JPH1090730A - Optical element, its drive method and display device - Google Patents
Optical element, its drive method and display deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光強度により情報
を表示する光学素子及び素子駆動方法並びに表示装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element for displaying information by light intensity, an element driving method, and a display device.
【0002】[0002]
【従来の技術】図13に従来例にかかるホログラフィッ
ク高分子分散液晶を用いた光学素子の概略を示す。2. Description of the Related Art FIG. 13 schematically shows an optical element using a holographic polymer-dispersed liquid crystal according to a conventional example.
【0003】図13に示すように、表面に透明電極01
を有するガラス板02を用い、該電極01同志が対向す
るように樹脂03を挟んで、光学素子を構成している。
上記樹脂03中には、ネマティック液晶の液晶粒04が
周期的(縞模様状)に分布された構造となっている。上
記電極01,01には電源(図示せず)が電気的に接続
されている。[0003] As shown in FIG.
An optical element is constituted by using a glass plate 02 having a resin and sandwiching a resin 03 so that the electrodes 01 face each other.
The resin 03 has a structure in which liquid crystal grains 04 of nematic liquid crystal are periodically (striped) distributed. A power supply (not shown) is electrically connected to the electrodes 01 and 01.
【0004】上記構成において、光源からの入射光05
は、上記樹脂03中の液晶粒04によって散乱される
が、該液晶粒04が周期的に分布しているため、干渉効
果により、特定の波長の光のみが反射され、反射光06
となって、例えば眼球07に入るが、他の波長の光はそ
のまま透過し、透過光08となる。In the above configuration, the incident light 05 from the light source
Is scattered by the liquid crystal particles 04 in the resin 03, but since the liquid crystal particles 04 are periodically distributed, only light of a specific wavelength is reflected by the interference effect, and the reflected light 06 is reflected.
Then, for example, the light enters the eyeball 07, but light of other wavelengths is transmitted as it is and becomes the transmitted light 08.
【0005】上記電気素子の電極01,01間に電圧を
かけると、電界により液晶が配向し、高分子樹脂との屈
折率差がなくなるため、各液晶粒04による散乱光が消
え、反射光がなくなる。When a voltage is applied between the electrodes 01 of the electric element, the liquid crystal is oriented by the electric field, and the difference in the refractive index from the polymer resin disappears. Disappears.
【0006】従来では、この反射光の有無を光学素子の
素子動作として用いている(信学技報 EID 95-147,ED9
5-221,SDM96-261 pp.131-136参照) 。Conventionally, the presence or absence of the reflected light is used as an element operation of the optical element (IEICE Technical Report EID 95-147, ED9).
5-221, SDM96-261 pp.131-136).
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図13
に示すような従来の光学素子においては、電源を切ると
透明状態に戻ってしまうため、表示内容の保持に電力が
必要である、という問題がある。However, FIG.
In the conventional optical element as shown in (1), when the power is turned off, the state returns to the transparent state, so that there is a problem that electric power is required to maintain the display contents.
【0008】本発明は、光利用効率の高い情報を保持で
きる光学素子及び該光学素子の駆動方法並びに表示装置
を提供することを課題とする。An object of the present invention is to provide an optical element capable of holding information with high light use efficiency, a driving method of the optical element, and a display device.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の第1の光学素子は、透光性物質と屈折率可変物質と
からなる微細周期構造からなる光学素子であって、上記
屈折率可変物質がスメクティック液晶からなることを特
徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical element having a fine periodic structure comprising a light-transmitting substance and a variable refractive index material, wherein The variable material is made of a smectic liquid crystal.
【0010】本発明の第2の光学素子は、第1の光学素
子を一組の電極で挟んでなることを特徴とする。A second optical element according to the present invention is characterized in that the first optical element is sandwiched between a pair of electrodes.
【0011】本発明の第3の光学素子は、第1又は第2
の光学素子において、加熱手段を設けてなることを特徴
とする。[0011] The third optical element of the present invention comprises a first or second optical element.
The optical element according to any one of the above, further comprising a heating means.
【0012】本発明の第4の光学素子は、第3の光学素
子において、上記電極が基板と平行方向に配置されてな
ることを特徴とする。A fourth optical element according to the present invention is characterized in that, in the third optical element, the electrodes are arranged in a direction parallel to the substrate.
【0013】本発明の第1の光学素子の駆動方法は、第
4の光学素子の駆動方法であって、上記電極を用いて水
平方向に電界を加えることにより、液晶の配向方向と直
交する方向に層構造を形成し、電界を切ってもこの層構
造を保持する一方、加熱することにより復元することを
特徴とする。The first method for driving an optical element according to the present invention is the fourth method for driving an optical element, in which an electric field is applied in the horizontal direction using the above-mentioned electrodes, so that the direction orthogonal to the alignment direction of the liquid crystal is obtained. A layer structure is formed, and the layer structure is maintained even when the electric field is cut off, while being restored by heating.
【0014】本発明の第5の光学素子は、第2の光学素
子において、上記電極がくし型電極であることを特徴と
する。According to a fifth optical element of the present invention, in the second optical element, the electrode is a comb-shaped electrode.
【0015】本発明の第2の光学素子の駆動方法は、第
5の光学素子の駆動方法であって、上記くし型電極を用
いて基板と直交する方向に電界を加えることにより、液
晶の配向方向と直交する方向に層構造を形成し、電界を
切ってもこの層構造を保持する一方、上記くし型電極を
用いて基板と平行方向に電界を加えることにより、復元
することを特徴とする。The second method for driving an optical element according to the present invention is the fifth method for driving an optical element, in which an electric field is applied in a direction perpendicular to the substrate by using the above-mentioned comb-shaped electrodes to thereby align the liquid crystal. A layer structure is formed in a direction perpendicular to the direction, and this layer structure is maintained even when the electric field is cut off, while restoring by applying an electric field in a direction parallel to the substrate using the above-mentioned comb-shaped electrode. .
【0016】本発明の第1の表示装置は、第1乃至5の
光学素子を平面的に複数並べてなることを特徴とする。The first display device of the present invention is characterized in that a plurality of first to fifth optical elements are arranged in a plane.
【0017】本発明の第2の表示装置は、第1乃至5の
光学素子又は第1の表示装置を複数重ねてなることを特
徴とする。A second display device according to the present invention is characterized in that a plurality of the first to fifth optical elements or the first display device are stacked.
【0018】すなわち、本発明の光学素子においては、
液晶としてスメクティック液晶を用いているので、電界
をかけることにより、透明状態に遷移し、電界を切って
もその透過状態を保持でき、一方、この透過状態におい
て加熱することにより反射状態に遷移させ元の状態に復
元するものとなる。That is, in the optical element of the present invention,
Since a smectic liquid crystal is used as the liquid crystal, it changes to a transparent state when an electric field is applied, and can maintain its transmission state even when the electric field is turned off. The state is restored.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail.
【0020】図1は本実施の形態における光学素子の概
略構造である。図1に示すように、本実施の形態にかか
る光学素子は、透明電極11を設けた基板である二枚の
ガラス板12,12間に樹脂13を挟んでなり、該樹脂
13中には、スメクティック液晶からなる液晶粒14が
周期的(縞模様状)に分布されている。FIG. 1 is a schematic structure of an optical element according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the optical element according to the present embodiment includes a resin 13 sandwiched between two glass plates 12, 12 which are substrates on which a transparent electrode 11 is provided. Liquid crystal grains 14 made of smectic liquid crystal are periodically (striped) distributed.
【0021】この光学素子10に光源からの入射光15
が入射されると、該樹脂13中の液晶粒14によって散
乱されるが、液晶領域が周期的に分布しているため、干
渉効果により、特定の波長の光のみが反射されて反射光
16となり眼球17に入る。一方、他の波長の光は樹脂
13中をそのまま透過して透過光18となる。The optical element 10 has an incident light 15 from a light source.
Is incident, the light is scattered by the liquid crystal particles 14 in the resin 13. However, since the liquid crystal regions are periodically distributed, only light of a specific wavelength is reflected by the interference effect to become reflected light 16. It enters the eyeball 17. On the other hand, light of other wavelengths is transmitted through the resin 13 as it is to become transmitted light 18.
【0022】次に、上記光学素子の電極11,11間に
電圧をかけると、電界により液晶が配向し、高分子樹脂
との屈折率差が無くなるため、各液晶粒14による散乱
光が消え、反射光16が無くなる。ここで、本発明で
は、スメクティック液晶を用いているので、従来のネマ
ティック液晶と異なり、層状構造を形成する。このよう
に、電界により配向すると該配向方向と直交する方向の
層構造が形成され、電界を切ってもこの層が保持され、
透過状態が記憶される。次に、上記光学素子を加熱する
と、液晶がより粘性の低い等方相に移転するため、もと
の反射状態に復元する。Next, when a voltage is applied between the electrodes 11 of the optical element, the liquid crystal is oriented by the electric field, and the difference in the refractive index from the polymer resin is eliminated. The reflected light 16 disappears. Here, in the present invention, since a smectic liquid crystal is used, a layered structure is formed unlike a conventional nematic liquid crystal. In this way, when oriented by an electric field, a layer structure in a direction orthogonal to the orientation direction is formed, and even when the electric field is turned off, this layer is maintained,
The transmission state is stored. Next, when the optical element is heated, the liquid crystal is transferred to a less viscous isotropic phase, so that the liquid crystal is restored to the original reflection state.
【0023】ここで、書き込み電圧は、本実施の形態で
は、400V程度としているが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。Here, the write voltage is set to about 400 V in the present embodiment, but the present invention is not limited to this.
【0024】また、樹脂としては、本実施の形態では、
光硬化性樹脂を用いたが、本発明はこれに限定されるも
のではない。In the present embodiment, as the resin,
Although a photocurable resin was used, the present invention is not limited to this.
【0025】また、本発明で用いるスメクティック液晶
は例えば「S1、S2、S3(商品名;メルク社
製)」、「K24(商品名;メルク社製)」等の液晶を
用ていることができるが、本発明はこれに限定されるも
のではない。As the smectic liquid crystal used in the present invention, for example, liquid crystals such as "S1, S2, S3 (trade name; manufactured by Merck)" and "K24 (trade name; manufactured by Merck)" can be used. However, the present invention is not limited to this.
【0026】本実施の形態での加熱温度は、上記スメク
ティック液晶の転移温度程度(約70〜120度程度)
が一般的であるが、材料によりほぼ任意に選定される。
また、誘電損失を起こす条件についても種々の材料によ
り相違するものであるが、例えば数100MHz程度
で、数100〜数kV程度であるが、本発明はこれに限
定されるものではない。The heating temperature in the present embodiment is about the transition temperature of the smectic liquid crystal (about 70 to 120 degrees).
Is generally selected, but is almost arbitrarily selected depending on the material.
In addition, the conditions under which dielectric loss occurs differ depending on various materials. For example, the conditions are about several hundred MHz and about several hundred to several kV, but the present invention is not limited to this.
【0027】[0027]
【実施例】以下、本発明の効果を示す実施例を詳細に説
明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail.
【0028】〔実施例1〕図2は本実施例にかかる光学
素子を示す概略図である。図2に示すように、本実施の
形態にかかる光学素子は、例えばITO(Indium
Tin Oxide)のような透明電極11を設けた
ガラス板12を二枚対向させ、そのガラス板12,12
間に樹脂13を挟んでなり、該樹脂13中には、スメク
ティック液晶からなる液晶粒14が周期的に分布されて
いる。Embodiment 1 FIG. 2 is a schematic view showing an optical element according to this embodiment. As shown in FIG. 2, the optical element according to the present embodiment is, for example, ITO (Indium).
Two glass plates 12 provided with a transparent electrode 11 such as Tin Oxide are opposed to each other.
A resin 13 is interposed between the resin 13, and liquid crystal grains 14 made of smectic liquid crystal are periodically distributed in the resin 13.
【0029】この光学素子に光源からの入射光15が入
射されると、該樹脂13中の液晶粒14によって散乱さ
れるが、液晶領域が周期的に分布しているため、干渉効
果により、特定の波長の光のみが反射されて反射光16
となり眼球17に入る。一方、他の波長の光は樹脂13
中をそのまま透過して透過光18となる。When the incident light 15 from the light source enters this optical element, it is scattered by the liquid crystal particles 14 in the resin 13, but since the liquid crystal region is periodically distributed, it is specified by the interference effect. Is reflected and only reflected light 16 is reflected.
And enters the eyeball 17. On the other hand, light of other wavelengths
The light passes through the inside as it is to become transmitted light 18.
【0030】上記光学素子の電極11,11間に電圧を
かけると、電界により液晶が配向し、高分子樹脂との屈
折率差が無くなるため、各液晶粒14による散乱光が消
え、反射光16が無くなる。しかしながら、本実施例に
かかる光学素子では、液晶粒としてスメクティック液晶
を用いているので、この透過状態が電界を切っても保持
される。すなわち、本実施例によれば電力無しに表示し
た情報を保持する単色光学素子が実現できる。When a voltage is applied between the electrodes 11 of the optical element, the liquid crystal is oriented by the electric field and the difference in the refractive index from the polymer resin is eliminated. Disappears. However, in the optical element according to the present embodiment, since the smectic liquid crystal is used as the liquid crystal particles, this transmission state is maintained even when the electric field is cut off. That is, according to the present embodiment, a monochromatic optical element that holds information displayed without power can be realized.
【0031】次に、本実施例の光学素子の作製方法につ
いて図3を参照して説明する。図3に示すように、電極
21を設けた基板22の間に、光硬化性樹脂の中に、ス
メクティック液晶を溶解させた樹脂原料を入れて、高分
子分散樹脂領域23を形成する。ここに、レーザ光源2
4より出た光25を2光束干渉させることにより生じさ
せた干渉縞26を照射する。該干渉縞26の電界の強い
腹の部分で樹脂の重合が起こり、残りの部分で相分離に
より析出した液晶領域を形成し、周期的に分布された、
図2に示すような所望の構造を得る。Next, a method for manufacturing the optical element of this embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, a resin material in which a smectic liquid crystal is dissolved in a photocurable resin is placed between substrates 22 provided with electrodes 21 to form a polymer-dispersed resin region 23. Here, the laser light source 2
An interference fringe 26 generated by causing two beams of light 25 emitted from 4 to interfere with each other is irradiated. Polymerization of the resin occurred at the strong antinode portion of the electric field of the interference fringes 26, and the remaining portion formed a liquid crystal region precipitated by phase separation, which was periodically distributed.
A desired structure as shown in FIG. 2 is obtained.
【0032】また、本実施例では、基板としてガラス板
を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、
例えばアクリル樹脂のような有機物からなる板、フィル
ム等であってもよい。また、電極としてITOを用いた
がこれに限定されるものではない。In this embodiment, a glass plate is used as a substrate. However, the present invention is not limited to this.
For example, a plate, a film, or the like made of an organic material such as an acrylic resin may be used. In addition, although ITO was used as the electrode, it is not limited to this.
【0033】また、光学素子として、図4に示すような
面内方向に周期構造を有する透過型回折格子構造30
を、電極21を設けた基板22,22の間に設けたもの
であってもよい。上記透過型回折格子構造は、透過光と
回折光との出射面が、出射面と反対側の面となるような
微細周期構造であるものをいう。As an optical element, a transmission type diffraction grating structure 30 having a periodic structure in an in-plane direction as shown in FIG.
May be provided between the substrates 22 provided with the electrodes 21. The above-mentioned transmission type diffraction grating structure refers to a structure having a fine periodic structure in which the exit surface of the transmitted light and the diffracted light is a surface on the opposite side to the exit surface.
【0034】また、構造は一般にホログラムであっても
よい。ここで、ホログラムとは、図5に示すように、レ
ーザ光の出力光25と、例えば図のような物体41から
の散乱光42のような任意の可干渉の光とからなる干渉
縞の照射により得られる構造をいう。The structure may generally be a hologram. Here, the hologram is, as shown in FIG. 5, irradiation of interference fringes composed of laser light output light 25 and arbitrary coherent light such as scattered light 42 from an object 41 as shown in the figure. Means the structure obtained by
【0035】本実施例において、電極としてマトリック
ス状電極を用いることにより、ほぼ任意の画像情報を表
示可能である。ここで、マトリックス状電極とは、例え
ば図6(a)に示すように、基板43の上に帯状の電極
44を設けたものをいう。また、図6(b),(c)に
示すように、相対向する二枚の基板43−1,43−2
に設けた電極44−1,44−2が互いに交差するよう
に重ねて使用してもよい。なお、図6(c)は図(b)
を横方向から見た断面図である。本実施例により、反射
効率の高い単色表示素子を実現できることができた。In this embodiment, almost any image information can be displayed by using a matrix electrode as the electrode. Here, the matrix electrode refers to an electrode provided with a strip electrode 44 on a substrate 43 as shown in FIG. 6A, for example. As shown in FIGS. 6B and 6C, two opposing substrates 43-1 and 43-2 are provided.
May be used in such a manner that the electrodes 44-1 and 44-2 provided in the above cross each other. FIG. 6 (c) is the same as FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view as viewed from the lateral direction. According to the present embodiment, it was possible to realize a monochromatic display element having high reflection efficiency.
【0036】なお、電極間に高周波電圧を加え誘電損失
に起因する熱により温度を上げ、表示情報を消去するこ
とができる。It is to be noted that the display information can be erased by applying a high frequency voltage between the electrodes and raising the temperature by the heat caused by the dielectric loss.
【0037】〔実施例2〕図7は、本発明の光学素子を
示す概略図である。前述した図2に示す実施例1にかか
る光学素子から、電極11を有した基板であるガラス板
12を除いたものであり、実施例1と同一部材について
は同一符号を付してその説明は省略する。本実施例の素
子により、作成時に電界をかけることにより液晶の配向
を制御できるので、回折特性に分布を与えたフィルムを
作製することが可能である。本実施例の素子により、消
去可能かつ再書き込み不可能なフィルム状ホログラムを
実現できる。[Embodiment 2] FIG. 7 is a schematic view showing an optical element of the present invention. The optical element according to the first embodiment shown in FIG. 2 is different from the optical element according to the first embodiment in that the glass plate 12 which is the substrate having the electrode 11 is omitted. Omitted. With the element of this embodiment, the orientation of the liquid crystal can be controlled by applying an electric field at the time of preparation, so that it is possible to produce a film having a distribution of diffraction characteristics. With the element of this embodiment, an erasable and non-rewritable film hologram can be realized.
【0038】〔実施例3〕図8は、本発明の他の実施例
にかかる光学素子の概略図である。本実施例では、加熱
手段として、実施例1の光学素子にレンズ31を設けた
実施例である。なお、その他の構成は実施例1と同様で
あるので、同一部材については同一符号を付してその説
明は省略する。同図に示すように、レンズ31を通じて
例えば半導体レーザの出力光のような光32を樹脂領域
に集光可能としている。電極に電圧をかけ、透明状態に
遷移させた領域の一部に光を集光加熱し温度を上昇させ
ることにより、特定部分を反射状態に戻すことが可能と
なる。すなわち、本実施例により書換え可能且つ保持で
きる光学素子が実現できる。Embodiment 3 FIG. 8 is a schematic view of an optical element according to another embodiment of the present invention. This embodiment is an embodiment in which a lens 31 is provided on the optical element of the first embodiment as a heating unit. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same members are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. As shown in the figure, light 32 such as output light of a semiconductor laser can be focused on a resin region through a lens 31. By applying a voltage to the electrode and condensing and heating light to a part of the region that has transitioned to the transparent state to increase the temperature, it is possible to return the specific part to the reflective state. That is, according to this embodiment, an optical element that can be rewritten and held can be realized.
【0039】特に、光32として、赤外又は紫外の不可
視光を用い、樹脂又は液晶にその光を吸収する物質を用
いるかあるいはその光を吸収する色素を用いることによ
り、書き込み光が映像に影響を与えることを防ぐことが
できる。In particular, by using infrared or ultraviolet invisible light as the light 32 and using a substance that absorbs the light or a dye that absorbs the light in the resin or liquid crystal, the writing light affects the image. Can be prevented.
【0040】〔実施例4〕図9は、本発明の他の実施例
にかかる光学素子の概略図である。本実施例では、加熱
手段として温度制御素子40を用いて光学素子を形成し
ている。本実施例では、上記温度制御素子40として例
えばペルチェ素子を用いており、該ペルチェ素子の上
に、実施例1の光学素子10を載せた構造としている。Embodiment 4 FIG. 9 is a schematic view of an optical element according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the optical element is formed using the temperature control element 40 as the heating means. In the present embodiment, for example, a Peltier element is used as the temperature control element 40, and the optical element 10 of the first embodiment is mounted on the Peltier element.
【0041】本実施例においても、実施例1と同様に電
界により、書き込むことができる。また、全体を温度制
御素子で加熱することにより、消去することができる。
なお、本実施例の光学素子では、書換え後は、温度制御
素子40から離しても画像を保持できるため、実施例1
の素子を軽量可能な画像媒体として適用することができ
る。Also in the present embodiment, writing can be performed by an electric field as in the first embodiment. In addition, the whole can be erased by heating with a temperature control element.
Note that, in the optical element of the present embodiment, after rewriting, an image can be held even if it is separated from the temperature control element 40.
Can be applied as a lightweight image medium.
【0042】また、スメクティック液晶として例えばK
24のようにスメクティック相と等方相との間にネマテ
ィック相を呈するような素子を用い、書き換え時の温度
を液晶がネマティック相となる温度に制御すると、本素
子は通常のホログラフィック高分子分散液晶と同様に動
画表示が可能となり、スメクティック相に冷却すること
によりその一場面のみを記録できる。As a smectic liquid crystal, for example, K
By using an element that exhibits a nematic phase between the smectic phase and the isotropic phase as shown in Fig. 24, and controlling the rewriting temperature to the temperature at which the liquid crystal becomes the nematic phase, this element becomes a normal holographic polymer dispersion. Moving images can be displayed in the same manner as liquid crystals, and only one scene can be recorded by cooling to a smectic phase.
【0043】〔実施例5〕図10は、本発明の他の実施
例にかかる光学素子の概略図である。本実施例では、実
施例1における電極11の代わりに例えば櫛形電極51
のような面内方向に電界をかけることが可能であるよう
な電極を用いるものであり、実施例1と同一部材には同
一符号を付してその説明は省略する。ここで、櫛形電極
とは、図10(a)に示すように、基板上に櫛のような
形状の電極を設けたものであり、二つの電極51−1,
51−2を櫛の歯が交互になるように基板52上に配置
してなるものである。二つの櫛形電極51−1,51−
2に電圧をかけることにより、櫛の歯の間に基板表面と
ほぼ平行な電界を生じさせることができる。図10
(a)では複数の歯を持った櫛を示したが二本の平行な
電極間の電界などを用いてもよい。Embodiment 5 FIG. 10 is a schematic view of an optical element according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, for example, a comb-shaped electrode 51 is used instead of the electrode 11 in the first embodiment.
An electrode capable of applying an electric field in the in-plane direction as described above is used, and the same members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. Here, as shown in FIG. 10A, a comb-shaped electrode is one in which a comb-like electrode is provided on a substrate.
51-2 are arranged on the substrate 52 so that the teeth of the comb are alternately arranged. Two comb-shaped electrodes 51-1 and 51-
By applying a voltage to 2, an electric field substantially parallel to the substrate surface can be generated between the teeth of the comb. FIG.
Although (a) shows a comb having a plurality of teeth, an electric field between two parallel electrodes may be used.
【0044】図10(b)は、櫛形電極51−1,51
−2を上下に配した基板52の両面に用いた場合を示す
光学素子の概略を示す。高分子分散液晶領域53を櫛形
電極で挟む。電極同志を接続した状態で、両者の間に電
圧をかかえると、基板に対して垂直な電界を生じるた
め、素子は透明状態となる。一方、電極と電極とを接続
した状態で両者に電圧をかけると基板の面に平行な電界
が発生するので、反射状態となる。FIG. 10B shows comb-shaped electrodes 51-1 and 51.
The outline of an optical element showing a case where -2 is used on both surfaces of a substrate 52 arranged vertically is shown. The polymer dispersed liquid crystal region 53 is sandwiched between the comb-shaped electrodes. When a voltage is applied between the electrodes while the electrodes are connected, an electric field perpendicular to the substrate is generated, so that the element is in a transparent state. On the other hand, when a voltage is applied to both electrodes in a state where the electrodes are connected, an electric field parallel to the surface of the substrate is generated, so that a reflection state is obtained.
【0045】図10(c)は、櫛形電極51−1,51
−2を片面(図中下側の基板52)に、平面電極51−
3をもう一面(図中上側の基板52)に用いた場合を示
す。高分子分散液晶領域53を櫛形電極51−1,51
−2と平面電極51−3で挟み、電極と電極とを接続
し、電極同志に電圧をかけると、基板に対して垂直な電
界を生じるため、素子は透明状態となる。一方、電極と
電極との間に電圧をかけると基板の面に平行な電界が発
生するので、高効率な反射状態となる。本実施例によ
り、上述したような実施例の光学素子と異なり、加熱手
段を設けることなく、電界のみで透過,反射状態の制御
が可能となった。すなわち、本実施例によれば電界のみ
で書換え可能且つ保持できる光学素子が実現できる。FIG. 10C shows the comb electrodes 51-1 and 51.
-2 on one side (the lower substrate 52 in the figure) and the flat electrode 51-
3 shows a case where 3 is used for the other surface (upper substrate 52 in the figure). The polymer-dispersed liquid crystal region 53 is connected to the comb-shaped electrodes 51-1 and 51-1.
-2 and the plane electrode 51-3, the electrodes are connected to each other, and when a voltage is applied to the electrodes, an electric field perpendicular to the substrate is generated, so that the element is in a transparent state. On the other hand, when a voltage is applied between the electrodes, an electric field parallel to the surface of the substrate is generated, so that a highly efficient reflection state is obtained. According to the present embodiment, unlike the optical element of the above-described embodiment, the transmission and reflection states can be controlled only by the electric field without providing a heating unit. That is, according to this embodiment, an optical element that can be rewritten and held by only the electric field can be realized.
【0046】〔実施例6〕本発明の全て実施例の素子
は、図11のように基板61上に複数の素子62を並べ
ることにより、表示装置(素子アレイ)を形成できる。 〔実施例7〕本発明の全て実施例の素子は、図12のよ
うに複数の素子(例えば青)71−1,素子(例えば
緑)71−2,素子(例えば赤)71−3を積層するこ
とにより、多色化を可能とした表示装置(素子アレイ)
を形成できる。[Embodiment 6] In all of the elements of the present invention, a display device (element array) can be formed by arranging a plurality of elements 62 on a substrate 61 as shown in FIG. [Embodiment 7] As shown in FIG. 12, a device according to all the embodiments of the present invention is formed by stacking a plurality of devices (for example, blue) 71-1, a device (for example, green) 71-2, and a device (for example, red) 71-3. Display device (element array) capable of multi-color display
Can be formed.
【0047】[0047]
【発明の効果】以上、実施の形態と共に、詳細に説明し
たように、本発明によれば、表示状態を保持可能な表示
素子が実現できる。また、電極としてくし型電極を用い
ることにより、電界のみで書換え可能且つ保持できる光
学素子が実現できる。さらに、高分子樹脂を用いること
により、素子に可変形(フレキシブル)性を持たせるこ
とができる。As described above in detail with the embodiments, according to the present invention, a display element capable of maintaining a display state can be realized. Further, by using a comb-shaped electrode as an electrode, an optical element that can be rewritten and held by only an electric field can be realized. Further, by using a polymer resin, the element can be provided with a variable (flexible) property.
【図1】本発明の光学素子の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of an optical element of the present invention.
【図2】本発明の実施例1にかかる光学素子の概略図で
ある。FIG. 2 is a schematic diagram of an optical element according to Example 1 of the present invention.
【図3】実施例1にかかる光学素子の作製の概略図であ
る。FIG. 3 is a schematic view of the production of the optical element according to Example 1.
【図4】本発明の実施例1にかかる光学素子の回折格子
の概略図である。FIG. 4 is a schematic view of a diffraction grating of the optical element according to the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施例1にかかる光学素子のホログラ
ムの概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram of a hologram of the optical element according to the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の実施例1にかかるマトリックス状電極
を用いた光学素子の概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram of an optical element using a matrix electrode according to Example 1 of the present invention.
【図7】本発明の実施例2にかかる光学素子の概略図で
ある。FIG. 7 is a schematic diagram of an optical element according to Example 2 of the present invention.
【図8】本発明の実施例3にかかる光学素子の概略図で
ある。FIG. 8 is a schematic diagram of an optical element according to Example 3 of the present invention.
【図9】本発明の実施例4にかかる光学素子の概略図で
ある。FIG. 9 is a schematic diagram of an optical element according to Example 4 of the present invention.
【図10】本発明の実施例5にかかる光学素子の概略図
である。FIG. 10 is a schematic view of an optical element according to Example 5 of the present invention.
【図11】本発明の実施例6にかかる表示装置の概略図
である。FIG. 11 is a schematic diagram of a display device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図12】本発明の実施例7にかかる表示装置の概略図
である。FIG. 12 is a schematic diagram of a display device according to Example 7 of the present invention.
【図13】従来技術にかかる光学素子の概略図である。FIG. 13 is a schematic view of an optical element according to the related art.
11 透明電極 12 ガラス板 13 樹脂 14 液晶粒 15 入射光 16 反射光 17 眼 18 透過光 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Transparent electrode 12 Glass plate 13 Resin 14 Liquid crystal particle 15 Incident light 16 Reflected light 17 Eye 18 Transmitted light
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 酒井 重信 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Shigenobu Sakai 3-19-2 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation
Claims (9)
微細周期構造からなる光学素子であって、上記屈折率可
変物質がスメクティック液晶からなることを特徴とする
光学素子。1. An optical element having a fine periodic structure comprising a translucent substance and a variable refractive index material, wherein said variable refractive index substance is made of a smectic liquid crystal.
挟んでなることを特徴とする光学素子。2. An optical element comprising the optical element according to claim 1 interposed between a pair of electrodes.
て、加熱手段を設けてなることを特徴とする光学素子。3. The optical element according to claim 1, further comprising a heating unit.
とする光学素子。4. The optical element according to claim 3, wherein the electrodes are arranged in a direction parallel to the substrate.
って、上記電極を用いて水平方向に電界を加えることに
より、液晶の配向方向と直交する方向に層構造を形成
し、電界を切ってもこの層構造を保持する一方、加熱す
ることにより復元することを特徴とする光学素子の駆動
方法。5. The method for driving an optical element according to claim 4, wherein an electric field is applied in a horizontal direction using the electrodes, thereby forming a layer structure in a direction perpendicular to the alignment direction of the liquid crystal. A method for driving an optical element, characterized in that the layer structure is maintained by heating while the layer structure is maintained even after cutting.
子。6. The optical element according to claim 2, wherein said electrode is a comb-shaped electrode.
って、上記くし型電極を用いて基板と直交する方向に電
界を加えることにより、液晶の配向方向と直交する方向
に層構造を形成し、電界を切ってもこの層構造を保持す
る一方、上記くし型電極を用いて基板と平行方向に電界
を加えることにより、復元することを特徴とする光学素
子の駆動方法。7. The method of driving an optical element according to claim 6, wherein an electric field is applied in a direction perpendicular to the substrate using the comb-shaped electrode to form a layer structure in a direction perpendicular to the alignment direction of the liquid crystal. A method of driving an optical element, comprising forming and maintaining this layer structure even when the electric field is cut off, while restoring by applying an electric field in a direction parallel to the substrate using the comb-shaped electrode.
面的に複数並べてなることを特徴とする表示装置。8. A display device comprising a plurality of optical elements according to claim 1 arranged in a plane.
項8の表示装置を複数重ねてなることを特徴とする表示
装置。9. A display device comprising a plurality of the optical elements according to claim 1 or 4 or a plurality of the display devices according to claim 8.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24282396A JPH1090730A (en) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | Optical element, its drive method and display device |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP24282396A JPH1090730A (en) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | Optical element, its drive method and display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1090730A true JPH1090730A (en) | 1998-04-10 |
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ID=17094831
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24282396A Pending JPH1090730A (en) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | Optical element, its drive method and display device |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1090730A (en) |
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- 1996-09-13 JP JP24282396A patent/JPH1090730A/en active Pending
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