JPH0318829A - Space optical modulation element - Google Patents

Space optical modulation element

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JPH0318829A
JPH0318829A JP1154127A JP15412789A JPH0318829A JP H0318829 A JPH0318829 A JP H0318829A JP 1154127 A JP1154127 A JP 1154127A JP 15412789 A JP15412789 A JP 15412789A JP H0318829 A JPH0318829 A JP H0318829A
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JP
Japan
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light
read
film
glass substrate
intensity
Prior art date
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Pending
Application number
JP1154127A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Seiji Fukushima
誠治 福島
Takashi Kurokawa
隆志 黒川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Priority to US07/485,226 priority patent/US5130830A/en
Priority to DE69032669T priority patent/DE69032669T2/en
Priority to EP90103699A priority patent/EP0385346B1/en
Priority to EP95105929A priority patent/EP0666493A1/en
Publication of JPH0318829A publication Critical patent/JPH0318829A/en
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Abstract

PURPOSE:To realize a stable and satisfactory input/output characteristic even when the intensity of a read-out light is high by using a metallic film for executing the reflection and the interruption of the read-out light. CONSTITUTION:As for a reflecting film for constituting a space optical modulation element 20, a dielectric mirror 5 is used or a metallic film 11 arranged like as island is used instead of the dielectric mirror 5. This metallic film 11 arranged like an island prevents the electric conduction in the in-plane direction so that the write of a two-dimensional pattern can be executed by the prescribed resolution at the time of write, and reflects a read-out light, and also, interrupts the read-out light against a photoconductive layer 4 to be sensitized by a write light at the time of read-out. In such a manner, even when the intensity of the read-out light is high, a stable and satisfactory input/output characteristic can be realized.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は光を空間的に並列に変調し、かつ記憶する機能
を有する空間光変調素子に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a spatial light modulation element having a function of spatially modulating light in parallel and storing it.

[従来の技術] 空間光変調素子(以下SLMと略す)の機能は、2次元
的なパターン(例えば画像)を書き込み光によって書き
込み、別の光(読み出し光)によって書き込まれている
2次元パターンを読み出すものである。これによって、
画像光の増幅、しきい値処理、反転あるいは読み出し光
と書き込みの光の間のインコヒーレントーコビーレント
変換、波長変換等の処理を行うことができる。
[Prior Art] The function of a spatial light modulator (hereinafter abbreviated as SLM) is to write a two-dimensional pattern (for example, an image) with a writing light, and read out the written two-dimensional pattern with another light (reading light). It is something to read out. by this,
Processing such as amplification of image light, threshold processing, inversion, incoherent tocoherent conversion between read light and write light, wavelength conversion, etc. can be performed.

従来のS L Mの構造としては、本出願人が先に出願
した特願平1−45716号において開示したものであ
って、第4図の側面から見た従来例の構成図に示すよう
な市内に均一な反射膜を持つものがある。lは一方のガ
ラス基板、2は他方のガラス基板である。一方のガラス
基板l上には、透明電極3が成膜され、その上に光伝導
層4.誘電体ミラー5.配向@6がそれぞれ成膜されて
いる。
The structure of a conventional SLM was disclosed in Japanese Patent Application No. 1-45716 previously filed by the present applicant, as shown in the configuration diagram of the conventional example seen from the side in FIG. There are some in the city that have uniform reflective coatings. 1 is one glass substrate, and 2 is the other glass substrate. A transparent electrode 3 is formed on one glass substrate l, and a photoconductive layer 4. Dielectric mirror5. Orientation @6 is deposited, respectively.

また、他方のガラス基板2上には透明電極7と、その上
に配向膜8が成膜されている。このように構成されたガ
ラス基板Iとガラス基板2とは、配向膜6.8同士が対
向するようにスペーサ9を介して配置され、その隙間に
は強誘電性液晶(FLC)10がのせられている。この
従来例の構造においては、感光層としてアモルファス・
シリコン(a−8i)膜の光伝導層4が用いられ、反射
膜としての誘電体多層膜からなる誘電体ミラー5を介し
て強誘電性液晶(以下FLCと記す)10をのせている
。書き込み光は一方のガラス基板1側から照射されるが
、書き込め光が照射された部分では、その光伝導性によ
りFLC10にかかる電圧が増加し、FLCl Oのし
きい値電圧を越えるため、液晶軸かオフ状態を基準とし
て約45度回転する。読み出し光は、図示しないポララ
イザを介してガラス基板2側から照射され、SLMで変
調されて反射され、さらに図示しないハーフミラ−で反
射されて図示しないアナライザを通して読み出される。
Further, on the other glass substrate 2, a transparent electrode 7 and an alignment film 8 are formed thereon. The glass substrate I and the glass substrate 2 configured in this way are arranged with a spacer 9 in between so that the alignment films 6.8 face each other, and a ferroelectric liquid crystal (FLC) 10 is placed in the gap. ing. In this conventional structure, the photosensitive layer is amorphous.
A photoconductive layer 4 made of a silicon (a-8i) film is used, and a ferroelectric liquid crystal (hereinafter referred to as FLC) 10 is placed thereon via a dielectric mirror 5 made of a dielectric multilayer film as a reflective film. The writing light is irradiated from one side of the glass substrate 1, but in the area irradiated with the writing light, the voltage applied to the FLC 10 increases due to its photoconductivity and exceeds the threshold voltage of FLClO, so that the liquid crystal axis It rotates about 45 degrees based on the OFF state. The readout light is irradiated from the glass substrate 2 side via a polarizer (not shown), modulated and reflected by the SLM, further reflected by a half mirror (not shown), and read out through an analyzer (not shown).

上記において、例えばオフ状態で液晶軸とポラライザの
偏光方向が一致するように配置しておくと、書き込み光
が照射された部分のみ読み出し光の偏光而が回転する。
In the above, for example, if the liquid crystal axis and the polarizer are arranged so that they match in the polarization direction in the off state, the polarization direction of the readout light will rotate only in the portion irradiated with the writing light.

一方、書き込み光が照射されていない部分では液晶軸が
オフ状態を維持するので、偏光而は回転しない。このた
め、アナライザを通して読み出されるパターンは、書き
込みパターンに応じたパターンとなる。
On the other hand, in areas where the writing light is not irradiated, the liquid crystal axis remains off, so the polarization does not rotate. Therefore, the pattern read through the analyzer corresponds to the written pattern.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、上記従来の技術における空間光変調素子
では、誘電体ミラー5の作成において、高屈折率誘電体
と低屈折率誘電体とを交互にそれぞれ光学長が読み出し
光の4分の1波長の厚さでIθ〜20層程度積層させて
いるが、その成膜の厚さ精度の問題から99%を越える
ミラーの作製は困難であった。このため、読み出し光強
度が大きいときに、読み出し光の一部が誘電体ミラー5
で反射されずに光伝導層4に到達するため、読み出し光
強度により入出力特性が変化するという問題点があった
。第5図(a)、(b)は、上記の問題点を示す従来例
のSLMの入出力特性図である。各図において、横軸は
書き込み光強度、縦軸はアナライザを通った後の読み出
し反射率であり、(a)は直交ニコル(ポラライザ、ア
ナライザの偏光軸を直交させた状態)の場合、(b)は
平行ニコル(ポラライザ、アナライザの偏光軸を平行に
した状態)の場合の測定例を示している。図中の実線(
+)は読み出し光強度が小さいときの読み出し反射率の
変化特性を示し、点線(2)は読み出し光強度が大きい
ときの読み出し反射率の変化特性を示している。(a)
、(b)ともある書き込み強度の書き込み状態を境に読
み出し光の偏光面が90度回転することを示しているが
、読み出し強度が大きいときは、前述の読み出し光の一
部が光伝導層へ到達することによって、その境目の書き
込み強度が変動し、入出力特性が変化している。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the spatial light modulator according to the above-mentioned conventional technology, when creating the dielectric mirror 5, the optical lengths of the high refractive index dielectric and the low refractive index dielectric are read out alternately. Approximately 20 layers of Iθ~20 are laminated with a thickness of 1/4 wavelength of light, but it has been difficult to produce a mirror with a thickness of over 99% due to problems with the accuracy of the film formation. Therefore, when the readout light intensity is high, a portion of the readout light is transmitted to the dielectric mirror 5.
Since the light reaches the photoconductive layer 4 without being reflected by the light, there is a problem that the input/output characteristics change depending on the readout light intensity. FIGS. 5(a) and 5(b) are input/output characteristic diagrams of a conventional SLM showing the above-mentioned problems. In each figure, the horizontal axis is the writing light intensity, and the vertical axis is the readout reflectance after passing through the analyzer. ) shows a measurement example in the case of parallel Nicols (the state in which the polarization axes of the polarizer and analyzer are parallel). The solid line in the figure (
+) indicates the change characteristics of the read reflectance when the read light intensity is low, and the dotted line (2) indicates the change characteristics of the read reflectance when the read light intensity is high. (a)
, (b) both show that the polarization plane of the readout light rotates 90 degrees at a writing state with a certain write intensity, but when the readout intensity is high, a portion of the readout light mentioned above reaches the photoconductive layer. By reaching this point, the writing intensity at the boundary changes, and the input/output characteristics change.

本発明は、上記問題点を解決するために創案されたもの
で、読み出し光の強度が大きいときでも安定で良好な入
出力特性を実現できる空間光変調素子を提供することを
目的とする。
The present invention was devised to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a spatial light modulation element that can realize stable and good input/output characteristics even when the intensity of readout light is high.

[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するための本発明の空間光変調素子の
構成は、 透明電極を有する一方の透明基板上に光伝導層と、誘電
体ミラーとともにまたは誘電体ミラーに代えて島状配列
の金属膜と、液晶配向膜とを配置し、 透明電極を有する他方の透明基板上に液晶配向膜を配置
し、 」二記一方と他方の両透明基板をスペーサを介して対向
して配置し、その隙間に強誘電性液晶を充填する構造か
らなることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The configuration of the spatial light modulator of the present invention for achieving the above object is as follows: A photoconductive layer is provided on one transparent substrate having a transparent electrode, and a dielectric mirror or a dielectric mirror is provided on one transparent substrate. A metal film arranged in an island shape and a liquid crystal alignment film are arranged in place of the mirror, and the liquid crystal alignment film is arranged on the other transparent substrate having a transparent electrode, and both the one transparent substrate and the other transparent substrate are connected with a spacer. It is characterized by a structure in which the liquid crystals are placed facing each other with a ferroelectric liquid crystal in between, and the gap is filled with ferroelectric liquid crystal.

[作用] 本発明は、空間光変調素子を構成する反射膜として誘電
体ミラーとともにまたは誘電体ミラーに代えて島状配列
の金属膜を使用する。この島状配列の金属膜は、書き込
み時において面内方向の電気伝導を防止して所定の解像
度で二次元パターンの書き込みを可能にし、読み出し時
において読み出し光を反射するとともに書き込み光に感
光するための光伝導層に対して読み出し光の遮断を行い
、読み出し光の強度が大きいときにも安定で良好な入出
力特性を実現する。
[Function] The present invention uses an island-like array of metal films together with or in place of a dielectric mirror as a reflective film constituting a spatial light modulator. This island-shaped metal film prevents electrical conduction in the in-plane direction during writing, making it possible to write a two-dimensional pattern with a predetermined resolution, and reflects the reading light and is sensitive to the writing light during reading. The photoconductive layer blocks readout light to achieve stable and good input/output characteristics even when the intensity of readout light is high.

[実施例コ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
[Embodiments] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings.

第1図(a)、(b)は本発明の一実施例を示す空間光
変調素子(SLM)の構造図であって、(a)は側面図
、(b)は電極および金属膜のパターンを示すための上
面図である。本実施例において、第4図の従来例と同等
の部材には同一符号を付しである。図中、■は一方のガ
ラス基板、2は他方のガラス基板である。一方のガラス
基板l上に形成されるものとして、3は透明電極、4は
透明電極l上に形成され書き込み光に対し感光する光伝
導層、5は光伝導層4上に形成された誘電体ミラー 1
1は誘電体ミラー5上に成膜され読み出し光の反射と光
伝導層4に対する光の遮断を行う金属膜である金属遮光
膜、6は誘電体ミラー5とともに金属遮光膜11を覆う
ように形成した配向膜である。他方のガラス基板2上に
形成されるものとして、7は透明電極、8は透明電極7
上に成膜した配向膜である。このように構成した一方の
ガラス基板lと他方のガラス基板2とは、それぞれの配
向膜6.8同士が対向するようにスペーサ9を介して配
置する。10はスペーサ9によって生じる一定の厚みの
隙間に充填した強誘電性液晶(以下FLCと記す)、1
2は一方のガラス基板l上の辺部に透明電極3とは別に
切り離して形成した透明電極、I3はこの透明電極12
と他方のガラス基板2上の透明電極7とを電気的に接続
するための銀ペースト層、14は全体を封止しかつ固定
するための封止材、15は一方のガラス基Fi、I上の
透明電極3に接続したリード電極、I6は他方のガラス
基板2上の透明電極7に導通する透明電極12に接続し
たリード電極である。このリード電極15.16から書
き込みのための所定の駆動電圧をFLCI Oへ印加す
る。上記透明電極3,7.12としては、インジウム−
スズの酸化物の模(ITO)などを用いる。以」−の構
造により、全体として本実施例の空間光変調素子20が
構成される。
FIGS. 1(a) and 1(b) are structural diagrams of a spatial light modulator (SLM) showing one embodiment of the present invention, in which (a) is a side view and (b) is a pattern of electrodes and metal films. FIG. In this embodiment, members equivalent to those of the conventional example shown in FIG. 4 are given the same reference numerals. In the figure, ■ is one glass substrate, and 2 is the other glass substrate. Formed on one glass substrate l are 3 a transparent electrode, 4 a photoconductive layer formed on the transparent electrode l and sensitive to writing light, and 5 a dielectric formed on the photoconductive layer 4. mirror 1
1 is a metal light shielding film formed on the dielectric mirror 5 to reflect readout light and block light from the photoconductive layer 4; 6 is formed to cover the metal light shielding film 11 together with the dielectric mirror 5; It is an alignment film with As those formed on the other glass substrate 2, 7 is a transparent electrode, 8 is a transparent electrode 7
This is an alignment film formed on top. One glass substrate 1 and the other glass substrate 2 configured in this manner are arranged with spacers 9 in between so that their respective alignment films 6.8 face each other. 10 is a ferroelectric liquid crystal (hereinafter referred to as FLC) filled in a gap of a certain thickness created by the spacer 9;
2 is a transparent electrode formed separately from the transparent electrode 3 on the side of one glass substrate l, and I3 is this transparent electrode 12.
and the transparent electrode 7 on the other glass substrate 2; 14 is a sealing material for sealing and fixing the whole; 15 is a silver paste layer on one glass substrate Fi, I; The lead electrode I6 is connected to the transparent electrode 12 which is electrically connected to the transparent electrode 7 on the other glass substrate 2. A predetermined drive voltage for writing is applied to the FLCIO from the lead electrodes 15 and 16. As the transparent electrodes 3, 7.12, indium-
A model of tin oxide (ITO) is used. The following structure constitutes the spatial light modulation element 20 of this embodiment as a whole.

次に、上記実施例の空間光変調素子の各部の構造につい
て説明する。FLCI Oはチルト角が22.5度に近
く自己保持性の良いものを使用する。
Next, the structure of each part of the spatial light modulator of the above embodiment will be explained. The FLCI O used has a tilt angle close to 22.5 degrees and has good self-holding properties.

自己保持性を良くするためには自発分極が小さいものが
好適であり、20nC/cm″以下のものが望ましい。
In order to improve self-retention properties, it is preferable to have a small spontaneous polarization, preferably 20 nC/cm'' or less.

ガラス基板1.2上の配向膜(例えば、ポリイミドある
いはポリビニールアルコール膜で厚さ約5000Å以下
の膜)6.8は第1図(b)のように素子の長手方向X
に対し、225度の方向(ラビング方向)Aに上下ガラ
ス基板1.2とも弱く配向処理する。このとき、FLC
loの液晶分子は電界の向きに応じて、素子の長手方向
と同一方向か(up状態)、またはそれに対し45度の
方向(down状態)に揃って配向する。up状態にお
いては、ポラライザを通ってFLCIOの層に入射して
反射した光は元の偏光状態のまま戻って来る。一方、d
own状態においては、FLCl Oの屈折率異方性の
ため戻って来る光は偏光面の回転が生じる。このときス
ペーサ9で決まるFLCl Oの厚みdを d=m・λ/(4・Δn) (m=1.3.5.・・・、λ:読み出し光の波長、Δ
n:FLC分子の長短方向の屈折率差)に設定すれば、
戻って来る光は偏光が90度回転することになる。但し
、FLCI Oの自己保持性を良くし、かつ応答速度を
上げるためには液晶層の厚みは薄いほど良く、その点か
らm=lにdを設定することが望ましい。通常dは2μ
m程度であり、この厚みに均一に制御するためにスペー
サ9として直径の揃った球状の粒子を液晶層内に分散さ
せた構造とする。
The alignment film 6.8 on the glass substrate 1.2 (for example, a polyimide or polyvinyl alcohol film with a thickness of about 5000 Å or less) is aligned in the longitudinal direction
On the other hand, both the upper and lower glass substrates 1.2 are weakly aligned in the 225 degree direction (rubbing direction) A. At this time, FLC
Depending on the direction of the electric field, the lo liquid crystal molecules are aligned in the same direction as the longitudinal direction of the element (up state) or in a direction at 45 degrees with respect to it (down state). In the up state, light that is incident on the FLCIO layer through the polarizer and reflected returns back in its original polarization state. On the other hand, d
In the own state, the plane of polarization of the returning light is rotated due to the refractive index anisotropy of FLCl 2 O. At this time, the thickness d of FLClO determined by the spacer 9 is d=m・λ/(4・Δn) (m=1.3.5..., λ: wavelength of readout light, Δ
n: refractive index difference in the long and short directions of the FLC molecule),
The polarization of the returning light will be rotated by 90 degrees. However, in order to improve the self-holding property of FLCI O and increase the response speed, the thinner the liquid crystal layer is, the better, and from this point of view, it is desirable to set d to m=l. Usually d is 2μ
m, and in order to control the thickness uniformly, a structure is used in which spherical particles of uniform diameter are dispersed in the liquid crystal layer as spacers 9.

光伝導層4としてはアモルファスシリコン(aSi)な
どの感光膜を用いる。一般的には、高感度な水素ドープ
された模としてプラズマCVD法等でガラス基板1上に
形成される。本構造では均一な光伝導層4の構造とし、
正及び負の両極性パルスに対して動作するように形成す
る。aSi膜の厚さはその電気容量と抵抗分とのバラン
スから決められ、2−7μm程度が望ましい。
As the photoconductive layer 4, a photoresist film such as amorphous silicon (aSi) is used. Generally, it is formed on the glass substrate 1 by a plasma CVD method or the like as a highly sensitive hydrogen-doped model. In this structure, the photoconductive layer 4 has a uniform structure,
Configured to operate on positive and negative bipolar pulses. The thickness of the aSi film is determined by the balance between its capacitance and resistance, and is preferably about 2-7 μm.

誘電体ミラー5は、2種の誘電体膜を交互に積層して形
成する、これらの各誘電体膜の材質としては誘電率の大
きいものがよく、例えば、Tidy。
The dielectric mirror 5 is formed by alternately laminating two types of dielectric films, and each of these dielectric films is preferably made of a material with a high dielectric constant, such as Tidy.

SIO,を交互に17層積層して形成すると、反射率9
8%のミラーを得ることができる。
When formed by alternately stacking 17 layers of SIO, the reflectance is 9.
A mirror of 8% can be obtained.

金属遮光膜11には、−例として厚さ2000人程度O
7ルミニウム膜が使用できる。金属遮光膜11の導入に
より、面内方向に電気伝導が生じるのをさけるためアル
ミニウム膜が島状に残るようにメツシュパターンでエツ
チングする。即ち、全面均一なアルミニウムを蒸着した
のち、フォトリソグラフィーにより例えば18x18μ
m口の島状で各島の間隔が2μmのパターンを形成する
The metal light shielding film 11 has a thickness of about 2000 mm, for example.
7 aluminum membrane can be used. When introducing the metal light-shielding film 11, the aluminum film is etched in a mesh pattern so that it remains in the form of islands in order to avoid electrical conduction in the in-plane direction. That is, after uniformly depositing aluminum on the entire surface, photolithography is performed to form a pattern of, for example, 18x18μ.
A pattern is formed in the form of m islands with an interval of 2 μm between each island.

SLMの画素数が1cm’当り25万個程度であれば、
上記寸法により、十分な解像間が得られる。
If the number of pixels of SLM is about 250,000 per cm',
The above dimensions provide sufficient resolution.

金属遮光膜11の材料としてはアルミニウムのほかに、
チタンや金などが使用できる。
In addition to aluminum, materials for the metal light shielding film 11 include:
Titanium, gold, etc. can be used.

以上のように構成した実施例の動作および作用を述べる
The operation and effect of the embodiment configured as above will be described.

第2図(a)、(b)、(c)、(d)は、本実施例の
空間光変調素子の動作説明図である。各図における20
は空間光変調素子、!は一方の透明基板であるガラス基
板、2は他方の透明基板であるガラス基板であり、前述
したものである。以下、第1図を参照して説明する。空
間光変調素子(SLM)20内に充填されたFLC10
は、このFLCI Oの層に印加される電圧Vfと印加
電圧のパルス幅τの積vf・τがあるしきい値Cを越え
たときに配向方向が電界により変えられ、しきい値に満
たないときはそれ以前の配向方向を保持する。SLM2
0内では印加電圧が、光伝導層4、誘電体ミラー5.F
LCIOで分圧されているか、SLM20に印加される
電圧・パルス幅積Vf・τをしきい値Cより大きくなる
ように設定することにより、光伝導膜4の光電気伝導効
果によってSLM20の光学特性を書き込み光(あるい
は消去光)Lwで制御することができる。第2図(a)
は、書き込み光(または消去光)LwがSLM20のガ
ラス基板1面に照射され、かつ+■の電圧が印加されて
いる場合で、Fl、CIOは鉛直方向から45度傾いた
方向(d own状態)に配向するため、ガラス基板2
面に照射されている直線偏光の読み出し光LRIは偏光
方向が90度回転しり、lfとして反射される。一方、
書き込み光が照射されず、かつ+Vの電圧が印加されて
いる第2図(b)の場合においては、FLCIOは状態
の変化を示さず、反射される読み出し光LRxは以前の
状態を保持する。次に、第2図(c)のように書き込み
光が照射され、かつ−■の電圧が印加されている場合、
FLCI Oには負のしきい値を越える電圧が印加され
るのでFLCI Oはup状態となり、読み出しの直線
偏光LR+はそのままの偏光で読み出される。第2図(
d)は書き込み光が照射されず、かつ−Vの電圧が印加
された場合であり、第2図(b)のときと同様に反射さ
れる読み出し光Llltは以前の状態を保持する。
FIGS. 2(a), (b), (c), and (d) are explanatory diagrams of the operation of the spatial light modulation element of this example. 20 in each figure
is a spatial light modulator,! 2 is a glass substrate which is one transparent substrate, and 2 is a glass substrate which is the other transparent substrate, which have been described above. This will be explained below with reference to FIG. FLC10 filled in spatial light modulator (SLM) 20
is the product of the voltage Vf applied to this FLCI O layer and the pulse width τ of the applied voltage, vf・τ, when it exceeds a certain threshold C, the orientation direction is changed by the electric field, and the voltage does not reach the threshold. In this case, the previous orientation direction is maintained. SLM2
0, the applied voltage is applied to the photoconductive layer 4, the dielectric mirror 5. F
By setting the voltage/pulse width product Vf·τ applied to the SLM 20 to be larger than the threshold value C, the optical characteristics of the SLM 20 can be improved by the photoelectric conduction effect of the photoconductive film 4. can be controlled by writing light (or erasing light) Lw. Figure 2(a)
is a case where the writing light (or erasing light) Lw is irradiated onto one surface of the glass substrate of the SLM 20 and a voltage of +■ is applied, and Fl and CIO are tilted at 45 degrees from the vertical direction (in the down state). ), the glass substrate 2
The polarization direction of the linearly polarized readout light LRI irradiated onto the surface is rotated by 90 degrees and reflected as lf. on the other hand,
In the case of FIG. 2(b) where no write light is irradiated and a voltage of +V is applied, the FLCIO does not show any change in state, and the reflected read light LRx maintains its previous state. Next, when the writing light is irradiated and a voltage of -■ is applied as shown in FIG. 2(c),
Since a voltage exceeding the negative threshold is applied to FLCI O, FLCI O goes into the up state, and the read linearly polarized light LR+ is read out with the same polarization. Figure 2 (
d) is a case where no write light is irradiated and a voltage of -V is applied, and the reflected read light Lllt maintains its previous state as in the case of FIG. 2(b).

以上の原理に基づいて、読み出しを行う場合、読み出し
光LRIはポラライザで偏光し、s L M 20で変
調されて反射される読み出し光L□はアナライザを通し
て読み出される。上記の原理に基づくと、ポラライザ、
アナライザを直交させた状態(直交ニコル)で、FLC
のup状態(負電圧印加状態に対応)では読み出し光か
暗くなり(dark)、down状態(正電圧印加状態
に対応)では明るくなる(bright)。ポラライザ
とアナライザを平行にした状態(平行ニコル)において
は明暗が上記の場合とは逆になる。
When reading out based on the above principle, the readout light LRI is polarized by the polarizer, and the readout light L□ modulated by s L M 20 and reflected is read out through the analyzer. Based on the above principle, the polarizer,
With the analyzer orthogonal (orthogonal Nicols), FLC
The readout light becomes dark in the up state (corresponding to the state in which a negative voltage is applied), and becomes bright in the down state (corresponding to the state in which a positive voltage is applied). In a state where the polarizer and analyzer are parallel (parallel Nicol), the brightness and darkness are opposite to the above case.

上記において、本実施例では読み出し時に、金属反射膜
Itが読み出し光LR+を反射するとともに、光伝導層
4に対する光の遮断を行う。即ち、本実施例は、金属膜
が良好な光の遮断性を有することを利用して、誘電体ミ
ラー5の反射率を補い、読み出し光強度が大きいときに
光伝導層4に読み出し光が到達しないように遮光する。
In the above, in this embodiment, at the time of reading, the metal reflective film It reflects the reading light LR+ and blocks the light to the photoconductive layer 4. That is, in this embodiment, the reflectance of the dielectric mirror 5 is compensated for by utilizing the metal film having good light blocking properties, and the readout light reaches the photoconductive layer 4 when the readout light intensity is high. Block the light to prevent it from happening.

これによって、書き込み光強度に対し、読み出し反射率
をその読み出し光強度の大小によらず安定かつ良好にす
る。一方、書き込み時において、金属遮光膜11は島状
(メツシュ状に絶縁した状態)配列としであるため、光
伝導層4が感光したパターンの電位を所定の解像度でF
LC10に印加することができ、書き込みを可能にして
いる。
This makes the read reflectance stable and good with respect to the write light intensity, regardless of the magnitude of the read light intensity. On the other hand, at the time of writing, since the metal light shielding film 11 is arranged in an island-like (mesh-like insulated state) arrangement, the potential of the pattern exposed to the photoconductive layer 4 is adjusted to F at a predetermined resolution.
It can be applied to LC10, making writing possible.

第3図(a)、(b)は本実施例における上記作用を示
す入出力特性図である。各図において、横軸は書き込み
光強度、縦軸はアナライザを通った後の読み出し反射率
であり、(a)は直交ニコル(ポラライザ、アナライザ
の偏光軸を直交させた状!3I)の場合、(b)は平行
ニコル(ポラライザ、アナライザの偏光軸を平行にした
状態)の場合の測定例を示しており、実線(1)は読み
出し光強度が小さいときの読み出し反射率の変化特性を
示し、点線(2)は読み出し光強度が大きいときの読み
出し反射率の変化特性を示している。(λ)、(b)と
もある書き込み強度の書き込み状態を境に読み出し光の
偏光面が90度回転することを示しているが、上記した
金属遮光膜llの作用によって、読み出し強度の大小に
よりその境目の書き込み強度がほとんど変動しない。即
ち、入出力特性が安定良好なものとなっている。
FIGS. 3(a) and 3(b) are input/output characteristic diagrams showing the above-described effects in this embodiment. In each figure, the horizontal axis is the writing light intensity, and the vertical axis is the readout reflectance after passing through the analyzer. (b) shows a measurement example in the case of parallel Nicols (the state in which the polarization axes of the polarizer and analyzer are parallel), and the solid line (1) shows the change characteristics of the readout reflectance when the readout light intensity is small. The dotted line (2) shows the change characteristics of the readout reflectance when the readout light intensity is high. Both (λ) and (b) show that the polarization plane of the read light rotates 90 degrees at a writing state with a certain write intensity. The writing strength at the boundary hardly changes. That is, the input/output characteristics are stable and good.

実際に、有効面的1cm”の作製したSLMについて、
書き込み光として白色光(0,5mW/cm”)、読み
出し光としてArレーザー光(100mW/ c m”
)を用い、SLMへの印加パルスを電圧15V、幅0 
、2 m sとして動作させ、コントラスト20:1以
上、画素数500x500でパターンを読み出すことが
できた。これは、金属遮光膜!lを用いたことにより、
書き込み光の200倍の強度の読み出し光を用いた場合
にも、読み出し光の一部が光伝導層4に到達することが
ないことを示すものである。このときの書き込み間隔は
、30分以上まで可能であった。
In fact, regarding an SLM fabricated with an effective surface area of 1 cm,
White light (0.5 mW/cm") was used as the writing light, and Ar laser light (100 mW/cm") was used as the read light.
), and applied pulses to the SLM at a voltage of 15 V and a width of 0.
, 2 ms, and the pattern could be read out with a contrast of 20:1 or more and a pixel count of 500 x 500. This is a metal light-shielding film! By using l,
This shows that even when reading light with an intensity 200 times stronger than the writing light is used, a portion of the reading light does not reach the photoconductive layer 4. The writing interval at this time could be up to 30 minutes or more.

なお、上記実施例において金属遮光*11の厚みを厚く
してその反射率を向上させることにより、誘電体ミラー
5は省略することができる。この場合、製造プロセスが
簡単になる。また、誘電体ミラーと金属遮光膜の積層順
序を変え、ガラス基板i上に透明電極3、光伝導層4、
金属遮光膜II。
Note that in the above embodiment, the dielectric mirror 5 can be omitted by increasing the thickness of the metal light shield *11 to improve its reflectance. In this case, the manufacturing process is simplified. In addition, by changing the lamination order of the dielectric mirror and the metal light-shielding film, the transparent electrode 3, the photoconductive layer 4,
Metal light shielding film II.

誘電体ミラー5、配向膜6の順に積層した構造も可能で
ある。このように、本発明はその主旨に沿って種々に応
用され、種々の実施態様を取り得るものである。
A structure in which the dielectric mirror 5 and the alignment film 6 are stacked in this order is also possible. As described above, the present invention can be applied in various ways and can take various embodiments in accordance with its gist.

[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明の空間光変調素
子によれば、読み出し光の反射と遮断をする金w4@を
用いているため、強い読み出し光を人力しても光伝導層
への光が遮光され、正常な入出力特性を得ることができ
、画像の変換1表示。
[Effects of the Invention] As is clear from the above description, the spatial light modulator of the present invention uses gold W4 which reflects and blocks the readout light, so even if strong readout light is applied manually, Light to the photoconductive layer is blocked, normal input/output characteristics can be obtained, and images can be converted and displayed.

光メモリ等に利用することができる。It can be used for optical memory, etc.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)、(b)は本発明の一実施例を示す構造図
、第2図(a)、(b)、(c)、(d)は本実施例の
動作説明図、第3図(a)、(b)は本実施例の作用を
示す入出力特性図、第4図は従来例の構成図、第5図(
a)、(b)は従来例の問題点を示す入出力特性図であ
る。 ト・・一方のガラス基板、2・・・他方のガラス基板、
3・・・透明電極、4・・・光伝導層、5・・・誘電体
ミラー6・・・配向膜、7・・・透明電極、8・・・配
向膜、9由スペアす、lO・・・強誘電性液晶、11・
・・金属遮光膜、20・・・空間光変調素子。 第2 図
FIGS. 1(a) and (b) are structural diagrams showing an embodiment of the present invention, FIGS. 3(a) and 3(b) are input/output characteristic diagrams showing the operation of this embodiment, FIG. 4 is a configuration diagram of the conventional example, and FIG. 5 (
Figures a) and (b) are input/output characteristic diagrams showing problems in the conventional example. G...One glass substrate, 2...The other glass substrate,
3... Transparent electrode, 4... Photoconductive layer, 5... Dielectric mirror 6... Alignment film, 7... Transparent electrode, 8... Alignment film, 9 Yui spare, lO. ...Ferroelectric liquid crystal, 11.
...Metal light-shielding film, 20...Spatial light modulation element. Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)透明電極を有する一方の透明基板上に光伝導層と
、誘電体ミラーとともにまたは誘電体ミラーに代えて島
状配列の金属膜と、液晶配向膜とを配置し、 透明電極を有する他方の透明基板上に液晶配向膜を配置
し、 上記一方と他方の両透明基板をスペーサを介して対向し
て配置し、その隙間に強誘電性液晶を充填する構造から
なることを特徴とする空間光変調素子。
(1) On one transparent substrate having a transparent electrode, a photoconductive layer, a metal film arranged in an island-like arrangement together with or in place of a dielectric mirror, and a liquid crystal alignment film are arranged, and the other having a transparent electrode. A space characterized by having a structure in which a liquid crystal alignment film is arranged on a transparent substrate, the one and the other transparent substrates are arranged facing each other with a spacer interposed therebetween, and the gap is filled with ferroelectric liquid crystal. Light modulation element.
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DE69032669T DE69032669T2 (en) 1989-02-27 1990-02-26 Method for controlling a spatial light modulator
EP90103699A EP0385346B1 (en) 1989-02-27 1990-02-26 Method of driving a spatial light modulator
EP95105929A EP0666493A1 (en) 1989-02-27 1990-02-26 Spatial light modulator and spatial modulating apparatus

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5324549A (en) * 1991-12-18 1994-06-28 Sharp Kabushiki Kaisha Method of fabricating photoconductor coupled liquid crystal light valve
JP3005641U (en) * 1994-06-24 1995-01-10 株式会社昭和精密製袋機製作所 Bottom folding device for rotary bag making machine
US5446563A (en) * 1992-03-10 1995-08-29 Sharp Kabushiki Kaisha Photoconductor coupled liquid crystal light valve with impurity doping which varies in the thickness direction

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