JP2661051B2 - 液晶光変調器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は液晶分子の配向制御を行うことにより光変調
を行った液晶光変調器に関し、特に透過型光変調に適し
た液晶光変調器に関するものである。 （従来の技術） 従来、液晶を利用して光変調を行う液晶光変調器等に
類似する技術としては次の異なった３つ観点から分類で
きる。 （１）構成上又原理上の類似技術 （２）効果上又は用途上の類似技術 （３）材料上の類似技術 （１）の構成上又は原理上の類似技術としては液晶と回
折格子を組み合わせる技術がいくつか知られている。そ
の１つとして、例えば基板表面に周期的規則性のある溝
を形成し、該基板上に液晶を配置することにより、溝に
沿って液晶分子を配列するという配向処理の方法に関す
る技術が開示されている。 該従来技術の溝形成は液晶層全体としての配向規制力
を付与する為のものであり、又動作上は液晶層全体が一
様に変化することを前提としたものである。構造的には
基板間のセルギャップに対して前記溝は無視できる程の
厚さであり、位相格子として機能するものではなかっ
た。 又、他の技術として基板面に反射性の異なる材質で微
少な格子を形成し、該格子の偏光機能を利用した表示器
が知られている。該表示器も偏光特性を常時発揮する為
の構成として、反射率大の材料で格子を形成している。 又、特公昭53−3928号公報やUSP4,251,137等において
も表示素子や可変減色フィルターとして開示されたもの
がある。 これ等は回折格子の格子間に液晶を配置したものであ
るが、格子間にある液晶を外部電場によって配向変化さ
せ、格子と液晶の屈折率差が見かけ上変化することに基
づく回折現象を利用するものである。該表示素子の欠点
は作成する上での技術的困難と格子によって拘束された
液晶の動き難さである。該格子の間にある液晶の動き難
しさは、外部電界に対する抵抗力とも言え、時分割特性
で必要とする急峻な電圧透過率特性（閾値特性）が得難
いこととも共通していた。 更に、別の技術として従来、液晶セルに直流電圧を加
えると閾値電圧を越す電圧で均一な幅を持つ平行な光学
的異方性領域が形成され、該異方性領域が回折現象を示
すことが知られているが、これ等は'Optical computing
with variable grating modo liquid crystal devices
'Proc.SPLE,1980,218等に開示されている。該回折現象
による回折格子は、電圧の大小変化に伴って格子ピッチ
が変化し、従って回折光の分光特性が変化する。 これは一定の回折特性を維持することが難しく、又ア
ナログ的動作である為、前記同様に閾値特性が急峻でな
く時分割駆動特性に不適である。又、同時に寿命上の問
題からも直流駆動が不利益となる。 更に、異なる技術として電極をストライプ状にパター
ン化して直接電極部と非電極部での液晶の電界の配向に
よる差異を回折格子として利用する試みがあった。 'Field Controllable Liquid Crystal Phase Gratin
g',IEEE,ED−26（11）,1734,1979は18から22μｍのスト
ライプ電極を40μｍピッチで形成し、2.2から8.5μｍの
セルギャップを有するセルを作り回折現象をシュリーレ
ン光学系により観察している。該回折現象は０次光の回
折による変調が実質的に不充分な為、１次以上の回折光
のみをスクリーン上に投影して高いコントラストの投影
像を得ようとしたものであった。該方法では光源の利用
効率が悪く、又光源に散乱光を用いることができない。
又、０次光のコントラストが悪い為、表示等の目的で直
接セルを視認できるものではなかった。 次に前記（２）の効果上又は用途上の類似技術とし
て、素通し状態と散乱状態により光変調又は表示効果を
得るものとして、従来より良く知られたものがある。即
ち、電圧付与によって動的散乱を示すものはDSM（Dynam
ic Scattering Mode）として歴史的に良く知られてい
る。該技術は電圧印加で透明状態から光散乱状態へ変化
する。 しかし、前記DSMは従来より、応答速度が遅い閾値特
性が急峻でない、動作寿命が短い、動作電圧が大きい、
コントラストが不充分である等の諸欠点を有している。 又、透明と散乱の変化を示すものではスメティック液
晶を用いたもの、コレステリック液晶を用いたものが知
られているが、これ等は動作電圧又は光書き込みの時は
光エネルギーが大である上に応答速度が遅い等の欠点を
有していた。 次に前記（３）の材料上の類似技術については、強誘
電液晶を用いた通常の素子やネジレネマティック（TN）
表示、更には閾値特性を鋭くしたSBE（Super Birefrien
gent Effect）効果を用いたスーパーツイスト素子とが
ある。これ等の従来技術に共通の欠点は偏光板を使用す
る点である。偏光板は最大の透過率でも原理的に50％が
限度であり、実用的には30から40％の透過率の偏光板が
使用される。 従って、この種の従来の光変調器若しくは表示器を用
いる場合は無条件に利用光の50から70％の損失を招くこ
とになる。従って、前記偏光板を使用した表示器又は光
変調器は光量損失という点で実用的とは言えない。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明は入射光の光変調を行う場合、素通り状態では
透明性が高く、高速応答性があり記憶性を有し、変調度
又はコントラストが大きく、入射光の０次光を直接利用
して低電圧駆動が可能であり、急峻な閾値特性が得ら
れ、又光源の利用効率の高い、単純な構成で生産性の高
い液晶光変調器の提供を目的とする。 （問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため、本発明は、一対の平行な
透明基板の対向する面に透明導電膜を形成し、該透明導
電膜間に液晶を狭持した液晶光変調器において、該液晶
にカイラルスメクチック液晶を用い、前記透明導電膜間
で互いにダイレクタの相異なる微細な配向領域を発生若
しくは消去させ、該互いにダイレクタの相異なる微細な
配向領域の各々を通過した光を相互に作用させて光変調
を行っていることである。 （実施例） 第１図（Ａ），（Ｂ）は本発明の一実施例を示す概略
図である。同図（Ａ）は本発明のセルの断面図、同図
（Ｂ）は本発明のセルの電極部の平面図である。 同図において11a及び11bは透明基板、１及び５は透明
導電膜で透明基板11a及び11bの表面に形成しており、例
えばIn₂O₃を主成分とし、膜厚は300〜500Åのものを用
いている。２は絶縁膜である。該絶縁膜２はセル厚が小
さい為、対向電極間が接触してショートするのを防止す
る為のもので硬度の充分ある透明絶縁材を用いるが、例
えば膜厚1000から2000ÅのSiO₂が好適である。３は高分
子膜（配向膜）でホモジニアスな配向をさせる為のもの
である。該高分子膜３には膜厚300から800Åのポリイミ
ドを用いている。４は透明電極で同図（Ｂ）に示すパタ
ーン形状（後に詳述する）を用い、In₂O₃を主成分とす
る膜厚300から500Åの材料を用いている。６は強誘電性
液晶（カイラルスメクチック液晶）で、上・下基板11a
及び11b間に充填し、周囲を密封してセルが構成されて
いる。10は下側の電極基板を示し、絶縁層２を介して２
層の透明電極４及び５を有している。又、セル厚は0.5
から５μｍである。 同図（Ｂ）は透明電極４のパターン形状を示すもので
ストライプ状の一次元格子より成っている。図中、ｋは
電極ピッチで0.2から20μｍ、ｗは電極幅で0.1から10μ
ｍである。該ストライプ状の透明電極４はセル内又は外
部で共通接続されて、一つのセグメント電極単位として
取り扱っている。 即ち、本実施例は１つのセグメント分の動作を示して
おり、端子としては第１の共通電極としての透明誘電膜
５と第２の共通電極としての透明導電膜１と画素単位の
表示を行うストライプ状の透明電極４の３端子によって
駆動している。 本実施例のセルの駆動を説明する前に、先ず本発明の
原理と作用の理解を容易にする為の付加的な説明を行
う。 本発明は液晶セル内の微少領域において隣接する領域
を通過する光が相互に位相差を生じ、該位相差によって
回折される状態と、該領域の消去によって位相差を生じ
ない状態との２つの状態を電場によって制御し、該位相
差発生状態（回折又は散乱）と位相差消去状態（透明又
は素通し）を光変調器又は表示器として利用するもので
ある。特に、前記領域の発生、消去をカイラルスメクチ
ック液晶材料を利用して達成することに基づき、又該領
域を発生、又は消去する為のセル構成と動作手段を工夫
したものである。 本発明における１つの特徴は前記カイラルスメクチッ
ク液晶材料として強誘電性液晶材料を用いたことであ
る。該強誘電性液晶は、一般に特定の温度域において、
カイラルスメクティックＣ相（SmC＊）又はＨ相（SmH
＊）を有し、該状態において加えられる電界に応答して
第１の光学的安定状態と、第２の光学的安定状態の何れ
かを取り、かつ電界の印加ない時はその状態を維持する
性質、即ち双安定性を有し、又電界の変化に対する応答
もすみやかであり、高速並びに記憶型の表示素子として
の利用が基体されている材料である。 一般には該第１の光学的安定状態と第２の光学的安定
状態の識別は屈折率異方性を持つ液晶のダイレクタ（分
子の配向方向）における変化で、偏光子との組み合わせ
によって行われる。 本発明では該偏光子を用いずに前記２つの光学的安定
状態を識別できるようにしたものである。即ち、第１の
光学的安定状態の領域と第２の光学的安定状態の領域を
通過する光が相互に作用するよう各々が微細な領域で形
成されるようにセルを作成するものである。 ところで、前記２つの光学的変化を生じさせる為に
は、液晶セル内で強誘電液晶は効果的な分子配列状態に
あることが必要となってくる。 第５図は通常の強誘電液晶の分子配列状態を示した斜
視図である。同図は基本的な配列状態を示したものであ
り、SmC＊又はSmH＊相を有する強誘電性液晶はスメクテ
ィック特有の層状構造であり、該層がセル基板面に対し
て垂直で、該層内で大旨層に対して垂直な分子は基板面
に略水平な配列となっている。 同図において51a及び51bは透明導電膜を形成した透明
基板、11,12,13,…，はSmC＊（カイラルスメクティック
Ｃ相）で層状構造を成している。該層は透明基板51a及
び51bに垂直となっている。 各層11,12,…，内の液晶分子のダイレクタは円錐状の
一つの陵13の方向にそろっているが、各層内で該陵13の
位置が少しづつずれて全体として、らせん状に配列す
る。 通常、TN（ネジレネマティック）液晶セルで用いられ
るような6mmから12μｍ程度のセル厚でホモジニアスな
配向処理を行なったセルにこのSmC＊相を適用すると同
図のような配向状態となる。透明基板51aと51bの電極間
に一定の閾値以上の電圧を印加すると液相分子のらせん
構造がほどけ、双極子モーメント14（Ｐ⊥）はすべて電
界方向にそろうよう分子の配向が変化する。 しかし、該らせん構造を用いた強誘電性液晶は電界無
印加時には、もとのらせん構造に復帰するもので、双安
定性による記憶はできない。 第６図は本発明に適用される効果的な配列状態を示す
斜視図である。同図は前記第５図液晶のセル厚を充分に
薄くする、例えば１μｍから２μｍ程度とすることによ
って達成する。該セル厚では電界を印加していない状態
でも液晶分子のらせん構造はほどけ、非らせん構造とな
り、その双極子モーメントP_a又はP_bは上向き（24a）又
は下向き（24b）のどちらかの状態をとり、双安定状態
が形成される。 該セルに閾値以上で互いに逆極性の電界E_a又はE_bを付
与すると、双極子モーメントP_a又はP_bは電界に応じて上
向き（24a）又は下向き（24b）と向きを変え、それに応
じて液晶分子は第１の安定状態23aかあるいは第２の安
定状態23bの何れか一方に配向する。この時、該第１及
び第２の安定状態のなす角度の1/2がチルト角θに相当
する。該強誘電性液晶の基本動作モードは、すでにUSP
4,367,924で提案されている。 本発明に該強誘電液晶を用いる効果は、この双安定性
による記憶効果と同時に、速い応答速度で光学的に異方
性を持つ微細な配向領域が形成できる点にある。 本発明の液晶素子で用いることができる強誘電性液晶
としては、例えばｐ−デシロキシベンジリデン−ｐ′−
アミノ−２−メチルブチルシンナメート（DOBAMBC）、
ｐ−ヘキシロキシベンジリデン−ｐ′−アミノ−２−ク
ロルプロピルシンナメート（HOBACPC）、ｐ−デシロキ
シベンジリデン−ｐ′−アミノ−２−メチルブチル−α
−シアノシンナメート（DOBAMBCC）、ｐ−テトラデシロ
キシベンジリデン−ｐ′−アミノ−２−メチルブチル−
α−シアノシンナメート（TDOBAMBCC）、ｐ−オクチル
オキシベンジリデン−ｐ′−アミノ−２−メチルブチル
−α−クロロシンナメート（OOBAMBCC）、ｐ−オクチル
オキシベンジリデン−ｐ′−アミノ−２−メチルブチル
−α−メチルシンナメート、4,4′−アゾキシシンナミ
ツクアシツド−ビス（２−メチルブチル）エステル、４
−０−（２−メチル）ブチルレゾルシリデン−４′−オ
クチルアニリン、４−（２′−メチルブチル）フエニル
−４′−オクチルオキシビフエニル−４−カルボキシレ
ート、４−ヘキシルオキシフエニル−４−（２″−メチ
ルプチル）ビフエニル−４′−カルボキシレート、４−
オクチルオキシフエニル−４−（２″−メチルプチル）
ビフエニル−４′−カルボキシレート、４−ヘプチルフ
エニル−４−（４″−メチルヘキシル）ビフエニル−
４′−カルボキシレート、４−（２″−メチルプチル）
フエニル−４−（４″−メチルヘキシル）ビフエニル−
４′−カルボキシレートなどを挙げることができ、これ
らは単独又は２種以上組み合わせて用いることができ、
又強誘電性を示す範囲で他のコレステリック液晶やスメ
クチック液晶を含有させる事ができる。 又、本発明では強誘電性液晶としてカイラルスメクチ
ック相を用いる事ができ、具体的にはカイラルスメツク
チックＣ相（SmC＊）.H相（SmH＊）.I相（SmI＊）.K相
（SmK＊）やＧ相（SmG＊）を用いることができる。 次に本発明で形成する微細な配向領域の形状と作用に
ついて説明する。該微細な配向領域を形成する手段は第
１図の実施例においてはストライプ状透明電極４に相当
する。 第７図（Ａ），（Ｂ）は第６図で電界が印加された時
の液晶分子23a又は23bのセル平面51a、又は51bへの投影
図である。 同図（Ａ）は第６図の電界E_aが印加された時、同図
（Ｂ）は第６図の電界E_bが印加された時の夫々の投影図
を示している。一軸配向軸31に対して同図（Ａ）では角
θ（時計回りを正とする）、同図（Ｂ）では−θのチル
ト角を示している。 第８図は前記液晶分子23a及び23bが微細なストライプ
状に配向領域を形成している状態を示している。今、液
晶分子23aの分子軸方向と一致する偏光光P1が入射する
と該偏光は液晶分子23aに対し分子軸方向の異常屈折率n
_eを感知する。 一方、液晶分子23bの方向に対しては、チルト角の２
倍の角２θに対応する。cos2θ分の成分は異常屈折率n_e
を感知し、他の成分はsin2θ分の常屈折率n₀を感知す
る。 これ等の成分が感知する屈折率値を合成した屈折率値
と、前記異常屈折率n_eとの差Δｎを得、該屈折率差Δｎ
の生じる光路長ｄとの積Δndで表わされる位相差が生じ
る。狭い距離のところで該位相差Δndが生じると、液晶
分子23a及び23bの両者を通過する光は相互に作用し、回
折する。又、単に異方性界面に達した光が屈折すること
も含め、入射光は入射方向に対して回折又は散乱を生じ
る。 本発明は該回折、散乱が効果的に生じる手段を開示し
たものである。 位相差Δndが（1/2＋ｍ）λ（但し、ｍは正の整数、
λは入射光の波長）を可視波長λ_０とｍ＝０の０次光で
満足させるよう、セル厚ｄやチルト角２θ、又材料の異
常屈折率n_e、常屈折率n₀を適当な数値に設定する。 一般に、該回折が効果的に生じる為には、第７図に示
す微細なストライプ状の配向領域のピッチｋは20μｍ以
下が好ましい。もし20μｍ以上であると相互に干渉しな
い光がそのまま通過し、変調を受けない光が増加すると
いう問題が生じる。 又、前記ピッチｋは可視波長が感知できるように0.2
μｍ以上が望ましい。これ等の動作については後に詳述
するが、初期状態としては第７図（Ａ），（Ｂ）に示す
ように全体を一方の配向にそろえておく。 次にアドレス（方向づけ）された状態として第８図に
示す配向になるように操作する。 第７図（Ａ），（Ｂ）は光学的に均質であり、光が変
調されていない。即ち素通し状態で液晶部は透明であ
る。 第８図のアドレス状態（液晶分子が配向された状態）
になると入射光は回折や散乱を受ける。透明基板11a上
部から垂直に入射する光は回折、散乱によって直進する
光量が減少する。 前記入射光の素通し状態と回折、散乱状態の２つの透
過光状態の変化を直接視認するか、又は光変調器として
光学系に組み込んで使用する。 次に他の配向状態のパターン例を示す。第８図の例は
液晶分子の２つの配向状態をピッチｋのストライプ状の
配置で示したが、該パターンは位相差によって回折、散
乱が効果的に生じるものであれば他の適当なパターンで
あっても良い。 第９図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），
（Ｆ）は本発明に係る他の液晶の配向状態のパターン例
を示す説明図である。 同図においてa1,a2,a3,a4は各々第７図（Ａ）の液晶
分子の配向23aに相当し、b1,b2,b3,b4は各々第７図
（Ｂ）の液晶分子の配向23bに相当するものである。 同図（Ａ）及び（Ｂ）は第８図に示したストライプ状
の等ピッチのパターンで配列ピッチを変化させたものを
示している。 同図（Ａ）は大きな周期P_Cの中に前記a1,b1,a2,b2が
各々異なる幅の格子となっている。同図（Ｂ）が11,12,
13,14と略等しい間隔の各々にP1,P2,P3,P4と異なるピッ
チの格子パターンを形成するものである。これ等（Ａ）
及び（Ｂ）のパターンの効果は第８図の等間隔ピッチに
対して特定波長の回折が特に強くならず、即ち複数の波
長に対して回折を示すようになり変調光の無彩色化可能
となる点である。 同図（Ｃ）及び（Ｄ）は格子をジグザク及び同心円状
に配置するものである。これ等は同図（Ａ），（Ｂ）が
一方向の偏光光に対して効果を示すのに対し、直交する
入射偏光光に対し等分に回折、散乱するパターンであ
る。 同図（Ｅ）及び（Ｆ）は更に変形したもので（Ｅ）は
格子の周期性を２次元に規則的に配置した２次元格子、
（Ｆ）は（Ｅ）の２次元格子を不規則にしたランダム格
子である。 これ等の構成によれば、特定偏光方向に偏らず、又特
定波長に偏らない回折、散乱状態を得ることができる。
但し、該構成は全く任意の大きさのパターンにより構成
できるものではない。 即ち、前記近接した２つの液晶分子23a及び23bの位相
差を持つ光が効果的に生じることを必要としているため
である。 前記の如くパターンの大きさの上限は円状のパターン
に換算して直径が10μｍ以下、又は線状のパターンなら
ば線幅が10μｍ以下が好ましく下限値としては0.1μｍ
以上の間隔を持つパターンが好適である。 以上で、第１図の本発明の一実施例に関する付加的な
説明を終え、話を第１図に戻して同実施例のセルの駆動
について説明する。 該セルの駆動は前記第２の共通電極１を接地電位とす
ると、前記ストライプ状電極４及び前記第１の共通電極
５の双方に閾値を越す電界が生じるよう正の電圧を印加
する。 この結果、液晶分子のダイレクタが第７図（Ｂ）に示
す方向にそろうが、これを第１の状態とする。次に前記
電極１及び５の両者を接地して前記ストライプ状電極４
のみに閾値を越える負の電圧を印加する。結果として第
８図に示すようにストライプ状電極４だけが上向きで23
aの分子ダイレクタを持った配向状態を得るが、該状態
を第２の状態とする。 前記第１の状態は液晶分子の配向がホモジニアスな状
態であって入射光はそのまま通過する透明状態である。 一方、第２の状態は入射光が回折、散乱する状態であ
る。従って第１の状態を利用して全面消去を行ない、第
２の状態で書き込みを行うような適用が考えられる。 又、前記の適用とは逆の動作モード、即ち第１の状態
を入射光の回折、散乱状態とし、有無の情報を透明な第
２の状態で書き込みを行うようにすることもできる。但
し、この場合にはストライプ状電極４と第１の共通電極
５を共にセグメント化して他のセグメントに対して独立
に作動できるようにする等の工夫が必要となる。 又、電圧印加に関しては正の電圧で消去し、負の電圧
で書き込みを行うが、逆に負の電圧で消去し、正の電圧
で書き込むことも可能である。 又、一画面（一フレーム）毎に極性を切り換えて実質
的に交流動作を行うことも可能で、動作寿命に効果的で
ある。 以上、２層電極構造で微細なストライプ状配向領域を
形成する方法について述べたが第９図（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）で示した種々のパター
ンも該ストライプ状配向領域の代わりに用いることがで
き、その為の諸条件を選択できる。 次に同様の配向領域を形成する為の他の構成を示す。
第２図は本発明の他の一実施例を示す断面図である。同
図において第１図と同じ部材には同じ番号を付してい
る。24は配向膜、23は絶縁膜でSiO₂等を用いる。22は透
明導電膜（電極）、21bは凹凸面を持つ下基板で該下基
板上に透明導電膜22を形成している。 下基板20は凹凸形状を持つ電極22を配設し、該下基板
20と第１図で示した全面に平坦な電極を持つ上基板と同
様の上基板との間に強誘電性液晶６を充填して液晶セル
を構成している。セル厚は薄いところａで0.5μｍ以
上、厚いところｂで５μｍ以下の任意の値を選ぶ。 そして、凹凸によるセル厚の差（ｂ−ａ）は特に規定
しないが、大きい程動作電圧における印加電圧の幅が大
きくなり、又製造も難しくなる。 又、透明基板11a及び21bと液晶６の屈折率差Δｎとこ
の凹凸差（ｂ−ａ）の積がΔｎ（ｂ−ａ）＜λ/2の条件
に設定することによって他の波長による回折光を発生さ
せないようにすることができる。 従って、透明基板11a及び21bとの屈折率差Δｎが小さ
いか又は凹凸差（ｂ−ａ）が動作閾値の差が明確になる
範囲で小さいことが望ましい。 第３図は第２図の実施例のセルを動作させる為の種々
の駆動電圧の関係を示すグラフである。同図においてVa
及びVbは夫々第７図の薄いセル厚部ａ及び厚いセル厚部
ｂにおける液晶の閾値電圧である。 該閾値電圧は一方向の配向を他方向の配向に切り換え
る時の値なので、反転した極性にも対称的に閾値を持っ
ており、本図では負号を記している。 始めに両閾値電圧Va,Vbを越える信号V1を両電極間に
付与する。これによりセル全面は一様な配向状態とな
る。これを消去状態として用いることができる。 次に反対極性で−Vaと−Vbの間になる電圧−V2を両電
極間へ与える。これにより薄いセル厚部ａのみ配向は反
転して、結果として第１図の実施例と同様に第８図の様
の配向状態を得る。従って透過する光は回折、散乱され
る。 本実施例の凹凸パターンも第１図のストライプ状電極
と同様に第９図（Ａ）から（Ｆ）の如き種々のパターン
の配向状態を任意に選択できる。 本実施例は第１図の２層電極の場合と比較すると透明
基板21bの凹凸形成の他、電極1,22の形成、絶縁膜23、
配向膜24の各々の形成が上下透明基板11a,21bと同じ層
構成となり同じプロセスで製造でき、合理的な生産に有
利となる。 又、本実施例は第１図の２層電極構造のように薄い絶
縁層を介する必要がなく、又２層電極間でのショートに
対する配慮は不要となる等の利点がある。 又、凹凸形成はプラスチック基板のコンプレッション
（スタンプ），レプリカ，インジェクション等の通常の
プラスチック成形技術を用いることができるので微細な
電極形成より容易となる場合がある。 第４図は第２図の実施例を改良した他の一実施例を示
す断面図である。本実施例は第２図に示した凹部を絶縁
材によって平滑化したものである。 同図において第２図と同じ部材には同じ番号を付して
いる。40は下基板を示している。 本液晶セルの動作は使用した絶縁層23の誘電率分の電
圧降下が、前記液晶６によるそれと置き変わっただけで
全体的な動作は第３図のグラフで示した説明と同様であ
る。 本実施例は、凹部に依る液晶６の配向へ影響を除去
し、又、基板材21bとの屈折率を一致させ易く、不要な
回折や散乱を生じ難い効果を有している。 （発明の効果） 本発明に依れば、記憶性液晶材料を用いて格子形成を
行うことにより、透明状態において高い透過率を持ち、
又セル厚を充分薄くできる為、高速応答性が得られ、
又、光の吸収による損失が少なく、光利用効率が高くな
り、又デューティー比に制約されず走査線数の非常に多
い表示器を構成することが可能であり、又単純な構成で
ある為、生産性が高く、大面積の素子が容易に製造でき
る等の諸効果を有する液晶光変調器を達成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】 第１図（Ａ），（Ｂ）は本発明の一実施例を示す概略
図、第２図は本発明の他の一実施例を示す断面図、第３
図は第２図の実施例の駆動電圧を示すグラフ、第４図は
本発明の更に他の一実施例を示す断面図、第５図及び第
６図は本発明に係る強誘電液晶の配向を示す斜視図、第
７図（Ａ），（Ｂ）は第６図の配向を示す説明図、第８
図はストライプ状の配向を示す説明図、第９図（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）は種々の配向
状態をつくるパターンの説明図である。 図中、11a及び11bは透明基板、１及び５は透明導電膜、
２は絶縁膜、３は高分子膜（配向膜）、４はストライプ
状透明電極、６は強誘電性液晶、10,20及び40は下側透
明基板部である。

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．一対の平行な透明基板の対向する面に透明導電膜を
   形成し、該透明導電膜間に液晶を狭持した液晶光変調器
   において、該液晶にカイラルスメクチック液晶を用い、
   該透明導電膜間で互いにダイレクタの相異なる微細な配
   向領域を発生若しくは消去させ、該互いにダイレクタの
   相異なる微細な配向領域の各々を通過した光を相互に作
   用させて光変調を行うことを特徴とする液晶光変調器。 ２．前記カイラルスメクチック液晶が強誘電性液晶であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液晶光
   変調器。 ３．前記微細な配向領域がストライプ状の一次元格子で
   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
   光変調器。 ４．前記微細な配向領域が平面上の２方向に規則性を有
   する２次元格子であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の液晶光変調器。 ５．前記微細な配向領域が平面内において不規則なラン
   ダム格子であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の液晶光変調器。 ６．前記微細な配向領域の形状が任意の位置で10μｍ以
   下0.1μｍ以上の円径、又は線幅で形成されていること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液晶光変調
   器。 ７．前記微細な配向領域を絶縁層を中間に配して２層電
   極構造により発生若しくは消去させていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の液晶光変調器。 ８．前記微細な配向領域を凹凸のある電極面で構成した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液晶光変
   調器。 ９．前記微細な配向領域を凹凸のある電極面上の凹部を
   絶縁材により平滑化して構成したことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の液晶光変調器。 １０．前記微細な配向領域の発生若しくは消去を全面が
   一様なダイレクタとなる充分大きな電圧を印加する第１
   の状態と、相異なる微細な配向領域を発生させる、前記
   第１の状態の電圧とは逆極性で、該電圧より低い電圧を
   印加する第２の状態の２つの状態を利用して行なったこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液晶光変調
   器。 １１．前記微細な配向領域の発生状態で、入射光が回
   折、散乱され、該配向領域の消去時には入射光が素通し
   状態となるように各要素を設定したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の液晶光変調器。