JPS616622A - 光変調器 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、例えばテレビジョン画像をスクリーン上に投
射するプロジェクタ′−に適用して好適な電気光学効果
を有する結晶の電界による複屈折を利用した光変調器に
係る。

背景技術とその問題点 光変調器を用いたプロジェクタ−は、例えば第１図に示
すように、管体（１）内にそのフェース部（１ｆ）に対
向してターゲット（２）が配置される。ターゲット（２
）は、第２図に示す示すように、電気光学効果を有する
結晶薄板、例えば、ＫＨ２ＰＯ４（以下ＤＫ、ＤＰとい
う）、或いは　ＫＨ２ＰＯ４（以下ＫＤＰという）より
なる結晶薄板（３）の一方の面に２次電子放出比が大で
且つ可視光を反射する例えば多層膜構造による誘電体ミ
ラー膜（４）が被着され、他方の面に透明導電１！１１
（５）、例えば、１１１２０　ａ膜が蒸着されて、この
透明導電膜（５）側において透明基板（８）にクランプ
されてなる。また、このターゲット（２）は、その透明
基板（８）側がフェース部（Ｉｆ）に対向するように配
置される。

また、管体内には、ターゲット（２）のミラー膜（４）
側に対向して第１及び第２のグリッド電極Ｇｌ及びＧ２
が配置される。

そして、第１図に示すように、このターゲット（２）の
ミラー膜（４）上にカソードＫからの電子ビームｂを集
束走査する。（７）及び（８）は夫々その集束及び走査
偏向用電磁手段を示す。

そして、管体（１）のフェース部（ｌＦ）の前方からタ
ーゲット（２）に向って光源（８）からの可視光を偏光
子（１０）を介して照射し、ミラー膜（４）からの反射
光を検光子（１１）を介してスクリーン（１２）上に投
射する。一方、透明導電膜（５）と第２グリッドＧ２と
の間にビデオ信号、すなわちスクリーン（１２）ｌに投
射すべき映像信号を印加する。この時、カソードＫから
電子ビームを一定の電流密度Ｉｐをもってターゲット（
２）の２次電子放出比δの高い誘電体ミラー膜（４）上
に走査させる。

尚、第２グリツドＧ２は、ミラー膜（４）と近接した例
えば４０ｐ、ｍの距離を有する位置に配置される。また
、第１グリツドＧｌは、これに、例えば１５０　Ｖの電
位が与えられて、ミラー膜（４）より発生した浮遊する
２次電子を捕捉して、この浮遊する２次電子によって電
界の乱れが生しないようにするものである。

この構成によれば、電子ビームｂの衝撃、すなわち１次
電子の入射によって誘電体ミラー膜（４）から２次電子
が放出されるか１次電子が蓄積されるかによって、これ
に応じた電荷が誘電体ミラー膜（４）に生じ、これによ
って誘電体ミラー膜（０に電位が与えられる。この電位
は、第２グリツドＧ２と同電位となったところで２次電
子の放出が抑制されるので、この電位で平衡する。すな
わち、電子ビームｂの各走査位置で第２グリツドＧ２に
与えられたビデオ信号による電圧変化に応じた電位パタ
ーンが生じ、これによってミラー膜（４）と透明導電膜
（５）との間において、結晶薄板（３）にビデオ信号に
応じた電界パターンが与えられてビデオ信号に応じた縦
効果による複屈折が生じる。

−・方、偏光子（１０）と検光子（１１）とは、光源（
９）よりのターゲット（２）に入射する光と、これより
反射する光に対してその光軸方向が直交するように配置
される。

このような構成によれば、偏光子（１０）を通じてター
ゲット（２）に入る直線偏光が、誘電体ミラー膜（４）
で反射されて結晶薄板（３）中を往復通過することによ
ってここににおけるビデオ信号に応じて生じた複屈折に
よって変調され、これによって検光子（１１）を通過す
る光の濃淡が生じ、スクリーン（１２）上に光学像が投
射されることになる。

ところで、上述の誘電体ミラー膜（４）の２次電子放出
比δは、この誘電体ミラー膜（４）に入射する電流をＩ
ｐとし、これより放出する２次電子電流をＩｓとすると
き δ＝Ｉｓ／Ｉｐ　　　　　”・・・（１）であり、誘電
体ミラー膜（４）に電荷Ｑを蓄積するに寄与する電流■
は、 Ｉ　＝　Ｉｐ　−Ｉｓ＝　Ｉｐ　−１ｐδ、＝（１−δ
）Ｉｐ・・・・命（２） となる。今、このＱに係わる容量をＣとすると、Ｖ＝Ｑ
／Ｃ・・・・・（３） そして、今、ビデオ信号が動画であってＱが時間的に変
化する場合を考えると、 ｒ＝ｊ＋ｄｔ　　　　　　・・・・・（４）となる。し
たがって、（２）〜（４）式によって、Ｖ　＝　（１／
Ｃ）７　ｉ”ｄｔ＝　（１／Ｇ）７（１−δ）Ｉｐ　ｄ
ｔ・・拳Φ・（５） となる。

一方、電気光学効果を有する結晶薄板におけるその印加
電圧Ｖとリターデーションｒとの関係は、第３図で示す
ように、電圧Ｖが、成る値Ｖｘ以上で高い値を示す。し
たがって、この結晶薄板には電圧Ｖｘ以上の高い電圧Ｖ
が与えられることが望まれ、上記（５）式から、深い電
圧Ｖを短時間で得るには、２次電子放出比δが高いこと
が望まれる。

一方、誘電体ミラー膜の２次電子放出比δは、ｐ／Ｓ４
図に示すように、これに照射するビームｂのエネルギー
によって、すなわちカッードータゲット間電圧Ｖｋｔに
よって異なる値を示すので、ここにカッードータゲット
間電圧Ｖｋｔは、２次電子放出比δが最も高い値を示す
電圧　Ｖδｒｔｒａｘ程度の例えば、６００ｖに選ぶ。

このように、光変調器を用いることによってプロジェク
タ−を構成できるものであり、この種のプロジェクタ−
は種々提案のなされているところである。その１例とし
ては、特公昭４３−２８０８８号公報が挙げられる。

一般に、この種の変調器においては、前述したように、
結晶薄板（３）に直接的に透明導電膜（５）を蒸着した
構成をとる。この場合、透明導電膜（５）の蒸着におけ
る基体温度、すなわち結晶薄板（３）に与える加熱温度
は、蒸着膜の被着強度、すなわち信頼性を高める上で、
成る程度高い温度に選ばれることが望まれる。ところが
、上述の結晶薄板（３）は、その融点が例えば＋２３０
℃で、相移転温度が＋１３０℃であるので、その特性に
影響を与えることのない温度、例えば、１００℃以下と
いう低い基体温度に選定する必要がある。したがって、
この透明導電膜（５）の被着強度、すなわち信頼性と、
結晶薄板の結晶状態の信頼性とは、相客れないものであ
る。

また、実際上、透明導電膜（５）からの端子導出は、透
明導電膜（５）の外周部に例えば銀ペーストを塗布した
導電膜（５ａ）を被着してこれから端子リードの導出を
行なうものであるので、この端子導出部が高価な結晶薄
板における有効画面の利用率を低めている。

発明の目的 本発明は、例えば、上述したようなプロジェクタ−に適
用して、上述した諸欠点を解消することのできる光変調
器を提供するものである。

発明の概要 本発明による光変調器は、透明基板と、この透明基板上
に形成された透明導電膜と、透明絶縁性接着剤を介して
透明基板上に固定された電気光学効果結晶薄板とにより
構成する。

実施例 第４図以下を参照して本発明の詳細な説明する。

第４図は、本発明による光変調器を用いたプロジェクタ
−の１例の構成図で、第５図は、その光変調器の路線的
断面図を示す。第４図及び第５図において、第１図及び
第２図に対応する部分には、同一符合を付して重複説明
を省略する。

図中（２２）は、本発明による光変調器のターゲットを
示す。このターゲット（２２）は、透明基板（２６）を
設け、その一方の面に予め透明導電膜（２５）の、例え
ば、酸化インジウム膜を１０００人の厚さに蒸着して置
く。尚、この透明導電膜（２５）は反射防止膜としての
機能を持たせることができる。すｔ反射率Ｒは、 Ｒ＝　（ｎｘ−ｎ２）／　（ａｘ　＋ｒ１２　）（ここ
に、ｎｌ及びｎ２は、透明導電膜（２５）及び透明基板
（２６）の各屈折率を示す。）で与えられるので、ここ
における反射率Ｒをできるだけ小さくするためには、両
屈折率ｎ１及びｎ２は、互いにできるだけ近い値を有す
ることが望まれる。実際には、ぶつ化マグネシウム等よ
°りなる複数の透明中間層を介在させて酸化インジウム
を形成することによりほぼ無反射の条件を実現できる。

そして本発明においては、この透明導電膜（２５）を有
する透明基板（２６）に対して、例えば多層膜構造を有
する誘電体ミラー膜（２４）が一方の面に形成された電
気光学効果を有する結晶、例えばＤＫＤＰ、或いはＫＤ
Ｐ等よりなる結晶薄板（２３）を、その誘電体ミラー膜
（２４）側において透明絶縁性接着剤（２７）によって
接着する。

この透明基板（２６）は、結晶薄板（２３）をクランプ
してピエゾ効果を抑制し、結晶薄板をキュリ一点近傍の
温度に冷却するための例えば、ペルチェ素子を取着する
などの目的をもって設けられるものであり、これらの目
的に沿う特性を有すると共に、可視光に対して光透過率
が高いこと、熱伝導率・が１“、ｈいことなどの特性を
有・することが要求される。

更にこの透明基板（２６）は、その屈折率が結晶薄板（
２３）のそれと近い値を有するこが望まれる。

透明導電Ｈり（２５）からの端子導出は、予め透明基板
（２Ｇ）と、これの上の透明導電ＤＩＡ（２５）との面
積を、結晶薄板（２３）のそれより大に選定して置き、
透明導′屯欣（２５）の外周から突出した透明導電膜（
２５）にリードを例えば導電性エポキシによって接着す
る。

透明絶縁性接着剤（２７）は、アクリル系、或いは、エ
ポキシ系接着剤を接着乾燥後の厚さか０．２〜０．３牌
ｍとなるように塗布する。第７図は、このエポキシ系接
着剤の誘電率εの周波数特性を示したものである。その
粘度は、　１００　ｃ、ｐ、ｓ、である。

また、この透明絶縁性接着剤（２？）の塗布は、スピナ
ー法によることができる。この場合、その塗布厚ｔは、 ｔ　＝　ｋ　Ｓ　２／　ｒ’、ｐ、ｍＪで与えられる。

　ここに、ｋは比例定数、Ｓは粘度で、　Ｓ’＝５０　
ｃ、ｐ、ｓ、とじ、３０００Ｏｒ、ｐ、Ｉｌｌでその塗
布を行なうとき、ｔ　＝０．１　ｇｍとなる。この粘度
の調整は、稀釈剤によって行なうものであり、この稀釈
剤としては、透明絶縁性接着剤と反応することのない溶
剤、上述の例では、エポキシ接着剤と反応することのな
く、沸点が高く、透明基板（２Ｂ）と、結晶薄板（２３
）となじみの良い、例えばエチレンセロソルブ（エチレ
ングリコールモノメチルエーテル）１２８〜１３７を用
いうる。また、この透明絶縁性接着剤の塗布膜からの溶
剤の除去は、例えば、０．２Ｔｏｒｒ、３０分の減圧処
理によって行なうことができる。

尚、この透明絶縁性接着剤（２７）の厚さは、ここにお
ける電圧の損失を回避するために、その容量Ｃａが、結
晶薄板（２３）における容量Ｃｘに比して充分大になる
ように選定する。すなわち、前述したように、結晶薄板
（２３）におけるリターデーションｒは、これに掛かる
電圧が、成る値以上高いことが望まれる。そこで、結晶
薄板（２３）には、透明導電膜（２５）と結晶薄板（２
３）との間に透明絶縁性接着剤（２７）が設けられたこ
とによる電圧の損失を生じることなく所定の大なる電圧
が掛ることが要求されるが、電圧＝電荷／容量であるこ
とから、透明絶縁性接着剤（２７）の容量Ｃａを結晶薄
板（２３）のｆｌ　量Ｃ！より充分大に選定することに
よってこの透明絶縁性接着剤（２７）に掛る電圧、すな
わちこれによる電圧損失を充分小さくでき、透明導電膜
（２５）と誘電体ミラー膜（２４）間の電圧が殆ど結晶
薄板（２３）に掛るようになし得る。具体的には結晶薄
板（２３）の誘電率εＸは、６５０であるに比し透明絶
縁性接着剤（２７）の誘電率εａは、３〜６程度である
ので、結晶薄板（２３）の厚さを、例えば、２５０　ｇ
ｍとするとき、透明絶縁性接着剤（２７）の厚さが、０
．２　ｇｍで、その結晶薄板（２３）と、透明絶縁性接
着剤（２７）（７）各容量ＣＩとＣａは、Ｃ１ｃｃ：Ｃ
ａとなる。

発明の効果 上述したように本発明によれば、透明基板（２６〕−ヒ
に透明導電膜（２５）を被着したので結晶薄板（２３）
の特性をそこなうことなく、この透明導電膜（２５）の
蒸着に当ってその基体温度、すなわち透明基板（２８）
の加熱温度を充分高くすることができ、透明導電１１ｉ
！　（２５）の被着を強固に行なうことができる。

そして、本発明によれば、透明導電Ｉｌｌ！　（２５）
と結晶薄板（２３）との間に透明絶縁性接着剤（２７）
が介在されることになるものの、前述したように、その
厚さを適当に選定することによって、この透明絶縁性接
着剤（２７）の存在によって結晶薄板（２３）に印加さ
れる電圧に損失を来すことも回避できるものである。

また１本発明によれば、透明導電膜（２５）からの端子
導出、すなわちリードの取り付けは、結晶薄板（２３）
外で行なうので、この端子導出によって結晶薄板（２３
）に無効部分が生じることが回避される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のによるプロジェクタ−の構成図、第２図
はその光変調器の路線的断面図、第３図は印加電圧とり
ターデージ言ンの関係を示す曲線図、第４図はカンード
ーターゲット間電圧と２次電子放出比との関係を示す曲
線図、第５図は本発明によるプ【１ジエクターの１例の
構成図、第６図はその光変調器の路線的断面図、第７図
は透明絶縁性゛接着剤の誘電率の周波数特性図である。 （１）は管体、（９）は光源、（１０）は偏光子、（１
１）は検光子、（１２）はスクリーン、（２２）はター
ゲット、（２３）は結晶薄板、（２０は誘電体ミゾ−膜
、　（２５）は透明導電膜、（２６）は透明基板、（２
７）は透明絶縁性接着剤である。 １２図 第３図　　　　第４図 第５図 第１図 ｔ（Ｈｚ） 手続補正書 昭和５９年　９月　４日 １、事件の表示 昭和５９年特許願第１２８１１３　　号３、補正をする
者 事件との関係　　　特許出願人 住所　東京部品用区北品用６丁目７番３５号名称（２１
８）ソニー株式会社 代表取締役　大　賀　典　雄 ６、補正により増加する発明の数 キ式６色 （１）明細書中、第１頁、１８行、「示す示す」を１示
す」と訂正する。 （２１同、第３頁、１１行「電界の乱れ、１を「解像度
の劣化」と訂正する。 （３）　　同、第４頁、２〜３行「電位パターン」を「
電荷パターン」と訂正する。 （４）同、第５頁、１８〜第６頁、１行［第３図に示す
よ５Ｋ・・・・・短時間」を「第３図で示す。 上記（５）式から、深い電圧Ｖ１例えば半波長のりター
プ−ジョンを生せしめる電圧Ｖ（↓）を短時間」と訂正
する。 （５）同、第１０頁、３行「望まれる。」の次に「この
ような透明基板としてＣａＦ２基板を用い得る。Ｊを加
入する。 （６）図面中、第３図を別紙の゛ように補正する。 以上 第３図 Ｖ（會）　　Ｖ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透明基板と、該透明基板に形成された透明導電膜と、透
   明絶縁性接着剤を介して上記透明基板上に固定された電
   気光学効果を有する結晶薄板とより成る光変調器。