JPH04221934A - 液晶素子 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光メモリー素子等に好
適に利用できる液晶素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】光メモリー素子として液晶素子を利用し
たものが提供されている。この液晶素子は、図５に示す
ように、透明電極１ａ，２ａが形成されたガラス基板１
，２の間に強誘電性液晶が注入された液晶層５が形成さ
れたもので、基板１，２の外側には偏光板３，４が設け
られている。そしてこの液晶素子に記録された信号は、
前方から照射された光が液晶素子を通過するか否かによ
って検出されるようになっている。

【０００３】この液晶素子においては、前方に配置され
た偏光板１を通過した偏光光が、液晶層５に入射して液
晶層５の光軸に平行な振動方向成分（異常光）と、光軸
に垂直な振動方向成分（通常光）に分かれる。それぞれ
の振動方向に対応する屈折率ｎｅ、ｎｏは、液晶の材料
に応じて決定される値である。そしてこれら屈折率の差
Δｎ＝ｎｅ−ｎｏに液晶層５の厚さ（セルギャップ）ｄ
　を掛けた値（リターデーション）Δｎ×ｄは、異常光
と通常光の位相差を示す値となる。

【０００４】このリターデーションが入射光の波長の１
／２になると、入射光の偏光面が９０度回転した状態と
なり、コントラストが最大になるので、液晶層５の厚さ
は、Δｎ×ｄが１／２λになるように設定される。この
ため強誘電性液晶のΔｎは０．１０〜０．１８μｍなの
でこの強誘電性液晶を用いた前記従来の液晶素子では、
液晶層５の厚さｄが２μｍ程度に設定されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】液晶素子からなる光メ
モリー素子にレーザー書き込みを行う場合、書き込みの
分解能は液晶素子のセルギャップに略等しい。このため
、前記液晶素子では２μｍ程度が書き込み分解能の限界
であった。

【０００６】この発明は、前記書き込み分解能をより向
上できる液晶素子提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明の液晶素子は、
基板のうち一方に光を反射する機能を有する膜（以下、
光反射膜と記す）を設けると共に、リターデーションが
１／４λ±１／１２λの範囲になるように液晶層を形成
したことを特徴とするものである。

【０００８】ここでλは、読み出し時に用いる光の波長
である。

【０００９】前記リターデーションの最も望ましい値は
、１／４λであが、コントラストの低下を許容するなら
ば±１／１２λ程度の誤差が存在しても何等問題ない。 強誘電性液晶の複屈折率Δｎは通常０．１０〜０．１８
程度の範囲にあるので、前記範囲にリターデーションを
設定するためには、液晶素子のセルギャップｄ　が１．
３８〜０．８１μｍの範囲に設定される。セルギャップ
をこのように小さくするためには、一般的に行なわれて
いるように基板間にスペーサーを介在させる手段によっ
ても良いが、粒径の小さなスペーサーは静電気等の影響
により均一に分散させることが困難なので、一方の基板
表面にフォトレジストや感光性ポリイミド等をスピンコ
ートしてパターニングすることにより基板上に凸部を設
けて基板間隔を規制すると良い。またＳｉＮｘなどの無
機絶縁膜をフォトプロセスでパターニングして凸部を形
成しても良い。

【００１０】前記光反射膜は、電極を兼ねるものであっ
てもよい。

【００１１】

【作用】この発明の液晶素子では、他方の基板側から入
射された光が一方の基板に設けられた光反射膜に当たっ
て反射されるので、光は液晶層を２度通過して往路と復
路とで同様の効果を２度受ける。入射光の振動方向は反
射光でも保存されているので、光は実際より２倍厚い液
晶層を通過したのと同様の効果を受ける。従ってこの液
晶素子では、液晶層の厚さを半減させることが可能とる
。

【００１２】

【実施例】以下、実施例に沿って本発明の液晶素子を詳
しく説明する。

【００１３】（実施例１） 図１は本発明の液晶素子の一実施例を示すものである。 この液晶素子の前側のガラス基板１０に透明電極１１が
形成され、後側のガラス基板１２に光反射膜兼金属電極
１３が形成されたものである。透明電極１１はインジウ
ムすず酸化物によって形成されており、光は透過可能で
ある。他方光反射膜兼金属電極１３は、クロム等によっ
て形成されており、電極としての機能の他に、光を反射
する機能を有している。各基板１０，１２にはＳｉＯ斜
方蒸着膜（基板面の法線方向に対して８５度の方向から
蒸着した膜）からなる配向膜が設けられている。また前
側のガラス基板１０の前方には偏光板１４が配置されて
いる。基板１０，１２の間には、強誘電性液晶が注入さ
れた液晶層１７が形成されている。用いた液晶はＭＥＲ
ＣＫ社製のＺＬ１−３７７４で、その複屈折率はΔｎ≒
０．１３である。

【００１４】この液晶素子の前方にはミラー１５を介し
て赤外線を発する半導体レーザー１６が配置されており
、この半導体レーザー１６から発した赤外線をミラー１
５を介して液晶素子の所定位置に照射することによって
、その部分に信号を記録できるようになっている。また
記録の読み出しもレーザー光を照射して行うようになっ
ている。レーザービームのアドレスは、ミラー１５の移
動、回転によって、あるいは液晶素子をＸ−Ｙ方向に移
動させることによって行なわれる。また記録の消去は、
電極１１，１３によって液晶層１７全体に均一な電圧を
印加することによって行なわれる。

【００１５】この液晶素子では、リターデーションが赤
外レーザーの波長λ＝０．７８μｍの１／４（約０．１
９５μｍ）とほぼ等しい値となるように、セルギャップ
が１．３μｍに設定されている。この結果この液晶素子
のリターデーションΔｎ・ｄは０．１６９μｍとなって
いる。

【００１６】この液晶素子に赤外線で記録の書き込み、
読み出しを行ったところ、ＯＮ／ＯＦＦ比２８を得た。

【００１８】この液晶素子では、前側の基板１０側から
入射された光が後側の基板１２に設けられた光反射膜兼
金属電極１３に当たって反射されるので、入射光は往路
と復路とで２度液晶層１７を通過して、往復とも同様の
効果を受ける。光の振動方向は反射しても保存されるの
で、光は実際より２倍厚い液晶層を通過したのと同様の
効果を受ける。従ってこの液晶素子では、液晶層１７の
厚さを半減させることが可能となる。この結果この液晶
素子で光メモリ素子を構成するとレーザによる書き込み
分解能をより高めることができる。

【００１９】（実施例２） ＢＤＨ　　Ｌｉｍｉｔｅｄ社製のＳＣＥ７（複屈折率Δ
ｎ＝０．１８）用い、セルギャップを１．１μｍに設定
した点のみ、実施例１のものと異なる液晶素子を製作し
た。この液晶素子のリターデーションはΔｎ・ｄ＝０．
１８×１．１＝０．１９８μｍである。

【００２０】この液晶素子では、ＯＮ／ＯＦＦ比コント
ラスト３２が得られた。この値は、実施例１のものに比
較してより良好である。これはこの実施例２の液晶素子
のリターデーションが実施例１の液晶素子のそれに比較
して、用いた半導体レーザー１６から発せられる赤外線
の波長λ（＝０．７８μｍ）の１／４、約０．１９５μ
ｍにより近いためであると考えられる。

【００２１】（実施例３） 図２に示すように、後側のガラス基板１２に透明なアル
ミニウム製電極２０を形成し、その上に光反射膜２１を
形成した点が実施例１の液晶素子と異なるものを製作し
た。光反射膜２１は、ＳｉＯ２−Ｔｉ２Ｏ５−ＳｉＯ２
−Ｔｉ２Ｏ５の４層が順次積層された絶縁性のものであ
る。各層の光学的膜厚がレーザー光の１／４λとなるよ
うに、ＳｉＯ２層は１３００オンク゛ストローム、Ｔｉ
２Ｏ５層は９００オンク゛ストロームに設定されている
。注入された液晶はチッソ株式会社製ＣＳ−１０２９（
Δｎ＝０．１３）であり、セルギャップは１．２μｍに
設定された。この結果この液晶素子のリターデーション
は、Δｎ・ｄ＝０．１５６であった。

【００２２】この液晶素子では、読み出し光のＯＮ／Ｏ
ＦＦ比コントラストが１６であった。

【００２３】（実施例４） 図３に示す液晶素子では、後側のガラス基板１２にまず
赤外吸収膜３０が設けられ、その上に光反射膜兼金属電
極１３が形成されている。その上に基板面の法線方向か
ら８２度の方向からＳｉＯを斜方蒸着した膜を配向膜と
して形成した。液晶層１７にはＨｕｅｃｈｓｔ社製のＦ
ＥＬＩＸ０１０／２（Δｎ＝０．１３）が用いられてお
り、セルギャップは１．２μｍに設定されている。この
結果この液晶素子のリターデーションは０．１５６μｍ
となっている。

【００２４】この液晶素子では、後方から赤外レーザー
３１が照射されて書き込みが行なわれるようになってい
る。そして読み出しは、前面側に配置された光学系、す
なわち光源３６、ミラー３２，３３、レンズ３４および
ミラー３７からなる光学系でスクリーン３５上に投影し
て行う。光源３６には、中心波長（λ）０．５５μｍの
白色光が用いられている。（従ってこの液晶素子の最も
望ましいリターデーションは１／４λ＝０．５５÷４≒
０．１３８μｍである。）　この液晶素子の読み出しコ
ントラストは６であった。

【００２５】この液晶素子には、赤外吸収膜３０が設け
られているので、照射された赤外レーザ−３１のエネル
ギーが液晶層５に効率良く吸収される。従ってこの液晶
素子は、書き込み効率が良いものとなる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明の液晶素子は
、基板のうち一方に光を反射する機能を有する膜を設け
ると共に、読み出し時に用いる光の波長の１／４±１／
１２の範囲にリターデーションが設定されたものなので
、入射された光が一方の基板に設けられた光反射膜に当
たり反射されて再び液晶層を通過して往路と復路とで同
様の効果を２度受ける。光の振動方向は反射しても保存
されるので、光は実際より２倍厚い液晶層を通過したの
と同様の効果を受ける。すなわちこの液晶素子はリター
デーションが１／２λの液晶素子と同様の光学的効果を
発揮するものとなる。従って本発明の液晶素子によれば
、液晶層の厚さを半減させることが可能となり、レーザ
による書き込み分解能がより高い光メモリ素子を構成で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の液晶素子を示す断面図。

【図２】実施例３の液晶素子を示す断面図。

【図３】実施例４の液晶素子を示す断面図。

【図４】従来の液晶素子を示す断面図。

【符号の説明】 １０　　ガラス基板 １２　　ガラス基板 １３　　光反射膜兼金属電極 １７　　液晶層 ２１　　光反射膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基板間に強誘電性液晶が注入されてな
   り、入射された偏光の複屈折を制御すことにより表示を
   行う液晶素子において、前記基板のうち一方に光を反射
   する機能を有する膜を設けると共に、読み出し時に用い
   る波長の１／４±１／１２の範囲にリターデーションを
   設定したことを特徴とする液晶素子。