JP2002504713A - 光学スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は一般的にいえば特に高解像性カラーディスプレーをすることのできる光学スイッチに関する。本発明の課題は、公知の構造的解決策と比較して、簡単な構成を有し、高い光収率および小さい視差を与える光学スイッチを提供することである。その機能性は約５５０℃まで保証される。本発明の光学スイッチ、例えばＬＣＤ−型のものは少なくとも一つの支持板がカラー構造化され２色性カラーフィルターの埋め込まれた２色性偏光ガラスからなり、この２色性カラーフィルターは直交マトリクスの中にカラーフィルター層として設けられ、支持板のカラーフィルター層は最初は支持板の表面から数μｍの深さにまで達していることを特徴とするものである。カラーパターンはガラス−支持板の構造化後に約５５０℃まで安定である。カラー構造化された２色性偏光ガラスを使用することにより従来のＬＣＤと比較して少なくとも一つの偏光フィルターが取り除かれる（構成の簡単化）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、一般的に言えば、特に高解像カラーディスプレーをすることのでき
る光学スイッチに関する。カラーおよび偏光作用のある本光学スイッチは、可視
スペクトル領域に制限されるものではない。ＵＶ−およびＩＲ−領域の光コント
ロールの可能性および可視領域での利用との組み合わせの可能性にも関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】

液晶表示（液晶ディスプレー、ＬＣＤ）は、長い間技術水準のままであった。
液晶表示は電力需要の少ないこと、および頑丈な構造方式の点で優れている。電
場がかけられているか、またはかけられていないかによって、ドリルされた液晶
層が光の偏光面を様々に強く回転させるという原理に基づく液晶表示は、実用品
に大規模に使用されている。そして光はある場合には偏光フィルターを通り、ま
た他の場合には通らない。

【０００３】 このような構成要素は２枚のガラス板、すなわち支持板からなり、その間には
液晶物質が存在する。２枚のガラス板はその内側に導伝性透明電極および配向層
を担持している。液晶分子は、無電界状態ではガラス板に平行に配向している。
内側で両ガラス板は、互いにぶれた（一般に９０度または２７０度）微細構造体
を担持している。液晶分子は、配向層の構造体で配列するので、液晶層内に分子
のぶれが生じる。対向電極の間に電圧をかけると、電場の方向に分子の配列が起
こり、透過光線の偏光方向はもはやぶれない。

【０００４】 通常液晶表示の構成には、その他の構成要素の他に、それぞれ支持板の外面に
配置された２個の偏光フィルター、そしてカラーＬＣＤのためにはさらにカラー
フィルターが含まれる。多くの層からなる通常のＬＣＤは、正に複雑に構成され
ている。カラーフィルターは大抵は有機ポリマー材料からできているので、高温
に対して敏感である。通常のカラーＬＣＤの光収率は、一般的に比較的小さい。

【０００５】 ドイツ特許第４２０１２８１号Ａ１明細書には、画像のカラー複製に適した液
晶表示用基質板を形成するための提案がなされている。この刊行物には、点−マ
トリクス電極構造により作動が行われ、カラー像の得られる液晶表示用基質板で
は、異なる基本色のカラー画素を支持板上に直接形成させるのが普通であると記
載されている。しかしながら、カラー画素は、平らな表面輪郭線を形成しないの
で、被覆層が設けられている。このような趨勢における発展は、ドイツ特許第４
２０１２８１号Ａ１明細書によれば、カラー画素からなるカラーフィルター層を
超薄フィルムまたはガラス層で被覆することによって達成される。この方法は、
基質板がディスプレーで使用されるときに、液体分子間のぶれ角が≧９０度であ
るか、または電池板の間に小さい距離しか許されないということを必要としてい
る。さて被覆により達成された平らな表によるという条件で、液晶分子の一様な
開閉作用が達成される。このような技術水準の例は、価値のあるカラーディスプ
レイを作るという努力が要求されていることを示すものである。

【０００６】 さて、願書番号１９６４２１１６．０−３３のドイツ特許出願が提示される：
発明の名称「電子線による構造化されたエネルギー伝達方法」のこの特許出願は
、目的物−例えば金属、半導体または誘電体材料またはそれらの組み合わせから
なる板またはバンド−の好ましくは平らな表面上で限定された表面要素内で電子
線によりエネルギーを短時間で伝達する方法に関するものである。利用可能な加
工作用は、工作材料の物理的または化学的反応により電子線によるエネルギー伝
達に影響を与える。好ましい適用分野は、限定された数で繰り返され、行と列の
マトリックス状に配置された構造要素による任意の長い帯状目的物の表面の構造
化である。

【０００７】 前記特許出願の発明の特徴事項は、加工されるべき目的物が、エネルギー伝達
の間マスクの下でこれに接触しないで移動されることであり、電子線は目的物の
移動方向で目的物の移動方向に関して略垂直に、マスク内に存在する空所を介し
、目的物の移動に対して非常に速い速度でマスク上を誘導されることである。

【０００８】 有利な適用分野は、比較的大面積の目的物の生産性の高い構造化加工である。
熱電子線加工の分野で、この方法は適当に増感されたガラス表面のカラー構造化
に特に使用することができる。すなわち、例えば特に調製した薄い表面層を有す
るガラスからなる基質に電子線加工により、例えばＬＣＤ技術で通常の繰り返し
構造化のカラーパターンを付与することができる。所望の光学的効果を得るため
に、直交行列に配置された各４個の画素に異なるエネルギー密度が付与される。
加工の際に、画素的に一定の光学的性質を得るために、薄い調製された表面積が
画素領域内で同じ周期ではあるが、最高温度の異なる温度サイクルを経過すると
いう熱作用が行われる。

【０００９】 前記特許出願第１９６４２１１６．０−３３号の方法によれば、金属加工のた
めに電子線でエネルギー伝達をする公知の方法の限界が初めて克服される。最少
の表面領域、例えば画素のような構造要素に表面上に規定された一定の配置で電
子線を照射して、その領域に一定の加工作用を行うことができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】

本発明の課題は、公知の構造的解決法と比較して、簡単化された構成を有して
いて、高い光収率および小さな視差の得られる光学スイッチを提供することであ
る。この光学スイッチは本発明による解決策の直接的な結果として温度の作用に
対して比較的鈍感である。既に述べたように、ドイツ特許出願第１９６４２１１
６．０−３３号による「電子線による構造化されたエネルギー伝達方法」は、そ
の適用分野において最高の技術水準である。ドイツ特許第１９６４２１１６．０
−３３号の方法により構造化された特殊な構成部分を本特許出願に対応して使用
することが本願の課題である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本発明によれば、この課題は後述のようにして解決されるが、ここで基本的発
明思想に関して請求項１が示される。その他の有利な実施態様は、請求項２〜７
から明らかにされる。

【００１２】 本発明による解決のためにはその他の実施態様が要求される。

【００１３】 特に、高解像ディスプレーを示す光学スイッチの支持板は、２色カラーフィル
ターを取り付けたガラスからなる。ここで、ドイツ特許出願第１９６４２１１６
．０−３３号の方法により構造化された支持板が重要である。この支持板は、平
らかまたは平らでなく形成されていても良い。

【００１４】 光学スイッチの構成には、２色カラーフィルターの取り付けられているガラス
からなるただ一つの支持板またはすべての支持板が後に詳述するように使用でき
る。

【００１５】 支持板の２色カラーフィルター層は、一般に支持板の片側に配置されている。
特殊用途の場合には、２色カラーフィルター層が支持板の両側に配置される。

【００１６】 両側２色カラーフィルター層の場合には同一か、または異なる吸収−および偏
光作用が実現される。

【００１７】 支持板中のそれぞれの２色カラーフィルター層は、単色（単色表示）または着
色（多色表示）構造化されることができる。

【００１８】 ２色カラーフィルター層は、支持板のガラスマトリクス内に置かれ、製法に対
応してマトリクス状に分配される。カラーパターンは、この場合に繰り返し構造
を示し、全色表示の構成をとることができる。

【００１９】 支持板の２色カラーフィルター層は、最初はガラス表面から数μｍの深さまで
達している。ここで配向として最大１０μｍの深さとなることができる。着色部
分の厚さは、ここでも、わずか数１／１０μｍである。

【００２０】 ２色カラーフィルターは、可視および／または不可視スペクトル領域（ＵＶ−
、ＩＲ−領域）で着色−および偏光作用を示す。

【００２１】 有利な実施態様において、少ない視差を達成するためには、支持板の構造化さ
れたカラーフィルター層が液晶物質と接触する側に配置される。すなわち構造化
された面ができるだけ少ない距離を得るためにこれらの面は封入されている。こ
こで原理的には公知の配置が起用され、ここでは、公知の技術水準とは違ってド
イツ特許第１９６４２１１６．０−３３号の方法により構造化された支持板が使
用される。

【００２２】 できるだけ視差を少なくすることが重要でないのならば、片方または両方のカ
ラーフィルターを支持板の外側に存在させることができ、原理的には公知の構造
化またはフィルター構成の場合と同様である。

【００２３】 支持板がガラスから構成されていれば、支持板の構造化後のカラーパターンは
約５５０℃／６００℃まで安定であるということが極めて重要なこととして強調
される。この場合、その他の材料は全く排除される。

【００２４】 透過性、反射性および透過屈折構成も可能であることがさらに挙げられる。

【００２５】 ２色構造化された支持板を使用して達成されるべき光学スイッチ（例えばＬＣ
Ｄ−型のもの）は、少なくとも１個の偏光フィルターを排除することにより、簡
単な構成をとっている点で際だっている。２色構造化されたカラーフィルターは
、画素の高さを補償することについて追加の費用が省かれるような層の中に存在
している。このフィルターは高い光収率という点で際だっている；なぜならば２
色フィルターが通常のカラーフィルターと比べて少ない基礎吸収を有しているか
らである。

【００２６】

【発明の実施の形態】

いくつかの実施例によって本発明をさらに詳しく説明する。

【００２７】 図１による色混合機能を有する透過性カラー−ＬＣＤは、カラー構造化された
２色性偏光ガラス１からなる。光学活性層は片側の内方に配置されている。この
層は先に明細書中に記載した構造化されたエネルギー伝達方法に従って電子線に
より作られ、ここで偏光ガラスは２色性赤ｄＲ、２色性黄ｄＧ、２色性青ｄＢを
示す。偏光ガラス１には、内方に透明セグメント電極２および第１配向層３が存
在する。第２のガラス支持体（記号５が付いている）には内方に透明主電極４お
よび第２配向層３（第１配向層に対して９０度ぶれている）も設けられている。
ガラス支持体５の下側には（外側に）偏光フィルター７が設けられ、カラー構造
化された２色性偏光ガラス（同様に外側にある）の上側には前部偏光器６が配置
されている。両方の偏光フィルターは互いに９０度ぶれて配置されている。

【００２８】 入射する偏光されていない光８は、前部偏光器６を通って入り、線状に偏光さ
れ、カラー構造化された２色性偏光ガラス１を通って入り、そこで狭い波長領域
の吸収が行われ、次いで電圧がかけられていないとき（すなわち制御されていな
い状態）でその偏光方向が９０度ぶれている液晶相を通り、偏光フィルター７を
有するガラス支持体５を通過する。偏光フィルター７の配向によって吸収は生じ
ない。偏光フィルター７からは成分赤、黄、青を有する線状の偏光された光が出
てくる。

【００２９】 制御された状態で、液晶分子の配列が電場方向に行われ、光の偏光方向はもは
やぶれない。光は偏光フィルター７内に完全に（可視スペクトルの全波長領域内
で）吸収され、制御されたセグメントは黒く見える。

【００３０】 図２によれば、入射光８（偏光されていない）カラー構造化された２色性偏光
ガラス１を直接透過する。電場ベクトルの１成分はほとんど影響を受けないが、
９０度ぶれた第２の成分では狭い波長領域内で吸収が行われる。カラー構造化さ
れた２色性偏光ガラス１を離れた後、カラー成分赤、黄、青（最初から９０度ぶ
れた偏光面内で）を有する白色光（偏光面内で）が得られる。前部偏光器が除か
れる。

【００３１】 制御されていない状態で偏光方向の９０度のぶれが生じる。この光は偏光フィ
ルター７を通過した後（光は、白色成分を完全に吸収し、９０度ぶれた着色成分
はほとんど弱められずに通過するように配向される）なおカラー成分赤、黄、青
を有していて、線状に偏光される。

【００３２】 制御された状態で光の偏光のぶれは生ぜず、従って着色成分は偏光フィルター
７によって吸収され、９０度ぶれた白色成分は通過することができる。退出光は
白色であって線状に偏光されている（図２の符号９参照）。

【００３３】 図３は、混色機能を有する反射カラー−ＬＣＤの構造を示し、ここで偏光フィ
ルター７（裏側偏光器）の外側に反射１１がある。吸収および混色については図
２で生じたと同様な作用が行われる。光が偏光フィルター７から出たときに反射
器１１は、単に追加の構成要素として光の反射を行うものである。

【００３４】 図１の場合と同様に図２および図３において光学活性層は片側で内方に配置さ
れている。

【００３５】 図１、図２および図３と比較して、図４は一つの変形例を示している：ここで
カラー構造化された２色性偏光ガラス（１）、（１２）は、液晶層の両側に配置
されている（光学活性層内、すなわち液晶物質と接触している側に）。制御され
た状態で偏光ガラスからは９０度ぶれた偏光方向のカラー成分を有する平行な線
状の偏光された白色光が出てくる。この退出光（符号９参照、退出光）は、観察
者にとって弱く着色しているように感じられる。制御されていない状態で退出光
は完全に着色していて偏光されていない。

【００３６】 図５において前面偏光ガラス１は、図４とは異なり、カラー系列赤、青１、青
２を示すが、一方カラー構造化された偏光ガラス１２はカラー系列赤、黄、青を
有する。光路中の青および黄を被覆することにより緑が生成する。偏光フィルタ
ー７（裏側偏光器）を使用することにより着色状態（赤、緑、青）と白色状態を
切り替えることができる。

【００３７】 図６にＵＶ−Ａ−光（透過性）の光学スイッチを示す。

【００３８】 入射光８（ＵＶ−Ａ−光、偏光されていない）はカラー構造化された２色性Ｕ
Ｖ−前面偏光ガラス１５（光学活性層を片側の内方に有する）を通って入り、さ
らに液晶層および最後にカラー構造化された２色性ＵＶ−偏光ガラス１６を通る
。両方の偏光ガラス（符号１５、１６による）は光学活性層を片側の内方に有し
ている。制御された状態で最高５０％の消光が行われる。制御されていない状態
では所定のＵＶ−波長領域内でほとんど完全な消光が行われる。

【００３９】 図７には細帯状ＵＶ−Ａ−光用光学スイッチが示されていて、このＵＶ−Ａ−
は偏光されていない。入射光８は片側の内方に光学活性層を有する２色性ＵＶ−
前面偏光ガラス１３（細帯状）を通って入る。

【００４０】 ２色性ＵＶ−偏光ガラス１４は、片側の内方に配置された光学活性層を備えて
いる。制御されていない状態で完全な消光が行われるが、一方制御された状態で
は線状に偏光されたＵＶ−Ａ−９が出てくる。光の透過度は制御された状態で約
５０％である。

【００４１】 図８により広帯状ＵＶ−Ａ−光用光学スイッチを説明する。このスイッチは図
６のものと比較して、２色性ＵＶ−前面偏光ガラス１３が光学活性層を両側に有
するが異なる最大吸収スペクトルを有しているという構成を持っている（広帯性
の拡大）。２色性ＵＶ−偏光ガラス１４は、同様に異なる最大吸収スペクトルを
有する光学活性層を両側に持っている。図６の場合のように制御されていない状
態では消光が生じるが、制御された状態では所望のＵＶ−Ａ−光が線状に偏光さ
れ、その透過度は約５０％である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 混色（赤、黄、青、黒）した透過カラーＬＣＤを示す図である。

【図２】 混色（赤、黄、青、白）した透過カラーＬＣＤを示す図である。

【図３】 混色（赤、黄、青、白）した反射カラーＬＣＤを示す図である。

【図４】 混色（赤、黄、青）した透過カラーＬＣＤを示す図である。

【図５】 混色（赤、緑、青、白）した透過カラーＬＣＤを示す図である。

【図６】 ＵＶ−Ａ−光（透明、狭い領域内の消光）用光学スイッチを示す図である。

【図７】 細帯状ＵＶ−Ａ−光（透過）用の光学スイッチを示す図である。

【図８】 広帯状ＵＶ−Ａ−光（透過）用の光学スイッチを示す図である。

【符号の説明】

１ カラー構造化された偏光ガラス ２ 透明セグメント電極 ３ 配向層 ４ 透明主電極 ５ ガラス支持体 ６ 正面偏光器 ７ 偏光フィルター ８ 入射光 ９ 退出光（観測者に対して） １０ 液晶分子 １１ 反射器 １２ カラー構造化された2色性偏光ガラス １３ ２色性ＵＶ−前面偏光ガラス １４ ２色性ＵＶ−偏光ガラス １５ カラー構造化されたＵＶ−前面偏光ガラス １６ カラー構造化されたＵＶ−偏光ガラス ｄＲ ２色性赤 ｄＧ ２色性黄 ｄＢ ２色性青 Ｒ 赤 Ｇ 黄 Ｂ 青 Ｗ 白 ＵＶＰｏｌ１ ＵＶ偏光ガラス ＵＶＰｏｌ２ ＵＶ偏光ガラス ＵＶＰｏｌ３ ＵＶ偏光ガラス λ１，λ２，λ３ 異なる波長の退出ＵＶ−Ａ−光

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年３月１６日（２０００．３．１６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】 光学スイッチ

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、一般的に言えば、特に高解像カラーディスプレーをすることのでき
る光学スイッチに関する。カラーおよび偏光作用のある本光学スイッチは、可視
スペクトル領域に制限されるものではない。ＵＶ−およびＩＲ−領域の光コント
ロールの可能性および可視領域での利用との組み合わせの可能性にも関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】 液晶表示（液晶ディスプレー、ＬＣＤ）は、長い間技術水準のままであった。
液晶表示は電力需要の少ないこと、および頑丈な構造方式の点で優れている。電
場がかけられているか、またはかけられていないかによって、ドリルされた液晶
層が光の偏光面を様々に強く回転させるという原理に基づく液晶表示は、実用品
に大規模に使用されている。そして光はある場合には偏光フィルターを通り、ま
た他の場合には通らない。

【０００３】 このような構成要素は２枚のガラス板、すなわち支持板からなり、その間には
液晶物質が存在する。２枚のガラス板はその内側に導伝性透明電極および配向層
を担持している。液晶分子は、無電界状態ではガラス板に平行に配向している。
内側で両ガラス板は、互いにぶれた（一般に９０度または２７０度）微細構造体
を担持している。液晶分子は、配向層の構造体で配列するので、液晶層内に分子
のぶれが生じる。対向電極の間に電圧をかけると、電場の方向に分子の配列が起
こり、透過光線の偏光方向はもはやぶれない。

【０００４】 通常液晶表示の構成には、その他の構成要素の他に、それぞれ支持板の外面に
配置された２個の偏光フィルター、そしてカラーＬＣＤのためにはさらにカラー
フィルターが含まれる。多くの層からなる通常のＬＣＤは、正に複雑に構成され
ている。カラーフィルターは大抵は有機ポリマー材料からできているので、高温
に対して敏感である。通常のカラーＬＣＤの光収率は、一般的に比較的小さい。

【０００５】 ドイツ特許第４２０１２８１号Ａ１明細書には、画像のカラー複製に適した液
晶表示用基質板を形成するための提案がなされている。この刊行物には、点−マ
トリクス電極構造により作動が行われ、カラー像の得られる液晶表示用基質板で
は、異なる基本色のカラー画素を支持板上に直接形成させるのが普通であると記
載されている。しかしながら、カラー画素は、平らな表面輪郭線を形成しないの
で、被覆層が設けられている。このような趨勢における発展は、ドイツ特許第４
２０１２８１号Ａ１明細書によれば、カラー画素からなるカラーフィルター層を
超薄フィルムまたはガラス層で被覆することによって達成される。この方法は、
基質板がディスプレーで使用されるときに、液体分子間のぶれ角が≧９０度であ
るか、または電池板の間に小さい距離しか許されないということを必要としてい
る。さて被覆により達成された平らな表によるという条件で、液晶分子の一様な
開閉作用が達成される。このような技術水準の例は、価値のあるカラーディスプ
レイを作るという努力が要求されていることを示すものである。

【０００６】 ＷＯ９４／２０８７９号明細書によれば、ガラスからなる２枚の支持板で構成
された液晶表示が提起されている。この支持板の間には液晶物質が存在する。支
持板は透明電極を備えていて、支持板の外側には偏光器が配置されている。

【０００７】 少なくとも支持板の上には、カラーフィルター層としてマトリクスの中にあり
、支持板によって担持されたカラー構造化２色性フィルターが配置されている。

【０００８】 さて、願書番号１９６４２１１６．０−３３のドイツ特許出願が提示される：
発明の名称「電子線による構造化されたエネルギー伝達方法」のこの特許出願は
、目的物−例えば金属、半導体または誘電体材料またはそれらの組み合わせから
なる板またはバンド−の好ましくは平らな表面上で限定された表面要素内で電子
線によりエネルギーを短時間で伝達する方法に関するものである。利用可能な加
工作用は、工作材料の物理的または化学的反応により電子線によるエネルギー伝
達に影響を与える。好ましい適用分野は、限定された数で繰り返され、行と列の
マトリックス状に配置された構造要素による任意の長い帯状目的物の表面の構造
化である。

【０００９】 前記特許出願の発明の特徴事項は、加工されるべき目的物が、エネルギー伝達
の間マスクの下でこれに接触しないで移動されることであり、電子線は目的物の
移動方向で目的物の移動方向に関して略垂直に、マスク内に存在する空所を介し
、目的物の移動に対して非常に速い速度でマスク上を誘導されることである。

【００１０】 有利な適用分野は、比較的大面積の目的物の生産性の高い構造化加工である。
熱電子線加工の分野で、この方法は適当に増感されたガラス表面のカラー構造化
に特に使用することができる。すなわち、例えば特に調製した薄い表面層を有す
るガラスからなる基質に電子線加工により、例えばＬＣＤ技術で通常の繰り返し
構造化のカラーパターンを付与することができる。所望の光学的効果を得るため
に、直交行列に配置された各４個の画素に異なるエネルギー密度が付与される。
加工の際に、画素的に一定の光学的性質を得るために、薄い調製された表面積が
画素領域内で同じ周期ではあるが、最高温度の異なる温度サイクルを経過すると
いう熱作用が行われる。

【００１１】 前記特許出願第１９６４２１１６．０−３３号の方法によれば、金属加工のた
めに電子線でエネルギー伝達をする公知の方法の限界が初めて克服される。最少
の表面領域、例えば画素のような構造要素に表面上に規定された一定の配置で電
子線を照射して、その領域に一定の加工作用を行うことができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】 本発明の課題は、公知の構造的解決法と比較して、簡単化された構成を有して
いて、高い光収率および小さな視差の得られる光学スイッチを提供することであ
る。この光学スイッチは本発明による解決策の直接的な結果として温度の作用に
対して比較的鈍感である。既に述べたように、ドイツ特許出願第１９６４２１１
６．０−３３号による「電子線による構造化されたエネルギー伝達方法」は、そ
の適用分野において最高の技術水準である。ドイツ特許第１９６４２１１６．０
−３３号の方法により構造化された特殊な構成部分を本特許出願に対応して使用
することが本願の課題である。

【００１３】

【課題を解決するための手段】 本発明によれば、この課題は後述のようにして解決されるが、ここで基本的発
明思想に関して請求項１が示される。その他の有利な実施態様は、請求項２〜７
から明らかにされる。

【００１４】 本発明による解決のためにはその他の実施態様が要求される。

【００１５】 特に、高解像ディスプレーを示す光学スイッチの支持板は、２色カラーフィル
ターを取り付けたガラスからなる。ここで、ドイツ特許出願第１９６４２１１６
．０−３３号の方法により構造化された支持板が重要である。この支持板は、平
らかまたは平らでなく形成されていても良い。

【００１６】 光学スイッチの構成には、２色カラーフィルターの取り付けられているガラス
からなるただ一つの支持板またはすべての支持板が後に詳述するように使用でき
る。

【００１７】 支持板の２色カラーフィルター層は、一般に支持板の片側に配置されている。
特殊用途の場合には、２色カラーフィルター層が支持板の両側に配置される。

【００１８】 両側２色カラーフィルター層の場合には同一か、または異なる吸収−および偏
光作用が実現される。

【００１９】 支持板中のそれぞれの２色カラーフィルター層は、単色（単色表示）または着
色（多色表示）構造化されることができる。

【００２０】 ２色カラーフィルター層は、支持板のガラスマトリクス内に置かれ、製法に対
応してマトリクス状に分配される。カラーパターンは、この場合に繰り返し構造
を示し、全色表示の構成をとることができる。

【００２１】 支持板の２色カラーフィルター層は、最初はガラス表面から数μｍの深さまで
達している。ここで配向として最大１０μｍの深さとなることができる。着色部
分の厚さは、ここでも、わずか数１／１０μｍである。

【００２２】 ２色カラーフィルターは、可視および／または不可視スペクトル領域（ＵＶ−
、ＩＲ−領域）で着色−および偏光作用を示す。

【００２３】 有利な実施態様において、少ない視差を達成するためには、支持板の構造化さ
れたカラーフィルター層が液晶物質と接触する側に配置される。すなわち構造化
された面ができるだけ少ない距離を得るためにこれらの面は封入されている。こ
こで原理的には公知の配置が起用され、ここでは、公知の技術水準とは違ってド
イツ特許第１９６４２１１６．０−３３号の方法により構造化された支持板が使
用される。

【００２４】 できるだけ視差を少なくすることが重要でないのならば、片方または両方のカ
ラーフィルターを支持板の外側に存在させることができ、原理的には公知の構造
化またはフィルター構成の場合と同様である。

【００２５】 支持板がガラスから構成されていれば、支持板の構造化後のカラーパターンは
約５５０℃／６００℃まで安定であるということが極めて重要なこととして強調
される。この場合、その他の材料は全く排除される。

【００２６】 透過性、反射性および透過屈折構成も可能であることがさらに挙げられる。

【００２７】 ２色構造化された支持板を使用して達成されるべき光学スイッチ（例えばＬＣ
Ｄ−型のもの）は、多くの場合、少なくとも１個の偏光フィルターを排除するこ
とにより、簡単な構成をとっている点で際だっている。２色構造化されたカラー
フィルターは、画素の高さを補償することについて追加の費用が省かれるような
層の中に存在している。このフィルターは高い光収率という点で際だっている；
なぜならば２色フィルターが通常のカラーフィルターと比べて少ない基礎吸収を
有しているからである。

【００２８】

【発明の実施の形態】 いくつかの実施例によって本発明をさらに詳しく説明する。

【００２９】 図１による色混合機能を有する透過性カラー−ＬＣＤは、カラー構造化された
２色ガラス１からなる。光学活性層は片側の内方に配置されている。この層は先
に明細書中に記載した構造化されたエネルギー伝達方法に従って電子線により作
られ、ここでガラスは２色性赤ｄＲ、２色性黄ｄＧ、２色性青ｄＢを示す。カラ
ー構造化された２色性ガラス１には、内方に透明セグメント電極２および第１配
向層３が存在する。第２のガラス支持体（記号５が付いている）には内方に透明
主電極４および第２配向層３（第１配向層に対して９０度ぶれている）も設けら
れている。ガラス支持体５の下側には（外側に）偏光フィルター７が設けられ、
カラー構造化された２色性偏光ガラス（同様に外側にある）の上側には前部偏光
器６が配置されている。両方の偏光フィルターは互いに９０度ぶれて配置されて
いる。

【００３０】 入射する偏光されていない光８は、前部偏光器６を通って入り、線状に偏光さ
れ、カラー構造化された２色性ガラス１を通って入り、そこで狭い波長領域の吸
収が行われ、次いで電圧がかけられていないとき（すなわち制御されていない状
態）でその偏光方向が９０度ぶれている液晶相を通り、偏光フィルター７を有す
るガラス支持体５を通過する。偏光フィルター７の配向によって吸収は生じない
。偏光フィルター７からは成分赤、黄、青を有する線状の偏光された光が出てく
る。

【００３１】 制御された状態で、液晶分子の配列が電場方向に行われ、光の偏光方向はもは
やぶれない。光は偏光フィルター７内に完全に（可視スペクトルの全波長領域内
で）吸収され、制御されたセグメントは黒く見える。

【００３２】 図２によれば、入射光８（偏光されていない）カラー構造化された２色性ガラ
ス１を直接透過する。電場ベクトルの１成分はほとんど影響を受けないが、９０
度ぶれた第２の成分では狭い波長領域内で吸収が行われる。カラー構造化された
２色性ガラス１を離れた後、カラー成分赤、黄、青（最初から９０度ぶれた偏光
面内で）を有する白色光（偏光面内で）が得られる。前部偏光器が除かれる。

【００３３】 制御されていない状態で偏光方向の９０度のぶれが生じる。この光は偏光フィ
ルター７を通過した後（光は、白色成分を完全に吸収し、９０度ぶれた着色成分
はほとんど弱められずに通過するように配向される）なおカラー成分赤、黄、青
を有していて、線状に偏光される。

【００３４】 制御された状態で光の偏光のぶれは生ぜず、従って着色成分は偏光フィルター
７によって吸収され、９０度ぶれた白色成分は通過することができる。退出光は
白色であって線状に偏光されている（図２の符号９参照）。

【００３５】 図３は、混色機能を有する反射カラー−ＬＣＤの構造を示し、ここで偏光フィ
ルター７（裏側偏光器）の外側に反射１１がある。吸収および混色については図
２で生じたと同様な作用が行われる。光が偏光フィルター７から出たときに反射
器１１は、単に追加の構成要素として光の反射を行うものである。

【００３６】 図１の場合と同様に図２および図３において光学活性層は片側で内方に配置さ
れている。

【００３７】 図１、図２および図３と比較して、図４は一つの変形例を示している：ここで
カラー構造化された２色性ガラス（１）（１２）は、液晶層の両側に配置されて
いる（光学活性層内、すなわち液晶物質と接触している側に）。制御された状態
でガラスからは９０度ぶれた偏光方向のカラー成分を有する平行な線状の偏光さ
れた白色光が出てくる。この退出光（符号９参照、退出光）は、観察者にとって
弱く着色しているように感じられる。制御されていない状態で退出光は完全に着
色していて偏光されていない。

【００３８】 図５においてカラー構造化された２色性ガラス１は、図４とは異なり、カラー
系列赤、青１、青２を示すが、一方カラー構造化されたガラス１２はカラー系列
赤、黄、青を有する。光路中の青および黄を被覆することにより緑が生成する。
偏光フィルター７（裏側偏光器）を使用することにより着色状態（赤、緑、青）
と白色状態を切り替えることができる。

【００３９】 図６にＵＶ−Ａ−光（透過性）の光学スイッチを示す。

【００４０】 入射光８（ＵＶ−Ａ−光、偏光されていない）はカラー構造化された２色性Ｕ
Ｖ−ガラス１５（光学活性層を片側の内方に有する）を通って入り、さらに液晶
層および最後にカラー構造化された２色性ＵＶ−ガラス１６を通る。両方のガラ
ス（符号１５、１６による）は光学活性層を片側の内方に有している。制御され
た状態で最高５０％の消光が行われる。制御されていない状態では所定のＵＶ−
波長領域内でほとんど完全な消光が行われる。

【００４１】 図７には細帯状ＵＶ−Ａ−光用光学スイッチが示されていて、このＵＶ−Ａ−
は偏光されていない。入射光８は片側の内方に光学活性層を有する２色性ＵＶ−
ガラス１３（細帯状）を通って入る。

【００４２】 ２色性ＵＶ−ガラス１４は、片側の内方に配置された光学活性層を備えている
。制御されていない状態で完全な消光が行われるが、一方制御された状態では線
状に偏光されたＵＶ−Ａ−９が出てくる。光の透過度は制御された状態で約５０
％である。

【００４３】 図８により広帯状ＵＶ−Ａ−光用光学スイッチを説明する。このスイッチは図
６のものと比較して、２色性ＵＶ−ガラス１３が光学活性層を両側に有するが異
なる最大吸収スペクトルを有しているという構成を持っている（広帯性の拡大）
。２色性ガラス１４は、同様に異なる最大吸収スペクトルを有する光学活性層を
両側に持っている。図６の場合のように制御されていない状態では消光が生じる
が、制御された状態では所望のＵＶ−Ａ−光が線状に偏光され、その透過度は約
５０％である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 混色（赤、黄、青、黒）した透過カラーＬＣＤを示す図である。

【図２】 混色（赤、黄、青、白）した透過カラーＬＣＤを示す図である。

【図３】 混色（赤、黄、青、白）した反射カラーＬＣＤを示す図である。

【図４】 混色（赤、黄、青）した透過カラーＬＣＤを示す図である。

【図５】 混色（赤、緑、青、白）した透過カラーＬＣＤを示す図である。

【図６】 ＵＶ−Ａ−光（透明、狭い領域内の消光）用光学スイッチを示す図である。

【図７】 細帯状ＵＶ−Ａ−光（透過）用の光学スイッチを示す図である。

【図８】 広帯状ＵＶ−Ａ−光（透過）用の光学スイッチを示す図である。

【符号の説明】 １ カラー構造化された２色性ガラス ２ 透明セグメント電極 ３ 配向層 ４ 透明主電極 ５ ガラス支持体 ６ 正面偏光器 ７ 偏光フィルター ８ 入射光 ９ 退出光（観測者に対して） １０ 液晶分子 １１ 反射器 １２ カラー構造化された２色性ガラス １３ ２色性ＵＶ−ガラス １４ ２色性ＵＶ−ガラス １５ ２色カラー構造化されたＵＶ−ガラス １６ ２色カラー構造化されたＵＶ−ガラス ｄＲ ２色性赤 ｄＧ ２色性黄 ｄＢ ２色性青 Ｒ 赤 Ｇ 黄 Ｂ 青 Ｗ 白 ＵＶＰｏｌ１ ＵＶ偏光ガラス ＵＶＰｏｌ２ ＵＶ偏光ガラス ＵＶＰｏｌ３ ＵＶ偏光ガラス λ１，λ２，λ３ 異なる波長の退出ＵＶ−Ａ−光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルント， クラウス ドイツ連邦共和国 デー−06128 ハレ， ペシュタロッツィシュトラーセ 55 (72)発明者 バーガー， アンドレアス ドイツ連邦共和国 デー−06114 ハレ， シラーシュトラーセ 50 Ｆターム(参考） 2H091 FA01X FA01Z FA07X FA07Z FD03 GA01 LA04 LA15 LA16

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラスからなる２つの支持板から構成され、支持板の間に液
   晶物質が存在し、支持板には透明電極が設けられ、そして少なくとも一つの支持
   板がカラー構造化された２色性ガラス（１）からなる光学スイッチにおいて、２
   色性フィルターが埋め込まれ、この２色性フィルターはガラスマトリクス内にカ
   ラー−および偏光フィルター層として存在し、この２色性フィルターは最初は支
   持板の表面から約１０μｍの深さにまで達している光学スイッチ。
2. 【請求項２】 支持体が平らなガラスからなることを特徴とする請求項１記
   載の光学スイッチ。
3. 【請求項３】 少なくとも一つの支持板の両側に２色性フィルターが埋め込
   まれていることを特徴とする請求項１記載の光学スイッチ。
4. 【請求項４】 カラー構造化された２色性ガラス（１）からなる支持板の少
   なくとも一つに単色フィルター層が埋め込まれていることを特徴とする請求項１
   または３記載の光学スイッチ。
5. 【請求項５】 少なくとも一つの支持板のフィルター層が液晶物質と接触す
   るように配置されていることを特徴とする請求項１、３または４に記載の光学ス
   イッチ。
6. 【請求項６】 光学スイッチが偏光フィルターの数に関して一つよりも多く
   ない偏光フィルター（６）または（７）からなることを特徴とする請求項１〜５
   のいずれか１記載の光学フィルター。
7. 【請求項７】 構成体中に第２の変更フィルターが組み込まれていることを
   特徴とする特別な応用例の場合、すなわち「黒」だけが必要とされるときのため
   の請求項６の変形における請求項１または６に記載の光学スイッチ。