JPH04346315A - 光書き込み型液晶表示素子 - Google Patents
光書き込み型液晶表示素子Info
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- JPH04346315A JPH04346315A JP3118821A JP11882191A JPH04346315A JP H04346315 A JPH04346315 A JP H04346315A JP 3118821 A JP3118821 A JP 3118821A JP 11882191 A JP11882191 A JP 11882191A JP H04346315 A JPH04346315 A JP H04346315A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/135—Liquid crystal cells structurally associated with a photoconducting or a ferro-electric layer, the properties of which can be optically or electrically varied
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/1351—Light-absorbing or blocking layers
Landscapes
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- Optics & Photonics (AREA)
- 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、光書き込み型液晶表示
素子に関する。
素子に関する。
【0002】
【従来の技術】図9は従来の光書き込み型液晶表示素子
(液晶ライトバルブ)の構成例を示す断面図である。
(液晶ライトバルブ)の構成例を示す断面図である。
【0003】従来の光書き込み型液晶表示素子において
は、一方のガラス基板1a上に設けられた透明電極2a
上に非晶質水素化シリコン(a−Si:H)からなる光
導電体層3 が形成されており、この光導電体層3 上
に炭素、銀等の金属薄膜をパターン化した光吸収層4
が形成されている。この光吸収層4 上には二酸化チタ
ン/二酸化ケイ素、硫化亜鉛/フッ化マグネシウム等の
多層膜からなる誘電体ミラー5 が形成されている。こ
の誘電体ミラー5 と他方のガラス基板1b上に設けら
れた透明電極2bとの間に配向膜6a及び6bを介して
液晶7 が封入されている。
は、一方のガラス基板1a上に設けられた透明電極2a
上に非晶質水素化シリコン(a−Si:H)からなる光
導電体層3 が形成されており、この光導電体層3 上
に炭素、銀等の金属薄膜をパターン化した光吸収層4
が形成されている。この光吸収層4 上には二酸化チタ
ン/二酸化ケイ素、硫化亜鉛/フッ化マグネシウム等の
多層膜からなる誘電体ミラー5 が形成されている。こ
の誘電体ミラー5 と他方のガラス基板1b上に設けら
れた透明電極2bとの間に配向膜6a及び6bを介して
液晶7 が封入されている。
【0004】誘電体ミラー5 は、液晶表示素子に書き
込まれている画像を読み出すための投影光を反射させて
外部に出射させると共にこの投影光を高い反射率で反射
させて光導電体層3 への入射を防止するために設けら
れている。また、光吸収層4 は、書き込みに用いられ
る光の光導電体層3 への再反射を防止すると共に誘電
体ミラー5 を透過した読み出し用の投影光L2を遮断
するために設けられている。
込まれている画像を読み出すための投影光を反射させて
外部に出射させると共にこの投影光を高い反射率で反射
させて光導電体層3 への入射を防止するために設けら
れている。また、光吸収層4 は、書き込みに用いられ
る光の光導電体層3 への再反射を防止すると共に誘電
体ミラー5 を透過した読み出し用の投影光L2を遮断
するために設けられている。
【0005】即ち、読み出し用の投影光L2は液晶を透
過して誘電体ミラーで反射され外部に出射される。しか
しながら、誘電体ミラー5 の反射率が95%程度であ
るため、投影光の約5%が透過してしまうこととなる。 この光が光導電体層3 の全面に入射すると、書き込み
光L1によって書き込まれていた画像情報が消失されて
しまう。 このような不都合を防止するために、光吸収層4 が誘
電体ミラー5 と光導電体層4 との間に設けられてい
るのである。液晶表示素子に入射する光の強さは通常1
W程度であり、一方、光導電体層3 として非晶質水素
化シリコン(a−Si:H)層を用いた場合、この光導
電体層3 は数十μW以上の光によって導電率の変化が
現れる。従って、光導電体層3 に入射する光の強さを
、誘電体ミラー5 及び光吸収層4 によって4〜5桁
低下させる必要がある。
過して誘電体ミラーで反射され外部に出射される。しか
しながら、誘電体ミラー5 の反射率が95%程度であ
るため、投影光の約5%が透過してしまうこととなる。 この光が光導電体層3 の全面に入射すると、書き込み
光L1によって書き込まれていた画像情報が消失されて
しまう。 このような不都合を防止するために、光吸収層4 が誘
電体ミラー5 と光導電体層4 との間に設けられてい
るのである。液晶表示素子に入射する光の強さは通常1
W程度であり、一方、光導電体層3 として非晶質水素
化シリコン(a−Si:H)層を用いた場合、この光導
電体層3 は数十μW以上の光によって導電率の変化が
現れる。従って、光導電体層3 に入射する光の強さを
、誘電体ミラー5 及び光吸収層4 によって4〜5桁
低下させる必要がある。
【0006】このための1つの方法として、誘電体ミラ
ー5 の反射率を高めることが考えられるが、このため
には誘電体ミラー5 の積層数を多くする必要がある。 積層数を多くすると、誘電体ミラー5 の層厚が厚くな
るため液晶へ十分な電圧を印加することが難しくなる。
ー5 の反射率を高めることが考えられるが、このため
には誘電体ミラー5 の積層数を多くする必要がある。 積層数を多くすると、誘電体ミラー5 の層厚が厚くな
るため液晶へ十分な電圧を印加することが難しくなる。
【0007】従って従来は、上述したように光吸収層4
を炭素、銀等の金属薄膜で構成し、この光吸収層によ
って光の強度を4桁以上低下させている。
を炭素、銀等の金属薄膜で構成し、この光吸収層によ
って光の強度を4桁以上低下させている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】このように、光吸収層
として炭素、銀等の金属膜を用いると、導電率が高いた
めこれらをパターン化する等の工夫が必要となる。パタ
ーン化を行う場合、高解像度を得ようとするにはその製
造プロセスが技術的に難しくなる。また、炭素、銀等の
金属膜と非晶質水素化シリコン(a−Si:H)との間
の接着性が良くないため、光吸収層と光導電体層との間
に剥離が生じ易い。
として炭素、銀等の金属膜を用いると、導電率が高いた
めこれらをパターン化する等の工夫が必要となる。パタ
ーン化を行う場合、高解像度を得ようとするにはその製
造プロセスが技術的に難しくなる。また、炭素、銀等の
金属膜と非晶質水素化シリコン(a−Si:H)との間
の接着性が良くないため、光吸収層と光導電体層との間
に剥離が生じ易い。
【0009】従って本発明は、パターン化する必要のな
い簡便な製造工程で製造可能でありしかも良好な分解能
を有する光書き込み型液晶表示素子を提供することにあ
る。
い簡便な製造工程で製造可能でありしかも良好な分解能
を有する光書き込み型液晶表示素子を提供することにあ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、第1の
透明基板と、第1の透明基板上に形成された第1の透明
電極層と、第1の透明電極層上に形成された光導電体層
と、光導電体層上に形成されており有機物に顔料を分散
させてなる膜による光吸収層と、光吸収層上に形成され
た誘電体層と、第2の透明基板と、第2の透明基板上に
形成された第2の透明電極層と、第2の透明電極層及び
誘電体層間に挿入された液晶層とを備えた光書き込み型
液晶表示素子が提供される。
透明基板と、第1の透明基板上に形成された第1の透明
電極層と、第1の透明電極層上に形成された光導電体層
と、光導電体層上に形成されており有機物に顔料を分散
させてなる膜による光吸収層と、光吸収層上に形成され
た誘電体層と、第2の透明基板と、第2の透明基板上に
形成された第2の透明電極層と、第2の透明電極層及び
誘電体層間に挿入された液晶層とを備えた光書き込み型
液晶表示素子が提供される。
【0011】
【作用】光吸収層として、有機物に顔料(有機顔料、無
機顔料)を分散させて作成した膜を用いることにより、
製造工程が簡便となりかつ解像度の高い光書き込み型液
晶表示素子が得られる。
機顔料)を分散させて作成した膜を用いることにより、
製造工程が簡便となりかつ解像度の高い光書き込み型液
晶表示素子が得られる。
【0012】
【実施例】以下図面により本発明の実施例を説明する。
【0013】図1は、本発明の一実施例としての光書き
込み型液晶表示素子の断面図を示す。この光書き込み型
液晶表示素子は、特に、光反射スクリーン上に画像を投
影する投射型液晶表示装置、イメージスキャナ用センサ
、及び近赤外−可視光変換素子等に用いて非常に好適で
ある。
込み型液晶表示素子の断面図を示す。この光書き込み型
液晶表示素子は、特に、光反射スクリーン上に画像を投
影する投射型液晶表示装置、イメージスキャナ用センサ
、及び近赤外−可視光変換素子等に用いて非常に好適で
ある。
【0014】同図に示すように、本発明の第1の透明基
板に対応するガラス基板11a 上に、ITO透明導電
膜及びSnO2 透明導電膜の積層体からなる透明電
極膜12a が積層されている。この透明電極膜12a
は、本発明の第1の透明電極層に対応しており、ガラ
ス基板11a 上にスパッタ法で形成されている。
板に対応するガラス基板11a 上に、ITO透明導電
膜及びSnO2 透明導電膜の積層体からなる透明電
極膜12a が積層されている。この透明電極膜12a
は、本発明の第1の透明電極層に対応しており、ガラ
ス基板11a 上にスパッタ法で形成されている。
【0015】透明電極膜12a 上には、非晶質水素化
シリコン(a−Si:H)からなる膜厚が約3μmの光
導電体層13が積層されている。この光導電体層13は
、シランガス(SiH4 )、水素ガス(H2)を原料
とし、プラズマCVD法で形成される。光導電体層13
としては、a−Si:Hの他に非晶質水素化シリコンカ
ーバイト(a−SiC:H)をも利用できる。このa−
SiC:H膜は、シランガス(SiH4 )、メタンガ
ス(CH4 )、水素ガス(H2 )を原料とし、プラ
ズマCVD法で形成される。
シリコン(a−Si:H)からなる膜厚が約3μmの光
導電体層13が積層されている。この光導電体層13は
、シランガス(SiH4 )、水素ガス(H2)を原料
とし、プラズマCVD法で形成される。光導電体層13
としては、a−Si:Hの他に非晶質水素化シリコンカ
ーバイト(a−SiC:H)をも利用できる。このa−
SiC:H膜は、シランガス(SiH4 )、メタンガ
ス(CH4 )、水素ガス(H2 )を原料とし、プラ
ズマCVD法で形成される。
【0016】光導電体層13上には、光吸収層14が積
層されている。この光吸収層14は、有機顔料であるカ
ーボンブラックを分散させた有機物をスピナーを用いて
塗布し、露光により光重合させた後、220℃で1時間
焼成することによって形成する。この有機物は、アクリ
ル系の樹脂であり、作成した膜の膜厚は約1.5μm、
比抵抗107 Ω・cmで、可視域での透過率が約0.
3%である。
層されている。この光吸収層14は、有機顔料であるカ
ーボンブラックを分散させた有機物をスピナーを用いて
塗布し、露光により光重合させた後、220℃で1時間
焼成することによって形成する。この有機物は、アクリ
ル系の樹脂であり、作成した膜の膜厚は約1.5μm、
比抵抗107 Ω・cmで、可視域での透過率が約0.
3%である。
【0017】図2及び図3に示すように、この種のカー
ボン分散系の膜は、分散しているカーボンの量に応じて
透過率及び比抵抗がそれぞれ変化する。光吸収層として
使用する場合、透過率が0.5%以下、比抵抗106
Ω・cm以上であることが望ましい。なお、本出願人は
このような光吸収層を有する光書き込み型液晶表示素子
について、特願平2−113453号(平成2年4月2
7日出願)により既に提案している。
ボン分散系の膜は、分散しているカーボンの量に応じて
透過率及び比抵抗がそれぞれ変化する。光吸収層として
使用する場合、透過率が0.5%以下、比抵抗106
Ω・cm以上であることが望ましい。なお、本出願人は
このような光吸収層を有する光書き込み型液晶表示素子
について、特願平2−113453号(平成2年4月2
7日出願)により既に提案している。
【0018】顔料として本実施例では有機顔料であるカ
ーボンブラックを用いているが、比抵抗の大きい(ρ≧
1011Ω・cm)無機顔料を用いてもよい。無機顔料
を用いる場合、遮光する光の領域に応じて遮光特性が異
なるので用途に合わせて顔料を選ぶ必要がある。例えば
、ブラックは可視光全域、イエロー及びブラウンは〜5
00nm、グリーンは600〜700nm、ブルーは5
40〜640nmと遮光特性が異なる。無機顔料の材料
として、ブラックは銅、クロム、鉄、マンガン、コバル
トの酸化物の組み合わせで出来ており、イエローはチタ
ン、バリウム、ニッケル、アンチモン、クロムの酸化物
の組み合わせで出来ており、ブラウンは鉄、亜鉛、チタ
ン、クロム、ニッケル、アルミニウムの酸化物の組み合
わせで出来ており、グリーンはチタン、亜鉛、ニッケル
、コバルト、アルミニウム、リチウム、クロム、カルシ
ウムの酸化物の組み合わせで出来ており、ブルーはコバ
ルト、アルミニウム、亜鉛、ケイ素、チタン、リチウム
、クロムの酸化物の組み合わせで出来ている。
ーボンブラックを用いているが、比抵抗の大きい(ρ≧
1011Ω・cm)無機顔料を用いてもよい。無機顔料
を用いる場合、遮光する光の領域に応じて遮光特性が異
なるので用途に合わせて顔料を選ぶ必要がある。例えば
、ブラックは可視光全域、イエロー及びブラウンは〜5
00nm、グリーンは600〜700nm、ブルーは5
40〜640nmと遮光特性が異なる。無機顔料の材料
として、ブラックは銅、クロム、鉄、マンガン、コバル
トの酸化物の組み合わせで出来ており、イエローはチタ
ン、バリウム、ニッケル、アンチモン、クロムの酸化物
の組み合わせで出来ており、ブラウンは鉄、亜鉛、チタ
ン、クロム、ニッケル、アルミニウムの酸化物の組み合
わせで出来ており、グリーンはチタン、亜鉛、ニッケル
、コバルト、アルミニウム、リチウム、クロム、カルシ
ウムの酸化物の組み合わせで出来ており、ブルーはコバ
ルト、アルミニウム、亜鉛、ケイ素、チタン、リチウム
、クロムの酸化物の組み合わせで出来ている。
【0019】光吸収層14上には、平坦化層15が形成
されている。この平坦化層15は、ポリイミドの一種で
ある保護膜セミコファイン(東レ株式会社製)をスピナ
−を用いて塗布し、100℃で10分間仮焼きした後、
220℃で1時間焼成することによって形成する。平坦
化層15の膜厚は約1.0μmである。平坦化層15と
しては、ポリイミドの他にアクリル系のもの、ポリシロ
キサン等が利用でき、硬化法としては熱硬化の他に光硬
化をも利用できる。なお、本出願人はこのような平坦化
層を有する光書き込み型液晶表示素子について、特願平
2−255981号(平成2年9月26日出願)により
既に提案している。
されている。この平坦化層15は、ポリイミドの一種で
ある保護膜セミコファイン(東レ株式会社製)をスピナ
−を用いて塗布し、100℃で10分間仮焼きした後、
220℃で1時間焼成することによって形成する。平坦
化層15の膜厚は約1.0μmである。平坦化層15と
しては、ポリイミドの他にアクリル系のもの、ポリシロ
キサン等が利用でき、硬化法としては熱硬化の他に光硬
化をも利用できる。なお、本出願人はこのような平坦化
層を有する光書き込み型液晶表示素子について、特願平
2−255981号(平成2年9月26日出願)により
既に提案している。
【0020】平坦化層15上には、誘電体ミラ−による
反射層である誘電体層16が積層されている。この誘電
体層16は、二酸化ケイ素(SiO2 )と二酸化チ
タン(TiO2 )とをEB蒸着法を用いて交互に積
層することにより形成される。膜厚は約2μm、反射率
は約99%である。この誘電体層16は、光吸収層14
の上に蒸着されるので基板温度が250℃以下、できれ
ば200℃以下の状態で形成されることが好ましい。
反射層である誘電体層16が積層されている。この誘電
体層16は、二酸化ケイ素(SiO2 )と二酸化チ
タン(TiO2 )とをEB蒸着法を用いて交互に積
層することにより形成される。膜厚は約2μm、反射率
は約99%である。この誘電体層16は、光吸収層14
の上に蒸着されるので基板温度が250℃以下、できれ
ば200℃以下の状態で形成されることが好ましい。
【0021】誘電体層16上には、液晶層17が積層さ
れている。この液晶層17としては、散乱型の液晶複合
膜が用いられる。液晶複合膜は、UV重合性化合物であ
る2官能性アクリレート(HX−620:日本化薬社製
)30wt%とネマチック液晶(ZLI−3201−0
00:メルク社製)70wt%と少量の重合開始剤(D
arocurel173:メルク社製)とを混合した均
一溶液を作って濾過し、この濾過溶液を誘電体層16上
に10μmの膜厚でスピナー塗布した後、紫外線露光す
ることによって形成される。
れている。この液晶層17としては、散乱型の液晶複合
膜が用いられる。液晶複合膜は、UV重合性化合物であ
る2官能性アクリレート(HX−620:日本化薬社製
)30wt%とネマチック液晶(ZLI−3201−0
00:メルク社製)70wt%と少量の重合開始剤(D
arocurel173:メルク社製)とを混合した均
一溶液を作って濾過し、この濾過溶液を誘電体層16上
に10μmの膜厚でスピナー塗布した後、紫外線露光す
ることによって形成される。
【0022】この液晶層17上に、透明電極膜12b
及びガラス基板11b の積層体が積層されている。こ
の積層体は、本発明の第2の透明基板に対応するガラス
基板11b 上に、ITO透明導電膜からなる透明電極
膜12b を積層して形成されている。透明電極膜12
b は、本発明の第2の透明電極層に対応しており、ガ
ラス基板11b 上にスパッタ法で形成されている。
及びガラス基板11b の積層体が積層されている。こ
の積層体は、本発明の第2の透明基板に対応するガラス
基板11b 上に、ITO透明導電膜からなる透明電極
膜12b を積層して形成されている。透明電極膜12
b は、本発明の第2の透明電極層に対応しており、ガ
ラス基板11b 上にスパッタ法で形成されている。
【0023】ガラス基板11a 及びガラス基板11b
の裏面には、書き込み光及び読み出し光がガラス面で
反射されるのを防ぐために反射防止膜10a 及び10
b がそれぞれ蒸着されている。
の裏面には、書き込み光及び読み出し光がガラス面で
反射されるのを防ぐために反射防止膜10a 及び10
b がそれぞれ蒸着されている。
【0024】透明電極膜12a 及び12b 間には交
流電源18から交流電圧が印加されるように構成されて
いる。
流電源18から交流電圧が印加されるように構成されて
いる。
【0025】交流電圧が供給されている状態で、ガラス
基板11a 側からレーザ光L1が入射されると、光の
当った領域では光導電体層13のインピーダンスが低下
し、供給されている交流電圧が液晶層17に印加され、
これによって液晶分子の配向を変化させる。一方、光の
当らない領域では光導電体層13のインピーダンスが変
化せず、液晶層17の液晶分子は初期配向を維持する。 その結果、入射光に応じた画像が液晶層17に形成され
ることとなる。
基板11a 側からレーザ光L1が入射されると、光の
当った領域では光導電体層13のインピーダンスが低下
し、供給されている交流電圧が液晶層17に印加され、
これによって液晶分子の配向を変化させる。一方、光の
当らない領域では光導電体層13のインピーダンスが変
化せず、液晶層17の液晶分子は初期配向を維持する。 その結果、入射光に応じた画像が液晶層17に形成され
ることとなる。
【0026】光吸収層14として用いたカーボン分散系
の塗料は、本実施例ではアクリル系樹脂を用いているが
、光重合性のものとしてポリイミド、又はポリアミドを
利用することができ、熱重合性のものとしてエポキシ樹
脂、又はメラミン樹脂を利用することができる。
の塗料は、本実施例ではアクリル系樹脂を用いているが
、光重合性のものとしてポリイミド、又はポリアミドを
利用することができ、熱重合性のものとしてエポキシ樹
脂、又はメラミン樹脂を利用することができる。
【0027】液晶層17の液晶表示モードとして、ネマ
チック液晶を用いる場合は本実施例で示した液晶複合膜
の他に、動的散乱モード、又はゲストホストモードを利
用できる。スメクチック液晶を用いる場合はゲストホス
トモードを利用できる。また、基板11a として、オ
プティカルファイバで構成されるファイバプレートを用
いてもよい。
チック液晶を用いる場合は本実施例で示した液晶複合膜
の他に、動的散乱モード、又はゲストホストモードを利
用できる。スメクチック液晶を用いる場合はゲストホス
トモードを利用できる。また、基板11a として、オ
プティカルファイバで構成されるファイバプレートを用
いてもよい。
【0028】図4は、図1に示した光書き込み型液晶表
示素子を光変調器として用いた投影型表示装置の一例の
概略構成図である。
示素子を光変調器として用いた投影型表示装置の一例の
概略構成図である。
【0029】同図において、20は光書き込み型液晶表
示素子であり、この光書き込み型液晶表示素子20には
画像があらかじめ形成されている。即ち、上述したよう
に、レーザ光L1がガラス基板11a (図1)側から
レンズ21を介して印加されることによって画像形成が
あらかじめ行われている。
示素子であり、この光書き込み型液晶表示素子20には
画像があらかじめ形成されている。即ち、上述したよう
に、レーザ光L1がガラス基板11a (図1)側から
レンズ21を介して印加されることによって画像形成が
あらかじめ行われている。
【0030】光源22からの光は、レンズ23、ミラー
24、及びレンズ25を介して液晶表示素子20のガラ
ス基板11b (図1)側に入射される。液晶層17(
図1)の液晶分子が初期配向にある部分では、この入射
光は散乱されレンズ25へは到達しない。このため、ス
クリーン27上ではこの部分が暗状態となる。一方、液
晶分子の配向が変化している部分では、液晶層17(図
1)が透明となるため、入射光は誘電体層16(図1)
によって反射され、レンズ25を介して投影レンズ26
に入射されて拡大され、スクリーン27へ投影される。 従って、光書き込み型液晶表示素子20に書き込まれて
いる画像がスクリーン27へ投影されることとなる。
24、及びレンズ25を介して液晶表示素子20のガラ
ス基板11b (図1)側に入射される。液晶層17(
図1)の液晶分子が初期配向にある部分では、この入射
光は散乱されレンズ25へは到達しない。このため、ス
クリーン27上ではこの部分が暗状態となる。一方、液
晶分子の配向が変化している部分では、液晶層17(図
1)が透明となるため、入射光は誘電体層16(図1)
によって反射され、レンズ25を介して投影レンズ26
に入射されて拡大され、スクリーン27へ投影される。 従って、光書き込み型液晶表示素子20に書き込まれて
いる画像がスクリーン27へ投影されることとなる。
【0031】この図4の投影型表示装置では、後述する
図6の投影型表示装置で用いる偏光ビームスプリッタが
不要のため、スクリーン27上の像がその分明るくなる
。
図6の投影型表示装置で用いる偏光ビームスプリッタが
不要のため、スクリーン27上の像がその分明るくなる
。
【0032】図5は、本発明の他の実施例としての光書
き込み型液晶表示素子の断面図を示す。
き込み型液晶表示素子の断面図を示す。
【0033】同図に示すように、本発明の第1の透明基
板に対応するガラス基板31a 上に、ITO透明導電
膜及びSnO2 透明導電膜の積層体からなる透明電
極膜32a が積層されている。この透明電極膜32a
は、本発明の第1の透明電極層に対応しており、ガラ
ス基板31a 上にスパッタ法で形成されている。
板に対応するガラス基板31a 上に、ITO透明導電
膜及びSnO2 透明導電膜の積層体からなる透明電
極膜32a が積層されている。この透明電極膜32a
は、本発明の第1の透明電極層に対応しており、ガラ
ス基板31a 上にスパッタ法で形成されている。
【0034】透明電極膜32a 上には、非晶質水素化
シリコン(a−Si:H)からなる膜厚が約3μmの光
導電体層33が積層されている。この光導電体層33は
、シランガス(SiH4 )、水素ガス(H2)を原料
とし、プラズマCVD法で形成される。光導電体層33
としては、a−Si:Hの他に非晶質水素化シリコンカ
ーバイト(a−SiC:H)をも利用できる。このa−
SiC:H膜は、シランガス(SiH4 )、メタンガ
ス(CH4 )、水素ガス(H2 )を原料とし、プラ
ズマCVD法で形成される。
シリコン(a−Si:H)からなる膜厚が約3μmの光
導電体層33が積層されている。この光導電体層33は
、シランガス(SiH4 )、水素ガス(H2)を原料
とし、プラズマCVD法で形成される。光導電体層33
としては、a−Si:Hの他に非晶質水素化シリコンカ
ーバイト(a−SiC:H)をも利用できる。このa−
SiC:H膜は、シランガス(SiH4 )、メタンガ
ス(CH4 )、水素ガス(H2 )を原料とし、プラ
ズマCVD法で形成される。
【0035】光導電体層33上には、光吸収層34が積
層されている。この光吸収層34は、有機顔料であるカ
ーボンブラックを分散させた有機物をスピナーを用いて
塗布し、露光により光重合させた後、220℃で1時間
焼成することによって形成する。この有機物は、アクリ
ル系の樹脂であり、作成した膜の膜厚は約1.5μm、
比抵抗107 Ω・cmで、可視域での透過率が約0.
3%である。
層されている。この光吸収層34は、有機顔料であるカ
ーボンブラックを分散させた有機物をスピナーを用いて
塗布し、露光により光重合させた後、220℃で1時間
焼成することによって形成する。この有機物は、アクリ
ル系の樹脂であり、作成した膜の膜厚は約1.5μm、
比抵抗107 Ω・cmで、可視域での透過率が約0.
3%である。
【0036】図2及び図3に示すように、この種のカー
ボン分散系の膜は、分散しているカーボンの量に応じて
透過率及び比抵抗がそれぞれ変化する。光吸収層として
使用する場合、透過率が0.5%以下、比抵抗106
Ω・cm以上であることが望ましい。
ボン分散系の膜は、分散しているカーボンの量に応じて
透過率及び比抵抗がそれぞれ変化する。光吸収層として
使用する場合、透過率が0.5%以下、比抵抗106
Ω・cm以上であることが望ましい。
【0037】顔料として本実施例では有機顔料であるカ
ーボンブラックを用いているが、比抵抗の大きい(ρ≧
1011Ω・cm)無機顔料を用いてもよい。無機顔料
を用いる場合、遮光する光の領域に応じて遮光特性が異
なるので用途に合わせて顔料を選ぶ必要がある。例えば
、ブラックは可視光全域、イエロー及びブラウンは〜5
00nm、グリーンは600〜700nm、ブルーは5
40〜640nmと遮光特性が異なる。無機顔料の材料
として、ブラックは銅、クロム、鉄、マンガン、コバル
トの酸化物の組み合わせで出来ており、イエローはチタ
ン、バリウム、ニッケル、アンチモン、クロムの酸化物
の組み合わせで出来ており、ブラウンは鉄、亜鉛、チタ
ン、クロム、ニッケル、アルミニウムの酸化物の組み合
わせで出来ており、グリーンはチタン、亜鉛、ニッケル
、コバルト、アルミニウム、リチウム、クロム、カルシ
ウムの酸化物の組み合わせで出来ており、ブルーはコバ
ルト、アルミニウム、亜鉛、ケイ素、チタン、リチウム
、クロムの酸化物の組み合わせで出来ている。
ーボンブラックを用いているが、比抵抗の大きい(ρ≧
1011Ω・cm)無機顔料を用いてもよい。無機顔料
を用いる場合、遮光する光の領域に応じて遮光特性が異
なるので用途に合わせて顔料を選ぶ必要がある。例えば
、ブラックは可視光全域、イエロー及びブラウンは〜5
00nm、グリーンは600〜700nm、ブルーは5
40〜640nmと遮光特性が異なる。無機顔料の材料
として、ブラックは銅、クロム、鉄、マンガン、コバル
トの酸化物の組み合わせで出来ており、イエローはチタ
ン、バリウム、ニッケル、アンチモン、クロムの酸化物
の組み合わせで出来ており、ブラウンは鉄、亜鉛、チタ
ン、クロム、ニッケル、アルミニウムの酸化物の組み合
わせで出来ており、グリーンはチタン、亜鉛、ニッケル
、コバルト、アルミニウム、リチウム、クロム、カルシ
ウムの酸化物の組み合わせで出来ており、ブルーはコバ
ルト、アルミニウム、亜鉛、ケイ素、チタン、リチウム
、クロムの酸化物の組み合わせで出来ている。
【0038】光吸収層34上には、平坦化層35が形成
されている。この平坦化層35は、ポリイミドの一種で
ある保護膜セミコファイン(東レ株式会社製)をスピナ
−を用いて塗布し、100℃で10分間仮焼きした後、
220℃で1時間焼成することによって形成する。平坦
化層35の膜厚は約1.0μmである。平坦化層35と
しては、ポリイミドの他にアクリル系のもの、ポリシロ
キサン等が利用でき、硬化法としては熱硬化の他に光硬
化をも利用できる。
されている。この平坦化層35は、ポリイミドの一種で
ある保護膜セミコファイン(東レ株式会社製)をスピナ
−を用いて塗布し、100℃で10分間仮焼きした後、
220℃で1時間焼成することによって形成する。平坦
化層35の膜厚は約1.0μmである。平坦化層35と
しては、ポリイミドの他にアクリル系のもの、ポリシロ
キサン等が利用でき、硬化法としては熱硬化の他に光硬
化をも利用できる。
【0039】平坦化層35上には、誘電体ミラ−による
反射層である誘電体層36が積層されている。この誘電
体層36は、二酸化ケイ素(SiO2 )と二酸化チ
タン(TiO2 )とをEB蒸着法を用いて交互に積
層することにより形成される。膜厚は約2μm、反射率
は約99%である。この誘電体層36は、光吸収層34
の上に蒸着されるので基板温度が250℃以下、できれ
ば200℃以下の状態で形成されることが好ましい。
反射層である誘電体層36が積層されている。この誘電
体層36は、二酸化ケイ素(SiO2 )と二酸化チ
タン(TiO2 )とをEB蒸着法を用いて交互に積
層することにより形成される。膜厚は約2μm、反射率
は約99%である。この誘電体層36は、光吸収層34
の上に蒸着されるので基板温度が250℃以下、できれ
ば200℃以下の状態で形成されることが好ましい。
【0040】誘電体層36上には、配向膜37a が積
層されている。この配向膜37a は、ポリイミド膜を
スピンコートによって形成した後、ラビングによる分子
配向処理が施されてなる。
層されている。この配向膜37a は、ポリイミド膜を
スピンコートによって形成した後、ラビングによる分子
配向処理が施されてなる。
【0041】この配向膜37a と、配向膜37b 、
透明電極膜32b 及びガラス基板31b の積層体と
が、二つのスペーサを介して貼合わされる。配向膜37
b 、透明電極膜32b 及びガラス基板31b の積
層体は、本発明の第2の透明基板に対応するガラス基板
31b上に、ITO透明導電膜からなる透明電極膜32
b を積層し、その上に配向膜37bを上述の方法によ
って積層することによって形成されている。透明電極膜
32b は、本発明の第2の透明電極層に対応してお
り、ガラス基板31b 上にスパッタ法で形成されてい
る。
透明電極膜32b 及びガラス基板31b の積層体と
が、二つのスペーサを介して貼合わされる。配向膜37
b 、透明電極膜32b 及びガラス基板31b の積
層体は、本発明の第2の透明基板に対応するガラス基板
31b上に、ITO透明導電膜からなる透明電極膜32
b を積層し、その上に配向膜37bを上述の方法によ
って積層することによって形成されている。透明電極膜
32b は、本発明の第2の透明電極層に対応してお
り、ガラス基板31b 上にスパッタ法で形成されてい
る。
【0042】配向膜37a 及び37b 間の空間の厚
みは約6μmであり、この空間に液晶が注入され封止さ
れて液晶層38が形成される。液晶としては、カイラル
材料(S811:メルク社製)をフェニルシクロヘキサ
ン系ネマチック液晶に約10wt%添加した混合ネマチ
ック液晶が用いられる。なお、本実施例の光書き込み型
液晶表示素子の動作モードとしては、相転移モードが用
いられる。
みは約6μmであり、この空間に液晶が注入され封止さ
れて液晶層38が形成される。液晶としては、カイラル
材料(S811:メルク社製)をフェニルシクロヘキサ
ン系ネマチック液晶に約10wt%添加した混合ネマチ
ック液晶が用いられる。なお、本実施例の光書き込み型
液晶表示素子の動作モードとしては、相転移モードが用
いられる。
【0043】ガラス基板31a 及びガラス基板31b
の裏面には、書き込み光及び読み出し光がガラス面で
反射されるのを防ぐために反射防止膜30a 及び30
b がそれぞれ蒸着されている。
の裏面には、書き込み光及び読み出し光がガラス面で
反射されるのを防ぐために反射防止膜30a 及び30
b がそれぞれ蒸着されている。
【0044】透明電極膜32a 及び32b 間には交
流電源39から交流電圧が印加されるように構成されて
いる。
流電源39から交流電圧が印加されるように構成されて
いる。
【0045】交流電圧が供給されている状態で、ガラス
基板31a 側からレーザ光L1が入射されると、光の
あたった領域では光導電体層33のインピーダンスが低
下し、供給されている交流電圧が液晶層38に印加され
、これによって液晶分子の配向を変化させる。一方、光
のあたらない領域では光導電体層33のインピーダンス
が変化せず、液晶層38の液晶分子は初期配向を維持す
る。その結果、入射光に応じた画像が液晶層38に形成
されることとなる。
基板31a 側からレーザ光L1が入射されると、光の
あたった領域では光導電体層33のインピーダンスが低
下し、供給されている交流電圧が液晶層38に印加され
、これによって液晶分子の配向を変化させる。一方、光
のあたらない領域では光導電体層33のインピーダンス
が変化せず、液晶層38の液晶分子は初期配向を維持す
る。その結果、入射光に応じた画像が液晶層38に形成
されることとなる。
【0046】光吸収層34として用いたカーボン分散系
の塗料は、本実施例ではアクリル系樹脂を用いているが
、光重合性のものとしてポリイミド、又はポリアミドを
利用することができ、熱重合性のものとしてエポキシ樹
脂、又はメラミン樹脂を利用することができる。
の塗料は、本実施例ではアクリル系樹脂を用いているが
、光重合性のものとしてポリイミド、又はポリアミドを
利用することができ、熱重合性のものとしてエポキシ樹
脂、又はメラミン樹脂を利用することができる。
【0047】液晶層34の液晶表示モードとして、ネマ
チック液晶を用いる場合は本実施例で示した相転移モー
ドの他に、ツイステッドネマチックモード、電界誘起複
屈折モード、又はハイブリッド電界効果モードを利用で
きる。また液晶としてはこのほかに、強誘電性液晶、反
強誘電性液晶、又はエレクトロクリニック効果を有する
スメクチック液晶も利用できる。
チック液晶を用いる場合は本実施例で示した相転移モー
ドの他に、ツイステッドネマチックモード、電界誘起複
屈折モード、又はハイブリッド電界効果モードを利用で
きる。また液晶としてはこのほかに、強誘電性液晶、反
強誘電性液晶、又はエレクトロクリニック効果を有する
スメクチック液晶も利用できる。
【0048】図6は、図5に示した光書き込み型液晶表
示素子を光変調器として用いた投影型表示装置の一例の
概略構成図である。
示素子を光変調器として用いた投影型表示装置の一例の
概略構成図である。
【0049】同図において、40は光書き込み型液晶表
示素子であり、この光書き込み型液晶表示素子40には
画像があらかじめ形成されている。即ち、上述したよう
に、レーザ光L1がガラス基板31a (図5)側から
レンズ41を介して印加されることによって画像形成が
あらかじめ行われている。
示素子であり、この光書き込み型液晶表示素子40には
画像があらかじめ形成されている。即ち、上述したよう
に、レーザ光L1がガラス基板31a (図5)側から
レンズ41を介して印加されることによって画像形成が
あらかじめ行われている。
【0050】光源42からの光は、レンズ43、及び偏
光ビームスプリッタ44を介して液晶表示素子40のガ
ラス基板31b (図5)側に入射される。液晶層38
(図5)の液晶分子が初期配向にある部分では、この入
射光は偏光方向が変化しないため誘電体層36(図5)
で反射された光は偏光ビームスプリッタ44を透過しな
い。このため、スクリーン47上ではこの部分が暗状態
となる。一方、液晶分子の配向が変化している部分を透
過した反射光は電気光学効果によって偏光方向が変化す
るため誘電体層36(図5)で反射された光は偏光ビー
ムスプリッタ44を透過することができる。この透過し
た光は、投影レンズ46に入射されて拡大され、スクリ
ーン47へ投影される。従って、光書き込み型液晶表示
素子40に書き込まれている画像がスクリーン47へ投
影されることとなる。
光ビームスプリッタ44を介して液晶表示素子40のガ
ラス基板31b (図5)側に入射される。液晶層38
(図5)の液晶分子が初期配向にある部分では、この入
射光は偏光方向が変化しないため誘電体層36(図5)
で反射された光は偏光ビームスプリッタ44を透過しな
い。このため、スクリーン47上ではこの部分が暗状態
となる。一方、液晶分子の配向が変化している部分を透
過した反射光は電気光学効果によって偏光方向が変化す
るため誘電体層36(図5)で反射された光は偏光ビー
ムスプリッタ44を透過することができる。この透過し
た光は、投影レンズ46に入射されて拡大され、スクリ
ーン47へ投影される。従って、光書き込み型液晶表示
素子40に書き込まれている画像がスクリーン47へ投
影されることとなる。
【0051】図7は、本発明のさらに他の実施例として
の光書き込み型液晶表示素子の断面図を示す。
の光書き込み型液晶表示素子の断面図を示す。
【0052】同図に示すように、本発明の第1の透明基
板に対応するガラス基板51a 上に、ITO透明導電
膜及びSnO2 透明導電膜の積層体からなる透明電
極膜52a が積層されている。この透明電極膜52a
は、本発明の第1の透明電極層に対応しており、ガラ
ス基板51a 上にスパッタ法で形成されている。
板に対応するガラス基板51a 上に、ITO透明導電
膜及びSnO2 透明導電膜の積層体からなる透明電
極膜52a が積層されている。この透明電極膜52a
は、本発明の第1の透明電極層に対応しており、ガラ
ス基板51a 上にスパッタ法で形成されている。
【0053】透明電極膜52a 上には、非晶質水素化
シリコン(a−Si:H)からなる膜厚が約3μmの光
導電体層53が積層されている。この光導電体層53は
、シランガス(SiH4 )、水素ガス(H2)を原料
とし、プラズマCVD法で形成される。光導電体層53
としては、a−Si:Hの他に非晶質水素化シリコンカ
ーバイト(a−SiC:H)をも利用できる。このa−
SiC:H膜は、シランガス(SiH4 )、メタンガ
ス(CH4 )、水素ガス(H2 )を原料とし、プラ
ズマCVD法で形成される。
シリコン(a−Si:H)からなる膜厚が約3μmの光
導電体層53が積層されている。この光導電体層53は
、シランガス(SiH4 )、水素ガス(H2)を原料
とし、プラズマCVD法で形成される。光導電体層53
としては、a−Si:Hの他に非晶質水素化シリコンカ
ーバイト(a−SiC:H)をも利用できる。このa−
SiC:H膜は、シランガス(SiH4 )、メタンガ
ス(CH4 )、水素ガス(H2 )を原料とし、プラ
ズマCVD法で形成される。
【0054】光導電体層53上には、光吸収層54が積
層されている。この光吸収層54は、有機物に顔料を分
散させた膜から構成されている。
層されている。この光吸収層54は、有機物に顔料を分
散させた膜から構成されている。
【0055】有機物としては、ポリイミドの一種である
保護膜セミコファイン(東レ株式会社製)、アクリル系
のもの、ポリシロキサン等が利用できる。今回作成した
光吸収層54の膜厚は約4μmであり、可視域での透過
率は0.5%であるが、この膜厚は分散方法によって薄
くすることも可能である。
保護膜セミコファイン(東レ株式会社製)、アクリル系
のもの、ポリシロキサン等が利用できる。今回作成した
光吸収層54の膜厚は約4μmであり、可視域での透過
率は0.5%であるが、この膜厚は分散方法によって薄
くすることも可能である。
【0056】顔料として本実施例では有機顔料であるカ
ーボンブラックを用いているが、比抵抗の大きい(ρ≧
1011Ω・cm)無機顔料を用いてもよい。無機顔料
を用いる場合、遮光する光の領域に応じて遮光特性が異
なるので用途に合わせて顔料を選ぶ必要がある。例えば
、ブラックは可視光全域、イエロー及びブラウンは〜5
00nm、グリーンは600〜700nm、ブルーは5
40〜640nmと遮光特性が異なる。無機顔料の材料
として、ブラックは銅、クロム、鉄、マンガン、コバル
トの酸化物の組み合わせで出来ており、イエローはチタ
ン、バリウム、ニッケル、アンチモン、クロムの酸化物
の組み合わせで出来ており、ブラウンは鉄、亜鉛、チタ
ン、クロム、ニッケル、アルミニウムの酸化物の組み合
わせで出来ており、グリーンはチタン、亜鉛、ニッケル
、コバルト、アルミニウム、リチウム、クロム、カルシ
ウムの酸化物の組み合わせで出来ており、ブルーはコバ
ルト、アルミニウム、亜鉛、ケイ素、チタン、リチウム
、クロムの酸化物の組み合わせで出来ている。
ーボンブラックを用いているが、比抵抗の大きい(ρ≧
1011Ω・cm)無機顔料を用いてもよい。無機顔料
を用いる場合、遮光する光の領域に応じて遮光特性が異
なるので用途に合わせて顔料を選ぶ必要がある。例えば
、ブラックは可視光全域、イエロー及びブラウンは〜5
00nm、グリーンは600〜700nm、ブルーは5
40〜640nmと遮光特性が異なる。無機顔料の材料
として、ブラックは銅、クロム、鉄、マンガン、コバル
トの酸化物の組み合わせで出来ており、イエローはチタ
ン、バリウム、ニッケル、アンチモン、クロムの酸化物
の組み合わせで出来ており、ブラウンは鉄、亜鉛、チタ
ン、クロム、ニッケル、アルミニウムの酸化物の組み合
わせで出来ており、グリーンはチタン、亜鉛、ニッケル
、コバルト、アルミニウム、リチウム、クロム、カルシ
ウムの酸化物の組み合わせで出来ており、ブルーはコバ
ルト、アルミニウム、亜鉛、ケイ素、チタン、リチウム
、クロムの酸化物の組み合わせで出来ている。
【0057】光吸収層54上には、誘電体ミラ−による
反射層である誘電体層55が積層されている。この誘電
体層55は、二酸化ケイ素(SiO2 )と二酸化チ
タン(TiO2 )とをEB蒸着法を用いて交互に積
層することにより形成される。膜厚は約2μm、反射率
は約99%である。この誘電体層55は、光吸収層54
の上に蒸着されるので基板温度が250℃以下、できれ
ば200℃以下の状態で形成されることが好ましい。
反射層である誘電体層55が積層されている。この誘電
体層55は、二酸化ケイ素(SiO2 )と二酸化チ
タン(TiO2 )とをEB蒸着法を用いて交互に積
層することにより形成される。膜厚は約2μm、反射率
は約99%である。この誘電体層55は、光吸収層54
の上に蒸着されるので基板温度が250℃以下、できれ
ば200℃以下の状態で形成されることが好ましい。
【0058】誘電体層55上には、液晶層56が積層さ
れている。この液晶層56としては、散乱型の液晶複合
膜が用いられる。液晶複合膜は、UV重合性化合物であ
る2官能性アクリレート(HX−620:日本化薬社製
)30wt%とネマチック液晶(ZLI−3201−0
00:メルク社製)70wt%と少量の重合開始剤(D
arocurel173:メルク社製)とを混合した均
一溶液を作って濾過し、この濾過溶液を誘電体層55上
に10μmの膜厚でスピナー塗布した後、紫外線露光す
ることによって形成される。
れている。この液晶層56としては、散乱型の液晶複合
膜が用いられる。液晶複合膜は、UV重合性化合物であ
る2官能性アクリレート(HX−620:日本化薬社製
)30wt%とネマチック液晶(ZLI−3201−0
00:メルク社製)70wt%と少量の重合開始剤(D
arocurel173:メルク社製)とを混合した均
一溶液を作って濾過し、この濾過溶液を誘電体層55上
に10μmの膜厚でスピナー塗布した後、紫外線露光す
ることによって形成される。
【0059】この液晶層56上に、透明電極膜52b
及びガラス基板51b の積層体が積層されている。こ
の積層体は、本発明の第2の透明基板に対応するガラス
基板51b 上に、ITO透明導電膜からなる透明電極
膜52b を積層して形成されている。透明電極膜52
b は、本発明の第2の透明電極層に対応しており、ガ
ラス基板51b 上にスパッタ法で形成されている。
及びガラス基板51b の積層体が積層されている。こ
の積層体は、本発明の第2の透明基板に対応するガラス
基板51b 上に、ITO透明導電膜からなる透明電極
膜52b を積層して形成されている。透明電極膜52
b は、本発明の第2の透明電極層に対応しており、ガ
ラス基板51b 上にスパッタ法で形成されている。
【0060】ガラス基板51a 及びガラス基板51b
の裏面には、書き込み光及び読み出し光がガラス面で
反射されるのを防ぐために反射防止膜50a 及び50
b がそれぞれ蒸着されている。
の裏面には、書き込み光及び読み出し光がガラス面で
反射されるのを防ぐために反射防止膜50a 及び50
b がそれぞれ蒸着されている。
【0061】透明電極膜52a 及び52b 間には交
流電源57から交流電圧が印加されるように構成されて
いる。
流電源57から交流電圧が印加されるように構成されて
いる。
【0062】交流電圧が供給されている状態で、ガラス
基板51a 側からレーザ光L1が入射されると、光の
当った領域では光導電体層53のインピーダンスが低下
し、供給されている交流電圧が液晶層56に印加され、
これによって液晶分子の配向を変化させる。一方、光の
当らない領域では光導電体層53のインピーダンスが変
化せず、液晶層56の液晶分子は初期配向を維持する。 その結果、入射光に応じた画像が液晶層56に形成され
ることとなる。
基板51a 側からレーザ光L1が入射されると、光の
当った領域では光導電体層53のインピーダンスが低下
し、供給されている交流電圧が液晶層56に印加され、
これによって液晶分子の配向を変化させる。一方、光の
当らない領域では光導電体層53のインピーダンスが変
化せず、液晶層56の液晶分子は初期配向を維持する。 その結果、入射光に応じた画像が液晶層56に形成され
ることとなる。
【0063】液晶層56の液晶表示モードとして、ネマ
チック液晶を用いる場合は本実施例で示した液晶複合膜
の他に、動的散乱モード、又はゲストホストモードを利
用できる。スメクチック液晶を用いる場合はゲストホス
トモードを利用できる。また、基板51a として、オ
プティカルファイバで構成されるファイバプレートを用
いてもよい。
チック液晶を用いる場合は本実施例で示した液晶複合膜
の他に、動的散乱モード、又はゲストホストモードを利
用できる。スメクチック液晶を用いる場合はゲストホス
トモードを利用できる。また、基板51a として、オ
プティカルファイバで構成されるファイバプレートを用
いてもよい。
【0064】図7に示した光書き込み型液晶表示素子は
、図4に示す投影型表示装置に用いることが可能である
。
、図4に示す投影型表示装置に用いることが可能である
。
【0065】図8は、本発明のまたさらに他の実施例と
しての光書き込み型液晶表示素子の断面図を示す。
しての光書き込み型液晶表示素子の断面図を示す。
【0066】同図に示すように、本発明の第1の透明基
板に対応するガラス基板61a 上に、ITO透明導電
膜及びSnO2 透明導電膜の積層体からなる透明電
極膜62a が積層されている。この透明電極膜62a
は、本発明の第1の透明電極層に対応しており、ガラ
ス基板61a 上にスパッタ法で形成されている。
板に対応するガラス基板61a 上に、ITO透明導電
膜及びSnO2 透明導電膜の積層体からなる透明電
極膜62a が積層されている。この透明電極膜62a
は、本発明の第1の透明電極層に対応しており、ガラ
ス基板61a 上にスパッタ法で形成されている。
【0067】透明電極膜62a 上には、非晶質水素化
シリコン(a−Si:H)からなる膜厚が約3μmの光
導電体層63が積層されている。この光導電体層63は
、シランガス(SiH4 )、水素ガス(H2)を原料
とし、プラズマCVD法で形成される。光導電体層63
としては、a−Si:Hの他に非晶質水素化シリコンカ
ーバイト(a−SiC:H)をも利用できる。このa−
SiC:H膜は、シランガス(SiH4 )、メタンガ
ス(CH4 )、水素ガス(H2 )を原料とし、プラ
ズマCVD法で形成される。
シリコン(a−Si:H)からなる膜厚が約3μmの光
導電体層63が積層されている。この光導電体層63は
、シランガス(SiH4 )、水素ガス(H2)を原料
とし、プラズマCVD法で形成される。光導電体層63
としては、a−Si:Hの他に非晶質水素化シリコンカ
ーバイト(a−SiC:H)をも利用できる。このa−
SiC:H膜は、シランガス(SiH4 )、メタンガ
ス(CH4 )、水素ガス(H2 )を原料とし、プラ
ズマCVD法で形成される。
【0068】光導電体層63上には、光吸収層64が積
層されている。この光吸収層64は、有機物に顔料を分
散させた膜から構成されている。
層されている。この光吸収層64は、有機物に顔料を分
散させた膜から構成されている。
【0069】有機物としては、ポリイミドの一種である
保護膜セミコファイン(東レ株式会社製)、アクリル系
のもの、ポリシロキサン等が利用できる。今回作成した
光吸収層64の膜厚は約4μmであり、可視域での透過
率は0.5%であるが、この膜厚は分散方法によって薄
くすることも可能である。
保護膜セミコファイン(東レ株式会社製)、アクリル系
のもの、ポリシロキサン等が利用できる。今回作成した
光吸収層64の膜厚は約4μmであり、可視域での透過
率は0.5%であるが、この膜厚は分散方法によって薄
くすることも可能である。
【0070】顔料として本実施例では有機顔料であるカ
ーボンブラックを用いているが、比抵抗の大きい(ρ≧
1011Ω・cm)無機顔料を用いてもよい。無機顔料
を用いる場合、遮光する光の領域に応じて遮光特性が異
なるので用途に合わせて顔料を選ぶ必要がある。例えば
、ブラックは可視光全域、イエロー及びブラウンは〜5
00nm、グリーンは600〜700nm、ブルーは5
40〜640nmと遮光特性が異なる。無機顔料の材料
として、ブラックは銅、クロム、鉄、マンガン、コバル
トの酸化物の組み合わせで出来ており、イエローはチタ
ン、バリウム、ニッケル、アンチモン、クロムの酸化物
の組み合わせで出来ており、ブラウンは鉄、亜鉛、チタ
ン、クロム、ニッケル、アルミニウムの酸化物の組み合
わせで出来ており、グリーンはチタン、亜鉛、ニッケル
、コバルト、アルミニウム、リチウム、クロム、カルシ
ウムの酸化物の組み合わせで出来ており、ブルーはコバ
ルト、アルミニウム、亜鉛、ケイ素、チタン、リチウム
、クロムの酸化物の組み合わせで出来ている。
ーボンブラックを用いているが、比抵抗の大きい(ρ≧
1011Ω・cm)無機顔料を用いてもよい。無機顔料
を用いる場合、遮光する光の領域に応じて遮光特性が異
なるので用途に合わせて顔料を選ぶ必要がある。例えば
、ブラックは可視光全域、イエロー及びブラウンは〜5
00nm、グリーンは600〜700nm、ブルーは5
40〜640nmと遮光特性が異なる。無機顔料の材料
として、ブラックは銅、クロム、鉄、マンガン、コバル
トの酸化物の組み合わせで出来ており、イエローはチタ
ン、バリウム、ニッケル、アンチモン、クロムの酸化物
の組み合わせで出来ており、ブラウンは鉄、亜鉛、チタ
ン、クロム、ニッケル、アルミニウムの酸化物の組み合
わせで出来ており、グリーンはチタン、亜鉛、ニッケル
、コバルト、アルミニウム、リチウム、クロム、カルシ
ウムの酸化物の組み合わせで出来ており、ブルーはコバ
ルト、アルミニウム、亜鉛、ケイ素、チタン、リチウム
、クロムの酸化物の組み合わせで出来ている。
【0071】光吸収層64上には、誘電体ミラ−による
反射層である誘電体層65が積層されている。この誘電
体層65は、二酸化ケイ素(SiO2 )と二酸化チ
タン(TiO2 )とをEB蒸着法を用いて交互に積
層することにより形成される。膜厚は約2μm、反射率
は約99%である。この誘電体層65は、光吸収層64
の上に蒸着されるので基板温度が250℃以下、できれ
ば200℃以下の状態で形成されることが好ましい。
反射層である誘電体層65が積層されている。この誘電
体層65は、二酸化ケイ素(SiO2 )と二酸化チ
タン(TiO2 )とをEB蒸着法を用いて交互に積
層することにより形成される。膜厚は約2μm、反射率
は約99%である。この誘電体層65は、光吸収層64
の上に蒸着されるので基板温度が250℃以下、できれ
ば200℃以下の状態で形成されることが好ましい。
【0072】誘電体層65上には、配向膜66a が積
層されている。この配向膜66a は、ポリイミド膜を
スピンコートによって形成した後、ラビングによる分子
配向処理が施されてなる。
層されている。この配向膜66a は、ポリイミド膜を
スピンコートによって形成した後、ラビングによる分子
配向処理が施されてなる。
【0073】この配向膜66a と、配向膜66b 、
透明電極膜62b 及びガラス基板61b の積層体と
が、二つのスペーサを介して貼合わされる。配向膜66
b 、透明電極膜62b 及びガラス基板61b の積
層体は、本発明の第2の透明基板に対応するガラス基板
61b上に、ITO透明導電膜からなる透明電極膜62
b を積層し、その上に配向膜66bを上述の方法によ
って積層することによって形成されている。透明電極膜
62b は、本発明の第2の透明電極層に対応しており
、ガラス基板61b 上にスパッタ法で形成されている
。
透明電極膜62b 及びガラス基板61b の積層体と
が、二つのスペーサを介して貼合わされる。配向膜66
b 、透明電極膜62b 及びガラス基板61b の積
層体は、本発明の第2の透明基板に対応するガラス基板
61b上に、ITO透明導電膜からなる透明電極膜62
b を積層し、その上に配向膜66bを上述の方法によ
って積層することによって形成されている。透明電極膜
62b は、本発明の第2の透明電極層に対応しており
、ガラス基板61b 上にスパッタ法で形成されている
。
【0074】配向膜66a 及び66b 間の空間の厚
みは約6μmであり、この空間に液晶が注入され封止さ
れて液晶層67が形成される。液晶としては、カイラル
材料(S811:メルク社製)をフェニルシクロヘキサ
ン系ネマチック液晶に約10wt%添加した混合ネマチ
ック液晶が用いられる。なお、本実施例の光書き込み型
液晶表示素子の動作モードとしては、相転移モードが用
いられる。
みは約6μmであり、この空間に液晶が注入され封止さ
れて液晶層67が形成される。液晶としては、カイラル
材料(S811:メルク社製)をフェニルシクロヘキサ
ン系ネマチック液晶に約10wt%添加した混合ネマチ
ック液晶が用いられる。なお、本実施例の光書き込み型
液晶表示素子の動作モードとしては、相転移モードが用
いられる。
【0075】ガラス基板61a 及びガラス基板61b
の裏面には、書き込み光及び読み出し光がガラス面で
反射されるのを防ぐために反射防止膜60a 及び60
b がそれぞれ蒸着されている。
の裏面には、書き込み光及び読み出し光がガラス面で
反射されるのを防ぐために反射防止膜60a 及び60
b がそれぞれ蒸着されている。
【0076】透明電極膜62a 及び62b 間には交
流電源68から交流電圧が印加されるように構成されて
いる。
流電源68から交流電圧が印加されるように構成されて
いる。
【0077】交流電圧が供給されている状態で、ガラス
基板61a 側からレーザ光L1が入射されると、光の
あたった領域では光導電体層63のインピーダンスが低
下し、供給されている交流電圧が液晶層67に印加され
、これによって液晶分子の配向を変化させる。一方、光
のあたらない領域では光導電体層63のインピーダンス
が変化せず、液晶層67の液晶分子は初期配向を維持す
る。その結果、入射光に応じた画像が液晶層67に形成
されることとなる。
基板61a 側からレーザ光L1が入射されると、光の
あたった領域では光導電体層63のインピーダンスが低
下し、供給されている交流電圧が液晶層67に印加され
、これによって液晶分子の配向を変化させる。一方、光
のあたらない領域では光導電体層63のインピーダンス
が変化せず、液晶層67の液晶分子は初期配向を維持す
る。その結果、入射光に応じた画像が液晶層67に形成
されることとなる。
【0078】光吸収層64の有機物として用いたカーボ
ン分散系の塗料は、本実施例ではアクリル系樹脂を用い
ているが、光重合性のものとしてポリイミド、又はポリ
アミドを利用することができ、熱重合性のものとしてエ
ポキシ樹脂を利用することができる。
ン分散系の塗料は、本実施例ではアクリル系樹脂を用い
ているが、光重合性のものとしてポリイミド、又はポリ
アミドを利用することができ、熱重合性のものとしてエ
ポキシ樹脂を利用することができる。
【0079】液晶層67の液晶表示モードとして、ネマ
チック液晶を用いる場合は本実施例で示した相転移モー
ドの他に、ツイステッドネマチックモード、電界誘起複
屈折モード、又はハイブリッド電界効果モードを利用で
きる。また液晶としてはこのほかに、強誘電性液晶、反
強誘電性液晶、又はエレクトロクリニック効果を有する
スメクチック液晶も利用できる。
チック液晶を用いる場合は本実施例で示した相転移モー
ドの他に、ツイステッドネマチックモード、電界誘起複
屈折モード、又はハイブリッド電界効果モードを利用で
きる。また液晶としてはこのほかに、強誘電性液晶、反
強誘電性液晶、又はエレクトロクリニック効果を有する
スメクチック液晶も利用できる。
【0080】図8に示した光書き込み型液晶表示素子は
、図6に示す投影型表示装置に用いることが可能である
。
、図6に示す投影型表示装置に用いることが可能である
。
【0081】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、光吸収層が有機物に顔料を分散させてなる膜で構成
されているため、光吸収層パターン化する必要がなく、
簡単な製造工程で高解像度の光書き込み型液晶表示素子
を得ることができる。
ば、光吸収層が有機物に顔料を分散させてなる膜で構成
されているため、光吸収層パターン化する必要がなく、
簡単な製造工程で高解像度の光書き込み型液晶表示素子
を得ることができる。
【図1】本発明の一実施例の構成を示す断面図である。
【図2】分散カーボン量に対する透過率の特性図である
。
。
【図3】分散カーボン量に対する比抵抗の特性図である
。
。
【図4】図1及び図7の光書き込み型液晶表示素子を光
変調器として用いた投影型表示装置の概略構成図である
。
変調器として用いた投影型表示装置の概略構成図である
。
【図5】本発明の他の実施例の構成を示す断面図である
。
。
【図6】図5及び図8の光書き込み型液晶表示素子を光
変調器として用いた投影型表示装置の概略構成図である
。
変調器として用いた投影型表示装置の概略構成図である
。
【図7】本発明のさらに他の実施例の構成を示す断面図
である。
である。
【図8】本発明のさらに他の実施例の構成を示す断面図
である。
である。
【図9】先行技術の構成を示す断面図である。
10a 、10b 、30a 、30b 、50a 、
50b 、60a 、60b 反射防止膜 11a 、11b 、31a 、31b 、51a 、
51b 、61a 、61b ガラス基板 12a 、12b 、32a 、32b 、52a 、
52b 、62a 、62b 透明電極膜 13、33、53、63 光導電体層14、34、5
4、64 光吸収層 15、35 平坦化層 16、36、55、65 誘電体層 17、38、56、67 液晶層 37a 、37b 、66a 、66b 配向膜1
8、39、57、68 交流電源
50b 、60a 、60b 反射防止膜 11a 、11b 、31a 、31b 、51a 、
51b 、61a 、61b ガラス基板 12a 、12b 、32a 、32b 、52a 、
52b 、62a 、62b 透明電極膜 13、33、53、63 光導電体層14、34、5
4、64 光吸収層 15、35 平坦化層 16、36、55、65 誘電体層 17、38、56、67 液晶層 37a 、37b 、66a 、66b 配向膜1
8、39、57、68 交流電源
Claims (1)
- 【請求項1】 第1の透明基板と、該第1の透明基板
上に形成された第1の透明電極層と、該第1の透明電極
層上に形成された光導電体層と、該光導電体層上に形成
されており有機物に顔料を分散させてなる膜による光吸
収層と、該光吸収層上に形成された誘電体層と、第2の
透明基板と、該第2の透明基板上に形成された第2の透
明電極層と、該第2の透明電極層及び前記誘電体層間に
挿入された液晶層とを備えたことを特徴とする光書き込
み型液晶表示素子。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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US07/887,738 US5329390A (en) | 1991-05-23 | 1992-05-22 | Liquid crystal display element of optical writing type with light absorbing layer including inorganic pigment and leveling layer |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP3118821A JP2665477B2 (ja) | 1991-05-23 | 1991-05-23 | 光書き込み型液晶表示素子 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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JP2665477B2 JP2665477B2 (ja) | 1997-10-22 |
Family
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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GB8803704D0 (en) * | 1988-02-17 | 1988-03-16 | Gen Electric Co Plc | Photoconductive imaging apparatus |
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- 1991-05-23 JP JP3118821A patent/JP2665477B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-05-22 EP EP19920304687 patent/EP0515225A3/en not_active Withdrawn
- 1992-05-22 US US07/887,738 patent/US5329390A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
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EP0515225A3 (en) | 1993-07-14 |
US5329390A (en) | 1994-07-12 |
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