JPH04316017A - 液晶ライトバルブ - Google Patents
液晶ライトバルブInfo
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光コンピュータや投写
型ディスプレイに応用される液晶ライトバルブに関する
。
型ディスプレイに応用される液晶ライトバルブに関する
。
【０００２】
【従来の技術】従来より、液晶層等の表示体と光導電体
層を主構成要素とし、レーザービーム走査等の光学的入
力および電気信号等の電気的入力によって２次元画像を
出力する、光書き込み型液晶ライトバルブと呼ばれる画
像形成装置があり、応用物理、第６０巻、第１号（１９
９１）のように知られている。図４に従来の液晶ライト
バルブの断面図を示す。表示体は液晶と高分子を互いに
分散させた層から成り、光の散乱、透過を制御するモー
ドを利用するため配向膜や偏光板が不要である。
層を主構成要素とし、レーザービーム走査等の光学的入
力および電気信号等の電気的入力によって２次元画像を
出力する、光書き込み型液晶ライトバルブと呼ばれる画
像形成装置があり、応用物理、第６０巻、第１号（１９
９１）のように知られている。図４に従来の液晶ライト
バルブの断面図を示す。表示体は液晶と高分子を互いに
分散させた層から成り、光の散乱、透過を制御するモー
ドを利用するため配向膜や偏光板が不要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
液晶ライトバルブでは、光導電体層側から入射する書き
込み光と表示体層側から入射する読み出し光を光学的に
分離するため、光吸収層６や誘電体ミラ−７等を設置し
なければならなかった。特に、誘電体ミラ−は多層膜構
造であるため素子の作成工程が煩雑になり、できるだけ
省略したいものであった。また、光導電体と表示体の間
にいくつもの層が存在することによってキャリアの横方
向への拡散が起こり、表示の解像度を低下させる要因と
なっていた。
液晶ライトバルブでは、光導電体層側から入射する書き
込み光と表示体層側から入射する読み出し光を光学的に
分離するため、光吸収層６や誘電体ミラ−７等を設置し
なければならなかった。特に、誘電体ミラ−は多層膜構
造であるため素子の作成工程が煩雑になり、できるだけ
省略したいものであった。また、光導電体と表示体の間
にいくつもの層が存在することによってキャリアの横方
向への拡散が起こり、表示の解像度を低下させる要因と
なっていた。
【０００４】本発明はこのような課題を解決するもので
、その目的とするところは、素子の構成を簡単化し、か
つ高精細な液晶ライトバルブを提供することにある。
、その目的とするところは、素子の構成を簡単化し、か
つ高精細な液晶ライトバルブを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶ライトバル
ブは、対向する２枚の基板間に液晶と高分子を互いに分
散させた層および光導電体層を挟持する液晶ライトバル
ブにおいて、前記液晶と高分子を互いに分散させた層を
一方向に配向させたことを特徴とする。
ブは、対向する２枚の基板間に液晶と高分子を互いに分
散させた層および光導電体層を挟持する液晶ライトバル
ブにおいて、前記液晶と高分子を互いに分散させた層を
一方向に配向させたことを特徴とする。
【０００６】
【実施例】以下、実施例により本発明の詳細を示す。
【０００７】（実施例１）図１は、本発明の液晶ライト
バルブの断面図である。図中、１はガラス基板、２は透
明電極、３は配向膜である。また、４は高分子、５は液
晶、８は光導電体層である。以下、液晶４と高分子５を
互いに分散させた層を液晶／高分子層と呼ぶ。
バルブの断面図である。図中、１はガラス基板、２は透
明電極、３は配向膜である。また、４は高分子、５は液
晶、８は光導電体層である。以下、液晶４と高分子５を
互いに分散させた層を液晶／高分子層と呼ぶ。
【０００８】素子の作成方法は以下のようである。
【０００９】まず、平坦なガラス基板の表面に、透明電
極であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−ｔｉｎ−ｏｘｉｄｅ）
をスパッタ法により形成した。続いて、この表面に光導
電体層を形成した。本実施例では光導電体をアモルファ
スシリコンとし、プラズマＣＶＤ（化学気相成長法）に
より膜厚約４μｍとして成膜した。
極であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−ｔｉｎ−ｏｘｉｄｅ）
をスパッタ法により形成した。続いて、この表面に光導
電体層を形成した。本実施例では光導電体をアモルファ
スシリコンとし、プラズマＣＶＤ（化学気相成長法）に
より膜厚約４μｍとして成膜した。
【００１０】次に、アモルファスシリコンの表面に配向
膜としてポリイミド（日本合成ゴム社製ＪＩＢ）の２％
溶液を２０００回転／分でスピンコートし、１５０℃に
て焼成した。その後、配向膜の表面をさらしで一方向に
ラビングした。この面にＩＴＯを形成したガラス基板を
向かい合わせ、両者の間隙を１０μｍとなるように固定
した。
膜としてポリイミド（日本合成ゴム社製ＪＩＢ）の２％
溶液を２０００回転／分でスピンコートし、１５０℃に
て焼成した。その後、配向膜の表面をさらしで一方向に
ラビングした。この面にＩＴＯを形成したガラス基板を
向かい合わせ、両者の間隙を１０μｍとなるように固定
した。
【００１１】次に、この間隙に液晶／高分子層を形成し
た。カイラル成分（ロディック社製Ｓ−１０１１）を液
晶（ロディック社製ＬＶ−Ｒ２）に１％添加したものと
、パラフェニルフェノールメタクリル酸エステルとを１
０：１で１００℃にて混合し、間隙に封入したのち徐冷
し、液晶／モノマー混合物を配向させ、室温にて紫外線
を照射した。この結果、液晶と高分子が相分離し、ほと
んど透明な表示体を形成できた。
た。カイラル成分（ロディック社製Ｓ−１０１１）を液
晶（ロディック社製ＬＶ−Ｒ２）に１％添加したものと
、パラフェニルフェノールメタクリル酸エステルとを１
０：１で１００℃にて混合し、間隙に封入したのち徐冷
し、液晶／モノマー混合物を配向させ、室温にて紫外線
を照射した。この結果、液晶と高分子が相分離し、ほと
んど透明な表示体を形成できた。
【００１２】以上の工程を経て出来上がった本発明の液
晶ライトバルブに、１０ＫＨｚ、２０Ｖの交流電界を印
加し光書き込み（半導体レーザ、１０ｍＷ、７８０ｎｍ
）による駆動を行った。書き込み光を入射すると液晶／
高分子層からなる表示体は白濁して光散乱状態となり、
最大で透過率１％が得られた。書き込み光を入射しない
ときは透明状態で、透過率８０％が得られた。書き込み
光の強度に応じた透過率を得ることもできた。
晶ライトバルブに、１０ＫＨｚ、２０Ｖの交流電界を印
加し光書き込み（半導体レーザ、１０ｍＷ、７８０ｎｍ
）による駆動を行った。書き込み光を入射すると液晶／
高分子層からなる表示体は白濁して光散乱状態となり、
最大で透過率１％が得られた。書き込み光を入射しない
ときは透明状態で、透過率８０％が得られた。書き込み
光の強度に応じた透過率を得ることもできた。
【００１３】本発明の液晶ライトバルブでは、書き込み
光はアモルファスシリコンに吸収されるほか、一部はそ
のまま読み出し側に透過してくる。しかし、書き込み光
が照射された部分の液晶／高分子層は変調を受けて光散
乱状態となるため、透過する書き込み光は液晶／高分子
層を通過する際に散乱する。すなわち、変調を受けた表
示部分が発光する状態が得られる。このことは、従来の
液晶ライトバルブが書き込み光と読み出し光の２つの光
学系を必要としたのに対し、書き込み光に読み出しの光
源としての機能を備えることができるものである。読み
出し光やそのための光学系を必要とせずに表示を行うこ
とが可能である。このような状態を実現するには、書き
込み光が光導電体層を透過して液晶／高分子層に到達す
るようにすればよく、光吸収層や誘電体ミラ−は不要と
なる。したがって、図１で示したように光導電体層と表
示体層を近接して設置できる。これにより素子の構造が
簡単になるだけでなく、キャリアの不要な拡散がなくな
り解像度を向上させる効果が生まれる。
光はアモルファスシリコンに吸収されるほか、一部はそ
のまま読み出し側に透過してくる。しかし、書き込み光
が照射された部分の液晶／高分子層は変調を受けて光散
乱状態となるため、透過する書き込み光は液晶／高分子
層を通過する際に散乱する。すなわち、変調を受けた表
示部分が発光する状態が得られる。このことは、従来の
液晶ライトバルブが書き込み光と読み出し光の２つの光
学系を必要としたのに対し、書き込み光に読み出しの光
源としての機能を備えることができるものである。読み
出し光やそのための光学系を必要とせずに表示を行うこ
とが可能である。このような状態を実現するには、書き
込み光が光導電体層を透過して液晶／高分子層に到達す
るようにすればよく、光吸収層や誘電体ミラ−は不要と
なる。したがって、図１で示したように光導電体層と表
示体層を近接して設置できる。これにより素子の構造が
簡単になるだけでなく、キャリアの不要な拡散がなくな
り解像度を向上させる効果が生まれる。
【００１４】表示を投写するような場合、あるいは書き
込み光の透過率が小さい場合は、必要に応じて読み出し
の光学系を設置すればよい。注意しなければならないの
は、読み出し側からは光導電体層が露出した状態にある
ことである。したがって、読み出し光の波長は、光導電
体層が吸収感度を有する領域を考慮して影響のないよう
に選ぶ必要がある。本実施例で用いたアモルファスシリ
コンは８００ｎｍ付近に吸収端がある。８００ｎｍ以上
の光を用いて読み出しを行えば、アモルファスシリコン
に対する影響はない。しかし、その波長では人間の目に
は観察されないので、そのような場合には、波長変換素
子（２次高調波発生素子など）を用いて図２のような光
学系を構成し、８００ｎｍの読み出し光が液晶ライトバ
ルブで反射したのち、波長変換を行って４００ｎｍとな
るようにすれば観察できる。
込み光の透過率が小さい場合は、必要に応じて読み出し
の光学系を設置すればよい。注意しなければならないの
は、読み出し側からは光導電体層が露出した状態にある
ことである。したがって、読み出し光の波長は、光導電
体層が吸収感度を有する領域を考慮して影響のないよう
に選ぶ必要がある。本実施例で用いたアモルファスシリ
コンは８００ｎｍ付近に吸収端がある。８００ｎｍ以上
の光を用いて読み出しを行えば、アモルファスシリコン
に対する影響はない。しかし、その波長では人間の目に
は観察されないので、そのような場合には、波長変換素
子（２次高調波発生素子など）を用いて図２のような光
学系を構成し、８００ｎｍの読み出し光が液晶ライトバ
ルブで反射したのち、波長変換を行って４００ｎｍとな
るようにすれば観察できる。
【００１５】ここで用いる配向膜は、液晶を配向させる
力のあるものであれば、ポリビニルアルコールなど他の
ものでもよい。また、配向処理は両面の基板について行
っても効果を有する。その場合、互いの配向処理方向に
ついてはカイラル成分の含量と関係するので、その都度
最適化する必要がある。
力のあるものであれば、ポリビニルアルコールなど他の
ものでもよい。また、配向処理は両面の基板について行
っても効果を有する。その場合、互いの配向処理方向に
ついてはカイラル成分の含量と関係するので、その都度
最適化する必要がある。
【００１６】ここで用いる高分子は、高分子主鎖にビフ
ェニル骨格を有する側鎖をつけたものであれば、熱可塑
性高分子、熱硬化型高分子、紫外線硬化型高分子の別を
問わず用いることができる。あるいは、液晶分子と同様
の骨格を有する高分子であればよい。また、表示モード
として、本発明におけるモードと同様のモードを示す高
分子、同様の効果を示す材料であれば用いることができ
る。
ェニル骨格を有する側鎖をつけたものであれば、熱可塑
性高分子、熱硬化型高分子、紫外線硬化型高分子の別を
問わず用いることができる。あるいは、液晶分子と同様
の骨格を有する高分子であればよい。また、表示モード
として、本発明におけるモードと同様のモードを示す高
分子、同様の効果を示す材料であれば用いることができ
る。
【００１７】（実施例２）本実施例では、光導電体層を
Ｂｉ１２ＳｉＯ２０（ＢＳＯ）とした。他の構成および
作成方法は実施例１と同様である。
Ｂｉ１２ＳｉＯ２０（ＢＳＯ）とした。他の構成および
作成方法は実施例１と同様である。
【００１８】出来上がった本発明の液晶ライトバルブに
、１ＫＨｚ、６０Ｖの交流電界を印加し光書き込み（Ａ
ｒレーザ、２０ｍＷ、４８８ｎｍ）による駆動を行った
。書き込み光を入射すると液晶／高分子層からなる表示
体は白濁して光散乱状態となり、最大で透過率１％が得
られた。書き込み光を入射しないときは透明状態で、透
過率８０％が得られた。書き込み光の強度に応じた透過
率を得ることもできた。
、１ＫＨｚ、６０Ｖの交流電界を印加し光書き込み（Ａ
ｒレーザ、２０ｍＷ、４８８ｎｍ）による駆動を行った
。書き込み光を入射すると液晶／高分子層からなる表示
体は白濁して光散乱状態となり、最大で透過率１％が得
られた。書き込み光を入射しないときは透明状態で、透
過率８０％が得られた。書き込み光の強度に応じた透過
率を得ることもできた。
【００１９】書き込み光はＢＳＯに吸収されるほか、一
部はそのまま読み出し側に透過してくる。書き込み光が
照射された部分の液晶／高分子層は変調を受けて光散乱
状態となるため、透過する書き込み光は液晶／高分子層
を通過する際に散乱する。すなわち、変調を受けた表示
部分が発光する状態が得られる。このような状態を実現
するには、書き込み光が光導電体層を透過して液晶／高
分子層に到達するようにすればよく、光吸収層や誘電体
ミラ−は不要となる。したがって、図１で示したように
光導電体層と表示体層を近接して設置できる。これによ
り素子の構造が簡単になるだけでなく、キャリアの不要
な拡散がなくなり解像度を向上させる効果が生まれる。
部はそのまま読み出し側に透過してくる。書き込み光が
照射された部分の液晶／高分子層は変調を受けて光散乱
状態となるため、透過する書き込み光は液晶／高分子層
を通過する際に散乱する。すなわち、変調を受けた表示
部分が発光する状態が得られる。このような状態を実現
するには、書き込み光が光導電体層を透過して液晶／高
分子層に到達するようにすればよく、光吸収層や誘電体
ミラ−は不要となる。したがって、図１で示したように
光導電体層と表示体層を近接して設置できる。これによ
り素子の構造が簡単になるだけでなく、キャリアの不要
な拡散がなくなり解像度を向上させる効果が生まれる。
【００２０】ＢＳＯは、４８０ｎｍ付近に吸収感度を有
し、図３のように書き込みと読み出しの光学系を光導電
体側に配置して透過型として用いることができる。読み
出し光としてＨｅ−Ｎｅレーザ（６３３ｎｍ）を用いた
が、書き込み光と同じく液晶／高分子層を通過する際に
散乱し、変調を受けた表示部分が発光する状態が得られ
た。従来の液晶ライトバルブは、書き込み光が入射した
部分の液晶／高分子層が透明状態となるため、直視型の
表示装置を形成するのに手間を要していた。すなわち、
表示を直視するには液晶／高分子層を透過する読み出し
光をスクリーン等に一旦投影し散乱させる必要があった
。本発明によれば、特に読み出しの光源を必要とせず、
またスクリーン等を設けずに直視型の表示装置を実現す
ることができる。
し、図３のように書き込みと読み出しの光学系を光導電
体側に配置して透過型として用いることができる。読み
出し光としてＨｅ−Ｎｅレーザ（６３３ｎｍ）を用いた
が、書き込み光と同じく液晶／高分子層を通過する際に
散乱し、変調を受けた表示部分が発光する状態が得られ
た。従来の液晶ライトバルブは、書き込み光が入射した
部分の液晶／高分子層が透明状態となるため、直視型の
表示装置を形成するのに手間を要していた。すなわち、
表示を直視するには液晶／高分子層を透過する読み出し
光をスクリーン等に一旦投影し散乱させる必要があった
。本発明によれば、特に読み出しの光源を必要とせず、
またスクリーン等を設けずに直視型の表示装置を実現す
ることができる。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明によれば素子構成を
簡単にできる。光導電体層と表示体層の間に光吸収層や
誘電体ミラ−を必要としないので、キャリアの拡散を最
小限に抑えることができ、高精細な表示を行うことがで
きる。さらに、従来の液晶ライトバルブが書き込み光と
読み出し光の２つの光学系を必要としたのに対し、書き
込み光に読み出しの光源としての機能を備えることがで
きる、読み出し光やそのための光学系を必要とせずに表
示を行うことが可能である。したがって、本発明の液晶
ライトバルブに光学系を備えた装置を構成する際に小型
化が容易である。この効果は光導電体の種類に関わらず
、反射型、透過型のいずれの構成においても有効である
。
簡単にできる。光導電体層と表示体層の間に光吸収層や
誘電体ミラ−を必要としないので、キャリアの拡散を最
小限に抑えることができ、高精細な表示を行うことがで
きる。さらに、従来の液晶ライトバルブが書き込み光と
読み出し光の２つの光学系を必要としたのに対し、書き
込み光に読み出しの光源としての機能を備えることがで
きる、読み出し光やそのための光学系を必要とせずに表
示を行うことが可能である。したがって、本発明の液晶
ライトバルブに光学系を備えた装置を構成する際に小型
化が容易である。この効果は光導電体の種類に関わらず
、反射型、透過型のいずれの構成においても有効である
。
【図１】本発明の液晶ライトバルブの断面図。
【図２】本発明の実施例１における表示の光学系を示す
概念図。
概念図。
【図３】本発明の実施例２における表示の光学系を示す
概念図。
概念図。
【図４】従来の液晶ライトバルブの断面図。
１ ガラス基板
２ 透明電極
３ 配向膜
４ 高分子
５ 液晶
６ 光吸収層
７ 誘電体ミラ−
８ 光導電体層
Claims (1)
- 【請求項１】 対向する２枚の基板間に液晶と高分子
を互いに分散させた層および光導電体層を挟持する液晶
ライトバルブにおいて、前記液晶と高分子を互いに分散
させた層を一方向に配向させたことを特徴とする液晶ラ
イトバルブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8374891A JPH04316017A (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 液晶ライトバルブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8374891A JPH04316017A (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 液晶ライトバルブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04316017A true JPH04316017A (ja) | 1992-11-06 |
Family
ID=13811154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8374891A Pending JPH04316017A (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 液晶ライトバルブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04316017A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06332004A (ja) * | 1993-05-20 | 1994-12-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 液晶電気光学装置 |
-
1991
- 1991-04-16 JP JP8374891A patent/JPH04316017A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06332004A (ja) * | 1993-05-20 | 1994-12-02 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 液晶電気光学装置 |
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