JPH0285825A - 電気光学装置及びその駆動方法 - Google Patents

電気光学装置及びその駆動方法

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JPH0285825A
JPH0285825A JP63237566A JP23756688A JPH0285825A JP H0285825 A JPH0285825 A JP H0285825A JP 63237566 A JP63237566 A JP 63237566A JP 23756688 A JP23756688 A JP 23756688A JP H0285825 A JPH0285825 A JP H0285825A
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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] 本発明は光信号及び電気信号によって駆動される電気光
学装置に関する。
[従来の技術] 従来の電気光学装置は、日経エレクトロニクスNo、3
51(1981)p、211.  SID’ 83  
DIGEST  p、156 (1983)、Sより“
85DIGEST P、278 (1985)、特開昭
55−105285、特開昭52−149090、特開
昭55−16I273、特開昭49−90155、AP
Pl、Phys、Lett、、Vol、21.No、8
.15(1972)のように電気信号もしくは光信号だ
けで駆動されるものであった。
[発明が解決しようとする課題] しかし、従来の電気光学装置には電気信号による表示パ
ターンの入力、もしくはレーザービームやCRTのよう
な光での入力を単独に行なうためにデイスプレィとして
用いた場合、簡単に加筆や修正ができなかった。
さらに、空間フィルタリングのような光学的情報処理を
行なう場合には、電気信号パターン用の電気光学装置、
光パターン用の電気光学装置を複数を必要とした。さら
にこれらを光学的に結合させるためにリレー光学系やそ
れにともなう空間を必要とした。従来の電気光学装置は
以上のような課題があった。そこで本発明では、光導電
体層を有する基板とマトリクス画素を持つ基板で同一の
電気光学媒質を駆動することによって光でも電気入力で
もアドレスできる電気光学装置を実現することを目的と
するものである。
[01題を解決するための手段] 本発明の電気光学装置は、電極上に光導電体層を形成し
た第一の基板とマトリクス画素電極を有する第二の基板
間に電気光学媒質を挟持したことを特徴とする。
またマトリクス画素電極は、第二の基板上に設置された
X−Y配線によって選択されるスイッチング素子に接続
され、X−Y配線に与えられる信号電圧と第一の基板上
の電極に印加する電圧と前記光導電体層に照射する光信
号によって駆動されることを特徴としている。
そのX−Y配線によって選択されるスイッチング素子は
、薄膜トランジスターであることを特徴とする。
さらにマトリクス画素電極は第二の基板上に設置された
X配線に接続されたスイッチング素子に接続され、X配
線に与えられる信号電圧と第一の基板上のストライプ状
Y電極に印加する電圧と前記光導電体層に照射する光信
号によって駆動されることを特徴とする。
そのX配線に接続されたスイッチング素子は2端子の非
線形アクティブ素子であることを特徴としている。
さらに電気光学媒質は液晶であることを特徴としている
[作用] 第1の基板は基板の上に電極が設置されその上に光導電
体層が形成されている。第2の基板にはマトリクス画素
が形成され、マトリクス画素は電気的にアドレスされる
。第1と第2の基板の間には電気光学媒質が挟持され、
第1の基板の電極と第2の基板のマトリクス電極間に与
えられる電界によって光学的性質を変える。第1の基板
には光導電体層が形成されており、光によってそのイン
ピーダンスを変える。したがって光のパターンによって
電気光学媒質にパターンを書き込むことができる。つま
り電気入力と光入力の二つのパターンを独立にも同時に
も形成することができるものである。
以下、実施例により本発明の詳細を示す。
[実施例] 実施例1 第1図は本発明の電気光学装置の一部の切り欠き断面図
である。
第1の基板101は基板102の上に電極103が設置
されその上に光導電体層104が形成されている。光導
電体層の上には反射型として用いる場合ミラー層105
が形成される。
第2の基板106にはマトリクス画素107が形成され
ている。マトリクス画素は第2の基板に設置されたX配
線110、Y配線111によって選択されるスイッチン
グ素子である薄膜トランジスター108(以下TPTと
称する)に接続され、電気的にアドレスされている。第
1と第2の基板の間には電気光学媒質である液晶109
が挟持されている。低電圧駆動ができる点で液晶が最も
適しているがPLZT等の電気光学媒質でも原理的には
同じ動作が可能である。
第2図は第1図のデバイスを用いた電気光学装置の断面
図である。
第1の基板201は光導電体側の駆動信号源205に電
極を接続し、第2の基板202のX−Y配線は電気入力
源であるTPTの駆動回路206に接続されている。
一方 203は光入力源である書き込み光である。また
204は読みだし光である。
ここで本実施例の構成を第1表に詳説する。
第1表 第1の基板 光導電体層 ミラー層 基板 電極 第2の基板 マトリクス画素数 マトリクス画素 スイッチング素子 X配線 (データ線) Y配線 (タイミングl1l) 基板 電気光学媒質 a−Si  (ホ゛ロン微量添加) プラズマCVDによる St/5i(hの誘電体多層膜 石英ガラス 低抵抗ITO 220X 240 ITO電極 ポリ5iTFT ポリSL TO 石英ガラス ネマティック液晶 90°ツイストモード 第1の基板の光導電体層は光によってそのインピーダン
スを変える。したがって光のパターンによって電気光学
媒質にパターンを書き込むことができる。一方第2の基
板はTPTをX−Y配線によってアドレスし、TPTに
接続されたマトリクス画素によってパターンが書き込ま
れる。この動作を組合せ、光、電気、両方のパターン形
成ができるようにした。次にこれらの動作について説明
する。
第3図は第1図の装置の1マトリクス画素分の等価回路
図である。マトリクス画素である液晶層は電気容量と抵
抗の並列回路301で表され、この両端に光導電体層3
02とスイッチング素子が接続されている。スイッチン
グ素子はトランジスター303であり、ドレイン電極を
液晶層に、ソース電極をX配線(データ線)304に、
ゲート電極はY配m(タイミング線)305にそれぞれ
結線されている。光導電体層のもう一方の電極は光導電
体側の駆動信号源306に、X配線はデータ信号N30
7に、Y配線はタイミング信号源308にそれぞれ接続
されている。
なおミラー層は大きな電気容量と大きな等測置流抵抗を
持ち、交流的に無視できるため省略した。
基本的な動作は、TPTによって液晶層に電荷が蓄積さ
れ、これを光信号によってリークする形態をとる。この
動作の流れを変えることによって電気的にも光によって
もパターンの形成が可能となる。次にこれらの簡単なシ
ーケンスを示す。
■電気入力する場合 ・光導電体側の駆動信号源を一定電圧にする(液晶層の
光導電体側の電位を一定に保つ)・書き込み光を全面に
照射する(光導電体層を低インピーダンス化する) ・書き込み光の照射時間内にX−Y配線によってTPT
をアドレスし、データをマトリクス画素に書き込む ・書き込み光の照射を止める この時のTPTによる駆動は、日経エレクトロニクスN
O,351(1981)P、211.  SID’ 8
3  DIG E S T  p、156 (1983
)、SID’ 85DIGES T p、278 (1
985)に示すTPTを用いた液晶表示体(以下TPT
−LCDと称する)と同様に行なわれる。
以上のように電気入力する場合は、光導電体を低インピ
ーダンス化した点が異なるだけで、TPT−LCDの場
合と全く同様に考えることができる。
■光入力する場合 ・一定な電圧をX配線とY配線に与え、TPTをONさ
せる(液晶層のTFT側の電位を一定に保つ) ・光導電体側の駆動信号源を光書き込み可能な電圧に設
定する(交流電圧でも構わない)・書き込む光パターン
を照射する(光により画素にかかる電圧を変化させ、光
パターンを書き込む)なお、書き込み手段はレーザーに
よる走査画像やCRTのような2次元画像を用いること
ができる。
以上のように光入力する場合は、TPTをONした点が
異なるだけで、光導電体を用いた液晶表示体の場合と全
く同様に考えることができる。
もう一つの書き込み方法にTPT−LCDの場合と同じ
電荷の価電、放電モードがある。この場合の方法は次の
ように行なう。
・光導電体側の駆動信号源を一定電圧にする(液晶層の
光導電体側の電位を一定に保つ)・書き込み光を全面に
照射する(光導電体層を低インピーダンス化する) ・書き込み光の照射時間内にX−Y配線によってTPT
をアドレスし、全画素をON、  またはOFFさせる ・全面の書き込み光の照射を止め、TPTをOFFさせ
る ・光導電体側の駆動信号源を初期の電圧から変化させ、
書き込む光パターンを照射する(光により画素の電荷量
を変化させ、パターンを書き込む)■光電気両方の場合 ・光導電体側の駆動信号源を一定電圧にする(液晶層の
光導電体側の電位を一定に保つ)・パターンの書き込み
光を照射し、同時にTPTをアドレスして画素に電荷を
書き込む (光が照射され、かつTFTがONしたところだけが書
き込まれる) 実施例2 第4図は本発明の電気光学装置の一部の切り欠き断面図
である。
第1の基板401は基板402の上にストライプ状透明
YIE極403が設置されその上に光導電体層404が
形成されている。光導電体層の上には反射型として用い
る場合ミラー層405が形成される。
第2の基板406にはマトリクス画素407が形成され
ている。マトリクス画素は第2の基板に設置されたX配
線410によって選択されるスイッチング素子である非
線形アクティブ素子408に接続され、電気的にアドレ
スされている。第1と第2の基板の間には電気光学媒質
である液晶409が挟持されている。
第2表 第1の基板 光導電体層 ミラー層 基板 Y電極 第2の基板 マトリクス画素数 マトリクス画素 非線形 アクティブ素子 X配線 (データ線) 基板 電気光学媒質 a−SL (ホ゛ロン微量添加) プラズマCVDによる Si/5i02の誘電体多層膜 7059ガラス 低抵抗ITO 250X240 ITO電極 Ta−Ta20s−CrのMIM素子 (Hetel In5ulater Metal)Cr
配線 7059ガラス ネマティック液晶 90°ツイストモード ここで本実施例の構成を第2表に詳説する。
実施例1と同様、第1の基板の光導電体層は光によって
そのインピーダンスを変える。したがって光のパターン
によって電気光学媒質にパターンを書き込むことができ
る。一方、MIM素子は第2の基板のX配線と第1の基
板のY’!極によってアドレスされ、MIM素子に接続
されたマトリクス画素にパターンが書き込まれる。この
動作を組合せ、光、電気、両方のパターン形成ができる
ようにした。次にこれらの動作について説明する。
第5図は第4図の装置の1画素分の等価回路図である。
液晶層501の両端に光導電体層502とMIy素子5
03が接続されている。MIM素子は一方の電極を液晶
層に、もう一方の電極をX配線504にそれぞれ結線さ
れている。光導電体層のY電極505はタイミング信号
R508に、X配線はデータ信号源507にそれぞれ接
続されている。なおミラー層は大きな電気容量と大きな
等測置流抵抗を持ち、交流的に無視できるため省略した
基本的な動作は、MIM素子によって液晶層に電荷が蓄
摂され、これを光信号によってリークする形態をとる。
この動作の流れを変えることによって電気的にも光によ
ってもパターンの形成が可能となる。次にこれらの簡単
なシーケンスを示す。
■電気入力する場合 ・Y電極を選択し、順次一定電圧にする(液晶層の光導
電体側の電位を一定に保つ) ・書き込み光を全面に照射する(光導電体層を低インピ
ーダンス化する) ・書き込み光の照射時間内にX配線によってMIM素子
をONL、データをマトリクス画素に書き込む ・書き込み光の照射を止める この時のMIM素子による駆動は、特開昭52−140
90、特開昭55−161273、Japan Dis
play’83.p、404(1983)に示すMIM
素子を用いたLCDと同様に行なわれる。
以上のように電気入力する場合は、光導電体を低インピ
ーダンス化した点が異なるだけで、通常のMIM−LC
Dの場合と全く同様に考えることができる。
■光入力する場合 ・HIM素子をONさせる一定な電圧をX配線とY配線
に与える ・書き込む光パターンを照射する(光により液晶画素に
かかる電圧を変化させ、光パターンを書き込む) なお; 書き込み手段はレーザーによる走査画像やCR
Tのような2次元画像を用いることができる。
以上のように光入力する場合は、MIM素子をONL、
た点が異なるだけで、光導電体を用いた液晶表示体の場
合と全く同様に考えることができる。
もう一つの書き込み方法にMIM−LCDの場合と同じ
電荷の価電、放電モードがある。この場合の方法は次の
ように行なう。
・MIM素子をON、またはOFFさせる一定な電圧を
X配線とY配線に与える ・書き込み光を全面に照射しく光導電体層を低インピー
ダンス化する)、全画素をON、またはOFFさせる ・全面の書き込み光の照射を止め、MIM素子をOFF
させる ・Y電極とX電極を初期の電圧から変化させ、書き込む
光パターンを照射する(光により画素の電荷量を変化さ
せ、パターンを書き込む)■光電気両方の場合 ・パターンの書き込み光を照射し、同時にMIM素子を
アドレスして画素に電荷を書き込む(光が照射され、か
つMIM素子がONL、たところだけが書き込まれる) 以上実施例を述べたが、本発明は単に光による加筆、電
気信号による書換えといった多機能デイスプレィとして
の応用に留まらず、空間フィルタリングのような光学的
情報処理用のデバイスとしての応用も可能である。
さらに、本発明は反射読みだし型の実施例を挙げたが、
透過型でも読みだし光が光導電体に影響を与えないよう
な場合には同様に実施することができる。(例えば二つ
の光の波長を影響のない波長に変える等の方法がある) [発明の効果] 以上述べたように本発明によれば、光または電気信号に
よって加筆、修正が簡単にできる。
さらに、空間フィルタリングのような光学的情報処理を
行なう場合には、空間フィルター 画像のレジスター 
インコヒーレント−コヒーレント変換等の複合機能素子
として汎用かつ多重利用できる電気光学装置を実現でき
る。さらに光学的に結合させるためにリレー光学系や空
間を減らせる効果もある。
また異機能の複数枚パネル積層するものは位置合わせが
必要となるが、本発明の電気光学装置はこの必要がない
以上のように、本発明は従来にない新しい効果を有して
いる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の電気光学装置の切り欠き断面図である
。 第2図は第1図のデバイスを用いた電気光学装置の断面
図である。 第3図は第1図の装置の1@素分の等価回路図である。 第4図は本発明の電気光学装置の切り欠き断面図である
。 第5図は第4図の装置の1画素分の等価回路図である。 101.20°1,401・・・第1の基板102.4
02・・・基板 103・・・電極 104.404・・・光導電体層 105.405・・・ミラー層 106.202,406・・・第2の基板107.40
7・・・マトリクス画素 108・・・TPT 109.409・・・液晶 110.304,410,504・・・X配線111.
305・・・Y配線 203・・・光入力源 204・・・読みだし光 205・・・光導電体側の駆動信号源 301.501・・・液晶層の等価回路302.502
・・・光導電体層 303・・・ トランジスター 308・・・光導電体側の駆動信号源 307.507・・・データ信号源 318.508・・・タイミング信号源406・・・ス
トライプ状Y電極 408・・・非線形アクティブ素子 503・・・MIM素子 以上 l1l) 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 上柳雅誉(他1名) 団

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電極上に光導電体層を形成した第一の基板とマト
    リクス画素電極を有する第二の基板間に電気光学媒質を
    挟持したことを特徴とする電気光学装置。
  2. (2)前記マトリクス画素電極は、前記第二の基板上に
    設置されたX−Y配線によって選択されるスイッチング
    素子に接続され、X−Y配線に与えられる信号電圧と前
    記第一の基板上の電極に印加する電圧と前記光導電体層
    に照射する光信号によって駆動されることを特徴とする
    請求項1記載の電気光学装置。
  3. (3)前記X−Y配線によって選択されるスイッチング
    素子は薄膜トランジスターであることを特徴とする請求
    項2記載の電気光学装置。
  4. (4)前記マトリクス画素電極は前記第二の基板上に設
    置されたX配線に接続されたスイッチング素子に接続さ
    れ、X配線に与えられる信号電圧と前記第一の基板上の
    ストライプ状Y電極に印加する電圧と前記光導電体層に
    照射する光信号によって駆動されることを特徴とする請
    求項1記載の電気光学装置。
  5. (5)前記X配線に接続されたスイッチング素子は2端
    子の非線形アクティブ素子であることを特徴とする請求
    項4記載の電気光学装置。
  6. (6)前記電気光学媒質は液晶であることを特徴とする
    請求項1記載の電気光学装置。
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