WO2007132636A1 - 作動型反射／吸収板、及びこれを用いた表示素子 - Google Patents

作動型反射／吸収板、及びこれを用いた表示素子 Download PDF

Info

Publication number
WO2007132636A1
WO2007132636A1 PCT/JP2007/058636 JP2007058636W WO2007132636A1 WO 2007132636 A1 WO2007132636 A1 WO 2007132636A1 JP 2007058636 W JP2007058636 W JP 2007058636W WO 2007132636 A1 WO2007132636 A1 WO 2007132636A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
refractive index
display element
substrate
medium
moth
Prior art date
Application number
PCT/JP2007/058636
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Yasushi Kawata
Yuuzo Hisatake
Masaki Obi
Original Assignee
Toshiba Matsushita Display Technology Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Matsushita Display Technology Co., Ltd. filed Critical Toshiba Matsushita Display Technology Co., Ltd.
Publication of WO2007132636A1 publication Critical patent/WO2007132636A1/ja
Priority to US12/271,066 priority Critical patent/US8004637B2/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/118—Anti-reflection coatings having sub-optical wavelength surface structures designed to provide an enhanced transmittance, e.g. moth-eye structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133553—Reflecting elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/38—Anti-reflection arrangements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/36—Micro- or nanomaterials
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/02—Function characteristic reflective
    • G02F2203/026—Function characteristic reflective attenuated or frustrated internal reflection

Definitions

  • the present invention relates to an actuated reflective Z-absorption plate that can be controlled by an external stimulus, and a display device using the same.
  • a polarizing plate is used as an optical film for converting light waves.
  • incident light is decomposed by a polarizing plate into orthogonal polarization components, for example, a vertical polarization component and a horizontal polarization component, and either one of these two polarization components is separated and transmitted.
  • orthogonal polarization components for example, a vertical polarization component and a horizontal polarization component
  • the present invention has been made in view of the above problems, and can achieve an absorption state and a reflection state without using a polarizing plate, and can be realized as a reflection / absorption plate exhibiting bright and high contrast. And a display element using the same.
  • the actuated reflective Z-absorbing plate of the present invention is characterized by including a substrate having a moth-eye structure on the surface.
  • the display element of the present invention is characterized by using an actuated reflective Z absorber including a substrate having a moth-eye structure on the surface.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an example of a typical display element according to the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing a state in which incident light is absorbed by a moth-eye structure having fine irregularities.
  • FIG. 3 is a diagram showing a state in which incident light is absorbed by a moth-eye structure having fine irregularities. It is.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the operation of the first example of the display element of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the operation of the second example of the display element of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a second example of a Ni electrode plate that has been subjected to fine concavo-convex shape processing.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a third example of a Ni electrode plate that has been subjected to fine concavo-convex shape processing.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a fourth example of a Ni electrode plate that has been subjected to fine concavo-convex shape processing.
  • the reflection / absorption plate of the present invention includes a substrate having a moth-eye structure.
  • the moth-eye structure is a structure similar to the structure of the eye of the eyelid. Which causes a continuous refractive index field change.
  • the pitch of each fine concavo-convex shape is not more than the visible light wavelength level. More
  • the reflected light is colored when the pitch between units is in the visible wavelength range, and is not in the visible wavelength range. Since it is possible to obtain achromatic reflection, it is preferable to change the pitch between units according to the specifications.
  • the size of the convex part of the fine concavo-convex shape of the moth-eye structure used in the present invention is preferably about 150 nm to 500 nm in the height direction of the convex part and about 150 nm to 400 nm in the width direction of the convex part.
  • the pitch between the tops of the protrusions is preferably 150 nm to 400 nm.
  • the fine concavo-convex shape As a material constituting the fine concavo-convex shape, a substance capable of self-supporting the concavo-convex structure of the above size can be basically used.
  • the refractive index satisfying the relationship expressed by the following formula between the substrate having a fine concavo-convex shape and the medium including the concavo-convex structure is preferable in view of increasing the reflection / absorption contrast.
  • Refractive index of the surface area of the concavo-convex shape Refractive index of the medium whose refractive index changes by an external stimulus ⁇
  • the material constituting the concavo-convex shape is an opaque substrate that exhibits a metallic luster so that it can easily reflect incident light.
  • the material constituting the concavo-convex shape is an opaque substrate that exhibits a metallic luster so that it can easily reflect incident light.
  • any material can be used as long as the refractive index of the medium can be controlled by an external field.
  • a liquid crystal material whose refractive index can be controlled by an electric field or a magnetic field, a liquid exhibiting the Kerr effect, or the like can be used as a medium. It is possible to use liquid crystal panel manufacturing technology, which is advantageous in terms of productivity.
  • Other materials that can be used for a medium whose refractive index changes due to an external stimulus include a material obtained by phase separation of a charged low refractive index medium and a high refractive index medium.
  • the inorganic liquid for example, a fluorine-based solvent can be used, and as the organic liquid, for example, silicone oil can be used.
  • the thickness of the medium whose refractive index changes due to an external stimulus is controlled by an external field to control an average refractive index field change formed by the fine uneven shape. Thicker than the maximum height is preferred. In general, the maximum height of a fine concavo-convex shape is several hundred nm, and it is extremely difficult to control the thickness of a medium whose refractive index changes uniformly at the same hundreds of nm, considering mass productivity. It is difficult. For this reason, it is preferable in terms of yield and the like to set a thickness that is practically used in liquid crystal display elements and other flat panel display technologies, for example, a thickness of about several zm.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an example of a typical display element according to the present invention.
  • a medium 2 whose refractive index changes due to an external stimulus is filled between a reflective substrate 3 on which a moth-eye structure having a fine concavo-convex shape 4 is formed and a transparent substrate 1. ing. Between the refractive index na of the reflective substrate 3 on which the fine concavo-convex shape is formed, the refractive index nb of the medium 2 whose refractive index can be controlled by the external field, and the refractive index nb ′ of the state where the external field is applied. ,
  • FIG. 2 is a diagram showing how incident light is absorbed by the fine concavo-convex moth eye structure
  • FIG. 3 is a diagram showing how incident light is reflected by the fine concavo-convex moth eye structure.
  • FIG. 2 shows a state in which an external field is applied.
  • na-nb ′> 0.5, na ⁇ nb, and the fine uneven shape 24 of the substrate 23 and the medium provided thereon Since the difference in refractive index from 22 becomes large, an average refractive index field change occurs, the reflectance is reduced to 1% or less, and it functions as a light absorbing plate. Black display is possible.
  • FIG. 3 shows a state in which an external field is not applied.
  • na-nb ⁇ 0.2, na> nb, and the fine uneven shape 24 of the substrate 23 and the medium 22 provided thereon are shown. Since the difference in refractive index between and the average refractive index field does not change, it functions as a simple reflector.
  • Reference numeral 21 denotes a transparent substrate.
  • the reflection / absorption plate of the present invention when used, it is not necessary to use a polarizing plate, so that a high-contrast display element excellent in reflection performance can be easily provided.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the operation of the first example of the display element of the present invention.
  • the substrate 33 there were prepared a Ni electrode plate having a surface with fine irregularities and a glass substrate 31 having a transparent conductive film 34 formed on one main surface.
  • the convex portions with a fine uneven shape were bonded to each other at regular intervals.
  • the convex portions were 200 nm to 300 nm in the height direction and about 480 nm in the pitch direction of the convex portions.
  • the opposite surfaces of substrates 31 and 33 are chemically treated with N, N-dimethyl-N-octadecyl-3-aminopropyltrimethoxysilyl chloride (DMOAP) as a vertical alignment treatment so that the liquid crystal molecules are aligned vertically.
  • DMOAP N, N-dimethyl-N-octadecyl-3-aminopropyltrimethoxysilyl chloride
  • a reflective liquid crystal display element was configured by filling a liquid crystal material 32 having a refractive index anisotropy of 0.3 (ne
  • the right half of the figure shows a case where a voltage is applied, and the left half shows a case where no voltage is applied.
  • Example 1 a reflective liquid crystal display element was constructed in the same manner as in Example 1 except that a Ni electrode plate and a glass substrate with a polarizing film and a transparent conductive film having no fine uneven shape were used. As a result of comparison of the contrast and the contrast, Example 1 was better.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining the operation of the second example of the display element of the present invention.
  • the substrate 43 on which the electrode with the fine unevenness 45 is formed of Ni and the glass substrate 41 on which the transparent conductive film 44 is formed are arranged at regular intervals in the same manner as in Example 1. In the same way, they were laminated together.
  • the electrodes with fine irregularities were separated by a partition wall 47 in pixel units.
  • fluorinated solvent 42 and silicone oil 46 in which charged TiO nanoparticles are dispersed
  • a reflective display element was constructed by filling between the plates 41 and 43. Note that the fluorine-based medium has a refractive index of 1.26, and the TiO nanoparticle-dispersed silicone oil has a refractive index of 1.76.
  • the TiO nanoparticle-dispersed silicone oil is transferred between the substrates.
  • the TiO nanoparticle-dispersed silicone oil becomes a Ni electrode.
  • Fig. 6 shows a schematic cross-sectional view showing a second example of a Ni electrode plate that has been processed with fine irregularities.
  • the Ni electrode plate subjected to the fine uneven shape processing used in Example 1 is the Ni electrode plate subjected to the fine uneven shape processing having a different period and pitch, and the reflection type display with the configuration of Example 1 Formed an element.
  • the liquid crystal molecular orientation was changed by applying voltage to the transparent conductive film formed on the glass substrate surface and the Ni electrode with fine irregularities. As a result, it was confirmed that the average refractive index field change in the vicinity of the fine concavo-convex shape was controlled to show the reflection and absorption states.
  • Example 4 Fig. 7 shows a schematic cross-sectional view showing a third example of a Ni electrode plate that has been processed with fine irregularities.
  • a reflective display element having the configuration of Example 1 was formed using a Ni electrode plate having a fine uneven shape 52 with different heights as shown in FIG.
  • the liquid crystal molecular orientation was changed by applying voltage to the transparent conductive film formed on the glass substrate surface and the Ni electrode with fine irregularities.
  • the average refractive index field change in the vicinity of the fine concavo-convex shape was controlled to show reflection and absorption states.
  • Fig. 8 shows a schematic cross-sectional view showing a fourth example of a Ni electrode plate that has been processed with fine irregularities.
  • a reflective display element having the configuration of Example 2 was formed using fine concavo-convex shapes having different periods, pitches, and heights as shown in FIG.
  • the liquid crystal molecular orientation was changed by applying voltage to the transparent conductive film formed on the glass substrate surface and the Ni electrode with fine irregularities.
  • the average refractive index field change in the vicinity of the fine concavo-convex shape was controlled to show reflection and absorption states.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

　表面にモスアイ構造を持つ基板を含むことを特徴とする作動型反射／吸収板を使用することにより、偏光板を使用しなくても、吸収状態と反射状態の実現が可能であり、明るく、高いコントラストを示す表示素子を得る。

Description

明 細 書
作動型反射 Z吸収板、及びこれを用いた表示素子
技術分野
[oooi] 本発明は、外部刺激によって制御可能な、作動型反射 Z吸収板、及びこれを用い た表示素子に関する。
背景技術
[0002] 例えば液晶表示装置には、光の波を変換するための光学フィルムとして偏光板が 使用されている。この液晶表示装置では、偏光板により、入射した光を直交する偏光 成分、例えば垂直偏光成分と水平偏光成分に分解し、この 2種類の偏光成分のいず れか一方を分離して透過させて利用している。これにより、液晶分子の電界印加によ る配向変化とそれによる旋光性ゃ複屈折性による入射光の偏光状態を、光の強弱と して可視化することができる。
[0003] し力しながら、もう一方の偏光成分は吸収されて損失となり、表示面の輝度が低下し ていた。このようなことから、液晶表示装置の明るさの向上が求められていた。
発明の開示
[0004] 本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、偏光板を使用しなくても、吸収 状態と反射状態の実現が可能であり、明るぐ高いコントラストを示す反射/吸収板、 及びこれを用いた表示素子を得ることを目的とする。
[0005] 本発明の作動型反射 Z吸収板は、表面にモスアイ構造を持つ基板を含むことを特 徴とする。
[0006] また、本発明の表示素子は、表面にモスアイ構造を持つ基板を含む作動型反射 Z 吸収板を用いたことを特徴とする。
図面の簡単な説明
[0007] [図 1]図 1は、本発明に係る代表的な表示素子の一例の構成を表す断面図である。
[図 2]図 2は、入射光が微細凹凸形状のモスアイ構造により吸収される様子を示す図 である。
[図 3]図 3は、入射光が微細凹凸形状のモスアイ構造により吸収される様子を示す図 である。
[図 4]図 4は、本発明の表示素子の第 1の例の動作を説明するための模式的な断面 図である。
[図 5]図 5は、本発明の表示素子の第 2の例の動作を説明するための模式的な断面 図である。
[図 6]図 6は、微細凹凸形状加工を施した Ni電極板の第 2の例を表す模式的な断面 図である。
[図 7]図 7は、微細凹凸形状加工を施した Ni電極板の第 3の例を表す模式的な断面 図である。
[図 8]図 8は、微細凹凸形状加工を施した Ni電極板の第 4の例を表す模式的な断面 図である。
発明を実施するための最良の形態
[0008] 本発明の反射/吸収板は、モスアイ構造を持つ基板を有する。
[0009] モスアイ構造とは、その名の通り、蛾の眼の構造と類似する構造であり、高さ数十な いし数百 nm程度の円錐形の突起が敷き詰められたような微細な凹凸形状を有し、 連続した屈折率場変化を生じさせる。
[0010] 基板として反射可能な材料を使用し、表面に微細な凹凸形状のモスアイ構造を形 成することにより、個々の凸部間に入射する光が凸部の壁で多重反射されるとき、そ の反射率が連続的に減少する構成であると、最終的に光が吸収されて、黒色表示が 可能となる。一方、モスアイ構造を反射材料で遮蔽あるいは凹凸形状を見かけ上平 坦化させることにより、光が反射され、例えば白色表示が可能となる。このように、本 発明を用いると、偏光板を使用しなくても上述のような白黒表示を簡単に行うことがで きる。
[0011] 微細凹凸形状個々のピッチは、可視光波長レベル以下であることが好ましい。更に
、複数の微細凹凸形状をユニットとして形成する場合には、ユニット間のピッチが可 視光波長の範囲に存在する場合は反射光が着色し、可視光波長の範囲に存在しな い場合には無彩色の反射を得ることが可能となるため、仕様によりユニット間ピッチを 変えることが好ましい。 [0012] 本発明に使用されるモスアイ構造の微細凹凸形状の凸部のサイズは、凸部の高さ 方向では 150nmないし 500nm、凸部の幅方向では 150nmないし 400nm程度が 好ましい。また、凸部の頭頂間のピッチは 150nmないし 400nmであることが望ましい
[0013] 上記微細凹凸形状を構成する材料としては、基本的には上記サイズの凹凸構造を 自己支持できる物質を使用することができる。また、微細凹凸形状を有する基板と凹 凸構造体を包含する媒体との間で下記式で表される関係が成り立つ屈折率を持つこ と力 反射/吸収コントラストアップの点で好ま U、。
[0014] 凹凸形状の表面領域屈折率一外部刺激により屈折率が変化する媒体の屈折率 ≥
0. 5
さらに、凹凸形状を構成する材料は、入射光に対して反射し易いように金属光沢を 示すような不透明基板であることが好ましい。これにより、凹凸表面に別途反射用の 膜等を形成することなぐ反射型表示素子を構成する画素電極を形成することも可能 となる。
[0015] また、外部刺激により屈折率が変化する媒体としては、外場によって媒体の屈折率 を制御可能な材料であればどのような材料でも用いることが出来る。特に、電場ゃ磁 場によって屈折率が制御可能な液晶材料や、カー効果を示す液体などを媒体として 用いることができる。液晶パネルの製造技術を用いることも可能であり、生産性の点 で有利である。
[0016] 外部刺激により屈折率が変化する媒体に使用し得る他の材料としては、帯電処理 した低屈折率媒体と高屈折率媒体が相分離したものがあげられる。この場合、 TiO
2 などの高屈折率材料のナノ粒子を分散させることで、高屈折率媒体に使用される液 体として、本来、屈折率があまり高くない無機、有機液体を使うことが可能となるため
、材料選択範囲が広がるメリットがある。
[0017] 無機液体として例えばフッ素系溶媒等、有機液体として例えばシリコーンオイル等 を使用することができる。
[0018] 外部刺激により屈折率が変化する媒体の厚みは、微細凹凸形状によって形成され る平均的な屈折率場変化を外場によって制御するため、少なくとも微細凹凸形状の 最大高さより厚いことが好ましい。一般的には、微細凹凸形状の最大高さは数百 nm であり、屈折率が変化する媒体の厚みを同数百 nmで均一に制御することは、量産性 を考慮した場合には、非常に難しい。このため、液晶表示素子やその他のフラットパ ネルディスプレイ技術で実用化されている厚み、例えば数； z m程度の厚みに設定す ることが、歩留まりなどの点で好ましい。
[0019] 以下に、図面を参照し、本発明をより詳細に説明する。
[0020] 図 1に、本発明に係る代表的な表示素子の一例の構成を表す断面図を示す。
[0021] 図 1に示すように、微細凹凸形状 4のモスアイ構造が形成された反射基板 3と、透明 基板 1との間に、外場によって外部刺激により屈折率が変化する媒体 2が充填されて いる。微細凹凸形状が形成された反射基板 3の屈折率 naと外場によって屈折率が制 御可能な媒体 2の屈折率 nb、及び外場が印加された状態の屈折率 nb'との間には、
I na-nb | < 0. 2
I na-nb' | > 0. 5
が成り立っている。
[0022] 図 2に、入射光が微細凹凸形状のモスアイ構造により吸収される様子を示す図、図 3に入射光が微細凹凸形状のモスアイ構造により反射される様子を示す図を各々示 す。
[0023] 図 2は、外場が印加された状態であり、 na-nb' >0. 5では、 na<nbであって、基 板 23の微細凹凸形状 24とその上に設けられた媒体 22との屈折率差が大きくなること から、平均的な屈折率場変化が生じ、反射率を 1%以下に低下させて、光吸収板とし て機能することで、反射の白表示と吸収の黒表示が出来る。
[0024] 一方、図 3は、外場が印加されない状態であり、 na-nb< 0. 2では、 na>nbであ つて、基板 23の微細凹凸形状 24とその上に設けられた媒体 22との屈折率差が小さ くなるため、平均的な屈折率場変化が生じず、単なる反射板として機能する。
[0025] なお、 21は、透明基板である。
[0026] このように、本発明の反射吸収板を用いると、偏光板を使う必要がないため、反射 性能に優れた高コントラストの表示素子を容易に提供することが出来る。
[0027] 実施例 以下、本発明をより詳細に説明するべぐ本発明の好ましい実施例を示す。尚、こ れら実施例は、本発明の理解を容易にする目的で掲載されるものであり、本発明を 限定するものではない。また本発明はその要旨の範囲内で種々変更して用いること ができることは言うまでもな!/、。
[0028] 実施例 1
図 4に、本発明の表示素子の第 1の例の動作を説明するための模式的な断面図を 示す。
[0029] 基板 33として、表面に微細凹凸形状加工を施した Ni電極板と、一主面に透明導電 膜 34を形成したガラス基板 31とを用意した。凸部の高さ方向では 200nmないし 300 nm、凸部のピッチ方向では 480nm程度、微細凹凸形状の凸部は、一定間隔になる 様にして張り合わせた。基板 31と 33の向かい合う面は、液晶分子が垂直に配向する 様に、垂直配向処理剤として、 N, N—ジメチルー N—ォクタデシルー 3—ァミノプロ ピルトリメトキシシリルクロリド (DMOAP)にて化学処理を施した。屈折率異方性が 0. 3 (ne= l. 75、no= l. 45)の液晶材料 32を、基板 31, 33間に充填することで、反 射型液晶表示素子を構成した。
[0030] 図の右半分は電圧を印加した場合、左半分は電圧を印加しない場合を示す。
[0031] 図示するように、電圧を印可しない場合には、入射光が反射して白表示ができる。
ガラス基板 31面に形成した透明導電膜 34と基板 33面上の微細凹凸形状付き Ni電 極に電圧を印加することで、液晶分子配向を変化させると、入射光が微細凹凸形状 により、吸収されて黒表示ができる。
[0032] この結果、微細凹凸形状近傍の平均的な屈折率場変化を制御し、反射と吸収状態 を示すことが確認できた。
[0033] また、微細凹凸形状を持たな ヽ Ni電極板及び偏光フィルムと透明導電膜を施した ガラス基板を用いること以外は実施例 1と同様にして反射型液晶表示素子を構成し、 明るさ及びコントラストを比較したところ、いずれも実施例 1の方が良好であった。
[0034] 実施例 2
図 5に、本発明の表示素子の第 2の例の動作を説明するための模式的な断面図を 示す。 [0035] 図示するように、実施例 1と同様にして微細凹凸形状 45が施された電極を Niにて 形成した基板 43と、透明導電膜 44を形成したガラス基板 41を、一定間隔になる様に して張り合わせた。微細凹凸形状付き電極は、画素単位で隔壁 47によって分離した 。フッ素系溶媒 42と、帯電処理した TiOナノ粒子を分散したシリコーンオイル 46を基
2
板 41,43間に充填することで、反射型表示素子を構成した。なお、フッ素系媒体は 1 . 26の屈折率を有し、 TiOナノ粒子分散シリコーンオイルは、 1. 76の屈折率を有す
2
る。
[0036] ガラス基板 41面に形成した透明導電膜 44と基板 43面上の微細凹凸形状付き Ni 電極に電圧を印加することにより、 TiOナノ粒子分散シリコーンオイルが基板間を移
2
動する。
[0037] 図の左半分は電圧を印加した場合、右半分は電圧を印加しな！ヽ場合を各々示す。
[0038] 図示するように、電圧を印可すると、 TiOナノ粒子分散シリコーンオイルが Ni電極
2
側に移動し、微細凹凸形状 45が TiOナノ粒子分散シリコーンオイルにより見かけ上
2
埋められるので、入射光は、 Ni電極状の微細凹凸形状を感じることなく反射されて、 白表示ができる。
[0039] 一方、電圧を印可しない場合には、 TiOナノ粒子分散シリコーンオイルが透明導
2
電膜 44側に移動し、微細凹凸形状 45に吸収されて黒表示ができる。
[0040] この結果、微細凹凸形状近傍の平均的な屈折率場変化を制御し、反射と吸収状態 を示すことが確認できた。
[0041] 実施例 3
図 6に、微細凹凸形状加工を施した Ni電極板の第 2の例を表す模式的な断面図を 示す。
[0042] 実施例 1に用いられる微細凹凸形状加工を施した Ni電極板とは、周期とピッチが異 なる微細凹凸形状加工を施した Ni電極板を用い、実施例 1の構成で反射型表示素 子を形成した。ガラス基板面に形成した透明導電膜と微細凹凸形状付き Ni電極に電 圧を印加することで液晶分子配向を変化させた。この結果、微細凹凸形状近傍の平 均的な屈折率場変化を制御し、反射と吸収状態を示すことが確認できた。
[0043] 実施例 4 図 7に、微細凹凸形状加工を施した Ni電極板の第 3の例を表す模式的な断面図を 示す。
[0044] 図 7に示すような、高さの異なる微細凹凸形状 52を施した Ni電極板を用いて、実施 例 1の構成で反射型表示素子を形成した。ガラス基板面に形成した透明導電膜と微 細凹凸形状付き Ni電極に電圧を印加することで液晶分子配向を変化させた。この結 果、微細凹凸形状近傍の平均的な屈折率場変化を制御し、反射と吸収状態を示す ことが確認できた。
[0045] 実施例 5
図 8に、微細凹凸形状加工を施した Ni電極板の第 4の例を表す模式的な断面図を 示す。
[0046] 図 8に示すような、周期とピッチ、および高さが異なる微細凹凸形状を用いて、実施 例 2の構成で反射型表示素子を形成した。ガラス基板面に形成した透明導電膜と微 細凹凸形状付き Ni電極に電圧を印加することで液晶分子配向を変化させた。この結 果、微細凹凸形状近傍の平均的な屈折率場変化を制御し、反射と吸収状態を示す ことが確認できた。
[0047] このように、本発明によれば、偏光板を使用することなぐ吸収状態と反射状態の実 現が可能であり、明るぐ高いコントラストを示す反射/吸収板、及び表示素子が得ら れる。

Claims

請求の範囲
[1] 表面にモスアイ構造を持つ基板を含むことを特徴とする作動型反射 Z吸収板。
[2] 表面にモスアイ構造を持つ基板と、このモスアイ構造を有する基板の表面上に、外 部刺激により屈折率が変化する媒体を設けたことを特徴とする請求項 1に記載の作 動型反射 Z吸収板。
[3] 前記媒体は、複屈折性を有することを特徴とする請求項 2に記載の作動型反射 Z 吸収板。
[4] 前記複屈折性を有する媒体は液晶であることを特徴とする請求項 3に記載の作動 型反射 Z吸収板。
[5] 前記媒体は、帯電処理された低屈折率の材料と高屈折率の材料が相分離した構 造であることを特徴とする請求項 1に記載の作動型反射 Z吸収板。
[6] 表面にモスアイ構造を持つ基板を含む作動型反射 Z吸収板を用いたことを特徴と する表示素子。
[7] 表面にモスアイ構造を持つ基板と、このモスアイ構造を有する基板の表面上に、外 部刺激により屈折率が変化する媒体を設けたことを特徴とする請求項 6に記載の表 示素子。
[8] 前記媒体は、複屈折性を有することを特徴とする請求項 7に記載の表示素子。
[9] 前記複屈折性を有する媒体は液晶であることを特徴とする請求項 8に記載の表示 素子。
[10] 前記媒体は、帯電処理された低屈折率の材料と高屈折率の材料が相分離した構 造であることを特徴とする請求項 6に記載の表示素子。
PCT/JP2007/058636 2006-05-17 2007-04-20 作動型反射／吸収板、及びこれを用いた表示素子 WO2007132636A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/271,066 US8004637B2 (en) 2006-05-17 2008-11-14 Operative reflection and absorption plate and display element using the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006138057A JP4703481B2 (ja) 2006-05-17 2006-05-17 表示素子
JP2006-138057 2006-05-17

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US12/271,066 Continuation US8004637B2 (en) 2006-05-17 2008-11-14 Operative reflection and absorption plate and display element using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007132636A1 true WO2007132636A1 (ja) 2007-11-22

Family

ID=38693735

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2007/058636 WO2007132636A1 (ja) 2006-05-17 2007-04-20 作動型反射／吸収板、及びこれを用いた表示素子

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8004637B2 (ja)
JP (1) JP4703481B2 (ja)
WO (1) WO2007132636A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5148170B2 (ja) * 2006-05-31 2013-02-20 株式会社半導体エネルギー研究所 表示装置
CN101479777B (zh) 2006-05-31 2011-07-06 株式会社半导体能源研究所 显示设备和电子装置
EP2038684B1 (en) 2006-05-31 2016-03-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device
WO2008069162A1 (en) 2006-12-05 2008-06-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Anti-reflection film and display device
WO2012161020A1 (ja) * 2011-05-23 2012-11-29 シャープ株式会社 配線基板およびそれを備える表示パネル

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003270680A (ja) * 2002-03-19 2003-09-25 Ricoh Co Ltd 光路切替素子、空間光変調器および画像表示装置
JP2005099467A (ja) * 2003-09-25 2005-04-14 Seiko Epson Corp 電気光学装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5868951A (en) * 1997-05-09 1999-02-09 University Technology Corporation Electro-optical device and method
US6175442B1 (en) * 1999-05-25 2001-01-16 Intel Corporation Anti-reflection layer in spatial light modulators
US8054416B2 (en) * 2000-08-15 2011-11-08 Reflexite Corporation Light polarizer

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003270680A (ja) * 2002-03-19 2003-09-25 Ricoh Co Ltd 光路切替素子、空間光変調器および画像表示装置
JP2005099467A (ja) * 2003-09-25 2005-04-14 Seiko Epson Corp 電気光学装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007310092A (ja) 2007-11-29
JP4703481B2 (ja) 2011-06-15
US20090066894A1 (en) 2009-03-12
US8004637B2 (en) 2011-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3979982B2 (ja) 干渉性変調器および表示装置
US9063353B2 (en) Air stable, color tunable plasmonic structures for ultraviolet (UV) and visible wavelength applications
US8833952B2 (en) Display apparatus including recessed color filters
US20120287362A1 (en) Plasmonic In-Cell Polarizer
WO2011055566A1 (en) Color-tunable plasmonic device with a partially modulated refractive index; plasmonic device tuned using elastic and refractive modulation mechanisms, liquid crystal molecule dipole control or physical modulation; and methods thereof
WO2014183397A1 (zh) 显示装置
US10551671B2 (en) Display panel with light converting layer therein, display device including the same and method of manufacturing the same
JP2011095407A (ja) 表示素子
CN109143659B (zh) 基于螺旋光子晶体的反射型彩色显示器及其制造方法
US20110109845A1 (en) Plasmonic Device Tuned Using Elastic and Refractive Modulation Mechanisms
CN104965372A (zh) 一种基于pdlc的光导向器件及光电装置
WO2007132636A1 (ja) 作動型反射／吸収板、及びこれを用いた表示素子
JP2019132973A (ja) 反射スクリーン、映像表示装置
CN111025748A (zh) 一种液晶显示装置
JP4633088B2 (ja) 干渉性変調器および表示装置
US20110304799A1 (en) Polymer-dispersed liquid crystal display device and method of manufacturing the same
US20120133863A1 (en) Reflective Polymer Dispersed Liquid Crystal Display Device
JP3666528B2 (ja) 反射型液晶表示装置
JP2007240903A (ja) 光制御素子および表示装置
WO2011148701A1 (ja) カラーフィルタおよびこれを備えた反射型表示装置
JP5816024B2 (ja) 光学装置
JP4123294B2 (ja) 液晶表示装置
JP3900189B2 (ja) 液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法
JP2003035901A (ja) 液晶表示装置
JP3931904B2 (ja) 液晶表示装置の製造方法及び液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07742071

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07742071

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1