JP2009186666A - 液体光学素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液体光学素子10は、対向して配置される下部基板11および上部基板18と、下部基板11の上にセル領域Zごとに分割して設けられた複数の下部電極12と、下部電極12同士の隙間に位置する遮光部材1と、遮光部材1、下部基板11および下部電極12を覆う疎水性絶縁膜13と、この疎水性絶縁膜13に立設しセル領域Zを画定する隔壁14と、上部基板18に形成された上部電極17と、疎水性絶縁膜13と上部電極17との間に充填された無極性液体15および極性液体16とを備える。遮光部材1は、所定の波長光を吸収する絶縁性材料からなり、厚み方向において隔壁14に対応する位置を占めると共に、セル領域Zの周縁部にも対応する位置を占めている。
【選択図】図1
Description
(A1)絶縁膜
(A2)絶縁膜上に立設され、絶縁膜上の領域を複数のセル領域に分割し、かつ各々のセル領域を取り囲む隔壁
(A3)絶縁膜の、隔壁が設けられた側と反対側に絶縁膜に接して設けられた第1の電極
(A4)第1の電極の、絶縁膜の側に対向配置された第2の電極
(A5)絶縁膜と第2の電極との間に封入されて互いに分離された状態を保つ、一方が透明で他方が不透明の極性液体および無極性液体
(A6)少なくとも隔壁と対応する領域を占めると共に第1および第2の電極の少なくとも一方をセル領域ごとに電気的に分離し、かつ、遮光性を有する遮光体
(B1)絶縁膜
(B2)絶縁膜上に立設され、この絶縁膜上の領域を取り囲む壁構造体
(B3)絶縁膜の、壁構造体が設けられた側と反対側に絶縁膜に接して設けられた第1の電極
(B4)第1の電極の、絶縁膜の側に対向配置された第2の電極
(B5)絶縁膜と第2の電極との間に封入されて互いに分離された状態を保つ、一方が透明で他方が不透明の極性液体および無極性液体
(B6)少なくとも壁構造体と対応する領域を占めると共に、遮光性を有する遮光体
図1は、本発明における第1の実施の形態としての液体光学素子10の全体構成を表す断面図であり、図2は、液体光学素子10の全体構成を表す平面図である。なお、図1は、図2に示したI−I切断線に沿った矢視方向の断面を示している。また、図2では、後述する疎水性絶縁膜13、無極性液体15、極性液体16、上部電極17、上部基板18、側壁19などの各構成要素についての図示を省略している。液体光学素子10は、制御部20と接続され、静電的な濡れ性を制御することで内包する極性液体16(後出)の変形および変位を発生させ、その現象によって自らを透過する透過光の光量を制御する、いわゆるエレクトロウェッティング素子である。液体光学素子10は、複数のセル領域Zがアレイ状に配置されたものである。なお、図2では9つのセル領域Zを表しているが、その数はこれに限定されない。図2に示したように、各セル領域Zは、例えば正方形をなしている。
説明する。
図12は、本実施の形態における第1の変形例としての液体光学素子10Aを表すものであり、図1に対応する断面構成を示している。この液体光学素子10Aは、遮光部材1の代わりに、下部電極12同士の隙間の幅と一致する(すなわち、隔壁14と同じ幅を有する)遮光部材1Aを含むようにしたことを除き、他は図1などに示した液体光学素子10と同様の構成を有している。
図13は、本実施の形態における第2の変形例としての液体光学素子10Bを表すものであり、図3に対応する断面構成を示している。この液体光学素子10Bは、下部電極12がセル領域Zのほぼ中央に開口12Kを有することを除き、他は図1などに示した液体光学素子10と同様の構成を有している。開口12Kは、例えばセル領域Zと相似形(ここでは正方形)をなしており、その中心位置がセル領域Zの中心位置と一致していることが望ましい。
図16は、本発明における第2の実施の形態としての液体光学素子40の全体構成を表す断面図である。この液体光学素子40は、遮光部材1のかわりに、下部電極12同士の隙間を埋める部分2Aと、セル領域Zのうちの周縁部に対応する領域を占める部分2Bとによって構成される遮光部材2を含むようにしたものである。ここで、部分2Aは酸化アルミニウムなどの絶縁材料からなり、部分2Bは導電性材料からなるものである。部分2Bを構成する材料としては、例えば、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、白金(Pt)あるいはアルミニウム(Al)などの高導電率を有する金属のほか、ITOなどの透明導電材料が挙げられる。
図17は、本実施の形態における第1の変形例としての液体光学素子40Aを表す断面図である。この液体光学素子40Aでは、遮光部材2の部分2A,2Bが、いずれも下部電極12と同等以下の厚みとなるようにしたので、疎水性絶縁膜13の上面の平坦性を維持しつつ、その厚みを最小限度に薄くすることができる。そのため、無極性液体15の変形に要する印加電圧を低く抑えることができ、低電圧駆動が可能となる。
Claims (11)
- 絶縁膜と
前記絶縁膜上に立設され、この絶縁膜上の領域を複数のセル領域に分割し、かつ各々の前記セル領域を取り囲む隔壁と、
前記絶縁膜の、前記隔壁が設けられた側と反対側に前記絶縁膜に接して設けられた第1の電極と、
前記第1の電極の、前記絶縁膜の側に対向配置された第2の電極と、
前記絶縁膜と前記第2の電極との間に封入されて互いに分離された状態を保つ、一方が透明で他方が不透明の極性液体および無極性液体と、
少なくとも前記隔壁と対応する領域を占めると共に前記第1および第2の電極の少なくとも一方を前記セル領域ごとに電気的に分離し、かつ、遮光性を有する遮光体と
を備えたことを特徴とする液体光学素子。 - 前記遮光体は、前記セル領域のうちの周縁部に対応する領域をも占めるように設けられていることを特徴とする請求項1記載の液体光学素子。
- 前記遮光体は、前記セル領域のうちの周縁部に対応する領域を占める部分が導電性材料からなり、前記第1および第2の電極のいずれか一方と接続されていることを特徴とする請求項2記載の液体光学素子。
- 前記遮光体は、前記第1の電極を前記セル領域ごとに電気的に分離し、かつ、前記絶縁膜によって覆われていることを特徴とする請求項1記載の液体光学素子。
- 前記電極は前記セル領域の全面に亘って延在していることを特徴とする請求項1記載の液体光学素子。
- 前記絶縁膜は、無電界下において前記無極性液体に親和性を示すことを特徴とする請求項1記載の液体光学素子。
- 前記極性液体が透明であり、前記無極性液体が不透明であることを特徴とする請求項1記載の液体光学素子。
- 前記極性液体が不透明であり、前記無極性液体が透明であって、かつ、
前記第1および第2の電極の間に電圧を印加したときに前記極性液体が前記絶縁膜および前記第2の電極の双方に接することを特徴とする請求項1記載の液体光学素子。 - 前記隔壁の壁面は、親水性を呈することを特徴とする請求項1記載の液体光学素子。
- 絶縁膜と
前記絶縁膜上に立設され、この絶縁膜上の領域を取り囲む壁構造体と、
前記絶縁膜の、前記壁構造体が設けられた側と反対側に前記絶縁膜に接して設けられた第1の電極と、
前記第1の電極の、前記絶縁膜の側に対向配置された第2の電極と、
前記絶縁膜と前記第2の電極との間に封入されて互いに分離された状態を保つ、一方が透明で他方が不透明の極性液体および無極性液体と、
少なくとも前記壁構造体と対応する領域を占めると共に、遮光性を有する遮光体と
を備えたことを特徴とする液体光学素子。 - 前記遮光体は、前記壁構造体により取り囲まれた領域のうちの周縁部に対応する領域をも占めるように設けられていることを特徴とする請求項10記載の液体光学素子。
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