JP3005102B2 - Spatial light modulator - Google Patents

Spatial light modulator

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JP3005102B2
JP3005102B2 JP4014158A JP1415892A JP3005102B2 JP 3005102 B2 JP3005102 B2 JP 3005102B2 JP 4014158 A JP4014158 A JP 4014158A JP 1415892 A JP1415892 A JP 1415892A JP 3005102 B2 JP3005102 B2 JP 3005102B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、空間的な光書込み(画
像)情報に応じて、読み出し光を空間的な光パターンに
変調する機能を有する空間光変調器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spatial light modulator having a function of modulating read light into a spatial light pattern in accordance with spatial light writing (image) information.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、画像投影装置、画像表示装置及び
光情報処理装置のキーデバイスとして、多種多様な空間
光変調器が開発されている。これらの空間光変調器は、
光プリンターの中間記録媒体、画像表示装置、光シャッ
タ、画像処理装置、ホログラム素子及び光情報処理シス
テム等に使用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, various types of spatial light modulators have been developed as key devices for image projection apparatuses, image display apparatuses, and optical information processing apparatuses. These spatial light modulators
It is used for intermediate recording media of optical printers, image display devices, optical shutters, image processing devices, hologram elements, optical information processing systems, and the like.

【0003】その中でも光書込み型空間光変調器は、比
較的高解像度であるという特徴を有している。以下、こ
の光書込み型空間光変調器について、図10及び図11
を用いて説明する。
[0003] Among them, the optical writing type spatial light modulator has a feature of relatively high resolution. Hereinafter, this optical writing type spatial light modulator will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0004】図10は従来の空間光変調器の断面図であ
る。ガラス基板80上に透明電極81を形成した基板
と、ガラス基板83上に透明電極84、光導電膜85、
光吸収膜86、金属反射膜87を形成した基板とに液晶
の配向処理を施してこれらの基板間に液晶を封入し、液
晶層89を形成している。透明電極81及び84は、I
TO(Indium Tin Oxide)又はスズ酸化膜(SnO2
等の透明導電体で形成されており、光導電膜85は硫化
カドニウム(CdS)やアモルファスシリコン(a−S
i)等の光導電物で形成される。金属反射膜87は、A
l、Ni、Cr等の金属薄膜であり、フォトエッチング
によりモザイク状に画素パターンが形成されている。モ
ザイク状に形成された金属反射画素は、夫々互いに電気
的に分離されている。
FIG. 10 is a sectional view of a conventional spatial light modulator. A substrate having a transparent electrode 81 formed on a glass substrate 80, and a transparent electrode 84, a photoconductive film 85,
A liquid crystal alignment process is performed on the substrate on which the light absorbing film 86 and the metal reflection film 87 are formed, and liquid crystal is sealed between these substrates to form a liquid crystal layer 89. The transparent electrodes 81 and 84
TO (Indium Tin Oxide) or tin oxide film (SnO 2 )
The photoconductive film 85 is made of cadmium sulfide (CdS) or amorphous silicon (a-S
i) and the like. The metal reflection film 87
This is a metal thin film of 1, Ni, Cr or the like, and a pixel pattern is formed in a mosaic shape by photoetching. The metal reflection pixels formed in a mosaic shape are electrically separated from each other.

【0005】この素子は、光照射による光導電膜85の
内部抵抗変化を利用して液晶層89に電圧を印加するこ
とによって動作する。即ち、光導電膜85に照射される
光量により光導電膜85の抵抗値が変化し、透明電極8
1と透明電極84との間には一定電圧が印加されている
ため、照射光量に比例して液晶層89に印加される電圧
が変化する。従って、書込み光量の変化による光情報を
液晶に印加する電圧変化に変換し、電圧変化による液晶
の複屈折効果を利用して直線偏光した読み出し光を照射
することで、反射光は楕円偏光となり、光情報に変換さ
れる。さらに、出力側に偏光子を配置することにより、
空間光強度分布を得ることができる。
This element operates by applying a voltage to the liquid crystal layer 89 by utilizing a change in internal resistance of the photoconductive film 85 due to light irradiation. That is, the resistance value of the photoconductive film 85 changes according to the amount of light applied to the photoconductive film 85, and the transparent electrode 8
Since a constant voltage is applied between 1 and the transparent electrode 84, the voltage applied to the liquid crystal layer 89 changes in proportion to the irradiation light amount. Therefore, by converting optical information due to a change in the writing light amount into a voltage change applied to the liquid crystal, and irradiating linearly polarized readout light using the birefringence effect of the liquid crystal due to the voltage change, the reflected light becomes elliptically polarized light, It is converted into optical information. Furthermore, by arranging a polarizer on the output side,
A spatial light intensity distribution can be obtained.

【0006】この方式では、反射膜として誘電体ミラー
の代わりに金属反射膜を使用することで、読み出し光の
出力を大きくしている。但し、金属反射膜は、面内での
内部抵抗が非常に小さいため、金属反射膜をモザイク状
に切断し、面内方向の電荷のドリフトを防いでいる。
In this method, the output of the reading light is increased by using a metal reflection film instead of the dielectric mirror as the reflection film. However, since the metal reflective film has an extremely small internal resistance in the plane, the metal reflective film is cut in a mosaic shape to prevent drift of charges in the in-plane direction.

【0007】図11は、従来の他の型式の空間光変調器
であり、投影装置用光書込み型空間光変調器の断面図を
示したものである。この素子では、高抵抗のπ型シリコ
ン(π−Si)層93に格子状にリンPをイオン打ち込
みすることによって、n−πダイオードマトリクス94
を構成している。その上に、SiO2 ゲート絶縁膜95
を形成し、さらに液晶層との間にはSi/SiO2 のダ
イクロイックミラー96を形成する。また、π型シリコ
ン(π−Si)層93の反対側には透明電極97、及び
表面処理用のSiO2 膜101が形成されている。素子
を動作させる場合は、π型シリコン(π−Si)層93
の外側に形成された透明電極97と液晶層99側の透明
電極91との間に交流電圧を印加しておく、このように
しておくと、高度の空乏層を形成しているπ領域のシリ
コン(π−Si)層93に光が入射すると、これによっ
て電子・ホール対が発生し、これが電界にひかれてダイ
オード94に集められる。もし、π型シリコン(π−S
i)層93に入射する光があらかじめ画像情報等で空間
的に変調されていれば、それに従って液晶層99の対応
する部分には局部的に異なった値の電界が印加され、液
晶分子の向きが変化する。従って、液晶層99側より読
み出し光を入射すれば、その反射光は書込まれた情報に
より空間的に変調される。
FIG. 11 is a sectional view of another type of conventional spatial light modulator, which is a light writing type spatial light modulator for a projection apparatus. In this device, an n-π diode matrix 94 is formed by ion-implanting phosphorus P in a high-resistance π-type silicon (π-Si) layer 93 in a lattice shape.
Is composed. On top of that, the SiO 2 gate insulating film 95
Is formed, and a dichroic mirror 96 of Si / SiO 2 is formed between the mirror and the liquid crystal layer. On the opposite side of the π-type silicon (π-Si) layer 93, a transparent electrode 97 and a SiO 2 film 101 for surface treatment are formed. When operating the element, the π-type silicon (π-Si) layer 93 is used.
AC voltage is applied between the transparent electrode 97 formed on the outside of the substrate and the transparent electrode 91 on the liquid crystal layer 99 side. In this way, the silicon in the π region forming a highly depleted layer is formed. When light is incident on the (π-Si) layer 93, an electron-hole pair is generated, which is attracted to the electric field and collected by the diode 94. If π-type silicon (π-S
i) If the light incident on the layer 93 is spatially modulated in advance by image information or the like, an electric field of a different value is locally applied to the corresponding portion of the liquid crystal layer 99 according to the spatial modulation, and the direction of the liquid crystal molecules is changed. Changes. Therefore, when reading light enters from the liquid crystal layer 99 side, the reflected light is spatially modulated by the written information.

【0008】この方式では、空間変調(画像)の分解能
はマトリクス状に並べたダイオード94のピッチによっ
てきめられる。このように、ダイオードによって細分し
た構造にすると、π型シリコン(π−Si)層93中の
横方向の電荷のドリフトはダイオードによって集められ
るのでにじみの少ない画面が得られる。
In this system, the resolution of the spatial modulation (image) is determined by the pitch of the diodes 94 arranged in a matrix. As described above, when the structure is subdivided by the diode, the drift of the horizontal charge in the π-type silicon (π-Si) layer 93 is collected by the diode, so that a screen with less blur is obtained.

【0009】尚、π型シリコン(π−Si)層93の外
周にはnドープによるダイオードのガードリング100
を形成し、光電流が周辺より中央の活性領域に進入する
のを防いでいる。
Note that an n-doped diode guard ring 100 is provided around the π-type silicon (π-Si) layer 93.
To prevent the photocurrent from entering the active region at the center from the periphery.

【0010】また、一般的には光導電膜を微小な格子状
に形成することはせず、平面的に一様に形成し、薄膜化
することで分解能を上げようとしている。これは、アモ
ルファスシリコン等の光導電膜の面内方向の内部抵抗が
高いことと、薄膜化することで、面内方向の電荷のドリ
フトを減少させようとするものである。
In general, the photoconductive film is not formed in a fine grid, but is formed uniformly in a plane and thinned to increase the resolution. This is intended to reduce in-plane charge drift by increasing the in-plane internal resistance of a photoconductive film such as amorphous silicon and reducing the film thickness.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】従来の光書込み型空間
光変調器では、モザイク状に形成した金属薄膜を反射膜
87として用いているため、反射面は一様な平面で作製
しなければならず、微細化することが難しく、分解能を
上げることができない、という欠点がある。
In the conventional optical writing type spatial light modulator, a metal thin film formed in a mosaic shape is used as the reflection film 87, so that the reflection surface must be formed in a uniform plane. However, there is a disadvantage that it is difficult to reduce the size and the resolution cannot be increased.

【0012】また、別の従来の光書込み型空間光変調器
では、光書込み層に格子状にダイオード94を形成する
ことで分解能を上げようとしているが、作製するのが困
難であるという欠点がある。また、光書込み層としてダ
イオードを形成する場合、光書込み層を薄膜化すること
が難しく、かつ面内方向の電荷のドリフト量が大きいた
め、分解能を上げることができないという欠点がある。
In another conventional optical writing type spatial light modulator, the resolution is improved by forming the diodes 94 in a lattice shape in the optical writing layer, but there is a drawback that it is difficult to manufacture. is there. Further, when a diode is formed as the optical writing layer, it is difficult to reduce the thickness of the optical writing layer, and the amount of drift of the charge in the in-plane direction is large, so that the resolution cannot be increased.

【0013】また、光書込み層として光導電膜を用いる
場合でも、必要な内部抵抗変化を得るために、薄膜化す
ることにも限界があり、光導電膜の横方向の電荷のドリ
フトが生じ、分解能を上げることができないという欠点
がある。
Further, even when a photoconductive film is used as the optical writing layer, there is a limit to thinning the photoconductive film in order to obtain a necessary change in internal resistance. There is a disadvantage that the resolution cannot be increased.

【0014】従って本発明は、高分解能の光書込み型空
間光変調器の提供するものである。
Accordingly, the present invention provides a high resolution optical writing type spatial light modulator.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の空間光変調器
は、第1の基板と、該第1の基板上に形成された第1の
電極と、該第1の電極上に形成されており、情報を書込
むための光書込み層と、第2の基板と、該第2の基板上
に形成された第2の電極と、該第2の電極上に形成され
ており、前記光書込み層に書込まれた情報に応じて
を空間的に変調する変調層と、前記第1の電極と前記第
2の電極との間に電圧を印加した際に前記変調層内の
一部に局所的に電界を集中させる複数の突起部とを備え
た空間光変調器であって、前記突起部は、その界面の上
に積層される材料に対し、電気的に異なる物性を持つ材
料にて形成されたことを特徴とする
SUMMARY OF THE INVENTION A spatial light modulator according to the present invention .
It includes a first substrate, a first electrode formed on the first substrate, is formed on the first electrode, for writing information to the optical writing layer, the second A substrate, a second electrode formed on the second substrate , and spatial light formed spatially on the second electrode according to information written on the optical writing layer. modulation layer for modulating, when a voltage is applied between the first electrode and the second electrode, and a plurality of projections to focus localized electric field to a portion of the modulation layer
A spatial light modulator, wherein the protrusions are located above the interface.
Materials that have electrically different physical properties from the materials laminated
It is characterized by being formed with a material .

【0016】また、本発明の空間光変調器は、第1の基
板と、該第1の基板上に形成された第1の電極と、該第
1の電極上に形成されており、情報を書込むための光書
込み層と、第2の基板と、該第2の基板上に形成された
第2の電極と、該第2の電極上に形成されており、前記
光書込み層に書込まれた情報に応じて、光を空間的に変
調する変調層と、前記光書込み層中に分散されており、
前記第1の電極と前記第2の電極との間に電圧を印加し
た際に、前記変調層内の一部に局所的に電界を集中させ
る複数の微小粒子とを備えた空間光変調器であって、前
記微小粒子は、前記光書込み層の厚さに対し、約1/3
の粒径にて形成されたことを特徴とする
Further , the spatial light modulator of the present invention has a first
A plate, a first electrode formed on the first substrate,
Optical writing for writing information, formed on one electrode
Embedded layer, a second substrate, and a second substrate formed on the second substrate.
A second electrode, formed on the second electrode;
The light is spatially changed according to the information written in the optical writing layer.
A modulation layer to be modulated, and dispersed in the optical writing layer;
Applying a voltage between the first electrode and the second electrode
The electric field is locally concentrated in a part of the modulation layer.
A spatial light modulator comprising a plurality of microparticles,
The fine particles are about 約 of the thickness of the optical writing layer.
Characterized by having a particle size of

【0017】さらに、本発明の空間光変調器は、第1の
基板と、該第1の基板上に形成された第1の電極と、該
第1の電極上に形成されており、情報を書込むための光
書込み層と、第2の基板と、該第2の基板上に形成され
た第2の電極と、該第2の電極上に形成されており、前
記光書込み層に書込まれた情報に応じて、光を空間的に
変調する変調層と、前記変調層中に分散されており、前
記第1の電極と前記第2の電極との間に電圧を印加した
際に、前記変調層内の一部に局所的に電界を集中させる
複数の微小粒子とを備えた空間光変調器であって、前記
微小粒子は、前記変調層の厚さに対し、約1/3の粒径
にて形成されたことを特徴とする
Further, the spatial light modulator of the present invention has a first
A substrate; a first electrode formed on the first substrate;
Light for writing information formed on the first electrode
A writing layer, a second substrate, and a second substrate formed on the second substrate.
A second electrode formed on the second electrode;
According to the information written in the light writing layer, light is spatially
A modulation layer for modulating, dispersed in said modulation layer,
A voltage was applied between the first electrode and the second electrode.
In this case, an electric field is locally concentrated on a part of the modulation layer.
A spatial light modulator comprising a plurality of microparticles, wherein the
The fine particles have a particle size of about 1/3 of the thickness of the modulation layer.
It is characterized by being formed by .

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【0020】[0020]

【0021】[0021]

【0022】[0022]

【0023】[0023]

【0024】[0024]

【0025】[0025]

【作用】上記の構成において、第1の電極と第2の電極
との間に電圧を印加すると、局所的に電界を集中させる
べく設けられた複数の突起部、或いは微小粒子によっ
て、変調層内の一部に電界集中部が発生する。従って、
変調層に入射された光は電界集中部に沿って局所的に変
調を受けることになる。
In the above arrangement, when a voltage is applied between the first electrode and the second electrode, a plurality of projections or fine particles provided to locally concentrate the electric field cause > Then, an electric field concentration portion is generated in a part of the modulation layer. Therefore,
Light incident on the modulation layer is locally modulated along the electric field concentration portion.

【0026】[0026]

【実施例】以下、本発明による空間光変調器の実施例に
ついて、図面を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the spatial light modulator according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】図1は本発明に係る光書込み型空間光変調
器の断面図である。液晶分子を挟持するためのガラス基
板のうち光読み出し層側のガラス基板10には、表面に
ITO透明電極層11(導電体)、及び透明電極の法線
方向から、例えば約82°の入射角で一酸化珪素(Si
O)を斜方蒸着した配向薄膜12(絶縁体)が形成され
ている。また、光書込み側のガラス基板13上には、透
明電極14(導電体)、及び光導電膜15(半導体)
積層されている。光導電膜15には、約1.5μm厚の
アモルファスシリコン(−Si)層を用いることがで
きる。さらに光導電膜15上に、読み出し光が光導電膜
15に入射しないように、MgFとTiOとを交互
に3層積層した誘電体ミラー16を積層形成している。
さらに誘電体ミラー16上には、多数の金属突起部17
(導電体)をピッチ約2μm、高さ約0.5μmで形成
している。これらの金属突起部17は、電子ビーム蒸着
した金属薄膜をフォトエッチングすることによって作製
することができる。この金属としては、Al、Ni、C
r等を使用し得る。さらに、金属突起部17の法線方向
から、例えば約82°の入射角で一酸化珪素(SiO)
を斜方蒸着した配向薄膜18(絶縁体)が形成されてい
る。但し、誘電体ミラー16は本実施例の必須要素では
なく、誘電体ミラー16を形成せずに、光導電膜15上
に金属突起部17を直接形成しても良い。
FIG. 1 is a sectional view of an optical writing type spatial light modulator according to the present invention. The glass substrate 10 on the optical readout layer side of the glass substrate for holding the liquid crystal molecules has an ITO transparent electrode layer 11 (conductor) on its surface and an incident angle of about 82 ° from the normal direction of the transparent electrode. Silicon monoxide (Si
An oriented thin film 12 (insulator) is formed by obliquely depositing O). A transparent electrode 14 (conductor) and a photoconductive film 15 (semiconductor) are stacked on the glass substrate 13 on the optical writing side. For the photoconductive film 15, an amorphous silicon ( a- Si) layer having a thickness of about 1.5 μm can be used. Further, on the photoconductive film 15, the reading light is not to enter the photoconductive film 15 is formed and layered MgF 2 and TiO 2 and the dielectric mirror 16 for 3-layer laminated alternately.
Further, on the dielectric mirror 16, a large number of metal projections 17 are provided.
(Conductor) formed at a pitch of about 2 μm and a height of about 0.5 μm
It is. These metal projections 17 can be manufactured by photoetching a metal thin film deposited by electron beam. This metal includes Al, Ni, C
r or the like may be used. Further, silicon monoxide (SiO) is formed at an incident angle of, for example, about 82 ° from the normal direction of the metal projection 17.
Are formed obliquely to form an oriented thin film 18 (insulator) . However, the dielectric mirror 16 is not an essential element of the present embodiment, and the metal protrusion 17 may be formed directly on the photoconductive film 15 without forming the dielectric mirror 16.

【0028】上記のように作製されたこれらの透明基板
はその配向膜層側を対向させ、直径1.5μmのグラス
ファイバーを加えた接着剤よりなるスペーサを介して隙
間を制御、形成し、ネマティック液晶を挟持した液晶層
19を形成する。封入するネマティック液晶としては、
例えばメルク社のE44を用いることができる。また、液
晶層として、ネマティック液晶ではなく、強誘電性液晶
等を用いてもよい。また、液晶層として、基板に水平に
配向する液晶及び液晶配向膜を用いたが、基板に垂直に
配向する液晶及び液晶配向膜を用いてもよい。即ち、凹
凸表面に液晶を均一に配向させるためには、垂直配向の
液晶のほうが望ましい場合もある。尚、本実施例では変
調層、即ち液晶層19内に局所的に電界を集中させる手
段は金属突起部17に対応する。
These transparent substrates produced as described above have their alignment film layers facing each other, and the gap is controlled and formed via a spacer made of an adhesive containing glass fibers having a diameter of 1.5 μm. A liquid crystal layer 19 sandwiching liquid crystal is formed. As the nematic liquid crystal to be enclosed,
For example, E44 manufactured by Merck can be used. Further, instead of a nematic liquid crystal, a ferroelectric liquid crystal may be used as the liquid crystal layer. Further, as the liquid crystal layer, a liquid crystal and a liquid crystal alignment film which are horizontally aligned with the substrate are used, but a liquid crystal and a liquid crystal alignment film which is vertically aligned with the substrate may be used. That is, in order to uniformly align the liquid crystal on the uneven surface, vertically aligned liquid crystal may be more desirable. In this embodiment, the means for locally concentrating the electric field in the modulation layer, that is, the liquid crystal layer 19 corresponds to the metal projection 17.

【0029】ここで、上記金属突起部17の作製工程に
ついて図2及び図3を用いて説明する。図2は、誘電体
ミラー上に形成された多数の金属突起部17を模式的に
示す斜視図である。図に示すように金属突起部17は誘
電体ミラー上にマトリクス状に縦横に多数並べて形成さ
れる。
Here, the manufacturing process of the metal projection 17 will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a perspective view schematically showing a large number of metal protrusions 17 formed on the dielectric mirror. As shown in the figure, a large number of metal projections 17 are formed on the dielectric mirror in a matrix in a matrix.

【0030】図3(A)〜(D)は、エッチング法によ
る金属突起部17の一つの突起部の作製工程を示す説明
図である。まず、同図(A)に示すように光導電膜15
上に積層された誘電体ミラー16上に、さらに金属薄膜
17aを形成する。次に図3(B)に示すような円筒状
のレジストマスク20aをフォトエッチング法により形
成する。リアクティブイオンエッチング(RIE)法に
より、図3(C)に示すように金属薄膜17bを加工し
て、レジストマスクを除去すれば、図3(D)に示すよ
うな金属突起部17が形成できる。ここで、各金属突起
部は互いに電気的に分離されている。
FIGS. 3A to 3D are explanatory views showing a process of forming one projection of the metal projection 17 by the etching method. First, as shown in FIG.
On the dielectric mirror 16 laminated thereon, a metal thin film 17a is further formed. Next, a cylindrical resist mask 20a as shown in FIG. 3B is formed by photoetching. If the metal thin film 17b is processed by the reactive ion etching (RIE) method as shown in FIG. 3C and the resist mask is removed, the metal protrusion 17 as shown in FIG. 3D can be formed. . Here, the metal projections are electrically separated from each other.

【0031】尚、金属突起部17の作製方法としては、
必ずしも上記の方法によることはなく、結果的に電界を
集中できるような突起部を形成できればよい。
The method of manufacturing the metal projection 17 is as follows.
The method is not necessarily limited to the above-described method, and it suffices if a protrusion that can concentrate the electric field can be formed as a result.

【0032】図4に上記構成の空間光変調器の透明電極
11と透明電極14との間に電圧を印加して、矢印Aの
方向より局所的に書込み光を入射した場合における、金
属突起部17から透明電極11に到達する電界の電気力
線Bを示す。このように光導電膜15の横方向の電荷の
ドリフトによって生じた電界のにじみを、光導電膜15
と液晶層19との間に介在する金属突起部17の先端部
に再度集中することができる。従って、微小部分での液
晶を変調することができ、分解能を向上させることがで
きる。本実施例では、約500lp/mmの分解能を達
成することができた。
FIG. 4 shows a metal projection in the case where a voltage is applied between the transparent electrode 11 and the transparent electrode 14 of the spatial light modulator having the above-described configuration and writing light is locally incident from the direction of arrow A. The electric field line B of the electric field reaching the transparent electrode 11 from 17 is shown. The bleeding of the electric field caused by the drift of the charge in the lateral direction of the photoconductive film 15 is prevented by the photoconductive film 15.
And the liquid crystal layer 19 can concentrate again on the tip of the metal projection 17 interposed between the metal projection 19 and the liquid crystal layer 19. Therefore, it is possible to modulate the liquid crystal in the minute portion, and it is possible to improve the resolution. In this embodiment, a resolution of about 500 lp / mm was able to be achieved.

【0033】次に、本発明による空間光変調器の他の実
施例について、図面を参照して説明する。
Next, another embodiment of the spatial light modulator according to the present invention will be described with reference to the drawings.

【0034】図5は本発明に係る光書込み型空間光変調
器の第2の実施例の断面図である。図5に示した空間光
変調器は、局所的に電界を集中させる手段として光導電
膜35に多数の微小突起部35aを形成したものであ
る。これらの突起部35aも上記した第1の実施例の金
属突起部と同様な作製手順により光導電膜35をエッチ
ングして形成できる。この場合、光導電膜の面内方向の
抵抗は非常に大きいため、各突起部は互いに分離されて
いる必要はない。
FIG. 5 is a sectional view of a second embodiment of the optical writing type spatial light modulator according to the present invention. In the spatial light modulator shown in FIG. 5, a large number of minute projections 35a are formed on a photoconductive film 35 as a means for locally concentrating an electric field. These projections 35a can also be formed by etching the photoconductive film 35 by the same manufacturing procedure as that of the metal projection of the first embodiment. In this case, since the resistance in the in-plane direction of the photoconductive film is very large, the projections need not be separated from each other.

【0035】本実施例においても、光導電膜35の横方
向の電界のドリフトによって生じた電界のにじみを、光
導電膜35に形成した突起部35aの先端部に集中する
ことができる。従って、液晶層37の微小部分での液晶
を変調することができ、分解能を向上させることができ
る。
Also in this embodiment, the bleeding of the electric field caused by the drift of the electric field in the photoconductive film 35 in the horizontal direction can be concentrated on the tip of the projection 35a formed on the photoconductive film 35. Therefore, the liquid crystal in the minute portion of the liquid crystal layer 37 can be modulated, and the resolution can be improved.

【0036】図6は本発明に係る光書込み型空間光変調
器の第3の実施例の断面図である。図6に示した空間光
変調器は、局所的に電界を集中させる手段として透明電
極44に多数の微小突起部44aを形成したものであ
る。これら突起部44aも上記した第1の実施例の金属
突起部と同様な作製手順により、透明電極44をエッチ
ングして形成できる。また、これらの突起部44aを基
板43を直接エッチングすることによって形成してもよ
い。また、透明電極44上に多数の微小な金属突起部を
形成してもよい。
FIG. 6 is a sectional view of a third embodiment of the optical writing type spatial light modulator according to the present invention. In the spatial light modulator shown in FIG. 6, a large number of minute projections 44a are formed on a transparent electrode 44 as means for locally concentrating an electric field. These projections 44a can also be formed by etching the transparent electrode 44 by the same manufacturing procedure as that of the metal projection of the first embodiment. Further, these protrusions 44a may be formed by directly etching the substrate 43. Further, a number of minute metal projections may be formed on the transparent electrode 44.

【0037】本実施例においても、透明電極44に形成
した突起部44aの先端部に電界を集中させることによ
り、光導電膜45の横方向の電荷のドリフトを減少する
ことができる。従って、液晶層48の微小部分での液晶
を変調することができ、分解能を向上させることができ
る。
Also in this embodiment, by concentrating the electric field on the tip of the protrusion 44a formed on the transparent electrode 44, the drift of the charge in the lateral direction of the photoconductive film 45 can be reduced. Therefore, the liquid crystal in a minute portion of the liquid crystal layer 48 can be modulated, and the resolution can be improved.

【0038】図7は本発明に係る光書込み型空間光変調
器の第4の実施例の断面図である。図7に示した空間光
変調器は、局所的に電界を集中させる手段として透明電
極51に多数の微小突起部51aを形成したものであ
る。これら突起部51aも上記した第1の実施例の金属
突起部と同様な作製手順により、透明電極51をエッチ
ングして形成できる。また、これらの突起部51aを基
板50を直接エッチングすることによって形成してもよ
い。また、透明電極51上に多数の微小な金属突起部を
形成してもよい。
FIG. 7 is a sectional view of a fourth embodiment of the optical writing type spatial light modulator according to the present invention. The spatial light modulator shown in FIG. 7 is one in which a number of minute projections 51a are formed on a transparent electrode 51 as a means for locally concentrating an electric field. These projections 51a can also be formed by etching the transparent electrode 51 by the same manufacturing procedure as that of the metal projection of the first embodiment. Further, these protrusions 51a may be formed by directly etching the substrate 50. Further, a number of minute metal projections may be formed on the transparent electrode 51.

【0039】本実施例においても、透明電極51の横方
向の電荷のドリフトによって生じた電界のにじみを、透
明電極51に形成した突起部51aの先端部に集中させ
ることができる。従って、液晶層58の微小部分での液
晶を変調することができ、分解能を向上させることがで
きる。
Also in the present embodiment, the bleeding of the electric field caused by the drift of the electric charge in the lateral direction of the transparent electrode 51 can be concentrated on the tip of the projection 51a formed on the transparent electrode 51. Therefore, the liquid crystal can be modulated in the minute portion of the liquid crystal layer 58, and the resolution can be improved.

【0040】図8は本発明に係る光書込み型空間光変調
器の第5の実施例の断面図である。図8に示した空間光
変調器は、局所的に電界を集中させる手段として光導電
膜65に多数の金属微小粒子66を分散したものであ
る。これら金属微小粒子66の大きさは、例えば、約
0.5μm程度である。また、これらの微小粒子として
は、金属以外に半導体又は誘電体(強誘電体)を用いて
もよい。
FIG. 8 is a sectional view of a fifth embodiment of the optical writing type spatial light modulator according to the present invention. The spatial light modulator shown in FIG. 8 is obtained by dispersing a large number of metal fine particles 66 in a photoconductive film 65 as a means for locally concentrating an electric field. The size of these metal microparticles 66 is, for example, about 0.5 μm. In addition, semiconductors or dielectrics (ferroelectrics) other than metals may be used as these fine particles.

【0041】本実施例においても、透明電極64の横方
向の電荷のドリフトによって生じた電界のにじみを、光
導電膜65に分散した金属微粒子66に集中させること
ができる。従って、液晶層69の微小部分での液晶を変
調することができ、分解能を向上させることができる。
Also in the present embodiment, the bleeding of the electric field caused by the drift of the electric charge in the lateral direction of the transparent electrode 64 can be concentrated on the metal fine particles 66 dispersed in the photoconductive film 65. Therefore, the liquid crystal in the minute portion of the liquid crystal layer 69 can be modulated, and the resolution can be improved.

【0042】図9は本発明に係る光書込み型空間光変調
器の第6の実施例の断面図である。図9に示した空間光
変調器は、局所的に電界を集中させる手段として液晶層
78に多数の金属微小粒子79を分散したものである。
これら金属微小粒子79の大きさは、例えば約0.5μ
m程度である。また、これらの微小粒子としては、金属
以外に半導体又は誘電体(強誘電体)を用いてもよい。
FIG. 9 is a sectional view of a sixth embodiment of the optical writing type spatial light modulator according to the present invention. In the spatial light modulator shown in FIG. 9, a large number of metal fine particles 79 are dispersed in a liquid crystal layer 78 as means for locally concentrating an electric field.
The size of these metal microparticles 79 is, for example, about 0.5 μm.
m. In addition, semiconductors or dielectrics (ferroelectrics) other than metals may be used as these fine particles.

【0043】本実施例においても、透明電極75の横方
向の電荷のドリフトによって生じた電界のにじみを、液
晶層78に分散した金属微粒子79に集中させることが
できる。従って、液晶層78の微小部分での液晶を変調
することができ、分解能を向上させることができる。
Also in the present embodiment, the bleeding of the electric field caused by the drift of the electric charge in the horizontal direction of the transparent electrode 75 can be concentrated on the metal fine particles 79 dispersed in the liquid crystal layer 78. Therefore, the liquid crystal in the minute portion of the liquid crystal layer 78 can be modulated, and the resolution can be improved.

【0044】また、上記の実施例において、35a、4
4a、及び51aの突起部は円錐状で先端部は点形状で
あったが、三角柱を横にしたような鞍型の線形状の先端
部を用いてもよい。
In the above embodiment, 35a, 4a
Although the projections of 4a and 51a are conical and the tip is point-shaped, a saddle-shaped linear tip like a triangular prism may be used.

【0045】また、微小な突起部を形成する材料は、特
に金属である必要はなく、電界を集中できる微細加工し
やすい材料を選定してもよい。
The material for forming the minute projections does not need to be a metal, but may be a material which can concentrate the electric field and is easily processed finely.

【0046】さらに、上記実施例を組合せて用いること
により、効果的に空間光変調器の分解能を向上させるこ
とも可能である。
Furthermore, by using the above embodiments in combination, it is possible to effectively improve the resolution of the spatial light modulator.

【0047】[0047]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
る空間光変調器は、第1の電極と第2の電極との間に電
圧を印加すると、複数の突起部、或いは微小粒子によっ
て、変調層内の一部に電界集中部を発生させることがで
きるので、電界をより効率的に集中させて電界集中部で
の局所的な変調を行うことができ、空間光変調器の分解
能を向上させることが可能であると共に、容易に製造す
ることが可能である。
As described in detail above, the spatial light modulator according to the present invention has a voltage between the first electrode and the second electrode.
When pressure is applied, multiple protrusions or fine particles
Therefore, an electric field concentration portion can be generated in a part of the modulation layer.
As a result , the electric field can be concentrated more efficiently and local modulation can be performed at the electric field concentration part, so that the resolution of the spatial light modulator can be improved and it can be easily manufactured. It is.

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

【図1】本発明に係わる光書込み型空間光変調器の第1
の実施例の断面図である。
FIG. 1 shows a first embodiment of an optical writing type spatial light modulator according to the present invention.
It is sectional drawing of the Example of FIG.

【図2】図1に示す光書込み型空間光変調器の多数の微
小金属突起部を模式的に示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a large number of small metal projections of the optical writing type spatial light modulator shown in FIG.

【図3】図1に示す光書込み型空間光変調器の金属突起
部を作製する工程を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing a metal protrusion of the optical writing type spatial light modulator shown in FIG.

【図4】図1に示す光書込み型空間光変調器において電
界が突起部の先端部に集中することを説明する模式図で
ある。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating that an electric field concentrates on a tip end of a protrusion in the optical writing type spatial light modulator shown in FIG. 1;

【図5】本発明に係わる光書込み型空間光変調器の第2
の実施例の断面図である。
FIG. 5 shows a second embodiment of the optical writing type spatial light modulator according to the present invention.
It is sectional drawing of the Example of FIG.

【図6】本発明に係わる光書込み型空間光変調器の第3
の実施例の断面図である。
FIG. 6 shows a third example of the optical writing type spatial light modulator according to the present invention.
It is sectional drawing of the Example of FIG.

【図7】本発明に係わる光書込み型空間光変調器の第4
の実施例の断面図である。
FIG. 7 shows a fourth embodiment of the optical writing type spatial light modulator according to the present invention.
It is sectional drawing of the Example of FIG.

【図8】本発明に係わる光書込み型空間光変調器の第5
の実施例の断面図である。
FIG. 8 shows a fifth example of the optical writing type spatial light modulator according to the present invention.
It is sectional drawing of the Example of FIG.

【図9】本発明に係わる光書込み型空間光変調器の第6
の実施例の断面図である。
FIG. 9 shows a sixth embodiment of the optical writing type spatial light modulator according to the present invention.
It is sectional drawing of the Example of FIG.

【図10】従来の光書込み型空間光変調器の断面図であ
る。
FIG. 10 is a sectional view of a conventional optical writing type spatial light modulator.

【図11】従来の他の型式の光書込み型空間光変調器の
断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view of another type of conventional optical writing type spatial light modulator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、13 ガラス基板 11、14 透明電極 12、18 液晶配向膜層 15 光導電膜 16 誘電体ミラー 17 金属突起部 19 液晶層 10, 13 Glass substrate 11, 14 Transparent electrode 12, 18 Liquid crystal alignment film layer 15 Photoconductive film 16 Dielectric mirror 17 Metal protrusion 19 Liquid crystal layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東條 行雄 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 徳丸 照高 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−240192(JP,A) 特開 平2−93519(JP,A) 特表 平2−501095(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/135 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yukio Tojo 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Sharp Corporation (72) Inventor Terutaka Tokumaru 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Sharp shares In-company (56) References JP-A-2-240192 (JP, A) JP-A-2-93519 (JP, A) JP-T-2-501095 (JP, A) (58) Fields studied (Int. . 7, DB name) G02F 1/135

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1の基板と、 該第1の基板上に形成された第1の電極と、 該第1の電極上に形成されており、情報を書込むための
光書込み層と、 第2の基板と、 該第2の基板上に形成された第2の電極と、 該第2の電極上に形成されており、前記光書込み層に書
込まれた情報に応じて光を空間的に変調する変調層
と、 前記第1の電極と前記第2の電極との間に電圧を印加し
た際に前記変調層内の一部に局所的に電界を集中させ
複数の突起部とを備えた空間光変調器であって、 前記突起部は、その界面の上に積層される材料に対し、
電気的に異なる物性を持つ材料にて形成された ことを特
徴とする空間光変調器。
A first substrate; a first electrode formed on the first substrate; an optical writing layer formed on the first electrode for writing information; a second substrate, a second electrode formed on the substrate of the second, is formed on the second electrode, according to the written information in the optical writing layer, the light a modulation layer that spatially modulated, when a voltage is applied between the first electrode and the second electrode, a plurality of concentrating localized electric field to a portion of the modulation layer protrusion A spatial light modulator comprising:
A spatial light modulator formed of materials having electrically different physical properties .
【請求項2】 前記突起部は、前記光書込み層と前記変
調層との間に設けられていることを特徴とする請求項1
に記載の空間光変調器。
2. The device according to claim 1, wherein the protrusion is provided between the optical writing layer and the modulation layer.
3. A spatial light modulator according to claim 1.
【請求項3】 前記突起部は、前記光書込み層に形成さ
ていることを特徴とする請求項1に記載の空間光変調
器。
Wherein the protrusions spatial light modulator according to claim 1, characterized in that it is formed on the optical writing layer.
【請求項4】 前記突起部は、前記前記第1の基板と前
記光書込み層との間に設けられていることを特徴とする
請求項1に記載の空間光変調器。
4. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the protrusion is provided between the first substrate and the optical writing layer.
【請求項5】 前記突起部は、前記前記第2の基板と前
記変調層との間に設けられていることを特徴とする請求
項1に記載の空間光変調器。
5. The method according to claim 1, wherein the protruding portion is in front of the second substrate.
2. The spatial light modulator according to claim 1, wherein the spatial light modulator is provided between the spatial light modulator and the modulation layer .
【請求項6】 第1の基板と、 該第1の基板上に形成された第1の電極と、 該第1の電極上に形成されており、情報を書込むための
光書込み層と、 第2の基板と、 該第2の基板上に形成された第2の電極と、 該第2の電極上に形成されており、前記光書込み層に書
込まれた情報に応じて、光を空間的に変調する変調層
と、 前記光書込み層中に分散されており、前記第1の電極と
前記第2の電極との間 に電圧を印加した際に、前記変調
層内の一部に局所的に電界を集中させる複数の微小粒子
とを備えた空間光変調器であって、 前記微小粒子は、前記光書込み層の厚さに対し、約1/
3の粒径にて形成された ことを特徴とする空間光変調
器。
6. A first substrate, a first electrode formed on the first substrate, and a first electrode formed on the first electrode for writing information.
An optical writing layer; a second substrate; a second electrode formed on the second substrate; and a second electrode formed on the second electrode.
Modulation layer that spatially modulates light according to the information entered
And dispersed in the optical writing layer, and the first electrode
When a voltage is applied between the second electrode and the second electrode, the modulation
Multiple microparticles that concentrate the electric field locally on a part of the layer
A spatial light modulator comprising: the microparticles having a thickness of about 1 /
Spatial light modulator you characterized in that it is formed by 3 particle size.
【請求項7】 第1の基板と、 該第1の基板上に形成された第1の電極と、 該第1の電極上に形成されており、情報を書込むための
光書込み層と、 第2の基板と、 該第2の基板上に形成された第2の電極と、 該第2の電極上に形成されており、前記光書込み層に書
込まれた情報に応じて、光を空間的に変調する変調層
と、 前記変調層中に分散されており、前記第1の電極と前記
第2の電極との間に電圧を印加した際に、前記変調層内
の一部に局所的に電界を集中させる複数の微小粒子とを
備えた空間光変調器であって、 前記微小粒子は、前記変調層の厚さに対し、約1/3の
粒径にて形成された ことを特徴とする空間光変調器。
7. A first substrate, a first electrode formed on the first substrate, and a first electrode formed on the first electrode for writing information.
An optical writing layer; a second substrate; a second electrode formed on the second substrate; and a second electrode formed on the second electrode.
Modulation layer that spatially modulates light according to the information entered
And dispersed in the modulation layer, the first electrode and the
When a voltage is applied between the modulation layer and the second electrode,
A plurality of fine particles that concentrate the electric field locally on a part of
A spatial light modulator, wherein the fine particles have a thickness of about 1/3 of a thickness of the modulation layer.
Spatial light modulator you characterized in that it is formed by the particle size.
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