JPH01108529A - 光書き込み液晶表示素子の駆動方法 - 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、光書込み液晶表示素子の駆動方法に関し、特
に、光書込み電界効果型液晶表示素子のネガ−ポジ画像
反転方法に関するものである。

［従来の技術］ ライトバルブと呼ばれる光書込み電界効果型液晶表示素
子は画像の強度変換等に用いられる素子であるが、簡単
でコンパクトという特長を持つ。

以下に、従来の光書込み電界効果型液晶表示素子の動作
原理について説明する。

電界効果型液晶表示素子の二つの電極の内の一方の電極
に光導電膜を設け、この光導電膜に光学像を画き、膜面
内の抵抗を空間変調する、さらにこの光導電膜と透明導
電膜の間に電界を印加することにより液晶層中に画像を
転写し、これを投影型装置の可視光変調に用いることが
試みられている。この投影型装置に用いられる液晶表示
素子の断面の一例を第４図に示す。

この素子では光導電膜：２と液晶層＝７を積層し、この
両者を挟んで光導電膜：２と液晶層＝７の外側に透明電
極＝４及び４１をつける。通常、この電極間には交流電
圧＝９を印加しておく。尚、光導電膜：２と液晶層ニア
との境界には可視光遮断膜＝３（ＣｄＴｅ膜）と誘電体
光反射膜（ミラーＮ）：５を挿入し、素子の右（投影側
）より入射する可視光に対して鏡面を形成する。

一般に光導電膜＝２には２〜２０μｍ程度のＣｄＳ膜が
用いられる。素子の左側から画像書込用の光が入射して
いないとき、この光導電膜＝２の電気伝導は液晶層ニア
のそれより十分高く、また光が入射するとその光導電膜
＝２の電気抵抗は、液晶Ｎニアのそれより十分低くなる
ように調整しておく。

このようにしておくと、素子の左側から入射した画像書
込光によって光導電膜：２上に像を画いたとき、光導電
膜：２の内部抵抗は像の濃淡に従って局部的に変化する
。そのために、これらの部分に対応する液晶Ｎニアには
、前述の交流電圧：９が像の濃淡に従って空間変調され
て印加される。

この液晶層＝７には、正゛の誘電異方性を持ったスメク
チック液晶を初期ＨＦＥ（１１５度を讐１ｓｔ）配向し
ておく。電極間に交流電圧：９を印加しておくと、まず
書込み光がない場所においては光導電膜：２の抵抗値が
高いため液晶に交流電圧：９が印加せず液晶の配向は乱
されない。このため偏光板を通して入射した投影光の偏
光面は液晶のねじれにしたがって４５度回転し、誘電体
光反射膜（ミラー層）：５に達する。ここで反射された
光は偏光面が逆に４５度回転し、入射時と同じ偏光方向
となって出ていく。次に光導電膜：２上に像が画かれて
いる部分では、液晶に交流電圧：９が印加されるため、
液晶分子は電界方向（電極に垂直）に向きを変える。こ
れにより上記に述べた偏光面回転の条件が変化し、投影
光の反射光には投影光の偏光方向に垂直な偏光方向成分
が含まれるようになる。従ってこの投影光の偏光方向と
垂直な成分を検出するようにしてやると、書込み光と同
じパターンの投影出力光を得ることができる。

この表示素子において、誘電体反射膜：５は素子の右側
より入射する強力な投影可視光を完全に反射するために
もちいるもので、例えばＺｎＳ及びＮａ５ＡＩＦｅの様
な高及び低誘電率の誘電体膜を交互に１５層程度重ねて
作る。さらに光遮断膜＝３は素子の右側より入射する投
影用可視光を遮断するようになっている。

以上が従来知られているライトバルブと呼ばれる光書込
み電界効果型液晶表示素子の構造及び動作の説明である
。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記に説明した光書込み電界効果型液晶表示素子は、白
黒の濃淡パターンをそのまま投影するものであり、ネガ
画像のポジ画像への変換ができないという問題点があっ
た。

そこで本発明はこの光書込み電界効果型液晶表示素子の
動作モードを考察し、ネガ画像のポジ画像への変換を可
能にしようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
あって、透光性基板上に形成された光導電膜に光として
照射された書込み情報が、該光導電膜上に形成された液
晶層の液晶表示情報として取り出されるよう構成されて
なる光書込み液晶表示素子の駆動方法において、書込み
情報が無い場合に液晶配向を乱すような手段を設けて、
書込み情報が入射した場合に、該書込み情報に反比例す
るような液晶表示情報が取り出せる様に駆動させている
。

該書込み情報が無い場合に液晶配向を乱すような手段と
しては、■従来の光書込み電界効果型液晶表示素子（以
後ライトバルブと略称する）の、光導電膜の材質を、暗
時の導電率の高い物に変更する。■従来のライトバルブ
の光導電膜を、同材質の薄い物に変更する。■従来のラ
イトバルブに対して、印加される交流電圧値を従来より
高く設定する。等を行ない光導電膜と液晶層の外側から
印加される電圧を液晶層に作用させる方法。および、■
従来の′ライトバルブに対して、バイアス光として、常
に一定量の光を光導電膜へ入射しておく。等光を用いる
方法等の手段があげられる。

上記手段のうち■従来のライトバルブに対して、印加さ
れる交流電圧値を従来より高く設定する。

■従来のライトバルブに対して、バイアス光として、常
に一定量の光を光導電膜へ入射しておく。

の２つの方法は、従来のライトバルブを用いた装置に対
して若干の付加的手段を加えることで、従来の駆動方法
と併用出来るので、好ましい。

本発明は、上記手段によって、液晶の動作モードを変更
し、ネガ画像のポジ画像への変換を可能としたものであ
る。

［作用］ 第１図は、従来例として説明したライトバルブの書込み
光強度：Ｌと投影光出力強度との関係を示したものであ
る。以下にこの関係の詳細について説明する。

書込み光強度Ｌ＝Ｏの場合、従来例にて述べた様に、液
晶層には交流電圧が印加されず、投影光の偏光方向と垂
直な成分、即ち投影光出力は零である。しかし、書込み
光強度りを徐々に大きくしていくと、液晶に電圧が加わ
り投影光出力が生じてくる。一方、書込み光強度りを十
分に大きくしてやると、液晶の配向が完全にくずれる。

すると液晶の旋光性がなくなり投影光はその偏光方向に
全く影響を受けず誘電体ミラー層：５によって反射され
て出てくる。即ち、投影光出力は生じない。

（図中Ｃ）　従って、投影光出力と書込み光強度：Ｌと
の関係は第１図に示した様に、投影光出力光強度の最大
を与える書込み光強度：Ｌｐを境として、書込み光強度
の増加に伴って投影光出力が増加する領域Ａと、書込み
光強度の増加に伴って投影光出力が減少する領域Ｂとが
生じている。

従来のライトバルブにおいては、上記書込み光強度の増
加により投影光出力が増加する領域Ａをを用いてライト
バルブを駆動させている。

本発明においては、■従来ライトバルブの、光導電膜の
材質を、暗時の導電率の高い物に変更する。■従来のラ
イトバルブの光導電膜を、同材質の薄い物に変更する。

さらには■従来のライトバルブに対して、印加される交
流電圧値を従来より高く設定する。■従来のライトバル
ブに対して、バイアス光として、當に一定量の光を光導
電膜へ入射しておく。等の手段により、液晶層が書込み
光強度が０の状態であっても液晶配向が乱されている状
態としく領域Ｂ）、書込み光強度と投影光出力との関係
を反転させ、暗い部分は明るい、明るい部分は暗い投影
出力を得ている。

よって本発明の光書込み液晶表示素子の駆動方法によれ
ば、光書込み液晶表示素子が画像のネガ−ポジ反転機能
を持つことになる。

［実施例］ 実施例−１ 書込み光として、通常のネガフィルムの画像を用いたス
ライド投影装置に、本発明の光書込み液晶表示素子の駆
動方法を適用した具体例を第２図に示す。

該スライド投影装置は、光書込み電界効果型液晶表示素
子（ライトバルブ）：２００．　　偏光ビーム分割プリ
ズム＋５０３．　　光源＋５００．　　投影レンズ二　
５０４等よりなる。

動作としては、ネガフィルム＝５０５の画像をレンズ：
　５０６でライトバルブ＝２００上に結像させる。一方
投影光は光源：　５００の光を屈折ミラー：５０１で方
向を変え、コンデンサレンズ：５０２を通して偏光ビー
ム分割プリズム：　５０３に入る。そして特定の偏光成
分のみがライトバルブ：２００の投影光側に入る。そし
て反射された光は再び偏光ビーム分割プリズム：　５０
３に入り、先のライトバルブの入射偏光方向と直交した
偏光成分が通過し、投影レンズ：　５０４にてスクリー
ン上に投影される様に構成されている。

本実施例においては、該ライトバルブ：２００に印加す
る交流電源：９の振幅を従来の設定値よりも大きく設定
し、書込み光強度が０の状態において、ライトバルブ：
２００内の液晶Ｎニアに該、交流電源：９の電界が作用
し、液晶配向を乱すようにした。

その結果ネガフィルム：５０５の画像に対応するポジ画
像をスクリーン：６００上に投影することが出来た。

実施例−２ 前実施例のスライド投影装置において、レンズ＝５０６
とライトバルブ：２００の間に、第３図に示すようなハ
ーフミラー：４００を挿入し、ライトバルブ：２００に
対して、スメクチック液晶の液晶配向を乱すような導電
率へ光導電膜を変化させる光（前記投影光出力光強度の
最大を与える書込み光強度：Ｌｐ）を、バイアス光：３
０３として入射させた。　（前記交流電源：９の据幅は
従来の設定値どうり）その結果、前記実施例同様、ネガ
フィルム：５０５の画像に対応するポジ画像を、スクリ
ーン：８００上に投影することが出来た。

本実施例において、該ハーフミラ−：４００をレンズ：
　５０６とライトバルブ＝２００の間に固定せず、着脱
自在にすれば、フィルムの画像の種類によってネガ−ポ
ジ、ネガ−ネガ、ポジーネガ、ポジーポジ等、その場で
選択投影の出来るスライド投影装置を作成することがで
きる。

［発明の効果］ 以上述べてきた様に、本発明によれば従来不可能であっ
た光書込み電界効果型液晶表示素子（ライトバルブ）の
ネガ画像とポジ画像との変換という新しい機能を実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の光書込み電界効果型液晶表示素子の、
書込み光強度と投影出力強度との関係を示す図、第２図
は、本発明の光書込み液晶表示素子の駆動方法を適用し
たスライド投影装置の概略を示す側面図、第３図は、本
発明を適用する方法を示す側面図、　第４図は、従来の
光書込み電界効果型液晶表示素子の概略を示す断面図で
ある。 特許出願人　　日本板硝子株式会社 代理人　　弁理士　　大野　積車

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）透光性基板上に形成された光導電膜に光として照
   射された書込み情報が、該光導電膜上に形成された液晶
   層の液晶表示情報として取り出されるよう構成されてな
   る光書込み液晶表示素子の駆動方法において、書込み情
   報が無い場合に液晶配向を乱すような手段を設けて、書
   込み情報が入射した場合に、該書込み情報に反比例する
   ような液晶表示情報が取り出せるように駆動させること
   を特徴とする光書込み液晶表示素子の駆動方法。
2. （２）該書込み情報が無い場合に液晶配向を乱すような
   手段が、光導電膜と液晶層の外側から印加された電圧で
   ある特許請求の範囲第１項記載の光書込み液晶表示素子
   の駆動方法。
3. （３）該書込み情報が無い場合に液晶配向を乱すような
   手段が、光導電膜への一定光量の入射である特許請求の
   範囲第１項記載の光書込み液晶表示素子の駆動方法。