JP2651171B2 - Optical modulation element and optical modulation method - Google Patents

Optical modulation element and optical modulation method

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JP2651171B2 JP62330692A JP33069287A JP2651171B2 JP 2651171 B2 JP2651171 B2 JP 2651171B2 JP 62330692 A JP62330692 A JP 62330692A JP 33069287 A JP33069287 A JP 33069287A JP 2651171 B2 JP2651171 B2 JP 2651171B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は簡単な構成で、かつ高感度な表示が行えるよ
うにした光学変調素子及び該光学変調素子に適した光学
変調方法に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical modulation element having a simple configuration and capable of performing high-sensitivity display, and an optical modulation method suitable for the optical modulation element.

〔従来の技術及び問題点〕[Conventional technology and problems]

複屈折を有する記録媒体に、電界をかけて該複屈折の
変化を利用して表示を行うものとしては、PLZT,LiNbO3
等の強誘電体を用いたもの,液晶及び強誘電性液晶を用
いたものが知られている。これらの表示方法として、具
体的に行われているのは、偏光板等によって得る直線偏
光を入射させ、該記録媒体の複屈折と光軸の変化によっ
て偏光方向を変化させ、それを再度偏光板等を通過させ
ることによりコントラストとして読み取る方法である。
A recording medium having a birefringence is applied with an electric field to perform display by using a change in the birefringence. For example, PLZT, LiNbO 3
And the like using a ferroelectric material such as a liquid crystal and a ferroelectric liquid crystal. As these display methods, what is specifically performed is that linearly polarized light obtained by a polarizing plate or the like is incident, the polarization direction is changed by the birefringence of the recording medium and the change of the optical axis, and then the polarizing plate is re-exposed. This is a method of reading as a contrast by passing light through the like.

しかし、この方法では、表示状態を読みとるために
は、十分な複屈折効果を得るだけの光学厚みが必要とな
り、これは感度の点で好ましくなかった。
However, this method requires an optical thickness sufficient to obtain a sufficient birefringence effect in order to read the display state, which is not preferable in terms of sensitivity.

又、この方法を用いると2枚の偏光板を用いることか
ら透過光量が減少しコントラストが下がるという問題点
もあった。
In addition, when this method is used, there is also a problem that the amount of transmitted light is reduced and the contrast is reduced because two polarizing plates are used.

〔発明の目的〕[Object of the invention]

よって本発明は、高透過光量,高コントラストな表示
を可能とする新しい光学変調素子、及びこれに適した光
学変調方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a new optical modulation element capable of displaying a high amount of transmitted light and high contrast, and an optical modulation method suitable for the element.

〔問題点を解決するための手段及び作用〕 本発明は屈折率の異方性を電界により制御することが
可能な化合物を光学変調層とし、該光学変調層の光学厚
み(nd:nは屈折率、dは厚み)を制御して表示を行う手
段を有する光学変調素子を提供することにある。
[Means and Actions for Solving the Problems] In the present invention, a compound capable of controlling the anisotropy of the refractive index by an electric field is used as an optical modulation layer, and the optical thickness of the optical modulation layer (nd: n is a refractive index) Rate and d are thicknesses).

詳しくは、光学変調層と該光学変調層の両側に直接も
しくは絶縁性配向制御層を介して反射層を配置してなる
光学変調素子を提供し、かつ、前記光学変調素子の光学
変調層の光学厚みを制御して、光学変調層に入射した読
み取り光の反射率の違いを識別する手段を有する光学変
調素子を提供することである。
Specifically, the present invention provides an optical modulation element in which a reflection layer is disposed directly or via an insulating alignment control layer on both sides of the optical modulation layer and the optical modulation layer, and an optical modulation element of the optical modulation element. An object of the present invention is to provide an optical modulation element having means for controlling the thickness to identify a difference in the reflectance of read light incident on the optical modulation layer.

前記光学変調層の光学厚みを制御する手段は、該光学
変調層の屈折率もしくは屈折率の異方性を変化させるこ
とにより提供される。具体的には、光学変調層の相転移
によって屈折率を変化させること、電界・磁界により屈
折率の異方性を変化させることが行われる。
The means for controlling the optical thickness of the optical modulation layer is provided by changing the refractive index or the anisotropy of the refractive index of the optical modulation layer. Specifically, the refractive index is changed by the phase transition of the optical modulation layer, and the anisotropy of the refractive index is changed by an electric field and a magnetic field.

電界により屈折率の異方性を変化させる方法は、高速
で変調することが可能である上に、消費エネルギーも少
ないために特に好ましい。
The method of changing the anisotropy of the refractive index by an electric field is particularly preferable because it can be modulated at high speed and consumes little energy.

前記屈折率の異方性を電界により制御できる化合物と
は、具体的に下記に示すような、液晶、強誘電性液晶、
高分子液晶があげられる。
The compound capable of controlling the anisotropy of the refractive index by an electric field is a liquid crystal, a ferroelectric liquid crystal,
Polymer liquid crystals are mentioned.

本発明に用いる液晶層は、SmC,SmH,SmF,SmJ,
SmK,SmIもしくはSmGなどのカイラルスメクテイツ
ク相又はネマテイツク相とすることができる。
The liquid crystal layer used in the present invention includes SmC * , SmH * , SmF * , SmJ * ,
It can be a chiral smectic phase or a nematic phase such as SmK * , SmI * or SmG * .

△ε>Oのネマチツク液晶 △ε<Oのネマチツク液晶 強誘電性液晶 △ε>Oのネマチツク相を有する高分子液晶 △ε<Oのネマチツク相を有する高分子液晶 強誘電性高分子液晶 そこで本発明は前述した化合物を有する光学変調層を
第1図のように配置して、光学変調素子を形成する。
Nematic liquid crystal with Δε> O Nematic liquid crystal with Δε <O Ferroelectric liquid crystal Polymer liquid crystal having a nematic phase of Δε> O Polymer liquid crystal having a nematic phase of Δε <O Ferroelectric polymer liquid crystal Therefore, in the present invention, an optical modulation element having the above-described compound is arranged as shown in FIG. 1 to form an optical modulation element.

第1図中、符号1は光学変調層、2は絶縁性配向制御
層、3は半透過性反射層、4は電極、5は透明基板、6
は偏光板、7はスペーサー、8は反射層である。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an optical modulation layer, 2 denotes an insulating orientation control layer, 3 denotes a semi-transmissive reflective layer, 4 denotes an electrode, 5 denotes a transparent substrate, 6
Is a polarizing plate, 7 is a spacer, and 8 is a reflective layer.

本発明に用いる光学変調層は一度加熱をした後徐冷を
すると電極に対して水平配向した光学変調層を形成する
ことができる(第2図(a)参照)。
When the optical modulation layer used in the present invention is heated once and then gradually cooled, an optical modulation layer horizontally oriented with respect to the electrode can be formed (see FIG. 2 (a)).

次に4の電極間に電界を印加すると、光学変調層は第
2図(b)のように変化する。そこで本発明は上記2つ
の光学変調状態の差を利用して表示を行う。
Next, when an electric field is applied between the four electrodes, the optical modulation layer changes as shown in FIG. 2 (b). Therefore, the present invention performs display using the difference between the two optical modulation states.

具体的には以下のステツプをふむようにする(第3図
参照)。
Specifically, the following steps are performed (see FIG. 3).

まず第1に偏光板6の側から光を入射させる。すると
その光は半透過性反射層3を通過し電極兼反射層9に達
する。反射層9では光は反射するようになっており、そ
の結果、反射光は再び半透過性反射層3へ戻ってくる。
この場合に、入射光と電極兼反射層9によって反射され
る光が干渉しあうように3と9の間の光学厚みを制御す
ると、光は半透過性反射層3に通過せずに該層3でも反
射をおこし、半透過性反射層3と電極兼反射層9の間で
往復し、著しく光路長が増大したのみに、3を通過し
て、反射光として検出される。本発明において、このよ
うな状態を多重反射状態とよぶ。該多重反射状態は、半
透過性反射層3が存在しない状態であっても可能である
が、効率よく多重反射装置を得るためには、存在するこ
とが好ましい。3が存在しない場合には、4の屈折率と
2,1の屈折率にて無反射条件を満足するように設定(4
の屈折率×9の屈折率=(2,1,2の平均の屈折率)
してやれば、4と9の間で多重反射状態が生じる。
First, light is incident from the polarizing plate 6 side. Then, the light passes through the semi-transmissive reflection layer 3 and reaches the electrode / reflection layer 9. Light is reflected by the reflective layer 9, and as a result, the reflected light returns to the semi-transmissive reflective layer 3 again.
In this case, if the optical thickness between 3 and 9 is controlled so that the incident light and the light reflected by the electrode / reflection layer 9 interfere with each other, the light does not pass through the semi-transmissive reflection layer 3 and the light does not pass through the layer. The light also reflects at 3, and reciprocates between the semi-transmissive reflective layer 3 and the electrode / reflective layer 9, and only when the optical path length is significantly increased, passes through 3 and is detected as reflected light. In the present invention, such a state is called a multiple reflection state. The multiple reflection state is possible even when the semi-transmissive reflection layer 3 does not exist, but it is preferable that the multiple reflection state exists in order to obtain a multiple reflection device efficiently. If 3 is not present, the refractive index of 4
Set to satisfy the non-reflection condition with a refractive index of 2,1 (4
Index of refraction x 9 index of refraction = (average index of refraction of 2,1,2) 2 )
Then, a multiple reflection state occurs between 4 and 9.

多重反射状態は光学厚みの値から任意に定まる入射光
の波長(λ)にも関係しており、著しく光路長が増加す
ることから、多重反射を行う層のなかにわずかでも入射
光を吸収するものが存在すれば、即ち当該層に光を吸収
する物質が添加することで、該入射光に対する反射光と
して検知できる光量を極小におさえることができる(つ
まり反射率を極小にすることができる)。
The multiple reflection state is also related to the wavelength (λ) of the incident light arbitrarily determined from the value of the optical thickness. Since the optical path length is significantly increased, even the slightest incident light is absorbed in the multiple reflection layer. When there is a substance, that is, by adding a light-absorbing substance to the layer, the amount of light that can be detected as reflected light with respect to the incident light can be minimized (that is, the reflectance can be minimized). .

そして第2に第1の状態を基準として電界により光学
変調層の分子状態を変化させると、反射光が半透過性反
射層3を通過できる状態になる。そして、その時の光量
を反射率として識別しこれを第1状態の時とのコントラ
ストの差として表わすと、表示を行うことができる。以
上のようにして、第1状態と第2状態のコントラストを
比較すると、従来にない高感度な識別状態を得ることが
できる。
Second, when the molecular state of the optical modulation layer is changed by an electric field with reference to the first state, the reflected light can pass through the semi-transmissive reflection layer 3. Then, when the light amount at that time is identified as a reflectance and expressed as a difference in contrast from that in the first state, display can be performed. As described above, by comparing the contrast between the first state and the second state, it is possible to obtain an unprecedented high-sensitivity identification state.

前記における表示方法は反射率が極小時におけるもの
と、反射率を増加させていった時のコントラストのちが
いで表示を行う例であったが、本発明では、その逆に初
めに反射率の高い状態を選択し、徐々に反射率を下げて
いった時のコントラストのちがいで表示を行ってもよ
い。
The display method described above is an example in which display is performed with a difference in contrast between when the reflectance is minimal and when the reflectance is increased, but in the present invention, on the contrary, the reflectance is initially high. A state may be selected, and display may be performed with a difference in contrast when the reflectance is gradually lowered.

又、複屈折を有し、かつ電界により該複屈折を変化さ
せることが可能な化合物△εが負のものを光学変調層と
して用いる場合は垂直配向にした方が好ましい。
In the case where a compound having a negative birefringence and a compound Δε capable of changing the birefringence by an electric field is used as the optical modulation layer, it is preferable that the birefringence be vertically aligned.

本発明における光学厚みの変化量△ndの値は、実験の
結果、好ましくは0.2μm以下、さらに好ましくは0.001
〜0.2μmで用いられる。すなわち通常の屈折率の異方
性を有する化合物(△n=0.001〜0.5)において物理的
な厚みdを非常に小さな値で使用しても、高感度と高コ
ントラストが得られる。△nが大きいほど物理的な厚み
dは小さくすることが可能となり、好ましくはd=1μ
m以下、より好ましくは100〜8000Åで用いられる。
The value of the variation Δnd of the optical thickness in the present invention is, as a result of an experiment, preferably 0.2 μm or less, more preferably 0.001 μm or less.
0.20.2 μm. That is, high sensitivity and high contrast can be obtained even when the physical thickness d is used with a very small value in a compound having ordinary refractive index anisotropy (Δn = 0.001 to 0.5). The larger Δn is, the smaller the physical thickness d can be. Preferably, d = 1 μm.
m or less, more preferably 100 to 8000 °.

又、コントラストをより明確にするため、表示層内に
光を吸収する物質としての色素を添加させてもよく、例
えばその添加剤としては、以下のものをあげることがで
きる。
Further, in order to make the contrast clearer, a dye as a substance that absorbs light may be added to the display layer. Examples of the additive include the following.

但し例示色素に限るものではない。 However, it is not limited to the exemplified dye.

本発明でいう半透過性反射層3とは透過率5〜95%で
あって膜厚10Å〜2000Å、より好ましくは膜厚50〜800
Åのアルミ,金,銀,銅等の金属薄膜の層、もしくは膜
厚10〜5000Åの無機酸化膜、ZnS等の高屈折率化合物を
用いることができる。
The semi-transmissive reflective layer 3 in the present invention has a transmittance of 5 to 95% and a film thickness of 10 to 2000, more preferably 50 to 800.
For example, a layer of a metal thin film such as aluminum, gold, silver, or copper, or an inorganic oxide film having a thickness of 10 to 5000 mm, or a high refractive index compound such as ZnS can be used.

第1図において、透明基板5には、夫々In2O3,SnO2
るいはITO(Indium−Tin Oxide)等の薄膜から成る透
明電極又は電極4が被覆されている。その上にポリイミ
ドの様な高分子の薄膜をガーゼやアセテート植毛布等で
ラビングして、液晶をラビング方向に並べる絶縁性配向
制御層2が形成されている。また絶縁層として例えばシ
リコン酸化物、水素を含有するシリコン炭化物、シリコ
ン酸化物、硼素窒化物、水素を含有する硼素窒化物、セ
リウム酸化物、アルミニウム酸化物、ジルコニウム酸化
物、チタン酸化物やフツ化マグネシウムなどの無機物質
絶縁層を形成し、その上にポリビニルアルコール、ポリ
イミド、ポリアミドイミド、ポリエステルイミド、ポリ
パラキシレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリ
ビニルアセタール、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、
ポリアミド、ポリスチレン、セルロース樹脂、メラミン
樹脂、ユリヤ樹脂、アクリル樹脂やフオトレジスト樹脂
などの有機絶縁物質を配向制御層として、2層で絶縁性
配向制御層が形成されていてもよく、また、無機物質絶
縁性配向制御層あるいは有機物質絶縁性配向制御層単層
であっても良い。又、基板に配置する配向制御層は片側
基板にのみ設けてもかまわない。この絶縁性配向制御層
が無機系ならば蒸着法などで形成でき、有機系ならば、
有機絶縁物質を溶解させた溶液またはその前躯体溶液
(溶剤に0.1〜20重量%、好ましくは0.2〜10重量%)を
用いて、スピンナー塗布法、浸漬塗布法、スクリーン印
刷法、スプレー塗布法、ロール塗布法等で塗布し、所定
の硬化条件下(例えば加熱)下で硬化させ形成させるこ
とができる。絶縁性配向制御層の層の厚みは通常20Å〜
1μ、好ましくは30Å〜5000Å、さらに好ましくは50Å
〜3000Åが適している。
In FIG. 1, a transparent substrate 5 is coated with a transparent electrode or electrode 4 made of a thin film such as In 2 O 3 , SnO 2 or ITO (Indium-Tin Oxide). A thin film of a polymer such as polyimide is rubbed with a gauze, an acetate flocking cloth or the like, and an insulating alignment control layer 2 for arranging liquid crystals in the rubbing direction is formed thereon. Further, as the insulating layer, for example, silicon oxide, silicon carbide containing hydrogen, silicon oxide, boron nitride, boron nitride containing hydrogen, cerium oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, titanium oxide, and fluorine oxide Form an inorganic material insulating layer such as magnesium, on which polyvinyl alcohol, polyimide, polyamide imide, polyester imide, polyparaxylene, polyester, polycarbonate, polyvinyl acetal, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate,
An organic insulating substance such as polyamide, polystyrene, cellulose resin, melamine resin, urea resin, acrylic resin, and photoresist resin may be used as an orientation control layer, and an insulating orientation control layer may be formed in two layers. It may be an insulating orientation control layer or a single layer of an organic substance insulating orientation control layer. Further, the orientation control layer disposed on the substrate may be provided only on one side substrate. If this insulating orientation control layer is inorganic, it can be formed by vapor deposition, etc., and if it is organic,
Using a solution in which an organic insulating substance is dissolved or a precursor solution thereof (0.1 to 20% by weight, preferably 0.2 to 10% by weight in a solvent), a spinner coating method, a dip coating method, a screen printing method, a spray coating method, It can be formed by applying by a roll coating method or the like, and curing under predetermined curing conditions (for example, heating). The thickness of the insulating orientation control layer is usually from 20 to
1μ, preferably 30 ° to 5000 °, more preferably 50 °
~ 3000Å is suitable.

第1図中、透明基板5と反射層8はスペーサー7によ
って任意の間隔に保たれている。例えば、所定の直径を
持つシリカビーズ、アルミナビーズをスペーサーとして
透明基板5と反射層8をはさみ周囲をシール材、例えば
エポキシ系接着材を用いて密封する方法がある。その
他、スペーサーとして高分子フイルムやガラスフアイバ
ー等を用いても良い。
In FIG. 1, a transparent substrate 5 and a reflective layer 8 are kept at an arbitrary distance by a spacer 7. For example, there is a method in which a transparent substrate 5 and a reflective layer 8 are sandwiched between silica beads and alumina beads having a predetermined diameter as spacers, and the periphery is sealed with a sealing material, for example, an epoxy-based adhesive. In addition, a polymer film, glass fiber, or the like may be used as the spacer.

又、電極4からはリード線によって海部電源に接続さ
れている。また透明基板5の外側には偏光板6が貼り合
わせてある。
In addition, the electrode 4 is connected to a marine power supply by a lead wire. A polarizing plate 6 is attached to the outside of the transparent substrate 5.

又、反射層8は例えば金属基板とし、電極4としての
機能及び本来の反射層としての機能を兼ねるように形成
することができる。(第3図) 同様に反射層8側に設けられる電極4の表面を反射層
としての機能をもたせるようにすれば、反射層8を設け
なくてもよい。
Further, the reflection layer 8 is, for example, a metal substrate, and can be formed so as to have both the function as the electrode 4 and the function as the original reflection layer. (FIG. 3) Similarly, if the surface of the electrode 4 provided on the reflection layer 8 side is made to function as a reflection layer, the reflection layer 8 may not be provided.

一方、電極4のうち、少なくとも光が入射してくる側
の電極は透明電極とする必要がある。
On the other hand, of the electrodes 4, at least the electrode on the side on which light is incident needs to be a transparent electrode.

又、電極4は第4図(a)に示すようにマトリクス状
に構成させてもよい。その際、光学変調層での表示変化
部位は第4図(b)でいうS部(選択画素)であり、そ
の時の分子状態をN部(非選択画素)と比較して示す
と、第4図(c)のようになる。
Further, the electrodes 4 may be formed in a matrix as shown in FIG. At this time, the display change portion in the optical modulation layer is the S portion (selected pixel) in FIG. 4B, and the molecular state at that time is compared with the N portion (non-selected pixel). The result is as shown in FIG.

第5図は本発明の別の実施体型で、図に示す通り、光
学変調素子内に光導電層を設けて、本発明を実施するこ
とも可能である。この例示の素子では、反射層として誘
電体ミラーを用いている。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the present invention can be practiced by providing a photoconductive layer in an optical modulation element. In this example, a dielectric mirror is used as the reflection layer.

以下実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples.

〔実施例1〕 ガラス基板5にITOからなる透明電極4が形成され、
さらに500Å以下の半透明状の約400ÅのAu層3を蒸着に
より形成されたものヘポリアミツク酸溶液(日立化成工
業(株)製PIQ:不揮発分濃度3wt%)を3000rpmで回転す
るスピナー塗布機で30秒間かけて塗布し、120℃で30分
間、200℃で60分間、350℃で30分間加熱した。得られた
ポリイミド膜の厚みは約500Åであった。
Example 1 A transparent electrode 4 made of ITO was formed on a glass substrate 5,
Further, a translucent Au layer 3 of about 400 mm or less having a thickness of 500 mm or less was formed by vapor deposition. A polyamic acid solution (PIQ manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd .: nonvolatile content: 3 wt%) was spin-coated at 3000 rpm by a spinner coater. It was applied over a period of seconds and heated at 120 ° C. for 30 minutes, at 200 ° C. for 60 minutes, and at 350 ° C. for 30 minutes. The thickness of the obtained polyimide film was about 500 mm.

次に感光性ポリイミドをスピンコートして、ストライ
プ状に感光させ、余分なところをアルカリ液にてエツチ
ングした。200〜350℃で焼成し厚みが約2000Åのものを
得た。
Next, photosensitive polyimide was spin-coated, exposed to light in the form of stripes, and excess portions were etched with an alkaline solution. It was fired at 200-350 ° C. to obtain a film having a thickness of about 2000 mm.

このポリイミド配向膜をラビング法によって一軸配向
処理した。
This polyimide alignment film was uniaxially aligned by a rubbing method.

次に平滑なアルミニウム基板9に前記と同様にポリア
ミツク酸溶液をスピンコートしたのち焼成してポリイミ
ド配向膜を得た。この配向膜にもラビング法により一軸
配向処理を加え、前記処理したガラス−ITO基板5の側
と配向処理方向が一致するように接着した。
Next, a polyamic acid solution was spin-coated on the smooth aluminum substrate 9 in the same manner as described above, followed by baking to obtain a polyimide alignment film. This alignment film was also subjected to a uniaxial alignment treatment by a rubbing method, and bonded so that the orientation of the glass-ITO substrate 5 and the alignment treatment direction coincided with each other.

このセルにBDH社のE7ネマチツク液晶に前述の例示染
料(E)0.1wt%を添加したものをセル内を脱気するこ
とにより大気圧にて封入した。(第3図) このセルを等方層まで加熱したのち徐冷することによ
り一軸に水平配向した光学変調層を得た。この光学変調
層の厚みは約2000Åであった。この状態で500nmの直線
偏光に対する反射率を測定したところ約5%であった。
A cell obtained by adding 0.1 wt% of the above-described exemplary dye (E) to E7 nematic liquid crystal manufactured by BDH was sealed in the cell at atmospheric pressure by degassing the inside of the cell. (FIG. 3) The cell was heated to an isotropic layer and then gradually cooled to obtain a uniaxially horizontally oriented optical modulation layer. The thickness of this optical modulation layer was about 2000 mm. In this state, the reflectance for 500 nm linearly polarized light was measured and found to be about 5%.

次にITO透明電極とアルミニウム基板間に電圧10Vを印
加して500nmの光に対する反射率を測定したところ反射
率は15%となった。
Next, a voltage of 10 V was applied between the ITO transparent electrode and the aluminum substrate, and the reflectance for light of 500 nm was measured. The reflectance was 15%.

〔実施例2〕 実施例1と同様にして作成したセルにチツソ社製CS−
1011強誘電性液晶に実施例1と同様の色素9を0.1wt%
加えたものを封入した。等方層まで昇温し、徐冷するこ
とにより配向サンプルを得た。このとき偏光板の位置を
電圧10Vを印加したCS−1011の光軸と一致するようには
り合わせた。このときの反射率は500nmで3%であっ
た。
Example 2 A cell prepared in the same manner as in Example 1 was charged with CS-CS-
1011 The same dye 9 as in Example 1 was added to ferroelectric liquid crystal at 0.1 wt%.
The added one was enclosed. The temperature was raised to the isotropic layer, and the sample was gradually cooled to obtain an oriented sample. At this time, the position of the polarizing plate was bonded so as to coincide with the optical axis of CS-1011 to which a voltage of 10 V was applied. The reflectance at this time was 3% at 500 nm.

次に前記と逆電圧を印加したところ、反射率は10%と
なった。
Next, when a reverse voltage was applied, the reflectance became 10%.

〔実施例3〕 ストライプ状にパターンニングされたITOからなる透
明電極4が形成されたガラス基板5にSiO2をスパツタに
よって蒸着した。このSiO2膜2の上に500Å以下の半透
明状の約400Åの膜厚のAu層3を蒸着により形成した。
次にポリアミツク酸溶液(不揮発分濃度1.5wt%)をス
ピナー塗布し120〜350℃で焼成しポリイミド配向膜を形
成した。これにラビング法により一軸配向処理を加え
た。
Example 3 SiO 2 was vapor-deposited on a glass substrate 5 on which a transparent electrode 4 made of ITO patterned in a stripe pattern was formed. On this SiO 2 film 2, a translucent Au layer 3 having a thickness of about 400 ° and a thickness of 500 ° or less was formed by vapor deposition.
Next, a polyamic acid solution (non-volatile content: 1.5 wt%) was spin-coated and baked at 120 to 350 ° C. to form a polyimide alignment film. This was subjected to a uniaxial orientation treatment by a rubbing method.

次にガラス基板上10にAlをストライプ状に蒸着したも
のへポリアミツク酸溶液(不揮発分濃度1.5wt%)をス
ピンナー塗布し120〜350℃で焼成することによりポリイ
ミド配向膜2を得た。
Next, a polyamic acid solution (nonvolatile content: 1.5 wt%) was spin-coated on the glass substrate 10 on which Al was vapor-deposited in a stripe shape, and baked at 120 to 350 ° C. to obtain a polyimide alignment film 2.

次に実施例1と同様に感光性ポリイミドにてスペーサ
7を形成したのち、焼成し、一軸配向処理した。
Next, a spacer 7 was formed from photosensitive polyimide in the same manner as in Example 1, and then baked and subjected to a uniaxial orientation treatment.

上記2枚の基板を配向処理方向が一致するように接着
したものへ、BDH社E7ネマチツク液晶に実施例1と同様
の染料を0.1wt%添加したものをセル内を脱気すること
により大気圧で封入し、さらに光軸と一致するよう偏光
板をはり合わせた。(第4図(a)) 透明電極とAl電極に電圧10Vを印加したところ、第4
図(b)に示すS部分で500nmの反射率が15%であり、
N部分で5%であった。
Atmospheric pressure was obtained by degassing the inside of the cell by adding 0.1 wt% of the same dye as in Example 1 to the BDH E7 nematic liquid crystal to the two substrates bonded together so that the alignment processing directions were aligned. Then, a polarizing plate was bonded so as to coincide with the optical axis. (FIG. 4 (a)) When a voltage of 10 V was applied to the transparent electrode and the Al electrode,
The reflectance at 500 nm in the S portion shown in FIG.
It was 5% in the N part.

〔実施例4〕 ガラス基板5にITOからなる透明電極4が形成され、
さらに500Å以下の半透明状のAu層3を蒸着により形成
したものへポリアミツク酸溶液をスピーナー塗布し、12
0℃〜350℃で焼成しポリイミド配向膜2を得た。このポ
リイミド配向膜2にラビング法により一軸配向処理を加
えた。
Example 4 A transparent electrode 4 made of ITO was formed on a glass substrate 5,
Further, a polyamic acid solution is spin-coated on a translucent Au layer 3 having a thickness of 500 ° or less formed by vapor deposition.
It was baked at 0 ° C. to 350 ° C. to obtain a polyimide alignment film 2. The polyimide alignment film 2 was subjected to a uniaxial alignment treatment by a rubbing method.

次に別の、ガラス基板10にITO透明電極4が形成され
たものへCdSからなる光導電体14をポリマーへ分散した
ものを塗布し、乾燥した。その上に蒸着により誘電体ミ
ラー13を形成し、感光性ポリイミドにてスペーサ7を形
成した。
Next, another glass substrate 10 having the ITO transparent electrode 4 formed thereon was coated with a polymer obtained by dispersing a photoconductor 14 made of CdS in a polymer, and dried. A dielectric mirror 13 was formed thereon by vapor deposition, and a spacer 7 was formed of photosensitive polyimide.

上記2枚の基板を接着し、BDH社E7ネマチツク液晶に
実施例1と同様の染料を0.1wt%を添加したものをセル
内を脱気することにより大気圧で封入し、さらに光軸と
一致するように偏光板をはり合わせた。(第5図) 上下基板のITO電極4に電圧10Vを印加し、光導電層側
から書きこみ光を照射し、表示層の状態を変化させ、偏
光板側から読みとり光を入射させたところ、書き込み光
照射部の液晶層は反射率が10%となり、非照射部は5%
となった。
The above two substrates were adhered to each other, and 0.1% by weight of the same dye as in Example 1 was added to BDH E7 nematic liquid crystal, and the cell was degassed and sealed at atmospheric pressure. The polarizing plates were stuck together. (FIG. 5) When a voltage of 10 V was applied to the ITO electrodes 4 on the upper and lower substrates, writing light was irradiated from the photoconductive layer side, the state of the display layer was changed, and reading light was incident from the polarizing plate side. The reflectance of the liquid crystal layer of the writing light irradiation part is 10%, and the reflectance of the non-irradiation part is 5%.
It became.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように本発明により、偏光板を1枚しか必要と
しないために光量のロスの少ない、かつコントラストの
すぐれた光学変調素子を得ることが可能となった。しか
も本発明の光学変調素子では光学変調層を従来の液晶素
子と比較して薄くしてもコントラストは低下しないこと
から、駆動電圧を低減することが可能となる。
As described above, according to the present invention, since only one polarizing plate is required, it is possible to obtain an optical modulation element with small loss of light quantity and excellent contrast. Moreover, in the optical modulation element of the present invention, the contrast does not decrease even if the optical modulation layer is thinner than the conventional liquid crystal element, so that the driving voltage can be reduced.

又、本発明はさらに本発明の光学変調素子に適した光
学変調方法を提供することができた。
Further, the present invention was able to provide an optical modulation method suitable for the optical modulation device of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の光学変調素子の1例を示す断面図、 第2図は本発明における光学変調層の分子状態を表わし
た図、 第3図および第4図(a)は、本発明の光学変調素子の
別の実施例図、 第4図(b)はマトリクス状に配置した走査電極と信号
電極の構成図、 第4図(c)は第4図(a)の素子中での光学変調層の
分子状態を表わした図、 第5図は本発明光学変調素子の別の実施例図である。 1……光学変調層、2……絶縁性配向制御層 3……半透過性反射層、4……電極 5……透明基板、6……偏光板 7……スペーサー、8……基板 9……金属基板、10……走査電極 11……信号電極、12……誘電体ミラー 13……光導電層、14……電圧印加装置 15……書き込み光、16……読みとり光
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the optical modulation element of the present invention, FIG. 2 is a view showing the molecular state of the optical modulation layer in the present invention, and FIGS. 3 and 4 (a) are the present invention. FIG. 4 (b) is a diagram showing the configuration of scanning electrodes and signal electrodes arranged in a matrix, and FIG. 4 (c) is a diagram of the optical modulator in FIG. 4 (a). FIG. 5 shows a molecular state of an optical modulation layer. FIG. 5 is a view showing another embodiment of the optical modulation element of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical modulation layer, 2 ... Insulating orientation control layer 3 ... Semi-transmissive reflective layer, 4 ... Electrode 5 ... Transparent substrate, 6 ... Polarizing plate 7 ... Spacer, 8 ... Substrate 9 ... ... metal substrate, 10 ... scanning electrode 11 ... signal electrode, 12 ... dielectric mirror 13 ... photoconductive layer, 14 ... voltage applying device 15 ... writing light, 16 ... reading light

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高須 義雄 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭49−5060(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Yoshio Takasu 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (56) References JP-A-49-5060 (JP, A)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複屈折を有し、且つ複屈折を変化させるこ
とが可能な化合物、及び入射光を吸収する物質を有する
光学変調層であって、多重反射状態をとりうる光学厚み
の光学変調層と、該光学変調層の光学厚みを変化する手
段と、光を照射したときの反射光量を識別する手段とを
有することを特徴とする光学変調素子。
1. An optical modulation layer comprising a compound having birefringence and capable of changing birefringence and a substance absorbing incident light, wherein said optical modulation layer has an optical thickness capable of taking a multiple reflection state. An optical modulation element comprising: a layer; a unit for changing an optical thickness of the optical modulation layer; and a unit for identifying a reflected light amount when irradiated with light.
【請求項2】前記複屈折を有し、且つ複屈折を変化させ
ることが可能な化合物がネマチック液晶である特許請求
の範囲第1項記載の光学変調素子。
2. The optical modulator according to claim 1, wherein the compound having birefringence and capable of changing birefringence is a nematic liquid crystal.
【請求項3】前記複屈折を有し、且つ複屈折を変化させ
ることが可能な化合物がカイラルスメクチック液晶であ
る特許請求の範囲第1項記載の光学変調素子。
3. The optical modulation device according to claim 1, wherein the compound having birefringence and capable of changing birefringence is a chiral smectic liquid crystal.
【請求項4】前記カイラルスメクチック液晶が、カイラ
ルスメクチックC相、カイラルスメクチックF相、カイ
ラルスメクチックI相、カイラルスメクチックH相、カ
イラルスメクチックJ相、カイラルスメクチックG相、
又はカイラルスメクチックK相を有する液晶であるとこ
ろの特許請求の範囲第3項記載の光学変調素子。
4. The chiral smectic liquid crystal comprises a chiral smectic C phase, a chiral smectic F phase, a chiral smectic I phase, a chiral smectic H phase, a chiral smectic J phase, a chiral smectic G phase,
4. The optical modulator according to claim 3, wherein the optical modulator is a liquid crystal having a chiral smectic K phase.
【請求項5】前記複屈折を有し、且つ複屈折を変化させ
ることが可能な化合物が高分子液晶である特許請求の範
囲第1項記載の光学変調素子。
5. The optical modulation device according to claim 1, wherein the compound having birefringence and capable of changing birefringence is a polymer liquid crystal.
【請求項6】前記光学変調層の光学厚みの変化量が0.2
μm以下であるところの特許請求の範囲第1項記載の光
学変調素子。
6. The optical modulation layer according to claim 1, wherein the change in optical thickness is 0.2.
2. The optical modulation element according to claim 1, wherein the optical modulation element has a diameter of not more than μm.
【請求項7】複屈折を有し、且つ複屈折を変化させるこ
とが可能な化合物、及び入射光を吸収する物質を有する
光学変調層を、多重反射状態をとりうる光学厚みに設定
し、該光学変調層の光学厚みを変化させることにより多
重反射状態を変化させ、光を照射したときの反射光量を
制御することを特徴とする光学変調方法。
7. An optical modulation layer having a compound capable of changing birefringence and having birefringence and a substance absorbing incident light is set to have an optical thickness capable of taking a multiple reflection state. An optical modulation method characterized by changing a multiple reflection state by changing an optical thickness of an optical modulation layer, and controlling a reflected light amount when light is irradiated.
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