JP2537637B2 - 液晶ライトバルブの駆動方法 - Google Patents
液晶ライトバルブの駆動方法Info
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- light valve
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/135—Liquid crystal cells structurally associated with a photoconducting or a ferro-electric layer, the properties of which can be optically or electrically varied
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光導電効果を用いて、光により画像を液晶層
に書き込む液晶ライトバルブの構成の改良とその記録方
法に関するものである。
に書き込む液晶ライトバルブの構成の改良とその記録方
法に関するものである。
従来の光導電効果を用いた液晶ライトバルブは特開昭
59−216126やSID′79ダイジェスト P.22（1979）に開
示されるように、光照射による光導電体のインピーダン
ス変化を利用し、液晶層に加わる分電圧を変化させ、液
晶の配向変化を屈折率変化として外部に読み出すもので
あった。
59−216126やSID′79ダイジェスト P.22（1979）に開
示されるように、光照射による光導電体のインピーダン
ス変化を利用し、液晶層に加わる分電圧を変化させ、液
晶の配向変化を屈折率変化として外部に読み出すもので
あった。
また、スメクチックＡ液晶を用いた液晶ライトバルブ
はテレビジョン学会技術報告OPT191（昭59）に開示され
ているようにレーザーの熱による相変化を利用して画像
を書き込むものであった。
はテレビジョン学会技術報告OPT191（昭59）に開示され
ているようにレーザーの熱による相変化を利用して画像
を書き込むものであった。
しかるに従来技術では、画像の読み出しに偏光を必要
とし読み出し光の利用効率が低下する。また安定な画像
保持特性が得られにくいという問題を有している。
とし読み出し光の利用効率が低下する。また安定な画像
保持特性が得られにくいという問題を有している。
スメクチックＡ液晶の熱書き込み型の液晶ライトバル
ブは、書き込み，消去の応答性が悪い欠点があった。
ブは、書き込み，消去の応答性が悪い欠点があった。
そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、
その目的は読み出し光の利用効率が高く、書き込み速
度，消去速度に優れた液晶ライトバルブを提供するとこ
ろにある。
その目的は読み出し光の利用効率が高く、書き込み速
度，消去速度に優れた液晶ライトバルブを提供するとこ
ろにある。
本発明の液晶ライトバルブの駆動方法は、基盤内面に
電極を有する一対の基板間に動的散乱のための添加物を
含むＰ型スメクチック液晶層と光導電体層とを狭持した
液晶ライトバルブの駆動方法において、 前記液晶層を動的散乱による光散乱状態にするため低
周波の交流電圧を前記電極間に印加してなり、 前記液晶層を透過状態にするため前記交流電圧より高
い周波数の駆動電圧を前記電極間に印加するとともに前
記光導電体層に光照射してなり、 書き込み情報を保持するため保持電圧を前記電極間に
印加してなることを特徴とする。
電極を有する一対の基板間に動的散乱のための添加物を
含むＰ型スメクチック液晶層と光導電体層とを狭持した
液晶ライトバルブの駆動方法において、 前記液晶層を動的散乱による光散乱状態にするため低
周波の交流電圧を前記電極間に印加してなり、 前記液晶層を透過状態にするため前記交流電圧より高
い周波数の駆動電圧を前記電極間に印加するとともに前
記光導電体層に光照射してなり、 書き込み情報を保持するため保持電圧を前記電極間に
印加してなることを特徴とする。
また、本発明の第２の液晶ライトバルブの駆動方法
は、前記駆動電圧は表示する階調情報に対応し変調され
た信号波形であることを特徴とする。
は、前記駆動電圧は表示する階調情報に対応し変調され
た信号波形であることを特徴とする。
また、本発明の第３の液晶ライトバルブの駆動方法
は、前記動的散乱を生じさせる交流電圧印加時に部分的
な光照射を行い、部分的消去を行うことを特徴とする。
は、前記動的散乱を生じさせる交流電圧印加時に部分的
な光照射を行い、部分的消去を行うことを特徴とする。
本発明の液晶ライトバルブ、及びその記録方法は、光
導電体の光照射時のインピーダンスの変化によりＰ型ス
メクチック液晶層にかかる分圧を光制御し、Ｐ型スメク
チック液晶を散乱状態から整列した透明状態に電界誘起
させるものである。またこの散乱状態はスメクチック液
晶中に添加したイオンの走行による動的散乱現象によっ
て引き起こされる。この一連の動作を第２図（ａ），
（ｂ），（ｃ）によって説明する。第２図（ａ）はパネ
ル全面に動的散乱を誘起させた状態である。201は液晶
分子を示す。低周波（数10Hz）,100V程度の電圧により
動的散乱が生じ、散乱状態は電圧を除去しても保持され
る。これが全面消去状態に対応する。次に光による書き
込み動作に移行する。駆動電極間には動的散乱が生じな
い周波数（例えば数KHz,イオンが追随せず、Ｐ型スメク
チック液晶の誘電異方性が正である周波数を主に持つ交
流波形）の電圧を与える。しかしこの電圧は、暗状態で
高低抗となっている光導電体層により多く分圧され散乱
しているスメクチック液晶の配向変化を誘起できない。
この状態が第２図（ｂ）の光照射を受けていない領域20
2である。一方光照射を受けた領域は、光導電体層のイ
ンピーダンスが低下し、液晶層の分圧が増加する。誘電
異方性が正であるため液晶分子201には電界方向に揃う
方向のトルクが働く。このトルクが液晶の弾性力を越え
ると再配向が生じる。一般的な値で数MV/m程である。こ
のようにして液晶分子が再整列し、散乱状態から透明状
態へ表示状態が変化する。第２図（ｂ）の光照射領域20
3がこの状態を示している。こうして光照射領域が透
明、周辺が散乱した表示が完成する。その後、ライトバ
ルブへの印加電圧を０にしてもスメクチック液晶の強い
弾性力のため表示状態は保持される。（第２図（ｃ））
これが保持期間であり、適宜設けられる。
導電体の光照射時のインピーダンスの変化によりＰ型ス
メクチック液晶層にかかる分圧を光制御し、Ｐ型スメク
チック液晶を散乱状態から整列した透明状態に電界誘起
させるものである。またこの散乱状態はスメクチック液
晶中に添加したイオンの走行による動的散乱現象によっ
て引き起こされる。この一連の動作を第２図（ａ），
（ｂ），（ｃ）によって説明する。第２図（ａ）はパネ
ル全面に動的散乱を誘起させた状態である。201は液晶
分子を示す。低周波（数10Hz）,100V程度の電圧により
動的散乱が生じ、散乱状態は電圧を除去しても保持され
る。これが全面消去状態に対応する。次に光による書き
込み動作に移行する。駆動電極間には動的散乱が生じな
い周波数（例えば数KHz,イオンが追随せず、Ｐ型スメク
チック液晶の誘電異方性が正である周波数を主に持つ交
流波形）の電圧を与える。しかしこの電圧は、暗状態で
高低抗となっている光導電体層により多く分圧され散乱
しているスメクチック液晶の配向変化を誘起できない。
この状態が第２図（ｂ）の光照射を受けていない領域20
2である。一方光照射を受けた領域は、光導電体層のイ
ンピーダンスが低下し、液晶層の分圧が増加する。誘電
異方性が正であるため液晶分子201には電界方向に揃う
方向のトルクが働く。このトルクが液晶の弾性力を越え
ると再配向が生じる。一般的な値で数MV/m程である。こ
のようにして液晶分子が再整列し、散乱状態から透明状
態へ表示状態が変化する。第２図（ｂ）の光照射領域20
3がこの状態を示している。こうして光照射領域が透
明、周辺が散乱した表示が完成する。その後、ライトバ
ルブへの印加電圧を０にしてもスメクチック液晶の強い
弾性力のため表示状態は保持される。（第２図（ｃ））
これが保持期間であり、適宜設けられる。
また光書き込み時の駆動電圧を中間調に対応した変調
を与えることにより散乱の強弱を制御し、階調表示が可
能となる。
を与えることにより散乱の強弱を制御し、階調表示が可
能となる。
（実施例−１） 第１図は本発明の液晶ライトバルブの断面図である。
透明ガラス基板105上に電圧印加電極である透明電極104
が付設され、片側には光導電体層101,光分離ミラー102
が積層されている。この２枚の基板はスペーサ106で封
止され、基板間には動的散乱のための添加物を含むＰ型
スメクチック液晶103が狭持されている。また電圧印加
電極間には、駆動電圧源107が接続されている。この駆
動電圧源は書き込み光108の情報書き込みのタイミング
に同期して、消去のための交流電圧，書き込み時電圧、
及び保持電圧を発生する。109は読み出し光である。
透明ガラス基板105上に電圧印加電極である透明電極104
が付設され、片側には光導電体層101,光分離ミラー102
が積層されている。この２枚の基板はスペーサ106で封
止され、基板間には動的散乱のための添加物を含むＰ型
スメクチック液晶103が狭持されている。また電圧印加
電極間には、駆動電圧源107が接続されている。この駆
動電圧源は書き込み光108の情報書き込みのタイミング
に同期して、消去のための交流電圧，書き込み時電圧、
及び保持電圧を発生する。109は読み出し光である。
第１図の液晶ライトバルブのより詳細な構成を表１に
示す。
示す。
第３図は本発明の駆動電圧波形を示す図である。駆動
波形は動的散乱を生じさせる交流電圧印加期間tE301,光
書き込みにより液晶層を透明化させる書き込み期間tW30
2,また必要に応じ像情報の保持を行なう保持期間tS303
とからなる。各期間の波形の詳細例を表２に示す。
波形は動的散乱を生じさせる交流電圧印加期間tE301,光
書き込みにより液晶層を透明化させる書き込み期間tW30
2,また必要に応じ像情報の保持を行なう保持期間tS303
とからなる。各期間の波形の詳細例を表２に示す。
液晶層への画像書き込みの動作原理は、以下の通りで
ある。動的散乱期間には比較的高電圧の低周波を印加す
る。スメクチックＡ液晶へは誘電体ミラー，光導電体層
を通して、低周波電圧が加わり、ドーパントが液晶中を
移動し、スメクチックＡ液晶の配向を乱し散乱状態とな
る。これは従来より知られている動的散乱現象である。
またVE（振幅）を下げ、消去のための書き込み光を部分
的に照射し、光導電体層のインピーダンス低下により、
光照射部分に選択的に動的散乱を生じさせた部分的消去
も可能である。
ある。動的散乱期間には比較的高電圧の低周波を印加す
る。スメクチックＡ液晶へは誘電体ミラー，光導電体層
を通して、低周波電圧が加わり、ドーパントが液晶中を
移動し、スメクチックＡ液晶の配向を乱し散乱状態とな
る。これは従来より知られている動的散乱現象である。
またVE（振幅）を下げ、消去のための書き込み光を部分
的に照射し、光導電体層のインピーダンス低下により、
光照射部分に選択的に動的散乱を生じさせた部分的消去
も可能である。
次に、光書き込みはドーパントが追従不可能で散乱が
生じない周波数の電圧を光導電体層，誘電体ミラー，液
晶層間に加える。暗時には光導電体層のインピーダンス
が高いため、液晶層へは透明化に必要な電圧がかからな
い。ここで光導電体の一部に光照射を行なうとその部分
のインピーダンスが低下し、液晶層に透明化可能な電圧
が加わるようになる。この時重要なのは、横方向の電界
リーク防止であり、数KHzの交流印加は誘電体ミラーの
厚さ方向のインピーダンスを有効に低下させ、厚さ方向
にのみ電界が印加されるように働く。このようにして光
照射部分だけが透明化し、画像の光書き込みが可能とな
った。
生じない周波数の電圧を光導電体層，誘電体ミラー，液
晶層間に加える。暗時には光導電体層のインピーダンス
が高いため、液晶層へは透明化に必要な電圧がかからな
い。ここで光導電体の一部に光照射を行なうとその部分
のインピーダンスが低下し、液晶層に透明化可能な電圧
が加わるようになる。この時重要なのは、横方向の電界
リーク防止であり、数KHzの交流印加は誘電体ミラーの
厚さ方向のインピーダンスを有効に低下させ、厚さ方向
にのみ電界が印加されるように働く。このようにして光
照射部分だけが透明化し、画像の光書き込みが可能とな
った。
次に保持期間に移行する。保持期間は第３図の場合0V
としたが、散乱を生じない電圧であれば印加可能であ
る。また、時間tSも任意に設定可能である。
としたが、散乱を生じない電圧であれば印加可能であ
る。また、時間tSも任意に設定可能である。
光による書き込み手段は、光導電体の感度，書き込み
光強度，照射時間によって種々のものが応用できる。本
実施例の場合、He−Neレーザー光を光導電体層上に絞り
Ｘ−Ｙスキャンして得ている。画像の形成は、このレー
ザー光を変調し書き込み期間中に画面をスキャンして行
なった。もうひとつの画像形成法は、光ビームスキャン
は無変調で平面スキャンし、第４図に示すようにVW305
を変調する。VWの変調法は第４図のような振幅変調の他
に、散乱から透明化に移行する時間を制御するパルス巾
変調を行なってもよい。
光強度，照射時間によって種々のものが応用できる。本
実施例の場合、He−Neレーザー光を光導電体層上に絞り
Ｘ−Ｙスキャンして得ている。画像の形成は、このレー
ザー光を変調し書き込み期間中に画面をスキャンして行
なった。もうひとつの画像形成法は、光ビームスキャン
は無変調で平面スキャンし、第４図に示すようにVW305
を変調する。VWの変調法は第４図のような振幅変調の他
に、散乱から透明化に移行する時間を制御するパルス巾
変調を行なってもよい。
このように光導電体のインピーダンス変化を利用し、
スメクチックＡ液晶に電界誘起再配列を生じさせるのに
必要な書き込み光エネルギーは、従来の熱書き込み型の
数J/cm2に比べ格段に低く、高速光書き込み，低エネル
ギー光源の使用を可能とするものである。
スメクチックＡ液晶に電界誘起再配列を生じさせるのに
必要な書き込み光エネルギーは、従来の熱書き込み型の
数J/cm2に比べ格段に低く、高速光書き込み，低エネル
ギー光源の使用を可能とするものである。
（実施例−２） 液晶層中に２色性色素を添加し、散乱状態では読み出
し光を吸収し、透明なホメオトロピック状態では読み出
し光を透過する表示モードに変換することができる。第
５図は２色性色素添加した本発明の液晶ライトバルブの
断面図である。構成は第１図とほぼ同様である。表３に
使用した液晶層の内容を記した。
し光を吸収し、透明なホメオトロピック状態では読み出
し光を透過する表示モードに変換することができる。第
５図は２色性色素添加した本発明の液晶ライトバルブの
断面図である。構成は第１図とほぼ同様である。表３に
使用した液晶層の内容を記した。
動作は上述したように書き込み光108に対応した部分5
01の電界誘起再配列である。異なるのは、液晶分子201
の配列に従い、二色性色素分子502も再配列を行ない、
二色性色素の整列状態と乱状態によって読み出し光109
の吸収を変化させている点である。二色性色素が第５図
のように読み出し光入射方向に沿って配列すると光はほ
とんど吸収を受けない。これに対して乱状態では、液晶
層の屈折率の乱れと相乗し、読み出し光を強く吸収す
る。
01の電界誘起再配列である。異なるのは、液晶分子201
の配列に従い、二色性色素分子502も再配列を行ない、
二色性色素の整列状態と乱状態によって読み出し光109
の吸収を変化させている点である。二色性色素が第５図
のように読み出し光入射方向に沿って配列すると光はほ
とんど吸収を受けない。これに対して乱状態では、液晶
層の屈折率の乱れと相乗し、読み出し光を強く吸収す
る。
駆動は実施例１と同様に行なわれる。このように光吸
収の強弱によって像の書き込みを行なうことができた。
収の強弱によって像の書き込みを行なうことができた。
また読み出し光の波長を二色性色素の吸収波長に合わ
せることにより構成中の光分離ミラー102を除外もしく
は半透過性にすることができる。これは光分離ミラーの
目的が、読み出し光による光導電体層の反応を抑制する
ことであり、この光制御の作用を二色性色素の光吸収で
置換、もしくは補完させることに他ならない。また書き
込み光照射領域の光吸収が減少することから、一度書き
込まれた領域は、読み出し光によって更に電界印加が加
速される正帰還効果を有している。
せることにより構成中の光分離ミラー102を除外もしく
は半透過性にすることができる。これは光分離ミラーの
目的が、読み出し光による光導電体層の反応を抑制する
ことであり、この光制御の作用を二色性色素の光吸収で
置換、もしくは補完させることに他ならない。また書き
込み光照射領域の光吸収が減少することから、一度書き
込まれた領域は、読み出し光によって更に電界印加が加
速される正帰還効果を有している。
以上述べたように本発明によれば、Ｐ型スメクチック
液晶の動的散乱、及び電界誘起再配列効果、及びその効
果を発生する駆動波形を与えることにより、低エネルギ
ー光書き込みが可能となり、書き込みの高速化、低パワ
ー光源の使用ができるようになった。更に、散乱状態と
透明状態とのスイッチングによる像形成ができることか
ら高い読み出し光利用率を得るものである。更に、部分
的な消去が可能である液晶ライトバルブ装置を提供する
ことができる。
液晶の動的散乱、及び電界誘起再配列効果、及びその効
果を発生する駆動波形を与えることにより、低エネルギ
ー光書き込みが可能となり、書き込みの高速化、低パワ
ー光源の使用ができるようになった。更に、散乱状態と
透明状態とのスイッチングによる像形成ができることか
ら高い読み出し光利用率を得るものである。更に、部分
的な消去が可能である液晶ライトバルブ装置を提供する
ことができる。
第１図は本発明による液晶ライトバルブの断面図。 第２図（ａ）〜（ｃ）は動作を示す断面図である。第２
図（ａ）は動的散乱を誘起した状態。第２図（ｂ）は光
書き込み状態。第２図（ｃ）は保持状態を示す。 第３図は本発明による駆動波形例を示す図。 第４図は振幅変調を加えた駆動波形例を示す図。 第５図は二色性色素を含有した液晶ライトバルブの断面
図である。 101……光導電体層 102……光分離ミラー 103……液晶層 104……電圧印加電極 105……透明基板 107……駆動電圧源 108……書き込み光 109……読み出し光 201……スメクチック液晶分子 301……動的散乱期間 302……書き込み期間 303……保持期間 305……書き込み時電圧振幅 502……二色性色素分子
図（ａ）は動的散乱を誘起した状態。第２図（ｂ）は光
書き込み状態。第２図（ｃ）は保持状態を示す。 第３図は本発明による駆動波形例を示す図。 第４図は振幅変調を加えた駆動波形例を示す図。 第５図は二色性色素を含有した液晶ライトバルブの断面
図である。 101……光導電体層 102……光分離ミラー 103……液晶層 104……電圧印加電極 105……透明基板 107……駆動電圧源 108……書き込み光 109……読み出し光 201……スメクチック液晶分子 301……動的散乱期間 302……書き込み期間 303……保持期間 305……書き込み時電圧振幅 502……二色性色素分子
Claims (3)
- 【請求項１】基板内面に電極を有する一対の基板間に動
的散乱のための添加物を含むＰ型スメクチック液晶層と
光導電体層とを挟持した液晶ライトバルブの駆動方法に
おいて、 前記液晶層を動的散乱による光散乱状態にするため低周
波の交流電圧を前記電極間に印加してなり、 前記液晶層を透過状態にするため前記交流電圧より高い
周波数の駆動電圧を前記電極間に印加するとともに前記
光導電体層に光照射してなり、 書き込み情報を保持するため保持電圧を前記電極間に印
加してなることを特徴とする液晶ライトバルブの駆動方
法。 - 【請求項２】前記駆動電圧は表示する階調情報に対応し
変調された信号波形であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の液晶ライトバルブの駆動方法。 - 【請求項３】前記動的散乱を生じさせる交流電圧印加時
に部分的な光照射を行い、部分的消去を行うことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の液晶ライトバルブの
駆動方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62218832A JP2537637B2 (ja) | 1987-09-01 | 1987-09-01 | 液晶ライトバルブの駆動方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62218832A JP2537637B2 (ja) | 1987-09-01 | 1987-09-01 | 液晶ライトバルブの駆動方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6461728A JPS6461728A (en) | 1989-03-08 |
| JP2537637B2 true JP2537637B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=16726040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62218832A Expired - Lifetime JP2537637B2 (ja) | 1987-09-01 | 1987-09-01 | 液晶ライトバルブの駆動方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2537637B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5140448A (en) * | 1990-10-24 | 1992-08-18 | Greyhawk Systems, Inc. | Apparatus for and method of operation of smectic liquid crystal light valve having scattering centers |
| JP2511618Y2 (ja) * | 1991-10-03 | 1996-09-25 | 住友建機株式会社 | 油圧機器のブレ―キ回路装置 |
| JP7316545B2 (ja) * | 2019-07-23 | 2023-07-28 | 大日本印刷株式会社 | 液晶調光装置、電源装置及び液晶調光フィルムの駆動方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54134657A (en) * | 1978-04-11 | 1979-10-19 | Nec Corp | Light bulb device of projection type light writing liquid crystal and driving method thereof |
| JPS6289929A (ja) * | 1985-10-16 | 1987-04-24 | Canon Inc | 光記録法及びその装置 |
-
1987
- 1987-09-01 JP JP62218832A patent/JP2537637B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6461728A (en) | 1989-03-08 |
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