JP2005308854A - Liquid crystal light modulator and liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
【課題】 柔軟性と強度に優れ、かつ光変調機能が良好である液晶光変調器および当該液晶光変調器を用いた液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 第1の電極12が形成された第1の基板11と、第2の電極14が形成された第2の基板13と、前記第1の基板11と前記第2の基板13の間隔を維持する維持部と、前記第1の基板11と第2の基板13の間に保持される液晶18と、を有する液晶光変調器であって、前記支持部は、前記第1の基板と第2の基板の間に形成された、有機材料からなる支持層19からなり、当該支持層19には前記液晶18が充填される孔部20が複数形成されている。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal light modulator excellent in flexibility and strength and having a good light modulation function, and a liquid crystal display device using the liquid crystal light modulator.
A first substrate 11 on which a first electrode 12 is formed, a second substrate 13 on which a second electrode 14 is formed, and the first substrate 11 and the second substrate 13 are provided. A liquid crystal optical modulator having a maintaining unit for maintaining a distance and a liquid crystal 18 held between the first substrate 11 and the second substrate 13, wherein the support unit is the first substrate. And a second substrate made of a support layer 19 made of an organic material. The support layer 19 has a plurality of holes 20 filled with the liquid crystal 18.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、液晶光変調器および当該液晶光変調器を用いた液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a liquid crystal light modulator and a liquid crystal display device using the liquid crystal light modulator.
近年、液晶を用いた光変調器、例えば液晶表示装置などでは、衝撃に対して破損の可能性が小さく、折りたたむことや丸めることが可能な柔軟性に優れた性質を有するものが着目されている。 In recent years, optical modulators using liquid crystals, such as liquid crystal display devices, have been attracting attention because they are less likely to be damaged by impact and have excellent flexibility that can be folded and rolled. .
例えば、このような光変調器は、対向する2枚の基板の間に液晶が注入され、当該液晶に印加される電圧を変更することで液晶の状態を変化させて光変調を行う構造を有している。この場合、2枚の基板の間隔が一定に保持されることが必要であり、特に柔軟性を有する光変調器の場合には、当該光変調器を折り曲げたり、丸めたりして変形した場合にも対向する基板の間隔が一定に保持されることが好ましい。 For example, such an optical modulator has a structure in which liquid crystal is injected between two opposing substrates, and the state of the liquid crystal is changed by changing the voltage applied to the liquid crystal to perform light modulation. doing. In this case, the distance between the two substrates needs to be kept constant. Particularly in the case of an optical modulator having flexibility, when the optical modulator is bent or rounded and deformed. However, it is preferable that the distance between the opposing substrates is kept constant.
このため、このような柔軟性を要求される光変調器では、液晶層に分散して配置される従来のスペーサー構造では対向する基板の間隔を一定に保持することが困難である。 For this reason, in an optical modulator that requires such flexibility, it is difficult to keep the distance between the opposing substrates constant with the conventional spacer structure that is dispersed in the liquid crystal layer.
このため、柔軟性を有する光変調器においては、対向する2枚の基板を支持する支持部(スペーサー)が、対向する基板の間隔を一定に保持することが可能であって、かつ柔軟性を有することが好ましい。 For this reason, in a flexible optical modulator, the support portion (spacer) that supports two opposing substrates can maintain a constant spacing between the opposing substrates, and can be flexible. It is preferable to have.
このような要求に応える光変調器の構造としては、基板の間に合成樹脂からなる支持部が形成された構造が提案されている。 As a structure of an optical modulator that meets such requirements, a structure in which a support portion made of a synthetic resin is formed between substrates has been proposed.
基板の間に合成樹脂からなる支持部を形成する方法としては、例えば液晶に合成樹脂の原材料(モノマー、オリゴマーなど)を溶解した混合液を、対向する2枚の基板の間に注入し、当該原材料の光重合反応(例えば非特許文献1参照)や、熱重合反応(例えば非特許文献2参照)によって合成樹脂と液晶を分離し、対向する基板間に、例えばリブ状や柱状の、当該基板を支持する支持部を形成する方法が提案されている。
しかし、上記のように、合成樹脂の原材料を重合させて基板を支持する支持部を形成した場合には、以下のような問題が生じていた。 However, as described above, in the case where the support portion for supporting the substrate is formed by polymerizing the raw material of the synthetic resin, the following problems occur.
まず、光重合や熱重合により液晶と合成樹脂を分離させて、支持部を形成する過程において、樹脂内部へ液晶が混入するために、形成される支持部の機械的な強度が低下する問題があった。また、液晶には未反応の合成樹脂の原料が残留するため、液晶の光変調機能が劣化し、例えば光変調器を用いた表示装置では表示品質が劣化する問題が生じていた。 First, in the process of separating the liquid crystal and the synthetic resin by photopolymerization or thermal polymerization and forming the support part, the liquid crystal is mixed into the resin, so that the mechanical strength of the formed support part decreases. there were. In addition, since the raw material of unreacted synthetic resin remains in the liquid crystal, the light modulation function of the liquid crystal deteriorates. For example, a display device using the light modulator has a problem that display quality deteriorates.
また、重合反応を用いて、例えばリブ状や柱状の支持部を形成する場合には、液晶内において、形状やサイズにバラつきが生じ、特に奥行き方向での形状の制御が困難であるため、面内で支持部の形状または支持部の機械的強度を一様に形成することが困難であった。 In addition, when forming a rib-like or columnar support using a polymerization reaction, for example, the shape and size vary in the liquid crystal, and it is difficult to control the shape particularly in the depth direction. It was difficult to uniformly form the shape of the support portion or the mechanical strength of the support portion.
また、重合により形成される、例えばリブ状や柱状の支持部では、例えば樹脂を折り曲げたり丸めたりし、基板が湾曲した場合に、対向する2枚の基板の間隔を一定に保持することに限界があった。 In addition, in a rib-like or columnar support portion formed by polymerization, for example, when the resin is bent or rounded and the substrate is bent, it is limited to keep the distance between the two opposing substrates constant. was there.
そこで、本発明では上記の課題を解決した、新規で有用な液晶光変調器および当該液晶光変調器を用いた液晶表示装置を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel and useful liquid crystal light modulator and a liquid crystal display device using the liquid crystal light modulator, which solve the above problems.
本発明の具体的な課題は、柔軟性と強度に優れ、かつ光変調機能が良好である液晶光変調器および当該液晶光変調器を用いた液晶表示装置を提供することである。 A specific problem of the present invention is to provide a liquid crystal light modulator excellent in flexibility and strength and having a good light modulation function, and a liquid crystal display device using the liquid crystal light modulator.
本発明は、上記の課題を、第1の電極が形成された第1の基板と、第2の電極が形成された第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板の間隔を維持する維持部と、前記第1の基板と第2の基板の間に保持される液晶と、を有する液晶光変調器であって、前記維持部は、前記第1の基板と第2の基板の間に形成された、有機材料からなる支持層からなり、当該支持層には前記液晶が充填される孔部が複数形成されていることを特徴とする液晶光変調器により、解決する。 The present invention solves the above-described problem by providing a first substrate on which a first electrode is formed, a second substrate on which a second electrode is formed, and an interval between the first substrate and the second substrate. And a liquid crystal optical modulator having a liquid crystal held between the first substrate and the second substrate, wherein the maintaining unit includes the first substrate and the second substrate. This is solved by a liquid crystal light modulator comprising a support layer made of an organic material formed between substrates, and a plurality of holes filled with the liquid crystal are formed in the support layer.
本発明では、前記第1の基板と第2の基板の間に、有機材料からなる前記支持層が形成されているため、液晶光変調器に応力が加わった場合でも当該支持層が前記第1の基板と第2の基板の間隔を均一に保持することが可能となる。 In the present invention, since the support layer made of an organic material is formed between the first substrate and the second substrate, even when stress is applied to the liquid crystal optical modulator, the support layer is the first substrate. It is possible to keep the distance between the substrate and the second substrate uniform.
また、前記第1の基板および前記第2の基板が有機材料からなると、液晶光変調器が柔軟性を有し、好適である。 In addition, it is preferable that the first substrate and the second substrate are made of an organic material because the liquid crystal light modulator has flexibility.
また、前記支持層の厚さが0.5μm〜10μmであると、低電圧で良好な光変調特性を得ることができる。 Further, when the thickness of the support layer is 0.5 μm to 10 μm, good light modulation characteristics can be obtained at a low voltage.
また、前記孔部の孔径に対する前記支持層の厚さの比が0.01〜100であると、当該孔部に液晶を保持しながら、液晶光変調器が柔軟性を有することを可能とし、好適である。 Further, when the ratio of the thickness of the support layer to the hole diameter of the hole is 0.01 to 100, the liquid crystal light modulator can have flexibility while holding the liquid crystal in the hole, Is preferred.
また、前記液晶に、繊維状の高分子材料が添加されていると、液晶のスイッチング特性を自在に変化させることができ、好適である。 Further, it is preferable that a fibrous polymer material is added to the liquid crystal because the switching characteristics of the liquid crystal can be freely changed.
また、前記液晶には、ネマティック液晶、コレステリック液晶またはスメクティック液晶を用いることが可能である。 The liquid crystal may be a nematic liquid crystal, a cholesteric liquid crystal, or a smectic liquid crystal.
また、上記液晶光変調器を用いた液晶表示装置は、柔軟性を有するために、折り曲げや丸めが可能であり、また表示品質が良好である。 In addition, since the liquid crystal display device using the liquid crystal light modulator has flexibility, it can be bent and rounded, and the display quality is good.
本発明によれば、柔軟性と強度に優れ、かつ光変調機能が良好である液晶光変調器および当該液晶光変調器を用いた液晶表示装置を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the liquid crystal light modulator which is excellent in a softness | flexibility and intensity | strength, and has a favorable light modulation function, and a liquid crystal display device using the said liquid crystal light modulator.
次に、本発明の実施の形態を、図面に基づき以下に説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1による液晶光変調器10を模式的に示した概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing a liquid
図1を参照するに、本実施例による液晶光変調器10は、第1の電極12が形成された第1の基板11と、第2の電極14が形成された第2の基板13と、前記第1の基板11と第2の基板13の間に、当該第1の基板11と第2の基板13を支持する支持層19を有している。
Referring to FIG. 1, a liquid
前記第1の基板11と前記第2の基板13は、例えば略平行に設置され、前記第1の電極12と前記第2の電極14が互いに対向するように設置されている。
The
前記第1の基板11と第2の基板13の間には液晶18が保持されている。当該液晶18は、前記第1の電極12と前記第2の電極14を介して電圧が印加されることにより、光を透過する状態が変化する。そのため、前記第2の基板13の側から入射する入射光L1を当該液晶18により光変調し、前記第1の基板11側から出射光L2として出射させることが可能な構造になっている。
A
前記第1の電極12および第2の電極14は、透明であると好適であり、例えば錫をドープした酸化インジウム(ITO,In2O3:Sn)などを用いることが可能である。前記第1の電極12および第2の電極14には、それぞれ配線15および配線16が接続され、当該配線15および当該配線16は、電源17に接続されている。当該電源17には直流電源と交流電源のいずれかを用いることが可能である。
The
本実施例による液晶光変調器10では、前記支持層19が、例えば樹脂材料などの有機材料よりなるため、前記液晶光変調器10を折り曲げたり丸めたりすることが可能となる。また、当該支持層19は、前記第1の基板と第2の基板の間に延伸するように形成されているため、当該第1の基板11と第2の基板13を当該支持層19の延伸された面で均一に支持することが可能となり、液晶光変調器に応力が加わった場合でも、例えば柱状やリブ状のスペーサーに比べて、前記第1の基板11と第2の基板13の間隔を基板の面内で略均一に保持することが可能な構造になっている。この場合、当該支持層19を、前記第1の電極12および第2の電極14、または第1の基板11および第2の基板13に接着させるように形成すると、応力が加わった場合に当該支持層19が、前記第1の基板11と第2の基板13の間隔を略同一に、かつ基板の面内で均一に保持する効果が大きくなり、例えば液晶光変調器を折り曲げたり丸めたりした場合にも、前記第1の基板11と第2の基板13の間隔を略同一に、かつ基板の面内で均一に保持することが可能となる。
In the liquid
また、当該支持層19には前記液晶18が充填される孔部20が複数形成されている。当該孔部20には、前記液晶18が浸透するようにして充填されており、当該液晶18によって、前記したように光変調が行われる。当該支持層19と当該液晶18によって構成され、前記第1の基板11と第2の基板13の間に形成される中間層Mは、光変調を行いながら、折り曲げなどの応力に対しても、前記第1の基板11と第2の基板13を、基板の面内で略均一に支持する機能を有する。
The
また、前記第1の基板11および前記第2の基板13に用いる材料としては、透明であることが好ましく、また柔軟な有機材料を用いると、液晶光変調器を折り曲げたり丸めたりすることが可能となり、好適である。当該有機材料としては、例えば厚さ0.3mm以下のポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホンなど柔軟なプラスチックフィルムを用いると好適である。この場合、例えば前記第1の基板11と前記支持層19を一体化して形成すると、軽量であって折り曲げが可能な液晶光変調器を形成することが可能となり、好適である。また、無機材料としては、0.6mm以下の薄いガラス板を用いることも可能である。
The material used for the
次に、図2には、前記支持層19を模式的に示した斜視図を示す。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。また、前記支持層19の大きさや孔の数は、任意に変更して用いることが可能である。
Next, FIG. 2 shows a perspective view schematically showing the
図2を参照するに、前記支持層19には、当該支持層19を貫通するように、前記液晶18が充填される、例えば円柱状の前記孔部20が複数形成されている。本実施例の場合、前記支持層19の厚さD1は、例えば100μm以下であることが好ましく、低電圧で良好な光変調特性を得るためには、当該厚さD1を0.5μm〜10μmとすることが特に好ましい。
Referring to FIG. 2, the
また、前記孔部20の孔径d1に対する前記支持層の厚さD1の比が0.01〜100であると、当該孔部20に前記液晶19を保持しながら、液晶光変調器が柔軟性を有することを可能とし、好適であるが、この値に限定されるものではない。
Further, when the ratio of the thickness D1 of the support layer to the hole diameter d1 of the
また、前記支持層19の材料としては、例えば柔軟性を有する樹脂材料などの有機材料であることが好ましい。前記支持層19に用いることが可能な樹脂材料としては、例えばアクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリスチレン、ポリビニルアルコール、フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル、酢酸ビニル、フェノール樹脂、セルロース樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、メラニン樹脂、ポリエステル、ポリビニルブチラール、ポリビニルカルバゾール、ポリビニールアセテート、ポリカーボネートおよびシリコーン樹脂よりなる群より選ばれる樹脂材料、またはこれらの樹脂材料の共重合体(例えばアクリルウレタン樹脂など)、セルロースなどを用いることが可能であるが、これらに限定されるものではない。
The material of the
また、液晶光変調器を折り曲げたり丸めたりなど、大きく湾曲させる必要がある場合には前記支持層19に、合成ゴムや天然ゴムなど、特に柔軟性に優れた材料を用いると、液晶光変調器の大きな湾曲が可能となり、好適である。
Further, when the liquid crystal light modulator needs to be bent greatly, such as by bending or rounding, a liquid crystal light modulator can be obtained by using a material excellent in flexibility such as synthetic rubber or natural rubber for the
また、前記孔部20の大きさや、形成される密度を変更することで、光変調器のコントラストや応答速度を様々に変更することが可能になる。
Further, the contrast and response speed of the optical modulator can be variously changed by changing the size of the
図3(A)〜(E)は、前記支持層19に形成される孔部の状態の例を示す平面図である。但し、図面では孔部以外は図示を省略している。
FIGS. 3A to 3E are plan views showing examples of the state of the holes formed in the
図3(A)は、図2に示した前記孔部20であり、複数の孔径d1の孔部20が支持層に、例えば格子上に形成されている。
FIG. 3A shows the
図3(B)に示す場合では、支持層に前記孔部20より孔径の小さい孔部20aを形成した例であり、図3(C)は支持層に前記孔部20より孔径の大きな孔部20bを形成した例である。図3(B)に示すように孔部の孔径を小さくすると、光変調器によるコントラストが小さくなり、図3(C)に示すように孔部の孔径を大きくすると、光変調器によるコントラストが大きくなる。このように孔部の孔径を変更することで光変調器のコントラストを容易に変更することが可能となる。
3B is an example in which a
また、図3(D)に示す場合では、支持層に形成する孔部20cの密度を大きくしており、図3(E)に示す場合には支持層に形成する孔部20dの密度を小さくしている。この場合、支持層に形成される孔部の密度が大きいと液晶光変調器のコントラストが大きくなり、当該密度が小さいとコントラストが小さくなる。このように形成される孔部の密度によっても液晶光変調器のコントラストを調整することが可能である。
In the case shown in FIG. 3D, the density of the
本実施例の場合、例えば樹脂材料などからなる、平板状の有機材料に、孔部を形成することで支持層19を形成している。そのため、上記のように孔部の孔径や形成される孔部の密度を変更することは容易であり、容易に液晶光変調器のコントラストを変更することが可能である効果を奏する。また、当該孔部の断面形状は円形に限られず、例えば、楕円形、三角形、四角形、長方形、多角形、またはこれらの形状の組み合わせで得られる形状など様々に形成することが可能である。
In the case of the present embodiment, the
また、当該支持層19を含む前記液晶光変調器10は、以下のようにして製造することができる。
The liquid
まず、例えば樹脂材料などからなる、平板状の有機材料に、例えばレーザー照射により、前記孔部20を形成して前記支持層19とする。また、当該孔部20を形成する方法としては、レーザー照射以外にも様々な方法で形成することが可能であり、例えばフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィー法により当該フォトレジストのパターニングを行い、パターニングされたフォトレジストをマスクにしてドライエッチングや薬液によるウェットエッチングなどを行うことで前記孔部20を形成することも可能である。また、機械加工により前記孔部20を形成することも可能である。
First, the
次に、前記支持層19の前記孔部20に前記液晶18を浸透させ、当該孔部20に前記液晶18が充填されるようにする。
Next, the
次に、前記液晶18が浸透した前記支持層19の一面に、前記第1の電極12が形成された前記第1の基板11を設置し、当該第1の基板11が設置された面の反対側に、前記第2の電極14が形成された前記第2の基板13を設置し、当該第1の基板11と第2の基板13で当該支持層19を挟み込むようにし、2枚の基板の間を封止して前記液晶光変調器10を形成する。
Next, the
従来、基板を支持する支持部を形成する方法としては、液晶に合成樹脂の原材料(モノマー、オリゴマーなど)を溶解した混合液を、対向する2枚の基板の間に注入し、当該原材料の光重合反応や、熱重合反応によって合成樹脂と液晶を分離し、対向する基板間に、例えばリブ状や柱状の、当該基板を支持する支持部を形成する方法が提案されていた。 Conventionally, as a method of forming a support portion for supporting a substrate, a mixed solution in which a raw material of a synthetic resin (monomer, oligomer, etc.) is dissolved in liquid crystal is injected between two opposing substrates, and the light of the raw material is injected. A method has been proposed in which a synthetic resin and a liquid crystal are separated by a polymerization reaction or a thermal polymerization reaction, and a support portion for supporting the substrate, for example, in a rib shape or a column shape, is formed between opposing substrates.
しかし、上記の合成樹脂の原材料を重合させて基板を支持する支持部を形成した場合には、樹脂内部へ液晶が混入するために、形成される支持部の機械的な強度が低下する問題があり、また液晶には未反応の合成樹脂の原料が残留するため、液晶の光変調機能が劣化する問題が生じていた。 However, when the support part for supporting the substrate is formed by polymerizing the above synthetic resin raw materials, liquid crystal is mixed into the resin, so that the mechanical strength of the formed support part is lowered. In addition, since the raw material of unreacted synthetic resin remains in the liquid crystal, there has been a problem that the light modulation function of the liquid crystal deteriorates.
また、重合反応を用いて、例えばリブ状や柱状の支持部を形成する場合には、液晶内において、形状やサイズにバラつきが生じ、特に奥行き方向での形状の制御が困難であるため、面内で支持部の形状または支持部の機械的強度を一様に形成することが困難であった。 In addition, when forming a rib-like or columnar support using a polymerization reaction, for example, the shape and size vary in the liquid crystal, and it is difficult to control the shape particularly in the depth direction. It was difficult to uniformly form the shape of the support portion or the mechanical strength of the support portion.
本実施例では上記の問題を解決し、機械的強度が良好であって、支持する基板の面内で機械的強度が均一である支持層を有する液晶光変調器を構成することが可能となっている。本実施例では上記のような重合反応を用いていないため、支持層に液晶が混入することが無く、機械的強度に優れた支持層を形成することが可能となる。また、液晶に未反応の樹脂材料が残留することが無いため、液晶の光変調機能が劣化することなく、本実施例による液晶は良好な光変調機能を有する。 In this embodiment, it is possible to solve the above-described problem and to configure a liquid crystal light modulator having a support layer that has good mechanical strength and has uniform mechanical strength in the plane of the substrate to be supported. ing. In this example, since the polymerization reaction as described above is not used, liquid crystal is not mixed in the support layer, and it is possible to form a support layer having excellent mechanical strength. Further, since no unreacted resin material remains in the liquid crystal, the liquid crystal according to this embodiment has a good light modulation function without deterioration of the light modulation function of the liquid crystal.
また、本実施例による支持層では形状を基板の面内で均一に形成することが容易であり、機械的な強度を面内で均一にすることが容易である特徴を有する。また、第1の基板と第2の基板の間に延伸するように形成された支持層によって、液晶光変調器に応力がかかった場合にも、第1の基板と第2の基板の間隔を、基板の面内で略一定に保持することを可能としている。また、従来のように、液晶内で拡散して分布するスペーサ−に比べても基板面内を均一に支持する上で有利である。 In addition, the support layer according to this embodiment has a feature that it is easy to form the shape uniformly in the plane of the substrate, and the mechanical strength can be easily made uniform in the plane. In addition, even when stress is applied to the liquid crystal light modulator by the support layer formed so as to extend between the first substrate and the second substrate, the distance between the first substrate and the second substrate is reduced. It is possible to hold the substrate substantially constant in the plane of the substrate. In addition, as compared with the conventional spacers that are diffused and distributed in the liquid crystal, it is advantageous in uniformly supporting the substrate surface.
また、重合反応を用いて支持部を形成する場合には、合成樹脂中にポリマーの含有率を多くする必要が有り、そのために当該支持部表面での液晶の配向規制力が大きくなり、液晶の駆動電圧が増大する問題があったが、本実施例の場合はこのような制約がないため、任意に支持層を構成する有機材料を選択することが可能となり、支持層が液晶の駆動電力などに影響を与えることを回避することができる。 In addition, when forming a support portion using a polymerization reaction, it is necessary to increase the content of the polymer in the synthetic resin, which increases the alignment regulating force of the liquid crystal on the surface of the support portion, There was a problem that the drive voltage increased, but in the case of the present embodiment, since there is no such restriction, it is possible to arbitrarily select an organic material that constitutes the support layer, and the support layer has a liquid crystal drive power, etc. Can be avoided.
また、本実施例に用いる液晶18には、様々な液晶を用いることが可能であり、例えば、ネマティック液晶、コレステリック液晶、スメクティック液晶、高分子液晶などを用いることが可能であり、いずれの液晶を用いた場合にも、上記実施例中に記載した効果を得ることができる。
In addition, as the
また、高速応答を得る場合には、例えば低粘性かつ高弾性の液晶材料が適しており、液晶の屈折率異方性Δn(Δn=異常光学屈折率ne―常光屈折率no)が大きいシアノ系、ビフェニール系、ターフェニール系、ピリミジン系、トラン系、フッ素系のネマティック液晶が適している。スメクティック液晶を用いる場合、自発分極を有して高速応答性を示す強誘電性液晶が有用である。例えばシッフ塩基系強誘電性液晶、アゾ系強誘電性液晶、アゾキシ系強誘電性液晶、ビフェニル系強誘電性液晶、エステル系強誘電性液晶、もしくはフェニルピリミジン系強誘電性液晶などが好ましい。 In order to obtain a high-speed response, for example, a low-viscosity and high-elasticity liquid crystal material is suitable. Biphenyl, terphenyl, pyrimidine, tolan, and fluorine nematic liquid crystals are suitable. When a smectic liquid crystal is used, a ferroelectric liquid crystal having spontaneous polarization and high-speed response is useful. For example, Schiff base ferroelectric liquid crystal, azo ferroelectric liquid crystal, azoxy ferroelectric liquid crystal, biphenyl ferroelectric liquid crystal, ester ferroelectric liquid crystal, or phenylpyrimidine ferroelectric liquid crystal is preferable.
また、前記液晶18中に、微細な繊維状の高分子を分散させるようにして添加することも可能である。繊維状高分子を形成する方法としては、例えば前記孔部20中に液晶とモノマーの混合液を充填した後、紫外線照射や加熱による重合分離法により形成することができる。この場合、液晶のスイッチング特性を自在に変化させることができる。例えば、応答速度の向上、メモリー性やアナログ階調特性の制御しきい電圧の調整などが可能となる。
It is also possible to add fine fibrous polymers so as to be dispersed in the
また、前記液晶18中に、微量のカイラル材を添加して液晶の配向をねじることも可能である。
It is also possible to add a small amount of chiral material to the
また、前記液晶光変調器10の変調方式としては、動的散乱効果利用型(DSモード)、電界効果屈折型(ECB型)、ねじれネマティック型(TNモード、STNモード)、強誘電体型(FLC型)ゲストホスト型(GH型)、相転移型(コレステリック型)、ポリマー分散型(PDLC型)、など従来の液晶光変調器に用いられている動作モードを利用することができる。
The modulation method of the liquid
また、用いられる動作モードや液晶の種類などによって前記液晶光変調器10を必要に応じて様々に変更して用いることが可能であり、この場合も本実施例に記載した場合と同様の効果を奏する。このような液晶光変調器の変形例を以下に示す。
In addition, the liquid
図4は、本発明の実施例2による液晶光変調器10Aを模式的に示す概略断面図である。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view schematically showing a liquid
図4を参照するに、本実施例では前記第1の電極12および第2の電極14の、それぞれ液晶に面する側に配向膜22および配向膜24を形成している。そのため、前記液晶18の配向を制御することが可能となる。
Referring to FIG. 4, in this embodiment, an
また、前記第1の電極12と第2の電極14の絶縁のために、前記第1の電極12と配向膜22の間、または前記第2の電極14と配向膜24の間に、透明な有機絶縁膜または無機絶縁膜(例えばSiO2、TiO2など)を設けてもよい。
Further, in order to insulate the
また、前記第1の基板11および第2の基板13にはそれぞれ偏光板32および偏光板34を設けてもよく、例えば液晶の配向を制御して複屈折を変化させる動作モードでは、このような偏光板を用いると光変調を行う場合に好適である。
The
一方、液晶層の光散乱を利用して光変調を行う場合には液晶をランダムに配向させることが好ましい。 On the other hand, when light modulation is performed using light scattering of the liquid crystal layer, it is preferable to align the liquid crystals randomly.
図5は、本発明の実施例3による液晶光変調器10Bを模式的に示す概略断面図である。ただし図中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view schematically showing a liquid
図5を参照するに、本実施例の場合には、前記第1の基板11上に、入射光L1を反射する材料からなる第1の電極12Aが形成されている。このため、本実施例による液晶光変調器10Bは反射型の液晶光変調器となっている。このため、入射光L1は変調されて、反射光L3として当該入射光L1が入射した側へと反射される。
Referring to FIG. 5, in the case of the present embodiment, a
前記第1の電極12Aは、例えばAlなどの金属材料により、形成することができる。この場合、前記第1の基板11は必ずしも透明である必要がない。また、このような反射板は、電極と別個に設けてもよい。
The
また、液晶光変調器の面内において、部分的に反射板を設けて、半透過型液晶モードで動作させることも可能である。 In addition, it is possible to operate in a transflective liquid crystal mode by partially providing a reflector in the plane of the liquid crystal light modulator.
また、実施例1〜実施例3に記載した液晶光変調器は、様々な光通信のスイッチング回路など光通信デバイスなどに用いることが可能であるが、例えば、液晶表示装置に用いると好適であり、この場合、実施例1〜実施例3中に記載した効果に加えて、表示品質が良好であって、柔軟性が良好あり、例えば折りたたみや丸めなどの曲げに対応できる液晶表示装置を形成することが可能となる。 The liquid crystal optical modulators described in the first to third embodiments can be used for optical communication devices such as various optical communication switching circuits. For example, the liquid crystal optical modulator is preferably used for a liquid crystal display device. In this case, in addition to the effects described in the first to third embodiments, a liquid crystal display device having good display quality and good flexibility and capable of handling bending such as folding and rounding is formed. It becomes possible.
実施例1〜実施例3の液晶光変調器を液晶表示装置に用いる場合には、例えば第1の電極12または第2の電極14の形状またはパターンを、必要に応じて任意に変更し、表示用の画素を構成すればよい。
When the liquid crystal light modulators of the first to third embodiments are used in a liquid crystal display device, for example, the shape or pattern of the
この場合、前記第1の基板11側または第2の基板13側のいずれかにバックライトを設けることにより、高速かつ高コントラストの液晶表示装置を構成することができる。
In this case, a high-speed and high-contrast liquid crystal display device can be configured by providing a backlight on either the
さらに、実施例1〜実施例3に記載した場合に限定されず、特許請求の範囲に記載した要旨内において、基板、電極、反射膜、配向膜などは必要に応じて、様々な変形・変更が可能である。 Furthermore, it is not limited to the case described in Examples 1 to 3, and within the scope described in the claims, the substrate, the electrode, the reflective film, the alignment film, etc. may be variously modified and changed as necessary. Is possible.
本発明によれば、柔軟性と強度に優れ、かつ光変調機能が良好である液晶光変調器および当該液晶光変調器を用いた液晶表示装置を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the liquid crystal light modulator which is excellent in a softness | flexibility and intensity | strength, and a favorable light modulation function, and a liquid crystal display device using the said liquid crystal light modulator.
10,10A,10B 液晶光変調器
11 第1の基板
12,12A 第1の電極
13 第2の基板
14 第2の電極
15,16 配線
17 電源
18 液晶
19 支持層
20,20a,20b,20c,20d 孔部
22,24 配向膜
32,34 偏光板
M 中間層
L1 入射光
L2 出射光
L3 反射光
D1 厚さ
d1 孔径
10, 10A, 10B Liquid
Claims (7)
第2の電極が形成された第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板の間隔を維持する維持部と、
前記第1の基板と第2の基板の間に保持される液晶と、を有する液晶光変調器であって、
前記維持部は、前記第1の基板と第2の基板の間に形成された、有機材料からなる支持層からなり、当該支持層には前記液晶が充填される孔部が複数形成されていることを特徴とする液晶光変調器。 A first substrate on which a first electrode is formed;
A second substrate on which a second electrode is formed;
A maintaining unit for maintaining a distance between the first substrate and the second substrate;
A liquid crystal light modulator comprising: a liquid crystal held between the first substrate and the second substrate,
The maintenance part is composed of a support layer made of an organic material formed between the first substrate and the second substrate, and the support layer has a plurality of holes filled with the liquid crystal. A liquid crystal light modulator characterized by that.
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