JPS6236633A - 熱書込み液晶ライトバルブ - 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】 （腫業上の利用分野） 本発明は、液晶の熱光学効果を利用した表示装置すなわ
ちｍｓ込み液晶ライトパルプに関する。

液晶を加熱、予りすることによってランダムな液晶分子
の配向状態が凍結され光を散乱する現象が生ずる。これ
を液晶の熱光学効果と称する。この現象を利用したもの
として液晶セルにレーザ光を照射して照射部分に温度上
昇を生ぜしめ画像書込みを行い、更に書込まれた画像を
消去するには液晶に電界をかけて液晶分子を強制的に配
向させる方式の液晶ライトパルプがある。液晶セルに照
射されたレーザ光は光吸収膜で吸収されて熱に変換され
る。液晶ライトパルプでは光吸収膜で発生した熱を液晶
層に伝えることＫよ）液晶に相変化（スメクティック相
→ネマティック相→液相）を与え、液晶分子をランダム
な状態とし、液相からスメクティック相へ急冷すること
によってその状態を凍結（散乱核を形成）するわけであ
るが、この散乱核は液晶層厚全体に渡り形成された方が
表示コントラストは向上する。また光吸収膜で発生した
熱の光吸収膜面内での広がシが小さい方が解像度は向上
し、表示コントラストも向上する。更に発生した熱の基
板方向への逃げが少ない方が散乱核はより深く形成され
表示コントラストは向上する。

第４図に従来の熱書込み液晶ライトパルプの断面図を示
す。レーザ光照射側基板１ａの内面には透明電極２．光
吸収膜５．光反射膜３′、液晶配向膜６が順次形成され
ている。書込んだ画像は投射光によシ読み出されスクリ
ーン上に投射されるが、この投射光側の基板１ｂの内面
には透明電極２゜液晶内膜６が順次形成されている。こ
の２枚の基板１ａ、ｌｂをスペーサ９を介して対向させ
、周囲を接着剤１０で封止して間隙に液晶７を注入して
いる（５８年春応用物理学会、７ａ　−Ｙ−３）。

しかし、この従来の熱書込み液晶ライトパルプではレー
ザ光で画像書込みを行った場合、散乱核は液晶層厚の手
分程度までしか形成されておらず、十分高い表示コント
ラストが得られなかった。また書込みレーザビームの径
を１０μｍに絞っても、液晶昇温時に熱の面内方向の広
がシのため、画素が１０μｍ以上になシ解像度が低下す
るという欠点があった。

（発明の目的） 本発明の目的は表示コントラストが高く、解像度の高い
熱書込み液晶ライトパルプを提供することにある。

（発明の構成） 本発明の熱書込み液晶ライトパルプは、異なる第１およ
び第２の波長のレーザ光からなる豊込みレーザ光が照射
される第１の基板と、この第１の基板に対向して設けら
れ投射光が投射される第２の基板と、前記第１および第
２の基板の中間に設けられた第３の基板と、前記第１お
よび第３の基板の間隙並びに前記第２および第３の基板
の間隙に挾持された液晶と、前記第１の基板の前記第３
の基板に対向する面に設けられた第１の樹脂膜と、前記
第２の基板の前記第３の基板に対向する面に設けられた
第２の樹脂膜と、前記第３の基板の前記第１の基板に対
向する面および前記第２の基板に対向する面それぞれに
設けられた第３および第４の樹脂膜と、前記第１の樹脂
膜の表面に一画素おきに形成され前記第１の波長のレー
ザ光を吸収する第１の光吸収膜と、前記第２の樹脂膜の
表面に一画素おきにかつ前記第１の光吸収膜に対して一
画素ずれるように形成され前記第２（または第１）の波
長のレーザ光を吸収する第２の光吸収膜と、前記第３の
樹脂膜の表面に一画素おきにかつ前記第１の光吸収膜に
対して一画素ずれるように形成され前記第１（または第
２）の波長のレーザ光を吸収する第３の光吸収膜と、前
記第４の樹脂膜の表面に一画素おきにかつ前記第２の光
吸収膜に対して一画素ずれるように形成され前記第２の
波長のレーザ光を吸収する第４の光吸収膜とを含んで構
成゛される。

（発明の作用・原理） 本発明の熱書込み液晶ライトパルプは、異なる２つの波
長のレーザ光を書込み光源とし、第１及び第２の基板の
中間に第３の基板を設け、前記第１の基板の第３の基板
に対向する面、第２の基板の第３の基板に対向する面、
及び第３の基板の両面に第１〜第４の樹脂膜と一画素お
きに配列した第１〜第４の光吸収膜とを形成し、かつ第
２の光吸収膜は第１の光吸収ａＫ対し一画素ずらして形
成し、第３の光吸収膜、および第４の光吸収膜は、それ
ぞれ第１及び第２の光吸収膜に対し一画素ずらして構成
し、更に第１および第４の光吸収膜それぞれが吸収する
レーザ光の波長を異らせ、また第２および第３の光吸収
膜それぞれが吸収するレーザ光の波長を互いも異ならせ
ることによシ、第１〜第４の光吸収膜で発生した熱がレ
ーザ光側と投射光側の液晶を加熱するため散乱核がほぼ
液晶層全体に渡シ形成され、高い表示コントラストが得
られる。更に光吸収膜で発生した熱の面方向への逃げが
減少するため高い解像度が得られこのことは散乱核の深
さ増加へもつながるためコントラスト向上へも寄与する
。

（実施例） 次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の熱書込み液晶ライトパルプの原理を示
す断面図である。レーザ光照射側ガラス基板１ａの内面
には透明電極２．赤外線を透過し可視光を反射するコー
ルドミ７′−３．樹脂膜４゜第１の波長の半導体レーザ
の波長に最大吸収を持つ赤外吸収色素よシ作製した光吸
収膜５．液晶配向族６を順次積層する。また投射光側の
ガラス基板１ｂの内面には透明電極２．柄脂膜４．第２
の波長の半導体レーザの波長Ｋｊｌｌ大吸収全吸収赤外
吸収色素よシ作製した光吸収量ｓ’、液晶配向膜６を順
次積層する。一方、液晶層の中央に設置したプラスチッ
ク基板８の内面に社透明電極２．樹脂膜４．光吸収＆１
５．５’液晶配向膜６を順次積層する。なお、プラスチ
ック基板８の畳込みレーザ光軸、投射光＠１の光吸収に
５，５’Ｆ１それぞわ前記第１及び第２の波長の半導体
レーザの波長に最大吸収を持つ赤外吸収色素よシ作製す
る。このプラスチック基板８扛レーザ光照射側ガラス基
板１ａ並びに投射光側ガラス基板１ｂの中間にスペーサ
９を介して設けられ、周囲を接着剤ｌＯで封止し、フラ
スナック基板８．基板１ａ、ｌｂの間隙に液晶７を注入
する。

第２図社レーザ光照射側ガラス基板１ａの光吸収膜５及
び樹脂膜４をそれぞれ投射光側から見た図を示す。投射
光側ガラス基板１ｂおよびプラスチック基板８の光吸収
膜５も同様に並べられた複数の円形に形成され、投射側
ガラス基板１ｂの光吸収膜５は書込光側基板１ａＫ形成
する光吸収膜５に対し一画素（第２図に示す円形の光吸
収膜５の１つが１画素）ずらして（投射光側あるいはレ
ーザ光側から見て）構成される。更にプラスチック基板
８０基板１ａに対向する面、並びに基板１ｂＫ対向する
面上に形成する光吸収［４４５，５’は、それぞれ基板
１ａ、ｌｂに形成する光吸収膜５，５′に対して一画素
ずつずらして構成される。

なお、樹脂膜４．光吸収膜５のパターン化は、例えば基
板へ樹脂膜４としてポリイミドを塗布後、）ｉトレジス
ト塗布、マスクを使った露光、フォトレジスト現像、ポ
リイミドエツチング、フォトレジストはく離のプロセス
を行うことによシ、あるいは感光性ポリイミドの基板へ
の塗布、マスクを使った無光、ポリイミド現像のプロセ
スにより行なう。このポリイミドのパターン形成後、マ
スクを使用してポリイミドのエツチング部分へ赤外吸収
色素を蒸着することに、ヘシ光吸収膜形成を行う。なお
、ポリイミド膜は、可視光に対しほぼ透明であるため投
射光に対して何ら影響はない。

また投射光源としてハロゲンランプ、キセノンランプ等
を使用する場合、これらの光源は可視光の外に赤外光の
形で熱を輻射する。そのため投射光源として電力の大き
いこれらのランプを使用した場合、投射光源のために各
光吸収膜で熱が発生し、画像書込みに悪影響を及ぼすこ
とが考えられる。そこで、ハロゲンランプ等の投射光源
を使用する場合には、投射光のうちあらかじめ波長７０
０鵡以上の光をコールドフィルターを用いてカットし、
液晶ライトパルプへの入射光としたほうが望ましい。ま
た赤外吸収色素は可視光（４００〜７００＋ｕ）に対し
ほぼ透明であるため投射光に対して何ら影響は与えない
。

ガラス基板１ａ、ｌｂおよびプラスチック基板８上に光
吸収膜５．５’よシも熱伝導率の小さな樹脂膜４を設け
、更に樹脂膜４の表面を樹脂膜４のみの部分と光吸収膜
５を付した部分とを交互に形成した構成とすることによ
シ、光吸収膜５，５′で発生した熱の基板１ａまたは１
ｂへの方向、並びに、面方向（樹脂膜４の表面に沿った
方向）の逃げが減少し、発生した熱が液晶７の昇温に有
効に使われるため散乱核はよシ深く形成され、更に光吸
収膜５，５′で発生した熱がレーザ光側と投射光側の液
晶７を加熱するため散乱核がほぼ液晶層全体に構成し、
熱の面方向への広がシの減少のため、例えば光吸収膜５
，５′と樹脂膜４を１０μｍおきに形成すれば、書込み
レーザのビーム径が１２μｍと広がった場合でも１０μ
ｍ径画素として書込まれ解像度は向上する。ガラス基板
１８に照射される書き込み用のレーザ光は、波長の異な
る２つのレーザ元金偏光ビームスピリツタで１つのビー
ムに合成されたものである。

また光吸収膜５．５′と樹脂膜４が一画素おきに形成さ
れ、かつプラスチック基板８０両面の光吸収膜がそれぞ
れ基板１ａ、ｌｂ上に形成された光吸収膜に対し一画素
ずらして構成されていることによシ書込み用レーザ光が
基［１ａおよび基板８の投射元側の面に形成された光吸
収Ｉ！５．５’それぞれに照射された時は、基板１ａ上
の光吸収膜５に第１の波長のレーザ光を吸収させ、基板
８０投射光側の光吸収膜５′に第２の波長のレーザ光を
吸収させて画像を書込み、次に書き込み用レーザ光を走
査して隣の画素へ書込みを行う場合、第１の波長のレー
ザ光が基板８０書込党側の光吸収膜５に吸収され、第２
の波長のレーザ光が基板ｌｂ上の光吸収膜５′で吸収さ
れるため、散乱核がレーザ光側および投光側の液晶７に
形成され、解像度およびコントラストがより向上される
。第１図では光吸収！４５．５’を樹脂膜４の一部分に
埋め込む形状としたが、第３図に示すように光吸収膜５
，５′と樹脂膜を等しい厚さに形成しても、光吸収膜５
，５′で発生した熱の樹脂膜４内での広がりが減少する
ため、解像度は向上し、更に表示コントラストも向上す
る。また、第１図では書込み元側の透明電ｕ（２と樹脂
膜４の間にコールドミ、７−３を設けたが、本発明は、
樹脂膜４．光吸収膜５と液晶配向膜６の間にコールドミ
ラー３を設けても、更にコールドミラー３を除いた透過
型の構成の誕晶ライトパルプにしてもよい。

また第１図では基板１ａ、基板８の書込光側に形成した
光吸収Ｂｉ＆５が第１の波長のレーザ光を吸収し、更に
、基板１ｂ、基板８の投射元側に形成した光吸収膜５′
が第２の波長のレーザ光を吸収する構成としたが、他の
実施例として基板１ａおよび１ｂに形成した光吸収膜が
供に第１の波長のレーザ光を吸収し、基板８の書込光側
および投射元側に形成した光吸収膜が供に第２の波長の
レーザ光を吸収するようにしてもかまわない。

カシ、液晶層の中央の基板としてプラスチック基板を用
いたが、この中央の基板としてはガラス基板等を用いる
こともできる。しかし中央基板として熱伝導率の低いプ
ラスチック基板を用いた方が発生した熱の基板方向への
逃げが少なく、液晶の昇温への効果も大きく望ましい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の熱蕾込み液晶ライトバル
ブは、表示コントラストが高く、解像度が高いという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の断面図、第２図は第１図に
示す基板ｌａ上の樹脂膜４と光吸収＆５を投射光側から
見た平面図、第３図は本発明の他の実施例の断面図、第
４図は従来の熱書込み液晶ライトバルブの断面図である
。 ｌａ、ｌｂ・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・透
明電極、３・・・・・・コールドミラー、４・・・・・
・樹脂膜、５，５’・・・・・・光吸収膜、６・・・・
・・液晶配向膜、７・・・・・・液晶、８・・・・・・
プラスチック基板、９・・・・・・スペーサ、１０・・
・・・・接着剤、３′・・・・・・光反射膜 代理人　弁理士　　内　原　　　−１−１゜ゝζ−１ 革　１１！Ｉ ＄２１Ｊ 井　３　閏 第　４　「

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 異なる第１および第２の波長のレーザ光からなる書込み
   レーザ光が照射される第１の基板と、この第１の基板に
   対向して設けられ投射光が投射される第２の基板と、前
   記第１および第２の基板の中間に設けられた第３の基板
   と、前記第１および第３の基板の間隙並びに前記第２お
   よび第３の基板の間隙に挾持された液晶と、前記第１の
   基板の前記第３の基板に対向する面に設けられた第１の
   樹脂膜と、前記第２の基板の前記第３の基板に対向する
   面に設けられた第２の樹脂膜と、前記第３の基板の前記
   第１の基板に対向する面および前記第２の基板に対向す
   る面それぞれに設けられた第３および第４の樹脂膜と、
   前記第１の樹脂膜の表面に一画素おきに形成され前記第
   １の波長レーザ光を吸収する第１の光吸収膜と、前記第
   ２の樹脂膜の表面に一画素おきにかつ前記第１の光吸収
   膜に対して一画素ずれるように形成され前記第２（また
   は第１）の波長のレーザ光を吸収する第２の光吸収膜と
   、前記第３の樹脂膜の表面に一画素おきにかつ前記第１
   の光吸収膜に対して一画素ずれるように形成され前記第
   １（または第２）の波長のレーザ光を吸収する第３の光
   吸収膜と、前記第４の樹脂膜の表面に一画素おきにかつ
   前記第２の光吸収膜に対して一画素ずれるように形成さ
   れ前記第２の波長のレーザ光を吸収する第４の光吸収膜
   とを含むことを特徴とする熱書込み液晶ライトバルブ。