JPH06202143A - Spatial optical modulator - Google Patents

Spatial optical modulator

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Publication number
JPH06202143A
JPH06202143A JP35845792A JP35845792A JPH06202143A JP H06202143 A JPH06202143 A JP H06202143A JP 35845792 A JP35845792 A JP 35845792A JP 35845792 A JP35845792 A JP 35845792A JP H06202143 A JPH06202143 A JP H06202143A
Authority
JP
Japan
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liquid crystal
light modulator
impedance
spatial light
axis direction
Prior art date
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Pending
Application number
JP35845792A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeo Shimizu
滋雄 清水
Tadayuki Shimada
忠之 島田
Toshio Konno
俊男 昆野
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.)
Victor Company of Japan Ltd
Original Assignee
Victor Company of Japan Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To make image display with a high sensitivity and high contrast ratio by preventing the generation of dynamic scattering(DS) without using the heterojunction of photocapacitors and metallic lattice. CONSTITUTION:A liquid crystal constituting the optical modulator is set at sigma>=10<9>OMEGAcm in its resistivitysigma, 4<=epsilon¦¦<=10 dielectric constant of a major axis direction and 2<=T<=4mum cell thickness. As a result, the impedance of a liquid crystal cell is lowered and the impedance matching with a photoconductor is improved. The generation of the DS is, therefor, prevented and the image display is executable with a high sensitivity and high contrast. Since the impedance of the liquid crystal cell is low, the use of the photoconductive films consisting of a-Si:H and a-SiC:H having excellent mass productivity is possible.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、液晶を用いた光変調体
に光導電体などを組み合わせた空間光変調器にかかり、
更に具体的には、高感度,高コントラスト化が要求され
るプロジェクションテレビジョンやビデオプロジェクタ
などの画像投影装置に好適な空間光変調器の改良に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spatial light modulator in which a light modulator using a liquid crystal is combined with a photoconductor,
More specifically, the present invention relates to improvement of a spatial light modulator suitable for an image projection device such as a projection television or a video projector that requires high sensitivity and high contrast.

【0002】[0002]

【従来の技術】プロジェクタなどに使用される空間光変
調器は、例えば図2に示すような構成となっている。同
図において、光変調体10の書込み光入射側(矢印FA
側)には、誘電体ミラー12,遮光層13,光導電体1
4,透明電極16,透明ガラス基板20が順に積層され
ている。また、光変調体10の読出し光入射側(矢印F
B参照)には、透明電極18,透明ガラス基板24が順
に積層されている。なお、透明ガラス基板20,24に
は、いずれも外部からの光入射側に反射防止膜が必要に
応じて形成される。遮光層13も、必要に応じて設けら
れる。透明電極16,18には電源26が接続されてお
り、これから出力された駆動電圧が光変調体10や光導
電体14などに印加される構成となっている。
2. Description of the Related Art A spatial light modulator used in a projector or the like has a structure as shown in FIG. In the figure, the writing light incident side of the optical modulator 10 (arrow FA
Side), the dielectric mirror 12, the light shielding layer 13, the photoconductor 1
4, the transparent electrode 16, and the transparent glass substrate 20 are sequentially stacked. In addition, the read light incident side of the optical modulator 10 (arrow F
(See B), the transparent electrode 18 and the transparent glass substrate 24 are sequentially laminated. An antireflection film is formed on each of the transparent glass substrates 20 and 24 on the light incident side from the outside as needed. The light shielding layer 13 is also provided as needed. A power supply 26 is connected to the transparent electrodes 16 and 18, and a drive voltage output from the power supply 26 is applied to the light modulator 10 and the photoconductor 14.

【0003】以上の各部のうち、光変調体10は、例え
ば、液晶配向層30,34に挟まれたセル内に液晶を充
填した構成となっている。誘電体ミラー12は、例えば
SiとSiO2(あるいはTiO2とSiO2)とを交互
に複数回蒸着などの手法で積層した構成となっている。
また、光導電体14としては、例えばa−Si:H(水
素化アモルファスシリコン)やa−SiC:H(水素化
アモルファスシリコンカーバイド)が用いられる。透明
電極16,18としては、例えばITO(Indium Tin O
xide)やSnO2などが用いられる。
Of the above-mentioned respective parts, the light modulator 10 has, for example, a structure in which a cell sandwiched between the liquid crystal alignment layers 30 and 34 is filled with liquid crystal. The dielectric mirror 12 has a structure in which, for example, Si and SiO 2 (or TiO 2 and SiO 2 ) are alternately laminated by a method such as vapor deposition a plurality of times.
Further, as the photoconductor 14, for example, a-Si: H (hydrogenated amorphous silicon) or a-SiC: H (hydrogenated amorphous silicon carbide) is used. As the transparent electrodes 16 and 18, for example, ITO (Indium Tin O
xide) or SnO 2 is used.

【0004】次に、以上のような空間光変調器の作用を
説明すると、透明電極16,18間には電源26によっ
て交流電圧が予め印加される。この印加電圧は、光変調
体10,誘電体ミラー12,遮光層13,光導電体14
のインピーダンスに応じて各層に配分される。このよう
な状態で、画像情報を含む書込み光が矢印FAのように
空間光変調器に入射すると、この書込み光は透明ガラス
基板20,透明電極16を順に透過して光導電体14に
到達する。光導電体14では、書込み光が吸収されてそ
のインピーダンスが減少するようになる。すると、光変
調体10に配分される駆動電圧が増大することになる。
すなわち、書込み光の強度分布に対応した電界が光変調
体10に形成されることになる。
Next, the operation of the above spatial light modulator will be described. An AC voltage is applied in advance between the transparent electrodes 16 and 18 by a power source 26. This applied voltage is applied to the light modulator 10, the dielectric mirror 12, the light shielding layer 13, and the photoconductor 14.
It is distributed to each layer according to the impedance of. In this state, when the writing light including the image information is incident on the spatial light modulator as indicated by the arrow FA, the writing light passes through the transparent glass substrate 20 and the transparent electrode 16 in order and reaches the photoconductor 14. . In the photoconductor 14, the writing light is absorbed and its impedance is reduced. Then, the drive voltage distributed to the light modulator 10 increases.
That is, an electric field corresponding to the intensity distribution of the writing light is formed in the optical modulator 10.

【0005】この状態で、読出し光が矢印FBのように
空間光変調器に入射すると、この読出し光は透明ガラス
基板24,透明電極18を順に透過して光変調体10に
到達する。この読出し光は、前記液晶の複屈折などによ
って、書込み光強度分布に対応する変調を受け、更に誘
電体ミラー層12で反射されて矢印FCのように空間光
変調器から出力される。このようにして、空間光変調器
に書き込まれた画像情報が読み出される。読出し光は、
例えばスクリーンに投影される。空間光変調器を用いる
ことによって、高輝度,高解像度の画像表示が可能とな
る。特に、光変調体10として垂直配向型の液晶を用い
ると、良好なコントラストの画像表示が可能となる。
In this state, when the reading light is incident on the spatial light modulator as shown by the arrow FB, the reading light passes through the transparent glass substrate 24 and the transparent electrode 18 in order and reaches the light modulator 10. The read light is modulated by the birefringence of the liquid crystal or the like according to the write light intensity distribution, is further reflected by the dielectric mirror layer 12, and is output from the spatial light modulator as indicated by the arrow FC. In this way, the image information written in the spatial light modulator is read. The reading light is
For example, it is projected on the screen. By using the spatial light modulator, it is possible to display an image with high brightness and high resolution. In particular, when a vertically aligned liquid crystal is used as the light modulator 10, it is possible to display an image with good contrast.

【0006】ところで、このような空間光変調器におい
ては、例えば特公昭53−30508号公報に指摘され
ているように、各層間のインピーダンス整合が重要であ
る。すなわち、同公報に指摘されているように、光導電
体14のインピーダンスが、光が照射されていないとき
には光変調体10のインピーダンスより十分大きく、光
が照射されているときには光変調体10のインピーダン
スより小さくなるように、インピーダンス整合を行う必
要がある。同公報に開示された液晶光弁によれば、単純
な積層構成では整合がうまく行かない場合、光容量型異
質接合,低インピーダンス液晶の使用,金属格子の取り
付けによって、インピーダンスの整合を実現するとして
いる。
By the way, in such a spatial light modulator, impedance matching between layers is important, as pointed out in Japanese Patent Publication No. 30508/53. That is, as pointed out in the publication, the impedance of the photoconductor 14 is sufficiently larger than the impedance of the light modulator 10 when the light is not irradiated, and the impedance of the light modulator 10 when the light is irradiated. It is necessary to perform impedance matching so as to be smaller. According to the liquid crystal light valve disclosed in the publication, impedance matching is realized by optical capacitance type heterojunction, use of low-impedance liquid crystal, and attachment of a metal grid when matching is not successful with a simple laminated structure. There is.

【0007】まず、光容量型異質接合は、図2の例によ
れば、遮光層13と光導電体14との間に形成され、こ
れによって接合部容量を変化させて光導電体14の容量
インピーダンスを光変調する。次に、105Ω/cm2
度の低インピーダンス液晶を用いると、光変調体10と
光導電体14とのインピーダンスは適当な値となる。ま
た、金属格子は、光導電体14の書込み光入射側にを取
り付けられる。これによって、交流電界の光変調体10
への透過を制御することで、インピーダンスの組み合わ
せを向上させることができる。
First, according to the example of FIG. 2, the optical capacitance type heterojunction is formed between the light-shielding layer 13 and the photoconductor 14, whereby the capacitance of the junction portion is changed and the capacitance of the photoconductor 14 is changed. Optically modulate the impedance. Next, when a low impedance liquid crystal of about 10 5 Ω / cm 2 is used, the impedances of the light modulator 10 and the photoconductor 14 become appropriate values. The metal grid is also attached to the writing light incident side of the photoconductor 14. As a result, the optical modulator 10 of the AC electric field
The combination of impedances can be improved by controlling the transmission of light to the.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来技術には次のような不都合がある。 (1)光容量型異種接合を用いる場合は、遮光層13や
光導電体14に使用できる材料が異種接合を形成できる
ものに制限されることになる。特に、光導電体14とし
てはa−Si:Hやa−SiC:Hが量産に好適である
が、これらのa−Si材料に対して適当な光容量型異種
接合を形成できる良好な組合せの遮光膜材料がない。
However, the above conventional techniques have the following disadvantages. (1) When using the optical capacitance type heterojunction, the materials that can be used for the light shielding layer 13 and the photoconductor 14 are limited to those capable of forming the heterojunction. In particular, a-Si: H or a-SiC: H is suitable for mass production as the photoconductor 14, but a good combination capable of forming an appropriate optical capacity type heterojunction with these a-Si materials. There is no light shielding film material.

【0009】(2)次に、低インピーダンス液晶を使用
する場合、前記公報では、液晶に不純物を混入して抵抗
率を下げることで、液晶のインピーダンスを低下させて
いる。これは、液晶の変調モードがDS(ダイナミック
スキャッタリング)モードによる散乱方式であって、液
晶に電流が流れることを前提としているために可能な方
法である。ところが、この手法では、液晶の寿命が短
く、かつ、コントラスト比も低いという不都合がある。
(2) Next, when a low impedance liquid crystal is used, in the above publication, the impedance of the liquid crystal is lowered by mixing impurities into the liquid crystal to lower the resistivity. This is a method that is possible because the modulation mode of the liquid crystal is a scattering method by the DS (dynamic scattering) mode and it is premised that a current flows through the liquid crystal. However, this method has the disadvantage that the life of the liquid crystal is short and the contrast ratio is low.

【0010】(3)更に、金属格子を設ける場合は、微
細加工を必要とするために製造工程が複雑になる。ま
た、光信号が高密度になると、金属格子との干渉により
モアレが発生するなどの不都合もある。 本発明は、これらの点に着目したもので、光容量異種接
合や金属格子を使用することなく、DSの発生を防止し
て、高感度,高コントラスト比の画像表示を行うことが
できる空間光変調器を提供することを、その目的とす
る。
(3) Further, when the metal grid is provided, fine processing is required, which complicates the manufacturing process. Further, when the optical signal has a high density, there is a disadvantage that moire occurs due to interference with the metal grating. The present invention focuses on these points, and it is a spatial light that can prevent the occurrence of DS and can perform image display with high sensitivity and high contrast ratio without using a light-capacitance dissimilar junction or a metal grating. It is an object to provide a modulator.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、透明電極間に光導電層及びミラー層とと
もに設けられた光変調層が、基板とほぼ垂直方向に分子
長軸が配向された誘電異方性が負の液晶によって構成さ
れており、この液晶による電界制御型複屈折効果によっ
て変調を受けた読出し光が前記ミラー層で反射されて出
力される反射読出し型の空間光変調器において、前記液
晶の長軸方向の誘電率ε‖が4≦ε‖≦10であり、セ
ル厚Tが2≦T≦4μmであり、抵抗率σがσ≧109
Ωcmであることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a light modulating layer provided between transparent electrodes together with a photoconductive layer and a mirror layer, in which the major axis of the molecule is oriented substantially perpendicularly to the substrate. The liquid crystal is composed of a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy, and the read-out light modulated by the electric field control type birefringence effect by the liquid crystal is reflected by the mirror layer and is output, which is a reflective read-out spatial light modulation. In the container, the dielectric constant ε∥ of the liquid crystal in the major axis direction is 4 ≦ ε‖ ≦ 10, the cell thickness T is 2 ≦ T ≦ 4 μm, and the resistivity σ is σ ≧ 10 9
It is characterized in that it is Ωcm.

【0012】[0012]

【作用】本発明によれば、空間光変調器の光変調体を構
成する液晶セルは、電界制御型複屈折効果を有する誘電
異方性が負のネマチック液晶をほぼ垂直に配向させた構
成となっている。そして、その抵抗率,セル厚,誘電率
の観点から工夫が行なわれており、抵抗率は109Ωc
m以上と高く、液晶の長軸方向の誘電率は4〜10の範
囲であり、液晶セル厚は2〜4μmの範囲となってい
る。以下、順に説明する。
According to the present invention, the liquid crystal cell constituting the light modulator of the spatial light modulator has a structure in which nematic liquid crystals having a negative dielectric anisotropy having an electric field control type birefringence effect are substantially vertically aligned. Has become. The device is devised from the viewpoint of its resistivity, cell thickness and permittivity, and the resistivity is 10 9 Ωc.
The dielectric constant in the major axis direction of the liquid crystal is in the range of 4 to 10, and the liquid crystal cell thickness is in the range of 2 to 4 μm. Hereinafter, they will be described in order.

【0013】液晶にDSモードの変調動作が起こると、
投影画像の欠陥となるとともに、液晶の寿命が著しく低
下することにもなる。そこで、本発明の空間光変調器
は、そのようなDSモードの変調動作が生じない駆動条
件の領域で使用される。DSモードが生じない領域とし
ては、電源26の駆動周波数を1KHz以上として空間
光変調器を駆動すればよい。
When the DS mode modulation operation occurs in the liquid crystal,
The projection image becomes defective and the life of the liquid crystal is significantly reduced. Therefore, the spatial light modulator of the present invention is used in a drive condition range where such a DS mode modulation operation does not occur. As a region where the DS mode does not occur, the spatial light modulator may be driven by setting the drive frequency of the power supply 26 to 1 KHz or higher.

【0014】また、液晶の抵抗率σをσ≧109Ωcm
とすることで、かかるDSモードの変調動作が起こる原
因となるイオン性不純物の存在を抑えることができる。
ところが、このようにすると液晶のインピーダンスが増
加してしまうため、光導電体とのインピーダンス整合の
バランスがくずれることになる。従って、別な方法で液
晶のインピーダンスを低下させることが必要となる。
Further, the resistivity σ of the liquid crystal is σ ≧ 10 9 Ωcm
By so doing, it is possible to suppress the presence of ionic impurities that cause the DS mode modulation operation.
However, in this case, the impedance of the liquid crystal increases, and the impedance matching balance with the photoconductor is lost. Therefore, it is necessary to reduce the impedance of the liquid crystal by another method.

【0015】そこで、本発明では、液晶の長軸方向の誘
電率ε‖を4以上として抵抗率を上げることで、インピ
ーダンスが低く、かつ、DSモードが生じないという条
件を同時に満足できるように工夫している。しかし、液
晶の長軸方向の誘電率ε‖を上げるということは、それ
以上に短軸方向の誘電率ε⊥を大きくしないと、誘電異
方性△ε=ε‖−ε⊥が負とならなくなってしまう。
Therefore, in the present invention, the dielectric constant ε ∥ in the major axis direction of the liquid crystal is set to 4 or more to increase the resistivity so that the conditions of low impedance and no DS mode can be satisfied at the same time. is doing. However, increasing the permittivity ε‖ of the liquid crystal in the major axis direction means that unless the permittivity ε⊥ in the minor axis direction is increased further, if the dielectric anisotropy Δε = ε‖−ε⊥ is negative. It's gone.

【0016】垂直配向タイプの液晶では、インピーダン
スよりも他の特性が優先されるため、通常長軸方向の誘
電率ε‖は3〜4程度である。従って、ε‖をそれ以上
に大きくするためには、短軸方向の誘電率ε⊥が大きい
材料を混入すればよい。具体的には、化1に示すような
材料を混合すればよい。
In the vertical alignment type liquid crystal, other characteristics are prioritized over impedance, so that the dielectric constant ε∥ in the major axis direction is usually about 3 to 4. Therefore, in order to increase ε | even more, it is sufficient to mix a material having a large dielectric constant ε⊥ in the short axis direction. Specifically, the materials shown in Chemical formula 1 may be mixed.

【0017】[0017]

【化1】 [Chemical 1]

【0018】ところが、一般にこのような短軸方向の誘
電率ε⊥が大きい材料は粘度も大きいため、実際の液晶
セルの応答が遅くなってしまう。しかし、これについて
は、液晶セル厚Tを2〜4μmと薄くすることで解決で
きる。また、液晶セル厚Tを薄くすることは、液晶セル
のインピーダンスを下げるうえにおいても有効な方法で
ある。
However, in general, such a material having a large dielectric constant ε⊥ in the short axis direction has a large viscosity, so that the actual response of the liquid crystal cell becomes slow. However, this can be solved by reducing the liquid crystal cell thickness T to 2 to 4 μm. Further, reducing the liquid crystal cell thickness T is also an effective method for reducing the impedance of the liquid crystal cell.

【0019】なお、液晶セル厚Tを薄くすると、セルを
透過する光の変調の程度,つまりセル厚Tと液晶の複屈
折異方性を掛けたリターデーション複屈折位相差が小さ
くなってしまうので、通常はあまりセル厚Tを薄くする
ことはできない。しかし、本発明の空間光変調器は、誘
電体ミラー12を設けた反射読出し方式となっている
(図2参照)。このため、同図に矢印FBで示す読出し
光は液晶セル(光変調体10)を往復2回通過して矢印
FCで示すように出力される。従って、透過読出し方式
の場合と比較すると、液晶セル厚Tに対して2倍の複屈
折位相差が得られるという利点がある。
When the liquid crystal cell thickness T is reduced, the degree of modulation of light passing through the cell, that is, the retardation birefringence phase difference obtained by multiplying the cell thickness T by the birefringence anisotropy of the liquid crystal becomes small. Normally, the cell thickness T cannot be reduced so much. However, the spatial light modulator of the present invention is of the reflective reading type in which the dielectric mirror 12 is provided (see FIG. 2). Therefore, the reading light shown by the arrow FB in the figure passes through the liquid crystal cell (light modulator 10) twice and is output as shown by the arrow FC. Therefore, as compared with the case of the transmissive readout method, there is an advantage that a birefringence phase difference that is twice the liquid crystal cell thickness T can be obtained.

【0020】次に、液晶の長軸方向の誘電率ε‖が4以
上であれば空間光変調器の感度を上げる効果があるが、
あまりにも大きくなりすぎると、電源26の駆動電圧全
体のうち液晶(光変調体10)にかかる電圧が低下する
ようにする。このため、空間光変調器を駆動させるため
の電源電圧を高くしなければならなくなるという不都合
が生ずる。従って、液晶の長軸方向の誘電率ε‖は、後
述する実施例に示すように大きくても10程度であり、
4〜10が適当な範囲である。
Next, if the dielectric constant ε∥ of the liquid crystal in the long axis direction is 4 or more, the effect of increasing the sensitivity of the spatial light modulator is obtained.
If it becomes too large, the voltage applied to the liquid crystal (light modulator 10) of the entire drive voltage of the power supply 26 is decreased. Therefore, there is a disadvantage that the power supply voltage for driving the spatial light modulator must be increased. Therefore, the dielectric constant ε || in the major axis direction of the liquid crystal is at most about 10 as shown in Examples described later,
4 to 10 is an appropriate range.

【0021】更に、液晶セル厚Tについても同様であ
り、液晶セル厚Tが薄くなりすぎて2μm以下となる
と、全体の駆動電圧(電源電圧)が高くなってしまう。
そして、わずかなセル厚Tの変化が特性の変化に大きく
作用するようになり、空間光変調器の均一性が悪化する
ようになる。従って、セル厚Tについては、2〜4μm
の範囲が適当である。
Further, the same applies to the liquid crystal cell thickness T, and if the liquid crystal cell thickness T becomes too thin and is 2 μm or less, the entire drive voltage (power supply voltage) becomes high.
Then, a slight change in the cell thickness T has a great effect on the change in the characteristics, and the uniformity of the spatial light modulator deteriorates. Therefore, the cell thickness T is 2 to 4 μm.
The range is appropriate.

【0022】以上のように、本発明による空間光変調器
は、光変調体を構成する液晶について、抵抗率σをσ
≧109Ωcm,長軸方向の誘電率ε‖を4≦ε‖≦
10,セル厚Tを2≦T≦4μmとすることによっ
て、液晶セルのインピーダンスを低減し、光導電体との
インピーダンス整合をとっている。このため、前記従来
技術のような光容量異種接合や金属格子を使用すること
なく、DSの発生を防止して、高感度,高コントラスト
比の画像表示を行うことが可能となる。また、液晶セル
のインピーダンスが低いため、量産性に優れたa−S
i:Hやa−SiC:Hによる光導電膜の使用が可能と
なる。更に、誘電率や抵抗率が大きいもののインピーダ
ンスは小さいために液晶が動きやすく、応答性に優れて
いる。
As described above, in the spatial light modulator according to the present invention, the resistivity σ of the liquid crystal forming the light modulator is σ
≧ 10 9 Ωcm, permittivity ε‖ in the major axis direction is 4 ≦ ε‖ ≦
10. By setting the cell thickness T to 2 ≦ T ≦ 4 μm, the impedance of the liquid crystal cell is reduced and impedance matching with the photoconductor is achieved. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of DS and display an image with high sensitivity and a high contrast ratio without using the different-capacitance heterojunction or the metal grating as in the above-mentioned conventional technique. In addition, since the impedance of the liquid crystal cell is low, aS
It is possible to use a photoconductive film made of i: H or a-SiC: H. Further, although the dielectric constant and the resistivity are large, the impedance is small, so that the liquid crystal is easy to move and the response is excellent.

【0023】[0023]

【実施例】以下、本発明による空間光変調器の一実施例
について図1を参照しながら説明する。なお、対応する
場合には、図2に示した空間光変調器の符号を用いるこ
ととする。ガラス基板20の上にITOによる透明電極
16を蒸着によって約1000Å成膜し、その上に、微
量のB(ボロン)を含むa−Si:Hによる光導電体1
4をプラズマCVDによって15μm成膜し、更にその
上に誘電体ミラー12としてSi及びSiO2を交互に
11層成膜した。また、もう一方の基板として、ITO
18付きガラス基板24を用意した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the spatial light modulator according to the present invention will be described below with reference to FIG. In addition, when corresponding, the code of the spatial light modulator shown in FIG. 2 will be used. A transparent electrode 16 made of ITO is formed on the glass substrate 20 by vapor deposition to a thickness of about 1000 Å, and a photo conductor 1 made of a-Si: H containing a trace amount of B (boron) is formed thereon.
4 was formed by plasma CVD to a thickness of 15 μm, and further 11 layers of Si and SiO 2 were alternately formed as the dielectric mirror 12 thereon. Also, as the other substrate, ITO
A glass substrate 24 with 18 was prepared.

【0024】次に、前記各基板上に、SiO2の斜め蒸
着膜を形成するとともにシランカップリング剤による処
理を施して配向膜30,34を形成した。そして、これ
ら2枚の基板を通常の液晶セルを組み立てる手法により
組み立てて、ほぼ垂直配向となる液晶セルを作製した。
なお、液晶セル厚Tは3μmとした。このようにして得
たサンプルセルに長軸方向の誘電率ε‖を変化させて液
晶を注入し、画像の書込み感度と駆動電圧を測定したと
ころ、次の表1のような結果が得られた。
Next, an obliquely vapor-deposited film of SiO 2 was formed on each of the substrates and a treatment with a silane coupling agent was performed to form alignment films 30 and 34. Then, these two substrates were assembled by an ordinary method for assembling a liquid crystal cell to produce a liquid crystal cell having a substantially vertical alignment.
The liquid crystal cell thickness T was 3 μm. When liquid crystal was injected into the sample cell thus obtained by changing the dielectric constant ε || in the direction of the major axis and the image writing sensitivity and driving voltage were measured, the results shown in Table 1 below were obtained. .

【0025】[0025]

【表1】 [Table 1]

【0026】また、この表1の結果をグラフに示すと図
1に示すようになった。まず、書込み感度から考察する
と、長軸方向の誘電率ε‖が小さくても大きくてもその
値は大きくなっており、長軸方向の誘電率ε‖が8付近
で最小となって、感度としては良好である。全体として
みると、長軸方向の誘電率ε‖が4以上の領域で良好な
感度が得られている。
The results of Table 1 are shown in a graph in FIG. First, considering the writing sensitivity, the value increases even if the permittivity ε∥ in the major axis direction is small or large. Is good. As a whole, good sensitivity is obtained in a region where the dielectric constant ε || in the major axis direction is 4 or more.

【0027】ところが、駆動電圧の方は、長軸方向の誘
電率ε‖の増大とともに大きくなっており、この点から
すればあまり長軸方向の誘電率ε‖を大きくすることは
好ましくない。これを考慮すると、長軸方向の誘電率は
大きくても10程度が限度となる。つまり、長軸方向の
誘電率は、4〜10の範囲が適当ということになる。
However, the driving voltage increases with an increase in the dielectric constant ε∥ in the major axis direction, and from this point, it is not preferable to increase the dielectric constant ε∥ in the major axis direction too much. Considering this, the dielectric constant in the major axis direction is limited to about 10 at the maximum. That is, it is appropriate that the dielectric constant in the major axis direction is in the range of 4 to 10.

【0028】<他の実施例>なお、本発明は、何ら上記
実施例に限定されるものではなく、例えば図2に示した
空間光変調器の構成は、遮光層や反射防止膜を設けるな
ど任意であり、必要に応じて適宜変更してよい。また、
空間光変調器を構成する光導電体や誘電体ミラーなど、
各部の材料なども任意である。
<Other Embodiments> The present invention is not limited to the above embodiments. For example, in the structure of the spatial light modulator shown in FIG. 2, a light shielding layer and an antireflection film are provided. It is optional and may be changed as needed. Also,
Photoconductors and dielectric mirrors that make up the spatial light modulator,
The material of each part is also arbitrary.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による空間
光変調器によれば、空間光変調器の光変調体を構成する
液晶について、抵抗率σをσ≧109Ωcm,長軸
方向の誘電率ε‖を4≦ε‖≦10,セル厚Tを2≦
T≦4μmとしたので、光容量異種接合や金属格子を使
用することなく、ダイナミックスキャッタリングの発生
を防止して、高感度,高コントラスト比の画像表示を行
うことができるという効果がある。
As described above, according to the spatial light modulator of the present invention, the resistivity σ of the liquid crystal forming the optical modulator of the spatial light modulator is σ ≧ 10 9 Ωcm in the long axis direction. Dielectric constant ε ‖ is 4 ≤ ε ‖ ≤ 10, cell thickness T is 2 ≤
Since T ≦ 4 μm, there is an effect that it is possible to prevent the occurrence of dynamic scattering and to display an image with high sensitivity and high contrast ratio without using a light capacity different junction or a metal grating.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による空間光変調器における液晶の長軸
方向の誘電率と書込み感度及び駆動電圧の関係の測定例
を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing a measurement example of a relationship between a dielectric constant in a long axis direction of a liquid crystal, a writing sensitivity, and a driving voltage in a spatial light modulator according to the present invention.

【図2】空間光変調器の一般的な構成を示す説明図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a general configuration of a spatial light modulator.

【符号の説明】 10…光変調体、12…誘電体ミラー、13…遮光層、
14…光導電体、16、18…透明電極、20,24…
透明ガラス基板、26…電源、30,34…配向膜、F
A…書込み光の入射方向、FB…読出し光の入射方向、
FC…読出し光の出力方向。
[Explanation of Codes] 10 ... Optical Modulator, 12 ... Dielectric Mirror, 13 ... Light Shielding Layer,
14 ... Photoconductor, 16, 18 ... Transparent electrodes, 20, 24 ...
Transparent glass substrate, 26 ... Power source, 30, 34 ... Alignment film, F
A ... Incident direction of writing light, FB ... Incident direction of reading light,
FC: Output direction of read light.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 透明電極間に光導電層及びミラー層とと
もに設けられた光変調層が、基板とほぼ垂直方向に分子
長軸が配向された誘電異方性が負の液晶によって構成さ
れており、この液晶による電界制御型複屈折効果によっ
て変調を受けた読出し光が前記ミラー層で反射されて出
力される反射読出し型の空間光変調器において、前記液
晶の長軸方向の誘電率ε‖が4≦ε‖≦10であり、セ
ル厚Tが2≦T≦4μmであり、抵抗率σがσ≧109
Ωcmであることを特徴とする空間光変調器。
1. A light modulation layer provided together with a photoconductive layer and a mirror layer between transparent electrodes is composed of a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy in which a major axis of a molecule is aligned substantially perpendicularly to a substrate. In the reflection read type spatial light modulator in which the read light modulated by the electric field control type birefringence effect by the liquid crystal is reflected by the mirror layer and output, the dielectric constant ε∥ of the liquid crystal in the long axis direction is 4 ≦ ε‖ ≦ 10, the cell thickness T is 2 ≦ T ≦ 4 μm, and the resistivity σ is σ ≧ 10 9
A spatial light modulator having an Ωcm.
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