JPH01142619A - 電気光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、強誘電液晶を利用した光学的な通信、記録
２表示に利用できる電気光学装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、強誘電液晶を利用した表示装置は公知である。こ
れは強誘電液晶に電界を印加し、偏光方向を変えること
によって検光子の通過または阻止を行わせるものである
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記従来の表示装置では、光信号を偏光に変
換し、かつ直線偏光から円偏光へ、あるいは右円偏光か
ら左円偏光へ高速でスイッチングさせろことができず、
また、微小面積のものから大面積のものまで対応させる
ことができず、工業的にも不適当であるという問題点が
あった。

この発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
ので、簡単な構成によって通信あるいは表示を行いうる
電気光学装置を提供することを目的とずろ、１ 〔間（１）点を解決するための手段〕 この発明にかかる電気光学装置は、二色性色素を含む強
誘電液晶を透明電極付きの透明基板間に挾持し、二色性
色素の吸収軸方向の異なる２つの状態間をスイ・フチン
グする強誘電液晶セルと、この強誘電液晶セルの一面に
直線位相変換子を、他面に通信素子や表示素子のような
情報発生素子をそれぞれ対向配置したものである。

〔作用〕

この発明においては、情報発生素子から発した光情報は
、強誘電液晶セルに入力される。強誘電液晶セルはそれ
を構成している二色性色素の吸収軸方向が異なる２つの
状態間に高速度でスイ・ソチングされているので、強誘
電ｎｌ晶セルに人力された光情報は、二色性色素の吸収
軸に対１７て垂直な直線偏光に変換されながらその偏光
軸が高速度でスイッチングされる。その後、強請＝　２
ｉ晶セルからの光は２つの状態の直線偏光となって直線
位相変換子に入力され、スイッチングに応じて左右の円
輪光または楕円偏光等となって出力されろ。

〔実施例〕

以下、乙の発明を図面について説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す模式的な断面図であ
る。この図において、１０は情報発生素子で、信号素子
または表示素子であり、信号素子の例としては船舶間に
おけろ光通信に使用する点滅光源が、また、表示素子と
してはＣＲＴのようなものをあげることができろ。２０
は強誘電液晶セルで、透明基板２１．２２と、これら透
明基板２１．２２に設けた透明電極２３．２４と、例え
ば黒色のような二色性色素２５および液晶分子２６とか
らなる強誘電液晶２７とからなる。３０は直線位相変換
子である。また、４０はスイッチング手段で、直流電源
４１．４２と切換スイッチ４３とで構成される。

第２図はこの発明の原理を示す模式図であり、第１図と
同一符号は同一部分を示し、２８は前記強誘電液晶セル
２０の配向方向、つまりカイラルスメクチック液晶本来
のラセン軸の方向またはスメクチ・ツク液晶層の層法線
の方向を意味する。２９ｖと２９［（は色素吸収軸の方
向、θは前記配向方向２８に対する色素吸収軸の傾き角
である。また、３１は前記直線位相変換子３ｏの光学軸
、３２Ｖおよび３２Ｈは前記直線位相変換子３０に入射
する直線偏光の偏光方向、■は前記直線位相変換子３０
の光学軸３１に対する偏光の入射角で、入射直線偏光の
偏光方向と＠線位相変換子３ｏの光学軸３１このなす角
度である。３３は前記直線位相変換子３０からの出射光
を示す。

この第２図を参照しながら、第１図の実施例の動作につ
いて説明する。

強誘電液晶セル２ｏの二色性色素２５の吸収軸は、切換
スイッチ４３の切換えによって、第２図に示すように、
傾き角θに応じて配向方向２８を中心として±θの方向
に高速度でスイ・ソチングさせることができるため、情
報発生素子１０からの光を色素吸収軸に対して垂直な直
線偏光に変換し、その偏光軸を高速度でスイッチングさ
せろことができる。

このようにして、強誘電液晶セル２ｏからの光は、直線
偏光の偏光方向３２Ｖまたは３２１）となって直線位相
変換子３０に入射する。

直線位相変換子３０は、その固有のりターダンス（位相
差）および光学軸３１に対する偏光の入射角０に応１し
て円偏光、楕円偏光または直線偏光となるが、直線位相
変換子３０が１７４波長板の場合は、入射角■が＋４５
°または一４５°で左円偏光または左円偏光に変換され
、これ以外の角度では楕円偏光または直線偏光となる。

したがって、配向方向２８と直線位相変換子３０の光学
軸３１が平行または直交するように構成することにより
、傾き角θが４５°である場合は入射角■が＋４５’ま
たは一４５°となるため、直線位相変換子３０として１
／４波長板を用いることにより、情報発生素子１０から
の光は強誘電ｌ良品セル２０のスイッチングに応じて左
右の円偏光にスイッチングされた出射光３３となる。ま
た、直線位相変換子３０の光学１）ｉ１）１３１に対す
る偏光の入射角■が０９また９０゛′の場合は直線偏光
の状態が保たれろ。

したがって、強誘電液晶セル２ｏの色素吸収軸の方向２
９Ｖ、２９Ｈの２つの状態のいずれか一方と直線位相変
換子３０の光学軸３１が平行または直交する場合は、情
報発生素子１０からの光は強誘電液晶セル２０のスイッ
チングに応じて直線偏光と円偏光または楕円偏光の出射
光３３となるっこの場合、傾き角θが２２．５°ｒあり
、直線位相変換子３０が１／４波長板であれば、入射角
■はＯｏまたは９０°、および＋４５°または一４５°
となるため、情報発生素子１０からの光ば強誘電液晶セ
ルのスイ・ソチングに応じて直線偏光と円偏光にスイッ
チングされる。

この発明に使用する強誘電液晶セル２０は、ポリイミド
などの配向膜を有してもよい透明電極２３．２４を付け
た透明基板２１，２２を電極面が対向するように構成さ
れたセルに、アゾ系、アントラキノン系など二色性色素
を含有するエステル系、ビフェニル系、ピリミジン系な
どの強誘電液晶２７を封入、配向させたものであり、メ
モリ性を有していても有していなくともよい。そして、
乙の発明の強誘電液晶セル２０の色素吸収軸の方向２９
Ｖ、２９Ｈの傾き角θは４５°または２２゜５°である
ことが好ま１ノい。

また、強誘電液晶セル２ｏは紫外線吸収層、ハードコー
トなどの保護層を有してもよく、反射防市加工などの光
学特性を改善するための加工が施されてもよい。

さらに、乙の発明に用いられる直線位相変換子３ｏとし
ては（２ｎ　＋１　）λ／４（ｎ＝ｏ、１，２゜、λ：
波長）の位相差が生（′／ろものがあげられるが、特に
１７４波長板が好ましい。より具体的には、フレネルプ
リズム、ムーニープリズムまたは複屈折性の無機材料（
雲母、水晶板など）または有機材料（液晶、ポリビニル
アルコールなど）からなる無色または有色のものを使用
できる。

また、この発明に用いられる情報発生素子１゜としては
、点滅、輝度変化または波長変化がｆｉｆ能なものであ
れば各種のものが使用できる。すなわち、船舶の通信な
どに使用されろ投光器に機械的なシャ・ツタを付加した
ものから、電気的点滅が可能なものとしては、発光ダイ
オード、レーザダイオードなどの発光素子、ざらにζよ
高密度の光信号装置であるＣＲＴなどの表示素子があげ
られる。

なお、乙の発明では、強誘電液晶セル２０と情報発生素
子１０この中間に光ファイバなどの光伝達のための光学
系、あるいはレンズなどの縮小。

拡大のための光学系、あるいは各種ミラーなどの光学系
が介在してもよい。また、スイッチング手段４０の切換
スイッチ４３は電子的に高速にスイッチングできるもの
を用いるのがよい。。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、二色性色素を含む強誘
電液晶を透明電極付きの透明基板間に挾持し、二色性色
素の吸収軸方向の異なる２つの状態間にスイッチングす
る強誘電液晶セルと、この強誘電液晶セルの一面に直線
位相変換子を、他面に情報発生素子をそれぞれ対向配置
したので、マイクロ秒単位の高速度で情報発生素子から
の光をスイッチングさせることができ、そのために情報
発生素子の信号の内容に応じて偏光をスイッチングさせ
て信号の多重化ないし変調を高速度で実現できる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す模式的な断面図、第
２図はこの発明の詳細な説明するための模式図である。 図中、１０は情報発生素子、２０は強誘電液晶セル、２
１．２２は透明基板、２３．２４ζよ透明電極、２５は
二色性色素、２６は液晶分子、２７は強誘電液晶、３０
は直線位相変換子、４０はスイッチング手段である。 第１図 第２図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）二色性色素を含む強誘電液晶を透明電極付きの透
   明基板間に挾持し、前記二色性色素の吸収軸方向の異な
   る２つの状態間をスイッチングする強誘電液晶セルと、
   この強誘電液晶セルの一面に直線位相変換子を、他面に
   情報発生素子をそれぞれ対向配置したことを特徴とする
   電気光学装置。
2. （２）強誘電液晶セルの配向方向と直線位相変換子の光
   学軸が平行していることを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項記載の電気光学装置。
3. （３）強誘電液晶セルの配向方向と直線位相変換子の光
   学軸が直交していることを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項記載の電気光学装置。
4. （４）二色性色素を含む強誘電液晶セルの吸収軸の傾き
   角が４５°であることを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項記載の電気光学装置。
5. （５）二色性色素を含む強誘電液晶セルの吸収軸の傾き
   角が２２．５°であることを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載の電気光学装置。
6. （６）強誘電液晶セルの色素吸収軸の方向の２つの状態
   のいずれか一方と直線位相変換子の光学軸が平行してい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の電
   気光学装置。
7. （７）強誘電液晶セルの色素吸収軸の方向の２つの状態
   のいずれか一方と直線位相変換子の光学軸が直交してい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の電
   気光学装置。
8. （８）二色性色素が黒色であることを特徴とする特許請
   求の範囲第（１）項記載の電気光学装置。
9. （９）直線位相変換子は、１／４波長板であることを特
   徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の電気光学装置
   。