KR970022396A - 편향 소자 및 그것을 이용한 투사형 표시 장치 - Google Patents

편향 소자 및 그것을 이용한 투사형 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 콘트라스트 비가 높고, 광의 이용 효율이 높은 스위칭을 행하는 것이다. 프리즘의 제2표면으로부터 입사한 광은 투광성 기판의 표면에서 반사하지 않고, 굴절율 물질층으로 유도된다. 굴절율 물질층의 굴절율의 관계를 선별함으로써, 입사한 광은 굴절율 물질층 계면에서 반사하는 광과, 상기 계면을 투과하는 광이 된다. 투과한 광은 절연성 기판 표면에 대해 각도 δ경사한 광 반사 전극의 표면에서 반사한다. 상기 계면에서 반사하는 광과 광 반사 전극의 표면에서 반사하는 광은 다른 방향으로 출사한다. 광 반사 전극과 투명 전극에 전압을 인가하여 가변 굴절율 물질층의 굴절율을 변화시킴으로써 상기 계면에서의 반사 광과 투과 광과의 광 강도를 조정할 수 있다.

Description

편향 소자 및 그것을 이용한 투사형 표시 장치
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명의 제1실시 형태인 편향 소자(1)의 구성을 도시하는 단면도.

Claims (26)

  1. 외부로부터 공급되는 에너지에 의존하지 않고 굴절율이 일정한 투광성 물질로 이루어지는 등방 굴절율 물질층; 외부로부터 공급되는 에너지에 의해 굴절율이 변화하는 투광성 물질로 이루어지는 가변 굴절율 물질층; 적어도 가변 굴절율 물질층을 개재하고, 상기 가변 굴절율 물질층에 에너지를 인가하는 한쌍의 에너지 전달 수단; 상기 등방 굴절율 물질층 및 가변 굴절율 물질층을 통과한 광을 반사하는 경사진 반사면을 갖는 광 반사층; 및 광 입사측의 최외방측에 배치되는 도광 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광 반사층은 한쌍의 에너지 전달 수단 중 어느 한쪽 에너지 전달 수단을 겸하고 있는 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 한쌍의 에너지 전달 수단 중 어느 한쪽 에너지 전달 수단을 가변 굴절율 물질층의 한쪽면에 접하고, 다른쪽 에너지 전달 수단은 가변 굴절율 물질층의 상기 한족면과는 반대인 다른쪽 면에 접하여 존재하는 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광 반사층과 상기 한쌍의 에너지 전달 수단중 어느 한쪽 에너지 전달 수단과는 서로 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  5. 제1항에 있어서, 상기 등방 굴절율 물질층과 상기 가변 굴절율 물질층은 모두 복수개 존재하고, 등방 굴절율 물질층과 가변 굴절율 물질층은 상기 에너지 전달 수단과 평행하게 배치되는 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  6. 제5항에 있어서, 상기 복수의 가변 굴절율 물질층이 갖는 편광축중 적어도 2개의 편광축은 서로 직교되는 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  7. 제5항에 있어서, 상기 복수의 가변 굴절율 물질층의 사이에는 적어도 1개의 등방 굴절율 물질층이 배치되는 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광 반사층의 반사면의 경사 각 δ와, 상기 입사광의 등방 및 가변 굴절율 물질층의 계면의 법선 방향에 대한 입사각 θ1이
    θ1/2≤δ≤θ1
    의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  9. 제1항에 있어서, 상기 등방 및 가변 굴절율 물질층 중 어느 한쪽 굴절율 물질층의 굴절율을 n2로 하고, 다른쪽 굴절율 물질층의 굴절율을 n1으로 하며, 한쪽 굴절율 물질층이 등방 굴절율 물질층으로 실현되고, 다른쪽 굴절율 물질층이 보통 광 굴절율 no, 이상(異常)광 굴절율 ne의 1축성 (軸性)의 투광성 물질로 이루어지는 가변 굴절율 물질층으로 실현될 때에, 굴절율 n1, n2, no, ne는
    no≤n1≤ne
    no≤n2≤ne
    θ1≥arcsin(n2/ne)
    의 관계를 만족하고, 한쪽 굴절율 물질층이 보통 광 굴절율 no, 이상광 굴절율 ne의 1축성의 투광성 물질로 이루어지는 가변 굴절율 물질층으로 실현되고, 다른쪽 굴절율 물질층이 등방 굴절율 물질층으로 실현될 때에, 굴절율 n1, n2, no, ne는
    no≤n2≤ne
    no≤n1sinθ1
    ne≥n1
    의 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  10. 제1항에 있어서, 상기 등방 및 가변 굴절율 물질층 중 어느 한쪽 굴절율 물질층의 굴절율을 n2로 하고, 다른쪽 굴절율 물질층의 굴절율을 n1으로 하며, 한쪽 굴절율 물질층이 등방 굴절율 물질층으로 실현되고, 다른 쪽 굴절율 물질층이 최대 굴절율 nmax, 최소 굴절율 nmin의 광학적으로 등방성 투광성 물질로 이루어지는 가변 굴절율 물질층으로 실현될 때에, 굴절율 n1, n2, nmax, nmin은
    nmin≤n1≤nmax
    nmin≤n2≤nmax
    θ1≥arcsin(n2/nmax)
    의 관계를 만족하고, 한쪽 굴절율 물질층이 최대 굴절율 nmax, 최소 굴절율 nmin의 광학적으로 등방성 투광성 물질로 이루어지는 가변 굴절율 물질층으로 실현되고, 다른쪽 굴절율 물질층이 등방 굴절율 물질층으로 실현될 때에, 굴절율 nl, n2, nmax, nmin은
    nmin≤n2≤nmax
    nmin≤n1sinθ1
    nmax≥n1
  11. 제1항에 있어서, 상기 도광 수단은 적어도 등방 및 가변 굴절율 물질층의 계면에 거의 평행하게 배치되는 제1표면과, 제1표면과 교차하는 제2표면을 갖고, 제2표면으로부터 입사한 광 중 상기 제2표면의 법선 방향을 기준으로 하여 ±20°를 이루는 각도의 범위로부터의 광을 등방 및 가변 굴절율 물질층으로 유도하는 프리즘으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  12. 제11항에 있어서, 상기 프리즘의 제1표면과 제2표면이 이루는 각은 50° 이상 90° 미만인 범위로 선택되는 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  13. 제11항에 있어서, 상기 프리즘의 제2표면으로부터의 입사광에 의해 제1표면에 투영되는 제2표면의 사영(射影) 영역은 스위칭에 기여하는 실제 스위칭 영역보다도 큰 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  14. 제11항에 있어서, 상기 프리즘은 제1표면과 평행하고 제1표면보다도 외쪽에 배치되고, 스위칭에 기여하는 실제 스위칭 영역보다도 큰 제3표면을 갖는 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  15. 제1항에 있어서, 상기 가변 굴절율 물질층은 액정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  16. 제15항에 있어서, 상기 가변 굴절율 물질층은 구성하는 액정 분자는 불규칙하게 배향하고 있는 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  17. 재1항에 있어서, 매트릭스 형상으로 배열되는 복수의 화소 영역이 설정되고, 각 화소 영역에서 상기 한쌍의 에너지 전달 수단이 서로 대향하는 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  18. 제1항에 있어서, 상기 도광 수단을 향해 광을 조사하는 광원; 및 상기 도광 수단으로부터의 출사광을 수광하는 수광 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  19. 제18항에 있어서, 상기 도광 수단에 입사하는 광이 무(無) 편광 광인 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  20. 제18항에 있어서, 상기 도광 수단에 입사하는 광이 편광 광인 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  21. 제1항에 있어서, 상기 광 발사층은 한측면이 등방 및 가변 굴절율 물질층의 계면에 평행한 삼각 기둥 형상이고, 상기 이방 및 가변 굴절율 물질층의 계면에 대해 수직이고, 삼각 기둥의 연장하는 방향에 대해 직교하는 방향의 단면 형상이 이등변 삼각형이며, 상기 이등변 삼각형의 동일 각인 광 반사층의 반사면의 경사각을 δ라 하고, 입사 광의 상기 계면의 법선 방향에 대한 입사각을 δ1이라 하면,
    θ1/2≤δ≤θ1
    이 만족되는 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  22. 제15항에 있어서, 상기 도광 수단으로의 광을 편광광으로 하는 편광수단을 포함하고; 상기 가변 굴절율 물질층을 구성하는 액정 분자를 얻을 수 있는 배향 상태 중 소정의 한 상태에서, 상기 액정 분자의 굴절율 이방성의 보통 광 성분 및 이상광 성분 중 한쪽과, 상기 편광 수단으로부터 상기 액정 분자로 입사하는 편광의 진동 방향이 동일 평면에 포함되며; 상기 보통 광 성분 및 이상광 성분 중 편광의 진동 방향과 동일 평면에 포함되는 성분을 Nl, 다른쪽의 성분을 N2, 상기 등방 굴절율 물질층의 굴절율을 N, 가변 굴절율 물질층으로의 편광의 입사각을 θ1, 가변 굴절율 물질층과 등방 굴절율 물질층과의 계면의 임계각을 θc라 하면,
    Nl≥N/sinθc
    N2=N
    θ1≥c
    가 만족되는 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  23. 제15항에 있어서, 상기 가변 굴절율 물질층을 구성하는 액정이 쌍안정 상태를 갖는 액정으로 이루어지고, 상기 가변 굴절율 물질층으로 입사하는 편광의 진동 방향과 상기 쌍안정 상태의 한쪽 상태에 있는 액정 분자의 배향 방향이 동일 평면에 포함되는 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  24. 제23항에 있어서, 상기 액정의 쌍안정 상태의 한목 상태와 다른쪽 상태에서의 액정 분자가 이루는 콘각이 약 90°인 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  25. 제15항에 있어서, 상기 가변 굴절율 물질층을 구성하는 액정이 단안정성 모드의 액정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 편향 소자.
  26. 청구항 1 내지 청구항 25 중 어느 한 항에 기재한 편광 소자를 라이트 밸브로서 구비한 것을 특징으로 하는 편향 소자를 이용한 투사형 표시 장치.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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