JP2769395B2 - 液晶ライトバルブ - Google Patents
液晶ライトバルブInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光書き込み型の液晶ラ
イトバルブに関する。
イトバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】光書き込み型の液晶ライトバルブは一般
に、この液晶ライトバルブに書き込まれた画像を光反射
スクリーン上に投影し表示させるための投影型液晶表示
装置、イメージスキャナ用センサ及び波長変換素子等に
用いられる。
に、この液晶ライトバルブに書き込まれた画像を光反射
スクリーン上に投影し表示させるための投影型液晶表示
装置、イメージスキャナ用センサ及び波長変換素子等に
用いられる。
【０００３】図６はこのような従来の液晶ライトバルブ
の概略構成を示す断面図である。
の概略構成を示す断面図である。
【０００４】同図に示すように、液晶ライトバルブ50は
透明なガラス基板51a 及び51b 、透明電極52a 及び52b
、光導電体層53、誘電体ミラー54、配向膜55a 及び55b
、スペーサ56並びに液晶層57を備えており、次のよう
にして形成される。
透明なガラス基板51a 及び51b 、透明電極52a 及び52b
、光導電体層53、誘電体ミラー54、配向膜55a 及び55b
、スペーサ56並びに液晶層57を備えており、次のよう
にして形成される。
【０００５】先ず、ガラス基板51a 及び51b 上に酸化ス
ズ（ＳｎＯ2 ）透明導電膜から成る透明電極52a 及び52
b をそれぞれ形成し、次に一方の透明電極52b 上に非晶
質水素化シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）から成る光導電体層
53を形成する。このａ−Ｓｉ：Ｈから成る光導電体層53
の形成はシランガスと水素ガスとを原料とし、プラズマ
ＣＶＤ（ケミカル ヴェイパ ディポジション）法を用
いて行う。光導電体層53の上にシリコン及び酸化シリコ
ンの多層膜から成る誘電体ミラー54をスパッタ法により
形成する。
ズ（ＳｎＯ2 ）透明導電膜から成る透明電極52a 及び52
b をそれぞれ形成し、次に一方の透明電極52b 上に非晶
質水素化シリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）から成る光導電体層
53を形成する。このａ−Ｓｉ：Ｈから成る光導電体層53
の形成はシランガスと水素ガスとを原料とし、プラズマ
ＣＶＤ（ケミカル ヴェイパ ディポジション）法を用
いて行う。光導電体層53の上にシリコン及び酸化シリコ
ンの多層膜から成る誘電体ミラー54をスパッタ法により
形成する。
【０００６】尚、ガラス基板51a 及び51b として、グラ
スファイバを成型し板状加工したファイバプレートを用
いることも可能である。。
スファイバを成型し板状加工したファイバプレートを用
いることも可能である。。
【０００７】次に、他方の透明電極52a と、誘電体ミラ
ー54とに、スピンコートによってポリイミド膜を塗布し
焼成することにより、配向膜55a 及び55b をそれぞれ形
成し、配向膜55a 及び55bの表面にラビングによる分子
配向処理を施した後、配向膜55a 及び55b をスペーサ56
を介して貼り合わせる。
ー54とに、スピンコートによってポリイミド膜を塗布し
焼成することにより、配向膜55a 及び55b をそれぞれ形
成し、配向膜55a 及び55bの表面にラビングによる分子
配向処理を施した後、配向膜55a 及び55b をスペーサ56
を介して貼り合わせる。
【０００８】カイラル材料を添加した混合ネマチック液
晶を注入し封止することにより液晶層57が形成され、液
晶ライトバルブ50が形成される。
晶を注入し封止することにより液晶層57が形成され、液
晶ライトバルブ50が形成される。
【０００９】液晶ライトバルブ50の動作モードとして
は、ツイステッドネマチック（ＴＮ）モード、ハイブリ
ッド電界効果（ＨＦＥ）モード、ゲストホスト（ＧＨ）
モード及び相転移モード等を用いる。
は、ツイステッドネマチック（ＴＮ）モード、ハイブリ
ッド電界効果（ＨＦＥ）モード、ゲストホスト（ＧＨ）
モード及び相転移モード等を用いる。
【００１０】このような構成の液晶ライトバルブ50の透
明電極52a 及び52b 間には、交流電源58によって電圧が
印加される。ガラス基板51b 側から書き込み光59が入射
されると、光の当たった領域（明状態）では、光導電体
層53のインピーダンスが減少し、交流電源58によって印
加された電圧は液晶層57に加わる。一方、光の当たらな
い領域（暗状態）では、光導電体層53のインピーダンス
は変化せず、液晶が駆動できるのに十分な電圧が液晶層
57に加わらない。従って、この明状態と暗状態との違い
により、画像を形成することができる。
明電極52a 及び52b 間には、交流電源58によって電圧が
印加される。ガラス基板51b 側から書き込み光59が入射
されると、光の当たった領域（明状態）では、光導電体
層53のインピーダンスが減少し、交流電源58によって印
加された電圧は液晶層57に加わる。一方、光の当たらな
い領域（暗状態）では、光導電体層53のインピーダンス
は変化せず、液晶が駆動できるのに十分な電圧が液晶層
57に加わらない。従って、この明状態と暗状態との違い
により、画像を形成することができる。
【００１１】図７は従来の液晶ライトバルブ50を用いた
投影型液晶表示装置の光学的構成の一例を示す概略構成
図である。
投影型液晶表示装置の光学的構成の一例を示す概略構成
図である。
【００１２】同図に示すように、投影型液晶表示装置に
画像を表示させるときには、上述の書き込み光59に対応
するＣＲＴ（カソード レイ テューブ）61の光によ
り、液晶ライトバルブ50に画像が書き込まれる。こうし
て画像が形成された液晶ライトバルブ50に、ランプ62か
らの光がレンズ63及び偏光ビームスプリッタ64を介して
入射すると、画像に対応した部分の液晶層57の配向変化
により入射光の有する偏光状態が変調される。その結
果、反射光は偏光ビームスプリッタ64により画像に対応
してスクリーン側と光源側とに分離され、スクリーン側
に光路を有する光はレンズ65によって拡大投射される。
こうして液晶ライトバルブ50に形成された画像がスクリ
ーン66に投影される。
画像を表示させるときには、上述の書き込み光59に対応
するＣＲＴ（カソード レイ テューブ）61の光によ
り、液晶ライトバルブ50に画像が書き込まれる。こうし
て画像が形成された液晶ライトバルブ50に、ランプ62か
らの光がレンズ63及び偏光ビームスプリッタ64を介して
入射すると、画像に対応した部分の液晶層57の配向変化
により入射光の有する偏光状態が変調される。その結
果、反射光は偏光ビームスプリッタ64により画像に対応
してスクリーン側と光源側とに分離され、スクリーン側
に光路を有する光はレンズ65によって拡大投射される。
こうして液晶ライトバルブ50に形成された画像がスクリ
ーン66に投影される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の液晶
ライトバルブでは、液晶ライトバルブに含まれているａ
−Ｓｉ：Ｈから成る光導電体層の光電効果を利用してお
り、光導電体層の暗状態における導電率は液晶の導電率
と同程度であり、誘電率も液晶に比べて大きくなってい
る。このため、光導電体層のインピーダンスと液晶層の
インピーダンスとの整合を図り、明状態及び暗状態にお
ける液晶層のオン及びオフ電圧比を大きくするために
は、暗状態における光導電体層のインピーダンスを液晶
層のインピーダンスに比べて高くし、明状態における光
導電体層のインピーダンスを液晶層のインピーダンスに
比べて低くする必要があり、一般的には液晶層の厚さに
比べて光導電体層の厚さを厚くすることにより整合を取
っている。
ライトバルブでは、液晶ライトバルブに含まれているａ
−Ｓｉ：Ｈから成る光導電体層の光電効果を利用してお
り、光導電体層の暗状態における導電率は液晶の導電率
と同程度であり、誘電率も液晶に比べて大きくなってい
る。このため、光導電体層のインピーダンスと液晶層の
インピーダンスとの整合を図り、明状態及び暗状態にお
ける液晶層のオン及びオフ電圧比を大きくするために
は、暗状態における光導電体層のインピーダンスを液晶
層のインピーダンスに比べて高くし、明状態における光
導電体層のインピーダンスを液晶層のインピーダンスに
比べて低くする必要があり、一般的には液晶層の厚さに
比べて光導電体層の厚さを厚くすることにより整合を取
っている。
【００１４】しかしながら、このような構成では、光導
電体層の厚さが厚くなるため解像度が悪くなり、生産性
も悪いという問題点があった。
電体層の厚さが厚くなるため解像度が悪くなり、生産性
も悪いという問題点があった。
【００１５】この問題点を解決するため、ａ−Ｓｉ：Ｈ
から成る光導電体層をショットキー構造やダイオード構
造にすることにより、暗状態の逆バイアス時に高インピ
ーダンスになることを利用し、暗状態において液晶層に
電圧が殆ど印加されないようにして明状態及び暗状態に
おける液晶層のオン及びオフ電圧比を大きくする方法が
用いられている。
から成る光導電体層をショットキー構造やダイオード構
造にすることにより、暗状態の逆バイアス時に高インピ
ーダンスになることを利用し、暗状態において液晶層に
電圧が殆ど印加されないようにして明状態及び暗状態に
おける液晶層のオン及びオフ電圧比を大きくする方法が
用いられている。
【００１６】しかしながら、この方法を用いた場合、液
晶層に印加される電圧には直流成分が加わることにな
る。液晶層に直流電圧が印加されると、液晶材料自身の
分解や液晶層内のイオン成分の基板表面への吸着が起こ
り、配向乱れや特性劣化につながるという問題点があ
る。
晶層に印加される電圧には直流成分が加わることにな
る。液晶層に直流電圧が印加されると、液晶材料自身の
分解や液晶層内のイオン成分の基板表面への吸着が起こ
り、配向乱れや特性劣化につながるという問題点があ
る。
【００１７】本発明は、液晶層に直流電圧が印加される
ことなく、高コントラストな画像を形成することのでき
る液晶ライトバルブを提供するものである。
ことなく、高コントラストな画像を形成することのでき
る液晶ライトバルブを提供するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、それぞ
れが電極を有する２つの基板間に設けられている液晶層
と、液晶層と２つの基板の一方との間に設けられている
と共に非晶質水素化酸化ケイ素（ａ−Ｓｉ 1-X Ｏ X ：Ｈ）
から形成されており２つの基板の一方の側からの入射光
によりインピーダンスが変化する光導電体層とを備えた
液晶ライトバルブであって、光導電体層を形成している
非晶質水素化酸化ケイ素の組成が、０．１＜Ｘ＜０．５
５の範囲である液晶ライトバルブが提供される。
れが電極を有する２つの基板間に設けられている液晶層
と、液晶層と２つの基板の一方との間に設けられている
と共に非晶質水素化酸化ケイ素（ａ−Ｓｉ 1-X Ｏ X ：Ｈ）
から形成されており２つの基板の一方の側からの入射光
によりインピーダンスが変化する光導電体層とを備えた
液晶ライトバルブであって、光導電体層を形成している
非晶質水素化酸化ケイ素の組成が、０．１＜Ｘ＜０．５
５の範囲である液晶ライトバルブが提供される。
【００１９】
【作用】２つの基板の一方の側からの光が入射すると、
この入射光により光導電体層のインピーダンスが変化す
る。２つの基板の電極間に電圧を印加しておくと、光導
電体層のインピーダンスの変化により、２つの基板間に
設けられている液晶層に印加される電圧が変化して液晶
の配向状態が変化し、入射光に応じた画像が表示され
る。このような画像表示において、光導電体層が非晶質
水素化酸化ケイ素（ａ−Ｓｉ1-XＯX：Ｈ）から形成され
その組成が０．１＜Ｘ＜０．５５の範囲であるので、暗
状態では光導電体層は液晶層に比較して高インピーダン
スになり、液晶層に電圧が印加されず、明状態では光導
電体層は液晶層に比較して低インピーダンスになり、液
晶層に電圧が印加され、これにより液晶の配向状態が変
化する。このため、液晶層への印加電圧は明状態及び暗
状態において十分大きなオン及びオフ電圧比を有し、液
晶層の光学的な変化を十分起こさせることが可能となる
ので、従って、高コントラストな画像を形成することが
できる。
この入射光により光導電体層のインピーダンスが変化す
る。２つの基板の電極間に電圧を印加しておくと、光導
電体層のインピーダンスの変化により、２つの基板間に
設けられている液晶層に印加される電圧が変化して液晶
の配向状態が変化し、入射光に応じた画像が表示され
る。このような画像表示において、光導電体層が非晶質
水素化酸化ケイ素（ａ−Ｓｉ1-XＯX：Ｈ）から形成され
その組成が０．１＜Ｘ＜０．５５の範囲であるので、暗
状態では光導電体層は液晶層に比較して高インピーダン
スになり、液晶層に電圧が印加されず、明状態では光導
電体層は液晶層に比較して低インピーダンスになり、液
晶層に電圧が印加され、これにより液晶の配向状態が変
化する。このため、液晶層への印加電圧は明状態及び暗
状態において十分大きなオン及びオフ電圧比を有し、液
晶層の光学的な変化を十分起こさせることが可能となる
ので、従って、高コントラストな画像を形成することが
できる。
【００２０】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。
する。
【００２１】図１は本発明に係る液晶ライトバルブの一
実施例の概略構成を示す断面図である。
実施例の概略構成を示す断面図である。
【００２２】同図に示すように、液晶ライトバルブ10は
反射防止膜11a 及び11b 、透明なガラス基板12a 及び12
b 、透明電極13a 及び13b 、光導電体層14、遮光層15、
誘電体ミラー16、配向膜17a 及び17b 、スペーサ18並び
に液晶層19を備えており、次のようにして形成される。
反射防止膜11a 及び11b 、透明なガラス基板12a 及び12
b 、透明電極13a 及び13b 、光導電体層14、遮光層15、
誘電体ミラー16、配向膜17a 及び17b 、スペーサ18並び
に液晶層19を備えており、次のようにして形成される。
【００２３】先ず、反射防止膜11a 及び11b がそれぞれ
形成されたガラス基板12a 及び12bの面と反対側の面に
ＳｎＯ2 透明導電膜から成る透明電極13a 及び13b を電
子ビーム蒸着法により形成し、次に、一方の透明電極13
b 上に非晶質水素化酸化ケイ素（ａ−Ｓｉ1-X ＯX ：
Ｈ）から成る光導電体層14を形成する。ここで、Ｘは０
≦Ｘ≦１を満たす実数であり、ａ−Ｓｉ1-X ＯX ：Ｈに
おける酸素（Ｏ）の組成を示す。
形成されたガラス基板12a 及び12bの面と反対側の面に
ＳｎＯ2 透明導電膜から成る透明電極13a 及び13b を電
子ビーム蒸着法により形成し、次に、一方の透明電極13
b 上に非晶質水素化酸化ケイ素（ａ−Ｓｉ1-X ＯX ：
Ｈ）から成る光導電体層14を形成する。ここで、Ｘは０
≦Ｘ≦１を満たす実数であり、ａ−Ｓｉ1-X ＯX ：Ｈに
おける酸素（Ｏ）の組成を示す。
【００２４】このａ−Ｓｉ1-X ＯX ：Ｈから成る光導電
体層14の形成は、シランガス（ＳｉＨ4 ）、水素
（Ｈ2 ）及び二酸化炭素（ＣＯ2 ）を原料とし、プラズ
マＣＶＤ法により基板温度300 ℃、圧力0.5 Ｔｏｒｒの
条件で行う。光導電体層14の膜厚は、この実施例では例
えば約5 μｍである。
体層14の形成は、シランガス（ＳｉＨ4 ）、水素
（Ｈ2 ）及び二酸化炭素（ＣＯ2 ）を原料とし、プラズ
マＣＶＤ法により基板温度300 ℃、圧力0.5 Ｔｏｒｒの
条件で行う。光導電体層14の膜厚は、この実施例では例
えば約5 μｍである。
【００２５】次に、光導電体層14の上に、カーボン分散
型黒色アクリル樹脂から成る例えば厚さ約2 μｍの遮光
層15をスピンコートにより形成し、その後、遮光層15の
上に酸化チタン及び酸化シリコンの多層膜から成る誘電
体ミラー16を電子ビーム蒸着法により形成する。
型黒色アクリル樹脂から成る例えば厚さ約2 μｍの遮光
層15をスピンコートにより形成し、その後、遮光層15の
上に酸化チタン及び酸化シリコンの多層膜から成る誘電
体ミラー16を電子ビーム蒸着法により形成する。
【００２６】次に、他方の透明電極13a と、誘電体ミラ
ー16とに、スピンコートによりポリイミド膜を塗布し焼
成することにより、配向膜17a 及び17b をそれぞれ形成
し、配向膜17a 及び17b の表面にラビングによる分子配
向処理を施した後、配向膜17a 及び17b をスペーサ18を
介して貼り合わせる。
ー16とに、スピンコートによりポリイミド膜を塗布し焼
成することにより、配向膜17a 及び17b をそれぞれ形成
し、配向膜17a 及び17b の表面にラビングによる分子配
向処理を施した後、配向膜17a 及び17b をスペーサ18を
介して貼り合わせる。
【００２７】混合ネマチック液晶を注入し封止すること
により液晶層19が形成され、液晶ライトバルブ10が形成
される。この実施例の液晶ライトバルブ10のセル厚は、
例えば約5 μｍである。
により液晶層19が形成され、液晶ライトバルブ10が形成
される。この実施例の液晶ライトバルブ10のセル厚は、
例えば約5 μｍである。
【００２８】液晶ライトバルブ10の動作モードとして
は、例えばＨＦＥモードを用いる。
は、例えばＨＦＥモードを用いる。
【００２９】光導電体層14を形成するａ−Ｓｉ
1-X ＯX：Ｈの組成Ｘは、ＣＯ2 とＳｉＨ4 とのガス混
合比（ＣＯ2 ／ＳｉＨ4 ）により単調に変化するため、
このガス混合比を調整することにより所望の組成のａ−
Ｓｉ1-X ＯX ：Ｈを得ることができる。
1-X ＯX：Ｈの組成Ｘは、ＣＯ2 とＳｉＨ4 とのガス混
合比（ＣＯ2 ／ＳｉＨ4 ）により単調に変化するため、
このガス混合比を調整することにより所望の組成のａ−
Ｓｉ1-X ＯX ：Ｈを得ることができる。
【００３０】上述のプラズマＣＶＤ法によりａ−Ｓｉ
1-X ＯX：Ｈを形成する条件としては、基板温度150 ℃
〜350 ℃、圧力0.02Ｔｏｒｒ〜2.0 Ｔｏｒｒの範囲がよ
い。又、ａ−Ｓｉ1-X ＯX ：Ｈの導電率は、その組成Ｘ
により変化する。
1-X ＯX：Ｈを形成する条件としては、基板温度150 ℃
〜350 ℃、圧力0.02Ｔｏｒｒ〜2.0 Ｔｏｒｒの範囲がよ
い。又、ａ−Ｓｉ1-X ＯX ：Ｈの導電率は、その組成Ｘ
により変化する。
【００３１】図２はａ−Ｓｉ1-X ＯX ：Ｈの組成Ｘと導
電率との関係を示すグラフであり、図中の曲線Ａは明状
態における光導電率を示し、曲線Ｂは暗状態における暗
導電率を示す。
電率との関係を示すグラフであり、図中の曲線Ａは明状
態における光導電率を示し、曲線Ｂは暗状態における暗
導電率を示す。
【００３２】同図に示すように、ａ−Ｓｉ1-X ＯX ：Ｈ
の組成Ｘが大きくなると、光導電率及び暗導電率は小さ
くなると共に、暗導電率に対する光導電率の比（光導電
率／暗導電率）も小さくなる。
の組成Ｘが大きくなると、光導電率及び暗導電率は小さ
くなると共に、暗導電率に対する光導電率の比（光導電
率／暗導電率）も小さくなる。
【００３３】図３はａ−Ｓｉ1-X ＯX ：Ｈの組成Ｘと比
誘電率との関係を示すグラフである。
誘電率との関係を示すグラフである。
【００３４】同図に示すように、ａ−Ｓｉ1-X ＯX ：Ｈ
の誘電率もその組成Ｘにより変化する。即ち、組成Ｘが
大きくなるに従って比誘電率は小さくなる。
の誘電率もその組成Ｘにより変化する。即ち、組成Ｘが
大きくなるに従って比誘電率は小さくなる。
【００３５】液晶を駆動するためには、液晶層のインピ
ーダンスと光導電体層のインピーダンスとを整合させる
必要があり、暗状態では光導電体層のインピーダンスを
液晶層のインピーダンスに比べて大きくし、明状態では
光導電体層のインピーダンスを液晶層のインピーダンス
に比べて小さくする必要がある。光導電体層と液晶層と
の各構成材料のインピーダンスを等価回路で考えると、
抵抗成分と容量成分との並列回路と見なすことができ
る。
ーダンスと光導電体層のインピーダンスとを整合させる
必要があり、暗状態では光導電体層のインピーダンスを
液晶層のインピーダンスに比べて大きくし、明状態では
光導電体層のインピーダンスを液晶層のインピーダンス
に比べて小さくする必要がある。光導電体層と液晶層と
の各構成材料のインピーダンスを等価回路で考えると、
抵抗成分と容量成分との並列回路と見なすことができ
る。
【００３６】図４はａ−Ｓｉ1-X ＯX ：Ｈから形成され
ている光導電体層のインピーダンスの周波数特性の一例
を示すグラフである。
ている光導電体層のインピーダンスの周波数特性の一例
を示すグラフである。
【００３７】液晶層のインピーダンスと光導電体層のイ
ンピーダンスとを整合させるための上述の条件を満たす
ためには、直流電圧又は低周波の交流電圧で液晶を駆動
する場合、同図に示すように抵抗成分がインピーダンス
に影響する、即ち光導電体層のインピーダンスが大きく
なるので、この抵抗成分を考慮して液晶層のインピーダ
ンスと光導電体層のインピーダンスとを調整する必要が
ある。
ンピーダンスとを整合させるための上述の条件を満たす
ためには、直流電圧又は低周波の交流電圧で液晶を駆動
する場合、同図に示すように抵抗成分がインピーダンス
に影響する、即ち光導電体層のインピーダンスが大きく
なるので、この抵抗成分を考慮して液晶層のインピーダ
ンスと光導電体層のインピーダンスとを調整する必要が
ある。
【００３８】通常、液晶層の導電率は１０-10 Ｓ／ｃｍ
〜１０-12 Ｓ／ｃｍ程度であり、例えば液晶層の導電率
が１０-11 Ｓ／ｃｍの材料で考えた場合、光導電体層の
暗導電率が液晶層の導電率よりも小さくなるためには、
図２に示す曲線Ｂのグラフによれば、組成Ｘが約0.1 以
上であることが必要であり、光導電体層の明導電率が液
晶層の導電率よりも大きくなるためには、図２に示す曲
線Ａのグラフによれば、組成Ｘが約0.55以下であること
が必要である。従って、導電率が１０-11Ｓ／ｃｍの液
晶では、ａ−Ｓｉ1-X ＯX ：Ｈの組成Ｘを約0.1 〜0.55
に設定することが望ましい。
〜１０-12 Ｓ／ｃｍ程度であり、例えば液晶層の導電率
が１０-11 Ｓ／ｃｍの材料で考えた場合、光導電体層の
暗導電率が液晶層の導電率よりも小さくなるためには、
図２に示す曲線Ｂのグラフによれば、組成Ｘが約0.1 以
上であることが必要であり、光導電体層の明導電率が液
晶層の導電率よりも大きくなるためには、図２に示す曲
線Ａのグラフによれば、組成Ｘが約0.55以下であること
が必要である。従って、導電率が１０-11Ｓ／ｃｍの液
晶では、ａ−Ｓｉ1-X ＯX ：Ｈの組成Ｘを約0.1 〜0.55
に設定することが望ましい。
【００３９】この１０-11 Ｓ／ｃｍと異なる導電率の液
晶を用いた場合にも、同様にして組成Ｘの範囲を設定す
ることができる。
晶を用いた場合にも、同様にして組成Ｘの範囲を設定す
ることができる。
【００４０】交流電圧で周波数の高い領域で液晶を駆動
する場合には、容量成分がインピーダンスに影響するよ
うになるので、容量成分を考慮して液晶層のインピーダ
ンスと光導電体層のインピーダンスとを調整する必要が
ある。この場合には、光導電体層の膜厚を調整すること
により、液晶層のインピーダンスと光導電体層のインピ
ーダンスとの整合を図る。
する場合には、容量成分がインピーダンスに影響するよ
うになるので、容量成分を考慮して液晶層のインピーダ
ンスと光導電体層のインピーダンスとを調整する必要が
ある。この場合には、光導電体層の膜厚を調整すること
により、液晶層のインピーダンスと光導電体層のインピ
ーダンスとの整合を図る。
【００４１】暗状態では、液晶の比誘電率が5 程度であ
るのに対し、従来のａ−Ｓｉ：Ｈの比誘電率は12であ
る。これに対し、ａ−Ｓｉ1-XＯX ：Ｈの比誘電率は図
３に示すように小さくなるので、ａ−Ｓｉ：Ｈに比べて
薄い膜厚で整合させることができる。このため、ａ−Ｓ
ｉ1-X ＯX ：Ｈの組成Ｘは0.1 以上にすることが望まし
い。
るのに対し、従来のａ−Ｓｉ：Ｈの比誘電率は12であ
る。これに対し、ａ−Ｓｉ1-XＯX ：Ｈの比誘電率は図
３に示すように小さくなるので、ａ−Ｓｉ：Ｈに比べて
薄い膜厚で整合させることができる。このため、ａ−Ｓ
ｉ1-X ＯX ：Ｈの組成Ｘは0.1 以上にすることが望まし
い。
【００４２】図１に示す構成の液晶ライトバルブ10の透
明電極13a 及び13b 間には、交流電源21によって交流電
圧が印加される。ガラス基板12b 側から書き込み光20が
入射されると、光の当たった領域（明状態）では、光導
電体層14のインピーダンスが減少し、交流電源21によっ
て印加された電圧は液晶層19に加わる。一方、光の当た
らない領域（暗状態）では、光導電体層14のインピーダ
ンスは変化せず液晶層19には電圧が加わらない。この明
状態と暗状態との違いにより、画像が形成される。
明電極13a 及び13b 間には、交流電源21によって交流電
圧が印加される。ガラス基板12b 側から書き込み光20が
入射されると、光の当たった領域（明状態）では、光導
電体層14のインピーダンスが減少し、交流電源21によっ
て印加された電圧は液晶層19に加わる。一方、光の当た
らない領域（暗状態）では、光導電体層14のインピーダ
ンスは変化せず液晶層19には電圧が加わらない。この明
状態と暗状態との違いにより、画像が形成される。
【００４３】図５は図１に示す液晶ライトバルブ10を光
変調器として用いた投影型表示装置の一実施例を示す概
略構成図である。
変調器として用いた投影型表示装置の一実施例を示す概
略構成図である。
【００４４】同図に示すように、レンズ33を介して入射
された書き込み光32によって画像が形成された液晶ライ
トバルブ10に、ランプ34からの光がレンズ35及び偏光ビ
ームスプリッタ37を介して入射すると、この入射光は液
晶ライトバルブ10の誘電体ミラー16によって反射され、
このうち液晶層19の配向状態が変化している部分を透過
した反射光は電気光学効果によって偏光方向が変化する
ので、偏光ビームスプリッタ37を透過することができ
る。この透過した反射光はレンズ38によって拡大投射さ
れる。こうして液晶ライトバルブ10に形成された画像が
スクリーン36に投影される。
された書き込み光32によって画像が形成された液晶ライ
トバルブ10に、ランプ34からの光がレンズ35及び偏光ビ
ームスプリッタ37を介して入射すると、この入射光は液
晶ライトバルブ10の誘電体ミラー16によって反射され、
このうち液晶層19の配向状態が変化している部分を透過
した反射光は電気光学効果によって偏光方向が変化する
ので、偏光ビームスプリッタ37を透過することができ
る。この透過した反射光はレンズ38によって拡大投射さ
れる。こうして液晶ライトバルブ10に形成された画像が
スクリーン36に投影される。
【００４５】次に、本発明に係る液晶ライトバルブの他
の実施例を説明する。
の実施例を説明する。
【００４６】この他の実施例の液晶ライトバルブの構成
は、図１に示す液晶ライトバルブ10の構成と基本的に同
一であるが、液晶ライトバルブ10に含まれているａ−Ｓ
ｉ1-X ＯX ：Ｈから成る光導電体層14に対応する光導電
体層を次のようにして形成する。
は、図１に示す液晶ライトバルブ10の構成と基本的に同
一であるが、液晶ライトバルブ10に含まれているａ−Ｓ
ｉ1-X ＯX ：Ｈから成る光導電体層14に対応する光導電
体層を次のようにして形成する。
【００４７】この実施例のａ−Ｓｉ1-X ＯX ：Ｈから成
る光導電体層は、光ＣＶＤ法により形成し、その形成条
件はジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）と二酸化炭素（ＣＯ2 ）と
を用い、基板温度250 ℃で低圧水銀灯を照射し、ガス分
解することにより行う。
る光導電体層は、光ＣＶＤ法により形成し、その形成条
件はジシラン（Ｓｉ2 Ｈ6 ）と二酸化炭素（ＣＯ2 ）と
を用い、基板温度250 ℃で低圧水銀灯を照射し、ガス分
解することにより行う。
【００４８】ａ−Ｓｉ1-X ＯX ：Ｈの組成Ｘは、Ｓｉ2
Ｈ6 とＣＯ2 とのガス混合比を変えることにより調整す
る。ガス混合比（ＣＯ2 ／Ｓｉ2 Ｈ6 ）＝0.2 の条件
で、例えば膜厚5.5 μｍのａ−Ｓｉ1-XＯX ：Ｈを形成
する。
Ｈ6 とＣＯ2 とのガス混合比を変えることにより調整す
る。ガス混合比（ＣＯ2 ／Ｓｉ2 Ｈ6 ）＝0.2 の条件
で、例えば膜厚5.5 μｍのａ−Ｓｉ1-XＯX ：Ｈを形成
する。
【００４９】液晶層の厚みは例えば約4.5 μｍとし、そ
の他の構成は図１の液晶ライトバルブと同一の構成であ
る。
の他の構成は図１の液晶ライトバルブと同一の構成であ
る。
【００５０】プラズマＣＶＤ法によりａ−Ｓｉ
1-X ＯX ：Ｈを形成する場合、使用するガスとしては、
ＳｉＨ4 の他にＳｉ2 Ｈ6 及びＳｉ3 Ｈ8 等を用いるこ
とができ、ＣＯ2 の他にＯ2 及びＮ2 Ｏ等を用いてもよ
い。
1-X ＯX ：Ｈを形成する場合、使用するガスとしては、
ＳｉＨ4 の他にＳｉ2 Ｈ6 及びＳｉ3 Ｈ8 等を用いるこ
とができ、ＣＯ2 の他にＯ2 及びＮ2 Ｏ等を用いてもよ
い。
【００５１】光ＣＶＤ法によりａ−Ｓｉ1-X ＯX ：Ｈを
形成する場合、使用するガスとしては、ＳｉＨ4 の他に
Ｓｉ2 Ｈ6 及びＳｉ3 Ｈ8 等を用いることができ、ＣＯ
2 の他にＯ2 等を用いてもよい。
形成する場合、使用するガスとしては、ＳｉＨ4 の他に
Ｓｉ2 Ｈ6 及びＳｉ3 Ｈ8 等を用いることができ、ＣＯ
2 の他にＯ2 等を用いてもよい。
【００５２】図１に示す液晶ライトバルブ10の光導電体
層14としては、ａ−Ｓｉ1-X ＯX ：Ｈ以外に非晶質水素
化シリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ：Ｈ）、及び硫化カ
ドミウム（ＣｄＳ）等を用いてもよい。
層14としては、ａ−Ｓｉ1-X ＯX ：Ｈ以外に非晶質水素
化シリコンカーバイド（ａ−ＳｉＣ：Ｈ）、及び硫化カ
ドミウム（ＣｄＳ）等を用いてもよい。
【００５３】又、液晶表示モードとしては、ネマチック
液晶を用いた場合には、上述の実施例で示したＨＦＥモ
ードの他に、ＴＮモード、電界誘起複屈折モード、動的
散乱モード、ＧＨモード及びＨＦＥ相転移モードを利用
することができる。又、スメクチック液晶を用いた場合
には、電界誘起複屈折モード、ＧＨモード及び光散乱モ
ードを利用することができ、この他に強誘電性液晶も利
用できる。
液晶を用いた場合には、上述の実施例で示したＨＦＥモ
ードの他に、ＴＮモード、電界誘起複屈折モード、動的
散乱モード、ＧＨモード及びＨＦＥ相転移モードを利用
することができる。又、スメクチック液晶を用いた場合
には、電界誘起複屈折モード、ＧＨモード及び光散乱モ
ードを利用することができ、この他に強誘電性液晶も利
用できる。
【００５４】上述の実施例によれば、液晶層に直流電圧
を印加することなく高精細（高コントラスト）な画像を
形成することができる。又、液晶層に直流電圧が印加さ
れないために、液晶の特性劣化が引き起こされず信頼性
の高い装置を提供することができる。
を印加することなく高精細（高コントラスト）な画像を
形成することができる。又、液晶層に直流電圧が印加さ
れないために、液晶の特性劣化が引き起こされず信頼性
の高い装置を提供することができる。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、それぞ
れが電極を有する２つの基板間に設けられている液晶層
と、液晶層と２つの基板の一方との間に設けられている
と共に非晶質水素化酸化ケイ素（ａ−Ｓｉ 1-X Ｏ X ：Ｈ）
から形成されており２つの基板の一方の側からの入射光
によりインピーダンスが変化する光導電体層とを備えた
液晶ライトバルブであって、光導電体層を形成している
非晶質水素化酸化ケイ素の組成が、０．１＜Ｘ＜０．５
５の範囲であるので、従って、液晶層に直流電圧を印加
することなく、高コントラストな画像を形成することが
できる。
れが電極を有する２つの基板間に設けられている液晶層
と、液晶層と２つの基板の一方との間に設けられている
と共に非晶質水素化酸化ケイ素（ａ−Ｓｉ 1-X Ｏ X ：Ｈ）
から形成されており２つの基板の一方の側からの入射光
によりインピーダンスが変化する光導電体層とを備えた
液晶ライトバルブであって、光導電体層を形成している
非晶質水素化酸化ケイ素の組成が、０．１＜Ｘ＜０．５
５の範囲であるので、従って、液晶層に直流電圧を印加
することなく、高コントラストな画像を形成することが
できる。
【図１】本発明に係る液晶ライトバルブの一実施例の概
略構成を示す断面図である。
略構成を示す断面図である。
【図２】ａ−Ｓｉ1-X ＯX ：Ｈの組成Ｘと導電率との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図３】ａ−Ｓｉ1-X ＯX ：Ｈの組成Ｘと比誘電率との
関係を示すグラフである。
関係を示すグラフである。
【図４】ａ−Ｓｉ1-X ＯX ：Ｈから形成されている光導
電体層のインピーダンスの周波数特性の一例を示すグラ
フである。
電体層のインピーダンスの周波数特性の一例を示すグラ
フである。
【図５】図１に示す液晶ライトバルブを光変調器として
用いた投影型表示装置の一実施例を示す概略構成図であ
る。
用いた投影型表示装置の一実施例を示す概略構成図であ
る。
【図６】従来の液晶ライトバルブの概略構成を示す断面
図である。
図である。
【図７】従来の液晶ライトバルブを用いた投影型液晶表
示装置の光学的構成の一例を示す概略構成図である。
示装置の光学的構成の一例を示す概略構成図である。
10 液晶ライトバルブ 11a 、11b 反射防止膜 12a 、12b ガラス基板 13a 、13b 透明電極 14 光導電体層 15 遮光層 16 誘電体ミラー 17a 、17b 配向膜 18 スペーサ 19 液晶層 21 交流電源
Claims (1)
- 【請求項１】 それぞれが電極を有する２つの基板間に
設けられている液晶層と、該液晶層と前記２つの基板の
一方との間に設けられていると共に非晶質水素化酸化ケ
イ素（ａ−Ｓｉ 1-X Ｏ X ：Ｈ）から形成されており前記２
つの基板の一方の側からの入射光によりインピーダンス
が変化する光導電体層とを備えた液晶ライトバルブであ
って、前記光導電体層を形成している前記非晶質水素化
酸化ケイ素の組成が、０．１＜Ｘ＜０．５５の範囲であ
ることを特徴とする液晶ライトバルブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3201835A JP2769395B2 (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 液晶ライトバルブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3201835A JP2769395B2 (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 液晶ライトバルブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0545674A JPH0545674A (ja) | 1993-02-26 |
| JP2769395B2 true JP2769395B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=16447686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3201835A Expired - Fee Related JP2769395B2 (ja) | 1991-08-12 | 1991-08-12 | 液晶ライトバルブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2769395B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03110524A (ja) * | 1989-09-26 | 1991-05-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空間光変調素子 |
-
1991
- 1991-08-12 JP JP3201835A patent/JP2769395B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0545674A (ja) | 1993-02-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |