[发明专利]光学装置

说明书

技术领域

本发明涉及使用流体的位置变化来控制光的光学装置。

背景技术

在日本特表2007-531917号公报（专利文献1）中公开了基于电润湿效应的显示器设备。该显示器设备具有在分别具有电极的2个基板之间配置彼此不混合的2个流体的结构，使用具有导电性或极性的流体作为其中一个流体。在该显示器设备中，对各基板的电极间施加电压，从而能够电气地控制具有导电性或极性的流体的润湿性。因此，例如如果对2个流体中的一方着色而使另一方透明，则能够按照各流体移动后的状态来控制透射过各流体的光的强度或由各流体反射的光的强度。作为2个流体举例示出一个流体为包含染料的油，另一个流体是水等。基于这种电润湿效应的显示器设备能应对反射型显示与透射型显示中的任一种显示，在用于反射型显示的情况下能实现与纸介质同等程度的反射率（50%左右）和对比度比，而且还具备开关速度较快（例如10毫秒以下）的长处。

然而在上述先行例中，对流体位置进行电气控制之后，为了保持该状态，需要始终赋予驱动电流。即，关于流体移动后的状态不存在记忆性。因此，例如会在所谓的电子纸等要求超低耗电的用途中存在不易使用的不良情况。另外，由于不存在记忆性，因而在将先行例的技术应用到点矩阵型显示设备的情况下需要在各像素中设置薄膜晶体管等开关元件，还会产生难以实现结构的简化的不良情况。

专利文献1：日本特表2007-531917号公报

发明内容

本发明涉及的具体方式的目的之一在于，在使用电润湿效应的光学装置中实现记忆性。

本发明涉及的一个方式的光学装置具有：（a）相对配置的第1基板和第2基板；（b）设置于上述第1基板与上述第2基板之间的分隔壁；（c)第1电极，其设置于上述第1基板的一面侧，至少一部分在俯视观察时与由上述分隔壁围起的区域重合；（d）第2电极和第3电极，它们设置于上述第2基板的一面侧，分别隔着由上述分隔壁围起的区域与上述第1电极相对配置；（e）平滑层，其设置于上述第2基板的一面侧，覆盖上述第2电极和上述第3电极；以及（f）第1流体和第2流体，它们配置于由上述分隔壁围起的区域中，彼此不相溶，（g）上述第1流体由具有极性或导电性的液状体构成，上述第2流体由包含液晶性材料的液状体构成。

根据上述构成，对第1电极与第2电极之间或第1电极与第3电极之间施加电压，从而使第1流体和第2流体分别移动，此后能够维持该状态。即，能够在使用电润湿效应的光学装置中实现记忆性。其原因被认为是液晶性材料具备的较高的粘性导致的。而作为其他原因，液晶分子呈细长的分子形状，具有分子彼此对齐排列的性质（分子取向性），具备在流动停止的不易移动离开该位置的性质。基于这些性质被认为实现了记忆性。

上述光学装置优选第2流体含有色素（例如二色性色素）。而这种情况下，更优选第2流体含有手性材料。二色性色素与液晶分子同样地呈细长形状，按照周围液晶分子的取向状态而同样地进行取向。在液晶分子未扭曲的取向状态（未添加手性材料的状态）下，二色性色素排列的方向的偏光能够被高效地着色，而偏离该方向的偏光不易被着色。通过添加手性材料，二色性色素与液晶分子一起赋予扭曲的取向状态，从而能够高效地使较大范围的偏光角度的偏光着色。在对所有角度的偏光进行着色的情况下，原理上需要180°的扭曲。这种情况下，作为手性材料添加量的指标的d/p值为0.5。在将扭曲角度设定得过大的情况下液晶分子会产生焦锥（focal conic）取向。若产生了焦锥取向则偏光的着色的效率会降低，因而并不优选。虽然根据使用材料不同而无法唯一地确定，然而大致优选d/p值不超过2.0。

由此，能够易于加减第1流体与第2流体的透射率、反射率、色彩或亮度之差。

上述光学装置中优选第1流体是水。

由此就能获得低成本且稳定性优良的第1流体。

附图说明

图1是示意性表示一个实施方式的光学装置的结构的剖面图。

图2是示意性表示光学装置的一部分构成要素的俯视图。

图3A、3B、3C是用于说明光学装置的动作状态的示意性剖面图。

图4A、4B、4C、4D、4E是表示实施例1的光学装置的观察像的图。

标号说明

11第1基板（上侧基板）；12第2基板（下侧基板）；13第1电极；14第2电极；15第3电极；16平滑层；17遮光层（光吸收层）；18分隔壁；19第1流体；20第2流体；20a液晶性材料；20b色素。

具体实施方式

下面参照附图说明本发明的实施方式。