KR940009153B1 - 액정 라이트 밸브 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

액정 라이트 밸브

제1, 2도는 종래의 액정 라이트 밸브의 개략적 단면도.

제3도는 본 발명에 따른 액정 라이트 밸브의 한 실시예의 개략적 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 무반사코팅층 2,2a : 투명기판

3,3a : 투명전극 4 : 광도전층

5 : 차광층 6 : 반사막

7,7a : 배향막 8 : 스페이서

9 : 결합층 10 : 입력광

20 : 출력광 LQ : 액정층

본 발명은 대형의 이미지 투사장치 및 광학데이터 프로세싱 장치등에 채용되는 액정 라이트 밸브에 관한 것으로서, 특히 그 단층적 구조가 개량된 액정 라이트 밸브에 관한 것이다.

액정 라이트 밸브(Liquid crystal light valve)는 주사되는 광량에 따라 동특성이 변하는 액정의 전기광학적 특성을 이용하여 투사되는 광을 변조하는 것으로서 영상을 구성하는 빛을 증폭하기도 하고 빛의 파장을 변화시키는데도 응용된다. 이러한 액정 라이트 밸브의 용도로는 광의 반사 및 전송투사 시스템과 광학적 자료처리 장치등을 들 수 있다.

이와같은 액정 광밸브의 동작을 위해서는 외부에서 주사되는 광에 따라 여기(勵起)되는 광도전층에 의해 출력광을 복굴절시키는 액정(液晶)을 동적으로 제어할 수 있도록 하기 위한 제어 전압의 스위칭이 일어나야 한다. 따라서 광이 없을때는 절연층의 임피던스가 액정보다 아주크게 유지되고, 광이 있을때에는 액정보다 아주 적어지도록(스위칭되도록)설계되어야 한다. 이와 같은 액정 라이트 밸브는 동작상 특성때문에 그에 내재된 광도전층의 임퍼던스를 액정과 잘 정합되도록 만들어주어야 한다. 이와같은 액정 라이트 밸브의 구조에 대한 전형적인 예로는 미국특허 3824002호에 개시된 기술을 들수 있는 바, 그 기본적인 구조적 구조는 다음과 같다.

두매의 평행한 투명기판(2)(2a)의 내면에 AC 구동전압이 인가되는 투명한 전극(3)(3a)이 피착 형성되며, 스페이서(8)에 의해 일정간격을 유지하는 상기 투명 기판(2)(2a)사이의 액정(LQ)은, 그 양측에 위치된 배향막(7)(7a)에 접촉된다. 그리고 입력광(10)이 입사되는 측의 투명기판(2)의 전극(3)과 이에 대향하는 상기 배향막(7)의 사이에는 광도전층(4), 차광층(5), 반사막(6)으로 된 샌드위치층이 개재된다. 도면중에 미설명된 부호 '1'은 입력광의 반사를 방지하기 위한 코팅층이다.

이와같은 구조의 액정 라이트 밸브에 있어서, 상기 광도전층(4)은 CdS가 그 재료로 사용되는 바, 이 CdS 광도전층은 액정과의 사이에서 이중접합을 이루는 바, 이 접합에서 생겨나는 임피던스는 정상적인 동작을 가능케 하기에 충분하다.

그러나, 상기한 액정 라이트 밸브는 상기한 바와같이 광도전층의 재료로서 광적 반응성이 완만한 CdS를 사용하고 있기 때문에 그 동작속도가 느린 단점을 가지는 바, 고해상도의 높은 주파수 밀도를 가지는 동적 화상을 실현하는데에 매우 불리하다.

이러한 단점을 해결하기 위한 것으로는 미국 특허 제4,799,773호에 개시된 기술을 들 수 있는데, 이는 제2도에 도시된 바와 같이 상기 광도전층을 비정질 실리콘(a-Si)으로, 상기 차광층은 CdTe를 그 재료로 사용하도록하며, 이들 사이에는 이들간의 상이한 결합성을 완충시켜 주기 위한, 즉 중간에서 적절히 접촉시켜 주기 위한 중간 정합층(9)을 두도록 된 것에 그 특징이 있다.

그러나 이러한 액정 라이트 밸브는 상기한 바와 같이 다른 액정 라이트 밸브에 비해 많은 층수를 가지고 있으며, 특히 정합층을 별도로 형성해야 하기 때문에 그제조 가공이 번거러운 단점을 가진다. 더우기 중간 정합층을 가지기 때문에 부분적 광도전 층의 임피던스 변화에 따르는 배향막에 대한 전압 인가영역, 즉 화상 표시를 위한 최소의 화소가 불명료해지고, 이로인해 스크린상에 재현된 화상의 해상도가 저하되게 되는 문제가 야기된다.

본 발명은 빠른 응답성을 가지고 제조가공이 간편한 액정 라이트 밸브를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 화상신호를 담은 입력광에 의해 임피던스가 변화되는 광도전층과, 일정 전위의 전압에 의해 입사된 출력광을 복굴절시키는 액정을 포함하는 복굴절수단층과, 상기 복굴절수단층과 상기 광도전층사이에 개재되는 차광층과, 상기 복굴절수단의 구동전압을 제공하는 전극을 구비한 액정 라이트 밸브에 있어서, 상기 광도전층과 상기 차광층의 재료가 각각 a-Si : H와 a-Si : B : H으로 이루어지며, 이 두 광도전층과 차광층은 상호 직접 접촉되는 구조를 가지는 점에 그 특징이 있다.

이러한 본 발명은 종래와는 달리 광도전층과 차광층의 재료로서 광에 대해 빠른 응답성을 가지며, 상호 응력차가 적은 a-Si : H와 a-Si : B : H를 각각 사용하므로 종래와 같은 중간 결합수단 즉, 정합층이 불필요하게 된다.

따라서 그 응답속도가 종래의 어느 액정 라이트 밸브보다도 매우 빠르게되고 이로 인해 해상도가 높은 화상을 실현할 수 있게 된다. 더우기 상기 광도전층과 차광층을 동일 진공 반응실내에서 연속 형성할 수 있으므로 제조 가공성이 향상된다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 한 실시예를 상세히 설명한다.

제3도에 본 발명의 액정 라이트 밸브가 도시되어 있다.

이 액정 라이트 밸브는 통상적인 액정 라이트 밸브와 유사한 구조를 가지는 바, 두매의 평행한 투명기판(2)(2a)의 내면에 AC 구동전압이 인가되는 투명전극(3)(3a)가 피착 형성되며, 스페이서(8)에 의해 일정간격을 유지하는 상기 투명기판(2)(2a)의 사이의 액정(LQ)은 그 양측의 배향막(7)(7a)에 접촉되게 된다. 그리고 입력광(10)이 입사되는 측의 투명기판(2)의 전극(3)과 이에 대향되는 상기 배향막(7)의 사이에는 광도전층(4), 차광층(5), 반사막(6)으로 된 샌드위치층이 개재된다. 그리고 상기 차광층(5)은 본 발명의 특징적 요소로서 보른(Boron)이 도핑된 a-Si : H 반도체 즉 a-Si : B : H로 이루어지며, 상기 광도전층(4)은 상기 a-Si : B : H와 친화성이 높은 a-Si : H로 이루어진다. 그리고 상기한 바와 같은 차광층(5)과 광도전층(4)의 임피던스 변화 고려하여, 즉 입사광이 있을 때에는 상기 액정보다 상기 광도전층의 임피던스가 높아야되며, 입사광이 없을 때에는 그 반대가 되도록 상기 액정은 낮은 저항을 가지도록 해야한다. 도면중에 미설명된 부호 '1'은 입력광의 반사를 방지하기 위한 코팅층이다.

이상과 같은 본 발명은 상기 차광층(5)과 광도전층(4)간의 응력차를 최소화 할 수 있는 소재가 채택되어 직접 접촉될 수 있는 구조를 가짐에 그 특징이 있는 바, 상기 광도전층(4)은 a-Si : H로, 상기 차광층(5) 은 a-Si : B : H로 이루어지게 됨으로써 하기하는 바와 같은 장점을 가진다.

첫째로는 광에 대한 응답성이 높은 소재가 사용되므로 고해상도의 화상을 실현할 수 있다. 둘째로는 차광층과 광도전층간의 중간결합층이 생략되므로 그 구조가 간단하다.

세째로는, 상기 차광층과 광도전층간의 직접적인 접촉이 가능하므로 같은 진공반응실내에서의 상기 차광층과 광도전층을 연속제작할 수 있게 된다.

Claims (1)

1. 화상 신호를 담은 입력광에 의해 임피던스가 변화되는 광도전층과, 일정 전위의 전압에 의해 입사된 출력광을 복굴절시키는 액정을 포함하는 복굴절수단층과, 상기 복굴절수단층과 상기 광도전층사이에 개재되는 차광층과, 상기 복굴절 수단의 구동전압을 제공하는 전극을 구비한 액정 라이트 밸브에 있어서, 상기 광도전층과 상기 차광층의 재료가 각각 a-Si : H와 a-Si : B : H으로 이루어지며, 이 두 광도전층과 차광층은 상호 직접 접촉되는 구조를 가지도록 된 것을 그 특징으로 하는 액정 라이트 밸브.

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