JPH0317618A - 光書込型液晶ライトバルブの光書込み駆動方法 - 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〕 本発明は、光プリンタの中間記録媒体．画像表示装置５
光シャッタ，画像処理装置．光情報処理システムに応用
される、強誘電性液晶を用いた光書込型液晶ライトバル
ブの光書込み駆動方法に関するものである． 〔発明の概要〕 本発明は、暗時には高抵抗率、光照射時には高い導電率
を示す高感度な光導電層と、双安定外を有する強誘電性
液晶とを組み合わせた光書込型液晶ライトバルブの光書
込み駆動方法に関するものである． 一酸化珪素を基板の方線方向に対して、７５度から８５
度の範囲の角度で斜方蒸着した液晶配向膜は、配向膜の
表面エネルギー（特に極性或分エネルギー〉が小さく液
晶分子と強い結合を持たない為に界面の束縛力が弱い。

又、液晶分子に対して約ｌＯ度から３０度のプレティル
ト角を与える為に、均一な液晶分子配列を与える事がで
き、印加電圧に対して表面反転を伴う分子配列変化を起
こす為、結果的に双安定性を発現する事ができる。

この様な特性を有する光書込型液晶ライトハルブを直流
バイアス電圧だけを用いて駆動すると、経時的に、液晶
配向膜近傍の分子配列がこわれ、印加電圧に対して応答
しにくくなる。いわゆるＤＣ欠陥が発生し、コントラス
トを損なうという間覇を有していた。

本発明では、この様な光書込型強誘電性液晶ライトバル
ブを用いて光書込みを行う場合、先ず１００　１ｆｚか
ら１ｋＨｚの範囲の交流を重畳した。液晶ライトバルブ
の閾値電圧よりも十分に大きい直流バイアス電圧を印加
する事により液晶分子のダイレクタを全面均一に配列保
持させる第１の工程を経た後、第１の工程とは逆極性で
且つ暗時には閾｛ｒ−電圧以下であり、光照射時には閾
値電圧以下となる直流バイアス電圧或いは１００　Ｈｚ
　”　１　ｋ　ｔｌｚの範囲の交流を重畳した直流バイ
アス電圧を印加しながらレーザビームやＬＥＤハロゲン
光等の光照射による画像書込みを行う第２の工程を採用
する事により、１回の高速なビーム走査或いは露光を行
う事によって画像情報を書込み且つ保持できる極めて高
速、高精細で、ＤＣ欠陥のない高コントラスト，高イ３
頼性の光書込型液品ライトバルブを提供するものである
。

光導電層としては特に、ライトバルブ作或時の温度（〜
２００℃）に対し安定で、暗時の抵抗率が高く、光照射
時の光導電率の大きな水素化アモルファスシリコン（ａ
−Ｓｉ：Ｈ）等が良好な特性を与える。

本発明によるライトバルブを用いる事により、高精細な
画像表示が可能であり、書込み速度も速く動画表示可能
な光書込型画像投射装置を提供する事ができる。又、Ｒ
−Ｇ−Ｂ３色分の画像を書込む液晶ライトバルブを用意
し、書込み後３色の画像をスクリーン上に投射合戒する
事により、フルカラーの画像投射装置を実現する事も可
能とな〔従来の技術〕 槌来から光書込み型液晶ライトバルブは、アドレソシン
グ法や使用する液晶の表示モード等に様々な検討が重ね
られてきている。中でもツイストネマティソクモードや
、電界制御複屈折モードと光導電膜を組み合わせた液晶
ライトバルブはほぼ実用レヘルに近い特性を有しており
、光情報処理用インコヒーレント・コヒーレントｉｔａ
ｈ．等ニ用いられてきている。しかしながらこれらのモ
ードでは書込み像のメモリ性は無く、書込み光を取り去
ると像は消滅してしまう。レーザ光等のビームスポット
でデジタル的に書込む場合も、書込み部分の像の保持時
間が短い為解像度を上げる事が出来ず、高解像度の大両
面ディスプレーを得ようとすると、全く同し箇所を高速
に何度も重ね書きする必要があり、その為の超高速，超
高精度なレーザスキャナ及び超高感度の光導電膜の開発
が不可欠となり、これを実現するのは極めて困難な事で
ある．コレステリソクーネマティック相転移モードと光
導電膜を組み合わせたものは、メモリ性は有するが、書
込み速度が遅く、コントラストが低いという欠点を有し
ていた。

近年では、高速応答，メモリ性，高コントラスト広視野
角等優れた特性を発現できる可能性のある強誘電性液晶
に着目し、強誘電性液晶と光導電膜とを組み合わせた光
書込型液品ライトバルブが活発に研究されるようになっ
てきた．〔発明が解決しようとする課題〕 上記、光書込型強誘電性液晶ライトバルブを実現する為
には、均一な配向制御を行い、光反射率と印加電圧の間
に明確な双安定メモリ性を発現させる事が必要不可欠な
要件である。双安定メモリ性は、液晶材料と配向膜との
相互作用により大きく作用される。ＴＮやＳＴＮ等で用
いられているようなボリイ逅ドをラビング処理した配向
膜では、一応の双安定は得られるものの、ツイスト状態
をとる為、十分大きなコントラストを得る事ができない
。一酸化珪素（Ｓ　ｉ　Ｏ）を透明基板の法線方向に対
し７５度から８５度の角度になるように斜方蒸着した膜
を用いると、かなりはっきりとした双安定性が観察され
るが、そのヒステリシス幅は極めて小さく不安定であり
、直流成分だけの電圧印加では、表面配向層が乱れて液
晶分子が応答できなくなる、いわゆるＤＣ欠陥が発生し
、著しくコントラストを低下させてしまう．或いは１ｉ
極部での液晶分子の電気分解等による劣化が発生し信頼
性をｔ員なうという問題を有していた． 〔課題を解決するための手段〕 上記問題を解決する為に、本発明は液晶配向膜として基
板の法線方向に対し７５度から８５度の範囲の角度でー
．酸化珪素を斜方蒸着した膜を用いて強誘電性液晶ライ
トバルブに対し、双安定性を与え、更に光書込みを行う
際に１００　ＨｚからｌｋＨｚの範囲の交流を重畳した
。液晶ライトバルブの閾（ｉＩ？！圧より十分大きな直
流バイアス電圧を印加して液晶分子を配列保持させる第
１の工程を行い、次いで第１の工程とは逆極性で且つ書
込み光を照射しない時は閾値電圧以下であり、光書込み
時には閾値電圧以上となる．　１００　Ｈｚから１ｋＨ
ｚの交流を重畳した直流バイアス電圧を印加しながら書
込み光を照射する事によって、双安定性を向上させ、更
にはＤＣ欠陥の発生のない、十分高いコントラストを有
する光書込型液晶ライトバルブを実現する事ができる。

〔作用〕

前記配向膜と強誘電性液晶組戒物の組み合わせにより、
適正なプレティルト角を与えるため強誘電性液晶分子の
ダイレクタを均一に配列することができる．また、配向
ＩＩＩ層表面と界面の強誘電性液晶分子の相互作用が小
さいため表面まで反転が起こるので、双安定性を有し、
コーン角も広くとる事ができるのでコントラスト比も大
きくとる事ができる． この様にして双安定性を有する強誘電性液晶層と光導電
層とを組み合わせて作威した光書込型液品ライトバルブ
において、一度ライトバルブ全面を光照射し、明時の閾
｛ｔｌ！電圧よりも十分に高い１００Ｈｚ．から１ｋＨ
ｚの交流を重畳した直流バイアス電圧を印加して強誘電
性液晶を一方向の安定状態迄揃えその状態をメモリさせ
る。もしくは光照射無しで、暗時の閾値電圧よりも十分
に高い１００　Ｈｚから１ｋＨｚの交流を重畳した直流
バイアス電圧を印加して強誘電性液晶を一方向の安定状
態迄揃えその状態をメモリさせる。

第１の工程を経た後に、光照射無しで、暗時には閾値電
圧以下であり、光照射には閾値電圧以上となる逆極性の
１００　ＨｚからｌｋＨｚ交流を重畳した直流バイアス
電圧を印加しながら、レーザー光等によって光書込みを
する第２の工程を行う．これにより光照射を受けた領域
の光導電層にはキャリアが発生し、発生したキャリアは
直流バイアス電圧により電界方向にドリフトし、その結
果、光導電層の抵抗が下がり、光照射が行われた領域に
は閾｛ａｔ圧以上の逆極性のバイアス電圧が印加され、
自発分極の反転に伴う分子の反転が起こり、もう一方の
安定状態にメモリされる事になる。このようにして形成
された画像は、第ｌの工程によって揃えられた液晶分子
の方向（又はそれと直角方　・向）に偏光軸を合わせた
直線偏光の投影光の照射及び反射層による反射光の偏光
方向に対し、偏光軸が直交（又は平行）するように配置
された検光子を通した投影により、スクリーン上に読み
出す事ができる。

この様な駆動によれば、ＤＣ欠陥が発生セす、全面均一
で高コントラスト高信頼性の光書Δみ像を得る事が出来
る． 又、前記第２の工程終了後、再び極性を反転させ、暗時
の閾値電圧以下であり明時の閾値電圧以上の１００　Ｉ
ｌｚから１ｋＨｚの交流を重畳した直流バイアス電圧を
印加しながら光照射を行う事により、部分消去（部分書
込み）も行える。

光導電層としては、電子の移動度が大きく暗時の抵抗率
及び光照射時の導電率が高く、且つ、熱的に安定なａ−
Ｓｉ：Ｈ膜が特に優れた特性を与える事ができる． 〔実施例〕 以下に本発明の内容を図面を用いて詳細に説明する． 第２図は、本発明に係わる液晶ライトバルブの構造を示
す断面図である。ライトバルブの液晶層として光照射率
と印加電圧の間に双安定メモリ性を有する強誘電性液晶
が用いてある。

液晶分子を扶持するためのガラスやプラスチノク等の透
明基板１１ａ．ｌｌｂは、表面に透明電極層１２ａ，１
２ｂ，ｉ！明基板の法線方向から７５度から８５度の範
囲の角度で一酸化珪素を斜方蒸着した配向膜層１３ａ．
１３ｂが設けられている，ｉ３明基仮１１ａとｌｌｂは
その配向膜層１３ａ，１３ｂ側を、スベーサｌ９を介し
て間隙を制御して対向させ、強誘電性液晶Ｎｌ４を挟持
するようになっている。

また、光による書込み側の透明電極層１２ａ上には光導
電７１！１５、遮光Ｎｌ６、誘電体稟ラーｌ７が配向Ｍ
Ｊｉｌ３ａとの間に積層、形成され、投影側の透明基板
１ｌｂのセル外面には、無反射コーティング層１８が形
成されている．上記のような液晶ライトバルブによれば
、セル外面からの書込み光２０によってｌＡＩ誘電性液
晶層１４に書込みが行われ、また、書込みにより形成さ
れた光学情報は、投影光２１により読み出すことができ
る． 本実施例においては、先ず透明基板１１ａ．　Ｌｌｂと
して透明ガラス基板を用意し、透明電極層１２ａ１２ｂ
として表面に５００　人のＩＴＯ透明電極層を形成した
。

又、光書込側透明電極Ｎｌ２ａ上には、ＳｉＦ，を主体
とするガスを放電分解して厚さ３μｍのイントリンシッ
クな水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）を形
成し、光導１！Ｊ！Ｊ　１５とした．光導電層上に遮光
層１６を設け、更にＳｔとＳｉＯ２をｌ５ＪＩ！積層し
て誘電体ミラー１７を形成した。

誘電体ミラーの可視光反射率が十分大きく光導ｉｌ１１
１５に対して読み出し光の影響が極めて小さい場合は、
遮光層を省略する事ができる。

誘電体ξラー１７及び投影側の透明電極上に一酸化珪素
（Ｓｉｎ）を基板法線方向に対して８２度の角度で、且
つ蒸着の法線方向にセントした膜厚計で２０００入の厚
さに斜方蒸着して液晶配向層１３ａ１３ｂを形成した．
透明基板１１ａ，ｌｌｂはその配向膜層１３ａ，１３ｂ
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ベーサ１９を介して間隙をＩｉｌ
Ｊ御、形成し、？Ａ誘電性液晶層ｌ４を扶持するように
した。封入した強誘電性液晶Ｍｉ底物は、エステル系Ｓ
ｍＣ液晶混合物に光学活性物質を添加して強誘電性液晶
組戒物としたものであり、エステル系ＳｍＣ液晶混合物
として、４（（４′−オクチル）フエニル）安息香酸（
３一フルオロ．４″−オクチルオキシ）フェニルエステ
ルと、４−（（４’−オクチルオキシ）フエニル）安患
香酸（３″−フルオロ，４″−オクチルオキシ）フェニ
ルエステルを１：１に混合したものを用い、これに光学
活性物質として５−オクチルオキシナフタレンカルボン
酸、ｌ′−シアノエチルエステルを、２５重量％を加え
て強誘電性液晶組威物としたものを用いた． 第３図は、本発明に係わる一酸化珪素の斜方蒸着による
配向膜層１３ａ，１３ｂの表面構造の模式拡大図である
．配向膜層１３ａ．１３ｂの表面は斜方蒸着の角度に対
応した傾いた柱状構造２２を有しており、この構造によ
って液晶配向がなされている．斜方蒸着の角度が７５度
以下または８５度以上の場合、強誘電性液晶分子が、ダ
イレクタが揃っており、且つ広いコーン角を有し、また
、表面まで反転が起こり、双安定性を有するような配列
をとる柱状構造が生威しない．強誘電性液晶分子の配列
は、一酸化珪素配向膜層表面と界面のエステル系強誘電
性岐晶分子の極性相互作用が小さいので、界面の強誘電
性液晶分子の自発分極の方向が規制されず、且つ、斜方
蒸着による柱状構造による適正なプレティルト角を有す
る事により発現するものであり、前記柱状構造は、その
角度が適正な範囲にあることが要求される．斜方蒸着時
の基板の法線方向からの入射角が７５度から８５度の範
囲では適正な角度の柱状構造が生威するが、入射角が７
５度以下の場合は柱状構造が生成せずに溝状の構造とな
り、その溝に液晶分子が配列するためプレティルト角が
発現せず、且つ、自発分極の方向が基板に垂直な二つの
状態のうちの一方の安定状態カリ簿により固定されるた
め片側がエネルギーが低＜安定で、他方が不安定となっ
て双安定性が得られず、また、８５度以上の場合は、殆
ど基板に平行な方向からの入射であるため全面に均一な
柱状構造が生戒せずに塊状の構造となって、適正なプレ
ティルト角とならないため、強誘電性液晶分子の配列が
形成されないのである． 第４図ａはこのようにして形成された光書込型液晶ライ
トバルブを用い、光書込側から全面光照射を行いながら
電極間に電圧を印加した場合の電圧〜光反射率特性を示
したものである．この場合、光導電層は全面にわたり導
通状Ｂ（低抵抗状Ｂ）となっており、印加電圧は殆どロ
スされる事なく強ｙ：電性液晶層に印加される．電圧波
形は０．１Ｈｚ，２０Ｖｐ−ｐの三角波を用いた。図か
ら明らかなように、本発明による液晶ライトバルブは、
比較的明瞭な閾値特性と、双安定性を示している．第４
図ｂは、同じ光書込み型液晶ライトバルブを用い、全面
光照射しながら５００　Ｈｚ　２０Ｖｐ−ｐの矩形波を
印加しなから２ｏｖｐ−ｐの三角波を印加した時の電圧
対光透過率特性を示したものである．図から明らかなよ
うに、三角波に交流を重畳する事により、より大きなヒ
ステリシス特性が現れてきている事が理解できる． 第１図は本発明による光書込み用駆動波形図である．本
発明による駆動波形を用いて画像情報をＬＤやＬＥＤ．
ハロゲン光等を用いて書込む場合は、第１図（４）に示
す様に、先ず第１に液晶全面に光照射を行い、１００　
１｛ｚがらＩｋｌ｛ｚのサイン波や矩形波１を重畳した
液晶ライトバルブの閾値電圧より十分大きな直流バイア
ス電圧２を印加する。若しくは光照射を行う場合、その
閾値電圧よりも十分に大きい１００　Ｉ｛ｚからｌｋＨ
ｚのサイン波や矩形波ｌを重畳した直流バイアス電圧２
を印加して強訛電性液晶を一定方向の安定状態に揃え、
その状態でメモリさせる工程を行う．第１図ｆｂｌは、
書込み駆動波形に対応した液晶分子の光学的状態を示し
た特性図であり、前述の第１の工程時の光学的状態（光
反射率）は６で示される．次いで、光照射を行わないで
暗時には閾値電圧以下であり、光照射時には閾値電圧以
上となる−　１００　Ｈｚからｌｋｔｌｚの交流３を重
畳した第１の逆性とは逆極性の直流バイアス電圧４を印
加する．この時液晶分子は、第２図７の状態を示してお
り、極性が変化しても、液晶分子は６と全く同じ状態に
保持されている。

この状態下で、ＬＤやＬＥＤ．ハロゲン光などの光照射
５を行って画像情報等を光で書込む。ここで用いている
光Ｒ電層は７００〜８５０μｍの波長の光に対しても十
分高い感度を有しているものである。上述の様な光源に
対して、光照射を受けた光導電膜ｌ５はキャリアを発生
して低抵抗状態となり、印加されていたバイアス電圧は
液晶層に印加され液晶分子を励起し、状態８から９へと
分子の分極反転を起こし、光学的に反対の位置をとりメ
モリされる。光照射を受けない領域は高抵抗を保持した
ままであり、従って液晶分子は励起されず、この結果光
照財部と非光照射部の液晶分子は分子の配列状態を異に
したままメモリされる事になる．直流バイアスのみでの
書込み駆動方式では、液晶配向膜近傍の分子配列が乱れ
、分子が電界に対して応答しなくなる現象、いわゆるＤ
Ｃ欠陥を生ずるが、本発明の様に直流バイアス電圧に対
しｉ００　Ｈｚから１ｋＨｚの範囲の交流を重畳すれば
、ＤＣ欠陥の発生がなく、極めて高コントラストな書込
みを実現する事ができる． この様にして書き込まれた画像情報は偏光子を通った直
線偏光の投射光を照射すると、反対層で反射され、検光
子を通ってスクリーン上に投射表示される． 偏光子，検光子に偏光度９９．９％、単体透過率３８％
の三立製偏光板を用いて、双安定状態間でのコントラス
ト比を測定した所、４００　　：　１以上で極めて高い
値を示した． 双安定性及びメモリ性を持たないＴＮ型，ＤＳＭ型等の
液晶表示モードでは、液晶分子は直接液晶分子番こ印加
された電圧によって反射光量が変調される事になるが、
その画像保持時間は極めて短い． 一方、本発明によれば光反射率は、その閾値特性、双安
定メモリ性から中間調をとり得ず１か０となるが、書込
まれた画像は、外部からの閾値電圧以上の電圧印加或い
は強い圧力等を受けぬ限り、半永久的に保持される事に
なる．画像を形成後電圧をオープン状態にして３日後再
度測定した所殆どコントラスト比が変化しておらず極め
て優れたメモリ性を有している事も確認されている．第
５図はａ−Ｓ　ｉ　：　Ｈ　（ｉＮ）　３μｍの暗時と
光照射時（７８０μｍ．４０μｍ）の抵抗率の変化を示
す。暗時と光照射時の抵抗率の変化が極めて大きく、優
れた光感度を有している事がわかる．更に、ａ−Ｓｉ：
Ｈは熱的安定性も優れており、ライトハルブ作成時に加
わる熱履歴に対しても殆ど影響を受けない事が観測され
ている． 又、表面の硬度が高く表面が平滑である為、誘電体ミラ
ー．の形成が容易であり、セルギャップの制御も比較的
容易に行えるという長所を有している。

ａ−Ｓｉ：Ｈ光導電層１５とＩＴＯｉ３明電極１２ａと
の間にＳｉＦ４ガスにＢｆｆｉＨ．をＩＯＯＯＰＰＭ混
入して放電分解を行い１０００人のＰ層を形成したＰ構
造とした光書込型液晶ライトバルブを作ったり、同様の
書込み、投影を行ったところ極めて鮮明で高コントラス
トな投影画像を得る事ができた．全く不純物添加を行わ
ないアンバープのａ−Ｓｌ：Ｈを光導電層とし、前述の
様なＰＪｉを積層したＰ−ｎ構造，Ｐ−ｉ構造の上に更
にＰＨｓを混入したｎＪｉを積層したＰ−ｉ−ｎ構造の
ものも良好な特性を示す事は予想に難しくない。

この他光導電層として、Ｓｅ系，Ｓｅ−Ｔｏ系を用いる
事ができるが、熱安定性が悪く、ライトバルブ作成時に
アモルファスから結晶への相変化を起こし易いのが欠点
である。

本発明に用いる液晶配向膜としては、ＳｉＯ斜方蒸着膜
の他に、垂直配向処理剤である塩基性クロム鎖体と、水
平配向処理剤であるポリイミドの混合溶液を塗布焼威し
た後、ラビング処理を施して、１０”〜３０＠の高プレ
ティルト角を与える配向膜であっても何ら差し障りはな
い。又、封入する液晶として、ピリミジン系のカイラル
スメクチソク混合液晶組戒物や、エステル系カイラルス
メクチ・ツタ液晶組戒物とピリミジン系カイラルスメク
チック液晶組底物による液晶混合物を用いても、全く同
様の効果が得られている． 次に本発明の光書込型液晶ライトバルブの応用例を説明
する． 第６図は、本発明の液晶光学素子による光書込液晶ライ
トバルブを応用した、デジタルカラーレーザープリンタ
ーの概念図である．図中３１ａ，３ｌｂ，３１ｃが本発
明に係わる液晶光学素子であり、それぞれレーザースキ
ャナ３２により、Ｒ−Ｇ−Ｈに対応する像が書込まれた
のち、投影光学系３３によりそれぞれの色に対応するフ
ィルターを用いて波長を限定した光でメディア３４上に
それぞれの色の像を形或する。前記メディア３４は、第
７図に示すようなそれぞれ異なった波長の光に反応して
硬化するマイクロカプセル５０　ａ　．　５０　ｂ　，
　５０　ｃに、各々イエローＹ．シアンＣ，マゼンタＭ
のロイコ染料を封入したものをベース５ｌ上に分散塗布
したもので、発色剤を塗布したレシーバーシ一ト３５に
圧接ローラ３６で圧接することにより、レーシーバーシ
一ト３５上にカラー画像を形成するものである。

前記のようなシステムに、本発明による光書込液晶ライ
トバルブを応用することにより、画像の品位が高く、出
力時間の短いデジタル力ラーレーザープリンターを実現
することができた．また、前記デジタルカラーレーザー
プリンターのメディア３４の位置にスクリーンを置き、
３色を同時に投影することにより、高品位のカラープロ
ジェクターを実現することもできる。

次に、本発明の液晶光学素子をインコヒーレント・コヒ
ーレント変換器とする場合について説明する．この場合
、第ｌ図の光導電層１５としてＣｄＳを真空蒸着したも
の、もしくはＳｅ，ＳｅＴｅ等、あるいは有機物、また
、機能分離型の多層構成のものを使用する．その他の構
戒は前述のものと同じものである． 上記のようなインコヒーレント・コヒーレント変換器に
よれば、セル外面からのインコヒーレントな書込み光２
０によって強誘電性液晶層ｌ４に像形成が行われ、書込
みにより形成された像は、あらかじめ書込み時の印加方
向と逆の電界印加により揃えられた液晶分子の方向（ま
たはそれに直角方向）に偏光軸を合わせた偏光子を通し
たコヒーレントな投影光２ｌの照射、及び、全消去時の
反射光の偏光方向に直角（または平行）な方向の検光子
を通した投影により読み出すことができる．以下、本発
明の液晶光学素子をインコヒーレント・コヒーレント変
換器として応用する場合の例を説明する。

第８図は、本発明に係わる・取晶ライトバルブを用いた
可干渉光相関システムの概念図である．測定対象物４１
からの反射光は、レンズ４２により本発明に係わる液晶
ライトバルブ４３上に結像される。

ここで、本発明に係わる液晶ライトバルブは、非線形光
学結晶を用いたものに較べて大面積であるため、測定対
象物が大きくても対応でき、また、ＴＮ．ＤＳＭ等のモ
ードの液晶を用いたものに較べて応答速度が速いため、
リアルタイムに近い高速処理が可能である．液晶ライト
バルブ４３に生した像には、偏光ビームスブリノタ−４
４により直線偏光に分けられ、その偏光軸方向が全消去
時の強誘電性液晶分子のダイレク夕方向に合ったコヒー
レント光４５が照射される。照射光は、書込みによって
ダイレクタの反転が起こった部分でのみ、複屈折による
偏光状態の変換を受けて反射される。

前記反射光は、再び偏光ビームスプリノク−４４を通り
、複屈折による偏光状態の変換を受けた部分の強度が必
然的に低くなって、入射光４５のうち、偏光ビームスブ
リノタ−４４により液晶ライトバルブ４３へ入射しなか
った戒分と合成され、レンズ４６、マッチドフィルタ４
７、レンズ４８を通って相関座標面４９上に結像させる
ことにより、光情報処理を行うものである．本応用例に
於いて、本発明の液晶ライトバルブによるインコヒーレ
ント・コヒーレント変換器を用いたことにより、大きな
物体にも用いることができ、且つ、リアルタイムに近い
高速処理が可能な可干渉光相関システムが実現される。

次に、本発明の液晶ライトバルブを光双安定性メモリと
する場合について説明する。この場合、第ｌ図の光導電
層ｌ５は、ＳｉＦ４を主体とするガスを放電分解して３
〜ＩＯμｍの厚さのａ−３ｉＩＪ層とした．ここで該光
導電層１５は、放電分解時にＰ．　Ｎ等を添加したｌｌ
ｘ組戒もしくはａ−ＳｉＦＩ層とＩＴＯｉ３明電極との
間上にｎ型、あるいはｐ型の他の組或の半導体膜を積層
した構或、または印刷法などにより形或された有機光導
電膜や、Ｓｅ，ＳｅＴｅなとの草着による光導電膜を用
いてもよい．尚、その他の構戒は第ｌ図に示すとおりで
あり、既に説明済みのためここでの説明は省略する。

ここで書込まれたデータは、あらかじめ書込み時の印加
方向と逆の電界印加により揃えられたＣダイレクタの方
向（またはそれに直角方向）に偏光軸を合わせた偏光子
を通した読み出し光（投射光）２１の照射、及び、前記
の全消去時の反射光の偏光方向に直角（または平行）な
方向の検光子を通した反射光の強度測定により読み出す
ことができる。

このような液晶ライトバルブを用いたメモリは、データ
密度がレーザービームのスボソト径に依存するので、Ｃ
Ｄ−ＲＯＭと同等の高密度記録ができ、且つ、アクセス
速度が速く、また、何度でも消去，書替えができ、バノ
クアノブ電源が不要な光双安定メモリであることが６１
　Ｌ’ｌされた。

以下、本発明の液晶ライトバルブを光双安定メモリに応
用した例を説明する。第９図は、本発明のｉｆ品ライト
バルブを用いた光ディスクメモリの概念図であり、第１
０図は前記光ディスクメモリの中央部のみを拡大した図
である。第９図中の、メモリ部７１ａ，７ｌｂの構造は
、第１図と同しであり、ＣＤピノクアノプと同様な構成
に偏光子及び検光子を付加した読み出し光学系７３をメ
モリ部７１８７ｌｂの光導電層がない側に半導体レーザ
ーを用いた書込み光学系７２をメモリ部７１ａ，７ｌｂ
の光導電膜側に配置した。また、該光ディスクメモリ７
０の中央部は、第１０図に示すように、透明電極基板の
透明？ｌ極が、それぞれ露出した部分８１ａ，８ｌｂを
設けてあり、この部分に電極パノド３３ａ，８３ｂを有
する回転軸８２ａ，８２ｂを接触せしめて、露光ディス
クメモリに電界を印加しながら回転させる。

走査は、この回転と書込み光学系７２及び読み出し光学
系７３のディスクの径方向の移動により行われ本応用例
の光ディスクメモリは、データ密度がレーザービームの
スポノト径に依存するので、ＣＤ−ＲＯＭと同等の高密
度記録ができ、且つ、アクセス速度が速く、また、何度
でも消去，書き替えができ、バックアノプ電源が不要な
光双安定メモリであることが確認された。

また、該光メモリは上記と異なり、カード型の形状に作
成し、書込みをポリゴンミラー、またはガルバノミラー
を用いた光学系、或いはＬＥＤアレイ等により行ったと
ころ、高密度記録ができ、且つ、アクセス速度が速く、
また、何度でも消去．書き替えができ、バックアップ電
源が不要な光双安定メモリであることが確認された． 〔発明の効果〕 以上のように、本発明の駆動方弐を用いれば、ＤＣ欠陥
がなく、極めてコントラストが高く、高速書込みが可能
な高解像，高信頼性の光書込型強誘電性液晶ライトバル
ブを実現でき、大面積で高速なインコヒーレント・コヒ
ーレント変換器及び高速度，高密度高速アクセス，書き
替え消去可能なバックアップ電源不要な光双安定メモリ
への応用が可能である．具体的には、光プリンタの中間
記録媒体．画像表示装置，光シャフタ，可干渉システム
．その他の画像処理装置，光情報処理システムの性能、
応用範囲を飛躍的に拡大する事が出来る．

【図面の簡単な説明】

第ｌ図Ｔａｌは本発明による光書込用駆動電圧波形図、
第１図（ｂｌは本発明の駆動波形に対する光学応答特性
図、第２図は本発明の液晶ライトバルブの構造を示す断
面図、第３図は本発明の液晶ライトバルブに用いられる
配向膜層の拡大図、第４図は本発明の光書込型液晶ライ
トバルブの電圧一光反射率特性図、第５図は本発明に用
いたａ−３ｉ：Ｈ光導電膜の明抵抗率．賭抵抗率を示す
特性図、第６図は本発明の液晶ライトバルブを応用した
デジタル力ラーレーザープリンターの概略図、第７図は
デジタルカラーレーザープリンターに用いたメディアの
概念図、第８図は本発明の液晶ライトバルブを用いた可
干渉光相関システムの概念図、第９図は本発明の液晶ラ
イトバルブを用いた光ディスクメモリの概念図、第ｌＯ
図は本発明の液晶光学素子を用いた光ディスクの動作説
明図である。 ｌ　　３　・　・ ２，　４　・　・ ５　・　・　・　・ ６　・　・　・　・ ７　・　・　・　・ ８　・　・　・　・ ９　・　・　・　・ １１ａ，　　ｌｌｂ １２ａ，１２ｂ １３ａ，１３ｂ ｌ４・　・　・　・ ｌ５・　・　・　・ １６・　・　・　・ ｌ７・　・　・　・ 交流重畳 直流バイアス電圧 書込み光 全面消去時の反射率特性 書込スタンバイ時の反射率特性 書込み直後の反射率特性 書込み時の反射率特性 ・・透明基板 ・・透明電極層 ・・配向ｌｌｉ層 強誘電性液晶層 光導電層 遮光層 誘電体ミラー ｌ８・・・・・無反射コーティング層 １９・・・・・スペーサ，接着剤 ２０・・・・・書込み光 ２ｌ・・・・・投影光 ２２・・・・・柱状構造 ３１ａ，３ｌｂ．３１ｃ・・・液晶ライトバルフ３２・
・・・・レーザースキャナ ３３・・・・・投影光学系 ３４・・・・・書込みメディア ３５・・・・・レシーバーシ一ト 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. レーザビーム、ＬＥＤ等の光による書込み手段と、光導
   電層、光反射層、液晶配向層、液晶層、電圧印加手段が
   形成され、該液晶層に光反射率と印加電圧との間に双安
   定メモリ性を有する強誘電性液晶を用いた光書込型液晶
   ライトバルブにおいて、該液晶ライトバルブは、閾値電
   圧よりも十分大きな１００Ｈｚから１ｋＨｚ迄の範囲の
   交流電圧を重畳した直流バイアス電圧を印加して液晶分
   子を配列保持させる第１の工程と、第１の工程とは逆極
   性で且つ書込み光を照射しない時は閾値電圧以下であり
   、書込み光照射時には閾値電圧以上となる１００Ｈｚか
   ら１ｋＨｚ迄の交流電圧を重畳した直流バイアス電圧を
   印加しながら書込み光を照射する事によって画像形成を
   行う第２の工程によって駆動する事を特徴とする光書込
   み型液晶ライトバルブの光書込み駆動方法。