配置する構成も可能である。
【００９４】
スペーサ１３６は、第２基板１３０Ｂ上に形成されている。スペーサ１３６は、絶縁体であるオーバーコート層１４３で少なくとも側面が覆われている。オーバーコート層１４３は、第２基板１３０Ｂの表面を覆う。スペーサ１３６は、第１基板１３０Ａの第１配向膜１３３と第２基板１３０Ｂとの間の距離を規制している。そして、スペーサ１３６は、側面にオーバーコート層１４３が付着したまま、液晶層１３７内に露出している。スペーサ１３６の側面に付着しているオーバーコート層１４３は、第２基板１３０Ｂの表面にかけて、断面が湾曲する湾曲部１４３Ｒを有している。湾曲部１４３Ｒは、液晶の配向方向をレンズ形状に近づける作用がある。
【００９５】
（実施形態４）
次に、実施形態４に係る表示装置１Ａについて説明する。図２１は、実施形態４に係る表示装置を仮想的に分離したときの模式的な斜視図である。なお、上述した実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。ここで、実施形態４の液晶層１３７は、ホモジニアス配向の液晶材料を用いたが、ねじれネマチック（ＴＮ）型の液晶材料を用いることもできる。可変レンズアレイの液晶層にねじれネマチック（ＴＮ）型の液晶材料を用いる場合、図２１に示す表示装置１Ａのように、可変レンズアレイ３０Ａに、第２基板１３０Ｂの液晶層とは反対側に偏光板１３９を設けることで、表示装置１と同様の表示状態となる。
【００９６】
なお、第１基板における第１電極の平面形状と第２基板における第２電極の平面形状とは、可変レンズアレイの設計に応じて、適宜好適な形状とすればよい。例えば、第１電極及び第２電極の一方を平面状の共通電極とし、他方をストライプ形状の電極とすればよいし、両方をストライプ形状としてもよい。なお、連続して直流電圧を液晶層に印加すると液晶材料の劣化を招く可能性がある。このため、通常の液晶表示パネルと同様に、第１電極と第２電極との間の電圧の極性が順次反転するように可変レンズアレイを駆動すればよい。更には、もう片方を平面状電極又はストライプ形状電極としてパターニングしていてもよい。平行方向でのストライプであれば通常の液晶レンズ、垂直方向でのストライプであればパネルの３Ｄ観察に適した可変のレンズとなる。
【００９７】
本実施形態の表示装置１は、可変レンズアレイを画像表示部と画像観察者との間に配置した場合としたが、本発明の構造はこれに限るものではない。表示装置は、画像表示部（透過型表示パネル）と照明部との間に可変レンズアレイを配置してもよい。
【００９８】
また、本明細書に示す各種の条件は、厳密に成立する場合の他、実質的に成立する場合にも満たされる。設計上あるいは製造上生ずる種々のばらつきの存在は許容される。
【００９９】
（適用例）
次に、実施形態及び変形例で説明した表示装置１、１Ａの適用例について説明する。実施形態及び変形例に係る表示装置１、１Ａは、カーナビゲーション装置、テレビジョン装置、デジタルカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯用ゲーム機等の携帯端末装置あるいはビデオカメラなどのあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。言い換えると、実施形態及び変形例に係る表示装置１、１Ａは、外部から入力された映像信号あるいは内部で生成した映像信号を、画像あるいは映像として表示するあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【０１００】
図２２は、本実施形態に係る表示装置を適用する電子機器の一例を示す図である。図２２は、表示装置を携帯用ゲーム機に搭載した例を示している。表示装置１、１Ａは、例えば図２２に示すように、携帯用ゲーム機４００の操作部に挟まれた位置に配置される。携帯用ゲーム機４００は、ユーザが筐体の操作部の両端を両手で保持しながら、画面を見て利用される。表示装置１を用いることで、ゲームの画面を立体視できる状態で表示させることができる。
【０１０１】
また、上述した内容により実施形態が限定されるものではない。また、上述した実施形態の構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、上述の実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１  表示装置
１０  画像表示部
１１  表示領域
１１Ａ  画素基板
１１Ｂ  対向基板
１１Ｃ  液晶層
１２  画素
２０  照明部
３０  可変レンズアレイ
３１  レンズ列
１３０Ａ  第１基板
１３０Ｂ  第２基板
１３１、１３１1、１３１2、１３１3、１３１4、１３１5、１３１6  第１電極
１３２、１３２1、１３２2、１３２3  給電線
１３３  第１配向膜
１３４  第２電極
１３５  第２配向膜
１３６  スペーサ
１３７  液晶層
１３７Ａ、１３７ＡＡ、１３７ＡＢ  液晶分子
１３８  封止部
１４１  オーバーコート層（絶縁体）
Ａ1、Ａ２、Ａ3、Ａ4  視点
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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