KR20090086028A - 액체 광학 소자 - Google Patents

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KR20090086028A
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켄이치 타카하시
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소니 가부시끼 가이샤
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Abstract

액체 광학 소자는: 절연막; 상기 절연막상에 세워 마련되고, 이 절연막상의 영역을 둘러싸는 벽구조체; 상기 절연막에 접하여 마련된 제 1의 전극; 상기 제 1의 전극과 대면하도록 배치된 제 2의 전극; 상기 절연막과 상기 제 2의 전극 사이에 봉입되어 서로 분리된 상태를 유지하며, 한쪽이 투명하고 다른쪽이 불투명한 극성 액체 및 무극성 액체를 구비한다. 극성 액체 및 상기 무극성 액체중 하나는 투명하고 다른 하나는 불투명하다. 제 1의 전극 및 제 2의 전극중 적어도 하나는 벽구조체에 의해 둘러싸인 영역에 대응하는 영역에서 개구 또는 노치를 갖는다.

Description

액체 광학 소자{LIQUID OPTICAL ELEMENT}
본 발명은 일본특허출원 JP2008-025275(2008.02.05) 및 JP2008-313151(2008.12.9)의 우선권 주장 출원이다.
본 발명은, 한 쌍의 전극 사이에 무극성 액체 및 극성 액체를 구비하고, 한 쌍의 전극 사이에 전압을 인가함으로써 투과광량이 변화하는 액체 광학 소자에 관한 것이다.
종래, 정전적(靜電的)인 젖음성을 제어함으로써 액체의 변형 및 변위를 발생시키고, 그 현상에 의해 소망하는 효과를 얻는 일렉트로 웨팅 기술이 알려져 있고, 다양한 분야에서의 응용이 검토되고 있다.
예를 들면, 표시 장치에 있어서의 광학 셔터로서 일렉트로 웨팅 기술을 이용하여, 광이 취출 효율이나 응답 속도를 향상시키는 것이 검토되고 있다(예를 들면 특허 문헌 1 참조).
특허 문헌 1 : PCT 국제 공보의 일본 출원 제2007-500876호
일반적으로, 이와 같은 일렉트로 웨팅 기술을 이용한 액체 광학 소자에서는, 소수성의 절연막으로 덮인 한 쌍의 전극 사이에, 극성 액체(예를 들면 물)와 무극성 액체(예를 들면 실리콘 오일)를 끼우고, 그들에 전압을 인가함으로써 극성 액체 및 무극성 액체를 변형시켜, 투과광량(투과광의 강도)을 제어하도록 하고 있다. 그러나, 변형 전후의 액체의 형상이 불안정하고, 구동 전압에 대한 투과광량이 히스테리시스를 발현하는데다가, 전압 인가의 조작에 대한 액체의 변형의 응답 속도에 편차가 생기기 쉽다. 또한, 응답 속도의 향상에도 한계가 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 간소한 구성이면서, 응답 속도가 높고, 또한, 투과광 강도가 안정된 제어가 가능한 액체 광학 소자를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 이하의 (1) 내지 (5)의 각 구성요건을 전부 구비한 액체 광학 소자가 제공된다.
(1) 절연막
(2) 절연막상에 세워 마련되고, 이 절연막상의 영역을 둘러싸는 벽구조체
(3) 벽구조체가 마련된 측으로부터 절연막의 대향측에 절연막에 접하여 마련된 제 1의 전극
(4) 제 1의 전극이 배치된 측으로부터 절연막의 대향측에서 제 1의 전극과 대면하도록 배치된 제 2의 전극
(5) 절연막과 제 2의 전극 사이에 봉입되어, 서로 분리된 상태를 유지하며, 한쪽이 투명하고 다른쪽이 불투명한 극성 액체 및 무극성 액체.
여기서, 제 1 및 제 2의 전극의 적어도 한쪽이, 벽구조체에 의해 둘러싸인 영역에 대응하는 영역에 개구 또는 노치를 갖고 있다.
본 발명의 액체 광학 소자에서는, 제 1 및 제 2의 전극 사이에 전압을 인가하면, 벽구조체에 의해 둘러싸인 영역의 일부를 차지하는 개구 또는 노치에 대응하는 영역 이외의 영역에서는, 전하의 발생에 의해 절연막의 극성 액체에 대한 소수성이 약해지고, 극성 액체가 침입하게 된다. 그 결과, 개구 또는 노치에 대응하는 영역에 무극성 액체가 모이게 된다.
본 발명의 액체 광학 소자에 의하면, 제 1 및 제 2의 전극의 적어도 한쪽이, 벽구조체에 의해 둘러싸인 영역에 대응하는 영역에 개구 또는 노치를 갖도록 하였기 때문에, 구동시에 있어서, 무극성 액체를 그 개구 또는 노치에 대응하는 영역에 재현성 좋게 모을 수 있다. 그 때문에, 변형 전후의 무극성 액체의 형상이 안정화되고, 구동 전압에 대한 투과광의 강도의 히스테리시스의 발현을 억제할 수 있는데다가, 전압 인가의 조작에 대한 무극성 액체의 변형의 응답 속도를 높게 안정화할 수도 있다. 따라서 응답성이 우수하고, 또한, 안정된 광량 제어를 행할 수 있다.
본 발명의 다른 목적, 특징 및 장점에 대해서는 다음의 설명을 통해 더욱 명확하고 충분히 설명될 것이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 관해, 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은, 본 발명에 있어서의 한 실시의 형태로서의 액체 광학 소자(10)의 전 체 구성을 도시하는 단면도이다. 액체 광학 소자(10)는, 제어부(20)와 접속되고, 정전적인 젖음성을 제어함으로써 내포하는 극성 액체(16)(후술)의 변형 및 변위를 발생시키고, 그 현상에 의해 스스로를 투과한 투과광의 광량을 제어하는, 이른바 일렉트로 웨팅 소자이다. 액체 광학 소자(10)는, 복수의 셀 영역(Z)이 어레이형상으로 배치된 것이다. 또한, 도 1에서는 3개의 셀 영역(Z)을 나타내고 있지만, 그 수는 이것으로 한정되지 않는다. 도 2의 A에, 도 1에 도시한 액체 광학 소자(10)중의 임의의 셀 영역(Z)을 확대하여 도시한다. 또한, 도 2의 B에, 도 2의 A에 대응하는 평면 구성을 도시한다. 도 2의 B에 도시한 바와 같이, 각 셀 영역(Z)은, 예를 들면 정사각형을 이루고 있다. 또한, 도 2의 B에서는, 후술하는 소수성 절연막(13), 무극성 액체(15), 극성 액체(16), 상부 전극(17), 상부 기판(18), 측벽(19) 등의 각 구성 요소에 관한 도시를 생략하고 있다.
액체 광학 소자(10)는, 하부 기판(11)과, 이 하부 기판(11)에 선택적으로 마련된 하부 전극(12)과, 하부 기판(11) 및 하부 전극(12)을 덮는 소수성 절연막(13)과, 격벽(14)과, 무극성 액체(15)와, 극성 액체(16)와, 상부 전극(17)과, 상부 기판(18)과, 측벽(19)을 갖고 있다.
하부 기판(11) 및 상부 기판(18)은, 측벽(19)에 의해 지지되어 대향하도록 배치되고, 예를 들면 유리나 투명한 플라스틱 등, 가시광을 투과하는 투명한 절연 재료에 의해 구성된다.
하부 전극(12) 및 상부 전극(17)은, 예를 들면 산화 인듐 주석(ITO : Indium Tin Oxide)이나 산화 아연(ZnO) 등의 투명한 도전 재료에 의해 구성된다. 하부 전 극(12) 및 상부 전극(17)은 제어부(20)와 접속되어 있다. 하부 전극(12)에는, 셀 영역(Z)마다 개구(12K)가 마련되어 있다. 개구(12K)는, 예를 들면 셀 영역(Z)과 상사형(여기서는 정사각형)을 하고 있고, 그 중심 위치가 셀 영역(Z)의 중심 위치와 일치하고 있는 것이 바람직하다.
소수성 절연막(13)은, 극성 액체(16)에 대해 소수성(발수성)을 나타낸다, 보다 엄밀하게는 무전계하(無電界下)에서 무극성 액체(15)에 친화성을 나타냄과 함께, 전기적 절연성에 우수한 성질을 갖는 재료에 의해 구성된다. 구체적으로는, 불소계의 고분자인 폴리불화 비닐리덴(PVdF)이나 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 들 수 있다. 단, 하부 전극(12)과 상부 전극(17)과의 전기적 절연성을 보다 높이는 것을 목적으로 하여, 하부 전극(12)과 소수성 절연막(13) 사이에 예를 들면 스핀·온·글라스(SOG) 등으로 이루어지는 다른 절연막을 마련하도록 하여도 좋다.
격벽(14)은, 광이 투과한 단위 영역이 되는 셀 영역(Z)을 획정(劃定)하는 것이고, 소수성 절연막(13)에 세우도록 마련되어 있다. 격벽(14)에 의해 구획된 셀 영역(Z)에는, 무극성 액체(15)가 보존되어 있다. 즉, 무극성 액체(15)는, 격벽(14)에 의해 이웃하는 다른 셀 영역(Z)으로 이동(유출)하지 않도록 되어 있다. 격벽(14)은, 극성 액체(16)에 대해 친수성을 나타냄과 함께, 무극성 액체(15) 및 극성 액체(16)에 용해 등 하지 않는 재료, 예를 들면, 에폭시계 수지나 아크릴계 수지 등에 의해 구성되는 것이 바람직하다. 또는, 격벽(14)의 표면이, 상기 재료로 이루어지는 피막에 의해 덮인 것으로 하는 것이 바람직하다. 그와 같이 함으로써, 무극성 액체(15)의 형상을 안정화될 수 있는데다가, 무극성 액체(15)의 유출을 보 다 확실하게 회피할 수 있기 때문이다.
무극성 액체(15)는, 거의 극성을 갖지 않고, 또한, 전기 절연성을 나타내는 액체 재료이고, 예를 들면 데칸, 도데칸, 헥사데칸 또는 운데칸 등의 탄화 수소계 재료 외에, 실리콘 오일 등이 알맞다. 이 무극성 액체(15)에 대해 전압을 인가한 경우, 그 직접적인 영향이 소수성 절연막(13)에 대한 젖음성에 미치는 것은 거의 없다. 이 무극성 액체(15)는, 하부 전극(12)과 상부 전극(17) 사이에 전압을 인가하지 않은 경우에 있어서, 각 셀 영역(Z)에 있어서의 소수성 절연막(13)의 표면을 전부 덮을 정도로 충분한 용량을 갖고 있는 것이 바람직하다.
한편, 극성 액체(16)는, 극성을 갖는 액체 재료이고, 예를 들면 물 외에, 염화 칼륨이나 염화 나트륨 등의 전해질을 용해시킨 수용액이 알맞다. 이 극성 액체(16)에 전압을 인가하면, 소수성 절연막(13)에 대한 젖음성(극성 액체(16)와 소수성 절연막(13)과의 접촉각)이 비교적 크게 변화한다.
이처럼 소수성 절연막(13)과 상부 전극(17) 사이에 봉입된 무극성 액체(15) 및 극성 액체(16)는, 서로 혼재하는 일 없이 분리하고, 2개의 층을 형성한다. 또한, 본 실시의 형태에서는, 극성 액체(16)는 투명한 한편, 무극성 액체(15)는 소정의 파장광(예를 들면 가시광)을 흡수하는 안료나 염료에 의해 착색되어 불투명하게 되어 있다.
측벽(19)은, 하부 기판(11) 및 상부 기판(18)과 함께 무극성 액체(15) 및 극성 액체(16)를 밀봉하는 것이고, 예를 들면 하부 기판(11) 및 상부 기판(18)과 동종의 재료에 의해 구성된다.
제어부(20)는, 액체 광학 소자(10)에 대한 구동 제어를 행하는 것이다. 제어부(20)에는, 스위치(21)와 전원(22)이 마련되어 있다. 스위치(21)는, 그 한쪽의 단자가 금속 배선에 의해 상부 전극(17)과 접속되고, 다른쪽의 단자가 금속 배선에 의해 전원(22)을 통하여 하부 전극(12)과 접속되어 있다. 스위치(21)는, 양 단자 사이를 전기적으로 접속하는 온 상태와, 양 단자 사이를 전기적으로 절단하는 오프 상태의 2개의 상태가 선택 가능한 것이다. 전원(22)은, 전압의 크기를 소정 범위 내에서 변화시킬 수 있고, 또한, 임의로 설정 가능한 것이다. 따라서 제어부(20)는, 스위치(21)의 조작(온 상태 및 오프 상태를 선택하는 조작)과, 전원(22)의 전압 제어에 의해, 하부 전극(12)과 상부 전극(17) 사이에 소정의 전압을 인가할 수 있도록 되어 있다.
다음에, 도 3을 참조하여, 상기한 바와 같이 구성된 액체 광학 소자(10)의 동작에 관해 설명한다.
우선, 제어부(20)에서 스위치(21)를 오프 상태로 하여, 하부 전극(12)과 상부 전극(17) 사이에 전압을 인가하지 않은 경우에는, 예를 들면 도 3의 A에 도시한 바와 같이, 무극성 액체(15)가 각 셀 영역(Z)의 전체를 덮도록 퍼진 상태가 된다. 그 때문에, 착색된 무극성 액체(15)에 의해, 예를 들면 하부 기판(11)의 측에서 조사된 외부로부터의 광(L)이 차단되고, 반대측으로는 광(L)이 누설되지 않는 상태가 된다. 한편, 제어부(20)에서 스위치(21)를 온 상태로 하여, 하부 전극(12)과 상부 전극(17) 사이에 전압을 인가한 경우에는, 예를 들면 도 3의 B에 도시한 바와 같이, 극성 액체(16)가 소수성 절연막(13)과 접촉하게 되고, 무극성 액체(15)가 각 셀 영역(Z)중, 하부 전극(12)의 개구(12K)에 상당하는 영역(α)에 모인 상태가 된다. 그 때문에, 예를 들면 하부 기판(11)의 측에서 조사된 외부로부터의 광(L)중, 영역(α)에 입사하는 일부(광(L1))가 무극성 액체(15)에 의해 진행이 차단되는 한편, 영역(β)에 입사하는 나머지 부분(광(L2))은 반대측(상부 기판(18)측)으로 투과하게 된다. 이와 같은 무극성 액체(15)의 거동은, 전압 인가에 의해, 극성 액체(16)와 소수성 절연막(13)과의 젖음성이 변화하는 것에 기인한다. 상세하게는, 하부 전극(12)과 상부 전극(17) 사이에 전압을 인가한 경우, 소수성 절연막(13)의 표면중의 적층 방향에 있어서 하부 전극(12)과 대응하는 영역(β)에 전하가 축적되기 때문에, 그 전하가 축적된 영역(전하 발생 영역)(β)에서는 전하의 쿠론력에 의해 극성을 갖는 극성 액체(16)가 소수성 절연막(13)으로 끌어당겨진다. 즉, 영역(β)에서는, 소수성 절연막(13)에 대한 극성 액체(16)의 젖음성(접촉각)이 변화한다(극성 액체(16)에 대한 소수성이 약해진다). 그 때문에, 무극성 액체(15)는, 극성 액체(16)에 의해 전하 발생 영역(β)으로부터 배제되도록 이동(변형)하고, 결과로서 전하 불발생 영역인 하부 전극(12)의 개구(12K)에 상당하는 영역(α)에 모이게 된다.
그런데, 배경 기술에서 예시한 특허 문헌 1의 구조에서는, 도 28의 A 및 도 28의 B에 도시한 바와 같이 하부 전극(112)이 셀 영역(Z)의 전면(全面)에 걸쳐서 퍼져 있기 때문에, 하부 전극(112)과 상부 전극(17) 사이에 전압을 인가하면 셀 영역(Z)에서 소수성 절연막(13)의 전면에 걸쳐서 전하가 축적되게 되고, 변형한 무극성 액체(115)가 모이는 위치가 1개소로 정해지지 않고, 그 형상도 불안정하게 된 다. 또한, 경우에 따라서는, 도 28의 C에 도시한 바와 같이 무극성 액체(115)가 복수의 개소에 분산되는 일도 있을 수 있다. 따라서 이러한 경우에는, 전압 인가 조작에 대한 응답(무극성 액체(115)의 변형)의 지연을 초래하는데다가, 인가 전압과 투과율과의 관계에 있어서의 히스테리시스의 발현에 의해 투과광량이 불안정하게 되기 때문에 바람직하지 않다.
이에 대해, 본 실시의 형태에서는, 무극성 액체(15)가 항상 일정한 개소(하부 전극(12)의 개구(12K)에 상당하는 영역(α))에 모이도록 이동하기 때문에, 전압 변화에 대해 보다 짧은 경로(徑路)에의 변형이 되고, 높은 응답성을 얻을 수 있게 된다. 게다가, 상기한 바와 같은 히스테리시스의 발현도 억제된다.
또한, 도 3의 B에서는, 최대의 투과율(최대의 개구율)을 얻을 수 있는 상태를 나타내고 있지만, 인가 전압을 조정함으로써 무극성 액체(15)의 크기를 제어하여, 임의의 투과광 강도를 얻는 것도 가능하다. 그 경우, 무극성 액체(15)는 영역(α)을 중심으로 하여 치수가 증감하게 된다.
이와 같이, 본 실시의 형태의 액체 광학 소자(10)에서는, 소수성 절연막(13)으로 덮인 하부 전극(12)의 일부에 개구(12K)를 마련하고, 셀 영역(Z)에, 전압 인가시에 있어서 소수성 절연막(13)의 표면에 전하가 축적되는 영역(β)과 전하가 축적되지 않는 영역(α)을 형성하도록 하였기 때문에, 간소한 구성이면서, 높은 응답 속도를 발휘하고, 또한, 투과광 강도가 안정된 제어가 가능하게 된다. 특히, 개구(12K)의 중심 위치를 셀 영역(Z)의 중심 위치와 일치시키고, 전하 불발생 영역(영역(α))을 셀 영역(Z)의 중앙에 마련하도록 하였기 때문에, 전압 인가시에 있어 서의 무극성 액체(15)의 평균의 이동 거리가 최단으로 되어, 응답 속도를 한층더 향상시킬 수 있다.
다음에, 액체 광학 소자(10)의 제조 방법에 관해, 도 4에 도시한 플로우 차트와 함께 도 5 내지 도 10에 도시한 단면 모식도를 참조하여 설명한다.
우선, 도 5에 도시한 바와 같이 유리나 플라스틱 등의 투명한 절연 재료로 이루어지는 하부 기판(11)을 준비하고, 그 하부 기판(11)의 위에, ITO 등을 사용하여, 복수의 개구(12K)를 갖는 하부 전극(12)을 형성한다(스텝 S101). 구체적으로는, 하부 기판(11)을 전면에 걸쳐서 ITO막으로 덮은 후, 예를 들면 포토 리소그래피 법에 의해 ITO막의 패터닝을 행함으로써, 셀 영역(Z)마다 개구(12K)를 형성하도록 한다. 마찬가지로 하여, 도 6에 도시한 바와 같이 상부 기판(18)의 위에 상부 전극(17)을 형성한다(스텝 S102). 단, 상부 전극(17)에는 개구를 마련할 필요는 없다.
계속해서, 하부 전극(12)을 형성한 하부 기판(11)을 세정한 후, 스핀 코팅법이나 딥 코팅법 등의 습식법, 또는 증착법 등의 건식법에 의해, 도 7에 도시한 바와 같이 하부 기판(11) 및 하부 전극(12)을 덮도록 소수성 절연막(13)을 형성한다(스텝 S103). 이 때, 소수성 절연막(13)의 표면이 평탄하게 되는 두께로 하는 것이 바람직하다. 그 후, 필요에 따라, 소수성 절연막(13)의 표면 처리(자외선/오존 처리나 산소 플라즈마이징 처리)나, 소수성 절연막(13)의 표면에의 계면활성제의 도포를 행하도록 하여도 좋다.
소수성 절연막(13)을 형성한 후, 도 8에 도시한 바와 같이, 그 위에 세우도 록 격벽(14)을 형성한다(스텝 S104). 구체적으로는, 예를 들면 스핀 코팅법에 의해, 흑색의 안료 또는 색소를 함유하는 수지를, 소수성 절연막(13)의 위에 균일하게 도포한 후, 도 2의 B에 도시한 패턴 형상이 되도록 패터닝한다. 또한, 도시하지 않지만, 격벽(14)은, 입사광을 차단하고, 블랙 매트릭스로서 기능하는 하층 부분과, 투명한 수지로 이루어지는 상층 부분의 2층 구조로 하여도 좋다. 격벽(14)을 형성한 후, 필요에 따라, 그 표면 처리(자외선/오존 처리나 산소 플라즈마이징 처리)를 행하도록 하여도 좋다. 또한, 격벽(14)의 표면에, 극성 액체(16)에 대해 친수성을 나타내는 피막을 도포하도록 하여도 좋다.
계속해서 도 9에 도시한 바와 같이, 무극성 액체(15)를, 격벽(14)으로 구획된 각 셀 영역(Z)에서의 소수성 절연막(13)의 표면에 도포한다(스텝 S105). 또한, 도 10에 도시한 바와 같이, 스텝 S102에서 제작한 상부 전극(17)을 형성한 상부 기판(18)을 세정한 후, 하부 기판(11)과 상부 기판(18)이 일정한 간격이 되도록 측벽(19)을 통하여 대향 배치한다. 그 후, 소수성 절연막(13), 측벽(19), 상부 전극(17)으로 둘러싸인 공간에 소정의 주입구(도시 생략)로부터 극성 액체(16)를 충전하고, 주입구를 밀봉(封止)한다(스텝 S106). 이상의 순서에 의해, 응답성에 우수한 액체 광학 소자(10)를 간편하게 제조할 수 있다.
(제 1의 변형예)
도 11의 A는, 본 실시의 형태에서의 제 1의 변형예로서의 액체 광학 소자(10A)를 도시하는 것이고, 도 2의 B에 대응하는 평면 구성을 도시하고 있다. 이 액체 광학 소자(10A)는, 하부 전극(12)의 개구(12K)가 원형을 이루고 있는 것을 제 외하고, 다른 것은 도 2 등에 도시한 액체 광학 소자(10)와 같은 구성을 갖고 있다.
액체 광학 소자(10A)에서는, 개구(12K)의 형상을 원형으로 하였기 때문에, 하부 전극(12)과 상부 전극(17) 사이에 전압을 인가하면, 개구(12K)에 대응하는 영역(전하 불발생 영역)에 무극성 액체(15)가 모이게 된다. 이 경우, 무극성 액체(15)의 표면장력의 편차가 저감되고, 보다 안정되고 스스로의 형상을 유지할 수 있다고 생각된다. 이 때문에, 정사각형의 개구(12K)를 갖는 액체 광학 소자(10)와 비교하면, 히스테리시스가 보다 저감되는데다가, 응답 속도의 더한층의 향상도 예상된다.
(제 2의 변형예)
도 11의 B는, 본 실시의 형태에서의 제 2의 변형예로서의 액체 광학 소자(10B)를 도시하는 것이고, 도 2의 B에 대응하는 평면 구성을 도시하고 있다. 이 액체 광학 소자(10B)는, 하부 전극(12)의 개구(12K) 및 셀 영역(Z)이 함께 원형을 이루고 있는 것을 제외하고, 다른 것은 도 2 등에 도시한 액체 광학 소자(10)와 같은 구성을 갖고 있다.
액체 광학 소자(10B)에서는, 개구(12K)의 형상을 원형으로 함과 함께, 그것을 둘러싸는 격벽(14)도 원형으로 하였기 때문에, 하부 전극(12)과 상부 전극(17) 사이에 전압을 인가하면, 응답 속도의 더한층의 향상 및 히스테리시스의 더한층의 저감을 기대할 수 있다.
(제 3의 변형예)
도 11의 C는, 본 실시의 형태에서의 제 3의 변형예로서의 액체 광학 소자(10B)를 도시하는 것이고, 도 2의 B에 대응하는 평면 구성을 도시하고 있다. 이 액체 광학 소자(10B)는, 하부 전극(12)의 개구(12K)가 원형을 이룸과 함께 셀 영역(Z)이 육각형을 이루고 있는 것을 제외하고, 다른 것은 도 2 등에 도시한 액체 광학 소자(10)와 같은 구성을 갖고 있다.
액체 광학 소자(10C)에서는, 개구(12K)의 형상을 원형으로 함과 함께, 그것을 둘러싸는 격벽(14)을 육각형으로 하였기 때문에, 하부 전극(12)과 상부 전극(17) 사이에 전압을 인가하면, 액체 광학 소자(10A)에 비하여 응답 속도의 향상 및 히스테리시스의 저감이 보다 한층 기대할 수 있는데다가, 액체 광학 소자(10B)에 비하여, 어레이형상으로 나열하는 셀 영역(Z) 사이의 간극이 생기지 않기 때문에, 개구율이 향상한다.
다음에, 상기한 본 실시의 형태에 있어서의 액체 광학 소자(10)의 구체적인 이용 예에 관해 설명한다.
도 12는, 본 실시의 형태에서의 액체 광학 소자(10)에 유사한 액체 광학 소자(40)(후술)를 탑재한 화상 표시 장치(30)의 개략 구성을 도시하는 블록도이다.
화상 표시 장치(30)는, 화상 표시가 이루어지는 화상 표시부(31)와, 화상 표시를 위한 광을 화상 표시부(31)를 향하여 조사하는 광원부(32)와, 화상 표시부(31)의 구동 제어를 행한 구동부(33)를 구비하고 있고, 광원부(32)로부터 사출된 광이 화상 표시부(31)를 투과하여 시청자에게 도달하도록 구성된 투과형의 디스플레이이다.
광원부(32)는, 이른바 백라이트라고 칭하여지는 화상 표시를 위한 광을 발하는 기구이고, 예를 들면, 열음극관이나 냉음극관, 또는 발광 다이오드 등을 갖는 것이다.
구동부(33)는, 외부로부터 공급되는 화상 정보(예를 들면 영상 신호)(J)에 의거하여 화상 표시부(31)의 동작을 제어하는 기구이다.
화상 표시부(31)는, 복수의 셀 영역(Z)이 어레이형상으로 배치된 액체 광학 소자(40)(도 12에는 도시 생략)를 포함하는 것이고, 광원부(32)와 대향하여 배치되어 있다. 화상 표시부(31)는, 구동부(33)로부터의 제어 신호(S)에 의거하여, 광원부(32)로부터의 입사광의 투과량을 제어함(사출광의 강도를 제어함)에 의해 영상 표시를 행하도록 되어 있다.
도 13에, 액체 광학 소자(40)의 단면 구성을 도시하고, 도 14에 액체 광학 소자(40)의 평면 구성을 도시한다. 여기서, 도 13은, 도 14에 도시한 XⅢ-XⅢ 절단선에 따른 단면에 대응하고 있다. 또한, 도 14에서는, 셀 영역(Z)이 3행×3열로 배치된 양상을 나타내고 있지만, 그 수는 이것으로 한정되는 것이 아니다. 액체 광학 소자(40)는, 기본적으로는 도 1 등의 액체 광학 소자(10)와 같은 구성이다. 단, 하부 전극(12)이 복수로 분할되어 셀 영역(Z)마다 배치되고, 서로 절연되어 있다. 또한, 액체 광학 소자(40)의 하부 기판(11)에는, 복수의 구동 소자(박막 트랜지스터 등)(41)가 셀 영역(Z)마다 마련되어 있음과 함께, 그들의 구동 소자(41)를 개별적으로 구동시키기 위한, 구동부(33)와 접속된 도시하지 않은 신호선 쌍(예를 들면 게이트선 및 데이터선)이 마련되어 있다. 또한, 하부 전극(12)은 구동 소자(41)의 일단과 접속됨과 함께, 상부 전극(17)은 일정한 전위로 유지되어 있다. 즉, 하부 전극(12)과 상부 전극(17) 사이에 셀 영역(Z)마다 전압을 인가함으로써, 셀 영역(Z)마다 광원부(32)로부터의 입사광의 투과량을 제어할 수 있도록 되어 있다. 또한, 구동 소자(41)나 신호선 쌍은, 액체 광학 소자(40)의 하부 기판(11)과는 별도의 기판에 마련하고, 화상 표시부(31)에 조립하도록 하여도 좋다. 또한, 극성 액체(16)는 투명한 한편, 무극성 액체(15)는 흑색의 안료나 염료에 의해 착색되어 있다. 여기서, 광원부(32)로부터의 입사광이 예를 들면 하부 기판(11)의 측에서 입사하도록, 화상 표시부(31)와 광원부(32)의 배치가 이루어져 있다.
이와 같은 액체 광학 소자(40)를 포함한 화상 표시 장치(30)에서는, 구동부(33)에 소정의 화상 정보(J)를 입력하고, 구동부(33)로부터 제어 신호(S)를 화상 표시부(31)에 송신함으로써, 셀 영역(Z)마다 전압의 인가가 행하여진다. 예를 들면 도 15에 도시한 바와 같이, 3개의 셀 영역(Z1 내지 Z3)중 셀 영역(Z1, Z3)에 대응하는 상부 전극(17) 및 하부 전극(12) 사이에만 전압을 인가하여, 무극성 액체(15)를 변형시킴으로써, 광원부(32)로부터 광(L)을 조사하면 셀 영역(Z1, Z3)(중의 영역(β))만으로부터 투과광(Lout)을 취출할 수 있다. 그 결과, 예를 들면 광원부(32)가 백색광을 사출하는 경우, 셀 영역(Z1, Z3)에 대응하는 부분이 백색으로서 표현되고, 한편, 셀 영역(Z2)에 대응하는 부분이 흑색으로서 표현된다. 따라서 액체 광학 소자(40) 전체로서 2치 화상이 표시되게 된다. 여기서, 극성 액체(16) 및 무극성 액체(15)의 거동은, 액체 광학 소자(10)와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.
또한, 화상 표시 장치(30)에서는, 상부 전극(17)과 하부 전극(12) 사이에 인가하는 전압의 크기를 임의 또는 다단계로 제어하는 등으로, 각 셀 영역(Z)의 투과광의 강도를 임의 또는 다단계로 제어함으로써 계조 표현을 행할 수도 있다.
또한, 각 셀 영역(Z)에서의 무극성 액체(15)를, 흑색이 아니라, 각각 적색(R), 녹색(G) 또는 청색(B)의 어느 하나로 착색하고, 광원부(32)로부터의 입사광중, 각각 같은 색의 색만을 투과하도록 함으로써, 컬러 화상을 화상 표시부(31)에 표시시킬 수도 있다. 또는, 예를 들면 상부 기판(18)과 상부 전극(17) 사이에 컬러 필터를 마련함으로써 컬러 화상의 표시를 행하도록 하여도 좋다.
본 실시의 형태의 화상 표시 장치(30)에서는, 액체 광학 소자(40)에 있어서, 각 셀 영역(Z)에, 전압 인가시에 있어서 소수성 절연막(13)의 표면에 전하가 축적되는 영역(β)과 전하가 축적되지 않는 영역(α)을 형성하도록 하였기 때문에, 간소한 구성이면서, 높은 응답 속도를 발휘하고, 또한, 투과광 강도의 고정밀한 제어가 가능하게 된다. 따라서 더욱 고정밀한 계조 표현이 가능하게 된다.
(제 4의 변형예)
여기서, 본 실시의 형태에서의 제 4의 변형예로서, 화상 표시 장치(30)에 적용 가능한 액체 광학 소자(40A)에 관해 설명한다. 도 16은, 액체 광학 소자(40A)의 평면 구성을 도시하고 있다. 도 16에 도시한 바와 같이, 액체 광학 소자(40A)는, 구동 소자(41)를 셀 영역(Z)의 구석에 배치함과 함께, 그것과 대응하는 위치에 하부 전극(12)의 노치(12K1)를 마련하도록 한 것이다. 이 액체 광학 소자(40A)에서는, 도 13에 도시한 액체 광학 소자(40)(셀 영역(Z)의 중앙에 개구(12K)를 마련하 도록 한 것)와 비교하여 응답 속도의 점에서 불리하지만, 입사광이 구동 소자(41)의 영향을 받는 일 없이, 즉 감쇠하거나 일부가 산란하거나 하는 일 없이 투과광으로서 사출되게 된다. 따라서 액체 광학 소자(40)에 비하여 개구율을 향상시킬 수 있는데다가, 투과율의 안정성도 예상된다. 따라서, 이 액체 광학 소자(40A)를 이용한 화상 표시 장치(30)에 의하면, 고휘도의 화상 표시가 가능해지고, 또한, 한층 더 고정밀한 계조 표현이 가능하게 된다.
또한, 도 17에 도시한 제 5의 변형예로서의 액체 광학 소자(40B)를 화상 표시부(31)에 이용하도록 하여도 좋다. 액체 광학 소자(40B)는, 윤곽에 곡선부를 포함하는(사각형이 아닌 부채꼴의) 노치(12K2)를 갖는 점이 도 16의 액체 광학 소자(40A)와 다르다. 이렇게 함으로써, 액체 광학 소자(40A)보다도 응답 속도에 우수한 것이 된다.
[실시예]
이하, 본 발명의 구체적인 실시예에 관해 설명한다.
실시예 1-1 내지 1-4로서, 도 1 내지 도 3에 도시한 액체 광학 소자(10)를, 각각 표 1(후술)에 표시한 바와 같이 개구 점유율, 즉, 셀 영역(Z)의 면적에 대한 개구(12K)의 면적의 비(개구(12K)의 면적/셀 영역(Z)의 면적)를 바꾸어서 제작하였다. 여기서는, 셀 영역(Z) 및 개구(12K)의 쌍방을 정사각형으로 하고, 그것들을 서로의 중심 위치가 일치하도록 제작하였다. 하부 기판(11) 및 상부 기판(18)으로서 유리 기판을 이용하고, 하부 전극(12) 및 상부 전극(17)으로서, ITO를 사용하였다. 또한, 소수성 절연막(13)은, 테플론 AF(듀폰사제)를 사용하여 형성하고, 격벽(14) 은, 블랙 레지스트(신닛테쓰화학사제, 알칼리 현상형 블랙 레지스트 잉크 NSBK)를 사용하여 형성하였다. 또한, 무극성 액체(15)로서 카본 블랙을 도데칸에 분산한 것을 사용하고, 극성 액체(16)로서 물을 사용하였다. 또한, 격벽(14)의 폭은 모두 5㎛로 하고, 하부 전극(12)과 상부 전극(17)의 간격은 100㎛로 하였다.
또한, 실시예 1-5 내지 1-8로서, 도 11의 A에 도시한 액체 광학 소자(10A)를, 각각 표 1에 표시한 바와 같이 개구 점유율(셀 영역 전체중, 개구가 차지하는 영역의 비율)을 바꾸어서 제작하였다. 다른 조건은 각각 실시예 1-1 내지 1-4와 마찬가지로 하였다.
또한, 실시예 1-9 내지 1-11로서, 셀 영역(Z)의 치수를 변경한(작게 한) 것을 제외하고, 다른 것은 각각 실시예 1-5 내지 1-7과 마찬가지로 하여 액체 광학 소자(10A)를 제작하였다.
또한, 실시예 1-12 내지 1-14로서, 셀 영역(Z)의 형상을 사각형(직사각형)으로 함과 함께 개구(12K)의 형상을 원형으로 한 것을 제외하고, 다른 것은 각각 실시예 1-1 내지 1-3과 마찬가지로 하여 액체 광학 소자를 제작하였다.
실시예 1-1 내지 1-14에 대응하는 비교예 1 내지 1으로서, 하부 전극(12)에 개구를 마련하지 않은 것을 제외하고, 다른 것은 실시예 1-1 내지 1-8, 1-9 내지 1-11, 1-12 내지 1-14와 각각 마찬가지로 하여 액체 광학 소자를 제작하였다.
상기 각 실시예 및 비교예에 관해, 투과율의 인가 전압 의존성에 관해 조사(調査)하고, 응답 시간(TON, TOFF), 및 투과율의 히스테리시스(Vhys)를 산출하였다. 그 결과를 표 1 및 도 18 내지 도 21에 정리하여 나타낸다. 응답 시간(TON)은, 무극성 액체(15)의 변형에 의해 투과율이 10%로부터 90%까지 상승하는데 필요로 하는 시간이고, 응답 시간(TOFF)은, 무극성 액체(15)의 변형에 의해 투과율이 90%로부터 10%까지 저하하는데 필요로 하는 시간이다. 또한, 히스테리시스(Vhys)는, 도 29에 도시한 투과율과 인가 전압과의 관계를 나타내는 투과율-전압 곡선에 있어서, 같은 투과율을 나타내는 2점 사이의 전압의 차분(差分)을 의미한다. 또한, 도 29는, 비교예 1-1에 대응하는 투과율-전압 곡선이다. 도 29에서, 횡축이 인가 전압(임의 단위)을 나타내고, 종축이 투과율(%)을 나타낸다.
[표 1]
셀영역(Z)의 형상: 정사각형 또는 직사각형
셀영역(Z) 개구 응답시간 히스테리시스(Vhys)
길이 폭 형상 점유율 (%) Ton Toff
실시예1-1 1 1 정사각형 10 0.9 2.6 0.89
실시예1-2 1 1 정사각형 15 0.8 2.5 0.52
실시예1-3 1 1 정사각형 20 0.8 2.5 0.36
실시예1-4 1 1 정사각형 25 0.8 2.5 0.36
실시예1-5 1 1 원형 10 0.9 2.6 0.83
실시예1-6 1 1 원형 15 0.8 2.3 0.48
실시예1-7 1 1 원형 20 0.8 2.2 0.31
실시예1-8 1 1 원형 25 0.8 2.2 0.24
실시예1-9 0.49 0.49 원형 10 0.5 1.3 0.48
실시예1-10 0.49 0.49 원형 15 0.4 1.2 0.29
실시예1-11 0.49 0.49 원형 20 0.4 1.2 0.10
실시예1-12 0.32 1 원형 10 1.1 2.5 0.95
실시예1-13 0.32 1 원형 15 1 2 0.71
실시예1-14 0.32 1 원형 20 0.8 1.4 0.67
비교예1 1 1 - - 1 2.8 1
비교예2 0.49 0.49 - - 0.5 1.4 0.76
비교예3 0.32 1 - - 1.1 2.8 1.00
표 1에서, 셀 영역(Z)의 치수, 응답 시간(TON) 및 히스테리시스(Vhys)는, 모두 비교예 1을 기준으로 하여 규격화한 값을 나타낸다. 또한, 응답 시간(TOFF)은, 비교예 1에서의 응답 시간(TON)을 기준으로 한 값을 나타낸다.
표 1 및 도 18 내지 도 21에 도시한 바와 같이, 셀 영역(Z)의 치수가 동일하면, 본 실시예와 같이 하부 전극(12)에 개구(12K)를 마련함으로써, 개구를 갖지 않은 비교예와 동등 이하의 응답 시간(TON, TOFF)으로 하면서, 히스테리시스(Vhys)를 저감 가능한 것이 확인되었다. 특히, 실시예 1-1 내지 1-4(도 18)와, 실시예 1-5 내지 1-8(도 19)과의 비교로부터, 개구(12K)의 형상이 정사각형보다도 원형인 쪽이, 응답 시간(TON, TOFF) 및 히스테리시스(Vhys)의 저감에 보다 효과적이다. 또한, 실시예 1-1 내지 1-4(도 18)와, 실시예 1-12 내지 1-14(도 21)와의 비교로부터, 개구(12K)의 형상이 직사각형보다도 정사각형인 쪽이, 보다 바람직하다고 말할 수 있다. 또한, 개구 점유율이 클수록 응답 시간(TON, TOFF) 및 히스테리시스(Vhys)가 저감되는 경향에 있지만, 20% 이상이 되면, 응답 시간(TON, TOFF)에 대해서는 거의 일정하게 된다고 생각된다. 또한, 개구 점유율이 극단적으로 커지면 개구율이 저하되는 것으로 되기 때문에, 그 점에서는 개구 점유율을 최소 한도로 멈추는 것이 바람직하다. 또한, 개구 점유율이 10% 미만에서는, 응답 시간(TON, TOFF) 및 히스테리시스(Vhys)의 개선 효과가 나타나기 어렵고. 이렇게 했기 때문에, 개구(12K)는 원형, 또는 원형에 가까운 형상으로 하고, 10% 이상 20% 이하의 개구 점유율로 하는 것이 보다 바람직하다고 생각된다.
다음에, 실시예 2-1 내지 2-4로서, 도 16에 도시한 액체 광학 소자(40A)를, 각각 표 2(후술)에 표시한 바와 같이 노치 점유율(셀 영역 전체중, 노치가 차지하는 영역의 비율)을 바꾸어서 제작하였다. 여기서는, 셀 영역(Z) 및 노치(12K1)의 쌍방을 정사각형으로 하고, 노치(12K1)를 셀 영역(Z)의 구석에 배치하도록 제작하였다. 다른 조건에 관해서는 실시예 1-1과 마찬가지로 하였다.
또한, 실시예 2-5 내지 2-8로서, 도 17에 도시한 액체 광학 소자(40B)를, 각각 표 2에 표시한 바와 같이 노치 점유율을 바꾸어서 제작하였다. 다른 조건은 각각 실시예 2-1 내지 2-4와 마찬가지로 하였다.
또한, 실시예 2-9 내지 2-12로서, 셀 영역(Z)의 치수를 변경한(작게 한) 것을 제외하고, 다른 것은 각각 실시예 2-5 내지 2-8과 마찬가지로 하여 액체 광학 소자(40B)를 제작하였다.
또한, 실시예 2-13, 2-14로서, 셀 영역(Z)의 형상을 사각형(직사각형)으로 함과 함께 노치(12K1)의 형상을 정사각형(실시예 2-13) 또는 직사각형(실시예 2-14)으로 한 것을 제외하고, 다른 것은 각각 실시예 2-1 등과 마찬가지로 하여 액체 광학 소자를 제작하였다. 노치 점유율은, 모두 2.5%로 하였다. 단, 실시예 2-14에서는, 노치(12K1)에서의 종방향의 치수와 횡방향의 치수와의 비율을 1 : 3으로 하였다.
상기 실시예 2-1 내지 2-14에 관해서도, 실시예 1-1 내지 1-14와 마찬가지로 하여, 투과율의 인가 전압 의존성에 관해 조사하고, 응답 시간(TON, TOFF), 및 투과율의 히스테리시스(Vhys)를 산출하였다. 그 결과를 표 2 및 도 22 내지 도 25에 정리하여 나타낸다.
[표 2]
셀영역(Z)의 형상: 정사각형 또는 직사각형
셀영역(Z) 노치 응답시간 히스테리시스(Vhys)
길이 폭 형상 점유율 (%) Ton Toff
실시예2-1 1 1 정사각형 5 1.1 2.8 0.90
실시예2-2 1 1 정사각형 10 1.1 2.7 0.76
실시예2-3 1 1 정사각형 15 1.1 2.7 0.60
실시예2-4 1 1 정사각형 25 0.9 2.6 0.36
실시예2-5 1 1 부채꼴 5 1.1 2.4 0.86
실시예2-6 1 1 부채꼴 10 1.1 2.3 0.71
실시예2-7 1 1 부채꼴 15 1.1 2.3 0.52
실시예2-8 1 1 부채꼴 25 0.9 2.2 0.29
실시예2-9 0.49 0.49 부채꼴 5 0.5 1.3 0.67
실시예2-10 0.49 0.49 부채꼴 10 0.6 1.3 0.48
실시예2-11 0.49 0.49 부채꼴 15 0.5 1.3 0.29
실시예2-12 0.49 0.49 부채꼴 25 0.5 1.3 0.19
실시예2-13 0.32 1 정사각형 2.5 1.1 2.5 0.71
실시예2-14 0.32 1 직사각형 (1:3) 2.5 1.4 2.5 0.83
비교예1 1 1 - - 1 2.8 1
비교예2 0.49 0.49 - - 0.5 1.4 0.76
비교예3 0.32 1 - - 1.1 2.8 1.00
표 2에서, 셀 영역(Z)의 치수, 응답 시간(TON) 및 히스테리시스(Vhys)는, 모두 비교예 1을 기준으로 하여 규격화한 값을 나타낸다. 또한, 응답 시간(TOFF)은, 비교예 1에서의 응답 시간(TON)을 기준으로 한 값을 나타낸다.
표 2 및 도 22 내지 도 25에 도시한 바와 같이, 셀 영역(Z)의 치수가 동일하면, 본 실시예와 같이 하부 전극(12)에 노치(12K1)를 마련함으로써, 개구나 노치를 갖지 않는 비교예와 동등 이하의 응답 시간(TON, TOFF)으로 하면서, 히스테리시스(Vhys)를 저감 가능한 것을 확인할 수 있었다. 특히, 실시예 2-1 내지 2-4(도 22)와, 실시예 2-5 내지 2-8(도 23)과의 비교로부터, 노치의 형상이 정사각형보다도 부채꼴인 쪽이, 응답 시간(TON, TOFF) 및 히스테리시스(Vhys)의 저감에 보다 효과적이다. 또한, 실시예 2-13과 실시예 2-14(모두 도 25)와의 비교로부터, 노치(12K1)의 형상이 직사각형보다도 정사각형인 쪽이, 보다 바람직하다고 말할 수 있다. 또한, 노치 점유율이 클수록 응답 시간(TON, TOFF) 및 히스테리시스(Vhys)가 저감되는 경향에 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 개구(12K)를 셀 영역(Z)의 중앙부에 마련한 실시예 1-1 내지 1-14와 달리, 노치 점유율이 5%라도, 응답 시간(TON, TOFF) 및 히스테리시스(Vhys)의 개선 효과가 명확하게 나타났다.
이상, 몇가지의 실시의 형태를 들어서 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 이들의 실시의 형태 등으로 한정되지 않고, 여러가지의 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시의 형태에서는, 하나의 셀 영역에 대응하는 하부 전극을 하나 배치하도록 하였지만, 분할된 복수의 하부 전극을 배치하도록 하여도 좋다. 구체적으로는, 도 26의 A에 도시한 액체 광학 소자(10D)와 같이, 개구(12K)를 둘러싸도록 동심형상으로 배치되고, 또한 서로 절연된 복수의 전극 패턴(12A 내지 12C)을 하부 전극으로서 구성하도록 하여도 좋다. 또는, 도 26의 B에 도시한 액체 광학 소자(10E)와 같이, 셀 영역(Z)의 구석에 노치(12K2)를 마련하고, 노치(12K2)로부터 멀어지도록 임의의 거리마다 구획된 복수의 전극 패턴(12A 내지 12C)을 배치하도록 하여도 좋다. 이러한 경우, 각 전극 패턴(12A 내지 12C)에 대해 개별적으로 통전하도록 하면, 예를 들면 전극 패턴(12A)→전극 패턴(12B)→전극 패턴(12C)의 순서로 전압을 인가함으로써, 투과광의 강도에 관한 다단계의 조정을, 보다 고정밀도로 행할 수 있다. 따라서 이와 같은 복수로 분할된 하부 전극을 갖는 액체 광학 소자를 화상 표시 장치의 화상 표시부에 이용하면, 보다 고정밀한 계조 표현을 행할 수 있는 것으로 기대된다.
또한, 도 27에 도시한 바와 같이, 무극성 액체(15)가, 하부 전극(12)과 상부 전극(17) 사이에 전압을 인가한 때, 개구(12K)에 대응하는 영역(α)에서 소수성 절연막(13) 및 상부 전극(17)의 쌍방과 접하도록 되어 있어도 좋다. 그 경우, 예를 들면, 무극성 액체(15)를 투명하게 하여, 극성 액체(16)를 카본 블랙 등으로 착색하여 차광체로 하면, 전압을 인가하지 않은 경우에는 광(L)을 차단하는(도 27의 A) 한편, 소정의 전압을 인가한 때에 광(L)을 영역(α)에서 투과시킬(도 27의 B) 수 있는 광학 셔터로서 이용할 수 있다.
또한, 상기 실시의 형태에서는, 액체 광학 소자를 화상 표시 장치에 적용한 경우에 관해 설명하였지만, 본 발명의 용도는 이것으로 한정되는 것이 아니다. 예를 들면 광학 조리개 등, 다른 디바이스에도 응용 가능하다.
본 발명은 당업자에 의해 필요에 따라 다양하게 변형, 조합 및 대체가 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시의 형태에 관한 액체 광학 소자의 전체 구성을 도시하는 단면도.
도 2의 A 및 B는 도 1에 도시한 액체 광학 소자의 주요부 구성을 도시하는 단면도 및 평면도.
도 3의 A 및 B는 도 1에 도시한 액체 광학 소자의 동작을 설명하기 위한 개략도.
도 4는 도 1에 도시한 액체 광학 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우 차트.
도 5는 도 1의 액체 광학 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 단면 모식도.
도 6은 도 5에 계속되는 공정을 설명하기 위한 단면 모식도.
도 7은 도 6에 계속되는 공정을 설명하기 위한 단면 모식도.
도 8은 도 7에 계속되는 공정을 설명하기 위한 단면 모식도.
도 9는 도 8에 계속되는 공정을 설명하기 위한 단면 모식도.
도 10은 도 9에 계속되는 공정을 설명하기 위한 단면 모식도.
도 11의 A 내지 C는 본 발명의 한 실시의 형태에 관한 액체 광학 소자의 제 1 내지 제 3의 변형예를 도시하는 모식도.
도 12는 본 발명의 한 실시의 형태에 관한 액체 광학 소자를 갖는 화상 표시 장치의 전체 구성을 도시하는 블록도.
도 13은 도 12에 도시한 화상 표시 장치에 탑재된 액체 광학 소자의 전체 구 성을 도시하는 단면도.
도 14는 도 13에 도시한 액체 광학 소자의 평면 구성을 도시하는 개략도.
도 15는 도 13에 도시한 액체 광학 소자의 동작을 설명하기 위한 개략도.
도 16은 본 발명의 한 실시의 형태에 관한 액체 광학 소자의 제 4의 변형예를 도시하는 평면도.
도 17은 본 발명의 한 실시의 형태에 관한 액체 광학 소자의 제 5의 변형예를 도시하는 평면도.
도 18은 본 발명의 실시예 1-1 내지 1-4에서의 개구 점유율과 응답 시간 및 히스테리시스와의 관계의 한 예를 도시하는 특성도.
도 19는 본 발명의 실시예 1-5 내지 1-8에서의 개구 점유율과 응답 시간 및 히스테리시스와의 관계의 한 예를 도시하는 특성도.
도 20은 본 발명의 실시예 1-9 내지 1-11에서의 개구 점유율과 응답 시간 및 히스테리시스와의 관계의 한 예를 도시하는 특성도.
도 21은 본 발명의 실시예 1-12 내지 1-14에서의 개구 점유율과 응답 시간 및 히스테리시스와의 관계의 한 예를 도시하는 특성도.
도 22는 본 발명의 실시예 2-1 내지 2-4에서의 노치 점유율과 응답 시간 및 히스테리시스와의 관계의 한 예를 도시하는 특성도.
도 23은 본 발명의 실시예 2-5 내지 2-8에서의 노치 점유율과 응답 시간 및 히스테리시스와의 관계의 한 예를 도시하는 특성도.
도 24는 본 발명의 실시예 2-9 내지 2-12에서의 노치 점유율과 응답 시간 및 히스테리시스와의 관계의 한 예를 도시하는 특성도.
도 25는 본 발명의 실시예 2-13, 2-14에서의 노치 점유율과 응답 시간 및 히스테리시스와의 관계의 한 예를 도시하는 특성도.
도 26의 A 및 B는 본 발명의 한 실시의 형태에 관한 액체 광학 소자의 제 7 및 제 8의 변형예를 도시하는 평면도.
도 27의 A 및 B는 본 발명의 한 실시의 형태에 관한 액체 광학 소자의 제 9의 변형예를 도시하는 평면도.
28의 A 내지 C는 종래의 액체 광학 소자의 동작을 설명하기 위한 개략도.
29는 비교예로서의 액체 광학 소자에서의 투과율-전압 곡선.

Claims (9)

  1. 절연막;
    상기 절연막상에 세워 마련되고, 이 절연막상의 영역을 둘러싸는 벽구조체;
    상기 벽구조체가 마련된 측으로부터 상기 절연막의 대향측에 상기 절연막에 접하여 마련된 제 1의 전극;
    상기 제 1의 전극이 마련된 측으로부터 상기 절연막의 대향측에서, 상기 제 1의 전극과 대면하도록 배치된 제 2의 전극; 및
    상기 절연막과 상기 제 2의 전극 사이에 봉입되어 서로 분리된 상태를 유지하며, 한쪽이 투명하고 다른쪽이 불투명한 극성 액체 및 무극성 액체를 구비하고,
    상기 제 1 및 제 2의 전극의 적어도 한쪽이, 상기 벽구조체에 의해 둘러싸인 영역에 대응하는 영역에 개구 또는 노치를 갖는 것을 특징으로 하는 액체 광학 소자.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 절연막은, 무전계하에서 상기 무극성 액체에 친화성을 나타내는 것을 특징으로 하는 액체 광학 소자.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 개구는, 상기 벽구조체에 의해 둘러싸인 영역에 대응하는 영역에서, 상 기 제 1의 전극의 중앙부에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 광학 소자.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 노치는, 상기 벽구조체에 의해 둘러싸인 영역에 대응하는 영역에서, 상기 제 1의 전극의 코너부에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 광학 소자.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2의 전극 사이에 인가되는 전압을 제어하는 구동 소자를 구비하고,
    상기 구동 소자는, 상기 개구 또는 노치에 대응하는 위치에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 광학 소자.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2의 전극중의 적어도 한쪽은, 상기 개구 또는 노치 주위에 배치된, 동심형상의 복수의 전극으로 분할되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 광학 소자.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 극성 액체가 투명하고, 상기 무극성 액체가 불투명한 것을 특징으로 하는 액체 광학 소자.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 극성 액체가 불투명하고, 상기 무극성 액체가 투명하고, 또한,
    상기 제 1 및 제 2의 전극 사이에 전압을 인가한 때에 상기 극성 액체가 상기 절연막 및 상기 제 2의 전극의 쌍방에 접하는 것을 특징으로 하는 액체 광학 소자.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 격벽의 벽면은, 친수성을 나타내는 것을 특징으로 하는 액체 광학 소자.
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