專利名稱：光學元件、光學元件陣列、顯示裝置及電子設備的制作方法
技術領域：
本公開涉及均利用了電潤濕現象的光學元件和光學元件陣列，包括該光學元件陣列的顯示裝置和包括顯示裝置的電子設備。
背景技術：
此前，已開發了通過電潤濕(電毛細)現象執行光學操作的液體光學元件。電潤濕是這樣一種現象當在電極和導電液體(極性液體)之間施加電壓時，電極表面和極性液體之間的界面能改變，因此極性液體的表面形狀改變。本專利申請的申請人先前提出了一種立體圖像顯示裝置，其包括由利用了電潤濕的多個液體光學元件所構成的雙凸型透鏡。這種立體圖像顯示裝置例如在日本專利特開 No. 2009-247480 中進行了描述。

發明內容
通常，由于電潤濕在液體光學元件中加以利用，因此電極的表面被憎水性絕緣膜覆蓋。要求憎水性絕緣膜確保期望的絕緣性能(充分抑制漏電流)和形成與極性液體的所期望的接觸角。此外，近來，期望把用較低施加電壓的驅動應用于此液體光學元件。為了實現此目的，考慮兩點增大絕緣膜的介電常數，和降低絕緣膜的厚度。考慮到以上要點已經做出了本公開，因此，期望提供即使在較低的電壓下也能夠滿意地工作并同時確保充分的絕緣性能的光學元件和光學陣列，以及包括光學元件陣列的顯示裝置和包括顯示裝置的電子設備。根據本公開一個實施例的光學元件包括設置成彼此面對的第一電極和第二電極；覆蓋第一電極的面對第二電極的表面的絕緣膜，該絕緣膜包括依次疊置的電介質層、離子阻擋層和憎水層；以及包封在絕緣膜和第二電極之間且具有彼此不同的折射率的極性液體和非極性液體。電介質層具有比離子阻擋層的介電常數更大的介電常數，離子阻擋層抑制在極性液體中包含的離子的滲透，以及憎水層處于絕緣膜的最上層且對非極性液體表現出親和性。根據本公開另一實施例的光學元件陣列包括設置成彼此面對的第一基板和第二基板；豎立在第一基板的面對第二基板的內表面上的分隔壁，該分隔壁把第一基板上方的區域分隔成多個單元區；分別設置在多個單元區的每個中并位于分隔壁的壁表面上以彼此面對的第一電極和第二電極；覆蓋第一電極和第二電極的絕緣膜，該絕緣膜包括依次疊置的電介質層、離子阻擋層和憎水層；提供在第二基板的面對第一基板的內表面上的第三電極；以及包封在第一基板和第三電極之間且具有彼此不同的折射率的極性液體和非極性液體。電介質層具有比離子阻擋層的介電常數更大的介電常數，離子阻擋層抑制在極性液體中包含的離子的滲透，以及憎水層對非極性液體表現出親和性。根據本公開又一實施例的顯示裝置包括顯示部分和光學元件陣列，該光學元件陣列包括設置成彼此面對的第一基板和第二基板；豎立在第一基板的面對第二基板的內表面上的分隔壁，該分隔壁把第一基板上方的區域分隔成多個單元區；分別設置在多個單元區的每個中并位于分隔壁的壁表面上以彼此面對的第一電極和第二電極；覆蓋第一電極和第二電極的絕緣膜，該絕緣膜包括依次疊置的電介質層、離子阻擋層和憎水層；提供在第二基板的面對第一基板的內表面上的第三電極；以及包封在第一基板和第三電極之間且具有彼此不同的折射率的極性液體和非極性液體，其中電介質層具有比離子阻擋層的介電常數更大的介電常數，離子阻擋層抑制在極性液體中包含的離子的滲透，以及憎水層對非極性液體表現出親和性。根據本公開再一實施例的電子設備包括具有顯示部分和光學元件陣列的顯示裝置，該光學元件陣列包括設置成彼此面對的第一基板和第二基板；豎立在第一基板的面對第二基板的內表面上的分隔壁，該分隔壁把第一基板上方的區域分隔成多個單元區；分別設置在多個單元區的每個中并位于分隔壁的壁表面上以彼此面對的第一電極和第二電極；覆蓋第一電極和第二電極的絕緣膜，該絕緣膜包括依次疊置的電介質層、離子阻擋層和憎水層；提供在第二基板的面對第一基板的內表面上的第三電極；以及包封在第一基板和 第三電極之間且具有彼此不同的折射率的極性液體和非極性液體，其中電介質層具有比離子阻擋層的介電常數更大的介電常數，離子阻擋層抑制在極性液體中包含的離子的滲透，以及憎水層對非極性液體表現出親和性。這里，顯示部分例如是具有多個像素并生成與視頻信號對應的二維顯示圖像的顯示器。在根據本公開的相應實施例的光學元件、光學元件陣列、顯示裝置和電子設備中，絕緣膜包括依次疊置的電介質層、離子阻擋層和憎水層。結果，增大了絕緣膜的介電擊穿電壓，以及通過施加較低的電壓穩定地改變非極性液體與絕緣膜的接觸角。也就是說，可以用較低的電壓控制極性液體與非極性液體之間界面的形狀，同時避免絕緣膜的介電擊穿。如上所述,根據本公開的實施例，在光學兀件和光學兀件陣列中，第一電極(或第一電極和第二電極)被其中依次疊置有電介質層、離子阻擋層和憎水層的絕緣膜覆蓋。因此，可實現較低電壓下的精確驅動，并同時確保充分的絕緣性能。由于此原因，在包括光學元件陣列的顯示裝置中，以及在包括顯示裝置的電子設備中，可以用降低的功耗實現與給定的視頻信號對應的精確圖像顯示。


圖IA和IB是根據本公開第一實施例的液體光學元件的剖視圖，圖IA示出了沒有施加電壓的狀態，以及圖IB示出了施加電壓的狀態；圖2是示出圖IA和IB中所示的絕緣膜的結構的放大剖視圖；圖3是示出根據本公開第二實施例的液體光學元件陣列的結構的剖視圖；圖4是示出圖3中所示液體光學元件陣列的整體結構的平面俯視圖；圖5A和5B是解釋圖3中所示液體光學元件陣列的操作的示意圖；圖6是示出作為本公開第三實施例的立體顯示裝置的整體構造的示意圖；圖7是示出圖6中所示波前變換偏轉部件的主要部分的結構的剖視圖；圖8是沿圖7的VIII-VIII線截取的剖視圖9是沿圖7的IX-IX線截取的剖視圖；圖10A、IOB和IOC是解釋圖8中所示液體光學元件的操作的概念圖；圖IlA和IlB是解釋圖8中所示液體光學元件的操作的不同的概念圖；圖12、13和14是解釋圖6中所示的波前變換偏轉部件的制造方法中的工藝的各個剖面示意圖；圖15是示出電視設備的構造的透視圖，該電視設備作為采用了根據第三實施例的顯示裝置的、根據本公開第四實施例的電子設備的應用實例；圖16是解釋用作實驗例的樣品的結構的剖面示意圖；圖17是表示在實驗例I至3中施加電壓和漏電流之間關系的曲線圖；·
圖18是表示在實驗例4至7中施加電壓和接觸角之間關系的曲線圖；以及圖19是解釋圖6中所示波前變換偏轉部件的另一使用例的剖視圖。
具體實施例方式下文中，將參考附圖詳細說明本公開的實施例。注意，下面的說明將按以下順序進行。I、第一實施例(圖IA和1B,以及圖2):液體光學兀件2、第二實施例(圖3至圖5A和5B):液體光學元件陣列3、第三實施例(圖6至14):立體顯示裝置4、第四實施例電子設備5、應用例(圖15):顯示裝置的應用例6、實驗例I、第一實施例液體光學元件<液體光學元件的結構>圖IA和IB是示出作為本公開第一實施例的液體光學元件I的整體結構的剖視圖。液體光學元件I是通過所謂的電潤濕現象對于透過其的光線執行光學控制的電潤濕元件。具體地，液體光學元件I連接至控制部分20，且它控制靜電浸潤度，以使包含在液體光學元件I中的非極性液體15和極性液體16之間界面的形狀變形或改變，由此執行對透射光線的光學操作。圖IA示出了沒有在彼此面對的下電極12和上電極17之間施加電壓時(V=O)的狀態，圖IB示出了在彼此面對的下電極12和上電極17之間施加具有預定量值的電壓V (V>0)時的狀態。下面將詳細說明液體光學元件I的操作。液體光學元件I依次包括下基板11、覆蓋下基板11的下電極12、覆蓋下電極12的絕緣膜13、沿著絕緣膜13的外緣豎立的側壁19、上電極17和上基板18。非極性液體15和極性液體16都被包封在由絕緣膜13、側壁19和上電極17圍繞的空間內。另一方面，控制部分20包括開關部分21和電源22。下電極12和上電極17都連接至電源22，使得電壓可施加在電極之間。順便提及，上電極17可接地。下基板11和上基板18由側壁19支撐，且設置成彼此面對。此外，下基板11和上基板18的每一個例如由透過可見光的透明絕緣材料制成，例如玻璃或透明塑料。注意，第一實施例中的絕緣膜13可在100°C或更低的溫度下被淀積。因此，下基板11可以是包含選自聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚醚砜(PES)和聚烯烴(PO)的至少一種材料的透明樹脂基板。下電極12和上電極17的每一個例如由透明導電材料制成，透明導電材料例如是銦錫氧化物(ITO)或氧化鋅(ZnO)。圖2是示出絕緣膜13的一部分的放大剖面結構的剖視圖。如圖2所示，絕緣膜13包括自下電極12—側依次疊置的電介質層131、離子阻擋層132和憎水層133。電介質層131具有比離子阻擋層132的介電常數更大的介電常數，且例如由包含選自Al2O3, Ta2O5, ZrO2, ZnO2, TiO2, MgO和HfO2的至少一種材料的材料制成。通過例如采用原子層淀積法(ALD)、濺射法或化學氣相淀積法(CVD)來精細地形成電介質層131。離子阻擋層132用于抑制包含在極性液體16中的離子的滲透，且由包含具有作為重復單元的對二甲苯骨架的聚合物的材料制成。更具體地，離子阻擋層132例如由用化學 式(I)表達的聚對二甲苯N、用化學式(2)表達的聚對二甲苯C、用化學式(3)表達的聚對二甲苯D或用化學式(4)表達的聚對二甲苯HT制成
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L.-I n憎水層133由表現出針對極性液體16的憎水性能(疏水性能)(更嚴格地說，在無電場的情況下表現出針對非極性液體15的親和性，而非針對極性液體16的親和性)的材料制成，且具有優異的電絕緣性能。具體地，用于憎水層133的材料包括作為氟系聚合物的聚偏二氟乙烯(PVdF)或聚四氟乙烯(PTFE)。
非極性液體15是幾乎不具有極性且表現出電絕緣性能的液體材料。例如，諸如癸烷、十二烷、十六烷或十一烷的烴系材料、硅油等優選用于非極性液體15。當電壓施加到非極性液體15時，電壓施加的直接影響幾乎不發揮出它對于絕緣膜13的潤濕性。非極性液體15優選具有當沒有在下電極12和上電極17之間施加電壓時足以覆蓋絕緣膜13的表面的期望面積的量。另一方面，極性液體16是具有極性的液體材料。可用作極性液體16的液體的例子是水或者溶解有諸如氯化鉀、氯化納或氯化鋰的電解質的溶液。當電壓施加到極性液體16時，它對于絕緣膜13的浸潤度(非極性液體15和絕緣膜13之間的接觸角)較大地改變。非極性液體15和極性液體16 (它們都包封在絕緣膜13和上電極17之間)無混合地彼此分開，且形成兩層。第一實施例中，非極性液體15和極性液體16都是透明的。側壁與下基板11和上基板18 —起密封了非極性液體15和極性液體16兩者。側壁19可由與下基板11和上基板18的材料相同種類的材料制成。 控制部分20執行液體光學元件I的驅動控制。開關21的一端子利用金屬布線連接至上電極17，以及它的其它端子利用金屬布線經由電源22連接至下電極12。開關21可在兩種狀態之間選擇開關21的兩個相對端子彼此電連接的ON狀態，和開關21的兩個相對端子彼此電斷開的OFF狀態。電源22可在預定范圍內改變電壓的量值，且還可任意地設定電壓的量值。因此，控制部分20用于根據對開關21的操控(在ON狀態和OFF狀態之間進行選擇的操控)和對電源22的電壓控制來把預定電壓施加在下電極12和上電極17之間。<液體光學元件的操作>接下來，將描述按照以上方式構造的液體光學元件I的操作。首先，將參考圖IA和IB描述電潤濕的原理。電潤濕是這樣一種現象當把合適的電壓施加在導電液體和電極之間時，液體和電極的表面之間的固液界面能改變，使得液體的表面形狀改變。圖IA和IB是解釋電潤濕現象的示意圖。如圖IA所示，在沒有把電壓施加在下電極12和上電極17之間的狀態下，非極性液體15和絕緣膜13的表面之間的相互作用能量低，因此接觸角K大。這里，接觸角Qtl是絕緣膜13的表面和非極性液體15的正切線之間的角度，且它的量值取決于諸如非極性液體15的表面張力和絕緣膜13的表面能的物理性能。另一方面，如圖IB所示，當把電壓施加在下電極12和上電極17之間時，極性液體16中的電解質離子聚集在絕緣膜13的表面附近，以造成荷電量的改變，從而引起非極性液體15的表面張力的改變。此現象是電潤濕現象，于是非極性液體15的接觸角0 V根據施加電壓的量值而改變。也就是說，在圖IB中，接觸角9V由式(I)表示，g卩，李普曼-楊(Lippman-Young)等式,其是施加電壓V的函數cos ( 0 v) =cos ( 0 q) + ( e 0X e X V2) / (2 X Y X t) . . . (I)其中^是真空介電常數，￡是絕緣膜13的相對介電常數，Y是非極性液體15和極性液體16之間的表面張力，以及t是絕緣膜13的厚度。如上所述，非極性液體15和極性液體16之間界面的形狀(曲率)根據施加在下電極12和上電極17之間的電壓V的量值而改變。因此，當非極性液體15用作透鏡元件時，可以實現能夠用來電控制焦點位置(焦距)的光學元件。<液體光學元件的效果>在第一實施例的液體光學兀件I中，按照下電極12和上電極17設置為彼此面對以及在其間包含有非極性液體15和極性液體16這樣的方式，下電極被具有三層結構的絕緣膜13覆蓋。由于絕緣膜13包括作為最靠近下電極12的層的電介質層131，所以可確保高的絕緣電阻。此外，由于提供了離子阻擋層132以便覆蓋電介質層131，因此避免了作為電解溶液的極性液體16滲透到電介質層131中。由于此原因，可以增大絕緣膜13的介電擊穿電壓，同時降低絕緣膜13的整體厚度。另外，由于憎水層133設置在最上層，所以可以穩定非極性液體15的初始接觸角e ^和可以根據施加電壓V可再現地控制界面形狀。結果，由于絕緣膜13的減薄，可通過例如30V或更低的被壓制驅動電壓來驅動液體光學元件1，同時確保足夠的絕緣性能，而且可以精確地再現界面形狀的穩定改變。注意，絕緣膜13在結構上不限于由電介質層131、離子阻擋層132和憎水層133組成的三層結構。它還可以采用其中任何其它的合適層被添加到三層結構的結構。然而，優選地，憎水層133設置在與非極性液體15和極性液體16接觸的最上層中。2、第二實施例液體光學元件陣列 <液體光學元件陣列的構造>圖3是示出根據本公開第二實施例的液體光學元件陣列2的整體結構的剖視圖。圖4是示出根據本公開的第二實施例的液體光學元件陣列2的整體結構的平面俯視圖。注意，圖3是沿圖4的III-III線截取的剖視圖。此外，圖4中，為了方便，省略了諸如絕緣膜13、非極性液體15、極性液體16、上電極17、上基板18以及側壁19的構成元件的圖示。液體光學元件陣列2由多個第一實施例中描述的液體光學元件I (設置成陣列)構成。注意，盡管圖4中示出了九個液體光學元件1，但是液體光學元件I的數量絕不限于九個。如圖4所示，九個液體光學元件I的每一個例如具有平面俯視的正方形形狀。液體光學元件I的每一個是連接到控制部分20的電潤濕元件，并通過控制它的靜電浸潤度來造成其中所含的極性液體16的變形和位移，從而根據此現象控制從其透過的光線量。第二實施例中，與第一實施例中描述的構成元件基本相同的構成元件分別通過相同的附圖標記或符號指代，且為了簡便在這里適當省略了其描述。對于每個液體光學元件1，在下基板11中提供諸如薄膜晶體管的驅動元件41。此夕卜，在下基板11中提供由連接到控制部分20以便個別驅動這些驅動元件41的柵極線、數據線等組成的信號線對(未示出)。注意，驅動元件41和信號線對可以提供在不同于下基板11的基板上。下電極12連接到驅動元件41的一個端子，以及上電極17被保持在給定的電勢。也就是說，通過控制部分20把合適電壓施加在每個液體光學元件I的下電極12和上電極17之間，從而對于每個液體光學元件I可以控制來自外面的入射光線的透射量。下電極12被分成多個部分來設置，以便分別對應于液體光學元件I。下電極12的多個部分通過光遮擋部件42而彼此絕緣。優選地，下電極12在相應液體光學元件I的整個表面之上延伸，以及它的一部分(下電極12的外緣)被光遮擋部件42覆蓋。光遮擋部件42設置在多個液體光學元件I之間的每個邊界部分，且由其中含有吸收預定波長的光線(例如，可見光)的色素或染料(例如碳黑)的絕緣材料制成。因此，光遮擋部件42用作所謂的具有光遮擋性能的黑矩陣。多個液體光學元件I通過分隔壁14彼此分隔開。也就是說，分隔壁14是用于把液體光學元件I劃分成光線透射的各個單元區的分隔部件，且它們設置成豎立在絕緣膜13上，位于與光遮擋部件42分別對應的位置。通過分隔壁14的存在，防止了非極性液體15移動(流出)到任何相鄰的其它液體光學元件I。分隔壁14優選由對于極性液體16表現出親水性且不會溶解在非極性液體15和極性液體16的任一之中的材料制成；該材料例如是環氧系樹脂、丙烯酸樹脂等。或者，還優選的是，利用上述材料制成的薄膜來覆蓋分隔壁14的表面。通過采用這種結構，可以穩定非極性液體15的形狀，且還可以更可靠地避免非極性液體15的流出。非極性液體15優選具有充分大的電容值，使得當沒有施加電壓到下電極12和上電極17之間時液體光學元件I的每一個中的絕緣膜13的整個表面被非極性液體15覆蓋。注意，在第二實施例中，極性液體16是透明的，而非極性液體15利用吸收預定波長的光線(例如可見光)的色素或者染料上色，成為不透明的。控制部分20根據開關21的操控和電源22的電壓控制來把預定電壓施加在下電極12和上電極17之間。此過程時，可以通過柵極驅動器(未示出)選擇和驅動特定液體光學元件I的驅動元件41。·
<液體光學元件陣列的操作>接下來，將參照圖5A和5B描述按上述方式構造的液體光學元件陣列2的操作。圖5A和5B是液體光學元件陣列2中任意液體光學元件I的放大剖視圖。首先，例如如圖5A所示，當斷開控制部分20中的開關21而沒有把電壓施加在下電極12和上電極17之間時，非極性液體15擴展，以便覆蓋整個單元區Z。因此，來自外界的入射光線Lin (例如，自下基板11 一側輻射的)被著色的非極性液體15遮擋。這里，由于提供了光遮擋部件42，因此可抑制透過分隔壁14的內部的光線或者來自相鄰液體光學元件I的光線的泄露。另外，也可以在非極性液體15的厚度較薄處的液體光學元件I的周邊部分可靠地遮擋入射光線Lin。因此，提供了入射光線Lin根本不漏到相對側(上基板18偵D的狀態。另一方面，例如如圖5B所示，當導通控制部分20中的開關21以把電壓施加在下電極12和上電極17之間時，極性液體16與絕緣膜13接觸，以及非極性液體15聚集在液體光學元件I的任意區域a。由于此原因，例如，在自下基板11 一側、從外部輻照的入射光線Lin中，入射在區域a上的光線部分Llin被非極性液體15遮擋，而入射在區域@上的剩余光線L2in透射到相對側(上基板18側)，作為透射光Lout出射。此情況下同樣地，通過光遮擋部件42的存在，可以可靠地抑制從分隔壁14和相鄰的其它液體光學元件I兩者的光線泄露。因此，穩定了透射率。注意，由于施加電壓引起的絕緣膜13對于極性液體16的浸潤度的改變，發生了非極性液體15的這種行為。具體地，由于當把電壓施加在下電極12和上電極17之間時電荷累積在憎水性絕緣膜13的表面上，因此具有極性的極性液體16通過由此累積的電荷的庫侖力被拉向憎水性絕緣膜13。可以認為，由于此原因，非極性液體15移動(變形)，從而被極性液體16從憎水性絕緣膜13的表面排斥，結果聚集在任意區域a上。注意，盡管圖5B示出了獲得最大透射率(最大孔徑比)的狀態，但是也可以通過調整施加電壓來控制非極性液體15的尺寸，從而也獲得任意的透射光強度(透射率)。<液體光學元件陣列的效果>如上所述，在第二實施例的液體光學元件陣列2中，液體光學元件I的每一個的下電極12的表面覆蓋有絕緣膜13，在該絕緣膜13中，類似于第一實施例的情形，電介質層131、離子阻擋層132和憎水層133按此順序疊置。結果，可以獲得與第一實施例的效果相同的效果。另外，在第二實施例中，由于非極性液體15被著色，因此，通過利用施加電壓存在與否而造成的非極性液體15和極性液體16之間界面形狀的改變，光線可以選擇性地透過液體光學元件I。這種情況下，由于光遮擋部件42設置在與液體光學元件I的分隔壁14和周邊部分的每一個對應的區域中，因此可以可靠地抑制沒有施加電壓時從周邊部分或分隔壁14與液體光學元件I的絕緣膜13之間邊界的光線泄露。因此，可以增大施加電壓存在與否所造成的透射率差異，由此可獲得較高的對比度。而且，下電極12在相應液體光學元件I的整個表面之上延伸。因此，在電壓施加階段，由于非極性液體15快速變形而沒有分離成多個部分，因此可獲得優異的響應能力，以及可抑制透射率滯后的發展。3、第三實施例顯示裝置<顯示裝置的構造> 接下來，將參考圖6描述采用液體光學元件陣列2的、根據本公開第三實施例的顯示裝置。圖6是示出根據本公開第三實施例的顯示裝置的水平表面內的結構的示意圖。注意，在第三實施例中，與第一實施例中描述的構成兀件實質上相同的構成兀件分別用相同的附圖標記或符號指代，并且為了簡潔在這里適當省略了其說明。如圖6所示，顯示裝置自光源(未示出)一側依次包括顯示部件50和作為液體光學元件陣列2的波前變換偏轉部件60。這種情況下，來自光源的光線的傳播方向設定為Z軸方向，水平方向設定為X軸方向，垂直方向設定為Y軸方向。顯示部件50是彩色液晶顯示器件，其用于產生對應于視頻信號的二維顯示圖像并通過例如從背光BL輻射光線來發射顯示圖像光線。顯示部件50具有一種構造，其中玻璃基板51、均包含像素電極和液晶層的多個顯示像素52 (52L和52R)以及玻璃基板53按此順序從光源一側疊置。玻璃基板51和玻璃基板53都是透明的，且玻璃基板51和玻璃基板53的一個提供有濾色器，該濾色器例如具有分別對應于紅(R)、綠(G)和藍(B)的著色層。因此，顯示像素52分類為顯示紅色的顯示像素R-52、顯示綠色的顯示像素G-52和顯示藍色的顯示像素B-52。在顯示部件50中，顯示板R-52、顯示像素G-52和顯示像素B-52按此順序在X軸方向上重復設置，而相同顏色的顯示像素52在Y軸方向上排列。顯示像素52進一步分類為發射用于形成左眼圖像的顯示圖像光線的部分和發射用于形成右眼圖像的顯示圖像光線的部分，以及這些部分在X軸方向上交替設置。圖6中，發射用于左眼的顯示圖像光線的顯示像素52表示為顯示像素52L，以及發射用于右眼的顯示圖像光線的顯示像素52表示為顯示像素52R。在波前變換偏轉部件60中，例如，多個液體光學元件IA在X軸方向上設置成陣列，使得每個液體光學元件IA對應于在X軸方向上彼此相鄰的顯示像素52L和52R的組。波前變換偏轉部件60針對從顯示部件50發射的顯示圖像光線執行波前變換處理和偏轉處理。具體地，在波前變換偏轉部件60中，分別對應于顯示像素52的液體光學元件IA的每一個用作柱狀透鏡。也就是說，波前變換偏轉部件60整體用作雙凸透鏡。因此，來自顯示像素52L和52R的顯示圖像光線的波表面共同變換成具有預定曲率的波表面，在垂直方向(Y軸方向)上排列的一組顯示像素52作為一個單元。在波前變換偏轉部件60中，合適時，顯示圖像光線也可以在水平表面內(XZ平面內)共同偏轉。
將參考圖7至9描述波前變換偏轉部件60的具體結構。圖7是與垂直于顯示圖像光線的傳播方向的XY平面平行的波前變換偏轉部件60的放大剖視圖，示出了其主要部分。圖8是沿圖7的VIII-VIII線截取的剖視圖。圖9是沿圖7的IX-IX線截取的剖視圖。此外，圖7對應于沿圖8中示出的VII-VII線截取的且沿該線的箭頭方向觀看的剖面。如圖7至9所示，波前變換偏轉部件60包括設置成彼此面對的下基板11和上基板18以及側壁19 (參考圖7和9)和分隔壁14。側壁19和分隔壁14從下基板11的內表面IlS豎立，且它們經由粘結層AL支撐上基板18。在波前變換偏轉部件60中，包括由在Y軸方向上延伸的多個分隔壁14限定的單元區Z的多個液體光學元件IA在X軸方向上排列，于是整體組成了液體光學元件陣列2。液體光學元件IA包含具有不同折射率的兩類液體(非極性液體15和極性液體16)，并且為入射光束提供諸如偏轉、折射等的光學操作。把下基板11之上的空間區域劃分成多個液體光學元件IA的多個分隔壁14從下 基板11的內表面IlS豎立。多個分隔壁14如上所述地均在Y軸方向上延伸，并與側壁19一起形成具有矩形平面形狀且對應于Y軸方向上排列的一組顯示像素52的多個液體光學元件1A。也就是說，通過在一側以及也在其它側連接多個分隔壁14的端部，側壁19被構造成與分隔壁14 一起圍繞多個單兀區Z。非極性液體15被保持在由分隔壁14分隔的每個空間(單元區Z)中。也就是說，通過分隔壁14的存在，防止了非極性液體15移動(流出)到任何相鄰的其它單元區Z。注意，下基板11和分隔壁14可由同類的透明塑料材料制成，因此可通過鑄造形成。每個分隔壁14的側面分別設置有第一電極31A和第二電極31B，使得兩個電極彼此面對。除了諸如銦錫氧化物(ITO)或氧化鋅(ZnO)以外的透明導電材料，可以采用任何其它的合適導電材料(例如諸如銅(Cu)、碳(C)的金屬材料或者導電聚合物)作為第一和第二電極31A和31B的材料。第一和第二電極31A和31B的每一個無間斷地從分隔壁14的一端連續延伸到分隔壁14的其它端。第一和第二電極31A和31B通過埋在下基板11中的信號線(未示出)和控制部分連接到外部電源(未示出)。控制部分可為第一電極31A和第二電極31B設定預定量值的電勢。襯墊(未不出)被形成在第一和第二電極31A和31B的每一個的兩端且連接到外部電源(未示出)。第一和第二電極31A和31B被絕緣膜13緊密地覆蓋。絕緣膜13還可形成為不僅覆蓋第一和第二電極31A和31B，而且完全覆蓋分隔壁14和下基板11。順便提及，分隔壁14的上端或者覆蓋分隔壁14的上端的絕緣膜13優選地與隨后將描述的上基板18和第三電極31C分開。圖9中，為了方便省略了絕緣膜13的圖示。第三電極3IC設置在上基板18的面對下基板11的內表面18S上。第三電極3IC例如由諸如ITO或ZnO的透明導電材料制成，且它用作接地電極。注意，在圖7中，為了方便省略了上基板18和第三電極31C的圖示。非極性液體15和極性液體16都被包封在由下基板11、上基板18、側壁19和分隔壁14完全密封的空間區域內。非極性液體15和極性液體16以兩者無溶解地在密閉空間中彼此分開的狀態存在且在其間形成界面IF。由于非極性液體15和極性液體16都是透明的，因此透過界面IF的光線將根據它的入射角和非極性液體15和極性液體16的折射率被折射。優選地，非極性液體15具有充分大的容量,使得沒有把電壓施加在第一電極31A和第二電極31B之間時非極性液體15覆蓋整個下基板11 (整個絕緣膜13)。另一方面，當把電壓施加在第一電極3IA和第二電極31B之間時，相比于非極性液體15的浸潤度，極性液體16對于內表面13A和13B的浸潤度(極性液體16與內表面13A和13B的接觸角)大幅改變。極性液體16接觸用作接地電極的第三電極31C。優選地，在X軸方向上排列的分隔壁14的間隔(更嚴格地說，在覆蓋X軸方向上相鄰的兩個分隔壁14的絕緣膜13的各片之間的間隔Wl (參考圖7))是等于或短于由表達式
(2)表示的毛細長度K-I的長度r1={ A y/( A P Xg)}0-5 (2)其中IT1是毛細長度(mm)，A y是極性液體和非極性液體之間的界面張力(mN/m)，Ap是極性液體和非極性液體之間的密度差值(g/cm3)，以及g是重力加速度(m/s2)。當間隔如此設定時，非極性液體15和極性液體16可以穩定保持在它們的初始位置(圖8中示·出的位置)。它的原因是因為非極性液體15和極性液體16都接觸覆蓋分隔壁14的絕緣膜13，在接觸界面處的界面張力作用在非極性液體15和極性液體16上。這里陳述的毛細長度K-I是指重力對于在非極性液體15和極性液體16之間產生的界面張力的影響可以被完全忽視的最大長度。因此，當間隔Wl滿足表達式(2)時，非極性液體15和極性液體16都被非常穩定地保持在它們的初始位置(圖8中示出的位置)，而不受波前變換偏轉部件60的姿態的影響。在每個液體光學元件IA中，在沒有把電壓施加在第一和第二電極31A和31B之間的狀態下(當第一和第二電極31A和31B的電勢都為零時)，如圖8所示，界面IF表現出從極性液體16側朝非極性液體15的凸狀彎曲表面。此時界面IF的曲率在Y軸方向上不變，因此每個液體光學元件IA用作柱狀透鏡。此外，界面IF的曲率在此狀態下(沒有把電壓施加在第一和第二電極31A和31B之間的狀態)變成最大。非極性液體15的與內表面13A形成的接觸角9 I以及非極性液體15的與內表面13B形成的接觸角0 2均可通過例如選擇絕緣膜13的材料種類加以調整。這里，當非極性液體15具有比極性液體16的折射率更大的折射率時，液體光學元件IA發揮負折射能力。另一方面，當非極性液體15具有比極性液體16的折射率更小的折射率時，液體光學元件IA發揮正折射能力。例如，當非極性液體15是烴系材料或硅油以及極性液體16是水或電解質溶液時，液體光學元件IA發揮負折射能力。當把電壓施加在第一和第二電極31A和31B之間時，界面IF的曲率變小。例如，當施加電壓達到某個電壓或更大時，界面IF變為如圖IOA至IOC所示的平坦表面。圖IOA示出了第一電極31A的電勢(稱為VI)和第二電極31B的電勢(稱為V2)彼此相等的情形(V1=V2)。這種情況下，例如，接觸角0 1和9 2的每一個變為垂直角(90° )。這種情況下，入射在液體光學元件IA上的光線將透過界面IF且從液體光學元件IA直接射出，而不在界面IF處經歷諸如會聚、發散和偏轉的光學操作。當電勢Vl和電勢V2彼此不同時(VI幸V2)，例如，如圖IOB或IOC所示，界面IF變成相對于X軸和Z軸傾斜(01古02)的平坦表面(平行于Y軸的表面)。具體地，當電勢Vl大于電勢V2時(V1>V2)，如圖IOB所示，接觸角0 1變得大于接觸角0 2(0 1〉0 2)。與此相反，當電勢V2大于電勢Vl時(V1〈V2)，如圖IOC所示，接觸角0 2變得大于接觸角0 1(9 1〈9 2)。這些情形下(VI #V2)，例如，平行于第一和第二電極31A和31B傳播的、入射在液體光學元件IA上的光線將在界面IF處在XZ平面表面內被折射和偏轉。因此，通過調整電勢Vl和電勢V2的量值，入射光線可以在XZ平面表面內沿預定方向偏轉。順便提及，以上現象(通過電壓施加產生的接觸角0 I和0 2的變化)被認為如下發生。也就是說，電壓的施加使得電荷累積在內表面13A和13B上，以及具有極性的極性液體16通過如此累積的電荷的庫侖力被拉向憎水性絕緣膜13。于是，極性液體16與內表面13A和13B接觸的面積增大，而非極性液體15移動(變形)，使得它的與內表面13A和13B接觸的部分通過極性液體16被排斥。結果，界面IF變得形狀上接近于平坦表面。此外，通過調整電勢Vl和電勢V2的量值來改變界面IF的曲率。例如，如果電勢Vl和電勢V2 (V1=V2)的每一個具有比界面IF變為水平表面時的電勢Vmax的值更小的值，如圖IlA所示，將得到其曲率比電勢Vl和電勢V2為零時界面IFtl (由虛線表示)的曲率小的界面IF1 (由實線表示)。因此，通過改變電勢Vl和電勢V2的量值，可以調整由液體光學元件IA在透過界面IF的光線上發揮的折射能力。也就是說，液體光學元件IA用作可變焦距透鏡。此外，當電勢Vl和電勢V2變得在量值上彼此不同時(VI古V2)，提供了如下狀態 界面IF變成具有適當曲率的傾斜狀態。例如，當電勢Vl大于電勢V2(V1>V2)時，形成由圖IlB中實線指示的界面IFa。另一方面，當電勢V2大于電勢V1(V2>V1)時，形成由圖IlB中虛線指示的界面IFb。因此，通過調整電勢Vl和電勢V2的量值，液體光學元件IA可以發揮對于入射光線的適當折射能力，且沿預定方向偏轉光線。順便提及，圖IlA和IlB示出了當在非極性液體15具有比極性液體16的折射率更大的折射率的情形下形成界面IF1和IFa以及液體光學元件IA發揮負折射能力時入射光線的改變。接下來，將參考圖12至14中示出的剖面示意圖來描述波前變換偏轉部件60的制
造方法。首先，在制備下基板11后，如圖12所示，在下基板11的一個表面(內表面11S)上的預定位置形成分隔壁14。具體地，在通過例如旋涂法已經涂覆合適的樹脂到內表面IlS上以便盡可能具有均勻的厚度之后，利用光刻方法執行選擇性曝光，從而對樹脂進行構圖。或者，通過使用具有某種形狀的金屬模具的一體成型，平面基板11和分隔壁14可以由同類材料一體形成。除此之外，平面基板11和分隔壁14還可通過注塑成型、熱壓成型、使用膜材料的轉印成型、光復制工藝(2P)法等形成。接下來，如圖13所示，在分隔壁14的側面上分別形成由適當導電材料制成的第一電極31A和第二電極31B。這種情況下，例如，可利用諸如光刻法、掩模轉印、噴墨繪制等的技術。此外，絕緣膜13形成為覆蓋至少第一電極31A和第二電極31B。在絕緣膜13的形成中，優選利用ALD法、濺射法或CVD法形成電介質層131。優選利用真空蒸發法等形成離子阻擋層132，以及優選利用蒸發法、浸潰法、旋涂法等的各類方法的任一來形成憎水層133。注意，絕緣膜13還可形成為覆蓋內表面IlS和每個分隔壁14的上表面。隨后，如圖14所示，把非極性液體15注入或者滴落在通過分隔壁14的分隔得到的每個空間中。此后，制備設置有第三電極31C的上基板18，以及把下基板11和上基板18設置成彼此面對且在其間保持預定空間。這種情況下，沿著其中下基板11和上基板18彼此重疊的上基板18的區域的外緣提供粘結層AL。此外，上基板18和側壁19 (此情況下未示出)以及下基板11的分隔壁14通過粘結層AL彼此固定。在粘結層AL的一部分形成注入孔(未示出)。最終，在極性液體16已經經由注入孔填充在由下基板11、側壁19、分隔壁14和上基板18圍繞的空間中后，密封注入孔。通過采用上述過程，可以簡單地制造包括具有優異響應能力的多個液體光學元件IA的波前變換偏轉部件60。〈顯示裝置的操作〉在顯示裝置中，如圖6所示，當把視頻信號輸入顯示部件50時，左眼的顯示圖像光線I-L從顯示像素52L射出，以及右眼的顯示圖像光線I-R從顯示像素52R射出。顯示圖像光線I-L和I-R的每一個進入液體光學元件1A。在液體光學元件IA中，把這樣一種合適值的電壓施加在第一和第二電極31A和31B之間，使得液體光學元件IA的焦距例如變得等于通過把第一電極31A和第二電極31B與界面IF之間的部分的折射率變成空氣的折射率而得到的距離。注意，取決于觀看者的位置，液體光學元件IA的焦距可以增大或減小。基于通過在液體光學元件IA中的非極性液體15和極性液體16之間的界面IF形成的柱狀透鏡的操作，選擇從顯示像素52L和顯示像素52R分別射出的顯示圖像光線I-L和I-R的出射角。于是，如圖6所示，顯示圖像光線I-L進入觀看者的左眼10L，以及顯示圖像光線I-R進入觀看者的右眼10R。結果，觀看者可觀看立體圖像。·此外，如果在液體光學元件IA中界面IF形成為具有平坦表面(參考圖10A)，由此則不執行對于顯示圖像光線I-L和I-R的波前變換，可以實現具有高分辨率的二維圖像的顯不。〈顯示裝置的效果〉如上所述，在第三實施例的波前變換偏轉部件60中，在分隔壁14之上提供的第一電極31A和第二電極31B均被絕緣膜13覆蓋，在絕緣膜13中，類似于第一實施例的情形，電介質層131、離子阻擋層132和憎水層133按此順序疊置。結果，可以獲得與上述第一實施例的效果相同的效果。也就是說，在每個液體光學元件IA中，由于絕緣膜13的減薄，可以降低驅動電壓并同時確保絕緣膜13的充分絕緣性能，以及可以精確地再現界面形狀的穩定改變。由于這個原因，根據包括液體光學元件IA的顯示裝置，可實現對應于預定視頻信號的精確圖像顯示。4、第四實施例電子設備根據本公開第四實施例的電子設備包括具有顯示部件50和液體光學元件陣列2(波前變換偏轉部件60)的顯示裝置。如上所述，液體光學元件陣列2包括設置成彼此面對的下基板11和上基板18、分隔壁14、下電極12和上電極17、絕緣膜13、第三電極31C以及極性液體16和非極性液體15。分隔壁14豎立在下基板11的面對上基板18的內表面上，并且它把下基板11之上的區域分隔成多個單元區Z。下電極12和上電極17設置在多個單元區Z的每個中并位于分隔壁14的壁表面上以便彼此面對。絕緣膜13包括依次疊置的電介質層131、離子阻擋層132和憎水層133，以便覆蓋下電極12和上電極17。第三電極31C提供在上基板18的面對下基板11的內表面上。極性液體16和非極性液體15被包封在下基板11和第三電極31C之間且具有彼此不同的折射率。電介質層131具有比離子阻擋層132的介電常數更大的介電常數，離子阻擋層132抑制在極性液體16中包含的離子的滲透，以及憎水層133對非極性液體16表現出親和性。5、應用例顯示裝置的應用例接下來，將描述上述第三實施例的顯示裝置的應用例。根據本公開第三實施例的顯示裝置可應用于電子設備的各種使用例，并且電子設備的種類絕不特別地限制。第三實施例的顯示裝置例如可安裝到以下的電子設備。然而，以下期望的電子設備的組成僅僅是示例，因此可適當地進行變化。圖15示出了電視設備的外觀的構造。電視設備例如包括作為顯示裝置的視頻顯示屏部分200。視頻顯示屏部分200包括前面板210和濾色器玻璃220。除了圖15中示出的電視設備以外，第三實施例的顯示裝置例如可用作桌面型個人電腦(PC)、筆記本尺寸PC、移動電話、數字相機、視頻相機或汽車導航系統的視頻顯示部分。6、實驗例下文中，將描述本公開的第一實施例的具體實驗例。6-1.實驗例 I 在實驗例I中，執行絕緣膜的耐壓的評估。具體地，制備圖16中示意性示出的樣品，并且測量當把電壓(V)施加在作為極性液體16的氯化鋰液體溶液(對于d線的折射率是I. 375)和下電極12之間時漏電流(A)的變化。圖17示出了測量結果(曲線Cl)。這里，下基板11由玻璃基板組成，以及下電極12由ITO制成。另外，絕緣膜13具有電介質層131、離子阻擋層132和憎水層133的三層結構。具體地，由Al2O3制成的電介質層131利用ALD方法形成，以便具有50nm的厚度。注意，通過采用臭氧作為氧化劑，這種情況下玻璃基板(下基板11)的溫度被抑制到約80至100° C。此外，離子阻擋層132利用使用聚對二甲苯C (參看化學式(2))的原始二聚物粉末(Parylene Japan K. K.制造)的真空蒸發法形成，以便具有IOOnm的厚度。更具體地,首先，在原始二聚物粉末已經在加熱室中150° C下加熱至氣化后，如此氣化的二聚物被輸運到熱解室。此后，二聚物蒸氣在熱解室中被進一步加熱到680° C以熱解，從而生成響應度高的單體氣體。隨后，得到的單體氣體被引入汲取出真空的淀積室中，以使氣體在室溫下與淀積室內的樣本基板(通過在下基板11上形成下電極12和電介質層131而獲得)接觸，從而使單體氣體在電介質層131的表面上聚合。而且，對于憎水膜133來說，把NANOS (含氟化合物，由T & K公司制造)的膜形成為具有8nm的厚度。6-2.實驗例 2制備圖16中示出的樣品，除了沒有提供憎水膜133，其與實驗例I的樣品相同。測量結果與曲線Cl 一起顯示在圖17中(曲線C2)。6-3.實驗例 3制備圖I中示出的樣品，除了沒有提供離子阻擋層132和憎水膜133，其與實驗例I的樣品相同。測量結果與曲線Cl和C2 —起顯示在圖17中(曲線C3)。圖17中，橫軸表示施加電壓(V)，和縱軸表示漏電流(A)。如圖17所示，在實驗例I(曲線Cl)中，獲得最高的介電擊穿電壓(約68V)。在實驗例2 (曲線C2)中，通過提供離子阻擋層132，與絕緣膜13僅由電介質層131組成的情況(實驗例3 (曲線C3))相比，改善了耐壓性能。已證實，通過如本公開第一實施例那樣形成憎水層133，可以實現耐壓性能的進一步改善。注意，即使在電介質層131由諸如Ta205、ZrO2, ZnO2, Ti02、Mg0和HfO2的材料中的任意材料制成的情況下，也獲得與前述的效果相同的效果。此外，即使在離子阻擋層132由化學式(I)表示的聚對二甲苯N和化學式(3)表示的聚對二甲苯D中的任意制成的情況下，也獲得與前述的效果相同的效果。
6-4.實驗例 4在實驗例4中，對于施加電壓和接觸角之間的關系進行評估。具體地，制備圖IA和IB中示出的液體光學元件I的樣品，并且當施加在下電極12和上電極17之間的電壓發生改變時對在非極性液體15和極性液體16之間的界面與絕緣膜13的表面之間形成的角度進行測量。圖18示出了測量結果(由記號“ ”的標繪指示)。這里，甲苯基硅油(對于d線具有I. 556的折射率)被用作非極性液體15，以及氯化鋰溶液(對于d線具有I. 375的折射率)被用作極性液體16。此外，上電極17和上基板18由分別與下電極12和下基板11的材料相同的材料制成。除上述的點以外，實驗例4的樣品具有與實驗例I的樣品的結構相同的結構。6-5.實驗例 5制備圖I中示出的樣品，除了沒有提供憎水膜133，其與實驗例4的樣品相同。測量結果與記號“ ”的標繪一起顯示在圖18中(由記號“□”的標繪指示)。 6-6.實驗例 6制備圖I中示出的樣品，除了僅提供離子阻擋層132作為具有200nm的厚度的絕緣膜，其與實驗例4的樣品相同。測量結果與記號“籲”的標繪和記號“ □”的標繪一起顯示在圖18中(由記號“ A ”的標繪指示)。6-7.實驗例 7制備圖I中示出的樣品，除了僅提供離子阻擋層132作為具有3 的厚度的絕緣膜，其與實驗例4的樣品相同。測量結果與記號“籲”的標繪、記號“□”的標繪以及記號“ A ”的標繪一起顯示在圖18中(由記號“〇”的標繪指示)。圖18中,橫軸表示施加電壓(Vrms),以及縱軸表示接觸角(° )。如圖18所示,在實驗例4中，可在較低的施加電壓(Vrms )下獲得最大的接觸角(° )。具體地，在Vrms=28. 7V下獲得約110°的接觸角。關于初始接觸角，即，從沒有施加電壓(Vrms=O)的狀態到出現第一改變(直到Vrms=IO)的階段的接觸角，接觸角很穩定在約45°。另一方面，在實驗例5以及實驗例6中，盡管在較低的施加電壓下觀察到接觸角的變化，但是接觸角的最大值分別局限于約90°和約60°。在實驗例7中，盡管獲得了約110°的接觸角，但是發現，需要施加約120Vrms的高壓。順便提及，已證實，即使在電介質層131由諸如Ta205、ZrO2> ZnO2>TiO2, MgO和HfO2的材料的任意制成的情況下，也獲得與前述的效果相同的效果。此外，即使在離子阻擋層132由化學式(I)表示的聚對二甲苯N和化學式(3)表示的聚對二甲苯D中的任意制成的情況下，也獲得與前述的效果相同的效果。根據上述的實驗結果，已證實，使用根據本公開一個實施例的具有三層結構的絕緣膜，即使用低電壓也可精確地再現較寬范圍中界面形狀的改變，并同時確保耐壓性能。盡管到此已經通過給出一些實施例來描述了本公開，但是本公開絕不局限于上述的實施例，因此可做成各種的修改和變化。例如，在上述的第三實施例中，會聚或發散操作以及偏轉操作都由波前變換偏轉部件60中的液體光學元件IA行使。然而，還可采用其中單獨提供波前變換部件和偏轉部件的構造，使得由不同的器件對顯示圖像光線進行會聚或發散操作和偏轉操作。此外，還可采用圖19中示出的構造，成對的顯示像素52L和52R對應于多個液體光學元件1A，以及多個液體光學元件IA組合用作一個柱狀透鏡。圖19示出了其中一個柱狀透鏡由液體光學元件1A1、1A2、和1A3組成的構造例。此外，盡管在上述的第三實施例中，例示了采用背光的彩色液晶顯示裝置作為二維圖像生成部分(顯示部分)，但是本公開絕不限于此。例如，還可采用使用了有機EL元件的顯示裝置或者等離子體顯示裝置作為顯示裝置。此外，本公開的液體光學元件的應用不限于顯示裝置，而是液體光學元件還可應用于各種使用光學操作的裝置。此外，本公開還可采用以下組成。(I) 一種光學兀件,包括設置成彼此面對的第一電極和第二電極；覆蓋第一電極的面對第二電極的表面的絕緣膜，該絕緣膜包括依次疊置的電介質層、離子阻擋層和憎水層；以及包封在絕緣膜和第二電極之間且具有彼此不同的折射率的極性液體和非極性液體，其中電介質層具有比離子阻擋層的介電常數更大的介電常數，離子阻擋層抑制在極性液體中包含的離子的滲透，以及憎水層處于絕緣膜的最上層且對非極性液體表現出親和 性。(2)段落(I)中描述的光學元件，其中離子阻擋層中包含將對二甲苯骨架作為重復單元的聚合物。(3)段落(I)或(2)中描述的光學元件，其中憎水層中包含含氟樹脂。(4)段落(I)至(3)中任一描述的光學兀件,其中電介質層中包含選自Al203、Ta205、ZrO2, ZnO2, TiO2^MgO和HfO2的材料中的至少一種。(5)段落(I)至(4)中任一描述的光學元件，其中第一電極被提供在位于與絕緣膜相反的一側的第一基板上；以及第二電極被提供在位于與第一電極相反的一側的第二基板上。(6)段落(5)中描述的光學元件，其中第一基板是其中含有選自聚碳酸酯(PC)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚醚砜(PES)和聚烯烴(PO)中的至少一種材料的透明樹脂基板。(7)段落(I)至(6)中任一描述的光學元件，其中第二電極是接地電極。(8) 一種光學元件陣列，包括設置成彼此面對的第一基板和第二基板；豎立在第一基板的面對第二基板的內表面上的分隔壁，該分隔壁把第一基板上方的區域分隔成多個單元區；分別設置在多個單元區的每個中并位于分隔壁的壁表面上以彼此面對的第一電極和第二電極；覆蓋第一電極和第二電極的絕緣膜，該絕緣膜包括依次疊置的電介質層、離子阻擋層和憎水層；提供在第二基板的面對第一基板的內表面上的第三電極；以及包封在第一基板和第三電極之間且具有彼此不同的折射率的極性液體和非極性液體，其中電介質層具有比離子阻擋層的介電常數更大的介電常數，離子阻擋層抑制在極性液體中包含的離子的滲透，以及憎水層對非極性液體表現出親和性。(9) 一種顯示裝置，包括顯示部分和光學元件陣列，該光學元件陣列包括設置成彼此面對的第一基板和第二基板；豎立在第一基板的面對第二基板的內表面上的分隔壁，該分隔壁把第一基板上方的區域分隔成多個單元區；分別設置在多個單元區的每個中并位于分隔壁的壁表面上以彼此面對的第一電極和第二電極；覆蓋第一電極和第二電極的絕緣膜，該絕緣膜包括依次疊置的電介質層、離子阻擋層和憎水層；提供在第二基板的面對第一基板的內表面上的第三電極；以及包封在第一基板和第三電極之間且具有彼此不同的折射率的極性液體和非極性液體，其中電介質層具有比離子阻擋層的介電常數更大的介電常數，離子阻擋層抑制在極性液體中包含的離子的滲透，以及憎水層對非極性液體表現出親和性。(10)—種電子設備，包括具有顯示部分和光學元件陣列的顯示裝置，該光學元件陣列包括設置成彼此面對的 第一基板和第二基板；豎立在第一基板的面對第二基板的內表面上的分隔壁，該分隔壁把第一基板上方的區域分隔成多個單元區；分別設置在多個單元區的每個中并位于分隔壁的壁表面上以彼此面對的第一電極和第二電極；覆蓋第一電極和第二電極的絕緣膜，該絕緣膜包括依次疊置的電介質層、離子阻擋層和憎水層；提供在第二基板的面對第一基板的內表面上的第三電極；以及包封在第一基板和第三電極之間且具有彼此不同的折射率的極性液體和非極性液體，其中電介質層具有比離子阻擋層的介電常數更大的介電常數，離子阻擋層抑制在極性液體中包含的離子的滲透，以及憎水層對非極性液體表現出親和性。本公開包含與2011年8月9日提交至日本專利局的日本在先專利申請JP2011-173781有關的主題，其全部內容由此通過引用并入。
權利要求
1.ー種光學元件，包括 設置成彼此面對的第一電極和第二電極； 覆蓋所述第一電極的面對所述第二電極的表面的絕緣膜，所述絕緣膜包括依次疊置的電介質層、離子阻擋層和憎水層；以及 包封在所述絕緣膜和所述第二電極之間且具有彼此不同的折射率的極性液體和非極性液體， 其中所述電介質層具有比所述離子阻擋層的介電常數更大的介電常數， 所述離子阻擋層抑制在所述極性液體中包含的離子的滲透，并且 所述憎水層處于所述絕緣膜的最上層且對所述非極性液體表現出親和性。
2.如權利要求I所述的光學元件，其中所述離子阻擋層中包含將對ニ甲苯骨架作為重復單元的聚合物。
3.如權利要求I所述的光學元件，其中所述憎水層中包含含氟樹脂。
4.如權利要求I所述的光學兀件，其中所述電介質層中包含選自A1203、Ta205、ZrO2>ZnO2, TiO2, MgO和HfO2的至少ー種材料。
5.如權利要求I所述的光學元件，其中所述第一電極被提供在位干與所述絕緣膜相反的ー側的第一基板上；以及 所述第二電極被提供在位干與所述第一電極相反的ー側的第二基板上。
6.如權利要求5所述的光學元件，其中所述第一基板是其中含有選自聚碳酸酯(PC)、聚對苯ニ甲酸こニ酯(PET)、聚萘ニ甲酸こニ酯(PEN)、聚醚砜(PES)和聚烯烴(PO)中的至少ー種材料的透明樹脂基板。
7.如權利要求I所述的光學元件，其中所述第二電極是接地電極。
8.ー種光學元件陣列，包括 設置成彼此面對的第一基板和第二基板； 豎立在所述第一基板的面對所述第二基板的內表面上的分隔壁，所述分隔壁把所述第一基板上方的區域分隔成多個單元區； 分別設置在所述分隔壁的壁表面上以在所述多個単元區的每個中彼此面對的第一電極和第二電極； 覆蓋所述第一電極和所述第二電極的絕緣膜，所述絕緣膜包括依次疊置的電介質層、離子阻擋層和憎水層； 提供在所述第二基板的面對所述第一基板的內表面上的第三電極；以及包封在所述第一基板和所述第三電極之間且具有彼此不同的折射率的極性液體和非極性液體， 其中所述電介質層具有比所述離子阻擋層的介電常數更大的介電常數， 所述離子阻擋層抑制在所述極性液體中包含的離子的滲透，并且 所述憎水層對所述非極性液體表現出親和性。
9.一種顯示裝置，包括顯示部分和光學元件陣列，所述光學元件陣列包括 設置成彼此面對的第一基板和第二基板； 豎立在所述第一基板的面對所述第二基板的內表面上的分隔壁，所述分隔壁把所述第一基板上方的區域分隔成多個單元區；分別設置在所述分隔壁的壁表面上以在所述多個單元區的每個中彼此面對的第一電極和第二電極； 覆蓋所述第一電極和所述第二電極的絕緣膜，所述絕緣膜包括依次疊置的電介質層、離子阻擋層和憎水層； 提供在所述第二基板的面對所述第一基板的內表面上的第三電極；以及包封在所述第一基板和所述第三電極之間且具有彼此不同的折射率的極性液體和非極性液體， 其中所述電介質層具有比所述離子阻擋層的介電常數更大的介電常數， 所述離子阻擋層抑制在所述極性液體中包含的離子的滲透，并且 所述憎水層對所述非極性液體表現出親和性。
10.一種電子設備，包括具有顯示部分和光學元件陣列的顯示裝置，所述光學元件陣列包括 設置成彼此面對的第一基板和第二基板； 豎立在所述第一基板的面對所述第二基板的內表面上的分隔壁，所述分隔壁把所述第一基板上方的區域分隔成多個單元區； 分別設置在所述分隔壁的壁表面上以在所述多個單元區的每個中彼此面對的第一電極和第二電極； 覆蓋所述第一電極和所述第二電極的絕緣膜，所述絕緣膜包括依次疊置的電介質層、離子阻擋層和憎水層； 提供在所述第二基板的面對所述第一基板的內表面上的第三電極；以及包封在所述第一基板和所述第三電極之間且具有彼此不同的折射率的極性液體和非極性液體， 其中所述電介質層具有比所述離子阻擋層的介電常數更大的介電常數， 所述離子阻擋層抑制在所述極性液體中包含的離子的滲透，并且 所述憎水層對所述非極性液體表現出親和性。
全文摘要
公開了一種光學元件、光學元件陣列、顯示裝置及電子設備。該光學元件包括設置成彼此面對的第一電極和第二電極；覆蓋第一電極的面對第二電極的表面的絕緣膜，該絕緣膜包括依次疊置的電介質層、離子阻擋層和憎水層；以及包封在絕緣膜和第二電極之間且具有彼此不同的折射率的極性液體和非極性液體。電介質層具有比離子阻擋層的介電常數更大的介電常數，離子阻擋層抑制在極性液體中包含的離子的滲透，以及憎水層處于絕緣膜的最上層且對非極性液體表現出親和性。
文檔編號G02B26/02GK102955247SQ20121027286
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月2日 優先權日2011年8月9日
發明者桐田科 申請人:索尼公司