WO2016104229A1

WO2016104229A1 - 光変調装置及び表示装置

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Publication number: WO2016104229A1
Application number: PCT/JP2015/084986
Authority: WO
Inventors: 佐藤　英次; 知子寺西; 弘幸森脇; 忠大竹
Original assignee: シャープ株式会社
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2015-12-15
Publication date: 2016-06-30

Abstract

本発明は、形状異方性粒子の凝集が防止された光変調装置を提供する。本発明の光変調装置は、互いに対向配置された第一基板及び第二基板と、上記第一基板及び上記第二基板の間に配置された光変調層とを備える光変調装置であって、上記第一基板及び上記第二基板の少なくとも一方は、電極を有し、上記光変調層は、液晶と、上記液晶中に分散された形状異方性粒子を含有し、上記液晶及び上記形状異方性粒子は、上記電極に印加された電圧に応じて配向するものであり、上記液晶及び上記形状異方性粒子は、ずり応力試験で得られた、ずり速度３２（１／ｓ）、４０（１／ｓ）及び５０（１／ｓ）におけるずり応力の測定値から直線外挿によって算出される、ずり速度ゼロにおけるずり応力が、２０Ｐａ以下となる材料の組合せであるものである。

Description

光変調装置及び表示装置

本発明は、光変調装置及び表示装置に関する。より詳しくは、液晶中に分散させた形状異方性粒子の向きを制御することによって光変調を行う光変調装置及び表示装置に関するものである。

光変調装置としては、偏光板を用いる方式の液晶パネルがよく知られている。この方式では、液晶層への入射前の自然光を偏光板によって偏光に変換し、液晶層を透過した偏光を同一の偏光板（反射モードの場合）又は別の偏光板（透過モードの場合）に入射させることで、液晶パネルに入射させた光の透過率を制御できる。液晶層は、印加される電圧の大きさに応じて液晶層中の液晶分子の配向が変化するので、偏光状態の制御に用いることができる。この方式の液晶パネルは、表示に用いられる光の半分以上が偏光板で吸収されてしまうため、光の利用効率を向上させるうえで限界があった。

そこで、偏光板を必要としない光変調装置の開発が進められており、例えば、特許文献１～１０に開示されたものが知られていた。特許文献１には、液体ホスト中に懸濁された電気－光学感受性フレークを含む系を、ポリマーバインダ溶液中でカプセル化した光学装置が開示されている。特許文献２には、バインダに囲まれたマイクロカプセル内において、鱗片状磁性粉を液体中に分散させた表示媒体が開示されている。特許文献３には、２枚の電極板間に、特定種の有機ポリマーの微粒子と、該ポリマーの微粒子中に保持された電解液とからなるイオン伝導体を挟持させた電気化学型表示素子が開示されている。また、特許文献４～６には、形状異方性部材を含む光変調層を備えた光変調パネル又は表示パネルが開示されている。特許文献７、８には、ポリマーフレークを含む懸濁液層を備えた光学装置が開示されている。特許文献９には、反射性粒子を含む懸濁液層を備えた半透過反射ディスプレイが開示されている。

また、特許文献１０には、光を吸収する着色帯電泳動粒子、光を透過する透明粒子、及び、分散媒を含有するものであって、２０℃における剪断速度１０ｓｅｃ^－１以上における剪断粘度η_０が０．０１Ｐａ・ｓ以下で、２０℃における剪断粘度ηが少なくとも剪断速度１から１０ｓｅｃ^－１までの範囲でη≧η_０である懸濁液を用いた電気泳動表示装置が開示されている。この電気泳動表示装置は、着色帯電泳動粒子及び透明粒子が懸濁液中でチクソトロピー性を有することにより、電圧印加後の書き込み像を記憶し、留めるものである。しかしながら、このような懸濁液中でのチクソトロピー性を利用して表示記憶性を得る表示方式では、駆動開始時の粘度が非常に高いため、駆動電圧が高くなってしまう。また、着色帯電泳動粒子を面内で移動させる表示方式は、高いコントラストを得にくいものであった。

特表２００３－５３３７３６号公報特開平６－３１３８８０号公報特開２００６－２３５４８４号公報国際公開第２０１３／１０８８９９号国際公開第２０１３／１４１２４８号国際公開第２０１４／０３４９３０号米国特許第６６６５０４２号明細書米国特許第６８２９０７５号明細書特表２００７－５０６１５２号公報特開２００６－２２０９６９号公報

本発明者らは、光の利用効率を向上するのに適した、偏光板を必要としない光変調装置について種々検討した結果、電圧印加によって形状異方性粒子を動作させる表示方式に着目した。更に、この表示方式において、形状異方性粒子を分散させる媒体として液晶を用いれば、電圧印加による液晶の配向状態の変化を利用して形状異方性粒子の配向を制御することができることに想到した。しかしながら、炭酸プロピレンやγ－ブチロラクトンのような極性溶媒を分散媒として用いた場合と比べて、液晶を分散媒として用いた場合には、形状異方性粒子は均一に分散し難く、凝集して塊を形成しやすいことが分かった。形状異方性粒子の凝集が顕著に生じると、電圧を印加しても形状異方性粒子が所望の動作をしなくなってしまう。また、形状異方性粒子が凝集しやすい場合には、形状異方性粒子を面内に均一に配置することが難しく、その分布に偏りが生じてしまう。例えば、液晶中に形状異方性粒子を分散させたものを光変調装置内に注入する場合に、液晶に対する形状異方性粒子の分散性が低いと、注入前及び注入時に凝集が形成され、光変調装置内の形状異方性粒子の分布が不均一になる。液晶中に形状異方性粒子を分散させたものを光変調装置内に滴下する場合であっても同様のことが起こる。このため、形状異方性粒子の分散性が低いと、光変調装置が表示装置である場合には、反射率（反射型表示装置の場合）又は透過率（透過型表示装置の場合）、コントラスト、応答速度といった表示特性を低下させてしまう。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、形状異方性粒子の凝集が防止された光変調装置、及び、それを備えた表示装置を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、液晶媒体中に形状異方性粒子を分散させたときに生じる凝集を防止する方法について研究を進める中で、液晶及び形状異方性粒子の組合せとして、特定のずり応力試験で得られた、ずり速度３２（１／ｓ）、４０（１／ｓ）及び５０（１／ｓ）におけるずり応力の測定値から直線外挿によって算出される、ずり速度ゼロにおけるずり応力が、２０Ｐａ以下となる材料の組合せを用いれば、形状異方性粒子の分散性の良い光変調装置を実現することができることを見出した。また、液晶及び形状異方性粒子の組合せとして、ずり速度５０（１／ｓ）で３０秒間回転させた状態で測定したときの粘度が１．３Ｐａ・ｓ以下となる材料の組合せを用いた場合にも、形状異方性粒子の分散性の良い光変調装置を実現することができることを見出した。これによって、本発明者らは、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達した。

すなわち、本発明の一態様は、互いに対向配置された第一基板及び第二基板と、上記第一基板及び上記第二基板の間に配置された光変調層とを備える光変調装置であって、上記第一基板及び上記第二基板の少なくとも一方は、電極を有し、上記光変調層は、液晶と、上記液晶中に分散された形状異方性粒子を含有し、上記液晶及び上記形状異方性粒子は、上記電極に印加された電圧に応じて配向するものであり、上記液晶及び上記形状異方性粒子は、ずり応力試験で得られた、ずり速度３２（１／ｓ）、４０（１／ｓ）及び５０（１／ｓ）におけるずり応力の測定値から直線外挿によって算出される、ずり速度ゼロにおけるずり応力が、２０Ｐａ以下となる材料の組合せであり、上記ずり応力試験は、上記液晶を８０重量％、上記形状異方性粒子を２０重量％の組成比に調製した試験用分散液を測定装置の台に滴下し、温度２０℃の条件下で、上記測定装置の台に対して１０００μｍの間隔で対向させた直径２０ｍｍのスチールプレートを３０秒間回転させるものであり、かつ、ずり速度１～５０（１／ｓ）の範囲で対数を取ったときに等分になるように１８点のずり速度で測定されるものであり、上記ずり速度は、上記測定装置の台に対して上記スチールプレートをずらす速度（ｍ／ｓ）を上記間隔の１０００μｍで割った値であり、かつ、上記スチールプレートを回転させた３０秒間の平均値である光変調装置であってもよい。

また、本発明の別の一態様は、互いに対向配置された第一基板及び第二基板と、上記第一基板及び上記第二基板の間に配置された光変調層とを備える光変調装置であって、上記第一基板及び上記第二基板の少なくとも一方は、電極を有し、上記光変調層は、液晶と、上記液晶中に分散された形状異方性粒子を含有し、上記液晶及び上記形状異方性粒子は、上記電極に印加された電圧に応じて配向するものであり、上記液晶及び上記形状異方性粒子は、上記液晶を８０重量％、上記形状異方性粒子を２０重量％の組成比に調製した試験用分散液を測定装置の台に滴下し、温度２０℃の条件下で、上記測定装置の台に対して１０００μｍの間隔で対向させた直径２０ｍｍのスチールプレートをずり速度５０（１／ｓ）で３０秒間回転させた状態で測定したときの粘度が１．３Ｐａ・ｓ以下となる材料の組合せであり、上記ずり速度は、上記測定装置の台に対して上記スチールプレートをずらす速度（ｍ／ｓ）を上記間隔の１０００μｍで割った値であり、かつ、上記スチールプレートを回転させた３０秒間の平均値である光変調装置であってもよい。

本発明の更に別の一態様は、上記光変調装置を備えた表示装置であってもよい。

本発明の光変調装置によれば、上述した構成を有するので、形状異方性粒子の凝集を防止することができる。また、本発明の表示装置は、上記のような光変調装置を備えることから、形状異方性粒子の凝集に起因する、反射率（反射型表示装置の場合）又は透過率（透過型表示装置の場合）、コントラスト、応答速度といった表示特性の低下を防止することができる。

実施形態１の光変調装置の断面模式図であり、（ａ）は、電圧オフ状態を表し、（ｂ）は、電圧オン状態を表す。実施形態１の光変調装置に設けられた電極構造を示す平面模式図である。ずり応力及び粘度の測定条件を説明するための図である。本実施形態の材料を用いた試験用分散液について、ずり速度を変化させたときのずり応力の測定結果の一例を示したグラフである。本実施形態の材料を用いた試験用分散液について、ずり速度を変化させたときの粘度の測定結果の一例を示したグラフである。ずり速度ゼロのときに想定される形状異方性粒子の凝集状態を示した図である。ずり速度５０（１／ｓ）のときに想定される形状異方性粒子の凝集状態を示した図である。実施形態２の光変調装置の断面模式図であり、（ａ）は、電圧オフ状態を表し、（ｂ）は、電圧オン状態を表す。実施形態３の光変調装置における電極構造を示す斜視模式図である。実施形態４の光変調装置の断面模式図であり、（ａ）は、電圧オフ状態を表し、（ｂ）は、電圧オン状態を表す。

本発明は、以下の実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の構成を充足する範囲内で、適宜設計変更を行うことが可能である。なお、以下の説明において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。

［実施形態１］
実施形態１の光変調装置は、装置外から装置内へ入射した光（外光）の反射を利用して表示を行う反射型表示装置を構成するものであり、電圧無印加時に黒表示を行い、電圧印加時に白表示又は中間調表示（グレー表示）を行うものである。また、実施形態１の光変調装置は、マトリクス状に配列された複数の画素を有するものであり、複数の画素のそれぞれにおいて、黒表示、中間調表示及び白表示を切り換え可能に構成されている。

実施形態１の光変調装置の構成の概要について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、実施形態１の光変調装置の断面模式図であり、（ａ）は、電圧オフ状態を表し、（ｂ）は、電圧オン状態を表す。図２は、実施形態１の光変調装置に設けられた電極構造を示す平面模式図である。

実施形態１の光変調装置は、互いに対向配置された第一基板１０と第二基板２０との間に、光変調層としての液晶層３０を備えるものである。第一基板１０が背面側に位置し、第二基板２０が前面側（表示面側、観察者側）に位置している。第一基板１０と第二基板２０とは、表示領域を囲むように配置されたシール材（図示せず）によって互いに貼り合わされている。シール材によって囲まれた第一基板１０と第二基板２０との間隙に、液晶層３０が封入されている。液晶層３０の厚みは特に限定されない。

第一基板１０は、支持基板１１の液晶層側（表示面側）に、一対の電極１２ａ、１２ｂ及び垂直配向膜１４を順に備え、支持基板１１の背面側に、光吸収体（光吸収層）１６を備える。なお、第一基板１０は、アクティブマトリックス基板であり、各画素に配置されたスイッチング素子と、各種配線とを有するものであるが、図示は省略している。スイッチング素子としては、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が用いられる。各種配線としては、例えば、ＴＦＴに走査信号を供給するゲートバスライン、ＴＦＴに表示信号を供給するソースバスライン、共通配線が挙げられる。一対の電極１２ａ、１２ｂは、画素ごとに設けられており、そのうちの一方は、スイッチング素子を介してソースバスラインに電気的に接続され、他方は共通配線に電気的に接続されている。

一対の電極１２ａ、１２ｂは、面内スイッチング（ＩＰＳ：Ｉｎ－Ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型電極構造を有し、具体的には、互いの櫛歯が嵌合し合う一対の櫛歯電極である。図２に示したように、一対の電極１２ａ、１２ｂは、幹部、及び、該幹部から延出した複数本の平行な枝部（櫛歯）を有するものであり、互いの枝部が一定の間隔（スペース）を介して交互に配置されている。交流電源によって、一対の電極１２ａ、１２ｂの間に電圧を印加することにより、スペース近傍の液晶層３０には第一基板１０に対して水平な電界（横電界）が生じる。

一対の電極１２ａ、１２ｂは、導電材料により形成されており、例えば、金属材料により形成できる。本実施形態では、外光の反射を利用して表示を行うことから、液晶層３０よりも背面側にある第一基板１０内の電極は、透明導電材料により形成しなくてよい。但し、黒表示を行う際に光吸収体１６よりも観察者側に反射物がない方がコントラストの高い表示を得るのに有利であることから、第一基板１０内の電極を透明導電材料により形成することが好ましい。

垂直配向膜１４は、少なくとも表示領域の全体を覆うように配置されている。すなわち、液晶分子３１の初期配向は、第一基板１０に対して垂直な方向に設定されている。垂直配向膜１４は、その表面に対して、液晶層３０中の液晶分子３１を実質的に垂直に配向させるものであれば特に限定されず、例えば、公知の垂直配向性を示すポリイミド膜を用いることができる。垂直配向膜１４には、ラビング処理が施されてもよく、光配向性の垂直配向膜であれば、偏光（例えば、偏光紫外線）を照射する配向処理が施されてもよい。

光吸収体１６は、液晶層３０を透過した外光を吸収し、黒表示を実現するためのものである。光吸収体１６の材料としては、光を吸収できる材料であれば特に限定されず、例えば、黒色顔料を分散した樹脂等を用いることができる。上述したように、本実施形態の光変調装置は、反射型表示装置を構成するものであって、電圧無印加時には、液晶層３０を透過した外光を光吸収体１６が吸収することによって黒表示が実現され、電圧印加時には、横電界によって水平方向に傾いた形状異方性粒子３２が外光を反射することによって白表示又は中間調表示が実現される。なお、図１に示したように、光吸収体１６は、支持基板１１の背面側に設けられているが、支持基板１１の前面側に設けてもよい。

第二基板２０は、支持基板２１の液晶層側（背面側）に、対向電極２２、絶縁膜２３及び垂直配向膜２４を順に備える。カラー表示を行う場合には、更にカラーフィルタを設けてもよい。なお、本実施形態の光変調装置は、基本的には、横電界のみで表示を行うものであることから、対向電極２２を設けない構成としてもよい。

対向電極２２は、一対の電極１２ａ、１２ｂに対向して配置されているが、画素ごとに配置しなくてもよい。本実施形態では、対向電極２２は、多数の画素で構成される表示領域の全体を覆うように平面状に設けられている。対向電極２２を設けることによって、液晶層３０に対して縦電界を印加できる。本実施形態の光変調装置は、ヒステリシスのリセット、外からの衝撃等によるフレーク配向乱れのリセット、更には高速応答のための電界アシスト等のために、必要に応じて縦電界を組み込んだ駆動を行うことができる。

対向電極２２は、透明導電材料により形成されることが好ましい。透明導電材料としては、例えば、インジウム酸化錫（ＩＴＯ）、インジウム酸化亜鉛（ＩＺＯ）等が挙げられる。

絶縁膜２３は、対向電極２２とともに設けられることによって、白表示時に液晶層３０中に電界を効果的に形成できる。

第二基板２０側の垂直配向膜２４は、第一基板１０側の垂直配向膜１４と同様にして設けられる。

液晶層３０は、液晶中に形状異方性粒子３２が分散されたものである。形状異方性粒子３２の分散媒として液晶を用いることによって、液晶の配向変化を利用して形状異方性粒子３２の配向を制御することができる。液晶分子３１及び形状異方性粒子３２は、第一基板１０の一対の電極１２ａ、１２ｂによって印加される横電界に応じて、液晶層３０中で向きを変える。本実施形態では、正の誘電率異方性を有するポジ型の液晶分子３１を用いているので、横電界によって液晶分子３１及び形状異方性粒子３２を水平方向に傾けることができる。

液晶分子３１は、下記式（１）で定義される誘電率異方性の大きさΔεが１０以上であることが好ましい。これによって、液晶分子３１の電界に対する応答性を充分なものとすることができる。
Δε＝（長軸方向の比誘電率ε∥）－（短軸方向の比誘電率ε⊥）　（１）

形状異方性粒子３２は、その形状に異方性があればよいが、垂直方向にしたときの第一基板１０への投影面積から、水平方向にしたときの第一基板１０への投影面積まで、その傾きに応じて連続的に投影面積が変化する形状であることが好ましい。そのような形状の具体例としては、薄片状（フレーク状）が好適であり、円盤状が特に好適である。また、水平方向にしたときの第一基板１０への投影面積は、垂直方向にしたときの第一基板１０への投影面積に対して、２倍以上であることが好ましい。形状異方性粒子３２は、一次粒子（凝集していない粒子）の平均最大長が３～２０μｍであることが好ましい。形状異方性粒子３２の一次粒子の厚さは特に限定されないが、厚さが小さいほど、垂直方向にしたときの第一基板１０への投影面積を小さくできるので好ましく、例えば、光の波長以下（例えば、５００ｎｍ以下）とすることが好ましい。更に、形状異方性粒子３２は、光反射性の面を有するものであることが好ましい。

本実施形態において、液晶層３０に含まれる液晶及び形状異方性粒子３２は、ずり速度ゼロにおけるずり応力が、２０Ｐａ以下となる材料の組合せである。上記ずり速度ゼロにおけるずり応力は、ずり速度３２（１／ｓ）、４０（１／ｓ）及び５０（１／ｓ）におけるずり応力の測定値から直線外挿によって算出される。上記ずり速度３２（１／ｓ）、４０（１／ｓ）及び５０（１／ｓ）におけるずり応力は、下記のずり応力試験によって得られる。上記ずり応力試験は、液晶を８０重量％、形状異方性粒子を２０重量％の組成比に調製した試験用分散液を測定装置の台に滴下し、温度２０℃の条件下で、上記測定装置の台に対して１０００μｍの間隔で対向させた直径２０ｍｍのスチールプレートを３０秒間回転させるものであり、かつ、ずり速度１～５０（１／ｓ）の範囲で対数を取ったときに等分になるように１８点のずり速度で測定されるものである。また、上記ずり速度は、上記測定装置の台に対して上記スチールプレートをずらす速度（ｍ／ｓ）を上記間隔の１０００μｍで割った値であり、かつ、上記スチールプレートを回転させた３０秒間の平均値である。ずり速度ゼロにおけるずり応力が２０Ｐａ以下となる液晶及び形状異方性粒子３２からなる分散液を用いることによって、分散性が良く、ムラや凝集がなく、動作性の良い光変調装置を実現することができる。また、特に形状異方性粒子３２としてフレーク状の部材を用いたときに、顕著な分散性の向上効果が得られる。

また、本実施形態において、液晶及び形状異方性粒子３２は、粘度が１．３Ｐａ・ｓ以下となる材料の組合せである。なお、上記粘度は、液晶を８０重量％、形状異方性粒子を２０重量％の組成比に調製した試験用分散液を測定装置の台に滴下し、温度２０℃の条件下で、上記測定装置の台に対して１０００μｍの間隔で対向させた直径２０ｍｍのスチールプレートをずり速度５０（１／ｓ）で３０秒間回転させて測定したときの値である。粘度が１．３Ｐａ・ｓ以下となる液晶及び形状異方性粒子３２からなる分散液を用いることによって、分散性に優れ、動作性が向上された光変調装置を実現することができる。この効果は、特に形状異方性粒子３２としてフレーク状の部材を用いたときに顕著である。

以下において、ずり応力及び粘度の測定方法の詳細を例示する。
まず、測定用の試料として、液晶中の形状異方性粒子３２濃度を２０重量％に調整した分散液を準備する。測定は、レオメーターによって行う。レオメーターとしては、例えばティー・エイ・インスツルメント社製のＡＲ２０００ｅｘを用いることができる。レオメーターの設定等の測定条件は次のようにする。図３は、ずり応力及び粘度の測定条件を説明するための図である。図３に示したように、スチールプレート５１として、直径２０ｍｍのスチール鋼パラレルプレートを用い、スチールプレート５１と測定装置の台５２との間隔（ギャップ）は１０００μｍにする。測定温度は２０℃とする。また、測定ポイントとして、対数を取ったときに等分になるように、１０^０（＝１）、１０^０．１、１０^０．２、１０^０．３、１０^０．４、１０^０．５、１０^０．６、１０^０．７、１０^０．８、１０^０．９、１０^１．０（＝１０）、１０^１．１、１０^１．２、１０^１．３、１０^１．４、１０^１．５（≒３２）、１０^１．６（≒４０）及び１０^１．７（≒５０）（１／ｓ）の１８点のずり速度を設定する。そして、ずり速度の小さい測定ポイントから順にずり速度を大きくしていきながら、各測定ポイントで１回目（上昇時）のずり応力及び粘度の測定を行った後、ずり速度の大きい測定ポイントから順にずり速度を小さくしていきながら、各測定ポイントで２回目（下降時）のずり応力及び粘度の測定を行う。測定は、各測定ポイント間に時間間隔を設けずに連続して行う。ずり速度は、スチールプレート５１と測定装置の台５２とをずらす速度（単位：ｍ／ｓ）を、スチールプレート５１と測定装置の台５２との間隔（１０００μｍ）で割った値（単位：１／ｓ）である。各測定ポイントでは、ずり速度を３０秒間保持し、その期間のずり応力及び粘度の平均値を計測する。１回目の測定で得られた上記平均値と２回目の測定で得られた上記平均値とを更に平均することによって、各測定ポイントでのずり応力及び粘度を求めることができる。

次に、上述した測定で得られた結果の一例を示す。図４は、本実施形態の材料を用いた試験用分散液について、ずり速度を変化させたときのずり応力の測定結果の一例を示したグラフである。図４に示したように、ずり速度３２（１／ｓ）、４０（１／ｓ）及び５０（１／ｓ）におけるずり応力の測定値から直線外挿によって、ずり速度ゼロにおけるずり応力（ずり応力の外挿値）が算出される。このずり速度ゼロにおけるずり応力は、試験用分散液を塑性流体であると分類すると降伏値に該当するものであり、本実施形態においては、２０Ｐａ以下である。

また、図５は、本実施形態の材料を用いた試験用分散液について、ずり速度を変化させたときの粘度の測定結果の一例を示したグラフである。本実施形態においては、ずり速度５０（１／ｓ）での粘度が１．３Ｐａ・ｓ以下である。

（ずり応力及び粘度と分散性の関係）
ずり応力及び粘度は、分散液の分散性と相関があり、このため、表示装置のディスプレイ性能等にも相関がある。以下、ずり応力及び粘度が分散性とどのように関係しているかについて、一つの考察を示す。図６は、ずり速度ゼロのときに想定される形状異方性粒子の凝集状態を示した図であり、図７は、ずり速度５０（１／ｓ）のときに想定される形状異方性粒子の凝集状態を示した図である。

まず、液晶中で形状異方性粒子３２は、個々の粒子が独立した状態で存在するか、複数の粒子によって媒体である液晶を内包した状態の集合体（凝集体）として存在すると考えられる。図６に示したように、ずり速度ゼロの状態では、上記集合体３３又は独立した粒子３２が連なったネットワークが形成されていると考えられ、非常に高粘度である。したがって、形状異方性粒子３２を流動させるためには、上記ネットワークを破壊する力を加える必要がある。上述したずり速度ゼロにおけるずり応力は、ネットワークを破壊するのに必要な力に相当し、比較的遠距離に及ぶ粒子間引力に起因する凝集力の大きさに対応していると考えられる。よって、ずり速度ゼロにおけるずり応力は小さいほど、凝集力が小さく、分散性が良いと言える。

図７に示したように、ずり速度が５０（１／ｓ）の状態では、上記ネットワークは充分に分断されているが、通常では、独立した粒子３２単位ではなく、個々の集合体３３単位で存在していると考えられる。なお、分散性が非常に良い分散液においては、ずり速度が５０（１／ｓ）の状態において、粒子３２が個々に分離している可能性がある。ここで、分散媒の粘度をη０、分散質の体積分率をφとすると、分散液の粘度ηは下記式で表すことができる。
η＝（１＋２．５φ）×η０
なお、上記集合体３３がより多くの液晶を含むことにより、より大きなものになると、分散質の体積分率φが大きくなったとみなすことができる。すなわち、上述したずり速度が５０（１／ｓ）における粘度は、上記集合体３３のサイズに応じて大きくなるものであり、比較的近距離に及ぶ粒子間引力に起因する凝集力に対応していると考えられる。よって、ずり速度５０（１／ｓ）における粘度もまた、小さいほど、分散性が良いと言える。

形状異方性粒子３２の分散性が悪いと、ディスプレイ面において形状異方性粒子３２の濃度分布によるムラが生じたり、液晶から分離した形状異方性粒子３２が基板界面に集まったり、電圧を印加したときに充分に動作しない等の問題が生じる。界面活性剤、高分子材料等の添加剤を配合することによって、分散性を改善できるが、電圧保持率（ＶＨＲ）が低下してＴＦＴ駆動に適さなくなったり、粘度が上がって電圧印加時の動作性が悪くなるおそれがある。したがって、分散性は、形状異方性粒子３２表面の親水性及び疎水性を調整することによって向上することが求められる。

形状異方性粒子３２の材料としては、液晶に溶解しないものを用いることができ、例えば、金属、半導体、誘電体、及び、それらの複合材料が用いられる。形状異方性粒子３２の材料として金属が用いられる場合、アルミニウムフレークが好適である。また、形状異方性粒子３２は、誘電体多層膜、コレステリック樹脂によって形成されたものであってもよい。更に、形状異方性粒子３２は、着色されたものであってもよい。

形状異方性粒子３２の表面には、親水性及び疎水性を調整するための処理が施されてもよい。例えば、樹脂、シリカ等の材料で形状異方性粒子３２を被覆してもよいし、シランカップリング処理によって表面を改質してもよい。形状異方性粒子３２を被覆する樹脂としては、フッ素を含有する官能基（修飾基）を含むものが好適に用いられる。

形状異方性粒子３２の比重は、１１ｇ／ｃｍ^３以下であることが好ましく、３ｇ／ｃｍ^３以下であることがより好ましく、液晶の比重（例えば、１ｇ／ｃｍ^３以下）と同等であることが更に好ましい。形状異方性粒子３２の比重が液晶の比重よりも非常に大きい場合は、形状異方性粒子３２が液晶層３０中で沈降してしまうおそれがある。

形状異方性粒子３２の濃度は、液晶の量に対して、４ｗｔ％以上であることが好ましく、１２ｗｔ％以下であることが好ましく、１０ｗｔ％以下であることがより好ましい。形状異方性粒子３２の濃度の下限は、液晶層３０の厚み（セル厚）にもよるが、例えばセル厚を１５μｍとしたときには、４ｗｔ％より少ないと反射率が低下するおそれがある。形状異方性粒子３２の濃度の上限は、形状異方性粒子３２の分散性にもよるが、１２ｗｔ％を超えると動作性が低下するおそれがある。形状異方性粒子３２の濃度を、メモリー性が見られるほどのチクソトロピー性を出さないように制御することで、低電圧で動作させることができる。

以下、図１に基づき、本実施形態の光変調装置の表示原理を説明する。図１の（ａ）は、一対の電極１２ａ、１２ｂの間に電圧を印加しない状態を示したものであり、この状態において、液晶分子３１及び形状異方性粒子３２は、第一基板１０に対して垂直方向に配向する。このため、第二基板２０側からの入射する外光は、液晶層３０を透過し、光吸収体１６に到達し、黒表示が実現される。図１の（ａ）中に、矢印によって外光の経路を示した。

図１の（ｂ）は、一対の電極１２ａ、１２ｂの間に電圧を印加した状態を示したものであり、この状態において、液晶分子３１は、正の誘電率異方性を有することから、横電界の強度に応じて、第一基板１０に対して水平配向する。また、形状異方性粒子３２は、その周囲に位置する液晶分子３１が垂直配向から水平配向に変化する力を受けて、第一基板１０に対して水平方向に向けて傾く。形状異方性粒子３２は、周囲の液晶分子３１の配向変化だけでなく、それ自身に生じる誘電泳動力によっても水平配向するものであることが好ましい。誘電泳動力は、媒体である液晶分子３１と形状異方性粒子３２との誘電率の差が大きいほど大きくなる。したがって、良好なスイッチング特性を得る観点からは、液晶分子３１と形状異方性粒子３２との誘電率の差は大きいことが好ましい。

電圧印加により形状異方性粒子３２の傾きが大きくなるほど、形状異方性粒子３２を第一基板１０上に投影したときの面積が大きくなる。形状異方性粒子３２の動作のしやすさは、大きさ、表面エネルギー及び帯電量等の特性によって左右されるが、これらの特性は、形状異方性粒子３２の各粒子では異なり、全粒子では一定の分布を示すのが通常である。このため、ある粒子は低い電圧で動作し、別の粒子はより高い電圧で動作するということが起こる。したがって、形状異方性粒子３２は、その特性に分布があることによって、ある電圧で一斉に動作することなく、一対の電極１２ａ、１２ｂ間への印加電圧が比較的低いときに、中間調表示が行われ、所定の印加電圧に到達したときに、白表示が実現される。図１の（ｂ）中に、矢印によって外光の経路を示した。

以上では、図１（ａ）の電圧オフ状態から図１（ｂ）の電圧オン状態への切り換えに基づいて説明したが、図１（ｂ）の電圧オン状態から図１（ａ）の電圧オフ状態へ切り換える場合についても、液晶分子３１及び形状異方性粒子３２の配向変化の方向が逆であること以外は同様である。すなわち、液晶分子３１及び形状異方性粒子３２の配向変化は、垂直配向から水平配向へ変化する場合であっても、水平配向から垂直配向に変化する場合であっても、電圧印加によって可逆的に行われることから、黒表示から白表示にするときの応答速度と白表示から黒表示にするときの応答速度は同等にすることができる。

本実施形態の光変調装置によれば、形状異方性粒子の凝集を防止することができる。また、表示装置として用いた場合には、形状異方性粒子の凝集に起因する、電圧無印加時の反射率、コントラスト、応答速度といった表示特性の低下を防止することができる。

なお、本実施形態の光変調装置の表示原理は、形状異方性粒子３２の向きを変えることによって、自然光である外光の反射率を制御するものである。したがって、偏光板を用いる方式の液晶パネルのように、第一基板１０の背面側及び第二基板２０の前面側に偏光板を配置する必要はない。このため、本実施形態の光変調装置は、光利用効率に優れている。

［実施形態２］
実施形態２の光変調装置は、光源からの光を利用して表示を行う透過型表示装置を構成するものであり、電圧無印加時に白表示を行い、電圧印加時に黒表示を行うものである。以下では、主に実施形態１との相違点を説明する。

図８は、実施形態２の光変調装置の断面模式図であり、（ａ）は、電圧オフ状態を表し、（ｂ）は、電圧オン状態を表す。図８に示したように、実施形態２の光変調装置は、第一基板１０の背面側に光源（バックライト）４０を備え、光変調層としての液晶層３０によって、光源４０から発せられた光の透過及び反射が制御される。このため、実施形態２の光変調装置は、実施形態１の光変調装置と比べて、光源４０を有する点、光吸収体１６を有しない点において、構成上の違いがある。また、本実施形態では、液晶層３０を透過した光を表示に用いることから、一対の電極１２ａ、１２ｂは、透明導電材料により形成されることが好ましい。

光源４０の方式は、エッジライト型であってもよいし、直下型であってもよい。光源の種類としては特に限定されず、発光ダイオード（ＬＥＤ）、冷陰極管（ＣＣＦＬ）等を用いることができる。

図８の（ａ）は、一対の電極１２ａ、１２ｂの間に電圧を印加しない状態を示したものであり、この状態において、液晶分子３１及び形状異方性粒子３２は、第一基板１０に対して垂直方向に配向する。このため、第一基板１０側からの入射する光源４０からの光は、液晶層３０及び第二基板２０を透過し、白表示が実現される。図８の（ａ）中に、矢印によって光源４０からの光の経路を示した。

図８の（ｂ）は、一対の電極１２ａ、１２ｂの間に電圧を印加した状態を示したものであり、この状態において、液晶分子３１及び形状異方性粒子３２は、横電界の強度に応じて、第一基板１０に対して水平方向に向けて傾く。形状異方性粒子３２の傾きが大きくなるほど、形状異方性粒子３２を第一基板１０上に投影したときの面積が大きくなる。このため、傾いた形状異方性粒子３２によって光源４０からの光は反射され、黒表示が実現される。図８の（ｂ）中に、矢印によって光源４０からの光の経路を示した。

本実施形態の光変調装置においても、形状異方性粒子の凝集を防止することができる。また、表示装置として用いた場合には、形状異方性粒子の凝集に起因する、電圧無印加時の透過率、コントラスト、応答速度といった表示特性の低下を防止することができる。

本実施形態の光変調装置の表示原理は、形状異方性粒子３２の向きを変えることによって、光源からの光の透過率を制御するものである。したがって、偏光板を用いる方式の液晶パネルのように、第一基板１０の背面側及び第二基板２０の前面側に偏光板を配置する必要はない。このため、本実施形態の光変調装置もまた、光利用効率に優れている。

［実施形態３］
実施形態３の光変調装置は、第一基板の電極構造をＩＰＳ型電極構造からフリンジ・フィールド・スイッチング（ＦＦＳ：Ｆｒｉｎｇｅ　Ｆｉｅｌｄ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型電極構造に変更したことを除いて、実施形態１の光変調装置と同様の構成を有するものである。ＦＦＳ型電極構造とすることによって、第一基板に設けられた一対の電極間で短絡が生じる可能性を低減できる。また、平面状電極が設けられることによって、光変調装置外部からの静電気の影響を防止できる。

図９は、実施形態３の光変調装置における電極構造を示す斜視模式図である。図９に示したように、実施形態３の光変調装置では、第一基板１０に、平面状の第一電極１１２ａと、複数本の平行な電極スリット（電極の非形成部分）が形成された第二電極１１２ｂとが、誘電体層（絶縁膜）１１３を介して積層されている。第二電極１１２ｂの平面形状は、図９に示したように、その全周を電極に囲まれた線状の開口部をスリットとして備えるものであるが、図１に示したような、幹部、及び、該幹部から延出した複数本の平行な枝部（櫛歯）を有する櫛歯電極を用いてもよい。

第二電極１１２ｂは、コンタクトホール（図示せず）を介して、下層（支持基板１１側）に配置されたＴＦＴのドレイン電極と電気的に接続されている。第一電極１１２ａは、コンタクトホール形成用の開口部分を除いて、第一基板１０の全面に配置されている。第一電極１１２ａと第二電極１１２ｂの間に電圧を印加することにより、電極スリット近傍の液晶層３０には第一基板１０に対して実質的に水平な電界が生じる。本明細書において、「横電界」とは、ＩＰＳ型電極構造により形成される水平な電界だけでなく、ＦＦＳ型電極構造により形成される実質的に水平な電界をも包含するものである。

本実施形態の光変調装置においても、形状異方性粒子の凝集を防止することができる。また、表示装置として用いた場合には、形状異方性粒子の凝集に起因する、電圧無印加時の反射率、コントラスト、応答速度といった表示特性の低下を防止することができる。更に、本実施形態の光変調装置においても、偏光板を配置する必要はないので、光利用効率に優れている。

［実施形態４］
実施形態４の光変調装置は、形状異方性粒子を支持するための支持部を設けたことを除いて、実施形態１の光変調装置と同様の構成を有するものである。

図１０は、実施形態４の光変調装置の断面模式図であり、（ａ）は、電圧オフ状態を表し、（ｂ）は、電圧オン状態を表す。実施形態４の光変調装置においては、図１０に示すように、第二の基板２０の液晶層３０側の表面上に、形状異方性粒子３２を支持するための支持部３６が配置されている。形状異方性粒子３２の端部は、支持部３６に回転可能に接続されており、結果として、形状異方性粒子３２は、支持部３６を介して第二の基板２０に接続されている。このため、形状異方性粒子３２が第二の基板２０の面内で移動することを防止することができ、均一な表示（光透過状態及び光反射状態）を得ることができる。支持部３６の材料としては、上記特許文献６に開示された材料と同様に、紫外線硬化性樹脂等を用いることができる。

なお、以上の実施形態における光変調装置は、表示装置（フレーク・ディスプレイ）として好適なものであるが、その用途は表示装置に限定されず、例えば、赤外調光装置への適用も可能である。例えば、実施形態１～４の光変調装置において、形状異方性粒子として赤外光を反射する特性を有するものを用いることで、赤外光の透過及び反射が選択可能な赤外調光装置を実現することができる。例えば、このような赤外調光装置を窓に備え付けることによって、赤外調光窓を実現することができる。赤外光を反射する特性を有する形状異方性粒子としては、赤外光の波長範囲の少なくとも一部、例えば、近赤外線や遠赤外線の少なくとも一部を反射できるものであれば用いることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、説明された個々の事項は、すべて本発明全般に対して適用され得るものである。以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明する。

［実施例１～５、比較例１～３］
８種の異なる組成の分散液（分散液Ａ～Ｈ）を光変調層の材料として準備した。それらを用いて実施例１～５及び比較例１～３の表示装置を作製し、以下に示す方法で面内均一性及び反射率を評価した。評価結果を下記表１に示した。

（分散液の組成）
分散液Ａ～Ｈは、いずれも液晶材料中にフレーク状の形状異方性粒子を分散させたものであるが、互いに形状異方性粒子及び液晶材料の少なくとも一方が異なっている。分散液Ａ～Ｈはそれぞれ、下記表１に示したずり応力及び粘度を有する。なお、ずり応力及び粘度の測定方法は、実施形態１で説明したとおりである。
液晶材料については、フッ素系液晶を用いた。液晶材料のΔεは２０であった。フッ素系液晶としては、例えばメルク社製の「ＺＬＩ－４７９２」を用いることができる。形状異方性粒子については、フレーク状のアルミニウムを樹脂又はシリカ材料でコーティングしたものを用いた。形状異方性粒子としては、分散液Ａ～Ｄでは、相対的に疎水性が強いものを用い、分散液Ｅ，Ｆでは、相対的にやや疎水性のものを用い、分散液Ｇ，Ｈでは、相対的に親水性のものを用いた。例えば、シリカコートをした形状異方性粒子は親水性である。この形状異方性粒子を疎水性にするためには、例えばジメチルエトキシシランのようなシランカップリング剤を用いて、シランカップリング処理を行えばよい。シランカップリング処理としては一般的な方法を用いることができ、例えば、ジメチルエトキシシランを加水分解したのち、シリカコート剤にある水酸基と脱水縮合することによって表面を疎水性とすることができる。このように、形状異方性粒子の疎水性及び親水性の度合いは、例えばシランカップリング処理によって疎水性及び親水性の材料を適当量結合させることによって調整することが可能である。また、分散液Ａ～Ｈのすべてにおいて、形状異方性粒子の平均最大長は約１０μｍであった。
なお、分散液Ａ～Ｈのすべてにおいて、分散液中の形状異方性粒子の配合量は、ずり応力及び粘度を測定する際には、粒子の凝集のしやすさを確認しやすいように２０ｗｔ％に調製したが、表示装置を作製する際には、表示に好適な６ｗｔ％に調製した。

（表示装置の構成）
表示装置は、電圧無印加時に、液晶及び形状異方性粒子が基板面に対して垂直方向に配向し、電圧印加時に、液晶及び形状異方性粒子が基板面に対して水平方向に配向する表示方式を採用し、以下の構成を備えるものであった。
分散液を挟持する一対の基板の一方には、電極幅（Ｌ）／電極間隔（Ｓ）＝３μｍ／１０μｍのＩＰＳ電極を設けた。一対の基板の他方には、ベタ電極（面状電極）を設けた。一対の基板の分散液と接する表面には、垂直配向膜を設けた。セル厚（一対の基板間の距離）は１５μｍであった。

（面内均一性の確認方法）
電圧無印加時の表示装置を目視評価により、以下の基準で面内均一性を判定した。
◎：表示面全体で均一であった。
○：巨視的には表示面全体で均一であるが、部分的な凝集により生じる表示のざらつきが感じられた。
△：表示ムラの領域が確認された。
×：表示面内で形状異方性粒子の粗密の領域を容易に判別できるほどの表示ムラが確認された。
なお、分散液Ｂを用いた場合（実施例２）には、長時間保存すると形状異方性粒子が連なるような微視的な凝集が見られた。この観察結果は、図６に示したネットワークが形成されたことに対応している。この微視的な凝集は、電圧を印加し形状異方性粒子を動作させると再分散する程度のものであり、面内均一性の評価としては◎とした。

（反射率の測定方法）
反射率は、ＩＰＳ電極に６０Ｈｚ、１０Ｖの電圧を印加して横電界を形成し、形状異方性粒子が基板面に対して水平方向に配向した状態で測定した。測定装置はコニカミノルタ社製のＣＭ２００２を用い、正反射光を除いたＳＣＥ（Ｓｐｅｃｕｌａｒ　Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　Ｅｘｃｌｕｄｅ）モードで測定した。なお、表示ムラがひどいものの反射率測定は、外観上平均的に見えた領域で実施した。

上記表１に示したように、分散液Ａ及びＢ（実施例１及び２）については、非常に良い面内均一性と表示特性が得られた。分散液Ｂ（実施例２）については、長時間保存すると微視的に形状異方性粒子の凝集が見られたが、これらは電圧の印加により形状異方性粒子が動作することで表示特性に大きな影響を与えるものではなかった。

分散液Ｃ（実施例３）については、巨視的には均一な表示面であったが、電圧印加に対しては凝集により動作が阻害され動かない形状異方性粒子が多く見られた。但し、実施例１～５及び比較例１～３で作製した表示装置は、同一条件で評価するために、電圧の印加方法、セル厚及び形状異方性粒子等の設計条件が個別に最適化されたものではない。そのため、実施例１～５及び比較例１～３で作製した表示装置の場合、２０％以上の反射率を確保できれば、電圧印加に対して形状異方性粒子が適切に動作したと判断してよく、２５％以上の反射率が得られることが好ましく、３０％以上の反射率が得られることがより好ましい。

一方、分散液Ｆ（比較例１）については、巨視的にも表示ムラがひどく、反射率も２０％を大きく下回った。分散液Ｇ及びＨ（比較例２及び３）についても、巨視的に顕著な表示ムラが見られ、充分な反射率が得られなかった。

以上の実施例１～５及び比較例１～３により、ずり応力が２０Ｐａ以下であれば、許容可能な面内均一性と反射率（フレークの動作性）が得られることが分かった。また、ずり応力が１４Ｐａ以下であれば、より良い面内均一性と反射率が得られ、更に１Ｐａ以下であれば、特に良い面内均一性と反射率が得られることが分かった。
また、粘度が１．３Ｐａ・ｓ以下であれば、許容可能な面内均一性と反射率が得られ、０．６Ｐａ・ｓ以下であれば、より良い面内均一性と反射率が得られることが分かった。

以上の結果からも、ずり応力及び粘度は、形状異方性粒子の分散性と対応関係にあると言え、ずり応力と粘度の好ましい範囲をともに満たしている表示装置が好適である。しかし、非常に良好なパネルを得るための条件としては、両方の評価値が上記最適値以下である必要はない。例えば、分散液Ｂを用いた実施例２では、非常に良好なパネルが得られたが、ずり応力は１Ｐａ以下にはない。逆に実施例には含まれていないが、体積平均比重が低いフレークを用いたときは、２０ｗｔ％に調製した分散液においてフレークの体積分率が高くなるため、分散性が非常によくパネル特性が良いものであっても、ずり応力は非常に低いが粘度はさほど低くないという結果は容易に想像しうる。

なお、好ましい評価結果が得られた分散液Ａ～Ｅ（実施例１～５）の形状異方性粒子と液晶材料の組み合わせによれば、液晶材料を用いた他の配向モードにおいても良好な面内均一性及び反射率が得られることが分かっている。

［付記］
本発明の一態様は、互いに対向配置された第一基板及び第二基板と、上記第一基板及び上記第二基板の間に配置された光変調層とを備える光変調装置であって、上記第一基板及び上記第二基板の少なくとも一方は、電極を有し、上記光変調層は、液晶と、上記液晶中に分散された形状異方性粒子を含有し、上記液晶及び上記形状異方性粒子は、上記電極に印加された電圧に応じて配向するものであり、上記液晶及び上記形状異方性粒子は、ずり応力試験で得られた、ずり速度３２（１／ｓ）、４０（１／ｓ）及び５０（１／ｓ）におけるずり応力の測定値から直線外挿によって算出される、ずり速度ゼロにおけるずり応力が、２０Ｐａ以下となる材料の組合せであり、上記ずり応力試験は、上記液晶を８０重量％、上記形状異方性粒子を２０重量％の組成比に調製した試験用分散液を測定装置の台に滴下し、温度２０℃の条件下で、上記測定装置の台に対して１０００μｍの間隔で対向させた直径２０ｍｍのスチールプレートを３０秒間回転させるものであり、かつ、ずり速度１～５０（１／ｓ）の範囲で対数を取ったときに等分になるように１８点のずり速度で測定されるものであり、上記ずり速度は、上記測定装置の台に対して上記スチールプレートをずらす速度（ｍ／ｓ）を上記間隔の１０００μｍで割った値であり、かつ、上記スチールプレートを回転させた３０秒間の平均値である光変調装置であってもよい。

本発明の光変調装置によれば、形状異方性粒子の凝集を防止することができる。また、表示装置に適用した場合には、形状異方性粒子の凝集に起因する、反射率（反射型表示装置の場合）又は透過率（透過型表示装置の場合）、コントラスト、応答速度といった表示特性の低下を防止することができる。

上記一対の電極は、ＩＰＳ型電極構造を構成するものであってもよいし、ＦＦＳ型電極構造を構成するものであってもよい。ＩＰＳ型電極構造を構成する場合、上記一対の電極は、互いの櫛歯が嵌合し合う一対の櫛歯電極である。ＦＦＳ型電極構造を構成する場合、上記一対の電極は、平面状電極と、電極スリットが形成された電極との組合せである。ＩＰＳ型電極構造及びＦＦＳ型電極構造のいずれであっても光変調層内に横電界を形成することができ、それによって液晶及び形状異方性粒子を水平方向に配向させることができる。また、ＩＰＳ型電極構造によれば、第一基板を構成する層の数を減らすことができるので、層の成膜及びパターニングに要する工数を削減できる。一方、ＦＦＳ型電極構造によれば、電極間で短絡が生じる可能性を低減でき、平面状電極によって光変調装置外部からの静電気による影響を防止できる。

また、本発明の別の一態様は、上記光変調装置を備えた表示装置であってもよい。上記態様の表示装置によれば、形状異方性粒子の凝集に起因する、反射率（反射型表示装置の場合）又は透過率（透過型表示装置の場合）、コントラスト、応答速度といった表示特性の低下を防止することができる。

上記表示装置は、上記横電界状態で、上記形状異方性粒子によって外光を反射して表示を行うことが好ましい。このような構成とすることによって、反射モード又は半透過モード（透過モードと反射モードの併用）の表示が可能である。

１０：第一基板
１１、２１：支持基板
１２ａ、１２ｂ：電極
１４、２４：垂直配向膜
１６：光吸収体
２０：第二基板
２２：対向電極
２３：絶縁膜
３０：液晶層
３１：液晶分子
３２：形状異方性粒子
３３：集合体
３６：支持部
４０：光源
５１：スチールプレート
５２：測定装置の台
１１２ａ：第一電極
１１２ｂ：第二電極
１１３：誘電体層

Claims

互いに対向配置された第一基板及び第二基板と、
前記第一基板及び前記第二基板の間に配置された光変調層とを備える光変調装置であって、
前記第一基板及び前記第二基板の少なくとも一方は、電極を有し、
前記光変調層は、液晶と、前記液晶中に分散された形状異方性粒子を含有し、
前記液晶及び前記形状異方性粒子は、前記電極に印加された電圧に応じて配向するものであり、
前記液晶及び前記形状異方性粒子は、ずり応力試験で得られた、ずり速度３２（１／ｓ）、４０（１／ｓ）及び５０（１／ｓ）におけるずり応力の測定値から直線外挿によって算出される、ずり速度ゼロにおけるずり応力が、２０Ｐａ以下となる材料の組合せであり、
前記ずり応力試験は、前記液晶を８０重量％、前記形状異方性粒子を２０重量％の組成比に調製した試験用分散液を測定装置の台に滴下し、温度２０℃の条件下で、前記測定装置の台に対して１０００μｍの間隔で対向させた直径２０ｍｍのスチールプレートを３０秒間回転させるものであり、かつ、ずり速度１～５０（１／ｓ）の範囲で対数を取ったときに等分になるように１８点のずり速度で測定されるものであり、
前記ずり速度は、前記測定装置の台に対して前記スチールプレートをずらす速度（ｍ／ｓ）を前記間隔の１０００μｍで割った値であり、かつ、前記スチールプレートを回転させた３０秒間の平均値である
ことを特徴とする光変調装置。
互いに対向配置された第一基板及び第二基板と、
前記第一基板及び前記第二基板の間に配置された光変調層とを備える光変調装置であって、
前記第一基板及び前記第二基板の少なくとも一方は、電極を有し、
前記光変調層は、液晶と、前記液晶中に分散された形状異方性粒子を含有し、
前記液晶及び前記形状異方性粒子は、前記電極に印加された電圧に応じて配向するものであり、
前記液晶及び前記形状異方性粒子は、前記液晶を８０重量％、前記形状異方性粒子を２０重量％の組成比に調製した試験用分散液を測定装置の台に滴下し、温度２０℃の条件下で、前記測定装置の台に対して１０００μｍの間隔で対向させた直径２０ｍｍのスチールプレートをずり速度５０（１／ｓ）で３０秒間回転させた状態で測定したときの粘度が１．３Ｐａ・ｓ以下となる材料の組合せであり、
前記ずり速度は、前記測定装置の台に対して前記スチールプレートをずらす速度（ｍ／ｓ）を前記間隔の１０００μｍで割った値であり、かつ、前記スチールプレートを回転させた３０秒間の平均値である
ことを特徴とする光変調装置。
前記電極は、互いの櫛歯が嵌合し合う一対の櫛歯電極であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光変調装置。
前記電極は、平面状電極と、電極スリットが形成された電極との組合せであることを特徴とする請求項１又は２に記載の光変調装置。
請求項１～４のいずれかに記載の光変調装置を備えた表示装置。
前記表示装置は、前記横電界状態で、前記形状異方性粒子によって外光を反射して表示を行うことを特徴とする請求項５記載の表示装置。