液晶シャッタ眼鏡
【課題】液晶シャッタが閉まっているときの光漏れが低減された液晶シャッタ眼鏡を提供する。
【解決手段】ブルー相を示す液晶材料を含む液晶層を挟持する第１の基板及び第２の基板と、第１の基板と液晶層との間に設けられた櫛歯状の第１の電極及び櫛歯状の第１の共通電極と、第２の基板と液晶層との間に設けられた櫛歯状の第２の電極及び櫛歯状の第２の共通電極と、を有し、第１の電極は、第２の電極と重畳し、第１の共通電極は、第２の共通電極と重畳し、第１の電極は、第２の電極と接続する液晶シャッタ眼鏡を提供する。
【解決手段】ブルー相を示す液晶材料を含む液晶層を挟持する第１の基板及び第２の基板と、第１の基板と液晶層との間に設けられた櫛歯状の第１の電極及び櫛歯状の第１の共通電極と、第２の基板と液晶層との間に設けられた櫛歯状の第２の電極及び櫛歯状の第２の共通電極と、を有し、第１の電極は、第２の電極と重畳し、第１の共通電極は、第２の共通電極と重畳し、第１の電極は、第２の電極と接続する液晶シャッタ眼鏡を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶シャッタ眼鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、擬似的に３次元画像の視認が可能な液晶表示装置の開発が進んでいる。例えば、人間の左右の目の視差を利用して２次元画像を３次元画像に知覚させる液晶表示装置が知られている。このような液晶表示装置の一例では、画素部で左眼用画像と右眼用画像を交互に表示させる。視認者は、液晶シャッタを備えた眼鏡（以下、液晶シャッタ眼鏡と記す）を介して該画像を視認することで、２次元画像が３次元画像に見える。このとき、液晶シャッタ眼鏡は、液晶表示装置が左眼用画像を表示している場合には、右眼に対応する液晶シャッタを閉じて視認者の右眼への光の入射を遮断しており、液晶表示装置が右眼用画像を表示している場合には、左眼に対応する液晶シャッタを閉じて視認者の左眼への光の入射を遮断している。
【０００３】
このような液晶シャッタ眼鏡を用いた方式では、液晶表示装置において左眼用画像と右眼用画像を交互に表示させるため、それぞれの目に認識されるフレーム数（画像データ数に相当）は、液晶表示装置で表示される映像のフレーム数の半分となる。フレーム数が少ないと、視認者の目には画像のちらつきが認識されてしまう。よって、液晶表示装置の駆動周波数を増やし、それぞれの目に認識されるフレーム数を増やすことで、表示のちらつきを抑制する対策がとられている。
【０００４】
液晶表示装置の駆動周波数の増加に対応するために、液晶シャッタ眼鏡は、液晶シャッタを高速で開閉することが求められる。液晶シャッタを高速で開閉するためには、液晶分子が高速で応答する必要がある。
【０００５】
高速で応答可能な液晶モードとして、ブルー相を示す液晶（ブルー相液晶）を用いるモードが注目されている。
【０００６】
ブルー相液晶を駆動する方式として、特許文献１では、同一基板上に一対の電極を設け、当該一対の電極間で、基板面に概略平行な電気力線を形成する横方向電界を発生させ、発生した横方向電界を用いて液晶分子を駆動させる方式が用いられている。
【０００７】
特許文献１には、凸状に形成された絶縁層上に電極を設け、最大電界領域を基板から離れた位置に形成させることで、横方向電界を広い領域に形成し、駆動電圧を低減させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２２７７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１のように、横方向電界を広い領域で得るために、絶縁材料からなる凸状の構造体を規則的に設けると、透過光の位相がずれ、透過光の偏光状態に影響を及ぼす恐れがある。
【００１０】
また、金属からなる凸状の構造体、又は膜厚の厚い電極を規則的に形成すると、構造体や電極が直線偏光板のような働きをし、透過光の偏光状態に影響を及ぼす恐れがある。
【００１１】
上述のように構造体等に影響を受け透過光の偏光状態が変化した場合、液晶シャッタが閉まっているときに光漏れが発生する。これによって、使用者の脳内で左眼用画像の情報と右眼用画像の情報とが混在する（以下、クロストークと記す）場合がある。クロストークが起こると、使用者が２次元画像を３次元画像として十分に知覚できない場合がある。
【００１２】
したがって、本発明の一態様は、液晶シャッタが閉まっているときの光漏れが低減された液晶シャッタ眼鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
液晶シャッタ眼鏡は、第１の基板と第２の基板とで、液晶層を挟持する。ここで、本発明者は、第１の基板に一対の電極を設けるだけでなく、第２の基板にも一対の電極を設け、ブルー相を示す液晶を挟持する構成に着眼した。
【００１４】
ブルー相液晶を用いることで、液晶分子の応答速度は１ミリ秒以下とすることができる。よって、シャッタを高速で開閉することが可能な液晶シャッタ眼鏡を提供することができる。
【００１５】
第１の基板及び第２の基板のそれぞれに、一対の電極を設けることによって、液晶層中の広い領域に、均一な横方向電界を形成することができる。広い領域に横方向電界を形成することによって、ブルー相液晶を低電圧で駆動させることができる。
【００１６】
低電圧で駆動可能な液晶シャッタ眼鏡は、シャッタが開いているときに十分に光を透過することができるため、シャッタが開いているときと、閉まっているときとの光の透過率の比を高めることができる。
【００１７】
また、広い領域に横方向電界を形成するために、電極の下に規則的に構造体を設けることや、電極の膜厚を大きくすることを必要としないため、構造体や電極の影響で、透過光の偏光状態が変化することを抑制することができる。したがって、液晶シャッタが閉まっているときの光漏れを低減することができる。
【００１８】
本発明の一態様では、第１の電極と、第２の電極が接続している。よって、１つの電圧印加手段を用いて、第１の電極及び第２の電極に共通の電位を与えることができる。したがって、液晶シャッタ眼鏡の作製工程数の減少や、作製コストの低減を実現することができる。
【００１９】
具体的には、本発明の一態様は、ブルー相を示す液晶材料を含む液晶層を挟持する第１の基板及び第２の基板と、第１の基板と液晶層との間に設けられた櫛歯状の第１の電極及び櫛歯状の第１の共通電極と、第２の基板と液晶層との間に設けられた櫛歯状の第２の電極及び櫛歯状の第２の共通電極と、を有し、第１の電極は、第２の電極と重畳し、第１の共通電極は、前記第２の共通電極と重畳し、第１の電極は、第２の電極と接続する液晶シャッタ眼鏡である。
【００２０】
上記液晶シャッタ眼鏡において、第１の基板上に凸状の第１の構造体を有し、第１の構造体上で、第１の電極と第２の電極とが接することが好ましい。
【００２１】
上記液晶シャッタ眼鏡において、第２の基板上に凸状の第２の構造体を有し、第２の構造体上で、第１の電極と第２の電極とが接することが好ましい。
【００２２】
第１の電極と第２の電極の接続箇所が多いほど、電極の抵抗を低くすることができる。
【００２３】
本発明の一態様では、それぞれの基板上に凸状の構造体を１以上設けることができる。構造体上において第１の電極と第２の電極が接続する箇所は、構造体及び電極が液晶シャッタのスペーサとしての機能を備えるため、セルギャップを維持する効果を奏する。
【００２４】
上記液晶シャッタ眼鏡において、第１の共通電極は、第２の共通電極と接続することが好ましい。
【００２５】
このような構成とすることで、第１の電極及び第２の電極と同様に、１つの電圧印加手段を用いて、第１の共通電極及び第２の共通電極に共通の電位を与えることができる。
【００２６】
上記液晶シャッタ眼鏡において、第１の基板上に凸状の第３の構造体を有し、第３の構造体上で、第１の共通電極と第２の共通電極とが接することが好ましい。
【００２７】
上記液晶シャッタ眼鏡において、第２の基板上に凸状の第４の構造体を有し、第４の構造体上で、第１の共通電極と第２の共通電極とが接することが好ましい。
【００２８】
第１の共通電極と第２の共通電極の接続箇所が多いほど、共通電極の抵抗を低くすることができる。また、構造体上において第１の共通電極と第２の共通電極が接続する箇所は、構造体及び共通電極が液晶シャッタのスペーサとしての機能を備えるため、セルギャップを維持する効果を奏する。
【００２９】
上記構成において、第１の電極、第２の電極、第１の共通電極、及び第２の共通電極は、それぞれ１．５μｍ未満の膜厚であることが好ましい。特に、第１の電極、第２の電極、第１の共通電極、及び第２の共通電極は、それぞれ１．０μｍ以下の膜厚であることが好ましい。
【００３０】
電極及び共通電極の膜厚を小さくすることで、電極及び共通電極が透過光の偏光状態に影響を及ぼすことを抑制することができる。よって、液晶シャッタが閉まっているときの光漏れを低減することができる。
【００３１】
上記構成において、第１の電極、第２の電極、第１の共通電極、及び第２の共通電極が、それぞれ金属膜であると、電極及び共通電極の抵抗が低くなるため好ましい。また、上記構成において、第１の電極、第２の電極、第１の共通電極、及び第２の共通電極が、それぞれ可視光に対する透光性を有する導電膜であると、液晶シャッタの開口率や光透過率を低下させないため好ましい。また、第１の電極、第２の電極、第１の共通電極、及び第２の共通電極は、金属膜と可視光に対する透光性を有する導電膜とが組み合わされた構成であっても良い。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の一態様を適用することで、液晶シャッタが閉まっているときの光漏れが低減された液晶シャッタ眼鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一態様の液晶シャッタ眼鏡を説明する図。
【図２】本発明の一態様の液晶シャッタを説明する図。
【図３】本発明の一態様の液晶シャッタの作製方法を示す図。
【図４】本発明の一態様の液晶シャッタの作製方法を示す図。
【図５】実施の形態１において液晶シャッタを説明する図。
【図６】本発明の一態様の液晶シャッタを説明する図。
【図７】液晶の応答速度を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００３５】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の液晶シャッタ眼鏡の構成について図１、図２及び図５を用いて説明する。
【００３６】
図１（Ａ）に示す本実施の形態の液晶シャッタ眼鏡１０は、眼鏡のレンズに相当する領域に、右眼用液晶シャッタ１１と左眼用液晶シャッタ１２を有する。また、右眼用液晶シャッタ１１及び左眼用液晶シャッタ１２は、駆動手段（図示しない）とそれぞれ電気的に接続している。
【００３７】
右眼用液晶シャッタ１１及び左眼用液晶シャッタ１２は、駆動手段を用い、一定の周期で閾値以上の電圧を印加することで、光透過率の高い”開状態”と、光透過率の低い”閉状態”とを交互に実現する。
【００３８】
駆動手段は、左眼用画像及び右眼用画像を交互に表示する画像表示装置と同期して、画像表示装置が左眼用画像を表示する際に、左眼用液晶シャッタ１２が”開状態”、かつ右眼用液晶シャッタ１１が”閉状態”となり、右眼用画像を表示する際に、左眼用液晶シャッタ１２が”閉状態”、かつ右眼用液晶シャッタ１１が”開状態”となるように、液晶シャッタ眼鏡１０を制御することができる。
【００３９】
このような動作により、液晶シャッタ眼鏡１０を装着して画像表示装置を見る使用者の左眼には左眼用画像のみ、右眼には右眼用画像のみが入射される。そして、使用者の脳内で左眼用画像及び右眼用画像が合成され、画像表示装置に表示される画像が立体的に認識される。
【００４０】
次に、右眼用液晶シャッタ１１と、左眼用液晶シャッタ１２の構成の一例を説明する。右眼用液晶シャッタ１１と、左眼用液晶シャッタ１２は同一の構成を適用することができるため、以下では、右眼用液晶シャッタ１１の構成を、図１（Ｂ）を用いて説明する。
【００４１】
図１（Ｂ）に示す右眼用液晶シャッタ１１は、櫛歯状の電極１０１及び櫛歯状の共通電極１０２を有する。電極１０１及び共通電極１０２は、駆動手段（図示しない）とそれぞれ電気的に接続している。
【００４２】
なお、駆動手段としては、右眼用液晶シャッタ１１を制御する駆動手段と、左眼用液晶シャッタ１２を制御する駆動手段をそれぞれ設けても良いし、１つの駆動手段で両方のシャッタの駆動を制御しても良い。
【００４３】
本発明の一態様において、電極１０１及び共通電極１０２は、互いが接しないように配置されている。
【００４４】
本発明の一態様では、電極及び共通電極は、平板状でなく、様々な開口パターン（スリット）を有し、屈曲部や枝分かれした櫛歯状を含む形状である。例えば、電極及び共通電極が有する形状としては、閉空間を形成せず開かれた櫛歯状のようなパターンを用いることができる。この場合、電極と共通電極とは互いの櫛歯状のパターンがかみ合うように同一の絶縁表面（例えば同一基板や同一絶縁膜）に設けることができる。電極及び共通電極の形状としては、図２（Ｃ）に示す形状も例として挙げることができる。
【００４５】
図１（Ｂ）における、Ａ−Ｂ間、Ｃ−Ｄ間及びＥ−Ｆ間の断面図を図１（Ｃ）に示す。
【００４６】
図１（Ｃ）に示す液晶シャッタは、第１の基板１２１上に、第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａを有する。また、第２の基板１２２上に、第２の電極１０１ｂ及び第２の共通電極１０２ｂを有する。そして、ブルー相を示す液晶層１２３ｂが、第１の基板１２１と第２の基板１２２に挟持されている。なお、当該液晶シャッタは、第１の基板１２１と第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａの間に、絶縁膜を有する構造であってもよい。
【００４７】
図１（Ｃ）に示すように、第１の電極１０１ａは第２の電極１０１ｂと重畳する位置にある。また、第１の共通電極１０２ａは、第２の共通電極１０２ｂと重畳する位置にある。
【００４８】
図５（Ｂ）に示すように、第１の電極１０１ａの一部が第２の電極１０１ｂの一部と重畳する位置にあり、第１の共通電極１０２ａの一部が第２の共通電極１０２ｂの一部と重畳する位置にある構成としても良い。図１（Ｃ）に示すように、第１の電極１０１ａが第２の電極１０１ｂとほとんど全て重畳する位置にあり、第１の共通電極１０２ａが第２の共通電極１０２ｂとほとんど全て重畳する位置にあると、液晶層中の広い領域に横方向電界を形成することができるため、好ましい。
【００４９】
本実施の形態において、第１の電極１０１ａ及び第２の電極１０１ｂ、並びに、第１の共通電極１０２ａ及び第２の共通電極１０２ｂは、それぞれ平面図でみるとほぼ同形状であり、液晶層１２３ｂを介して重畳するように配置される。このような構成とすることで、液晶層中の広い領域に横方向電界を形成することができる。
【００５０】
図１（Ｃ）に示すＡ−Ｂ間において、第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａの間には横方向電界が形成される。また、第２の電極１０１ｂ及び第２の共通電極１０２ｂの間にも横方向電界が形成される。
【００５１】
横方向電界は電極から高さ（膜厚）方向に離れるほど電界の強度が弱くなる。例えば、図５（Ａ）に示すように、第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａの間に形成される横方向電界は、第１の基板１２１に近い領域の強度に比べて、高さ方向に離れた領域、すなわち第２の基板１２２に近い領域の強度が弱い。しかし、本発明の一態様では、図１（Ｃ）に示すように、第１の基板１２１及び第２の基板１２２のそれぞれが一対の電極（電極及び共通電極）を備える。したがって、第１の基板１２１に近い領域、及び第２の基板１２２に近い領域のそれぞれで、横方向電界が形成されるので、高さ方向の電界強度を補うことができる。
【００５２】
横方向電界の高さ方向の電界強度を補うことで、当該横方向電界の強度を強めることができる。当該横方向電界の強度を強めることで、液晶シャッタ眼鏡の駆動電圧を低減することができる。
【００５３】
液晶層を介して隣接する電極と共通電極とは、電極及び共通電極にそれぞれ所定の電圧を印加した時、電極及び共通電極間に介在する液晶層の液晶が応答する距離とする。液晶層を介して隣接する電極と共通電極間の距離１０５は０．５μｍ以上２０μｍ以下、好ましくは１μｍ以上５μｍ以下とするとよく、該距離に応じて印加する電圧を適宜制御する。また、電極の幅１０６及び共通電極の幅１０７は、電極と共通電極間の距離１０５と同じ長さであることが好ましい。
【００５４】
一方、高さ（膜厚）方向においては、電極及び共通電極は、それぞれ１．５μｍ未満の膜厚であることが好ましい。特に、電極及び共通電極は、それぞれ１．０μｍ以下の膜厚であることが好ましい。
【００５５】
電極及び共通電極の膜厚を小さくすることで、電極及び共通電極が透過光の偏光状態に影響を及ぼすことを抑制できる。よって、シャッタが閉まっているときの光漏れを低減することができる。
【００５６】
図１（Ｃ）のＣ−Ｄ間において、第１の基板１２１上に凸状の構造体１２４ａが設けられている。また、図１（Ｃ）のＥ−Ｆ間において、第１の基板１２１上に構造体１２５ａが設けられている。
【００５７】
構造体１２４ａを覆う第１の電極１０１ａは、第２の電極１０１ｂと接している。また、構造体１２５ａを覆う第１の共通電極１０２ａは、第２の共通電極１０２ｂと接している。
【００５８】
このように、第１の電極１０１ａと第２の電極１０１ｂを接続することで、１つの電圧印加手段で、第１の電極１０１ａ及び第２の電極１０１ｂに共通の電位を与えることができる。同様に、第１の共通電極１０２ａと第２の共通電極１０２ｂを接続することで、１つの電圧印加手段で、第１の共通電極１０２ａ及び第２の共通電極１０２ｂに共通の電位を与えることができる。したがって、液晶シャッタ眼鏡の作製工程数の減少や、作製コストの低減を実現することができる。
【００５９】
本発明の一態様は、第１の基板１２１のみに構造体を備える構成に限られない。例えば、図２（Ａ）に示すように第２の基板１２２上に凸状の構造体１２４ｂを設け、構造体１２４ｂを覆う第２の電極１０１ｂが、第１の電極１０１ａと接する構成としても良い。また、図２（Ｂ）に示すように、凸状の構造体１２６ａを覆う第１の電極１０１ａと構造体１２６ｂを覆う第２の電極１０１ｂが接する構成としても良い。
【００６０】
また、第１の電極１０１ａと第２の電極１０１ｂの接続箇所は、１つの液晶シャッタに１箇所以上あれば良い。
【００６１】
また、第１の共通電極１０２ａと第２の共通電極１０２ｂの接続箇所は無くても構わないが、１つの液晶シャッタに１箇所以上あると好ましい。
【００６２】
液晶シャッタ眼鏡が備える電圧印加手段としては、例えば、トランジスタを用いたスイッチング素子等が挙げられる。なお、各液晶シャッタにスイッチング素子を備えた構造であってもよい。
【００６３】
液晶層１２３ｂには、ブルー相を示す液晶材料を用いる。
【００６４】
なお、液晶材料とは、液晶層に用いる液晶を含む混合物をさす。
【００６５】
液晶の応答速度について図７（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。図７（Ａ）、（Ｂ）は、最大透過率を１００％として規格化した規格化透過率と時間の図である。図７（Ａ）はブルー相を示す液晶を用いた場合、図７（Ｂ）は垂直配向（ＶＡ）モードの液晶を用いた場合である。図７（Ａ）に示すように、ブルー相を示す液晶を用いることで、立ち上がり時間（規格化透過率１０％から規格化透過率９０％に達するまでに要する時間）４０１及び立ち下がり時間（規格化透過率９０％から規格化透過率１０％に達するまでに要する時間）４０２を、従来例である垂直配向（ＶＡ）モードの液晶の立ち上がり時間４０３および立ち下がり時間４０４より短くすることができる。具体的には、ブルー相を示す液晶の立ち上がり時間は、２００マイクロ秒以下とすることができる。一方、垂直配向（ＶＡ）モードの液晶の立ち上がり時間は、ブルー相を示す液晶よりも長く、１〜２ミリ秒を要する。
【００６６】
このように、ブルー相を示す液晶材料は、応答速度が従来の液晶材料よりも短く、高速応答が可能であるため、液晶シャッタ眼鏡の高性能化が可能になる。
【００６７】
なお、図示していないが、第１の基板１２１及び第２の基板１２２には、偏光板、反射防止膜などの光学フィルムなどが適宜設けられている。状況に応じては、偏光板及び位相差板による円偏光を用いてもよい。
【００６８】
以上に示すように、本実施の形態の液晶シャッタ眼鏡は、ブルー相液晶を用いることで、液晶分子の応答速度は１ミリ秒以下とすることができる。よって、シャッタを高速で開閉することが可能な液晶シャッタ眼鏡を提供することができる。
【００６９】
また、第１の基板及び第２の基板のそれぞれに、一対の電極を設けることによって、液晶層中の広い領域に、均一な横方向電界を形成することができる。広い領域に横方向電界を形成することによって、ブルー相液晶を低電圧で駆動させることができる。
【００７０】
また、第１の基板及び第２の基板のそれぞれに一対の電極を設けることによって、それぞれの電極の膜厚が小さくても液晶層中の広い領域に均一な横方向電界を形成することができるため、電極等が透過光の偏光状態に影響を及ぼすことを防ぐことができる。したがって、液晶シャッタが閉まっているときの光漏れを低減することができる。これによって、液晶シャッタ眼鏡を用いた場合の右眼用画像及び左眼用画像のクロストークを抑制することができる。
【００７１】
本発明の一態様は、ブルー相液晶を用いる。ブルー相液晶はラビング処理が不要であることや、セルギャップの厚さ方向にマージンが広いことから、液晶シャッタ眼鏡が一般の眼鏡のように湾曲した形状を有していても、適用することができる。
【００７２】
本発明の一態様では、第１の電極及び第２の電極が接続している。よって、１つの電圧印加手段を用いて、第１の電極及び第２の電極に共通の電位を与えることができる。したがって、液晶シャッタ眼鏡の作製工程数の減少や、作製コストの低減を実現することができる。
【００７３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様に適用できる液晶シャッタの作製方法について、図３を用いて説明する。
【００７４】
本実施の形態は、図１（Ｃ）に示す構成の液晶シャッタの作製方法を説明する。
【００７５】
第１の基板１２１、及び第２の基板１２２としては、バリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、プラスチック基板など、可視光に対する透光性を有する基板を用いることができる。
【００７６】
まず、第１の基板１２１上に、凸状の構造体１２４ａ、１２５ａを作製する（図３（Ａ）参照）。なお、当該液晶シャッタは、第１の基板１２１と凸状の構造体１２４ａ及び１２５ａの間に、絶縁膜を有する構造であってもよい。
【００７７】
構造体１２４ａ、１２５ａは絶縁性材料（有機材料及び無機材料）、及び導電性材料（有機材料及び無機材料）で形成することができる。有機系絶縁材料である可視光硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を用いるのが好ましい。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アミン樹脂などを用いることができる。また、導電性樹脂や金属材料で形成してもよい。なお、構造体１２４ａ、１２５ａは複数の絶縁性材料または複数の導電性材料の薄膜を積層した構造であってもよい。
【００７８】
構造体１２４ａ、１２５ａの形状は、先端が平面の柱状、錐形で、断面が台形の形状、または、錐形の先端が丸いドーム状などを用いることができる。構造体１２４ａ、１２５ａは電極及び共通電極の被覆性が高くなるように、表面に段差が少なく曲面を有するリブ状の形状が好ましい。また、液晶シャッタの開口率や光透過率を低下させないため、構造体１２４ａ、１２５ａは可視光に対して透光性を有する材料が好ましい。
【００７９】
また、構造体１２４ａと１２５ａで、構造体を形成している材料、形状はそれぞれ異なってもよい。
【００８０】
構造体１２４ａ、１２５ａの形成方法は特に限定されず、材料に応じて、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などの乾式法、又はスピンコート法、ディップ法、スプレー塗布法、液滴吐出法（インクジェット法）、ナノインプリント法、各種印刷法（スクリーン印刷、オフセット印刷）等などの湿式法を用い、必要に応じてエッチング法（ドライエッチング又はウエットエッチング）により所望のパターンに加工すればよい。
【００８１】
次に、第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａを形成する（図３（Ｂ）参照）。
【００８２】
第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａは、第１の基板１２１上に導電膜を成膜し、該導電膜を選択的にエッチングして形成することができる。本実施の形態では、第１の電極１０１ａを、第１の基板１２１上に選択的に設けるだけでなく、構造体１２４ａの上面及び側面を覆う領域にも設ける。また、第１の共通電極１０２ａを、第１の基板１２１上に選択的に設けるだけでなく、構造体１２５ａの上面及び側面を覆う領域にも設ける。また、図３（Ｂ）のＡ−Ｂ間において、第１の電極１０１ａと第１の共通電極１０２ａは、等間隔で設けられていることが好ましい。
【００８３】
第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａの膜厚は、１．５μｍ未満の膜厚であることが好ましい。特に、１．０μｍ以下の膜厚であることが好ましい。
【００８４】
第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａの膜厚を小さくすることで、第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａが透過光の偏光状態に影響を及ぼすことを抑制できる。よって、液晶シャッタが閉まっているときの光漏れを低減することができる。
【００８５】
第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａは、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、又はチタン等の金属材料を用いることができる。または、それら金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等を用いてもよい。
【００８６】
また、第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａは、可視光に対して透光性を有することが好ましい。可視光に対して透光性を有する導電膜としては、酸化インジウム酸化スズ混合酸化物、酸化インジウム酸化亜鉛混合酸化物、有機インジウム、有機スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、グラフェンなどを用いて形成することができる。また、金属材料（又はその窒化物）を用いる場合、透光性を有する程度に薄く成膜しても良い。
【００８７】
また、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性組成物を用いて形成した画素電極は、シート抵抗が１００００Ω／□以下、波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００８８】
導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェンまたはその誘導体、またはアニリン、ピロールおよびチオフェンの２種以上からなる共重合体若しくはその誘導体等が挙げられる。
【００８９】
第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａを形成する工程と同様の材料及び方法で、第２の基板１２２上に、第２の電極１０１ｂ及び第２の共通電極１０２ｂを形成する（図３（Ｃ））。図３（Ｃ）のＡ−Ｂ間において、第２の電極１０１ｂと第２の共通電極１０２ｂは、等間隔で設けられていることが好ましい。
【００９０】
第２の電極１０１ｂ及び第２の共通電極１０２ｂは、第２の基板１２２上に導電膜を成膜し、該導電膜を選択的にエッチングして形成することができる。
【００９１】
第２の電極１０１ｂ及び第２の共通電極１０２ｂの膜厚は、１．５μｍ未満の膜厚であることが好ましい。特に、１．０μｍ以下の膜厚であることが好ましい。
【００９２】
第２の電極１０１ｂ及び第２の共通電極１０２ｂの膜厚を小さくすることで、第２の電極１０１ｂ及び第２の共通電極１０２ｂが透過光の偏光状態に影響を及ぼすことを抑制できる。よって、液晶シャッタが閉まっているときの光漏れを低減することができる。
【００９３】
そして図４（Ａ）に示すように、第１の基板１２１と第２の基板１２２とを、液晶層１２３ａを間に挟持させてシール材で固着する。液晶層１２３ａを形成する方法として、滴下法や、第１の基板１２１と第２の基板１２２とを貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入する注入法を用いることができる。
【００９４】
液晶層１２３ａには、ブルー相を示す液晶材料を用いる。液晶層１２３ａは、液晶、カイラル剤、光硬化樹脂、及び光重合開始剤を含む液晶材料を用いて形成する。
【００９５】
液晶層１２３ａの厚さ（膜厚）の最大値は１μｍ以上２０μｍ以下とすることが好ましい。
【００９６】
カイラル剤は、液晶を螺旋構造に配向させ、ブルー相を発現させるために用いる。例えば、５重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶材料を液晶層に用いればよい。
【００９７】
カイラル剤は、液晶に対する相溶性が良く、かつ捩れ力の強い材料を用いる。また、Ｒ体、Ｓ体のどちらか片方の材料が良く、Ｒ体とＳ体の割合が５０：５０のラセミ体は使用しない。
【００９８】
液晶は、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、強誘電液晶、反強誘電液晶等を用いる。
【００９９】
上記液晶材料は、条件により、コレステリック相、コレステリックブルー相、スメクチック相、スメクチックブルー相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。
【０１００】
ブルー相であるコレステリックブルー相及びスメクチックブルー相は、螺旋ピッチが５００ｎｍ以下とピッチの比較的短いコレステリック相またはスメクチック相を有する液晶材料にみられる。液晶材料の配向は二重ねじれ構造を有する。ブルー相は、可視光の波長以下の秩序を有しているため無色であり、電圧印加によって配向秩序が変化して光学的変調作用が生じる。ブルー相は光学的に等方であるため視野角依存性がなく、配向膜を形成しなくとも良いため、配向膜形成に係るプロセスを削減することで、コスト削減が可能である。
【０１０１】
また、ブルー相は狭い温度範囲でしか発現が容易でない。よって、発現する温度範囲を広くするために、液晶材料に、光硬化樹脂及び光重合開始剤を添加し、高分子安定化処理を行うことが好ましい。高分子安定化処理は、液晶、カイラル剤、光硬化樹脂、及び光重合開始剤を含む液晶材料に、光硬化樹脂、及び光重合開始剤が反応する波長の光を照射して行う。この高分子安定化処理は、温度制御を行い、等方相を示した状態で光照射して行っても良いし、ブルー相を示した状態で光照射して行ってもよい。
【０１０２】
例えば、液晶層の温度を制御し、ブルー相を発現した状態で液晶層に光を照射することにより高分子安定化処理を行う。但し、これに限定されず、ブルー相と等方相間の相転移温度から＋１０℃以内、好ましくは＋５℃以内の等方相を発現した状態で液晶層に光を照射することにより高分子安定化処理を行ってもよい。ブルー相と等方相間の相転移温度とは、昇温時にブルー相から等方相に転移する温度、又は降温時に等方相からブルー相に相転移する温度をいう。高分子安定化処理の一例としては、液晶層を等方相まで加熱した後、徐々に降温させてブルー相にまで相転移させ、ブルー相が発現する温度を保持した状態で光を照射することができる。他にも、液晶層を徐々に加熱して等方相に相転移させた後、ブルー相と等方相間の相転移温度から＋１０℃以内、好ましくは＋５℃以内の状態（等方相を発現した状態）で光を照射することができる。また、液晶材料に含まれる光硬化樹脂として、紫外線硬化樹脂（ＵＶ硬化樹脂）を用いる場合、液晶層に紫外線を照射すればよい。なお、ブルー相を発現させなくとも、ブルー相と等方相間の相転移温度から＋１０℃以内、好ましくは＋５℃以内の状態（等方相を発現した状態）で光を照射して高分子安定化処理を行えば、応答速度を１ミリ秒以下とでき、高速応答が可能である。
【０１０３】
光硬化樹脂は、アクリレート、メタクリレートなどの単官能モノマーでもよく、ジアクリレート、トリアクリレート、ジメタクリレート、トリメタクリレートなどの多官能モノマーでもよく、これらを混合させたものでもよい。また、液晶性のものでも非液晶性のものでもよく、両者を混合させてもよい。光硬化樹脂は、用いる光重合開始剤が反応する波長の光で硬化する樹脂を選択すれば良く、代表的には紫外線硬化樹脂を用いることができる。
【０１０４】
光重合開始剤は、光照射によってラジカルを発生させるラジカル重合開始剤でもよく、酸を発生させる酸発生剤でもよく、塩基を発生させる塩基発生剤でもよい。
【０１０５】
具体的には、液晶材料として、ＪＣ−１０４１ＸＸ（チッソ株式会社製）と４−シアノ−４’−ペンチルビフェニルの混合物を用いることができ、カイラル剤としては、ＺＬＩ−４５７２（メルク株式会社製）を用いることができ、光硬化樹脂は、２−エチルヘキシルアクリレート、ＲＭ２５７（メルク株式会社製）、トリメチロールプロパントリアクリレート等から適宜選択して用いることができ、光重合開始剤としては２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンを用いることができる。
【０１０６】
シール材としては、代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性または熱硬化性の樹脂を用いるのが好ましい。代表的には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アミン樹脂などを用いることができる。また、光（代表的には紫外線）重合開始剤、熱硬化剤、フィラー、カップリング剤を含んでもよい。
【０１０７】
本実施の形態では、液晶層１２３ａに、光１３０を照射して高分子安定化処理を行い、液晶層１２３ｂを形成する（図４（Ｂ）参照）。光１３０は、液晶層１２３ａに含まれる光硬化樹脂、及び光重合開始剤が反応する波長の光とする。この光照射による高分子安定化処理により、液晶層１２３ｂがブルー相を示す温度範囲を広く改善することができる。
【０１０８】
シール材に紫外線などの光硬化樹脂を用い、滴下法で液晶層を形成する場合など、高分子安定化処理の光照射工程によってシール材の硬化も行ってもよい。
【０１０９】
そして、第１の基板１２１の外側（液晶層１２３ｂと反対側）、及び第２の基板１２２の外側（液晶層１２３ｂと反対側）に偏光板を設ける。また、偏光板の他、位相差板、反射防止膜などの光学フィルムなどを設けてもよい。例えば、偏光板及び位相差板による円偏光を用いてもよい。
【０１１０】
以上の工程で、本実施の形態の液晶シャッタを作製することができる。
【０１１１】
本発明の一態様の液晶シャッタ眼鏡は、ブルー相液晶を用いる。ブルー相液晶は、横方向電界で電気光学効果を制御するため、セルギャップの厚さ方向にはマージンが広い。例えば、ブルー相液晶を、一般的な数μｍ程度のセルギャップで使用することができる。または、ブルー相液晶を、１０〜２０μｍのセルギャップで使用することも可能である。本発明では、ブルー相液晶を用いるため、狭いセルギャップを要求されない。したがって、製造中の歩留まりの低下を抑制することができる。
【０１１２】
また、ブルー相液晶を用いるモードでは、ブルー相の安定化のためのＵＶ硬化工程が必要となるが、一般的な液晶工程で必要な工程の一部（配向膜塗布工程やラビング処理などの配向処理、ならびにこれらの工程前後の洗浄工程及びベーク工程）が不要となるため、液晶シャッタ眼鏡の作製工程の短縮、コストの削減、高い歩留まりの確保等が実現できる。また、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶シャッタ眼鏡の不良や破損を軽減することができる。
【０１１３】
以上、本実施の形態に示した液晶シャッタの作製方法を適用することで、液晶シャッタが閉まっているときの光漏れが低減された液晶シャッタ眼鏡を提供することができる。これによって、液晶シャッタ眼鏡のクロストークを抑制することができる。
【０１１４】
本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０１１５】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の液晶シャッタの別の構成について図６を用いて説明する。
【０１１６】
本実施の形態の液晶シャッタの構成を説明する。
【０１１７】
図６（Ａ）に示す液晶シャッタ１５は、櫛歯状の電極３０１、櫛歯状の共通電極３０２を有する。電極３０１と共通電極３０２は、駆動手段（図示しない）とそれぞれ電気的に接続している。
【０１１８】
本発明の一態様において、電極３０１及び共通電極３０２は、互いが接しないように配置されている。
【０１１９】
電極３０１は、金属膜２０１及び可視光に対する透光性を有する導電膜２１１で構成されている。同様に、共通電極３０２は、金属膜２０２及び可視光に対する透光性を有する導電膜２１２で構成されている。
【０１２０】
図６（Ａ）における、Ｇ−Ｈ間、Ｉ−Ｊ間及びＫ−Ｌ間の断面図を図６（Ｂ）に示す。
【０１２１】
図６（Ｂ）に示す液晶シャッタは、第１の基板２２１上に、第１の電極２１１ａと、第１の共通電極２１２ａを有する。また、第２の基板２２２上に、第２の電極２１１ｂと、第２の共通電極２１２ｂを有する。そして、ブルー相を示す液晶層２２３ｂが、第１の基板２２１と第２の基板２２２に挟持されている。なお、当該液晶シャッタは、第１の基板２２１と第１の電極２１１ａ及び第１の共通電極２１２ａの間に、絶縁膜を有する構造であってもよい。
【０１２２】
図６（Ｂ）に示すように、第１の電極２１１ａは第２の電極２１１ｂと重畳する位置にある。また、第１の共通電極２１２ａは、第２の共通電極２１２ｂと重畳する位置にある。
【０１２３】
本実施の形態において、第１の電極２１１ａ及び第２の電極２１１ｂ、並びに、第１の共通電極２１２ａ及び第２の共通電極２１２ｂは、それぞれ平面図でみるとほぼ同形状であり、液晶層２２３ｂを介して重畳するように配置される。このような構成とすることで、液晶層中の広い領域に横方向電界を形成することができる。
【０１２４】
図６（Ｂ）に示すＧ−Ｈ間において、第１の電極２１１ａ及び第１の共通電極２１２ａの間には横方向電界が形成される。また、第２の電極２１１ｂ及び第２の共通電極２１２ｂの間にも横方向電界が形成される。
【０１２５】
図６（Ｂ）の第１の電極２１１ａ及び第２の電極２１１ｂは、図６（Ａ）に示す導電膜２１１に対応し、第１の共通電極２１２ａ及び第２の共通電極２１２ｂは、図６（Ａ）に示す導電膜２１２に対応する。つまり、第１の電極２１１ａ、第１の共通電極２１２ａ、第２の電極２１１ｂ、及び第２の共通電極２１２ｂは、可視光に対する透光性を有する導電膜から形成されている。このような構成とすることで、液晶シャッタの開口率や光透過率を低下させないため好ましい。
【０１２６】
図６（Ｂ）のＩ−Ｊ間において、第２の基板２２２上には、第１の金属膜２０１ｂ（図６（Ａ）に示す金属膜２０１に対応）が形成され、第１の金属膜２０１ｂ上に第２の電極２１１ｂが設けられている。同様に、図６（Ｂ）のＫ−Ｌ間において、第２の基板２２２上には、第２の金属膜２０２ｂ（図６（Ａ）に示す金属膜２０２に対応）が形成され、第２の金属膜２０２ｂ上に第２の共通電極２１２ｂが設けられている。液晶シャッタの電極及び共通電極において、液晶シャッタの非開口部となる領域に金属膜を形成することで、電極の抵抗を下げることができるため好ましい。なお、当該液晶シャッタは、第２の基板２２２と第１の金属膜２０１ｂ及び第２の金属膜２０２ｂの間に、絶縁膜を有する構造であってもよい。
【０１２７】
上述の可視光に対する透光性を有する導電膜及び金属膜は、実施の形態２で挙げた材料を用いて形成することができる。
【０１２８】
図６（Ｂ）のＩ−Ｊ間において、第１の基板２２１上に構造体２２４ａが設けられている。また、図６（Ｂ）のＫ−Ｌ間において、第１の基板２２１上に構造体２２５ａが設けられている。なお、当該液晶シャッタは、第１の基板２２１と構造体２２４ａ及び構造体２２５ａの間に、絶縁膜を有する構造であってもよい。
【０１２９】
本実施の形態の構造体は、実施の形態１の構造体と同様の構成を適用することができる。
【０１３０】
構造体２２４ａを覆う第１の電極２１１ａは、第２の電極２１１ｂと接している。また、構造体２２５ａを覆う第１の共通電極２１２ａは、第２の共通電極２１２ｂと接している。
【０１３１】
このように、第１の電極２１１ａと第２の電極２１１ｂを接続することで、１つの電圧印加手段で、第１の電極及び第２の電極に共通の電位を与えることができる。
【０１３２】
同様に、第１の共通電極２１２ａと第２の共通電極２１２ｂを接続することで、１つの電圧印加手段で、第１の共通電極及び第２の共通電極に共通の電位を与えることができる。
【０１３３】
したがって、液晶シャッタ眼鏡の作製工程数の減少や、作製コストの低減を実現することができる。
【０１３４】
液晶層２２３ｂには、ブルー相を示す液晶材料を用いる。
【０１３５】
なお、図示していないが、第１の基板２２１及び第２の基板２２２には、偏光板、反射防止膜などの光学フィルムなどが適宜設けられている。
【０１３６】
以上に示すように、本実施の形態の液晶シャッタは、第１の基板及び第２の基板のそれぞれに、一対の電極を設けることによって、液晶層中の広い領域に、均一な横方向電界を形成することができる。広い領域に横方向電界を形成することによって、ブルー相液晶を低電圧で駆動させることができる。
【０１３７】
また、本実施の形態の液晶シャッタは、電極及び共通電極において、開口部には可視光に対する透光性を有する導電膜を用い、非開口部には金属膜を用いる。このような構成とすることで、液晶シャッタ眼鏡の開口率や光透過率の低下を抑制することができる。さらに、電極及び共通電極の抵抗を下げることができる。
【０１３８】
また、第１の基板及び第２の基板のそれぞれに一対の電極を設けることによって、それぞれの電極の膜厚が小さくても液晶層中の広い領域に均一な横方向電界を形成することができるため、電極等が透過光の偏光状態に影響を及ぼすことを防ぐことができる。したがって、液晶シャッタが閉まっているときの光漏れを低減することができる。これによって、液晶シャッタ眼鏡を用いた場合の右眼用画像及び左眼用画像のクロストークを抑制することができる。
【０１３９】
本発明の一態様では、第１の電極及び第２の電極が接続している。さらに、第１の共通電極及び第２の共通電極が接続している。よって、１つの電圧印加手段を用いて、第１の電極及び第２の電極、並びに第１の共通電極及び第２の共通電極にそれぞれ共通の電位を与えることができる。したがって、液晶シャッタ眼鏡の作製工程数の減少や、作製コストの低減を実現することができる。
【０１４０】
本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１４１】
１０ 液晶シャッタ眼鏡
１１ 右眼用液晶シャッタ
１２ 左眼用液晶シャッタ
１５ 液晶シャッタ
１０１ 電極
１０１ａ 第１の電極
１０１ｂ 第２の電極
１０２ 共通電極
１０２ａ 第１の共通電極
１０２ｂ 第２の共通電極
１２１ 第１の基板
１２２ 第２の基板
１２３ａ 液晶層
１２３ｂ 液晶層
１２４ａ 構造体
１２４ｂ 構造体
１２５ａ 構造体
１２６ａ 構造体
１２６ｂ 構造体
１３０ 光
２０１ 金属膜
２０１ｂ 第１の金属膜
２０２ 金属膜
２０２ｂ 第２の金属膜
２１１ 導電膜
２１１ａ 第１の電極
２１１ｂ 第２の電極
２１２ 導電膜
２１２ａ 第１の共通電極
２１２ｂ 第２の共通電極
２２１ 第１の基板
２２２ 第２の基板
２２３ｂ 液晶層
２２４ａ 構造体
２２５ａ 構造体
３０１ 電極
３０２ 共通電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶シャッタ眼鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、擬似的に３次元画像の視認が可能な液晶表示装置の開発が進んでいる。例えば、人間の左右の目の視差を利用して２次元画像を３次元画像に知覚させる液晶表示装置が知られている。このような液晶表示装置の一例では、画素部で左眼用画像と右眼用画像を交互に表示させる。視認者は、液晶シャッタを備えた眼鏡（以下、液晶シャッタ眼鏡と記す）を介して該画像を視認することで、２次元画像が３次元画像に見える。このとき、液晶シャッタ眼鏡は、液晶表示装置が左眼用画像を表示している場合には、右眼に対応する液晶シャッタを閉じて視認者の右眼への光の入射を遮断しており、液晶表示装置が右眼用画像を表示している場合には、左眼に対応する液晶シャッタを閉じて視認者の左眼への光の入射を遮断している。
【０００３】
このような液晶シャッタ眼鏡を用いた方式では、液晶表示装置において左眼用画像と右眼用画像を交互に表示させるため、それぞれの目に認識されるフレーム数（画像データ数に相当）は、液晶表示装置で表示される映像のフレーム数の半分となる。フレーム数が少ないと、視認者の目には画像のちらつきが認識されてしまう。よって、液晶表示装置の駆動周波数を増やし、それぞれの目に認識されるフレーム数を増やすことで、表示のちらつきを抑制する対策がとられている。
【０００４】
液晶表示装置の駆動周波数の増加に対応するために、液晶シャッタ眼鏡は、液晶シャッタを高速で開閉することが求められる。液晶シャッタを高速で開閉するためには、液晶分子が高速で応答する必要がある。
【０００５】
高速で応答可能な液晶モードとして、ブルー相を示す液晶（ブルー相液晶）を用いるモードが注目されている。
【０００６】
ブルー相液晶を駆動する方式として、特許文献１では、同一基板上に一対の電極を設け、当該一対の電極間で、基板面に概略平行な電気力線を形成する横方向電界を発生させ、発生した横方向電界を用いて液晶分子を駆動させる方式が用いられている。
【０００７】
特許文献１には、凸状に形成された絶縁層上に電極を設け、最大電界領域を基板から離れた位置に形成させることで、横方向電界を広い領域に形成し、駆動電圧を低減させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２２７７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１のように、横方向電界を広い領域で得るために、絶縁材料からなる凸状の構造体を規則的に設けると、透過光の位相がずれ、透過光の偏光状態に影響を及ぼす恐れがある。
【００１０】
また、金属からなる凸状の構造体、又は膜厚の厚い電極を規則的に形成すると、構造体や電極が直線偏光板のような働きをし、透過光の偏光状態に影響を及ぼす恐れがある。
【００１１】
上述のように構造体等に影響を受け透過光の偏光状態が変化した場合、液晶シャッタが閉まっているときに光漏れが発生する。これによって、使用者の脳内で左眼用画像の情報と右眼用画像の情報とが混在する（以下、クロストークと記す）場合がある。クロストークが起こると、使用者が２次元画像を３次元画像として十分に知覚できない場合がある。
【００１２】
したがって、本発明の一態様は、液晶シャッタが閉まっているときの光漏れが低減された液晶シャッタ眼鏡を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
液晶シャッタ眼鏡は、第１の基板と第２の基板とで、液晶層を挟持する。ここで、本発明者は、第１の基板に一対の電極を設けるだけでなく、第２の基板にも一対の電極を設け、ブルー相を示す液晶を挟持する構成に着眼した。
【００１４】
ブルー相液晶を用いることで、液晶分子の応答速度は１ミリ秒以下とすることができる。よって、シャッタを高速で開閉することが可能な液晶シャッタ眼鏡を提供することができる。
【００１５】
第１の基板及び第２の基板のそれぞれに、一対の電極を設けることによって、液晶層中の広い領域に、均一な横方向電界を形成することができる。広い領域に横方向電界を形成することによって、ブルー相液晶を低電圧で駆動させることができる。
【００１６】
低電圧で駆動可能な液晶シャッタ眼鏡は、シャッタが開いているときに十分に光を透過することができるため、シャッタが開いているときと、閉まっているときとの光の透過率の比を高めることができる。
【００１７】
また、広い領域に横方向電界を形成するために、電極の下に規則的に構造体を設けることや、電極の膜厚を大きくすることを必要としないため、構造体や電極の影響で、透過光の偏光状態が変化することを抑制することができる。したがって、液晶シャッタが閉まっているときの光漏れを低減することができる。
【００１８】
本発明の一態様では、第１の電極と、第２の電極が接続している。よって、１つの電圧印加手段を用いて、第１の電極及び第２の電極に共通の電位を与えることができる。したがって、液晶シャッタ眼鏡の作製工程数の減少や、作製コストの低減を実現することができる。
【００１９】
具体的には、本発明の一態様は、ブルー相を示す液晶材料を含む液晶層を挟持する第１の基板及び第２の基板と、第１の基板と液晶層との間に設けられた櫛歯状の第１の電極及び櫛歯状の第１の共通電極と、第２の基板と液晶層との間に設けられた櫛歯状の第２の電極及び櫛歯状の第２の共通電極と、を有し、第１の電極は、第２の電極と重畳し、第１の共通電極は、前記第２の共通電極と重畳し、第１の電極は、第２の電極と接続する液晶シャッタ眼鏡である。
【００２０】
上記液晶シャッタ眼鏡において、第１の基板上に凸状の第１の構造体を有し、第１の構造体上で、第１の電極と第２の電極とが接することが好ましい。
【００２１】
上記液晶シャッタ眼鏡において、第２の基板上に凸状の第２の構造体を有し、第２の構造体上で、第１の電極と第２の電極とが接することが好ましい。
【００２２】
第１の電極と第２の電極の接続箇所が多いほど、電極の抵抗を低くすることができる。
【００２３】
本発明の一態様では、それぞれの基板上に凸状の構造体を１以上設けることができる。構造体上において第１の電極と第２の電極が接続する箇所は、構造体及び電極が液晶シャッタのスペーサとしての機能を備えるため、セルギャップを維持する効果を奏する。
【００２４】
上記液晶シャッタ眼鏡において、第１の共通電極は、第２の共通電極と接続することが好ましい。
【００２５】
このような構成とすることで、第１の電極及び第２の電極と同様に、１つの電圧印加手段を用いて、第１の共通電極及び第２の共通電極に共通の電位を与えることができる。
【００２６】
上記液晶シャッタ眼鏡において、第１の基板上に凸状の第３の構造体を有し、第３の構造体上で、第１の共通電極と第２の共通電極とが接することが好ましい。
【００２７】
上記液晶シャッタ眼鏡において、第２の基板上に凸状の第４の構造体を有し、第４の構造体上で、第１の共通電極と第２の共通電極とが接することが好ましい。
【００２８】
第１の共通電極と第２の共通電極の接続箇所が多いほど、共通電極の抵抗を低くすることができる。また、構造体上において第１の共通電極と第２の共通電極が接続する箇所は、構造体及び共通電極が液晶シャッタのスペーサとしての機能を備えるため、セルギャップを維持する効果を奏する。
【００２９】
上記構成において、第１の電極、第２の電極、第１の共通電極、及び第２の共通電極は、それぞれ１．５μｍ未満の膜厚であることが好ましい。特に、第１の電極、第２の電極、第１の共通電極、及び第２の共通電極は、それぞれ１．０μｍ以下の膜厚であることが好ましい。
【００３０】
電極及び共通電極の膜厚を小さくすることで、電極及び共通電極が透過光の偏光状態に影響を及ぼすことを抑制することができる。よって、液晶シャッタが閉まっているときの光漏れを低減することができる。
【００３１】
上記構成において、第１の電極、第２の電極、第１の共通電極、及び第２の共通電極が、それぞれ金属膜であると、電極及び共通電極の抵抗が低くなるため好ましい。また、上記構成において、第１の電極、第２の電極、第１の共通電極、及び第２の共通電極が、それぞれ可視光に対する透光性を有する導電膜であると、液晶シャッタの開口率や光透過率を低下させないため好ましい。また、第１の電極、第２の電極、第１の共通電極、及び第２の共通電極は、金属膜と可視光に対する透光性を有する導電膜とが組み合わされた構成であっても良い。
【発明の効果】
【００３２】
本発明の一態様を適用することで、液晶シャッタが閉まっているときの光漏れが低減された液晶シャッタ眼鏡を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一態様の液晶シャッタ眼鏡を説明する図。
【図２】本発明の一態様の液晶シャッタを説明する図。
【図３】本発明の一態様の液晶シャッタの作製方法を示す図。
【図４】本発明の一態様の液晶シャッタの作製方法を示す図。
【図５】実施の形態１において液晶シャッタを説明する図。
【図６】本発明の一態様の液晶シャッタを説明する図。
【図７】液晶の応答速度を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００３５】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の液晶シャッタ眼鏡の構成について図１、図２及び図５を用いて説明する。
【００３６】
図１（Ａ）に示す本実施の形態の液晶シャッタ眼鏡１０は、眼鏡のレンズに相当する領域に、右眼用液晶シャッタ１１と左眼用液晶シャッタ１２を有する。また、右眼用液晶シャッタ１１及び左眼用液晶シャッタ１２は、駆動手段（図示しない）とそれぞれ電気的に接続している。
【００３７】
右眼用液晶シャッタ１１及び左眼用液晶シャッタ１２は、駆動手段を用い、一定の周期で閾値以上の電圧を印加することで、光透過率の高い”開状態”と、光透過率の低い”閉状態”とを交互に実現する。
【００３８】
駆動手段は、左眼用画像及び右眼用画像を交互に表示する画像表示装置と同期して、画像表示装置が左眼用画像を表示する際に、左眼用液晶シャッタ１２が”開状態”、かつ右眼用液晶シャッタ１１が”閉状態”となり、右眼用画像を表示する際に、左眼用液晶シャッタ１２が”閉状態”、かつ右眼用液晶シャッタ１１が”開状態”となるように、液晶シャッタ眼鏡１０を制御することができる。
【００３９】
このような動作により、液晶シャッタ眼鏡１０を装着して画像表示装置を見る使用者の左眼には左眼用画像のみ、右眼には右眼用画像のみが入射される。そして、使用者の脳内で左眼用画像及び右眼用画像が合成され、画像表示装置に表示される画像が立体的に認識される。
【００４０】
次に、右眼用液晶シャッタ１１と、左眼用液晶シャッタ１２の構成の一例を説明する。右眼用液晶シャッタ１１と、左眼用液晶シャッタ１２は同一の構成を適用することができるため、以下では、右眼用液晶シャッタ１１の構成を、図１（Ｂ）を用いて説明する。
【００４１】
図１（Ｂ）に示す右眼用液晶シャッタ１１は、櫛歯状の電極１０１及び櫛歯状の共通電極１０２を有する。電極１０１及び共通電極１０２は、駆動手段（図示しない）とそれぞれ電気的に接続している。
【００４２】
なお、駆動手段としては、右眼用液晶シャッタ１１を制御する駆動手段と、左眼用液晶シャッタ１２を制御する駆動手段をそれぞれ設けても良いし、１つの駆動手段で両方のシャッタの駆動を制御しても良い。
【００４３】
本発明の一態様において、電極１０１及び共通電極１０２は、互いが接しないように配置されている。
【００４４】
本発明の一態様では、電極及び共通電極は、平板状でなく、様々な開口パターン（スリット）を有し、屈曲部や枝分かれした櫛歯状を含む形状である。例えば、電極及び共通電極が有する形状としては、閉空間を形成せず開かれた櫛歯状のようなパターンを用いることができる。この場合、電極と共通電極とは互いの櫛歯状のパターンがかみ合うように同一の絶縁表面（例えば同一基板や同一絶縁膜）に設けることができる。電極及び共通電極の形状としては、図２（Ｃ）に示す形状も例として挙げることができる。
【００４５】
図１（Ｂ）における、Ａ−Ｂ間、Ｃ−Ｄ間及びＥ−Ｆ間の断面図を図１（Ｃ）に示す。
【００４６】
図１（Ｃ）に示す液晶シャッタは、第１の基板１２１上に、第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａを有する。また、第２の基板１２２上に、第２の電極１０１ｂ及び第２の共通電極１０２ｂを有する。そして、ブルー相を示す液晶層１２３ｂが、第１の基板１２１と第２の基板１２２に挟持されている。なお、当該液晶シャッタは、第１の基板１２１と第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａの間に、絶縁膜を有する構造であってもよい。
【００４７】
図１（Ｃ）に示すように、第１の電極１０１ａは第２の電極１０１ｂと重畳する位置にある。また、第１の共通電極１０２ａは、第２の共通電極１０２ｂと重畳する位置にある。
【００４８】
図５（Ｂ）に示すように、第１の電極１０１ａの一部が第２の電極１０１ｂの一部と重畳する位置にあり、第１の共通電極１０２ａの一部が第２の共通電極１０２ｂの一部と重畳する位置にある構成としても良い。図１（Ｃ）に示すように、第１の電極１０１ａが第２の電極１０１ｂとほとんど全て重畳する位置にあり、第１の共通電極１０２ａが第２の共通電極１０２ｂとほとんど全て重畳する位置にあると、液晶層中の広い領域に横方向電界を形成することができるため、好ましい。
【００４９】
本実施の形態において、第１の電極１０１ａ及び第２の電極１０１ｂ、並びに、第１の共通電極１０２ａ及び第２の共通電極１０２ｂは、それぞれ平面図でみるとほぼ同形状であり、液晶層１２３ｂを介して重畳するように配置される。このような構成とすることで、液晶層中の広い領域に横方向電界を形成することができる。
【００５０】
図１（Ｃ）に示すＡ−Ｂ間において、第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａの間には横方向電界が形成される。また、第２の電極１０１ｂ及び第２の共通電極１０２ｂの間にも横方向電界が形成される。
【００５１】
横方向電界は電極から高さ（膜厚）方向に離れるほど電界の強度が弱くなる。例えば、図５（Ａ）に示すように、第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａの間に形成される横方向電界は、第１の基板１２１に近い領域の強度に比べて、高さ方向に離れた領域、すなわち第２の基板１２２に近い領域の強度が弱い。しかし、本発明の一態様では、図１（Ｃ）に示すように、第１の基板１２１及び第２の基板１２２のそれぞれが一対の電極（電極及び共通電極）を備える。したがって、第１の基板１２１に近い領域、及び第２の基板１２２に近い領域のそれぞれで、横方向電界が形成されるので、高さ方向の電界強度を補うことができる。
【００５２】
横方向電界の高さ方向の電界強度を補うことで、当該横方向電界の強度を強めることができる。当該横方向電界の強度を強めることで、液晶シャッタ眼鏡の駆動電圧を低減することができる。
【００５３】
液晶層を介して隣接する電極と共通電極とは、電極及び共通電極にそれぞれ所定の電圧を印加した時、電極及び共通電極間に介在する液晶層の液晶が応答する距離とする。液晶層を介して隣接する電極と共通電極間の距離１０５は０．５μｍ以上２０μｍ以下、好ましくは１μｍ以上５μｍ以下とするとよく、該距離に応じて印加する電圧を適宜制御する。また、電極の幅１０６及び共通電極の幅１０７は、電極と共通電極間の距離１０５と同じ長さであることが好ましい。
【００５４】
一方、高さ（膜厚）方向においては、電極及び共通電極は、それぞれ１．５μｍ未満の膜厚であることが好ましい。特に、電極及び共通電極は、それぞれ１．０μｍ以下の膜厚であることが好ましい。
【００５５】
電極及び共通電極の膜厚を小さくすることで、電極及び共通電極が透過光の偏光状態に影響を及ぼすことを抑制できる。よって、シャッタが閉まっているときの光漏れを低減することができる。
【００５６】
図１（Ｃ）のＣ−Ｄ間において、第１の基板１２１上に凸状の構造体１２４ａが設けられている。また、図１（Ｃ）のＥ−Ｆ間において、第１の基板１２１上に構造体１２５ａが設けられている。
【００５７】
構造体１２４ａを覆う第１の電極１０１ａは、第２の電極１０１ｂと接している。また、構造体１２５ａを覆う第１の共通電極１０２ａは、第２の共通電極１０２ｂと接している。
【００５８】
このように、第１の電極１０１ａと第２の電極１０１ｂを接続することで、１つの電圧印加手段で、第１の電極１０１ａ及び第２の電極１０１ｂに共通の電位を与えることができる。同様に、第１の共通電極１０２ａと第２の共通電極１０２ｂを接続することで、１つの電圧印加手段で、第１の共通電極１０２ａ及び第２の共通電極１０２ｂに共通の電位を与えることができる。したがって、液晶シャッタ眼鏡の作製工程数の減少や、作製コストの低減を実現することができる。
【００５９】
本発明の一態様は、第１の基板１２１のみに構造体を備える構成に限られない。例えば、図２（Ａ）に示すように第２の基板１２２上に凸状の構造体１２４ｂを設け、構造体１２４ｂを覆う第２の電極１０１ｂが、第１の電極１０１ａと接する構成としても良い。また、図２（Ｂ）に示すように、凸状の構造体１２６ａを覆う第１の電極１０１ａと構造体１２６ｂを覆う第２の電極１０１ｂが接する構成としても良い。
【００６０】
また、第１の電極１０１ａと第２の電極１０１ｂの接続箇所は、１つの液晶シャッタに１箇所以上あれば良い。
【００６１】
また、第１の共通電極１０２ａと第２の共通電極１０２ｂの接続箇所は無くても構わないが、１つの液晶シャッタに１箇所以上あると好ましい。
【００６２】
液晶シャッタ眼鏡が備える電圧印加手段としては、例えば、トランジスタを用いたスイッチング素子等が挙げられる。なお、各液晶シャッタにスイッチング素子を備えた構造であってもよい。
【００６３】
液晶層１２３ｂには、ブルー相を示す液晶材料を用いる。
【００６４】
なお、液晶材料とは、液晶層に用いる液晶を含む混合物をさす。
【００６５】
液晶の応答速度について図７（Ａ）、（Ｂ）を用いて説明する。図７（Ａ）、（Ｂ）は、最大透過率を１００％として規格化した規格化透過率と時間の図である。図７（Ａ）はブルー相を示す液晶を用いた場合、図７（Ｂ）は垂直配向（ＶＡ）モードの液晶を用いた場合である。図７（Ａ）に示すように、ブルー相を示す液晶を用いることで、立ち上がり時間（規格化透過率１０％から規格化透過率９０％に達するまでに要する時間）４０１及び立ち下がり時間（規格化透過率９０％から規格化透過率１０％に達するまでに要する時間）４０２を、従来例である垂直配向（ＶＡ）モードの液晶の立ち上がり時間４０３および立ち下がり時間４０４より短くすることができる。具体的には、ブルー相を示す液晶の立ち上がり時間は、２００マイクロ秒以下とすることができる。一方、垂直配向（ＶＡ）モードの液晶の立ち上がり時間は、ブルー相を示す液晶よりも長く、１〜２ミリ秒を要する。
【００６６】
このように、ブルー相を示す液晶材料は、応答速度が従来の液晶材料よりも短く、高速応答が可能であるため、液晶シャッタ眼鏡の高性能化が可能になる。
【００６７】
なお、図示していないが、第１の基板１２１及び第２の基板１２２には、偏光板、反射防止膜などの光学フィルムなどが適宜設けられている。状況に応じては、偏光板及び位相差板による円偏光を用いてもよい。
【００６８】
以上に示すように、本実施の形態の液晶シャッタ眼鏡は、ブルー相液晶を用いることで、液晶分子の応答速度は１ミリ秒以下とすることができる。よって、シャッタを高速で開閉することが可能な液晶シャッタ眼鏡を提供することができる。
【００６９】
また、第１の基板及び第２の基板のそれぞれに、一対の電極を設けることによって、液晶層中の広い領域に、均一な横方向電界を形成することができる。広い領域に横方向電界を形成することによって、ブルー相液晶を低電圧で駆動させることができる。
【００７０】
また、第１の基板及び第２の基板のそれぞれに一対の電極を設けることによって、それぞれの電極の膜厚が小さくても液晶層中の広い領域に均一な横方向電界を形成することができるため、電極等が透過光の偏光状態に影響を及ぼすことを防ぐことができる。したがって、液晶シャッタが閉まっているときの光漏れを低減することができる。これによって、液晶シャッタ眼鏡を用いた場合の右眼用画像及び左眼用画像のクロストークを抑制することができる。
【００７１】
本発明の一態様は、ブルー相液晶を用いる。ブルー相液晶はラビング処理が不要であることや、セルギャップの厚さ方向にマージンが広いことから、液晶シャッタ眼鏡が一般の眼鏡のように湾曲した形状を有していても、適用することができる。
【００７２】
本発明の一態様では、第１の電極及び第２の電極が接続している。よって、１つの電圧印加手段を用いて、第１の電極及び第２の電極に共通の電位を与えることができる。したがって、液晶シャッタ眼鏡の作製工程数の減少や、作製コストの低減を実現することができる。
【００７３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様に適用できる液晶シャッタの作製方法について、図３を用いて説明する。
【００７４】
本実施の形態は、図１（Ｃ）に示す構成の液晶シャッタの作製方法を説明する。
【００７５】
第１の基板１２１、及び第２の基板１２２としては、バリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、プラスチック基板など、可視光に対する透光性を有する基板を用いることができる。
【００７６】
まず、第１の基板１２１上に、凸状の構造体１２４ａ、１２５ａを作製する（図３（Ａ）参照）。なお、当該液晶シャッタは、第１の基板１２１と凸状の構造体１２４ａ及び１２５ａの間に、絶縁膜を有する構造であってもよい。
【００７７】
構造体１２４ａ、１２５ａは絶縁性材料（有機材料及び無機材料）、及び導電性材料（有機材料及び無機材料）で形成することができる。有機系絶縁材料である可視光硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を用いるのが好ましい。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アミン樹脂などを用いることができる。また、導電性樹脂や金属材料で形成してもよい。なお、構造体１２４ａ、１２５ａは複数の絶縁性材料または複数の導電性材料の薄膜を積層した構造であってもよい。
【００７８】
構造体１２４ａ、１２５ａの形状は、先端が平面の柱状、錐形で、断面が台形の形状、または、錐形の先端が丸いドーム状などを用いることができる。構造体１２４ａ、１２５ａは電極及び共通電極の被覆性が高くなるように、表面に段差が少なく曲面を有するリブ状の形状が好ましい。また、液晶シャッタの開口率や光透過率を低下させないため、構造体１２４ａ、１２５ａは可視光に対して透光性を有する材料が好ましい。
【００７９】
また、構造体１２４ａと１２５ａで、構造体を形成している材料、形状はそれぞれ異なってもよい。
【００８０】
構造体１２４ａ、１２５ａの形成方法は特に限定されず、材料に応じて、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などの乾式法、又はスピンコート法、ディップ法、スプレー塗布法、液滴吐出法（インクジェット法）、ナノインプリント法、各種印刷法（スクリーン印刷、オフセット印刷）等などの湿式法を用い、必要に応じてエッチング法（ドライエッチング又はウエットエッチング）により所望のパターンに加工すればよい。
【００８１】
次に、第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａを形成する（図３（Ｂ）参照）。
【００８２】
第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａは、第１の基板１２１上に導電膜を成膜し、該導電膜を選択的にエッチングして形成することができる。本実施の形態では、第１の電極１０１ａを、第１の基板１２１上に選択的に設けるだけでなく、構造体１２４ａの上面及び側面を覆う領域にも設ける。また、第１の共通電極１０２ａを、第１の基板１２１上に選択的に設けるだけでなく、構造体１２５ａの上面及び側面を覆う領域にも設ける。また、図３（Ｂ）のＡ−Ｂ間において、第１の電極１０１ａと第１の共通電極１０２ａは、等間隔で設けられていることが好ましい。
【００８３】
第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａの膜厚は、１．５μｍ未満の膜厚であることが好ましい。特に、１．０μｍ以下の膜厚であることが好ましい。
【００８４】
第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａの膜厚を小さくすることで、第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａが透過光の偏光状態に影響を及ぼすことを抑制できる。よって、液晶シャッタが閉まっているときの光漏れを低減することができる。
【００８５】
第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａは、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、パラジウム、又はチタン等の金属材料を用いることができる。または、それら金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等を用いてもよい。
【００８６】
また、第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａは、可視光に対して透光性を有することが好ましい。可視光に対して透光性を有する導電膜としては、酸化インジウム酸化スズ混合酸化物、酸化インジウム酸化亜鉛混合酸化物、有機インジウム、有機スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、グラフェンなどを用いて形成することができる。また、金属材料（又はその窒化物）を用いる場合、透光性を有する程度に薄く成膜しても良い。
【００８７】
また、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することができる。導電性組成物を用いて形成した画素電極は、シート抵抗が１００００Ω／□以下、波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。
【００８８】
導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリンまたはその誘導体、ポリピロールまたはその誘導体、ポリチオフェンまたはその誘導体、またはアニリン、ピロールおよびチオフェンの２種以上からなる共重合体若しくはその誘導体等が挙げられる。
【００８９】
第１の電極１０１ａ及び第１の共通電極１０２ａを形成する工程と同様の材料及び方法で、第２の基板１２２上に、第２の電極１０１ｂ及び第２の共通電極１０２ｂを形成する（図３（Ｃ））。図３（Ｃ）のＡ−Ｂ間において、第２の電極１０１ｂと第２の共通電極１０２ｂは、等間隔で設けられていることが好ましい。
【００９０】
第２の電極１０１ｂ及び第２の共通電極１０２ｂは、第２の基板１２２上に導電膜を成膜し、該導電膜を選択的にエッチングして形成することができる。
【００９１】
第２の電極１０１ｂ及び第２の共通電極１０２ｂの膜厚は、１．５μｍ未満の膜厚であることが好ましい。特に、１．０μｍ以下の膜厚であることが好ましい。
【００９２】
第２の電極１０１ｂ及び第２の共通電極１０２ｂの膜厚を小さくすることで、第２の電極１０１ｂ及び第２の共通電極１０２ｂが透過光の偏光状態に影響を及ぼすことを抑制できる。よって、液晶シャッタが閉まっているときの光漏れを低減することができる。
【００９３】
そして図４（Ａ）に示すように、第１の基板１２１と第２の基板１２２とを、液晶層１２３ａを間に挟持させてシール材で固着する。液晶層１２３ａを形成する方法として、滴下法や、第１の基板１２１と第２の基板１２２とを貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶を注入する注入法を用いることができる。
【００９４】
液晶層１２３ａには、ブルー相を示す液晶材料を用いる。液晶層１２３ａは、液晶、カイラル剤、光硬化樹脂、及び光重合開始剤を含む液晶材料を用いて形成する。
【００９５】
液晶層１２３ａの厚さ（膜厚）の最大値は１μｍ以上２０μｍ以下とすることが好ましい。
【００９６】
カイラル剤は、液晶を螺旋構造に配向させ、ブルー相を発現させるために用いる。例えば、５重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶材料を液晶層に用いればよい。
【００９７】
カイラル剤は、液晶に対する相溶性が良く、かつ捩れ力の強い材料を用いる。また、Ｒ体、Ｓ体のどちらか片方の材料が良く、Ｒ体とＳ体の割合が５０：５０のラセミ体は使用しない。
【００９８】
液晶は、サーモトロピック液晶、低分子液晶、高分子液晶、強誘電液晶、反強誘電液晶等を用いる。
【００９９】
上記液晶材料は、条件により、コレステリック相、コレステリックブルー相、スメクチック相、スメクチックブルー相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。
【０１００】
ブルー相であるコレステリックブルー相及びスメクチックブルー相は、螺旋ピッチが５００ｎｍ以下とピッチの比較的短いコレステリック相またはスメクチック相を有する液晶材料にみられる。液晶材料の配向は二重ねじれ構造を有する。ブルー相は、可視光の波長以下の秩序を有しているため無色であり、電圧印加によって配向秩序が変化して光学的変調作用が生じる。ブルー相は光学的に等方であるため視野角依存性がなく、配向膜を形成しなくとも良いため、配向膜形成に係るプロセスを削減することで、コスト削減が可能である。
【０１０１】
また、ブルー相は狭い温度範囲でしか発現が容易でない。よって、発現する温度範囲を広くするために、液晶材料に、光硬化樹脂及び光重合開始剤を添加し、高分子安定化処理を行うことが好ましい。高分子安定化処理は、液晶、カイラル剤、光硬化樹脂、及び光重合開始剤を含む液晶材料に、光硬化樹脂、及び光重合開始剤が反応する波長の光を照射して行う。この高分子安定化処理は、温度制御を行い、等方相を示した状態で光照射して行っても良いし、ブルー相を示した状態で光照射して行ってもよい。
【０１０２】
例えば、液晶層の温度を制御し、ブルー相を発現した状態で液晶層に光を照射することにより高分子安定化処理を行う。但し、これに限定されず、ブルー相と等方相間の相転移温度から＋１０℃以内、好ましくは＋５℃以内の等方相を発現した状態で液晶層に光を照射することにより高分子安定化処理を行ってもよい。ブルー相と等方相間の相転移温度とは、昇温時にブルー相から等方相に転移する温度、又は降温時に等方相からブルー相に相転移する温度をいう。高分子安定化処理の一例としては、液晶層を等方相まで加熱した後、徐々に降温させてブルー相にまで相転移させ、ブルー相が発現する温度を保持した状態で光を照射することができる。他にも、液晶層を徐々に加熱して等方相に相転移させた後、ブルー相と等方相間の相転移温度から＋１０℃以内、好ましくは＋５℃以内の状態（等方相を発現した状態）で光を照射することができる。また、液晶材料に含まれる光硬化樹脂として、紫外線硬化樹脂（ＵＶ硬化樹脂）を用いる場合、液晶層に紫外線を照射すればよい。なお、ブルー相を発現させなくとも、ブルー相と等方相間の相転移温度から＋１０℃以内、好ましくは＋５℃以内の状態（等方相を発現した状態）で光を照射して高分子安定化処理を行えば、応答速度を１ミリ秒以下とでき、高速応答が可能である。
【０１０３】
光硬化樹脂は、アクリレート、メタクリレートなどの単官能モノマーでもよく、ジアクリレート、トリアクリレート、ジメタクリレート、トリメタクリレートなどの多官能モノマーでもよく、これらを混合させたものでもよい。また、液晶性のものでも非液晶性のものでもよく、両者を混合させてもよい。光硬化樹脂は、用いる光重合開始剤が反応する波長の光で硬化する樹脂を選択すれば良く、代表的には紫外線硬化樹脂を用いることができる。
【０１０４】
光重合開始剤は、光照射によってラジカルを発生させるラジカル重合開始剤でもよく、酸を発生させる酸発生剤でもよく、塩基を発生させる塩基発生剤でもよい。
【０１０５】
具体的には、液晶材料として、ＪＣ−１０４１ＸＸ（チッソ株式会社製）と４−シアノ−４’−ペンチルビフェニルの混合物を用いることができ、カイラル剤としては、ＺＬＩ−４５７２（メルク株式会社製）を用いることができ、光硬化樹脂は、２−エチルヘキシルアクリレート、ＲＭ２５７（メルク株式会社製）、トリメチロールプロパントリアクリレート等から適宜選択して用いることができ、光重合開始剤としては２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンを用いることができる。
【０１０６】
シール材としては、代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性または熱硬化性の樹脂を用いるのが好ましい。代表的には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アミン樹脂などを用いることができる。また、光（代表的には紫外線）重合開始剤、熱硬化剤、フィラー、カップリング剤を含んでもよい。
【０１０７】
本実施の形態では、液晶層１２３ａに、光１３０を照射して高分子安定化処理を行い、液晶層１２３ｂを形成する（図４（Ｂ）参照）。光１３０は、液晶層１２３ａに含まれる光硬化樹脂、及び光重合開始剤が反応する波長の光とする。この光照射による高分子安定化処理により、液晶層１２３ｂがブルー相を示す温度範囲を広く改善することができる。
【０１０８】
シール材に紫外線などの光硬化樹脂を用い、滴下法で液晶層を形成する場合など、高分子安定化処理の光照射工程によってシール材の硬化も行ってもよい。
【０１０９】
そして、第１の基板１２１の外側（液晶層１２３ｂと反対側）、及び第２の基板１２２の外側（液晶層１２３ｂと反対側）に偏光板を設ける。また、偏光板の他、位相差板、反射防止膜などの光学フィルムなどを設けてもよい。例えば、偏光板及び位相差板による円偏光を用いてもよい。
【０１１０】
以上の工程で、本実施の形態の液晶シャッタを作製することができる。
【０１１１】
本発明の一態様の液晶シャッタ眼鏡は、ブルー相液晶を用いる。ブルー相液晶は、横方向電界で電気光学効果を制御するため、セルギャップの厚さ方向にはマージンが広い。例えば、ブルー相液晶を、一般的な数μｍ程度のセルギャップで使用することができる。または、ブルー相液晶を、１０〜２０μｍのセルギャップで使用することも可能である。本発明では、ブルー相液晶を用いるため、狭いセルギャップを要求されない。したがって、製造中の歩留まりの低下を抑制することができる。
【０１１２】
また、ブルー相液晶を用いるモードでは、ブルー相の安定化のためのＵＶ硬化工程が必要となるが、一般的な液晶工程で必要な工程の一部（配向膜塗布工程やラビング処理などの配向処理、ならびにこれらの工程前後の洗浄工程及びベーク工程）が不要となるため、液晶シャッタ眼鏡の作製工程の短縮、コストの削減、高い歩留まりの確保等が実現できる。また、ラビング処理によって引き起こされる静電破壊を防止することができ、作製工程中の液晶シャッタ眼鏡の不良や破損を軽減することができる。
【０１１３】
以上、本実施の形態に示した液晶シャッタの作製方法を適用することで、液晶シャッタが閉まっているときの光漏れが低減された液晶シャッタ眼鏡を提供することができる。これによって、液晶シャッタ眼鏡のクロストークを抑制することができる。
【０１１４】
本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【０１１５】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の液晶シャッタの別の構成について図６を用いて説明する。
【０１１６】
本実施の形態の液晶シャッタの構成を説明する。
【０１１７】
図６（Ａ）に示す液晶シャッタ１５は、櫛歯状の電極３０１、櫛歯状の共通電極３０２を有する。電極３０１と共通電極３０２は、駆動手段（図示しない）とそれぞれ電気的に接続している。
【０１１８】
本発明の一態様において、電極３０１及び共通電極３０２は、互いが接しないように配置されている。
【０１１９】
電極３０１は、金属膜２０１及び可視光に対する透光性を有する導電膜２１１で構成されている。同様に、共通電極３０２は、金属膜２０２及び可視光に対する透光性を有する導電膜２１２で構成されている。
【０１２０】
図６（Ａ）における、Ｇ−Ｈ間、Ｉ−Ｊ間及びＫ−Ｌ間の断面図を図６（Ｂ）に示す。
【０１２１】
図６（Ｂ）に示す液晶シャッタは、第１の基板２２１上に、第１の電極２１１ａと、第１の共通電極２１２ａを有する。また、第２の基板２２２上に、第２の電極２１１ｂと、第２の共通電極２１２ｂを有する。そして、ブルー相を示す液晶層２２３ｂが、第１の基板２２１と第２の基板２２２に挟持されている。なお、当該液晶シャッタは、第１の基板２２１と第１の電極２１１ａ及び第１の共通電極２１２ａの間に、絶縁膜を有する構造であってもよい。
【０１２２】
図６（Ｂ）に示すように、第１の電極２１１ａは第２の電極２１１ｂと重畳する位置にある。また、第１の共通電極２１２ａは、第２の共通電極２１２ｂと重畳する位置にある。
【０１２３】
本実施の形態において、第１の電極２１１ａ及び第２の電極２１１ｂ、並びに、第１の共通電極２１２ａ及び第２の共通電極２１２ｂは、それぞれ平面図でみるとほぼ同形状であり、液晶層２２３ｂを介して重畳するように配置される。このような構成とすることで、液晶層中の広い領域に横方向電界を形成することができる。
【０１２４】
図６（Ｂ）に示すＧ−Ｈ間において、第１の電極２１１ａ及び第１の共通電極２１２ａの間には横方向電界が形成される。また、第２の電極２１１ｂ及び第２の共通電極２１２ｂの間にも横方向電界が形成される。
【０１２５】
図６（Ｂ）の第１の電極２１１ａ及び第２の電極２１１ｂは、図６（Ａ）に示す導電膜２１１に対応し、第１の共通電極２１２ａ及び第２の共通電極２１２ｂは、図６（Ａ）に示す導電膜２１２に対応する。つまり、第１の電極２１１ａ、第１の共通電極２１２ａ、第２の電極２１１ｂ、及び第２の共通電極２１２ｂは、可視光に対する透光性を有する導電膜から形成されている。このような構成とすることで、液晶シャッタの開口率や光透過率を低下させないため好ましい。
【０１２６】
図６（Ｂ）のＩ−Ｊ間において、第２の基板２２２上には、第１の金属膜２０１ｂ（図６（Ａ）に示す金属膜２０１に対応）が形成され、第１の金属膜２０１ｂ上に第２の電極２１１ｂが設けられている。同様に、図６（Ｂ）のＫ−Ｌ間において、第２の基板２２２上には、第２の金属膜２０２ｂ（図６（Ａ）に示す金属膜２０２に対応）が形成され、第２の金属膜２０２ｂ上に第２の共通電極２１２ｂが設けられている。液晶シャッタの電極及び共通電極において、液晶シャッタの非開口部となる領域に金属膜を形成することで、電極の抵抗を下げることができるため好ましい。なお、当該液晶シャッタは、第２の基板２２２と第１の金属膜２０１ｂ及び第２の金属膜２０２ｂの間に、絶縁膜を有する構造であってもよい。
【０１２７】
上述の可視光に対する透光性を有する導電膜及び金属膜は、実施の形態２で挙げた材料を用いて形成することができる。
【０１２８】
図６（Ｂ）のＩ−Ｊ間において、第１の基板２２１上に構造体２２４ａが設けられている。また、図６（Ｂ）のＫ−Ｌ間において、第１の基板２２１上に構造体２２５ａが設けられている。なお、当該液晶シャッタは、第１の基板２２１と構造体２２４ａ及び構造体２２５ａの間に、絶縁膜を有する構造であってもよい。
【０１２９】
本実施の形態の構造体は、実施の形態１の構造体と同様の構成を適用することができる。
【０１３０】
構造体２２４ａを覆う第１の電極２１１ａは、第２の電極２１１ｂと接している。また、構造体２２５ａを覆う第１の共通電極２１２ａは、第２の共通電極２１２ｂと接している。
【０１３１】
このように、第１の電極２１１ａと第２の電極２１１ｂを接続することで、１つの電圧印加手段で、第１の電極及び第２の電極に共通の電位を与えることができる。
【０１３２】
同様に、第１の共通電極２１２ａと第２の共通電極２１２ｂを接続することで、１つの電圧印加手段で、第１の共通電極及び第２の共通電極に共通の電位を与えることができる。
【０１３３】
したがって、液晶シャッタ眼鏡の作製工程数の減少や、作製コストの低減を実現することができる。
【０１３４】
液晶層２２３ｂには、ブルー相を示す液晶材料を用いる。
【０１３５】
なお、図示していないが、第１の基板２２１及び第２の基板２２２には、偏光板、反射防止膜などの光学フィルムなどが適宜設けられている。
【０１３６】
以上に示すように、本実施の形態の液晶シャッタは、第１の基板及び第２の基板のそれぞれに、一対の電極を設けることによって、液晶層中の広い領域に、均一な横方向電界を形成することができる。広い領域に横方向電界を形成することによって、ブルー相液晶を低電圧で駆動させることができる。
【０１３７】
また、本実施の形態の液晶シャッタは、電極及び共通電極において、開口部には可視光に対する透光性を有する導電膜を用い、非開口部には金属膜を用いる。このような構成とすることで、液晶シャッタ眼鏡の開口率や光透過率の低下を抑制することができる。さらに、電極及び共通電極の抵抗を下げることができる。
【０１３８】
また、第１の基板及び第２の基板のそれぞれに一対の電極を設けることによって、それぞれの電極の膜厚が小さくても液晶層中の広い領域に均一な横方向電界を形成することができるため、電極等が透過光の偏光状態に影響を及ぼすことを防ぐことができる。したがって、液晶シャッタが閉まっているときの光漏れを低減することができる。これによって、液晶シャッタ眼鏡を用いた場合の右眼用画像及び左眼用画像のクロストークを抑制することができる。
【０１３９】
本発明の一態様では、第１の電極及び第２の電極が接続している。さらに、第１の共通電極及び第２の共通電極が接続している。よって、１つの電圧印加手段を用いて、第１の電極及び第２の電極、並びに第１の共通電極及び第２の共通電極にそれぞれ共通の電位を与えることができる。したがって、液晶シャッタ眼鏡の作製工程数の減少や、作製コストの低減を実現することができる。
【０１４０】
本実施の形態は、他の実施の形態と自由に組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１４１】
１０ 液晶シャッタ眼鏡
１１ 右眼用液晶シャッタ
１２ 左眼用液晶シャッタ
１５ 液晶シャッタ
１０１ 電極
１０１ａ 第１の電極
１０１ｂ 第２の電極
１０２ 共通電極
１０２ａ 第１の共通電極
１０２ｂ 第２の共通電極
１２１ 第１の基板
１２２ 第２の基板
１２３ａ 液晶層
１２３ｂ 液晶層
１２４ａ 構造体
１２４ｂ 構造体
１２５ａ 構造体
１２６ａ 構造体
１２６ｂ 構造体
１３０ 光
２０１ 金属膜
２０１ｂ 第１の金属膜
２０２ 金属膜
２０２ｂ 第２の金属膜
２１１ 導電膜
２１１ａ 第１の電極
２１１ｂ 第２の電極
２１２ 導電膜
２１２ａ 第１の共通電極
２１２ｂ 第２の共通電極
２２１ 第１の基板
２２２ 第２の基板
２２３ｂ 液晶層
２２４ａ 構造体
２２５ａ 構造体
３０１ 電極
３０２ 共通電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブルー相を示す液晶材料を含む液晶層を挟持する第１の基板及び第２の基板と、
前記第１の基板と前記液晶層との間に設けられた櫛歯状の第１の電極及び櫛歯状の第１の共通電極と、
前記第２の基板と前記液晶層との間に設けられた櫛歯状の第２の電極及び櫛歯状の第２の共通電極と、を有し、
前記第１の電極は、前記第２の電極と重畳し、
前記第１の共通電極は、前記第２の共通電極と重畳し、
前記第１の電極は、前記第２の電極と接続する液晶シャッタ眼鏡。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の基板上に凸状の第１の構造体を有し、
前記第１の構造体上で、前記第１の電極と前記第２の電極とが接する液晶シャッタ眼鏡。
【請求項３】
請求項２において、
前記第２の基板上に凸状の第２の構造体を有し、
前記第２の構造体上で、前記第１の電極と前記第２の電極とが接する液晶シャッタ眼鏡。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記第１の共通電極は、前記第２の共通電極と接続する液晶シャッタ眼鏡。
【請求項５】
請求項４において、
前記第１の基板上に凸状の第３の構造体を有し、
前記第３の構造体上で、前記第１の共通電極と前記第２の共通電極とが接する液晶シャッタ眼鏡。
【請求項６】
請求項４又は請求項５において、
前記第２の基板上に凸状の第４の構造体を有し、
前記第４の構造体上で、前記第１の共通電極と前記第２の共通電極とが接する液晶シャッタ眼鏡。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記第１の電極、前記第２の電極、前記第１の共通電極、及び前記第２の共通電極は、それぞれ１．５μｍ未満の膜厚である液晶シャッタ眼鏡。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
前記第１の電極、前記第２の電極、前記第１の共通電極、及び前記第２の共通電極は、それぞれ金属膜を備える液晶シャッタ眼鏡。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
前記第１の電極、前記第２の電極、前記第１の共通電極、及び前記第２の共通電極は、それぞれ可視光に対する透光性を有する導電膜を備える液晶シャッタ眼鏡。
【請求項１】
ブルー相を示す液晶材料を含む液晶層を挟持する第１の基板及び第２の基板と、
前記第１の基板と前記液晶層との間に設けられた櫛歯状の第１の電極及び櫛歯状の第１の共通電極と、
前記第２の基板と前記液晶層との間に設けられた櫛歯状の第２の電極及び櫛歯状の第２の共通電極と、を有し、
前記第１の電極は、前記第２の電極と重畳し、
前記第１の共通電極は、前記第２の共通電極と重畳し、
前記第１の電極は、前記第２の電極と接続する液晶シャッタ眼鏡。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の基板上に凸状の第１の構造体を有し、
前記第１の構造体上で、前記第１の電極と前記第２の電極とが接する液晶シャッタ眼鏡。
【請求項３】
請求項２において、
前記第２の基板上に凸状の第２の構造体を有し、
前記第２の構造体上で、前記第１の電極と前記第２の電極とが接する液晶シャッタ眼鏡。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記第１の共通電極は、前記第２の共通電極と接続する液晶シャッタ眼鏡。
【請求項５】
請求項４において、
前記第１の基板上に凸状の第３の構造体を有し、
前記第３の構造体上で、前記第１の共通電極と前記第２の共通電極とが接する液晶シャッタ眼鏡。
【請求項６】
請求項４又は請求項５において、
前記第２の基板上に凸状の第４の構造体を有し、
前記第４の構造体上で、前記第１の共通電極と前記第２の共通電極とが接する液晶シャッタ眼鏡。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記第１の電極、前記第２の電極、前記第１の共通電極、及び前記第２の共通電極は、それぞれ１．５μｍ未満の膜厚である液晶シャッタ眼鏡。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
前記第１の電極、前記第２の電極、前記第１の共通電極、及び前記第２の共通電極は、それぞれ金属膜を備える液晶シャッタ眼鏡。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
前記第１の電極、前記第２の電極、前記第１の共通電極、及び前記第２の共通電極は、それぞれ可視光に対する透光性を有する導電膜を備える液晶シャッタ眼鏡。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１２８４０８（Ｐ２０１２−１２８４０８Ａ）
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４９４６０（Ｐ２０１１−２４９４６０）
【出願日】平成２３年１１月１５日（２０１１．１１．１５）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月５日（２０１２．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１５日（２０１１．１１．１５）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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