[发明专利]液体光学元件

说明书

相关申请的参考

本发明包含2008年2月5日向日本专利局提交的日本专利申 请JP 2008-025275和2008年12月9日向日本专利局提交的日本专 利申请JP 2008-313151所涉及的主题，其全部内容引入本文以供参 考。

技术领域

本发明涉及一种液体光学元件，包括处于一对电极之间的非极 性液体和极性液体，并通过在这样一对电极之间施加电压来改变透 射光的量。

背景技术

电润湿技术已为人所知，它通过控制静电润湿性从而改变液滴 形状并移动液体的现象来获得期望的效果，该项技术在各领域中的 应用已得到检验。

举例来说，在例如PCT国际公开的公布日文译文No. 2007-500876中描述了，对显示装置中的光闸使用电润湿技术以提 高光提取效率或响应速度已经得到检验。

发明内容

在应用这种电润湿技术的典型液体光学元件中，极性液体(例 如，水)和非极性液体(例如，硅油)夹在覆盖有疏水性绝缘膜的 一对电极之间，并且该极性液体和非极性液体的液滴形状通过向极 性液体和非极性液体施加电压而发生改变从而控制透射光量(透射 光强度)。然而，在液滴形状改变前和改变后，液滴的形状不稳定， 而透射光量相对于驱动电压滞后发生，并且随着电压的施加，对于 液体液滴形状变化的响应速度也容易改变。此外，响应速度的提高 也是受限制的。

希望提供一种具有高响应速度、并能稳定地控制透射光强度、 同时具有简单构造的液体光学元件。

根据本发明的实施方式，提供了一种液体光学元件，其包括以 下部件(1)至(5)：

(1)绝缘膜；

(2)壁结构，竖直设置在绝缘膜上，并围绕绝缘膜上的一个 区域；

(3)第一电极，设置在绝缘膜设置有壁结构一侧的相对侧上， 并与绝缘膜接触；

(4)第二电极，设置在绝缘膜设置有第一电极的一侧的相对 侧上，以面对第一电极；以及

(5)极性液体和非极性液体，密封在绝缘膜和第二电极之间， 并保持极性液体和非极性液体彼此分离的状态，极性液体和非极性 液体中之一是透明的，另一是不透明的。

在这种情况下，第一电极和第二电极中的至少一个在与由壁结 构围绕的区域相对应的区域中具有开口(aperture)或凹口(notch)。

在根据本发明实施方式的液体光学元件中，当在第一电极和第 二电极之间施加电压时，由于在与开口或凹口(占据由壁结构围绕 的区域的一部分)相对应的区域之外的区域中产生电荷，绝缘膜对 极性液体的疏水性减小，因而极性液体进入与开口或凹口相对应的 区域之外的区域中。结果，非极性液体聚集在与开口或凹口相对应 的区域中。

在根据本实施方式的液体光学元件中，第一电极和第二电极中 的至少一个在与由壁结构围绕的区域相对应的区域中具有开口或 凹口，因此当驱动时，非极性液体能够以高的可再现性聚集在与开 口或凹口相对应的区域中。因此，非极性液体的液滴形状在改变前 和改变后是稳定的，并且能够避免透射光强相对于驱动电压滞后发 生，且对于电压的施加操作，相对于非极性液体液滴形状改变的响 应速度高度稳定化。因此，该液体光学元件具有优异的响应性并能 够稳定地控制光量。

本发明的其他和更多目的、特征和优点通过以下描述将得到更 加充分的体现。

附图说明

图1是根据本发明实施方式的液体光学元件的整体构造的截面 图。

图2A和图2B分别是图1所示液体光学元件的主要部分的构 造的截面图和平面图。

图3A和图3B是用于描述图1所示液体光学元件的操作的示 意图。

图4是用于描述制造图1所示液体光学元件的方法的流程图。

图5是用于描述制造图1所示液体光学元件的方法的示意性截 面图。

图6是用于描述图5中的步骤之后的步骤的示意性截面图。

图7是用于描述图6中的步骤之后的步骤的示意性截面图。

图8是用于描述图7中的步骤之后的步骤的示意性截面图。

图9是用于描述图8中的步骤之后的步骤的示意性截面图。

图10是用于描述图9中的步骤之后的步骤的示意性截面图。

图11A、图11B和图11C是根据本发明实施方式的液体光学元 件的第一、第二和第三变型的示意图。