JPH041612A

JPH041612A - 空間光変調素子

Info

Publication number: JPH041612A
Application number: JP10332890A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Shimizu; 滋雄清水; Toshio Konno; 昆野　俊男
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1990-04-18
Filing date: 1990-04-18
Publication date: 1992-01-07

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、散乱によって光変調を行なう反射型の空間光
変調素子にかかるものであり、特にその画質の改良に関
するものである。

［従来の技術と解決しようとする課題］散乱タイプの空
間光変調素子としては、高分子マトリクス中に多数の液
晶滴が分散された高分子液晶複合体を用いたものがある
。このような空間光変調素子においてコントラストの向
上を図るためには、読出し光の平行光成分を有効に利用
する必要がある。

ところで、反射型の空間光変調素子には、読出し光を反
射するためのミラー層が形成されているが、このミラー
膜は、−１１９に良好な特性を得るために数千〜数万人
程度の膜厚に形成される。従って、その表面（読出し光
入射側に相当）は必ずしも平坦とはならず、多少の凹凸
が生ずることとなる。

このようなミラー面に読出し光が入射すると。

前記凹凸によって光が散乱されるようになり、読出し側
に反射される光の光量が減少して結果的に画面が暗くな
ってしまう、また、駆動用の電界が印加されているとき
は、かかる凹凸によって部分的に電界が集中し不均一と
なる。このような電界が光変調材に印加されると、駆動
条件も不均一となって欠陥が更に拡大されて観察され１
画質が一層低下することとなる。これは、低周波の駆動
の場合に著しい。

このような点に対する解決策としては、ミラー表面が鏡
面になるように適宜の機械加工を施す手法がある。しか
し、この方法では、上述した凹凸による電界の不均一、
特にその局部的な集中はなくなるものの１機械加工の際
に生ずるわずかな凹凸によって高分子マトリクスの重合
前の溶液に含まれている液晶成分が配向を起こすように
なる。このため、光変調材の光学的特性が不均一となり
、表示画面上では部分的なコントラストのムラが観察さ
れることとなる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、ミラー面
上の凹凸による電界の集中やミラー面平坦化のための機
械加工による表示ムラの発生が低減された均一で高品位
の表示画面を得ることができる空間光変調素子を提供す
ることをその目的とするものである。

［課題を解決するための手段］本発明は、書込まれた情報に対応する電界が作用する光
変調層に入射した読出し光をミラー層で反射して、情報
の読出しを行なう空間光変調素子において、前記ミラー
層の読出し光入射面の凹凸を除去するとともに、この面
と前記光変調層との間に、液晶の配向を無指向化する中
間層を形成したことを特徴とするものである。

［作用］本発明によれば、ミラー面上の凹凸の除去によって電界
の集中は低減されることになり、中間層の形成によって
液晶の配向は無指向となる。このため、液晶の配向によ
る表示ムラも低減される。

［実施例］以下、本発明にかかる空間光変調素子の一実施例につい
て、添付図面を参照しながら説明する。

〈実施例の概要〉最初に、本実施例の概要について説明する０本実施例で
は、ミラー面上の凹凸の平坦化を行なうために、機械加
工１例えば研磨加工、ボリシング加工、ケミカルポリク
シュなどが行なわれる。

そして、その上に、液晶の配向を無指向ないしランダム
にするための中間層が形成される。この中間層の材料と
しては５有機物でも無機物でもよいが、液晶と反応する
ものやＮａなどの瀉出しによって液晶の特性を劣化させ
るものは好ましくない０通常、液晶の配向膜として使用
されているものであれば使用できる。液晶の配向膜は、
ラビングなどの処理により一方向に液晶を配向させる効
果を有する。しかし、ラビングなどの処理が行なわれな
ければ、ランダムな方向に液晶を配向させる効果を持つ
。

このような中間層が平坦加工されたミラー面上に塗布、
焼成によって形成される。これによって、上述した凹凸
による電界の集中、液晶の配向が低減され、良好な画質
が得られるようになる。

〈実施例〉次に、第１図を参照しながら、本実施例の構成について
説明する。同図において、光変調素子１０には、矢印Ｆ
１で示す方向から情報の書込みを行なう書込み光が入射
するようになっており。

矢印Ｆ２で示す方向から情報の読出しを行なう読出し光
が入射するようになっている。そしてこの読出し光は１
反射されて矢印Ｆ３の方向に出力されるようになってい
る。

書込み光入射側には、まずガラス基板１２が設けられて
おり、このガラス基板１２には透明電極１４が積層され
ている。他方、読出し光入射側にも、同様にガラス基板
】６が設けられており、このガラス基板１６には透明電
極１８が積層されている。そして、透明電極１４．１８
間には、光導電層２０．誘電体ミラー層２２．中間層２
４．光変調層２６が、その順で積層して形成されている
。また、透明電極１４．１８間には、適宜の電源によっ
て必要な駆動電圧が印加されるようになっている（図示
せず）。

次に、以上のような光変調素子ｌＯの製造方法について
説明する。ガラス基板１２としては、例えばパイレック
スが使用される。このガラス基板１２上に、通常行なわ
れる方法によってＩＴＯ膜が真空蒸着され透明電極１４
が形成される。そしてその上に、光導電層２０として、
ＣＶＤ法でアモルファスシリコンが１０μｍ形成される
。

次に、光導電層２０上には、高屈折率層としてＳｉ、低
屈折率層としてＳ　ｉ　Ｏｘがえ／４（えは読出し光の
波長）ずつ交互に合計１７層真空蒸着法によって積層さ
れ、これが誘電体ミラー層２２となる。

更に、かかる誘電体ミラー層２２の表面を、Ａ　１２　
＊　Ｏｓを主成分とする粒径２μｍのラッピングテープ
を用いて、その表面の凹凸がとれる程度に軽く擦る。そ
して、日立化成■の液晶配向膜。

商品名ＨＬ−１１１０が、ミラー層２２の表面にスピン
コード法により０．１ｕｍの厚さに塗布される。その後
、液晶配向膜には、１４０℃で１時間の焼成が行なわれ
、これによって中間層２４が形成される。

次に、透明電極１８が形成されたガラス基板１６が他に
用意される。そして、このガラス基板１６の透明電極１
８と、上述したガラス基板１２の中間層２４との間に、
１０μｍのスペーサを用いて液晶セルが組み立てられる
。

この液晶セルには、液晶としてＢＤＨ社のし−９（シア
ノビフェニール系液晶）と、モノマとして２−エチルへ
キシルアクリレート（Ｅ　ＨＡ　）と、オリゴマとして
日本化薬■の商品名ＫＡＹＡＲＡＤ（７）ＨＸ６２０と
を７　：　ｌ、２：１．８の重量比で混合したものに、
重合開始剤としてＭＥＲＫ社のＤａｒｏｃｕｒ　１１７
３を３重量％混合した溶液が注入される。そして、この
溶液に、波長３００〜４００　ｎ　ｍ　、強度３　ｍ　
Ｗ　／ｃ　ｍ　２の紫外線が３分間照射されて重合が行
なわれ、高分子液晶複合膜による光変調層２６が形成さ
れる。

次に、以上のような実施例の作用について説明すると、
まず光変調素子１０に対する情報の書込みは、情報を含
む書込み光が矢印Ｆｌの如く入射することによって行な
われる。これによって、光導電層２０には、書込み情報
に対応する電荷像が形成される。

他方、情報の読出しは、読出し光を矢印Ｆ２の如く光変
調素子１０に入射することによって行なわれる。読出し
光は、光変調層２６に入射するが、この光変調層２６に
は、前記光導電層２０に形成された電荷像による電界が
作用している。このため、その光透過率は電界に対応し
た分布となり、読出し光の強度分布は光変調層２６の光
透過率の分布に応じたものとなる。これによって書込み
情報に対応した読出し光変調が行なわれることとなる。

変調後の読出し光は、誘電体ミラー層２２によって反射
され、矢印Ｆ３の方向に出力される。

かかる光変調素子ｌＯからの情報の読出しをシュリーレ
ン光学系を用いて行なった結果、全体に均一な画面表示
が得られ、誘電体ミラー層２２表面における電界集中や
液晶の部分的な配向による表示ムラは観察されなかった
。

なお、液晶の配向をランダムにする中間層２４としては
、その抵抗率が低いと光導電層２０に形成された電荷像
分布が中間層２４を介して膜面方向に拡がることになり
、解像度が低下することになる。従って、中間層２４の
抵抗値はある程度高いほうがよく、体積抵抗率で１０’
Ω・ｃｍ以上であることが望ましい。

また、中間層２４の膜厚をあまり大きくすると、その部
分が抵抗となって光導電層２０の電荷像の電界が光変調
層２６に十分に作用しなくなる。このため、中間層２４
の膜厚はある程度小さいほうがよいが、整形性の観点か
らすればある程度の厚さは必要であり、５０００Å以下
、５０Å以上が望ましい。

また、例えば光変調材として通常の液晶のみを用いた場
合には、よく知られているように液晶の両側にラビング
処理された配向膜が形成される。

しかし、本実施例においては、光変調層２６の誘電体ミ
ラー層２２側にのみ配向膜による中間層２４の形成を行
なうほうが望ましい５反対の透明電極１８側の面は、読
出し光の表面反射の影響が非常に強く出てこれが表示の
コントラストに大きく作用する。このため、素子全体と
して見たときは、むしろその表面反射の影響を最小に押
えるような光学的設計を行なうほうがよい。

く比較例〉次に、以上のような実施例に関連して試作した比較例に
ついて、第２図を参照しながら説明する。

且−ｍ鼠ユまず、比較例１の光変調素子３０は、上述した実施例と
同様な手法で作成されるが、同図ｆＡｌに示すように、
誘電体ミラー層３２の形成後にその表面の凹凸を擦るな
どの処理は行なわれない、また、中間層も形成されない
。

このような光変調素子３０を上述したように駆動させて
情報の書込み、読出しを行なったところ、部分的に斑点
状のムラが画面に生じ、表示品質の悪いものとなった。

ｙ−１較ＪＬＺ次に、比較例２の光変調素子４０は、上述した実施例と
同様な方法で作成されるが、誘電体ミラー層４２形成後
にその表面の凹凸をラッピングテープで平坦化する操作
が行なわれる。なお、中間層は、比較例１と同様に形成
されない。

このような光変調素子４０を上述したように駆動したと
ころ、ラッピングテープで擦った模様が画面上に観察さ
れ、表示品質の悪いものとなった。

なお、本発明は、何ら上記実施例に限定されるものでは
なく１例えば、各部の材料、製造条件。

特にミラー層表面の凹凸の除去や中間層の形成手法など
同様の作用を奏するように種々選択可能である。また、
ガラス基板表面に反射防止膜を形成したり、読出し光が
光導電層に影響しないようにする遮光層を設けるなど、
本発明の範囲内で種々設計変更可能である。

［発明の効果］以」二説明したように、本発明にかかる空間光変調素子
によれば、ミラー層表面の凹凸を除去するとともに、液
晶の配向を無指向化する中間層を形成することとしたの
で、均一で高品位の読出し画面を得ることができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる空間光変調素子の一実施例を示
す構成図、第２図は比較例を示す構成図である。１０．３０．４０・・・光変調素子、１２．１６・・・
ガラス基鈑、１４．１８・・・透明電極、２０・・・光
導電層、２２．３２．４２・・・誘電体ミラー層、２４
・・・中間層、２６−・・光変調層。特許出願人　日本ビクター株式会社

Claims

【特許請求の範囲】書込まれた情報に対応する電界が作用する光変調層に入
射した読出し光をミラー層で反射して、情報の読出しを
行なう空間光変調素子において、前記ミラー層の読出し光入射面の凹凸を除去するととも
に、この面と前記光変調層との間に、液晶の配向を無指
向化する中間層を形成したことを特徴とする空間光変調
素子。