JPS6186731A - 液晶素子 - Google Patents
液晶素子Info
- Publication number
- JPS6186731A JPS6186731A JP59207742A JP20774284A JPS6186731A JP S6186731 A JPS6186731 A JP S6186731A JP 59207742 A JP59207742 A JP 59207742A JP 20774284 A JP20774284 A JP 20774284A JP S6186731 A JPS6186731 A JP S6186731A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- grating
- substrates
- refractive index
- crystal element
- Prior art date
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（１）技術分野
本発明は、光表示用、光結合用、光記録用。
光通信用等の各種装置に好適な液晶素子に関する。
手段としてラビング処理やＳｉｎ、ＭｇＦ２などの斜方
蒸着、及びカップリング剤の使用等を行なってきた。前
記配向処理法で液晶の配向を行なった場合、液晶の配向
秩序度が不充分であり、このため温度変化に対して不安
定であった。
蒸着、及びカップリング剤の使用等を行なってきた。前
記配向処理法で液晶の配向を行なった場合、液晶の配向
秩序度が不充分であり、このため温度変化に対して不安
定であった。
又、光スィッチ等の装置に使用する場合、比較的コント
ラスト比は優れているが、光束の利用効率が低く、応答
特性や機能安定性の面で問題が生じ、実用的な装置は得
られなかった。
ラスト比は優れているが、光束の利用効率が低く、応答
特性や機能安定性の面で問題が生じ、実用的な装置は得
られなかった。
（３）発明の概要
本発明の目的は、従来の欠点を除去すると共に、構成が
簡便で実用的な機能を有する液晶素子を提供することに
ある。
簡便で実用的な機能を有する液晶素子を提供することに
ある。
本発明に係る液晶素子は、少なくとも一方がグレーティ
ング構造を有する基板間に液晶を充填し、該グレーティ
ングにより液晶を配向せしめたものである。該液晶素子
に、電界、磁界、熱等を加えることにより該液晶の屈折
率を変化させ、例えば該グレーティングによる回折効果
を利用して光制御が可能となる。該液晶素子を構成する
基板は少なくとも一方が透明である事が必要であり、該
グレーティングの断面形状、厚さやピッチの大きさ等は
、使用条件、製作上の容易性等を加味して決定されるも
のである０本発明の検討では、該グレーティングのピッ
チは１１０７ｈ以下である事が必要で、特別な条件、例
えば０次と１次の回折光のみを発生させたい場合は２Ｉ
Ｌｍ以下である必要性が生じる。又該グレーティングの
厚さは、該液晶の常屈折率と異常屈折率の差（以下Ｊｎ
と記す）との関係や該液晶の配向を考慮すれば、０．５
ｐｍ以上は必要であり、普通数Ｂｍの大きさが適当であ
る。
ング構造を有する基板間に液晶を充填し、該グレーティ
ングにより液晶を配向せしめたものである。該液晶素子
に、電界、磁界、熱等を加えることにより該液晶の屈折
率を変化させ、例えば該グレーティングによる回折効果
を利用して光制御が可能となる。該液晶素子を構成する
基板は少なくとも一方が透明である事が必要であり、該
グレーティングの断面形状、厚さやピッチの大きさ等は
、使用条件、製作上の容易性等を加味して決定されるも
のである０本発明の検討では、該グレーティングのピッ
チは１１０７ｈ以下である事が必要で、特別な条件、例
えば０次と１次の回折光のみを発生させたい場合は２Ｉ
Ｌｍ以下である必要性が生じる。又該グレーティングの
厚さは、該液晶の常屈折率と異常屈折率の差（以下Ｊｎ
と記す）との関係や該液晶の配向を考慮すれば、０．５
ｐｍ以上は必要であり、普通数Ｂｍの大きさが適当であ
る。
又、該液晶はＪＨが大きい事が望ましく、電界や磁界で
該液晶の屈折率を制御する場合、正の誘電性を有するネ
マチック液晶や強誘電性を有するスメクチック液晶が好
適である。
該液晶の屈折率を制御する場合、正の誘電性を有するネ
マチック液晶や強誘電性を有するスメクチック液晶が好
適である。
（４）実施例
第１図は本発明に係る液晶素子の実施例を示す。
１は基板、２は液晶、Ｐはグレーティングのピッチ、Ｔ
はグレーティング厚を示している。
はグレーティング厚を示している。
第１図においては、内基板１のどちらともグレーティン
グ構造を有しているが、先に述べたように、少なくとも
どちらか一方が該グレーティング構造を有していれば良
い、又基板ｌも同様に少なくともどちらか一方が透明で
あれば構わない。
グ構造を有しているが、先に述べたように、少なくとも
どちらか一方が該グレーティング構造を有していれば良
い、又基板ｌも同様に少なくともどちらか一方が透明で
あれば構わない。
第１図（ａ）は矩形状のグレーティングであり、本素子
に用いるグレーティングとしては最も一般的な形状であ
る。第１図（ｂ）は三角波状、第１図（Ｃ）は正弦波状
のグレーティングを示している。以下、正の誘電性を有
するネマチック液晶を使用した場合について説明する。
に用いるグレーティングとしては最も一般的な形状であ
る。第１図（ｂ）は三角波状、第１図（Ｃ）は正弦波状
のグレーティングを示している。以下、正の誘電性を有
するネマチック液晶を使用した場合について説明する。
液晶２は該グレーティングの溝方向（紙面に垂直な方向
）に配向されており１例えば電界を内基板ｌの間に印加
すると、電界の強さに従って液晶２の配向方向は電界方
向に傾き、所定の電界量に達すると該液晶２は電界方向
に配向される。この時、入射光としてグレーティング溝
方向に偏光した波長入る。よって該グレーティングによ
る回折機能の変調度を制御することができる。この機能
はグレーティングの形状には関係なく得る事が可能で、
回折光を制御する際に必要なパラメータＴ。
）に配向されており１例えば電界を内基板ｌの間に印加
すると、電界の強さに従って液晶２の配向方向は電界方
向に傾き、所定の電界量に達すると該液晶２は電界方向
に配向される。この時、入射光としてグレーティング溝
方向に偏光した波長入る。よって該グレーティングによ
る回折機能の変調度を制御することができる。この機能
はグレーティングの形状には関係なく得る事が可能で、
回折光を制御する際に必要なパラメータＴ。
ｊ ｎ ｒ入の間に成立する条件が変わるだけにすぎな
い、なお、本素子に使用される光源としては、単色光に
限らずＬＥＤ等の波長に幅のある光源でも使用可能であ
る。又、望ましい光源の波長幅は通常１０００Å以下で
ある。
い、なお、本素子に使用される光源としては、単色光に
限らずＬＥＤ等の波長に幅のある光源でも使用可能であ
る。又、望ましい光源の波長幅は通常１０００Å以下で
ある。
次に本発明に係る液晶素子を利用した応用例を示す。
第２図は本発明に係る液晶素子を用いた電界制御型光ス
イッチの概略図を示す、１′は透明絶縁体、１″はグレ
ーティング構造を有する透明絶縁体、２は液晶、３はガ
ラス基板、４は透明電極。
イッチの概略図を示す、１′は透明絶縁体、１″はグレ
ーティング構造を有する透明絶縁体、２は液晶、３はガ
ラス基板、４は透明電極。
５は電源、６はスペーサー、７は引き出し電極、８は接
着層、９は入射光、１０は０次回折光、１０′は高次回
折光を示す。
着層、９は入射光、１０は０次回折光、１０′は高次回
折光を示す。
本実施例の光スィッチは、ガラス基板３の上部に透明電
極４が形成され、該透明電極４の一端に引き出し電極７
を設けて、該引き出し電極７を除く全面に透明絶縁体１
による層を施した基板と一部にグレーティング構造を有
する透明絶縁体１′による層を施した基板の内基板を、
透明絶縁体１．１′が相対するように近接させ、その間
隙部に液晶２を充填して該基板間の厚さをスペーサー６
によって固定し接着した後、電源５と引き出し電極７を
リード線によって接続して作成された。
極４が形成され、該透明電極４の一端に引き出し電極７
を設けて、該引き出し電極７を除く全面に透明絶縁体１
による層を施した基板と一部にグレーティング構造を有
する透明絶縁体１′による層を施した基板の内基板を、
透明絶縁体１．１′が相対するように近接させ、その間
隙部に液晶２を充填して該基板間の厚さをスペーサー６
によって固定し接着した後、電源５と引き出し電極７を
リード線によって接続して作成された。
該光スィッチに、グレーティングの溝方向に偏光したＨ
ｅ−Ｎｅレーザー光（λ＝６３２８人）９を垂直入射さ
せて、電源５を調節し透明電極４ｎ。
ｅ−Ｎｅレーザー光（λ＝６３２８人）９を垂直入射さ
せて、電源５を調節し透明電極４ｎ。
から常屈折率零；まで変化させた。この時、０次透過光
ｌＯの入射光９に対する割合は１％から８０％へと変化
し、０次透過光ｌＯのコントラスト比は８０：１となっ
た。又、スイッチング応答時間や温度に対する安定性も
光スィッチとして用いるのに十分なものであった。
ｌＯの入射光９に対する割合は１％から８０％へと変化
し、０次透過光ｌＯのコントラスト比は８０：１となっ
た。又、スイッチング応答時間や温度に対する安定性も
光スィッチとして用いるのに十分なものであった。
本実施例では、０次透過光ｌＯに着目して本発明に係る
液晶素子を光スィッチとして利用したが、高次回折光１
０′を用いて光スィッチ、もしくは光分配器とするのも
可能である。又、この他にも本発明の液晶素子を用いて
多種多様な機能を有する光学装置の作成が可能であると
考えられる。
液晶素子を光スィッチとして利用したが、高次回折光１
０′を用いて光スィッチ、もしくは光分配器とするのも
可能である。又、この他にも本発明の液晶素子を用いて
多種多様な機能を有する光学装置の作成が可能であると
考えられる。
（５）発明の詳細
な説明したように、本発明に係る液晶素子は構成が簡便
で、光学装置に利用した場合、光束利用効率が高く、コ
ントラスト比に優れた装置を与え、多種多様な応用が可
能である。
で、光学装置に利用した場合、光束利用効率が高く、コ
ントラスト比に優れた装置を与え、多種多様な応用が可
能である。
第１図は本発明に係る液晶素子のグレーティング形状例
を示す図。 第２図は本発明の液晶素子を利用した光スィッチの概略
図。 ■−−−基板、１′−ｍ−透明絶縁体。 ｉ”−−−グレーティング構造を有する透明絶縁体。 ２−ｍ−液晶、３〜−一ガラス基板、 ４−ｍ−透明電極、５−−一電源、 ６−−−スペーサー、７−−−引き出し電極、゛８−−
−接着層、９−一一人射光、 １０−−−０次回折光、１０’−−−高次回折光。 第２０
を示す図。 第２図は本発明の液晶素子を利用した光スィッチの概略
図。 ■−−−基板、１′−ｍ−透明絶縁体。 ｉ”−−−グレーティング構造を有する透明絶縁体。 ２−ｍ−液晶、３〜−一ガラス基板、 ４−ｍ−透明電極、５−−一電源、 ６−−−スペーサー、７−−−引き出し電極、゛８−−
−接着層、９−一一人射光、 １０−−−０次回折光、１０’−−−高次回折光。 第２０
Claims (1)
- （１）少なくとも一方の基板がグレーテイング構造を有
する基板間に液晶を充填し、前記 グレーテイング構造が、入射光を回折する 機能と液晶を配向させる機能とを共に有する事を特徴と
する液晶素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59207742A JPS6186731A (ja) | 1984-10-03 | 1984-10-03 | 液晶素子 |
| US06/782,558 US4729640A (en) | 1984-10-03 | 1985-10-01 | Liquid crystal light modulation device |
| DE19853535391 DE3535391A1 (de) | 1984-10-03 | 1985-10-03 | Fluessigkristall-lichtmodulationsvorrichtung |
| GB8524445A GB2166562B (en) | 1984-10-03 | 1985-10-03 | Liquid crystal light modulation device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59207742A JPS6186731A (ja) | 1984-10-03 | 1984-10-03 | 液晶素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6186731A true JPS6186731A (ja) | 1986-05-02 |
Family
ID=16544780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59207742A Pending JPS6186731A (ja) | 1984-10-03 | 1984-10-03 | 液晶素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6186731A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5930044A (en) * | 1997-01-09 | 1999-07-27 | U.S. Philips Corporation | Deflecting element having a switchable liquid crystalline material |
-
1984
- 1984-10-03 JP JP59207742A patent/JPS6186731A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5930044A (en) * | 1997-01-09 | 1999-07-27 | U.S. Philips Corporation | Deflecting element having a switchable liquid crystalline material |
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