JPH0254529B2 - - Google Patents
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- JPH0254529B2 JPH0254529B2 JP56051425A JP5142581A JPH0254529B2 JP H0254529 B2 JPH0254529 B2 JP H0254529B2 JP 56051425 A JP56051425 A JP 56051425A JP 5142581 A JP5142581 A JP 5142581A JP H0254529 B2 JPH0254529 B2 JP H0254529B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- film
- light valve
- conductive film
- laser beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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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
- G02F1/132—Thermal activation of liquid crystals exhibiting a thermo-optic effect
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はレーザによる高精度デイスプレイ装
置における液晶ライトバルブに関するものであ
る。
置における液晶ライトバルブに関するものであ
る。
コンピユータの端末装置に使われるデイスプレ
イ装置はコンピユータの大容量と機能の向上によ
り、ますます高精度の分解能を必要とされてい
る。特にコンピユータを用いた画像処理や新聞紙
面の編集、LSIの設計では高精度でかつ部分的に
書き加え加能なデイスプレイが望まれている。従
来装置では用いているCRT(陰極線管)の分解能
を2000本以上に上げることは難しく、電子ビーム
の走査速度も早くなるために画面にチラツキを生
じてしまう。またストレージ管を用いたデイスプ
レイ装置では、螢光体の劣化を防ぐために画面輝
度が低く、部分的な消去もできなく、装置として
高価である。
イ装置はコンピユータの大容量と機能の向上によ
り、ますます高精度の分解能を必要とされてい
る。特にコンピユータを用いた画像処理や新聞紙
面の編集、LSIの設計では高精度でかつ部分的に
書き加え加能なデイスプレイが望まれている。従
来装置では用いているCRT(陰極線管)の分解能
を2000本以上に上げることは難しく、電子ビーム
の走査速度も早くなるために画面にチラツキを生
じてしまう。またストレージ管を用いたデイスプ
レイ装置では、螢光体の劣化を防ぐために画面輝
度が低く、部分的な消去もできなく、装置として
高価である。
近年、分解能2000本以上のデイスプレイ装置と
して液晶ヘレーザ光で熱書き込みをするデイスプ
レイが有望視されており、この熱書き込み液晶デ
イスプレイについては、例えば雑誌「プロシーデ
イング・オブ・ザ・エス・アイ・デー
(Proceeding of the S.I.D.)」1978年1〜7頁に
記載の論文「レーザ選択液晶投射デイスプレイ
(LASER−ADDRESSED LIQUID CRYSTAL
PROJECTION DISPLAYS)」に詳しく述べら
れている。この論文によれば、第1図に示すよう
な液晶ライトバルブ10にレーザ光1による走査
で画像を記録し、投射光11を入射、反射させて
上記画像をデイスプレイすることができる。液晶
ライトバルブ10はレーザ光吸収膜3、アルミ反
射膜4、液晶配向膜8をその上に形成したガラス
基盤2と、透明電極膜6、液晶配向膜8をその上
に形成したガラス基盤7とで液晶材5をはさんだ
構造となつている。レーザ光1が液晶ライトバル
ブ10に入射するとレーザ光1がレーザ光吸収膜
3に吸収され熱に変換され、アルミ反射膜4、液
晶配向膜8を伝わつて液晶材5の温度を上昇させ
る。液晶材5としてはスメチツク液晶が使われ、
スメチツク液晶は温度が上昇することによつてネ
マチツク相、液体相に変化し、レーザ光1が取り
除かれた時に急冷される。この時、液体状態のラ
ンダムな液晶分子の配向状態が凍結されて散乱核
が形成される特性を有している。この散乱核は投
射光11によつて読みだされ、スクリーン上に画
素としてデイスプレイされる。散乱核によつて
10μm程度の微小幅の線が形成できるので、2イ
ンチ角の液晶ライトバルブには5000本もの線が記
録されることになり、従来のCRTに比べて非常
に高分解能なデイスプレイが可能になる。デイス
プレイ画面を消去するのには、アルミ反射膜3と
透明電極膜6の間に電界を印加して液晶を再び配
向させれば良い。
して液晶ヘレーザ光で熱書き込みをするデイスプ
レイが有望視されており、この熱書き込み液晶デ
イスプレイについては、例えば雑誌「プロシーデ
イング・オブ・ザ・エス・アイ・デー
(Proceeding of the S.I.D.)」1978年1〜7頁に
記載の論文「レーザ選択液晶投射デイスプレイ
(LASER−ADDRESSED LIQUID CRYSTAL
PROJECTION DISPLAYS)」に詳しく述べら
れている。この論文によれば、第1図に示すよう
な液晶ライトバルブ10にレーザ光1による走査
で画像を記録し、投射光11を入射、反射させて
上記画像をデイスプレイすることができる。液晶
ライトバルブ10はレーザ光吸収膜3、アルミ反
射膜4、液晶配向膜8をその上に形成したガラス
基盤2と、透明電極膜6、液晶配向膜8をその上
に形成したガラス基盤7とで液晶材5をはさんだ
構造となつている。レーザ光1が液晶ライトバル
ブ10に入射するとレーザ光1がレーザ光吸収膜
3に吸収され熱に変換され、アルミ反射膜4、液
晶配向膜8を伝わつて液晶材5の温度を上昇させ
る。液晶材5としてはスメチツク液晶が使われ、
スメチツク液晶は温度が上昇することによつてネ
マチツク相、液体相に変化し、レーザ光1が取り
除かれた時に急冷される。この時、液体状態のラ
ンダムな液晶分子の配向状態が凍結されて散乱核
が形成される特性を有している。この散乱核は投
射光11によつて読みだされ、スクリーン上に画
素としてデイスプレイされる。散乱核によつて
10μm程度の微小幅の線が形成できるので、2イ
ンチ角の液晶ライトバルブには5000本もの線が記
録されることになり、従来のCRTに比べて非常
に高分解能なデイスプレイが可能になる。デイス
プレイ画面を消去するのには、アルミ反射膜3と
透明電極膜6の間に電界を印加して液晶を再び配
向させれば良い。
熱書き込み液晶ライトバルブは液晶の温度によ
る相変化を利用したものであるから、バイアス温
度を一定に保つ必要がある。通常、セル温合を一
定に保つためにセル全体を包む恒温槽を設ける手
段がとられる。
る相変化を利用したものであるから、バイアス温
度を一定に保つ必要がある。通常、セル温合を一
定に保つためにセル全体を包む恒温槽を設ける手
段がとられる。
第2図は液晶の消去特性を示す図であり、レー
ザ光1で記録された液晶ライトバルブ10のアル
ミ反射膜4と透明電極6との間に電圧を印加し、
印加した電圧に対する液晶材5を通る投射光11
の反射光量を示したものである。実線イはレーザ
光1を入射していない時の特性で、電圧をE2以
上に上げると液晶材5は全面が透明になり始め
E3以上で完全に画像が消えて透明になる。実線
ロはレーザ光を照射しながら電圧を加えた時の液
晶材5の反射光量を示すもので、透明になる電圧
はE2に比べて低いE1の電圧で透明になる。一度
透明になると電圧を下げてもその透明状態は持続
する。したがつて、液晶ライトバルブのデイスプ
レイには3つのモードが存在する。(A)の領域では
レーザ光で記録された画像が残るストレージモー
ドであり、(B)の領域ではレーザ光が照射した所が
消えてしまう部分消去のモードである。Cの領域
ではレーザ光が照射しているかしていないかにか
かわらず、全面の画像が消えてしまう全面消去の
モードである。この時、液晶は透明でデイスプレ
イとしては明るい画面になる。
ザ光1で記録された液晶ライトバルブ10のアル
ミ反射膜4と透明電極6との間に電圧を印加し、
印加した電圧に対する液晶材5を通る投射光11
の反射光量を示したものである。実線イはレーザ
光1を入射していない時の特性で、電圧をE2以
上に上げると液晶材5は全面が透明になり始め
E3以上で完全に画像が消えて透明になる。実線
ロはレーザ光を照射しながら電圧を加えた時の液
晶材5の反射光量を示すもので、透明になる電圧
はE2に比べて低いE1の電圧で透明になる。一度
透明になると電圧を下げてもその透明状態は持続
する。したがつて、液晶ライトバルブのデイスプ
レイには3つのモードが存在する。(A)の領域では
レーザ光で記録された画像が残るストレージモー
ドであり、(B)の領域ではレーザ光が照射した所が
消えてしまう部分消去のモードである。Cの領域
ではレーザ光が照射しているかしていないかにか
かわらず、全面の画像が消えてしまう全面消去の
モードである。この時、液晶は透明でデイスプレ
イとしては明るい画面になる。
以上に述べたように、液晶ライトバルブは白地
に黒地のデイスプレイをするというネガテイブモ
ードの表示装置で、部分消去ができることに特徴
をもつ。黒地に白地のポジテイブモードのデイス
プレイをするためには、一度レーザ光で全面をス
トレージモードで走査して黒地にし、レーザ光で
再び部分消去モードで白地を記録する必要があ
る。しかし、現状のレーザ光走査では一画面の表
示に数秒を要するので、この方法によるポジテイ
ブモードのデイスプレイは実用的でない。多色カ
ラーのデイスプレイをおこなうには、液晶ライト
バルブを数個用いて各色に対応した画像をデイス
プレイして合成するが、この時、液晶ライトバル
ブはポジテイブモードでないと黒地にカラーのデ
イスプレイは困難なことになる。
に黒地のデイスプレイをするというネガテイブモ
ードの表示装置で、部分消去ができることに特徴
をもつ。黒地に白地のポジテイブモードのデイス
プレイをするためには、一度レーザ光で全面をス
トレージモードで走査して黒地にし、レーザ光で
再び部分消去モードで白地を記録する必要があ
る。しかし、現状のレーザ光走査では一画面の表
示に数秒を要するので、この方法によるポジテイ
ブモードのデイスプレイは実用的でない。多色カ
ラーのデイスプレイをおこなうには、液晶ライト
バルブを数個用いて各色に対応した画像をデイス
プレイして合成するが、この時、液晶ライトバル
ブはポジテイブモードでないと黒地にカラーのデ
イスプレイは困難なことになる。
この発明はかかる点において行なわれたもの
で、ポジテイブモードの熱書き込み液晶ライトバ
ルブを提供するものである。
で、ポジテイブモードの熱書き込み液晶ライトバ
ルブを提供するものである。
この発明によれば、レーザ光照射で発生する熱
でもつて液晶の相変化を生ぜしめてレーザ光走査
パターンを表示する液晶ライトバルブにおいて、
透明基盤に一様な熱発生用透明導電膜を形成した
ことを特徴とする液晶ライトバルブが得られる。
でもつて液晶の相変化を生ぜしめてレーザ光走査
パターンを表示する液晶ライトバルブにおいて、
透明基盤に一様な熱発生用透明導電膜を形成した
ことを特徴とする液晶ライトバルブが得られる。
次に図面を参照してこの発明による液晶ライト
バルブについて説明する。第3図はこの発明によ
る液晶ライトバルブを説明するための図である。
ガラス等の透明基盤12上に透明導電膜13、光
吸収膜14、反射膜15、液晶配向膜16を形成
する。透明導電膜13はIn2O3、InTi2O3、
Sb2O3、Ta2O3、PbF2等を蒸着、スパツターした
もので、光吸収膜はCdTe、Mg2Si等の化合物半
導体や色素を含む有機ポリマー材が用いられる。
反射膜15はAlを膜厚500Å程度に蒸着し、液晶
配向膜16はSiOやSiO2や膜厚数100Å位、異方
的に蒸着することで得られる。もう一つの透明基
盤19上には同様に透明導電膜18、液晶配向膜
16を作成し、透明基盤12と対向させて12μm
程度のスペーサをはさみ込み周囲をトールシール
で接着封止する。片面のガラス基盤にあけられた
注入口より液晶材17としてスメクチツク液晶
(例えばn−Octyl Cyano biphenyl)を温めなが
ら低圧下で注入して、液晶ライトバルブが構成さ
れる。この発明は、透明導電膜13に外部電源を
継ぎ、熱発生源として用いるものである。透明導
電膜13の抵抗値は蒸着時の膜厚と蒸着後の酸化
処理によつて選ぶことができる。例えばIn2O3/
SnO2膜では比重1.4g/cm3、比熱1.3J/g・℃の
値をもち、面積5cm2に厚み1μmをつけ、表面抵
抗値を10Ω/口とすると、電圧50V、印加時間10
msで温度は約30℃上昇する。スメクチツク液晶
では20℃温度が上昇すればスメクチツク相から液
体相に変化する。
バルブについて説明する。第3図はこの発明によ
る液晶ライトバルブを説明するための図である。
ガラス等の透明基盤12上に透明導電膜13、光
吸収膜14、反射膜15、液晶配向膜16を形成
する。透明導電膜13はIn2O3、InTi2O3、
Sb2O3、Ta2O3、PbF2等を蒸着、スパツターした
もので、光吸収膜はCdTe、Mg2Si等の化合物半
導体や色素を含む有機ポリマー材が用いられる。
反射膜15はAlを膜厚500Å程度に蒸着し、液晶
配向膜16はSiOやSiO2や膜厚数100Å位、異方
的に蒸着することで得られる。もう一つの透明基
盤19上には同様に透明導電膜18、液晶配向膜
16を作成し、透明基盤12と対向させて12μm
程度のスペーサをはさみ込み周囲をトールシール
で接着封止する。片面のガラス基盤にあけられた
注入口より液晶材17としてスメクチツク液晶
(例えばn−Octyl Cyano biphenyl)を温めなが
ら低圧下で注入して、液晶ライトバルブが構成さ
れる。この発明は、透明導電膜13に外部電源を
継ぎ、熱発生源として用いるものである。透明導
電膜13の抵抗値は蒸着時の膜厚と蒸着後の酸化
処理によつて選ぶことができる。例えばIn2O3/
SnO2膜では比重1.4g/cm3、比熱1.3J/g・℃の
値をもち、面積5cm2に厚み1μmをつけ、表面抵
抗値を10Ω/口とすると、電圧50V、印加時間10
msで温度は約30℃上昇する。スメクチツク液晶
では20℃温度が上昇すればスメクチツク相から液
体相に変化する。
第4図は透明導電膜13に電圧を印加したとき
の膜の温度上昇を示す図である。(a)に示すような
パルス状の電圧(50V)を印加した時に得られた
温度変化が(b)の波形である。ガラス基盤等への熱
損失があるために立ち上り、立ち下り共にある時
定数をもつ。10msのパルス幅で20℃以上の温度
上昇が得られ、パルス立ち下り後の減衰も10ms
以内に押さえることができる。したがつて、透明
導電膜に電圧を印加することによつて熱を発生
し、液晶ライトバルブの全液晶をスメクチツク相
から液体相に転移せしめ、急冷効果によるストレ
ージ状態を実現できる。この時、液晶ライトバル
ブの全面が黒地のデイスプレイとなり、次に第2
図の(B)領域における部分消去モードでレーザ光に
よる白地の線を描くことができる。すなわち、ポ
ジテイブモードのデイスプレイが実現される。
の膜の温度上昇を示す図である。(a)に示すような
パルス状の電圧(50V)を印加した時に得られた
温度変化が(b)の波形である。ガラス基盤等への熱
損失があるために立ち上り、立ち下り共にある時
定数をもつ。10msのパルス幅で20℃以上の温度
上昇が得られ、パルス立ち下り後の減衰も10ms
以内に押さえることができる。したがつて、透明
導電膜に電圧を印加することによつて熱を発生
し、液晶ライトバルブの全液晶をスメクチツク相
から液体相に転移せしめ、急冷効果によるストレ
ージ状態を実現できる。この時、液晶ライトバル
ブの全面が黒地のデイスプレイとなり、次に第2
図の(B)領域における部分消去モードでレーザ光に
よる白地の線を描くことができる。すなわち、ポ
ジテイブモードのデイスプレイが実現される。
透明導電膜13に必要な膜厚は2つの制限を受
ける。1つは熱発生に必要な印加電圧が消去モー
ドに必要な消去電圧より低くなければならない。
導電膜に面と平行な方向に電圧を印加した時、電
圧分布は勾配をもつが、消去電圧より高い電圧が
加わつた部分では、ストレージ状態が不安定にな
るからである。したがつて、導電膜の抵抗値は低
い方が良く、膜厚が大きい程良い。もう一つは、
導電膜の光学的特性であつて、膜厚が大きくなる
程光学的吸収が増し、1μm以上の膜で黄色に色
付く。したがつて、膜厚は小さい方が良い。この
両者の条件は相反するもので、In2O3/SnO2膜で
は表面抵抗値が10Ω/口近傍で1μm厚み程度の
膜が最適条件と考えられる。
ける。1つは熱発生に必要な印加電圧が消去モー
ドに必要な消去電圧より低くなければならない。
導電膜に面と平行な方向に電圧を印加した時、電
圧分布は勾配をもつが、消去電圧より高い電圧が
加わつた部分では、ストレージ状態が不安定にな
るからである。したがつて、導電膜の抵抗値は低
い方が良く、膜厚が大きい程良い。もう一つは、
導電膜の光学的特性であつて、膜厚が大きくなる
程光学的吸収が増し、1μm以上の膜で黄色に色
付く。したがつて、膜厚は小さい方が良い。この
両者の条件は相反するもので、In2O3/SnO2膜で
は表面抵抗値が10Ω/口近傍で1μm厚み程度の
膜が最適条件と考えられる。
透明導電膜13を設ける液晶ライトバルブ中の
位置としては、透明導電膜18を熱発生用膜とし
ても良い。しかし、上に記したように膜が厚くな
り吸収によつてデイスプレイに色がついてしまう
のは好ましいことではない。さらに熱書き込み液
晶ライトバルブでは液晶界面の温度上昇が重要で
あるので、レーザ記録側の反対側から暖めるのは
記録の履歴が残ることがあり望ましくない。ま
た、レーザ記録側で光吸収層14から液晶17の
間に設置することは、レーザ光で発生した熱を散
逸せしめ、記録特性を劣化させることになる。し
たがつて、ガラス基盤12と光吸収層14の間に
熱発生用導電膜13を形成するのが、レーザ光の
吸収効果も小さいので最適である。また、熱発生
用透明導電膜13に一定電流を流し、温度バイア
スを発生することも可能である。
位置としては、透明導電膜18を熱発生用膜とし
ても良い。しかし、上に記したように膜が厚くな
り吸収によつてデイスプレイに色がついてしまう
のは好ましいことではない。さらに熱書き込み液
晶ライトバルブでは液晶界面の温度上昇が重要で
あるので、レーザ記録側の反対側から暖めるのは
記録の履歴が残ることがあり望ましくない。ま
た、レーザ記録側で光吸収層14から液晶17の
間に設置することは、レーザ光で発生した熱を散
逸せしめ、記録特性を劣化させることになる。し
たがつて、ガラス基盤12と光吸収層14の間に
熱発生用導電膜13を形成するのが、レーザ光の
吸収効果も小さいので最適である。また、熱発生
用透明導電膜13に一定電流を流し、温度バイア
スを発生することも可能である。
以上、詳細に述べたように、この発明によれば
ポジテイブモードのレーザ光熱書き込み液晶ライ
トバルブを得られる。
ポジテイブモードのレーザ光熱書き込み液晶ライ
トバルブを得られる。
第1図は従来の液晶ライトバルブを示す図、第
2図は液晶の消去特性を示す図、第3図はこの発
明による液晶ライトバルブを示す図、第4図は膜
の温度上昇を示す図である。 図において、1はレーザ光、12,19はガラ
ス基盤、14は光吸収膜、15は反射膜、17は
液晶材、16は液晶配向膜、13,18は透明電
極、11は投射光である。
2図は液晶の消去特性を示す図、第3図はこの発
明による液晶ライトバルブを示す図、第4図は膜
の温度上昇を示す図である。 図において、1はレーザ光、12,19はガラ
ス基盤、14は光吸収膜、15は反射膜、17は
液晶材、16は液晶配向膜、13,18は透明電
極、11は投射光である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 レーザ光照射で発生する熱により液晶の相変
化を生じせしめてレーザ光走査パターンを表示す
る液晶ライトバルブにおいて、面内一様な熱発生
用透明導電膜と光吸収膜と反射膜と液晶配向膜と
をこの順番で片面に構成した第一の透明基板と、
透明導電膜と液晶配向膜とをこの順で片面に構成
した第2の透明基板とで液晶を挟んだことを特徴
とする液晶ライトバルブ。 2 熱発生用透明導電膜の表面抵抗値を約10Ω/
□とした特許請求の範囲第1項記載の液晶ライト
バルブ。 3 熱発生用透明導電膜が透明基盤と光吸収膜と
の間に形成された特許請求の範囲第1項記載の液
晶ライトバルブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5142581A JPS57165820A (en) | 1981-04-06 | 1981-04-06 | Liquid-crystal light valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5142581A JPS57165820A (en) | 1981-04-06 | 1981-04-06 | Liquid-crystal light valve |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57165820A JPS57165820A (en) | 1982-10-13 |
| JPH0254529B2 true JPH0254529B2 (ja) | 1990-11-21 |
Family
ID=12886565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5142581A Granted JPS57165820A (en) | 1981-04-06 | 1981-04-06 | Liquid-crystal light valve |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57165820A (ja) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5632607B2 (ja) * | 1973-04-02 | 1981-07-29 | ||
| JPS5048944A (ja) * | 1973-08-31 | 1975-05-01 | ||
| IL54544A0 (en) * | 1977-05-02 | 1978-07-31 | Hughes Aircraft Co | Liquid crystal light valve |
| JPS5823614B2 (ja) * | 1977-08-17 | 1983-05-16 | 東レ株式会社 | 液晶表示方法 |
| FR2404272A1 (fr) * | 1977-09-23 | 1979-04-20 | Thomson Csf | Dispositif de reproduction d'images monochromes et systeme de teletransmission d'images utilisant un tel dispositif |
| JPS57104115A (en) * | 1980-12-22 | 1982-06-29 | Nec Corp | Liquid crystal light valve |
| JPS57120235A (en) * | 1981-12-04 | 1982-10-30 | Yokogawa Hewlett Packard Ltd | Storage device |
-
1981
- 1981-04-06 JP JP5142581A patent/JPS57165820A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57165820A (en) | 1982-10-13 |
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