JP3276237B2 - Resistive gradient spatial light modulator - Google Patents
Resistive gradient spatial light modulatorInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は第1透明電極、光導電
層、光吸収層、誘電体多層膜ミラー、光変調層、第2透
明電極を積層した空間光変調素子、もしくは第1透明電
極、光導電層、誘電体多層膜ミラー、光変調層、第2透
明電極を積層した空間光変調素子、または第1透明電
極、光導電層、光変調層、第2透明電極を持ち、前記光
導電層と前記光変調層との間に少なくとも、1つ以上の
透明もしくは不透明な中間層を有する空間光変調素子に
係わり、特に前記光導電層と前記第2透明電極との間に
ある互いに接する各層のうち、前記第2透明電極に近い
方の層の比抵抗が前記光導電層に近い方の層の比抵抗よ
りも、少なくとも小さくならないように、前記各層の比
抵抗を設定することにより、書込み光を用いて画像やデ
ータパターンのような2次元情報を取り込み、読み出し
光を用いて前記情報を2次元的に、かつ高精細に表示す
る比抵抗傾斜型空間光変調素子に関する。The present invention relates to a spatial light modulator in which a first transparent electrode, a photoconductive layer, a light absorbing layer, a dielectric multilayer mirror, a light modulating layer and a second transparent electrode are laminated, or a first transparent electrode. A spatial light modulating element in which a photoconductive layer, a dielectric multilayer mirror, a light modulating layer and a second transparent electrode are stacked, or a first transparent electrode, a photoconductive layer, a light modulating layer, and a second transparent electrode; The present invention relates to a spatial light modulation element having at least one or more transparent or opaque intermediate layers between a conductive layer and the light modulation layer, and in particular, contacts with each other between the photoconductive layer and the second transparent electrode. By setting the specific resistance of each layer so that the specific resistance of the layer closer to the second transparent electrode is at least not smaller than the specific resistance of the layer closer to the photoconductive layer, Using writing light such as images and data patterns Uptake dimension information, two-dimensionally the information using the read light, and Resistivity inclined spatial light modulator for high definition display.
【0002】[発明の概要]本発明は第1透明電極、光
導電層、光吸収層、誘電体多層膜ミラー、光変調層、第
2透明電極を積層した空間光変調素子、もしくは第1透
明電極、光導電層、誘電体多層膜ミラー、光変調層、第
2透明電極を積層した空間光変調素子または第1透明電
極、光導電層、光変調層、第2透明電極を持ち、前記光
導電層と前記光変調層との間に少なくとも、1つ以上の
透明もしくは不透明な中間層を有する空間光変調素子に
関するもので、これらの各空間光変調素子を構成する光
導電層と、第2透明電極との間にあり、互いに接する2
つの層において、第2透明電極に近い方の層の比抵抗が
前記光導電層に近い方の層の比抵抗よりも、少なくとも
小さくならないように、これら前記光導電層と、第2透
明電極との間にある各層の比抵抗を設定することによ
り、高い解像度を持つ画像を表示できるようにしたもの
である。[Summary of the Invention] The present invention relates to a spatial light modulating element in which a first transparent electrode, a photoconductive layer, a light absorbing layer, a dielectric multilayer mirror, a light modulating layer and a second transparent electrode are laminated, or a first transparent electrode. A spatial light modulating element in which an electrode, a photoconductive layer, a dielectric multilayer mirror, a light modulating layer, and a second transparent electrode are laminated or a first transparent electrode, a photoconductive layer, a light modulating layer, and a second transparent electrode; The present invention relates to a spatial light modulation element having at least one transparent or opaque intermediate layer between a conductive layer and the light modulation layer, and a photoconductive layer constituting each of these spatial light modulation elements; 2 between transparent electrodes and in contact with each other
In one of the layers, the photoconductive layer and the second transparent electrode are so arranged that the specific resistance of the layer closer to the second transparent electrode is at least not smaller than the specific resistance of the layer closer to the photoconductive layer. By setting the specific resistance of each layer between them, an image with high resolution can be displayed.
【0003】[0003]
【従来の技術】書込み光を用いて画像やデータパターン
のような2次元情報を取り込み、読み出し光を用いて前
記情報を2次元的に、かつ詳細に表示する空間光変調素
子として、従来、米国特許No.4127322号に示
す素子や文献(Rodony D.Sterling, Robert D.Te Kolst
e, Joseph M.Haggerty, Thomas C.Borah and William
P.Bleha: “Video-rate liquid-crystal light-valve u
sing an amorphous silicon photoconductor"SID 90 Di
gest pp.327-329(1990))に示す素子が知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as a spatial light modulator which captures two-dimensional information such as an image or a data pattern by using a writing light and displays the information two-dimensionally and in detail by using a reading light, it has been known in the United States. Patent No. No. 4127322 (Rodony D. Sterling, Robert D. Te Kolst
e, Joseph M. Haggerty, Thomas C. Borah and William
P.Bleha: “Video-rate liquid-crystal light-valve u
sing an amorphous silicon photoconductor "SID 90 Di
gest. pp. 327-329 (1990)).
【0004】同特許明細書および同文献で示されている
空間光変調素子は図12に示す如くファイバープレート
基板101と、第1透明電極102と、光導電層103
と、光吸収層104と、誘電体多層膜ミラー105と、
第1配向層106と、ネマチック液晶層107と、第2
配向層108と、第2透明電極109と、石英基板11
0とを順次、密着積層して形成した素子であり、交流電
源111によって第1透明電極102と、第2透明電極
109との間に交番電圧を印加した状態で、ファイバー
プレート基板101側に光情報を含む書込み光112を
入射させることにより、前記光導電層103の抵抗値を
変化させてシール層113で密封されたネマチック液晶
層107に光情報を2次元的に書込み、石英基板110
側に入射される読み出し光114によって前記ネマチッ
ク液晶層107に書き込まれている光情報(表示光)1
15を読み出して出射させる。[0004] The spatial light modulator shown in the patent specification and the patent document includes a fiber plate substrate 101, a first transparent electrode 102, and a photoconductive layer 103 as shown in FIG.
Light absorption layer 104, dielectric multilayer mirror 105,
A first alignment layer 106, a nematic liquid crystal layer 107, and a second
Orientation layer 108, second transparent electrode 109, quartz substrate 11
0 are sequentially stacked in close contact with each other, and an alternating voltage is applied between the first transparent electrode 102 and the second transparent electrode 109 by the AC power supply 111, and light is applied to the fiber plate substrate 101 side. When a writing light 112 containing information is made incident, the resistance value of the photoconductive layer 103 is changed, and optical information is two-dimensionally written on the nematic liquid crystal layer 107 sealed with the sealing layer 113, and the quartz substrate 110 is written.
Information (display light) 1 written in the nematic liquid crystal layer 107 by the read light 114 incident on the side.
15 is read out and emitted.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の空間光変調素子においては、次に述べるような
問題があった。However, the above-mentioned conventional spatial light modulator has the following problems.
【0006】すなわち、光導電層103および光吸収層
104、誘電体多層膜ミラー105、ネマチック液晶層
107が全て薄膜で構成されているにもかかわらず、空
間光変調素子の解像度が低いという問題があった。That is, despite the fact that the photoconductive layer 103 and the light absorbing layer 104, the dielectric multilayer mirror 105, and the nematic liquid crystal layer 107 are all formed of thin films, the resolution of the spatial light modulator is low. there were.
【0007】例えば、前記文献では、この文献内の図6
に示されるように、空間光変調素子を構成する光導電層
103上の1mm幅の間に、光情報として白黒1組の格
子を書込み、かつ光変調層であるネマチック液晶層10
7から読み出すことができる格子数の最大値を限界解像
度として定義し、これをlp(line pairs)/mmと表
わすとき、その限界解像度を30 lp/mm程度以上
にすることが難しいため、2インチ以上の対角長を持つ
大型の空間光変調素子にしなければ、高精細画像を表示
することができないという問題があった。For example, in the above document, FIG.
As shown in FIG. 2, a set of black and white gratings is written as optical information between the 1 mm widths on the photoconductive layer 103 constituting the spatial light modulation element, and the nematic liquid crystal layer 10 is a light modulation layer.
When the maximum value of the number of grids that can be read out from No. 7 is defined as the limit resolution, and this is expressed as lp (line pairs) / mm, it is difficult to make the limit resolution about 30 lp / mm or more, so it is 2 inches. Unless a large spatial light modulator having the above-described diagonal length is used, there is a problem that a high-definition image cannot be displayed.
【0008】さらに、このように、空間光変調素子を大
型化すると、この空間光変調素子に画像を書き込む光学
系やこの空間光変調素子から画像を読み出す光学系も大
型化しなければならないので、空間光変調素子を用いた
投射型ディスプレィや画像処理装置全体が大型化してし
まうとともに、製作コストが増大してしまうという問題
があった。Further, when the size of the spatial light modulator is increased, an optical system for writing an image on the spatial light modulator and an optical system for reading an image from the spatial light modulator must be increased in size. There is a problem that the projection type display using the light modulation element and the entire image processing apparatus become large and the manufacturing cost increases.
【0009】本発明は上記の事情に鑑み、素子自体の解
像度を大幅に向上させて、素子自体や各光学系を大型化
することなく、高精細画像を表示することができ、これ
によって投射型ディスプレィや画像処理装置自体を大型
化することなく、かつ製作コストを増大させることなく
画像の高精細化を達成することができる比抵抗傾斜型空
間光変調素子を提供することを目的としている。In view of the above circumstances, the present invention can greatly improve the resolution of the element itself, and can display a high-definition image without increasing the size of the element itself and each optical system. It is an object of the present invention to provide a specific resistance gradient spatial light modulator capable of achieving high definition of an image without increasing the size of the display or the image processing apparatus itself and without increasing the manufacturing cost.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、請求項1の比抵抗傾斜型空間光変調素子
では、第1透明電極、光導電層、光吸収層、誘電体多層
膜ミラー、光変調層、第2透明電極を積層して形成さ
れ、前記第1透明電極と前記第2透明電極との間に繰り
返し電圧を印加しながら、前記第1透明電極側から入射
された書込み光に基づき、前記光導電層のインピーダン
スを変化させて前記光変調層の状態を変化させ、前記第
2透明電極側から入射された読み出し光を前記光変調層
によって選択的に通過させながら、誘電体多層膜ミラー
によって反射して前記第2透明電極側から出射させる空
間光変調素子において、前記光導電層と前記第2透明電
極との間にある互いに接する各層のうち、前記第2透明
電極に近い方の層の比抵抗が前記光導電層に近い方の層
の比抵抗よりも、少なくとも小さくならないように前記
各層の比抵抗を設定することを特徴としている。In order to achieve the above object, the present invention provides a spatial light modulator having a first specific resistance, a first transparent electrode, a photoconductive layer, a light absorbing layer, and a dielectric. It is formed by laminating a multilayer mirror, a light modulation layer, and a second transparent electrode, and is applied from the first transparent electrode side while repeatedly applying a voltage between the first transparent electrode and the second transparent electrode. Based on the writing light, the impedance of the photoconductive layer is changed to change the state of the light modulation layer, and the read light incident from the second transparent electrode side is selectively passed by the light modulation layer. A spatial light modulation element that reflects light from a dielectric multilayer mirror and emits light from the second transparent electrode side, among the layers that are in contact with each other between the photoconductive layer and the second transparent electrode, Of the layer closer to the electrode Resistance than the resistivity of the layer closer to the photoconductive layer, is characterized by setting the specific resistance of the layers so as not least reduced.
【0011】また、請求項2の比抵抗傾斜型空間光変調
素子では、第1透明電極、光導電層、誘電体多層膜ミラ
ー、光変調層、第2透明電極を積層して形成され、前記
第1透明電極と前記第2透明電極との間に繰り返し電圧
を印加しながら、前記第1透明電極側から入射された書
込み光に基づき、前記光導電層のインピーダンスを変化
させて前記光変調層の状態を変化させ、前記第2透明電
極側から入射された読み出し光を前記光変調層によって
選択的に通過させながら、誘電体多層膜ミラーによって
反射して前記第2透明電極側から出射させる空間光変調
素子において、前記光導電層と前記第2透明電極との間
にある互いに接する各層のうち、前記第2透明電極に近
い方の層の比抵抗が前記光導電層に近い方の層の比抵抗
よりも、少なくとも小さくならないように前記各層の比
抵抗を設定することを特徴としている。Further, in the specific resistance gradient type spatial light modulation device according to claim 2, the first transparent electrode, the photoconductive layer, the dielectric multilayer mirror, the light modulation layer, and the second transparent electrode are laminated and formed. While repeatedly applying a voltage between the first transparent electrode and the second transparent electrode, changing the impedance of the photoconductive layer based on the writing light incident from the first transparent electrode side, the light modulating layer And a space in which the readout light incident from the second transparent electrode side is selectively passed by the light modulating layer while being reflected by the dielectric multilayer mirror and emitted from the second transparent electrode side. In the light modulation element, among the layers in contact with each other between the photoconductive layer and the second transparent electrode, the specific resistance of the layer closer to the second transparent electrode is the specific resistance of the layer closer to the photoconductive layer. At least less than the specific resistance It is characterized by setting the specific resistance of the layers as not less.
【0012】また、請求項3の比抵抗傾斜型空間光変調
素子では、第1透明電極、光導電層、光変調層、第2透
明電極を積層して形成され、前記光導電層と前記第2透
明電極との間に少なくとも1つ以上の透明または不透明
な中間層を有し、前記第1透明電極と前記第2透明電極
との間に繰り返し電圧を印加しながら、前記第1透明電
極側から入射された書込み光に基づき、前記光導電層の
インピーダンスを変化させて前記光変調層の状態を変化
させ、前記第2透明電極側から入射された読み出し光を
前記光変調層によって選択的に通過させながら、前記中
間層によって反射して前記第2透明電極側から出射させ
る空間光変調素子において、前記光導電層と前記第2透
明電極との間にある互いに接する各層のうち、前記第2
透明電極に近い方の層の比抵抗が前記光導電層に近い方
の層の比抵抗よりも、少なくとも小さくならないように
前記各層の比抵抗を設定することを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, there is provided a spatial light modulating element having a specific resistance gradient formed by laminating a first transparent electrode, a photoconductive layer, a light modulating layer, and a second transparent electrode. 2 having at least one transparent or opaque intermediate layer between the first transparent electrode and the first transparent electrode while repeatedly applying a voltage between the first transparent electrode and the second transparent electrode. Based on the write light incident from, the state of the light modulation layer is changed by changing the impedance of the photoconductive layer, and the read light incident from the second transparent electrode side is selectively selected by the light modulation layer. In the spatial light modulation element that is reflected by the intermediate layer and emitted from the second transparent electrode side while passing through, the spatial light modulation element that is in contact with each other between the photoconductive layer and the second transparent electrode includes the second one.
The specific resistance of each of the layers is set such that the specific resistance of the layer closer to the transparent electrode is at least not smaller than the specific resistance of the layer closer to the photoconductive layer.
【0013】また、請求項4の比抵抗傾斜型空間光変調
素子では、請求項1、2、3のいずれかに記載の比抵抗
傾斜型空間光変調素子において、前記光変調層として、
ネマチック液晶、コレステリック液晶、スメクチック液
晶、これらネマチック液晶、コレステリック液晶、スメ
クチック液晶の混合物によって構成される群から選択さ
れた1つ以上の液晶を選択して用いることを特徴とする
している。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the spatial light modulating element of the first aspect, wherein the light modulating layer comprises:
One or more liquid crystals selected from the group consisting of a nematic liquid crystal, a cholesteric liquid crystal, a smectic liquid crystal, and a mixture of these nematic liquid crystal, cholesteric liquid crystal, and smectic liquid crystal are selectively used.
【0014】また、請求項5の比抵抗傾斜型空間光変調
素子では、請求項1、2、3のいずれかに記載の比抵抗
傾斜型空間光変調素子において、前記光変調層として、
ネマチック液晶、コレステリック液晶、スメクチック液
晶、これらネマチック液晶、コレステリック液晶、スメ
クチック液晶の混合物によって構成される群から選択さ
れた1つ以上の液晶の常光屈折率、異常光屈折率または
前記液晶がランダムに配向した際の屈折率のいずれかと
同等の屈折率を持つ樹脂中に前記液晶を分散させた液晶
・樹脂複合体、または前記液晶中に前記樹脂を分散させ
た液晶・樹脂複合体のいずれか一方を用いることを特徴
としている。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the spatial light modulating element of the first or second aspect, wherein the light modulating layer comprises:
Nematic liquid crystal, cholesteric liquid crystal, smectic liquid crystal, one or more liquid crystals selected from the group consisting of a mixture of these nematic liquid crystal, cholesteric liquid crystal, smectic liquid crystal, ordinary light refractive index, extraordinary light refractive index or the liquid crystal is randomly aligned A liquid crystal-resin composite in which the liquid crystal is dispersed in a resin having a refractive index equivalent to one of the refractive indices at the time of the above, or one of a liquid crystal-resin composite in which the resin is dispersed in the liquid crystal. It is characterized in that it is used.
【0015】また、請求項6の比抵抗傾斜型空間光変調
素子では、請求項1、2、3のいずれかに記載の比抵抗
傾斜型空間光変調素子において、前記光変調層として、
LiNbO3 、LiTaO3 、KDP、DKDP、AD
P、KTP、KNbO3 、Srx Ba1-x Nb2 O6 、
GaAs、InP、GaP結晶によって構成される群か
ら選択された1つ以上の電気光学結晶を用いることを特
徴としている。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the spatial light modulating element of the first or second aspect, wherein the light modulating layer comprises:
LiNbO 3 , LiTaO 3 , KDP, DKDP, AD
P, KTP, KNbO 3 , Sr x Ba 1-x Nb 2 O 6 ,
It is characterized in that one or more electro-optic crystals selected from the group consisting of GaAs, InP and GaP crystals are used.
【0016】また、請求項7の比抵抗傾斜型空間光変調
素子では、請求項1、2、3のいずれかに記載の比抵抗
傾斜型空間光変調素子において、前記光導電層として、
珪素、ゲルマニウム、炭素によって構成される群から選
択された1つ以上の元素によって構成されるアモルファ
ス膜を用いることを特徴としている。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the spatial light modulating element of the first aspect, wherein the photoconductive layer comprises:
It is characterized by using an amorphous film made of one or more elements selected from the group consisting of silicon, germanium, and carbon.
【0017】また、請求項7の比抵抗傾斜型空間光変調
素子では、請求項1、2、3のいずれかに記載の比抵抗
傾斜型空間光変調素子において、前記光導電層として、
アモルファスシリコン膜、水素化アモルファスシリコン
膜、アモルファスシリコンカーバイト膜、水素化アモル
ファスシリコンカーバイト膜、アモルファスセレン膜、
アモルファスSeAs膜、アモルファスZnS膜、アモ
ルファスCdS膜、アモルファスCdSe膜によって構
成される群から選択された1つ以上の膜を用いることを
特徴としている。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the spatial light modulating element of the first aspect, wherein the photoconductive layer comprises:
Amorphous silicon film, hydrogenated amorphous silicon film, amorphous silicon carbide film, hydrogenated amorphous silicon carbide film, amorphous selenium film,
It is characterized in that one or more films selected from the group consisting of an amorphous SeAs film, an amorphous ZnS film, an amorphous CdS film, and an amorphous CdSe film are used.
【0018】また、請求項9の比抵抗傾斜型空間光変調
素子では、請求項1、2、3のいずれかに記載の比抵抗
傾斜型空間光変調素子において、前記光導電層として、
GaAs結晶、GaP結晶、Bi12SiO20結晶、Bi
12GeO20結晶によって構成される群から選択された1
つ以上の結晶を用いることを特徴としている。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a spatial light modulating element having a gradient specific resistance according to any one of the first, second, and third aspects.
GaAs crystal, GaP crystal, Bi 12 SiO 20 crystal, Bi
One selected from the group consisting of 12 GeO 20 crystals
It is characterized in that one or more crystals are used.
【0019】また、請求項10の比抵抗傾斜型空間光変
調素子では、請求項1、2、3のいずれかに記載の比抵
抗傾斜型空間光変調素子において、前記光導電層とし
て、フタロシアニン系顔料、アゾ系顔料、多環キノン系
顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔料、アントラキノ
ン系顔料、インジゴ系顔料、チオインジゴ系顔料、ジオ
キサジン系顔料、アゾレーキ系顔料、チアピリリウム系
色素、キナクリドン系顔料、シアニン系色素、ピロル系
顔料、ポルフィリン系顔料、アンタントン系顔料、スク
アリリウム色素、アズレニウム色素、ZnO、TiO、
CdSあるいはCdSeを樹脂中に分散させた材料を用
いることを特徴としている。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the spatial light modulating element of the first or second aspect, wherein the photoconductive layer comprises a phthalocyanine-based spatial light modulating element. Pigments, azo pigments, polycyclic quinone pigments, perylene pigments, perinone pigments, anthraquinone pigments, indigo pigments, thioindigo pigments, dioxazine pigments, azo lake pigments, thiapyrylium pigments, quinacridone pigments, cyanine pigments Pigments, pyrrol pigments, porphyrin pigments, anthantone pigments, squarylium pigments, azurenium pigments, ZnO, TiO,
It is characterized by using a material in which CdS or CdSe is dispersed in a resin.
【0020】また、請求項11の比抵抗傾斜型空間光変
調素子では、請求項1に記載の比抵抗傾斜型空間光変調
素子において、前記光吸収層として、CdTe膜、ダイ
ヤモンドライクカーボン膜、珪素と炭素とゲルマニウム
とから実質的に構成されたアモルファス膜によって構成
される群から選択された1つ以上の膜を用いることを特
徴としている。According to a eleventh aspect of the present invention, there is provided the spatial light modulator of the first aspect of the present invention, wherein the light absorbing layer comprises a CdTe film, a diamond-like carbon film, And one or more films selected from the group consisting of amorphous films substantially composed of carbon and germanium.
【0021】また、請求項12の比抵抗傾斜型空間光変
調素子では、請求項1に記載の比抵抗傾斜型空間光変調
素子において、前記光吸収層として、無機顔料、有機顔
料、カーボン、染料によって構成される群から選択され
た1つ以上の材料を樹脂中に分散させた樹脂複合体を用
いることを特徴としている。According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided the spatial light modulating element of the first embodiment, wherein the light absorbing layer comprises an inorganic pigment, an organic pigment, carbon, or a dye. A resin composite in which one or more materials selected from the group consisting of
【0022】また、請求項13では、請求項1または2
のいずれかに記載の比抵抗傾斜型空間光変調素子におい
て、前記誘電体多層膜ミラーとして、SiO2 膜、Ti
O2膜、HfO2 膜、Ta2 O5 膜、ZnS膜、Al2
O3 膜、Na2 AlF6 膜、MgF2 膜、LaF3 膜、
GdF3 膜、SmF3 膜、CeF3 膜、ZrO2 膜、C
eO2 膜によって構成される群から選択された2つ以上
の膜を積層した多層膜を用いることを特徴としている。According to claim 13, claim 1 or 2
In the specific resistance gradient type spatial light modulator according to any one of the above, an SiO 2 film, Ti
O 2 film, HfO 2 film, Ta 2 O 5 film, ZnS film, Al 2
O 3 film, Na 2 AlF 6 film, MgF 2 film, LaF 3 film,
GdF 3 film, SmF 3 film, CeF 3 film, ZrO 2 film, C
It is characterized by using a multilayer film in which two or more films selected from the group consisting of eO 2 films are laminated.
【0023】[0023]
【作用】上記の構成において、請求項1では、第1透明
電極、光導電層、光吸収層、誘電体多層膜ミラー、光変
調層、第2透明電極を積層して形成され、前記第1透明
電極と前記第2透明電極との間に繰り返し電圧を印加し
ながら、前記第1透明電極側から入射された書込み光に
基づき、前記光導電層のインピーダンスを変化させて前
記光変調層の状態を変化させ、前記第2透明電極側から
入射された読み出し光を前記光変調層によって選択的に
通過させながら、誘電体多層膜ミラーによって反射して
前記第2透明電極側から出射させる空間光変調素子にお
いて、前記光導電層と前記第2透明電極との間にある互
いに接する各層のうち、前記第2透明電極に近い方の層
の比抵抗が前記光導電層に近い方の層の比抵抗よりも、
少なくとも小さくならないように前記各層の比抵抗を設
定することにより、素子自体の解像度を大幅に向上させ
て、素子自体や各光学系を大型化することなく、高精細
画像を表示し、これによって投射型ディスプレィや画像
処理装置自体を大型化することなく、かつ製作コストを
増大させることなく画像の高精細化を達成する。In the above structure, the first transparent electrode, the photoconductive layer, the light absorbing layer, the dielectric multilayer mirror, the light modulating layer, and the second transparent electrode are laminated to form the first transparent electrode. While repeatedly applying a voltage between the transparent electrode and the second transparent electrode, the impedance of the photoconductive layer is changed based on the writing light incident from the first transparent electrode side to change the state of the light modulation layer. And spatial light modulation in which the read light incident from the second transparent electrode side is selectively passed by the light modulation layer while being reflected by the dielectric multilayer mirror and emitted from the second transparent electrode side. In the device, among the layers in contact with each other between the photoconductive layer and the second transparent electrode, the specific resistance of the layer closer to the second transparent electrode is higher than the specific resistance of the layer closer to the photoconductive layer. than,
By setting the specific resistance of each layer so as not to be at least small, the resolution of the element itself is greatly improved, and a high-definition image is displayed without enlarging the element itself and each optical system, thereby projecting. A high-definition image can be achieved without increasing the size of the die display or the image processing apparatus itself and without increasing the manufacturing cost.
【0024】また、請求項2では、第1透明電極、光導
電層、誘電体多層膜ミラー、光変調層、第2透明電極を
積層して形成され、前記第1透明電極と前記第2透明電
極との間に繰り返し電圧を印加しながら、前記第1透明
電極側から入射された書込み光に基づき、前記光導電層
のインピーダンスを変化させて前記光変調層の状態を変
化させ、前記第2透明電極側から入射された読み出し光
を前記光変調層によって選択的に通過させながら、誘電
体多層膜ミラーによって反射して前記第2透明電極側か
ら出射させる空間光変調素子において、前記光導電層と
前記第2透明電極との間にある互いに接する各層のう
ち、前記第2透明電極に近い方の層の比抵抗が前記光導
電層に近い方の層の比抵抗よりも、少なくとも小さくな
らないように前記各層の比抵抗を設定することにより、
素子自体の解像度を大幅に向上させて、素子自体や各光
学系を大型化することなく、高精細画像を表示し、これ
によって投射型ディスプレィや画像処理装置自体を大型
化することなく、かつ製作コストを増大させることなく
画像の高精細化を達成する。According to a second aspect of the present invention, the first transparent electrode, the photoconductive layer, the dielectric multilayer mirror, the light modulating layer, and the second transparent electrode are laminated to form the first transparent electrode and the second transparent electrode. Changing the state of the light modulation layer by changing the impedance of the photoconductive layer based on the writing light incident from the first transparent electrode side while repeatedly applying a voltage between the second transparent electrode and the second transparent electrode; In the spatial light modulator, the readout light incident from the transparent electrode side is selectively passed by the light modulation layer while being reflected by the dielectric multilayer mirror and emitted from the second transparent electrode side. The specific resistance of the layer closer to the second transparent electrode is at least not smaller than the specific resistance of the layer closer to the photoconductive layer among the layers that are in contact with each other and between the layer and the second transparent electrode. Above each By setting the specific resistance of,
The resolution of the element itself is greatly improved, and a high-definition image is displayed without increasing the size of the element itself or each optical system.Thus, the projection display and the image processing apparatus itself can be manufactured without increasing the size. Achieving high definition of an image without increasing cost.
【0025】また、請求項3では、第1透明電極、光導
電層、光変調層、第2透明電極を積層して形成され、前
記光導電層と前記第2透明電極との間に少なくとも1つ
以上の透明または不透明な中間層を有し、前記第1透明
電極と前記第2透明電極との間に繰り返し電圧を印加し
ながら、前記第1透明電極側から入射された書込み光に
基づき、前記光導電層のインピーダンスを変化させて前
記光変調層の状態を変化させ、前記第2透明電極側から
入射された読み出し光を前記光変調層によって選択的に
通過させながら、誘電体多層膜ミラーによって反射して
前記第2透明電極側から出射させる空間光変調素子にお
いて、前記光導電層と前記第2透明電極との間にある互
いに接する各層のうち、前記第2透明電極に近い方の層
の比抵抗が前記光導電層に近い方の層の比抵抗よりも、
少なくとも小さくならないように前記各層の比抵抗を設
定することにより、素子自体の解像度を大幅に向上させ
て、素子自体や各光学系を大型化することなく、高精細
画像を表示し、これによって投射型ディスプレィや画像
処理装置自体を大型化することなく、かつ製作コストを
増大させることなく画像の高精細化を達成する。According to a third aspect of the present invention, a first transparent electrode, a photoconductive layer, a light modulating layer, and a second transparent electrode are laminated, and at least one first transparent electrode, a photoconductive layer, and a second transparent electrode are provided between the photoconductive layer and the second transparent electrode. Having at least one transparent or opaque intermediate layer, while repeatedly applying a voltage between the first transparent electrode and the second transparent electrode, based on the writing light incident from the first transparent electrode side, Changing the state of the light modulating layer by changing the impedance of the photoconductive layer and selectively passing the read light incident from the second transparent electrode side by the light modulating layer; A spatial light modulation element that reflects light from the second transparent electrode and emits light from the second transparent electrode side, among layers that are in contact with each other and that are between the photoconductive layer and the second transparent electrode, a layer that is closer to the second transparent electrode. The specific resistance of the light Than the specific resistance of the layer closer to the electroconductive layer,
By setting the specific resistance of each layer so as not to be at least small, the resolution of the element itself is greatly improved, and a high-definition image is displayed without enlarging the element itself and each optical system, thereby projecting. A high-definition image can be achieved without increasing the size of the die display or the image processing apparatus itself and without increasing the manufacturing cost.
【0026】また、請求項4では、請求項1、2、3の
いずれかに記載の比抵抗傾斜型空間光変調素子におい
て、光変調層として、ネマチック液晶、コレステリック
液晶、スメクチック液晶、これらネマチック液晶、コレ
ステリック液晶、スメクチック液晶の混合物によって構
成される群から選択された1つ以上の液晶を選択して用
いることにより、素子を構成する各要素を特定すること
により、現存する材料によって請求項1、2、3に示す
効果を得る。According to a fourth aspect of the present invention, in the specific resistance gradient spatial light modulator according to any one of the first to third aspects, the light modulating layer includes a nematic liquid crystal, a cholesteric liquid crystal, a smectic liquid crystal, and a nematic liquid crystal. , By selecting and using one or more liquid crystals selected from the group consisting of a mixture of cholesteric liquid crystal and smectic liquid crystal, by specifying each element constituting the device, the existing material according to claim 1, The effects shown in 2 and 3 are obtained.
【0027】また、請求項5では、請求項1、2、3の
いずれかに記載の比抵抗傾斜型空間光変調素子におい
て、前記光変調層として、ネマチック液晶、コレステリ
ック液晶、スメクチック液晶、これらネマチック液晶、
コレステリック液晶、スメクチック液晶の混合物によっ
て構成される群から選択された1つ以上の液晶の常光屈
折率、異常光屈折率または前記液晶がランダムに配向し
た際の屈折率のいずれかと同等の屈折率を持つ樹脂中に
前記液晶を分散させた液晶・樹脂複合体、または前記液
晶中に前記樹脂を分散させた液晶・樹脂複合体のいずれ
か一方を用いることにより、現存する材料によって請求
項1、2、3に示す効果を得る。According to a fifth aspect of the present invention, in the spatial light modulating element of any one of the first to third aspects, the light modulating layer includes a nematic liquid crystal, a cholesteric liquid crystal, a smectic liquid crystal, and a nematic liquid crystal. liquid crystal,
Cholesteric liquid crystal, ordinary light refractive index of one or more liquid crystals selected from the group consisting of a mixture of smectic liquid crystals, extraordinary light refractive index or a refractive index equivalent to one of the refractive indexes when the liquid crystal is randomly aligned. 3. A liquid crystal / resin composite in which the liquid crystal is dispersed in a resin having the resin or a liquid crystal / resin composite in which the resin is dispersed in the liquid crystal. The effect shown in FIG.
【0028】また、請求項6では、請求項1、2、3の
いずれかに記載の比抵抗傾斜型空間光変調素子におい
て、前記光変調層として、LiNbO3 、LiTa
O3 、KDP、DKDP、ADP、KTP、KNb
O3 、Srx Ba1-x Nb2 O6 、GaAs、InP、
GaP結晶によって構成される群から選択された1つ以
上の電気光学結晶を用いることにより、現存する材料に
よって請求項1、2、3に示す効果を得る。According to a sixth aspect of the present invention, in the spatial light modulating element of any one of the first, second and third aspects, the light modulating layer is made of LiNbO 3 or LiTa.
O 3 , KDP, DKDP, ADP, KTP, KNb
O 3 , Sr x Ba 1-x Nb 2 O 6 , GaAs, InP,
By using one or more electro-optic crystals selected from the group consisting of GaP crystals, the effects described in claims 1, 2 and 3 can be obtained by existing materials.
【0029】また、請求項7では、請求項1、2、3の
いずれかに記載の比抵抗傾斜型空間光変調素子におい
て、前記光導電層として、珪素、ゲルマニウム、炭素に
よって構成される群から選択された1つ以上の元素によ
って構成されるアモルファス膜を用いることにより、現
存する材料によって請求項1、2、3に示す効果を得
る。According to a seventh aspect of the present invention, in the spatial light modulating element having the gradient specific resistance according to any one of the first, second, and third aspects, the photoconductive layer is made of a group consisting of silicon, germanium, and carbon. By using an amorphous film composed of one or more selected elements, the effects described in claims 1, 2 and 3 can be obtained depending on the existing material.
【0030】また、請求項8では、請求項1、2、3の
いずれかに記載の比抵抗傾斜型空間光変調素子におい
て、前記光導電層として、アモルファスシリコン膜、水
素化アモルファスシリコン膜、アモルファスシリコンカ
ーバイト膜、水素化アモルファスシリコンカーバイト
膜、アモルファスセレン膜、アモルファスSeAs膜、
アモルファスZnS膜、アモルファスCdS膜、アモル
ファスCdSe膜によって構成される群から選択された
1つ以上の膜を用いることにより、現存する材料によっ
て請求項1、2、3に示す効果を得る。According to a eighth aspect of the present invention, in the spatial light modulator of any of the first to third aspects, the amorphous silicon film, the hydrogenated amorphous silicon film, and the amorphous silicon film are used as the photoconductive layer. Silicon carbide film, hydrogenated amorphous silicon carbide film, amorphous selenium film, amorphous SeAs film,
By using one or more films selected from the group consisting of an amorphous ZnS film, an amorphous CdS film, and an amorphous CdSe film, the effects described in claims 1, 2 and 3 can be obtained depending on existing materials.
【0031】また、請求項9では、請求項1、2、3の
いずれかに記載の比抵抗傾斜型空間光変調素子におい
て、前記光導電層として、GaAs結晶、GaP結晶、
Bi12SiO20結晶、Bi12GeO20結晶によって構成
される群から選択された1つ以上の結晶を用いることに
より、現存する材料によって請求項1、2、3に示す効
果を得る。According to a ninth aspect of the present invention, in the spatial light modulating element having the gradient specific resistance according to any one of the first, second, and third aspects, a GaAs crystal, a GaP crystal,
By using one or more crystals selected from the group consisting of Bi 12 SiO 20 crystals and Bi 12 GeO 20 crystals, the effects described in claims 1, 2 and 3 can be obtained by existing materials.
【0032】また、請求項10では、請求項1、2、3
のいずれかに記載の比抵抗傾斜型空間光変調素子におい
て、前記光導電層として、フタロシアニン系顔料、アゾ
系顔料、多環キノン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン
系顔料、アントラキノン系顔料、インジゴ系顔料、チオ
インジゴ系顔料、ジオキサジン系顔料、アゾレーキ系顔
料、チアピリリウム系色素、キナクリドン系顔料、シア
ニン系色素、ピロル系顔料、ポルフィリン系顔料、アン
タントン系顔料、スクアリリウム色素、アズレニウム色
素、ZnO、TiO、CdSあるいはCdSeを樹脂中
に分散させた材料を用いることにより、現存する材料に
よって請求項1、2、3に示す効果を得る。According to claim 10, claims 1, 2, 3
In the specific resistance gradient type spatial light modulator according to any one of the above, as the photoconductive layer, a phthalocyanine-based pigment, an azo-based pigment, a polycyclic quinone-based pigment, a perylene-based pigment, a perinone-based pigment, an anthraquinone-based pigment, an indigo-based pigment Pigments, thioindigo pigments, dioxazine pigments, azo lake pigments, thiapyrylium pigments, quinacridone pigments, cyanine pigments, pyrrol pigments, porphyrin pigments, anthantone pigments, squarylium pigments, azurenium pigments, ZnO, TiO, CdS or By using a material in which CdSe is dispersed in a resin, the effects described in claims 1, 2 and 3 can be obtained depending on the existing material.
【0033】また、請求項11では、請求項1に記載の
比抵抗傾斜型空間光変調素子において、前記光吸収層と
して、CdTe膜、ダイヤモンドライクカーボン膜、珪
素と炭素とゲルマニウムとから実質的に構成されたアモ
ルファス膜によって構成される群から選択された1つ以
上の膜を用いることにより、現存する材料によって請求
項1に示す効果を得る。In the eleventh aspect of the present invention, in the spatial light modulating element having the gradient specific resistance according to the first aspect, the light absorbing layer is substantially made of a CdTe film, a diamond-like carbon film, or silicon, carbon, and germanium. By using one or more films selected from the group constituted by the constituted amorphous films, the effects described in claim 1 can be obtained by existing materials.
【0034】また、請求項12では、請求項1に記載の
比抵抗傾斜型空間光変調素子において、前記光吸収層と
して、無機顔料、有機顔料、カーボン、染料によって構
成される群から選択された1つ以上の材料を樹脂中に分
散させた樹脂複合体を用いることにより、現存する材料
によって請求項1に示す効果を得る。According to a twelfth aspect of the present invention, in the specific resistance gradient spatial light modulator according to the first aspect, the light absorbing layer is selected from the group consisting of an inorganic pigment, an organic pigment, carbon, and a dye. By using a resin composite in which one or more materials are dispersed in a resin, the effects described in claim 1 can be obtained by existing materials.
【0035】また、請求項13では、請求項1または2
のいずれかに記載の比抵抗傾斜型空間光変調素子におい
て、前記誘電体多層膜ミラーとして、SiO2 膜、Ti
O2膜、HfO2 膜、Ta2 O5 膜、ZnS膜、Al2
O3 膜、Na2 AlF6 膜、MgF2 膜、LaF3 膜、
GdF3 膜、SmF3 膜、CeF3 膜、ZrO2 膜、C
eO2 膜によって構成される群から選択された2つ以上
の膜を積層した多層膜を用いることにより、現存する材
料によって請求項1または2に示す効果を得る。According to claim 13, claim 1 or 2
In the specific resistance gradient type spatial light modulator according to any one of the above, an SiO 2 film, Ti
O 2 film, HfO 2 film, Ta 2 O 5 film, ZnS film, Al 2
O 3 film, Na 2 AlF 6 film, MgF 2 film, LaF 3 film,
GdF 3 film, SmF 3 film, CeF 3 film, ZrO 2 film, C
By using a multilayer film in which two or more films selected from the group consisting of the eO 2 film are stacked, the effect described in claim 1 or 2 can be obtained depending on the existing material.
【0036】[0036]
《基本原理の説明》まず、従来から知られている空間光
変調素子の解像度がなぜ低いのか、その原因を考えたと
ころ、光導電層103と、第2透明電極とに挟まれてい
る光吸収層104、誘電体多層膜ミラー105やネマチ
ック液晶層107によって構成される光変調層の比抵抗
が適正な値に設定されていないためではないかという結
論に達した。<< Explanation of Basic Principle >> First, considering the reason why the resolution of the conventionally known spatial light modulator is low, the light absorption between the photoconductive layer 103 and the second transparent electrode is considered. It was concluded that the specific resistance of the light modulating layer constituted by the layer 104, the dielectric multilayer mirror 105 and the nematic liquid crystal layer 107 was not set to an appropriate value.
【0037】例えば、米国特許No.4127322号
では、空間光変調素子の作製に関する部分で、空間光変
調素子を製作するとき、光導電層103、光吸収層10
4、誘電体多層膜ミラー105およびネマチック液晶層
107が以下に示す層厚を有することを主条件にしてい
る。For example, US Pat. No. 4,127,322 is a part related to the production of a spatial light modulator, and when producing a spatial light modulator, the photoconductive layer 103 and the light absorbing layer 10 are used.
4. The main condition is that the dielectric multilayer mirror 105 and the nematic liquid crystal layer 107 have the following layer thicknesses.
【0038】まず、光導電層103の厚さを2〜20μ
mにする(同特許明細書の8ページ第8行目から第14
行目までの記述内容)。First, the thickness of the photoconductive layer 103 is set to 2 to 20 μm.
m (from page 8, line 8 to 14
Description contents up to the line).
【0039】また、光吸収層104の厚さを1〜4μm
にする(同特許明細書の8ページ第59行目から第63
行目までの記述内容)。The thickness of the light absorbing layer 104 is 1 to 4 μm.
(From page 59, line 59 to 63 of the same patent specification)
Description contents up to the line).
【0040】また、誘電体多層膜ミラー105の厚さを
1.54μmにする(同特許明細書の9ページ第30行
目から第35行目までの記述内容)。Further, the thickness of the dielectric multilayer mirror 105 is set to 1.54 μm (description from page 30, line 30 to line 35 of the same patent specification).
【0041】また、ネマチック液晶層107の厚さを1
〜12μmにする(同特許明細書の10ページ第1行目
から第4行目までの記述内容)。The nematic liquid crystal layer 107 has a thickness of 1
1212 μm (description contents from the first line to the fourth line on page 10 of the patent specification).
【0042】さらに、米国特許No.4127322号
では、空間光変調素子を構成する光導電層103、光吸
収層104、誘電体多層膜ミラー105およびネマチッ
ク液晶層107が以下に示すシート抵抗あるいは比抵抗
を有することを主たる条件の他の1つにしている。Further, US Pat. In Japanese Patent No. 4127322, another condition is that the photoconductive layer 103, the light absorbing layer 104, the dielectric multilayer mirror 105, and the nematic liquid crystal layer 107 constituting the spatial light modulator have the following sheet resistance or specific resistance. I have one.
【0043】まず、光を照射しない状態(暗状態)にお
いて、光導電層103のシート抵抗をネマチック液晶層
107のシート抵抗とほぼ同じにする(同特許明細書の
7ページ第68行目から8ページの第4行目までの記述
内容)。First, the sheet resistance of the photoconductive layer 103 is made substantially the same as the sheet resistance of the nematic liquid crystal layer 107 in the state where no light is irradiated (dark state) (see page 7, line 68 to line 8 of the patent specification). Description contents up to the fourth line of the page).
【0044】また、暗状態にある光導電層103の比抵
抗を約1010Ωcmにする(同特許明細書の8ページ第
8行目から第14行目までの記述内容)。Further, the specific resistance of the photoconductive layer 103 in the dark state is set to about 10 10 Ωcm (the contents of the eighth to fourteenth lines on page 8 of the same patent specification).
【0045】また、光吸収層104の比抵抗を約108
Ωcmにする(同特許明細書の8ページ第59行目から
第63行目までの記述内容)。The specific resistance of the light absorbing layer 104 is set to about 10 8
Ωcm (the contents of the description from the 59th line to the 63rd line on page 8 of the same patent specification).
【0046】また、誘電体多層膜ミラー105のシート
抵抗を1010Ω/□以上にする(同特許明細書の9ペー
ジ第15行目から第20行目までの記述内容)。Further, the sheet resistance of the dielectric multilayer mirror 105 is set to 10 10 Ω / □ or more (descriptions from the 15th line to the 20th line on page 9 of the same patent specification).
【0047】しかし、これらの各条件は、空間光変調素
子の解像度を最適にする条件ではない。However, these conditions are not conditions for optimizing the resolution of the spatial light modulator.
【0048】以下の説明では、米国特許No.4127
322号に記載されている空間光変調素子を構成する光
導電層103、光吸収層104、誘電体多層膜ミラー1
05およびネマチック液晶層107の諸特性を検証し、
この空間光変調素子の解像度が低い理由を明らかにす
る。In the following description, US Pat. 4127
322, a photoconductive layer 103, a light absorbing layer 104, and a dielectric multilayer mirror 1 constituting a spatial light modulator.
05 and the properties of the nematic liquid crystal layer 107,
The reason why the resolution of the spatial light modulator is low will be clarified.
【0049】まず、上述した各条件から、米国特許N
o.4127322号の空間光変調素子を構成する光導
電層103、光吸収層104、誘電体多層膜ミラー10
5およびネマチック液晶107は表1に示す諸特性を持
つ。First, based on the above conditions, US Pat.
o. No. 4,127,322, a photoconductive layer 103, a light absorbing layer 104, and a dielectric multilayer mirror 10 constituting a spatial light modulator.
5 and the nematic liquid crystal 107 have various characteristics shown in Table 1.
【0050】[0050]
【表1】 ここで、光導電層103と、第2の透明電極109の間
に挿入される光吸収層104、誘電体多層膜ミラー10
5、ネマチック液晶層107の厚さおよび比抵抗を比較
すると、誘電体多層膜ミラー105の比抵抗が108 Ω
cm未満の場合、その比抵抗は光吸収層104の比抵抗
よりも小さい。したがって、光導電層103の光電荷か
ら出た電気力線は誘電体多層膜ミラー105内で大きく
広がるため、空間光変調素子は高解像度な画像を表示す
ることができない。[Table 1] Here, the light absorbing layer 104 inserted between the photoconductive layer 103 and the second transparent electrode 109, and the dielectric multilayer mirror 10
5. Comparing the thickness and the specific resistance of the nematic liquid crystal layer 107, the specific resistance of the dielectric multilayer mirror 105 is 10 8 Ω.
In the case where the specific resistance is less than 1 cm, the specific resistance is smaller than the specific resistance of the light absorption layer 104. Therefore, since the lines of electric force generated from the photocharges of the photoconductive layer 103 spread greatly in the dielectric multilayer mirror 105, the spatial light modulator cannot display a high-resolution image.
【0051】また、誘電体多層膜ミラー105の比抵抗
が6×1010Ωcmを上回る場合、その値はネマチック
液晶層107の比抵抗より大きくなる。この場合、前記
電気力線はネマチック液晶層107内で大きく広がるた
め、空間光変調素子はやはり高解像度な画像を表示する
ことができない。When the specific resistance of the dielectric multilayer mirror 105 exceeds 6 × 10 10 Ωcm, the value becomes larger than the specific resistance of the nematic liquid crystal layer 107. In this case, since the lines of electric force greatly spread in the nematic liquid crystal layer 107, the spatial light modulator cannot display a high-resolution image.
【0052】例えば、光変調層となるネマチック液晶層
107の比抵抗を2×1010Ωcmにし、誘電体多層膜
ミラー105の比抵抗を1011Ωcmにし、光吸収層1
04の比抵抗を2.2×108 Ωcmにした空間光変調
素子では、高々10 lp/mmの限界解像度の画像し
か表示することができない。For example, the specific resistance of the nematic liquid crystal layer 107 serving as a light modulating layer is set to 2 × 10 10 Ωcm, the specific resistance of the dielectric multilayer mirror 105 is set to 10 11 Ωcm, and
In the spatial light modulator having the specific resistance of 2.2 × 10 8 Ωcm, only an image having a critical resolution of at most 10 lp / mm can be displayed.
【0053】そこで、上述した範囲外をも含めて、前記
光導電層103、光吸収層104、誘電体多層膜ミラー
105およびネマチック液晶107の特性をいろいろの
値に変更して空間光変調素子の解像度を測定したとこ
ろ、空間光変調素子を構成する光導電層103と、第2
透明電極109との間にある各層、すなわち光吸収層1
04、誘電体多層膜ミラー105、ネマチック液晶層1
07のうち、互いに接する2つの層において、第2透明
電極109に近い方の層の比抵抗が光導電層103に近
い層の比抵抗よりも小さくならないように、各層の比抵
抗を設定することにより、空間光変調素子の解像度を高
くすることができることが分かった。Therefore, the characteristics of the photoconductive layer 103, the light absorbing layer 104, the dielectric multilayer mirror 105, and the nematic liquid crystal 107 are changed to various values including the values outside the above range to change the characteristics of the spatial light modulator. When the resolution was measured, the photoconductive layer 103 forming the spatial light modulator and the second
Each layer between the transparent electrode 109, that is, the light absorbing layer 1
04, dielectric multilayer mirror 105, nematic liquid crystal layer 1
07, the specific resistance of each layer is set so that the specific resistance of the layer closer to the second transparent electrode 109 is not smaller than the specific resistance of the layer closer to the photoconductive layer 103 in the two layers in contact with each other. Thus, it was found that the resolution of the spatial light modulator could be increased.
【0054】《第1実施例の説明》図1は上述した基本
原理に基づく、本発明による比抵抗傾斜型空間光変調素
子の第1実施例を示す構造図である。<< Description of First Embodiment >> FIG. 1 is a structural view showing a first embodiment of a resistivity-gradient spatial light modulator according to the present invention based on the above-described basic principle.
【0055】<第1実施例の全体構成の説明>この図に
示す比抵抗傾斜型空間光変調素子1は第1透明基板2
と、第1透明電極3と、光導電層4と、光吸収層5と、
誘電体多層膜ミラー6と、光変調層7と、第2透明電極
8と、第1反射防止膜9と、第2透明基板10と、第2
反射防止膜11とを順次、密着積層して形成した素子で
あり、交流電源12によって第1透明電極3と、第2透
明電極8との間に交流電圧を印加した状態で、第1透明
基板2側に書込み光13を入射させることにより、光導
電層4の抵抗値を変化させて光変調層7に光情報を2次
元的に書込み、第2反射防止膜11側に読み出し光14
を入射させることにより、前記光変調層7に書き込まれ
ている光情報14を読み出し、これを外部に出射する。<Explanation of the Overall Configuration of the First Embodiment> The specific resistance gradient type spatial light modulator 1 shown in FIG.
A first transparent electrode 3, a photoconductive layer 4, a light absorbing layer 5,
A dielectric multilayer mirror 6, a light modulation layer 7, a second transparent electrode 8, a first anti-reflection film 9, a second transparent substrate 10,
This is an element formed by sequentially laminating an anti-reflection film 11 in close contact with the first transparent substrate while an AC voltage is applied between the first transparent electrode 3 and the second transparent electrode 8 by an AC power supply 12. The writing light 13 is incident on the second side, thereby changing the resistance value of the photoconductive layer 4 to two-dimensionally write optical information on the light modulation layer 7 and reading light 14 on the second antireflection film 11 side.
, The optical information 14 written in the light modulation layer 7 is read out, and emitted to the outside.
【0056】<交流電源12の説明>前記交流電源12
は予め設定されている所定電圧値以上の電圧値を持つ交
流電圧、すなわち光変調層7を構成する液晶・樹脂複合
体19中の液晶分子の長軸を印加電界の方向と一致させ
るのに必要な交流電圧の実効値よりも大きな実効値を持
つ交流電圧値、例えば10〜200V程度の電圧値を持
つ交流電圧を生成し、これを前記第1透明電極3と、第
2透明電極8とに印加する。<Description of AC Power Supply 12>
Is an AC voltage having a voltage value equal to or higher than a predetermined voltage value, that is, necessary to make the major axis of the liquid crystal molecules in the liquid crystal / resin composite 19 constituting the light modulation layer 7 coincide with the direction of the applied electric field. An AC voltage having an effective value larger than the effective value of the AC voltage, for example, an AC voltage having a voltage value of about 10 to 200 V is generated, and this is applied to the first transparent electrode 3 and the second transparent electrode 8. Apply.
【0057】<第1透明基板2の説明>また、前記第1
透明基板2はこの比抵抗傾斜型空間光変調素子1の基板
となる平板状のガラス基板などによって構成されてお
り、その一面に前記第1透明電極3が積層される。<Description of First Transparent Substrate 2>
The transparent substrate 2 is composed of a flat glass substrate or the like serving as the substrate of the specific resistance gradient type spatial light modulator 1, and the first transparent electrode 3 is laminated on one surface thereof.
【0058】<第1透明電極3の説明>第1透明電極3
は前記光導電層4の一面に、または前記第1透明基板2
の一面に、例えばIn2 O3 に5%のSnを添加して形
成した厚さ0.05μmのITO透明電極膜であり、前
記交流電源12から供給される交流電圧に基づいて前記
光導電層4に電圧を印加する。<Description of First Transparent Electrode 3> First Transparent Electrode 3
Is on one surface of the photoconductive layer 4 or on the first transparent substrate 2
A 0.05 μm thick ITO transparent electrode film formed by adding 5% of Sn to In 2 O 3 , for example, based on an AC voltage supplied from the AC power supply 12. 4 is applied with a voltage.
【0059】<光導電層4の説明>光導電層4は珪素、
ゲルマニウムおよび炭素によって構成される群から選択
される1つ以上の元素からなるアモルファス膜、アモル
ファスシリコン膜、水素化アモルファスシリコン膜、ア
モルファスシリコンカーバイト膜、水素化アモルファス
シリコンカーバイト膜など、光照射によってインピーダ
ンスが大幅に変化する材料によって構成され、その一面
に前記光吸収層5が積層される。<Description of Photoconductive Layer 4> The photoconductive layer 4 is made of silicon,
Irradiation of amorphous film, amorphous silicon film, hydrogenated amorphous silicon film, amorphous silicon carbide film, hydrogenated amorphous silicon carbide film, etc. made of one or more elements selected from the group consisting of germanium and carbon The light absorption layer 5 is laminated on one surface of a material whose impedance greatly changes.
【0060】また、光導電層4として、上述した材料以
外にも、例えばアモルファスセレン膜、アモルファスS
eAs膜、アモルファスZnS膜、アモルファスCdS
膜あるいはアモルファスCdSe膜なども使用すること
ができる。さらに、光導電層4として、GaAs結晶、
GaP結晶、Bi12SiO20結晶、あるいはBi12Ge
O20結晶など、光照射によりインピーダンスが大幅に変
化する結晶も適している。As the photoconductive layer 4, for example, an amorphous selenium film, an amorphous S
eAs film, amorphous ZnS film, amorphous CdS
A film or an amorphous CdSe film can also be used. Further, as the photoconductive layer 4, a GaAs crystal,
GaP crystal, Bi 12 SiO 20 crystal, or Bi 12 Ge
A crystal such as an O 20 crystal, whose impedance changes significantly by light irradiation, is also suitable.
【0061】そのほか、光導電層4として、光導電物質
からなる粒子を樹脂中に分散した分散型光導電膜を用い
ることもできる。この場合、分散型光導電膜に用いる光
導電材料としては、フタロシアニン系顔料、アゾ系顔
料、多環キノン系顔料、ペリレン系顔料、ペリノン系顔
料、アントラキノン系顔料、インジゴ系顔料、チオイン
ジゴ系顔料、ジオキサジン系顔料、アゾレーキ系顔料、
チアピリリウム系色素、キナクリドン系顔料、シアニン
系色素、ピロル系顔料、ポルフィリン系顔料、アンタン
トン系顔料、スクアリリウム色素、アズレニウム色素、
ZnO、TiO、CdS、あるいはCdSeなどを使用
することができる。In addition, as the photoconductive layer 4, a dispersion type photoconductive film in which particles made of a photoconductive material are dispersed in a resin can be used. In this case, as the photoconductive material used for the dispersed photoconductive film, phthalocyanine pigments, azo pigments, polycyclic quinone pigments, perylene pigments, perinone pigments, anthraquinone pigments, indigo pigments, thioindigo pigments, Dioxazine pigments, azo lake pigments,
Thiapyrylium-based pigments, quinacridone-based pigments, cyanine-based pigments, pyrrol-based pigments, porphyrin-based pigments, anthantone-based pigments, squarylium-based pigments, azurenium-based pigments,
ZnO, TiO, CdS, CdSe, or the like can be used.
【0062】<光吸収層5の説明>光吸収層5はCdT
e膜、ダイヤモンドライクカーボン膜、珪素と炭素とゲ
ルマニウムとから実質的に構成されたアモルファス膜に
よって構成される群から選択された1つ以上の膜、ある
いは無機顔料、有機顔料、カーボン、染料によって構成
される群から選択された1つ以上の材料を樹脂中に分散
させた樹脂複合体などで構成され、特に読み出し光14
を吸収しても、その比抵抗の変化が少くない材料によっ
て構成され、その一面に誘電体多層膜ミラー6が積層さ
れる。<Description of Light Absorbing Layer 5> The light absorbing layer 5 is made of CdT
e film, diamond-like carbon film, at least one film selected from the group consisting of amorphous film substantially composed of silicon, carbon and germanium, or composed of inorganic pigment, organic pigment, carbon, dye It is composed of a resin composite or the like in which one or more materials selected from the group to be dispersed are dispersed in a resin.
Is made of a material whose specific resistance does not change much even if it absorbs, and a dielectric multilayer mirror 6 is laminated on one surface thereof.
【0063】<誘電体多層膜ミラー6の説明>誘電体多
層膜ミラー6はSiO2 膜、TiO2 膜、HfO2 膜、
Ta2 O5 膜、ZnS膜、Al2 O3 膜、Na2 AlF
6 膜、MgF2 膜、LaF3 膜、GdF3 膜、SmF3
膜、CeF3 膜、ZrO2 膜およびCeO2 膜によって
構成される群から選択された2つ以上の膜を積層した多
層膜によって構成されて、その一面に前記光変調層7が
積層される。<Description of Dielectric Multilayer Mirror 6> Dielectric multilayer mirror 6 is made of SiO 2 film, TiO 2 film, HfO 2 film,
Ta 2 O 5 film, ZnS film, Al 2 O 3 film, Na 2 AlF
6 film, MgF 2 film, LaF 3 film, GdF 3 film, SmF 3
The light modulating layer 7 is formed by laminating two or more films selected from the group consisting of a film, a CeF 3 film, a ZrO 2 film, and a CeO 2 film.
【0064】<光変調層7の説明>光変調層7は図2に
示す如くネマチック液晶、コレステリック液晶、スメク
チック液晶あるいはこれら各液晶の混合物によって構成
される群から選択された1つ以上の液晶17と、この液
晶17の常光屈折率、異常光屈折率または前記液晶17
がランダムに配向した際の屈折率のいずれかと同等な屈
折率を持ち、前記液晶17が分散される透明樹脂18と
によって構成される厚さ数μmから数十μmの液晶・樹
脂複合体19、または図3に示す如く前記液晶17中に
前記透明樹脂18を分散させた厚さ数μmから数十μm
の液晶・樹脂複合体19を備えており、第1透明基板2
側から書込み光13が入射され、これが第1透明電極3
を透過して光導電層4に入射し、この光導電層4のイン
ピーダンスが変化して光変調層7に印加される電界が変
化したとき、液晶17の屈折率を変化させ、第2反射防
止膜11側から読み出し光14が入射され、これが第2
透明基板10、第1反射防止膜9、第2透明電極8を透
過して入射したとき、液晶17の屈折率に応じてこれを
選択的に散乱させることなく透過させ、透過光を誘電体
多層膜ミラー6によって反射し、表示光15として出射
する。<Description of Light Modulating Layer 7> As shown in FIG. 2, the light modulating layer 7 is composed of one or more liquid crystals 17 selected from the group consisting of a nematic liquid crystal, a cholesteric liquid crystal, a smectic liquid crystal, or a mixture of these liquid crystals. And the ordinary or extraordinary refractive index of the liquid crystal 17 or the liquid crystal 17
Has a refractive index equivalent to any of the refractive indices when randomly oriented, and a liquid crystal-resin composite 19 having a thickness of several μm to several tens μm constituted by the transparent resin 18 in which the liquid crystal 17 is dispersed, Alternatively, as shown in FIG. 3, a thickness in which the transparent resin 18 is dispersed in the liquid crystal 17 is several μm to several tens μm.
Liquid crystal / resin composite 19 of the first transparent substrate 2
The writing light 13 is incident from the side, and this is the first transparent electrode 3.
When the impedance of the photoconductive layer 4 changes and the electric field applied to the light modulating layer 7 changes, the refractive index of the liquid crystal 17 changes and the second anti-reflection occurs. The reading light 14 is incident from the film 11 side, and this is the second light.
When the incident light is transmitted through the transparent substrate 10, the first antireflection film 9, and the second transparent electrode 8, the light is transmitted without being selectively scattered according to the refractive index of the liquid crystal 17, and the transmitted light is passed through the dielectric multilayer. The light is reflected by the film mirror 6 and emitted as display light 15.
【0065】この場合、液晶・樹脂複合体19が、その
構成要素である液晶17の常光屈折率または異常光屈折
率と、透明樹脂18の屈折率とがほぼ一致している液晶
・樹脂複合体19である場合には、液晶・樹脂複合体1
9に電界が印加されていないとき、液晶17の屈折率
と、透明樹脂18の屈折率とが食い違うことから、この
液晶・樹脂複合体19に読み出し光14が入射したと
き、これが液晶・樹脂複合体19中で散乱し、また前記
液晶・樹脂複合体19に十分大きな電界が印加されてい
るとき、液晶17の屈折率と、透明樹脂19の屈折率と
がほぼ一致することから、この液晶・樹脂複合体19に
読み出し光14が入射したとき、これが液晶・樹脂複合
体19で散乱されることなく、透過する。In this case, the liquid crystal / resin composite 19 is a liquid crystal / resin composite in which the refractive index of the transparent resin 18 is substantially the same as the refractive index of the ordinary liquid or the extraordinary light of the liquid crystal 17 as a constituent element thereof. 19, the liquid crystal / resin composite 1
When an electric field is not applied to the liquid crystal 9, the refractive index of the liquid crystal 17 and the refractive index of the transparent resin 18 are different from each other. When the liquid crystal 17 is scattered in the body 19 and a sufficiently large electric field is applied to the liquid crystal / resin composite 19, the refractive index of the liquid crystal 17 and the refractive index of the transparent resin 19 substantially match. When the readout light 14 is incident on the resin composite 19, it is transmitted without being scattered by the liquid crystal / resin composite 19.
【0066】また、液晶・樹脂複合体19が、その構成
要素である液晶17がランダムに配向した際の屈折率
と、透明樹脂18の屈折率とがほぼ一致している液晶・
樹脂複合体19である場合には、液晶・樹脂複合体19
に電界が印加されていないとき、液晶17の屈折率と、
透明樹脂18の屈折率とが一致していることから、前記
液晶・樹脂複合体19に読み出し光14が入射したと
き、これがそのまま透過し、また前記液晶・樹脂複合体
19に十分大きな電界が印加されているとき、液晶17
の屈折率と、透明樹脂19の屈折率とが食い違うことか
ら、この液晶・樹脂複合体19に書込み光14が入射し
たとき、これが液晶・樹脂複合体19で散乱される。In the liquid crystal / resin composite 19, the refractive index when the liquid crystal 17 as a constituent element thereof is randomly aligned and the refractive index of the transparent resin 18 substantially match.
In the case of the resin composite 19, the liquid crystal / resin composite 19
When no electric field is applied, the refractive index of the liquid crystal 17 and
Since the refractive index of the transparent resin 18 matches, when the readout light 14 is incident on the liquid crystal / resin composite 19, it is transmitted as it is, and a sufficiently large electric field is applied to the liquid crystal / resin composite 19. The LCD 17
Is different from the refractive index of the transparent resin 19, when the writing light 14 enters the liquid crystal / resin composite 19, it is scattered by the liquid crystal / resin composite 19.
【0067】つまり、この第1実施例では、これら両方
の液晶・樹脂複合体19を使用することができる。しか
し、前者の液晶・樹脂複合体19のように、液晶17の
常光屈折率または異常光屈折率と、透明樹脂18の屈折
率とがほぼ一致しているタイプの方が望ましい。これ
は、液晶17がランダムに配向した際の屈折率と、透明
樹脂18の屈折率とがほぼ一致しているタイプの液晶・
樹脂複合体19では、液晶・樹脂複合体19全面の各部
分をマクロ的に見ると、各部分毎に、液晶17のランダ
ムな状態が異なり、光透過状態時にムラがあるように見
えるためである。これに対し、液晶17の常光屈折率ま
たは異常光屈折率と、透明樹脂18の屈折率とが一致し
ているタイプの液晶・樹脂複合体19では、電界が印加
されて液晶分子が一定の方向に配列された状態で、光透
過状態になるため、ランダム配向時に偏った配向をして
いても、ほぼ均一に光を透過することになる。また、電
界が印加されていない状態では、液晶17の分子が透明
樹脂18の壁面に配列し、ランダムに配向しているとき
と、実質的に同じ状態になる。この状態は、光散乱状態
であり、光透過状態とは異なり、わずかに屈折率がずれ
ていても、目立ち難い。したがって、光変調層7とし
て、このタイプの液晶・樹脂複合体19を使用した空間
光変調素子では、ムラになって認識されることはほとん
どない。That is, in the first embodiment, both of these liquid crystal / resin composites 19 can be used. However, a type in which the ordinary or extraordinary refractive index of the liquid crystal 17 and the refractive index of the transparent resin 18 are almost the same as in the former liquid crystal / resin composite 19 is preferable. This is because the refractive index of the liquid crystal 17 when the liquid crystal 17 is randomly aligned and the refractive index of the transparent resin 18 are almost the same.
This is because, in the resin composite 19, when each part of the entire surface of the liquid crystal / resin composite 19 is viewed macroscopically, the random state of the liquid crystal 17 is different for each part, and the liquid crystal 17 appears to be uneven in the light transmitting state. . On the other hand, in the liquid crystal / resin composite 19 of the type in which the ordinary or extraordinary refractive index of the liquid crystal 17 matches the refractive index of the transparent resin 18, an electric field is applied to cause the liquid crystal molecules to move in a certain direction. Since the light is transmitted in the state of being arranged in a random arrangement, the light is transmitted almost uniformly even if the alignment is biased at the time of random alignment. Further, in a state where no electric field is applied, the state is substantially the same as when the molecules of the liquid crystal 17 are arranged on the wall surface of the transparent resin 18 and randomly aligned. This state is a light scattering state, and unlike a light transmitting state, even if the refractive index is slightly shifted, it is hardly noticeable. Therefore, in the spatial light modulation element using this type of liquid crystal / resin composite 19 as the light modulation layer 7, unevenness is hardly recognized.
【0068】特に、これらの中でも、液晶17の常光屈
折率と、透明樹脂18の屈折率とがほぼ一致しているタ
イプの液晶・樹脂複合体19がその性能上、最適であ
る。In particular, among these, a liquid crystal / resin composite 19 of a type in which the ordinary light refractive index of the liquid crystal 17 and the refractive index of the transparent resin 18 are almost the same is optimal in terms of its performance.
【0069】そして、この液晶・樹脂複合体19は液晶
17と、透明樹脂18を構成する材料とを混ぜ合わせて
溶液状またはラテックス状にしておいて、これを光硬
化、熱硬化、溶媒除去による硬化、反応硬化等により、
透明樹脂18と液晶17とを分離させて、図2に示すよ
うに透明樹脂18中に液晶17が粒子状に分散した状
態、もしくは図4に示すように透明樹脂18中に液晶1
7が連通状に分散した状態、あるいは図3に示すように
前記液晶17中に透明樹脂18が分散した状態にするこ
とにより、製作される。The liquid crystal / resin composite 19 is prepared by mixing the liquid crystal 17 and the material constituting the transparent resin 18 to form a solution or a latex, which is subjected to light curing, heat curing, and solvent removal. By curing, reaction curing, etc.
The transparent resin 18 and the liquid crystal 17 are separated, and the liquid crystal 17 is dispersed in the transparent resin 18 in the form of particles as shown in FIG. 2 or the liquid crystal 1 is dispersed in the transparent resin 18 as shown in FIG.
It is manufactured by dispersing the liquid crystal 7 in a communicating state or by dispersing the transparent resin 18 in the liquid crystal 17 as shown in FIG.
【0070】この場合、光硬化または熱硬化タイプの透
明樹脂18は密閉系内で硬化させることができるため、
素子製作上、このタイプの透明樹脂18を使用すること
が好ましい。特に、光硬化タイプの透明樹脂18は短時
間で硬化させることができるとともに、一旦硬化した後
では、熱による影響を受け難いので、これを使用するこ
とが好ましい。In this case, since the photo-curable or thermo-curable transparent resin 18 can be cured in a closed system,
It is preferable to use this type of transparent resin 18 from the viewpoint of device fabrication. In particular, the light-curing type transparent resin 18 can be cured in a short time, and after being cured, it is not easily affected by heat.
【0071】具体的な製法としては、従来のツイステッ
ドネマチック液晶と同様に、シール材を用いてセルを形
成し、注入口から液晶17となる未硬化のネマチック液
晶と、透明樹脂18となる樹脂前駆体(樹脂が硬化する
前の状態、ここでは、例えばモノマーあるいはオリゴマ
ー等の状態の総称として用いる)を封入した後、硬化さ
せることもできる。As a specific manufacturing method, as in the case of the conventional twisted nematic liquid crystal, a cell is formed using a sealing material, and an uncured nematic liquid crystal which becomes liquid crystal 17 from the injection port and a resin precursor which becomes transparent resin 18 are formed. After enclosing a body (a state before the resin is cured, here, for example, a state of a monomer or an oligomer is used as a generic term), it can be cured.
【0072】また、本発明の液晶・樹脂複合体19の場
合、シール材を用いずに、例えば第1透明基板2上に第
1透明電極3、光導電層4、光吸収層5および誘電体多
層膜ミラー6を重ねて密着し、その上に未硬化の前記樹
脂前駆体と液晶17との混合物を塗布し、さらに第2透
明電極8、第1反射防止膜9、第2透明基板10、第2
反射防止膜11を積層後、光照射等により前記樹脂前駆
体を硬化させて、液晶・樹脂複合体19を有する比抵抗
傾斜型空間光変調素子1を形成することもできる。勿
論、その後、周囲にシール材を塗布しても良い。この製
法によれば、単に未硬化の液晶17と、前記樹脂前駆体
との混合物をロールコート、スピンコート、印刷、ディ
スペンサーによる塗布等で供給すれば良く、注入工程が
簡単であることから、生産性を大幅に向上させることが
できる。In the case of the liquid crystal / resin composite 19 of the present invention, for example, the first transparent electrode 3, the photoconductive layer 4, the light absorbing layer 5, and the dielectric material are formed on the first transparent substrate 2 without using a sealing material. The multi-layer mirror 6 is overlaid and adhered, a mixture of the uncured resin precursor and the liquid crystal 17 is applied thereon, and the second transparent electrode 8, the first antireflection film 9, the second transparent substrate 10, Second
After laminating the anti-reflection film 11, the resin precursor is cured by light irradiation or the like to form the specific resistance gradient type spatial light modulator 1 having the liquid crystal / resin composite 19. Of course, after that, a sealing material may be applied to the periphery. According to this manufacturing method, the mixture of the uncured liquid crystal 17 and the resin precursor may be simply supplied by roll coating, spin coating, printing, coating with a dispenser, or the like. Performance can be greatly improved.
【0073】また、これら未硬化の樹脂前駆体と、液晶
17との混合物には、基板間隙制御用のセラミック粒
子、プラスチック粒子、ガラス粒子、ガラス繊維等のス
ペーサ、顔料、色素、粘度調整剤、その他、本発明の性
能に悪影響を与えない添加剤を添加しても良い。The mixture of the uncured resin precursor and the liquid crystal 17 includes spacers such as ceramic particles, plastic particles, glass particles, and glass fibers for controlling the gap between the substrates, pigments, dyes, viscosity modifiers, and the like. In addition, additives that do not adversely affect the performance of the present invention may be added.
【0074】<第2透明基板10の説明>また、第2透
明電極基板10はこの比抵抗傾斜型空間光変調素子1の
基板となる平板状のガラス基板などによって構成され、
その一面に第1反射防止膜9が積層されるとともに、そ
の他面に第2反射防止膜11が積層される。<Explanation of Second Transparent Substrate 10> The second transparent electrode substrate 10 is constituted by a flat glass substrate or the like serving as a substrate of the specific resistance gradient type spatial light modulator 1, and the like.
The first anti-reflection film 9 is laminated on one surface, and the second anti-reflection film 11 is laminated on the other surface.
【0075】<第2反射防止膜11の説明>第2反射防
止膜11はSiO2 膜、TiO2 膜、HfO2 膜、Ta
2 O5 膜、ZnS膜、Na2 AlF6 膜、MgF2 膜、
CeF3 膜、ZrO2 膜およびCeO2 膜によって構成
される群から選択された1つ以上の膜を積層した多層膜
によって構成される。<Explanation of the second anti-reflection film 11> The second anti-reflection film 11 is made of SiO 2 film, TiO 2 film, HfO 2 film, Ta
2 O 5 film, ZnS film, Na 2 AlF 6 film, MgF 2 film,
It is composed of a multilayer film in which one or more films selected from the group consisting of a CeF 3 film, a ZrO 2 film and a CeO 2 film are laminated.
【0076】<第1反射防止膜9の説明>第1反射防止
膜9はSiO2 膜、TiO2 膜、HfO2 膜、Ta2 O
5 膜、ZnS膜、Na2 AlF6 膜、MgF2 膜、Ce
F3 膜、ZrO2 膜およびCeO2 膜によって構成され
る群から選択された1つ以上の膜を積層した多層膜によ
って構成され、その一面に第2透明電極8が積層され
る。<Description of First Anti-Reflection Film 9> The first anti-reflection film 9 is made of a SiO 2 film, a TiO 2 film, a HfO 2 film, a Ta 2 O film.
5 film, ZnS film, Na 2 AlF 6 film, MgF 2 film, Ce
A multilayer film is formed by laminating one or more films selected from the group consisting of an F 3 film, a ZrO 2 film, and a CeO 2 film, and the second transparent electrode 8 is laminated on one surface thereof.
【0077】<第2透明電極の説明>第2透明電極9は
前記第1反射防止膜9上に、例えばIn2 O3 に5%の
Snを添加して形成した厚さ0.05μmのITO透明
電極膜であり、前記交流電源12から供給される交流電
圧に基づいて前記光変調層7に電界を印加する。<Description of Second Transparent Electrode> The second transparent electrode 9 is formed on the first antireflection film 9 by adding, for example, 5% of Sn to In 2 O 3 and having a thickness of 0.05 μm of ITO. An electric field is applied to the light modulation layer 7 based on an AC voltage supplied from the AC power supply 12.
【0078】上述した説明から明らかなように、図1に
示す比抵抗傾斜型空間光変調素子1では、光導電層4
と、第2透明電極8との間に、光導電層4に近い順に、
光吸収層5、誘電体多層膜ミラー6、光変調層7を積層
し、さらに光吸収層5の比抵抗を誘電体多層膜ミラー6
の比抵抗よりも、少なくとも大きくならないようにする
とともに、誘電体多層膜ミラー6の比抵抗を光変調層7
の比抵抗よりも、少なくとも大きくならないようにして
いる。As is clear from the above description, in the specific resistance gradient type spatial light modulator 1 shown in FIG.
And the second transparent electrode 8, in the order of proximity to the photoconductive layer 4.
The light absorbing layer 5, the dielectric multilayer mirror 6, and the light modulating layer 7 are laminated, and the specific resistance of the light absorbing layer 5 is further reduced by the dielectric multilayer mirror 6.
And the specific resistance of the dielectric multilayer mirror 6 is set to be smaller than that of the light modulating layer 7.
At least not higher than the specific resistance.
【0079】なお、上述した第1実施例においては、第
2透明電極8と第2透明基板10との間に、第1反射防
止膜9を配置するようにしているが、第2透明電極8と
第1反射防止膜9とを入れ替えて、第1反射防止膜9
と、第2透明基板10との間に、第2透明電極8を配置
するようにしても同様な効果を得ることができる。In the first embodiment described above, the first antireflection film 9 is disposed between the second transparent electrode 8 and the second transparent substrate 10, but the second transparent electrode 8 And the first anti-reflection film 9 are replaced with each other.
The same effect can be obtained by disposing the second transparent electrode 8 between the second transparent substrate 10 and the second transparent substrate 10.
【0080】《第2実施例の説明》図5は本発明による
比抵抗傾斜型空間光変調素子の第2実施例を示す断面図
である。なお、この図において、図1の各部と同じ部分
には、同じ符号が付してある。<< Explanation of the Second Embodiment >> FIG. 5 is a sectional view showing a second embodiment of the spatial light modulator of the specific resistance gradient type according to the present invention. In this figure, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【0081】<第2実施例の全体構成の説明>この図に
示す比抵抗傾斜型空間光変調素子1が図1に示す素子と
異なる点は、図1に示す比抵抗傾斜型空間光変調素子1
から光吸収層5を除き、第1透明基板2と、第1透明電
極3と、光導電層4と、誘電体多層膜ミラー6と、光変
調層7と、第2透明電極8と、第1反射防止膜9と、第
2透明基板10と、第2反射防止膜11とを順次、密着
積層して素子を形成したことであり、交流電源12によ
って第1透明電極3と、第2透明電極8との間に交流電
圧を印加した状態で、第1透明基板2側に書込み光13
を入射させることにより、光導電層4の抵抗値を変化さ
せて光変調層7に光情報を2次元的に書込み、第2反射
防止膜11側に読み出し光14を入射させることによ
り、前記光変調層7に書き込まれている光情報14を読
み出し、これを外部に出射する。<Explanation of the Overall Configuration of the Second Embodiment> The gradient-specific spatial light modulator 1 shown in FIG. 2 is different from the device shown in FIG. 1 in that the gradient spatial light modulator shown in FIG. 1
The first transparent substrate 2, the first transparent electrode 3, the photoconductive layer 4, the dielectric multilayer mirror 6, the light modulating layer 7, the second transparent electrode 8, (1) An anti-reflection film 9, a second transparent substrate 10, and a second anti-reflection film 11 are sequentially and closely adhered and laminated to form an element, and the first transparent electrode 3 and the second transparent With the AC voltage applied between the first transparent substrate 2 and the electrode 8, the writing light 13
The optical information is two-dimensionally written into the light modulation layer 7 by changing the resistance value of the photoconductive layer 4 and the readout light 14 is incident on the second antireflection film 11 side. The optical information 14 written in the modulation layer 7 is read out and emitted to the outside.
【0082】この場合も、光変調層7を構成する液晶・
樹脂複合体19に接する誘電体多層膜ミラー6の比抵抗
を前記液晶・樹脂複合体19の比抵抗よりも、少なくと
も大きくならないようにしている。Also in this case, the liquid crystal constituting the light modulating layer 7
The specific resistance of the dielectric multilayer mirror 6 in contact with the resin composite 19 is made not to be at least higher than the specific resistance of the liquid crystal / resin composite 19.
【0083】このようにしても、上述した第1実施例と
同様に、素子自体の解像度を大幅に向上させて、素子自
体や各光学系を大型化することなく、高精細画像を表示
することができ、これによって投射型ディスプレィや画
像処理装置自体を大型化することなく、かつ製作コスト
を増大させることなく画像の高精細化を達成することが
できる。Also in this case, as in the first embodiment described above, the resolution of the element itself is greatly improved, and a high-definition image can be displayed without increasing the size of the element itself or each optical system. Accordingly, it is possible to achieve high definition of an image without increasing the size of the projection display or the image processing apparatus itself and without increasing the manufacturing cost.
【0084】なお、上述した第2実施例においては、第
2透明電極8と第2透明基板10との間に、第1反射防
止膜9を配置しているが、第2透明電極8と第1反射防
止膜9とを入れ替えて、第1反射防止膜9と第2透明基
板10との間に、第2透明電極8を配置するようにして
も同様な効果を得ることができる。In the second embodiment described above, the first anti-reflection film 9 is disposed between the second transparent electrode 8 and the second transparent substrate 10. The same effect can be obtained by replacing the first antireflection film 9 and disposing the second transparent electrode 8 between the first antireflection film 9 and the second transparent substrate 10.
【0085】《第3実施例の説明》図6は本発明による
比抵抗傾斜型空間光変調素子の第3実施例を示す断面図
である。なお、この図において、図1の各部と同じ部分
には、同じ符号が付してある。<< Explanation of Third Embodiment >> FIG. 6 is a sectional view showing a third embodiment of the spatial light modulator of the specific resistance gradient type according to the present invention. In this figure, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【0086】<第3実施例の全体構成の説明>この図に
示す比抵抗傾斜型空間光変調素子1が図1に示す素子と
異なる点は、液晶層70として、ネマチック液晶、コレ
ステリック液晶、スメクチック液晶およびこれらのネマ
チック液晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶の
混合物によって構成される群から選択された1つ以上の
液晶を用いるとともに、誘電体多層膜ミラー6と液晶層
70との間に液晶分子を配向させる第1配向層20を設
け、さらに前記液晶層70と第2透明電極8との間に液
晶分子を配向させる第2配向層21を設け、前記第1配
向層20と、前記液晶層70と、前記第2配向層21と
をまとめて光変調層7とし、これら第1透明基板2と、
第1透明電極3と、光導電層4と、光吸収層5と、誘電
体多層膜ミラー6と、光変調層7と、第2透明電極8
と、第1反射防止膜9と、第2透明基板10と、第2反
射防止膜11とを順次、密着積層して素子を形成したこ
とであり、交流電源12によって第1透明電極3と、第
2透明電極8との間に交流電圧を印加した状態で、第1
透明基板2側に書込み光13を入射させることにより、
光導電層4の抵抗値を変化させて光変調層7に光情報を
2次元的に書込み、第2反射防止膜11側に読み出し光
14を入射させることにより、前記光変調層7に書き込
まれている光情報14を読み出し、これを外部に出射す
る。ここで、第1配向層20と第2配向層21は、非常
に薄いため、これらと液晶層70をまとめて光変調層7
とすることは何ら支障がない。<Explanation of the Overall Configuration of the Third Embodiment> The point that the specific resistance gradient type spatial light modulator 1 shown in this figure is different from the element shown in FIG. 1 is that a nematic liquid crystal, a cholesteric liquid crystal, a smectic A liquid crystal and one or more liquid crystals selected from the group consisting of a mixture of these nematic liquid crystal, cholesteric liquid crystal, and smectic liquid crystal are used, and liquid crystal molecules are aligned between the dielectric multilayer mirror 6 and the liquid crystal layer 70. A second alignment layer 21 for aligning liquid crystal molecules is provided between the liquid crystal layer 70 and the second transparent electrode 8, and the first alignment layer 20 and the liquid crystal layer 70 , The second alignment layer 21 and the light modulation layer 7, and the first transparent substrate 2
A first transparent electrode 3, a photoconductive layer 4, a light absorbing layer 5, a dielectric multilayer mirror 6, a light modulating layer 7, and a second transparent electrode 8
And a first anti-reflection film 9, a second transparent substrate 10, and a second anti-reflection film 11 are sequentially and closely adhered and laminated to form an element. With the AC voltage applied between the first transparent electrode 8 and the second transparent electrode 8, the first
By making the writing light 13 incident on the transparent substrate 2 side,
The optical information is two-dimensionally written to the light modulation layer 7 by changing the resistance value of the photoconductive layer 4, and the read light 14 is incident on the second antireflection film 11 side, whereby the light is written to the light modulation layer 7. The optical information 14 is read out and emitted to the outside. Here, since the first alignment layer 20 and the second alignment layer 21 are very thin, they and the liquid crystal layer 70 are put together to form the light modulating layer 7.
There is no problem in doing so.
【0087】そして、この比抵抗傾斜型空間光変調素子
1でも、光導電層4と、第2透明電極8との間に、光導
電層4に近い順に、光吸収層5、誘電体多層膜ミラー
6、光変調層7を積層し、さらに光吸収層5の比抵抗を
誘電体多層膜ミラー6の比抵抗よりも、少なくとも大き
くならないようにするとともに、誘電体多層膜ミラー6
の比抵抗を光変調層7の比抵抗よりも、少なくとも大き
くならないようにしている。In the spatial light modulating element 1 having the gradient specific resistance, the light absorbing layer 5 and the dielectric multilayer film are arranged between the photoconductive layer 4 and the second transparent electrode 8 in order from the photoconductive layer 4. The mirror 6 and the light modulating layer 7 are stacked, and the specific resistance of the light absorbing layer 5 is made not to be at least higher than the specific resistance of the dielectric multilayer mirror 6.
Is made to be at least not higher than the specific resistance of the light modulation layer 7.
【0088】このようにしても、上述した第1実施例と
同様に、素子自体の解像度を大幅に向上させて、素子自
体や各光学系を大型化することなく、高精細画像を表示
することができ、これによって投射型ディスプレィや画
像処理装置自体を大型化することなく、かつ製作コスト
を増大させることなく画像の高精細化を達成することが
できる。Even in this case, as in the first embodiment described above, the resolution of the element itself can be greatly improved, and a high-definition image can be displayed without increasing the size of the element itself and each optical system. Accordingly, it is possible to achieve high definition of an image without increasing the size of the projection display or the image processing apparatus itself and without increasing the manufacturing cost.
【0089】また、図6に示す比抵抗傾斜型空間光変調
素子1では、第1配向層20、第2配向層21、光吸収
層5を削除しても、この第3実施例と同様な効果を得る
ことができる。Also, in the specific resistance gradient type spatial light modulator 1 shown in FIG. 6, even if the first alignment layer 20, the second alignment layer 21, and the light absorbing layer 5 are omitted, the same as in the third embodiment is obtained. The effect can be obtained.
【0090】なお、上述した第3実施例においては、第
2透明電極8と第2透明基板10との間に、第1反射防
止膜9を配置しているが、第2透明電極8と第1反射防
止膜9とを入れ替えて、第1反射防止膜9と第2透明基
板10との間に、第2透明電極8を配置するようにして
も同様な効果を得ることができる。In the third embodiment, the first antireflection film 9 is disposed between the second transparent electrode 8 and the second transparent substrate 10, but the second transparent electrode 8 and the second The same effect can be obtained by replacing the first antireflection film 9 and disposing the second transparent electrode 8 between the first antireflection film 9 and the second transparent substrate 10.
【0091】《第4実施例の説明》図7は本発明による
比抵抗傾斜型空間光変調素子の第4実施例を示す断面図
である。なお、この図において、図1の各部と同じ部分
には、同じ符号が付してある。<< Explanation of Fourth Embodiment >> FIG. 7 is a sectional view showing a fourth embodiment of the spatial light modulator of the specific resistance gradient type according to the present invention. In this figure, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【0092】<第4実施例の全体構成の説明>この図に
示す比抵抗傾斜型空間光変調素子1が図1に示す素子と
異なる点は、図1に示す比抵抗傾斜型空間光変調素子1
から第1反射防止膜9と、第2透明基板10と、第2反
射防止膜11とを除くとともに、光変調層7として、L
iNbO3 、LiTaO3 、KDP、DKDP、AD
P、KTP、KNbO3 、SrxBa1-x Nb2 O6 、
GaAs、InPおよびGaP結晶によって構成される
群から選択された1つ以上の電気光学結晶を用い、さら
に光変調層7と、第2透明電極8との間に反射防止膜2
2を挿入し、これら第1透明基板2と、第1透明電極3
と、光導電層4と、光吸収層5と、誘電体多層膜ミラー
6と、光変調層7と、反射防止膜22と、第2透明電極
8とを順次、密着積層して素子を形成したことであり、
交流電源12によって第1透明電極3と、第2透明電極
8との間に交流電圧を印加した状態で、第1透明基板2
側に書込み光13を入射させることにより、光導電層4
の抵抗値を変化させて光変調層7に光情報を2次元的に
書込み、第2透明電極8側に読み出し光14を入射させ
ることにより、前記光変調層7に書き込まれている光情
報14を読み出し、これを外部に出射する。<Explanation of Entire Configuration of Fourth Embodiment> A gradient-spatial-type spatial light modulator 1 shown in FIG. 1 differs from the element shown in FIG. 1
From the first anti-reflection film 9, the second transparent substrate 10, and the second anti-reflection film 11, and as the light modulating layer 7, L
iNbO 3 , LiTaO 3 , KDP, DKDP, AD
P, KTP, KNbO 3 , Sr x Ba 1-x Nb 2 O 6 ,
One or more electro-optic crystals selected from the group consisting of GaAs, InP and GaP crystals are used, and an anti-reflection film 2 is interposed between the light modulating layer 7 and the second transparent electrode 8.
2 and the first transparent substrate 2 and the first transparent electrode 3
, A photoconductive layer 4, a light absorbing layer 5, a dielectric multilayer mirror 6, a light modulating layer 7, an anti-reflection film 22, and a second transparent electrode 8 are successively adhered and laminated to form an element. That is,
When an AC voltage is applied between the first transparent electrode 3 and the second transparent electrode 8 by the AC power supply 12, the first transparent substrate 2
The writing light 13 is incident on the side of the photoconductive layer 4.
Is written two-dimensionally on the light modulation layer 7 by changing the resistance value of the light modulation layer 7 and the readout light 14 is made incident on the second transparent electrode 8 side, whereby the light information 14 written on the light modulation layer 7 is changed. And read it out.
【0093】そして、この比抵抗傾斜型空間光変調素子
1でも、光導電層4と、第2透明電極8との間に、光導
電層4に近い順に、光吸収層5、誘電体多層膜ミラー
6、光変調層7を積層し、さらに光吸収層5の比抵抗を
誘電体多層膜ミラー6の比抵抗よりも、少なくとも大き
くならないようにするとともに、誘電体多層膜ミラー6
の比抵抗を光変調層7の比抵抗よりも、少なくとも大き
くならないようにしている。In the spatial light modulating element 1 having a specific resistance gradient, between the photoconductive layer 4 and the second transparent electrode 8, the light absorbing layer 5 and the dielectric multilayer film are arranged in the order closer to the photoconductive layer 4. The mirror 6 and the light modulating layer 7 are stacked, and the specific resistance of the light absorbing layer 5 is made not to be at least higher than the specific resistance of the dielectric multilayer mirror 6.
Is made to be at least not higher than the specific resistance of the light modulation layer 7.
【0094】このようにしても、上述した第1実施例と
同様に、素子自体の解像度を大幅に向上させて、素子自
体や各光学系を大型化することなく、高精細画像を表示
することができ、これによって投射型ディスプレィや画
像処理装置自体を大型化することなく、かつ製作コスト
を増大させることなく画像の高精細化を達成することが
できる。Even in this case, as in the first embodiment described above, the resolution of the element itself is greatly improved, and a high-definition image can be displayed without increasing the size of the element itself or each optical system. Accordingly, it is possible to achieve high definition of an image without increasing the size of the projection display or the image processing apparatus itself and without increasing the manufacturing cost.
【0095】なお、上述した第4実施例においては、光
変調層7と第2透明電極8との間に、反射防止膜22を
配置しているが、第2透明電極8と反射防止膜22とを
入れ替えて、光変調層7と反射防止膜22との間に、第
2透明電極8を配置するようにしても同様な効果を得る
ことができる。In the fourth embodiment, the antireflection film 22 is disposed between the light modulation layer 7 and the second transparent electrode 8, but the second transparent electrode 8 and the antireflection film 22 And the same effect can be obtained by disposing the second transparent electrode 8 between the light modulation layer 7 and the antireflection film 22.
【0096】《第5実施例の説明》図8は本発明による
比抵抗傾斜型空間光変調素子の第5実施例を示す断面図
である。なお、この図において、図1の各部と同じ部分
には、同じ符号が付してある。<< Description of Fifth Embodiment >> FIG. 8 is a sectional view showing a fifth embodiment of the spatial light modulator of the specific resistance gradient type according to the present invention. In this figure, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
【0097】<第5実施例の全体構成の説明>この図に
示す比抵抗傾斜型空間光変調素子1が図1に示す素子と
異なる点は、図1に示す比抵抗傾斜型空間光変調素子1
から第1反射防止膜9を除き、第2透明電極8と光調光
層7との間に反射防止膜23を挿入するとともに、第2
透明電極8、第2透明基板10および第2反射防止膜1
1の形状を大きくし、さらに光変調層7として、LiN
bO3 、LiTaO3 、KDP、DKDP、ADP、K
TP、KNbO3 、Srx Ba1-x Nb2 O6 、GaA
s、InPおよびGaP結晶によって構成される群から
選択された1つ以上の電気光学結晶を用い、これら第1
透明基板2と、第1透明電極3と、光導電層4と、光吸
収層5と、誘電体多層膜ミラー6と、光変調層7と、反
射防止膜23と、第2透明電極8と、第2透明基板10
と、第2反射防止膜11とを順次、密着積層して素子を
形成したことであり、交流電源12によって第1透明電
極3と、第2透明電極8との間に交流電圧を印加した状
態で、第1透明基板2側に書込み光13を入射させるこ
とにより、光導電層4の抵抗値を変化させて光変調層7
に光情報を2次元的に書込み、第2反射防止膜11側に
読み出し光14を入射させることにより、前記光変調層
7に書き込まれている光情報14を読み出し、これを外
部に出射する。<Explanation of Overall Configuration of Fifth Embodiment> A gradient-resistive spatial light modulator 1 shown in this figure is different from the element shown in FIG. 1
, Except that the first anti-reflection film 9 is removed, an anti-reflection film 23 is inserted between the second transparent electrode 8 and the light control layer 7,
Transparent electrode 8, second transparent substrate 10, and second antireflection film 1
1 and the light modulating layer 7 is made of LiN
bO 3 , LiTaO 3 , KDP, DKDP, ADP, K
TP, KNbO 3 , Sr x Ba 1-x Nb 2 O 6 , GaAs
one or more electro-optic crystals selected from the group consisting of s, InP, and GaP crystals;
The transparent substrate 2, the first transparent electrode 3, the photoconductive layer 4, the light absorbing layer 5, the dielectric multilayer mirror 6, the light modulation layer 7, the antireflection film 23, the second transparent electrode 8, , The second transparent substrate 10
And the second antireflection film 11 are sequentially and closely adhered and laminated to form an element, and an AC voltage is applied between the first transparent electrode 3 and the second transparent electrode 8 by the AC power supply 12. Then, by making the writing light 13 incident on the first transparent substrate 2 side, the resistance value of the photoconductive layer 4 is changed and the light modulating layer 7 is changed.
The optical information written in the light modulation layer 7 is read out by emitting readout light 14 to the second antireflection film 11 side, and the readout light is emitted to the outside.
【0098】そして、この比抵抗傾斜型空間光変調素子
1でも、光導電層4と、第2透明電極8との間に、光導
電層4に近い順に、光吸収層5、誘電体多層膜ミラー
6、光変調層7を積層し、さらに光吸収層5の比抵抗を
誘電体多層膜ミラー6の比抵抗よりも、少なくとも大き
くならないようにするとともに、誘電体多層膜ミラー6
の比抵抗を光変調層7の比抵抗よりも、少なくとも大き
くならないようにしている。In the spatial light modulating element 1 of the specific resistance gradient type, between the photoconductive layer 4 and the second transparent electrode 8, the light absorbing layer 5 and the dielectric multilayer film are arranged in the order closer to the photoconductive layer 4. The mirror 6 and the light modulating layer 7 are stacked, and the specific resistance of the light absorbing layer 5 is made not to be at least higher than the specific resistance of the dielectric multilayer mirror 6.
Is made to be at least not higher than the specific resistance of the light modulation layer 7.
【0099】このようにしても、上述した第1実施例と
同様に、素子自体の解像度を大幅に向上させて、素子自
体や各光学系を大型化することなく、高精細画像を表示
することができ、これによって投射型ディスプレィや画
像処理装置自体を大型化することなく、かつ製作コスト
を増大させることなく画像の高精細化を達成することが
できる。Even in this case, as in the first embodiment described above, the resolution of the element itself can be greatly improved, and a high-definition image can be displayed without increasing the size of the element itself and each optical system. Accordingly, it is possible to achieve high definition of an image without increasing the size of the projection display or the image processing apparatus itself and without increasing the manufacturing cost.
【0100】また、図8に示す比抵抗傾斜型空間光変調
素子1では、光吸収層5、反射防止膜23、第2反射防
止膜11を削除しても、この第5実施例と同様な効果を
得ることができる。In the specific resistance gradient type spatial light modulator 1 shown in FIG. 8, even if the light absorbing layer 5, the antireflection film 23 and the second antireflection film 11 are omitted, the same as in the fifth embodiment is obtained. The effect can be obtained.
【0101】なお、上述した第5実施例においては、光
変調層7と第2透明電極8との間に、反射防止膜23を
配置しているが、第2透明電極8と反射防止膜23とを
入れ替えて、光変調層7と反射防止膜23との間に、第
2透明電極8を配置するようにしても同様な効果を得る
ことができる。In the fifth embodiment described above, the antireflection film 23 is disposed between the light modulation layer 7 and the second transparent electrode 8, but the second transparent electrode 8 and the antireflection film 23 are disposed. And the same effect can be obtained by disposing the second transparent electrode 8 between the light modulation layer 7 and the antireflection film 23.
【0102】《比抵抗傾斜型空間光変調素子の動作》次
に、液晶17の常光屈折率と、透明樹脂18の屈折率と
がほぼ一致し、かつ図2の構成の液晶・樹脂複合体19
を光変調層7とする図1の比抵抗傾斜型空間光変調素子
1を例にとり、本発明の比抵抗設定型空間変調素子の動
作を説明する。<< Operation of the Specific Resistance Gradient Type Spatial Light Modulating Element >> Next, the ordinary light refractive index of the liquid crystal 17 and the refractive index of the transparent resin 18 are almost the same, and the liquid crystal / resin composite 19 having the structure shown in FIG.
The operation of the specific resistance setting type spatial light modulator of the present invention will be described with reference to the specific resistance gradient type spatial light modulator 1 of FIG.
【0103】まず、書込み光13が無い場合には、比抵
抗傾斜型空間光変調素子1に印加される電圧の大部分が
光導電層4に印加され、光変調層7である液晶・樹脂複
合体19に加わる電圧が小さいことから、透明樹脂18
の不規則な壁面に応じて、液晶17の分子が様々な方向
を向く。First, when there is no writing light 13, most of the voltage applied to the specific resistance gradient type spatial light modulator 1 is applied to the photoconductive layer 4, and the liquid crystal / resin composite as the light modulation layer 7 is formed. Since the voltage applied to the body 19 is small, the transparent resin 18
The molecules of the liquid crystal 17 face various directions according to the irregular wall surface.
【0104】このとき、液晶17がこの液晶17を囲む
透明樹脂18の屈折率と異なる屈折率を持つため、読み
出し光14が入射したとき、これが液晶・樹脂複合体1
9の中で散乱される。At this time, since the liquid crystal 17 has a refractive index different from the refractive index of the transparent resin 18 surrounding the liquid crystal 17, when the readout light 14 is incident, this is the liquid crystal / resin composite 1
9 scattered.
【0105】次に、光導電層4側に書込み光13が入射
すると、書込み光13の強度に応じて光導電層4のイン
ピーダンスが減少し、液晶・樹脂複合体19に印加され
る電圧が増大する。そして、前記書込み光13の強度が
十分大きいとき、液晶分子の長軸が電界の印加方向を向
くことから、液晶・樹脂複合体19にほぼ垂直に入射し
た読み出し光14に対し、液晶17の中で、液晶17の
常光屈折率とほぼ同じ屈折率が与えられる。このとき、
液晶17の常光屈折率と、透明樹脂19の屈折率とが極
めて近いため、読み出し光14が散乱されずに、液晶・
樹脂複合体19中を直進し、誘電体多層膜ミラー6で反
射された後、再び液晶・樹脂複合体19を直進した後、
第2透明電極8、第1反射防止膜9、第2透明基板1
0、第2反射防止膜11を透過して比抵抗傾斜型空間光
変調素子1の外に出射される。Next, when the writing light 13 enters the photoconductive layer 4 side, the impedance of the photoconductive layer 4 decreases according to the intensity of the writing light 13 and the voltage applied to the liquid crystal / resin composite 19 increases. I do. When the intensity of the writing light 13 is sufficiently large, the long axis of the liquid crystal molecules is oriented in the direction of application of the electric field. Thus, a refractive index substantially equal to the ordinary light refractive index of the liquid crystal 17 is given. At this time,
Since the ordinary light refractive index of the liquid crystal 17 is very close to the refractive index of the transparent resin 19, the reading light 14 is not scattered,
After going straight through the resin composite 19 and being reflected by the dielectric multilayer mirror 6, going straight again through the liquid crystal / resin composite 19,
Second transparent electrode 8, first antireflection film 9, second transparent substrate 1
0, the light passes through the second anti-reflection film 11 and is emitted out of the spatial light modulator 1 with the gradient specific resistance.
【0106】《比抵抗傾斜型空間光変調素子の使用例》
このように、本発明による比抵抗傾斜型空間光変調素子
1は書込み光13の強度に応じて、読み出し光14を散
乱あるいは直進させるようにしているので、図9に示す
如く比抵抗傾斜型空間光変調素子1と、レンズ25と、
アパーチャ26とを組み合わせ、散乱光をアパーチャ2
6で遮断すれば、波長変換対象となる画像や2次元パタ
ーンを含む書込み光13を比抵抗傾斜型空間光変調素子
1の一面側に入射させながら、前記書込み光13の波長
と異なる波長を持つ読み出し光14を前記比抵抗傾斜型
空間光変調素子1の他面側に入射させることにより、前
記書込み光13に含まれている画像や2次元のデータパ
ターンを読み出し光14の波長に変換して、これを高い
コントラスト比で表示することができる。<< Use Example of a Resistive Inclined Spatial Light Modulator >>
As described above, since the specific resistance gradient type spatial light modulator 1 according to the present invention scatters or goes straight on the readout light 14 according to the intensity of the writing light 13, the specific resistance gradient type spatial light modulation element as shown in FIG. A light modulation element 1, a lens 25,
Combined with aperture 26, scattered light into aperture 2
6, the writing light 13 including the image or the two-dimensional pattern to be converted has a wavelength different from the wavelength of the writing light 13 while being incident on one surface side of the resistivity gradient type spatial light modulator 1. By causing the reading light 14 to be incident on the other surface side of the resistivity gradient type spatial light modulator 1, an image or a two-dimensional data pattern included in the writing light 13 is converted into a wavelength of the reading light 14. Can be displayed with a high contrast ratio.
【0107】《比抵抗傾斜型空間光変調素子の試作例》
ここでは、光導電層4として厚さ0.5mmのBi12S
iO20結晶板を用い、光吸収層5として厚さ1.3μm
のダイヤモンドライクカーボン膜を用い、誘電体多層膜
ミラー6としてHfO2 膜とSiO2 膜を交互に17層
重ねた厚さ1.3μmの多層膜を用い、また光変調層7
で使用される液晶・樹脂複合体19として表2に示す特
性のネマチック液晶と、表3に示す特性の透明樹脂19
とを1:1の重量比で混合した厚さ10μmの複合膜を
用い、第1透明電極3および第2透明電極9としてIn
2 O3 に5%のSnを添加した厚さ0.05μmのIT
O透明電極膜を用い、さらに第1反射防止膜9としてM
gF2 膜を用い、第2反射防止膜11としてCeF3 膜
およびZrO2 膜、MgF2 膜を用いた比抵抗傾斜型空
間光変調素子1を例にとって、その作製方法を詳細に述
べる。<< Example of Prototype of Resistive Gradient Type Spatial Light Modulator >>
Here, Bi 12 S having a thickness of 0.5 mm is used as the photoconductive layer 4.
Using an iO 20 crystal plate, the light absorbing layer 5 has a thickness of 1.3 μm.
A 1.3 μm thick multilayer film in which 17 HfO 2 films and SiO 2 films are alternately stacked as a dielectric multilayer mirror 6, and a light modulating layer 7.
Nematic liquid crystal having the properties shown in Table 2 as the liquid crystal-resin composite 19 used in
Are mixed at a weight ratio of 1: 1 to use a composite film having a thickness of 10 μm, and the first transparent electrode 3 and the second transparent electrode 9 are made of In.
0.05 μm thick IT with 5% Sn added to 2 O 3
O transparent electrode film and M as the first antireflection film 9
The manufacturing method will be described in detail with reference to a specific resistance gradient type spatial light modulator 1 using a gF 2 film, a CeF 3 film, a ZrO 2 film, and a MgF 2 film as the second antireflection film 11 as an example.
【0108】[0108]
【表2】 [Table 2]
【表3】 まず、Bi12SiO20結晶から適当な厚さのウェハーを
切り出し、これを0.5mmの厚さに光学研磨して光導
電層4とした後、この光導電層4の一方の表面に厚さ
0.05μmのITO透明電極を蒸着して第1透明電極
3を形成する。[Table 3] First, a wafer having an appropriate thickness is cut out from a Bi 12 SiO 20 crystal, and the wafer is optically polished to a thickness of 0.5 mm to form a photoconductive layer 4. A first transparent electrode 3 is formed by depositing a 0.05 μm ITO transparent electrode.
【0109】次に、メタンガスを原料としてプラズマC
VD法によりBi12SiO20結晶の他の表面に厚さ1.
3μmのダイヤモンドライクカーボン膜を形成してこれ
を光吸収層5とする。このとき得られたダイヤモンドラ
イクカーボン膜は、波長450nmの光に対して0.0
2%の透過率を示し、また、その比抵抗は2.2×10
8 Ωcmであった。Next, the plasma C
VD method is applied to the other surface of the Bi 12 SiO 20 crystal.
A 3 μm diamond-like carbon film is formed and used as a light absorbing layer 5. The diamond-like carbon film obtained at this time has a wavelength of
It shows a transmittance of 2% and a specific resistance of 2.2 × 10
It was 8 Ωcm.
【0110】次に、イオンビームアシスト(IAD)法
を用いて前記ダイヤモンドライクカーボン膜上に、Hf
O2 膜と、SiO2 膜とを交互に17層積層した厚さ
1.3μmの誘電体多層膜ミラー6を形成する。この場
合、IAD法は電子ビーム蒸着中において、蒸着膜を形
成する基板上に低エネルギーの酸素イオンを照射する成
膜法であり、低温で高屈折率・低光吸収特性を持つ薄膜
を作成することができる。そして、この誘電体多層膜ミ
ラー6を形成している最中において、基板に照射する酸
素イオンビームのエネルギーを変えることにより、誘電
体多層膜ミラー6の比抵抗の制御して、2.2×108
Ωcm以上から1010Ωcm以下の範囲にしたとき、波
長500〜590nmの光に対して、98%の透過率を
示した。Next, Hf was deposited on the diamond-like carbon film by using an ion beam assist (IAD) method.
A dielectric multilayer mirror 6 having a thickness of 1.3 μm is formed by alternately stacking 17 O 2 films and SiO 2 films. In this case, the IAD method is a film forming method in which low-energy oxygen ions are irradiated onto a substrate on which a deposited film is formed during electron beam vapor deposition, and a thin film having a high refractive index and a low light absorption characteristic is formed at a low temperature. be able to. During the formation of the dielectric multilayer mirror 6, the specific resistance of the dielectric multilayer mirror 6 is controlled by changing the energy of the oxygen ion beam irradiating the substrate. 10 8
When the range was Ωcm or more to 10 10 Ωcm or less, a transmittance of 98% was shown for light having a wavelength of 500 to 590 nm.
【0111】次いで、第2透明基板10となるガラス基
板の前記光変調層7が積層される側に、電子ビーム蒸着
法によってMgF2 膜を形成してこれを第1反射防止膜
9とするとともに、前記ガラス基板の他方の面に、電子
ビーム蒸着法によってCeF3 膜、ZrO2 膜およびM
gF2 膜を形成してこれを第2反射防止膜11とした
後、前記第1反射防止膜9上に、In2 O3 に5%のS
nを添加した厚さ0.05μmのITO層を形成してこ
れを第2透明電極8とする。Next, an MgF 2 film is formed on the glass substrate serving as the second transparent substrate 10 on the side on which the light modulation layer 7 is laminated by an electron beam evaporation method, and this is used as a first antireflection film 9. A CeF 3 film, a ZrO 2 film and a Mn film on the other surface of the glass substrate by electron beam evaporation.
After forming a gF 2 film to form a second anti-reflection film 11, 5% of S 2 is added to In 2 O 3 on the first anti-reflection film 9.
A 0.05 μm-thick ITO layer to which n is added is formed and used as a second transparent electrode 8.
【0112】次に、表2に示す特性のネマチック液晶
と、表3に示す特性の透明樹脂前駆体とを1:1の重量
比で混合し、直径10μmのスペーサ球を適当量だけ加
えた後、この混合液を前記誘電体多層膜ミラー6と、前
記第1反射防止膜9、第2透明電極8および第2反射防
止膜11が積層されたガラス基板(第2透明基板10)
とで挟み、これに波長365nm、光強度20mW/c
m2 の紫外線を照射して厚さ10μm、比抵抗1010Ω
cmの液晶・樹脂複合体19(光変調層7)を形成して
比抵抗設定型光変調素子1を製作した。Next, a nematic liquid crystal having the characteristics shown in Table 2 and a transparent resin precursor having the characteristics shown in Table 3 were mixed at a weight ratio of 1: 1 and an appropriate amount of a 10 μm-diameter spacer sphere was added. This mixed liquid is applied to a glass substrate (second transparent substrate 10) on which the dielectric multilayer mirror 6, the first antireflection film 9, the second transparent electrode 8, and the second antireflection film 11 are laminated.
With a wavelength of 365 nm and a light intensity of 20 mW / c.
Irradiation with ultraviolet rays of m 2 , thickness 10 μm, specific resistance 10 10 Ω
The liquid crystal / resin composite 19 (light modulating layer 7) having a thickness of 5 cm was formed to manufacture the light resistance setting type light modulating element 1.
【0113】この場合、上述した手順で製作される比抵
抗傾斜型空間光変調素子1では、前記Bi12SiO20に
よって構成される光導電層4と、ITO透明電極によっ
て構成される第2透明電極8との間にある光吸収層4、
誘電体多層膜ミラー5、光変調層7を構成する液晶・樹
脂複合体19において、光吸収層5の比抵抗を2.2×
108 Ωcmにし、誘電体多層膜ミラー6の比抵抗を
2.2×108 Ωcm〜1010Ωcmにし、さらに液晶
・樹脂複合体19の比抵抗を1010Ωcmにし、これに
よって光吸収層5の比抵抗が誘電体多層膜ミラー6の比
抵抗よりも、少なくとも大きくならないようにするとと
もに、誘電体多層膜ミラー6の比抵抗が光変調層7の比
抵抗よりも、少なくとも大きくならないように設定して
いる。In this case, in the specific resistance gradient type spatial light modulator 1 manufactured by the above-described procedure, the photoconductive layer 4 made of Bi 12 SiO 20 and the second transparent electrode made of ITO transparent electrode are used. 8, the light absorbing layer 4,
In the liquid crystal / resin composite 19 constituting the dielectric multilayer mirror 5 and the light modulating layer 7, the specific resistance of the light absorbing layer 5 is 2.2 ×
10 8 to [Omega] cm, the resistivity of the dielectric multilayer film mirror 6 to 2.2 × 10 8 Ωcm~10 10 Ωcm, further the specific resistance of the liquid crystal-polymer composite material 19 to 10 10 [Omega] cm, whereby the optical absorption layer 5 Is set not to be at least higher than the specific resistance of the dielectric multilayer mirror 6, and the specific resistance of the dielectric multilayer mirror 6 is set to be at least not higher than the specific resistance of the light modulation layer 7. are doing.
【0114】《比抵抗傾斜型空間光変調素子の画像特性
例》そして、上述したプロセスで作成された本発明によ
る比抵抗傾斜型空間光変調素子1の性能と、従来の空間
光変調素子の性能とを比較するため、始めに2群の空間
光変調素子を評価した。<< Example of Image Characteristics of Gradient Resistive Spatial Light Modulator >> The performance of the gradient resistivity spatial light modulator 1 according to the present invention produced by the above-described process and the performance of the conventional spatial light modulator are shown. First, two groups of spatial light modulators were evaluated.
【0115】第1群は、第1透明電極3としてIn2 O
3 に5%のSnを添加した厚さ0.05μmのITO膜
を用い、光導電層4として厚さ0.5mmのBi12Si
O20結晶板を用い、光吸収層5として厚さ1.3μm、
比抵抗2.2×108 Ωcmのダイヤモンドライクカー
ボン膜を用い、誘電体多層膜ミラー6としてIAD法で
作製したHfO2 膜とSiO2 膜とを交互に17層だけ
重ねた厚さ1.3μmの多層膜を用い、また光変調層7
となる液晶・樹脂複合体19として表2に示すネマチッ
ク液晶と、表3に示す特性の透明樹脂前駆体を1:1の
重量比で混合した厚さ10μm、比抵抗1010Ωcmの
液晶・樹脂複合膜19を用い、第2透明電極8としてI
n2 O3 に5%のSnを添加した厚さ0.05μmのI
TO膜を用い、さらに第1反射防止膜9としてMgF2
膜を用い、第2反射防止膜11としてCeF3 膜、Zr
O2 膜およびMgF2 膜を用いた素子である。The first group includes In 2 O as the first transparent electrode 3.
A 0.05 μm thick ITO film obtained by adding 5% Sn to 3 is used, and a 0.5 mm thick Bi 12 Si film is used as the photoconductive layer 4.
Using an O 20 crystal plate, the light absorbing layer 5 has a thickness of 1.3 μm,
Using a diamond-like carbon film having a specific resistance of 2.2 × 10 8 Ωcm, a dielectric multilayer mirror 6 having a thickness of 1.3 μm in which 17 HfO 2 films and SiO 2 films produced by the IAD method are alternately stacked. And a light modulation layer 7
A liquid crystal / resin having a thickness of 10 μm and a specific resistance of 10 10 Ωcm obtained by mixing a nematic liquid crystal shown in Table 2 and a transparent resin precursor having the properties shown in Table 3 at a weight ratio of 1: 1 as a liquid crystal / resin composite 19 to be Using the composite film 19, the second transparent electrode 8
0.05 μm thick I obtained by adding 5% Sn to n 2 O 3
A TO film is used, and MgF 2 is used as the first anti-reflection film 9.
Using a film, a CeF 3 film, Zr as the second anti-reflection film 11
This is an element using an O 2 film and a MgF 2 film.
【0116】一方、第2群は、第1群の空間光変調素子
から光吸収層5であるダイヤモンドライクカーボン膜を
除去した素子である。On the other hand, the second group is an element obtained by removing the diamond-like carbon film as the light absorbing layer 5 from the first group of spatial light modulation elements.
【0117】そして、これら両群とも、数個以上の空間
光変調素子を有し、各素子の誘電体多層膜ミラー6は、
106 Ωcmから1012Ωcmの範囲の種々の比抵抗を
持つ。Each of these groups has several or more spatial light modulation elements, and the dielectric multilayer mirror 6 of each element has
It has various specific resistances ranging from 10 6 Ωcm to 10 12 Ωcm.
【0118】両群の空間光変調素子において、2.2×
108 Ωcm〜1010Ωcmの範囲に含まれる比抵抗を
持つ誘電体多層膜ミラー6を有する空間光変調素子が本
発明の比抵抗傾斜型空間光変調素子1に該当する。In both groups of spatial light modulators, 2.2 ×
The spatial light modulator having the dielectric multilayer mirror 6 having a specific resistance in the range of 10 8 Ωcm to 10 10 Ωcm corresponds to the specific resistance inclined spatial light modulator 1 of the present invention.
【0119】これらの空間光変調素子を、図10に示す
光学系30内に設置してその画像特性を測定した。These spatial light modulators were installed in the optical system 30 shown in FIG. 10, and their image characteristics were measured.
【0120】この光学系30では、キセノンランプ31
および反射鏡32で構成される書込み用光源33によっ
て書込み光13を生成し、紫外線カットフィルタ34、
赤外線カットフィルタ35、400〜500nmの透過
帯域を持つカラーフィルタ36によって前記書込み光1
3を青色光に変換するとともに、レンズ37によって前
記青色光を並行光線にした後、これを解像度評価用パタ
ーン38に照射し、レンズ39によって前記解像度評価
用パターン38を透過した書込み光(画像を含む青色
光)13を、80V(実効値)の電圧値および30〜2
00Hzの繰り返し周波数を持つ矩形波電圧(交流電
圧)が印加されている測定用の空間光変調素子上に結像
させる。In this optical system 30, a xenon lamp 31
And a writing light source 33 generated by a writing light source 33 composed of a reflecting mirror 32, and an ultraviolet cut filter 34,
An infrared cut filter 35, a color filter 36 having a transmission band of 400 to 500 nm,
3 is converted into blue light, and the blue light is converted into a parallel light by a lens 37. Then, the parallel light is applied to a resolution evaluation pattern 38, and writing light transmitted through the resolution evaluation pattern 38 by a lens 39 (image Blue light) 13 at a voltage value of 80 V (effective value) and 30 to 2
An image is formed on a measuring spatial light modulator to which a rectangular wave voltage (AC voltage) having a repetition frequency of 00 Hz is applied.
【0121】このとき、解像度評価用パターン38とし
てUSAF1951解像度チャートを使用し、レンズ3
9を通して空間光変調素子の位置に結像したとき、10
0lp/mmまで認識することができた。At this time, the USAF1951 resolution chart is used as the resolution evaluation pattern 38, and the lens 3
When an image is formed at the position of the spatial light modulator through 9, 10
Recognition was possible up to 0 lp / mm.
【0122】一方、キセノンランプ45および反射鏡4
6で構成される読み出し用光源47によって読み出し光
14を生成し、紫外線カットフィルタ48、赤外線カッ
トフィルタ49、500〜590nmの透過帯域を持つ
カラーフィルタ50によって前記読み出し光14を緑色
光に変換するとともに、レンズ51によって前記緑色光
を集光させながら、反射鏡52によって光路変更した
後、レンズ53によって前記読み出し光(緑色光)を空
間光変調素子に照射させる。On the other hand, the xenon lamp 45 and the reflecting mirror 4
The read light 14 is generated by a read light source 47 composed of a light source 6, and the read light 14 is converted into green light by an ultraviolet cut filter 48, an infrared cut filter 49, and a color filter 50 having a transmission band of 500 to 590 nm. After the light path is changed by the reflecting mirror 52 while the green light is condensed by the lens 51, the spatial light modulator is irradiated with the readout light (green light) by the lens 53.
【0123】そして、レンズ53によってこの空間光変
調素子からの表示光15を取込み、これを集光させなが
ら、アパーチャ54によって前記表示光15のうち、散
乱光を遮断し、表示画像のコントラスト比を向上させた
後、レンズ55によってスクリーン56上に対角長2m
のサイズに拡大投射させる。Then, the display light 15 from the spatial light modulator is taken in by the lens 53, and while the light is condensed, the scattered light of the display light 15 is cut off by the aperture 54, and the contrast ratio of the display image is reduced. After being improved, the lens 55 has a diagonal length of 2 m on the screen 56 by the lens 55.
Enlarged projection to the size.
【0124】以上述べた手順で、誘電体多層膜ミラー6
の比抵抗が各々異なる各空間光変調素子の解像度を測定
したところ、図11に示すように、第1群の各空間光変
調素子について、白丸および破線に示す比抵抗−限界解
像度特性を得ることができ、また第2群の各空間光変調
素子について、黒丸および実線に示す比抵抗−限界解像
度特性を得ることができた。By the procedure described above, the dielectric multilayer mirror 6
When the resolution of each spatial light modulator having a different specific resistance was measured, as shown in FIG. 11, for each spatial light modulator of the first group, a specific resistance-limit resolution characteristic shown by a white circle and a broken line was obtained. In addition, for each of the spatial light modulators of the second group, specific resistance-limit resolution characteristics indicated by solid circles and solid lines could be obtained.
【0125】この図11から明らかなように、液晶・樹
脂複合体19の比抵抗(1010Ωcm)と等しいか、そ
れより小さくするとともに、光吸収層5の比抵抗(2.
2×108 Ωcm)以上の比抵抗を持つ誘電体多層膜ミ
ラー6を備えた本発明による比抵抗傾斜型空間光変調素
子1では、高い限界解像度を示すが、この範囲外の比抵
抗の誘電体多層膜ミラーを持つ従来の空間光変調素子で
は、低い限界解像度になる。As is apparent from FIG. 11, the specific resistance of the light-absorbing layer 5 is set to be equal to or smaller than the specific resistance (10 10 Ωcm) of the liquid crystal / resin composite 19 (2.
Although the specific resistance gradient type spatial light modulator 1 according to the present invention provided with the dielectric multilayer mirror 6 having a specific resistance of 2 × 10 8 Ωcm or more exhibits a high limit resolution, the specific resistance dielectric material having a specific resistance outside this range is used. A conventional spatial light modulator having a body multilayer mirror has a low limit resolution.
【0126】特に、第2群を構成する各空間光変調素子
では、この傾向が一段と顕著になる。In particular, in each spatial light modulator constituting the second group, this tendency becomes more remarkable.
【0127】[0127]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、請
求項1、2、3では、素子自体の解像度を大幅に向上さ
せて、素子自体や各光学系を大型化することなく、高精
細画像を表示することができ、これによって投射型ディ
スプレィや画像処理装置自体を大型化することなく、か
つ製作コストを増大させることなく画像の高精細化を達
成することができる。また、請求項4〜13では、素子
を構成する各要素を特定することにより、現存する材料
によって請求項1、2、3に示す効果を得ることができ
る。As described above, according to the present invention, in the first, second and third aspects, the resolution of the element itself is greatly improved, and the resolution of the element itself and each optical system can be increased without increasing the size. A high-definition image can be displayed, whereby high-definition of an image can be achieved without increasing the size of the projection display or the image processing apparatus itself and without increasing the manufacturing cost. Further, in claims 4 to 13, by specifying each element constituting the element, the effects described in claims 1, 2, and 3 can be obtained by existing materials.
【図1】本発明による比抵抗傾斜型空間光変調素子の第
1実施例を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a resistivity gradient type spatial light modulator according to the present invention.
【図2】図1に示す光変調層を構成する液晶・樹脂複合
体の一例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a liquid crystal / resin composite constituting the light modulation layer shown in FIG.
【図3】図1に示す光変調層を構成する液晶・樹脂複合
体の他の例を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing another example of the liquid crystal / resin composite constituting the light modulation layer shown in FIG.
【図4】図1に示す光変調層を構成する液晶・樹脂複合
体の他の例を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing another example of the liquid crystal / resin composite constituting the light modulation layer shown in FIG.
【図5】本発明による比抵抗傾斜型空間光変調素子の第
2実施例を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the spatial light modulation element of the specific resistance gradient type according to the present invention.
【図6】本発明による比抵抗傾斜型空間光変調素子の第
3実施例を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the spatial light modulation element with a gradient specific resistance according to the present invention.
【図7】本発明による比抵抗傾斜型空間光変調素子の第
4実施例を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a fourth embodiment of the spatial light modulating element of the specific resistance gradient type according to the present invention.
【図8】本発明による比抵抗傾斜型空間光変調素子の第
5実施例を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a fifth embodiment of the spatial light modulation element having a gradient specific resistance according to the present invention.
【図9】本発明による比抵抗傾斜型空間光変調素子の使
用例を示す構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram showing an example of use of a specific resistance gradient type spatial light modulator according to the present invention.
【図10】本発明による比抵抗傾斜型空間光変調素子を
含む、比抵抗を持つ複数の空間光変調素子の画像特性を
測定するときの光学系を示す構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram showing an optical system for measuring image characteristics of a plurality of spatial light modulation elements having specific resistance, including a spatial light modulation element having a gradient specific resistance according to the present invention.
【図11】図10に示す光学系によって測定された各空
間光変調素子の比抵抗−限界解像度特性を示す特性図で
ある。11 is a characteristic diagram showing a specific resistance-limit resolution characteristic of each spatial light modulator measured by the optical system shown in FIG.
【図12】従来から知られている空間光変調素子の一例
を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example of a conventionally known spatial light modulator.
1 比抵抗傾斜型空間光変調素子 2 第1透明基板 3 第1透明電極 4 光導電層 5 光吸収層(層) 6 誘電体多層膜ミラー(層) 7 光変調層(層) 8 第2透明電極 9 第1反射防止膜 10 第2透明基板 11 第2反射防止膜 12 交流電源 13 書込み光 14 読み出し光 15 光情報(表示光) 17 液晶 18 透明樹脂 19 液晶・樹脂複合体 REFERENCE SIGNS LIST 1 resistivity gradient type spatial light modulator 2 first transparent substrate 3 first transparent electrode 4 photoconductive layer 5 light absorption layer (layer) 6 dielectric multilayer mirror (layer) 7 light modulation layer (layer) 8 second transparent Electrode 9 First antireflection film 10 Second transparent substrate 11 Second antireflection film 12 AC power supply 13 Write light 14 Read light 15 Optical information (display light) 17 Liquid crystal 18 Transparent resin 19 Liquid crystal / resin composite
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/135 G02F 1/03 G02F 1/1333 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/135 G02F 1/03 G02F 1/1333
Claims (13)
電体多層膜ミラー、光変調層、第2透明電極を積層して
形成され、前記第1透明電極と前記第2透明電極との間
に繰り返し電圧を印加しながら、前記第1透明電極側か
ら入射された書込み光に基づき、前記光導電層のインピ
ーダンスを変化させて前記光変調層の状態を変化させ、
前記第2透明電極側から入射された読み出し光を前記光
変調層によって選択的に通過させながら、誘電体多層膜
ミラーによって反射して前記第2透明電極側から出射さ
せる空間光変調素子において、 前記光導電層と前記第2透明電極との間にある互いに接
する各層のうち、前記第2透明電極に近い方の層の比抵
抗が前記光導電層に近い方の層の比抵抗よりも、少なく
とも小さくならないように前記各層の比抵抗を設定す
る、 ことを特徴とする比抵抗傾斜型空間光変調素子。1. A first transparent electrode, a photoconductive layer, a light absorbing layer, a dielectric multilayer mirror, a light modulating layer, and a second transparent electrode are laminated to form the first transparent electrode and the second transparent electrode. While repeatedly applying a voltage between, based on the writing light incident from the first transparent electrode side, to change the impedance of the photoconductive layer to change the state of the light modulation layer,
A spatial light modulation element that, while selectively allowing read light incident from the second transparent electrode side to pass through the light modulation layer, is reflected by a dielectric multilayer mirror and emitted from the second transparent electrode side; Among the layers in contact with each other between the photoconductive layer and the second transparent electrode, the specific resistance of the layer closer to the second transparent electrode is at least higher than the specific resistance of the layer closer to the photoconductive layer. A resistivity-gradient spatial light modulation device, wherein the resistivity of each of the layers is set so as not to decrease.
ミラー、光変調層、第2透明電極を積層して形成され、
前記第1透明電極と前記第2透明電極との間に繰り返し
電圧を印加しながら、前記第1透明電極側から入射され
た書込み光に基づき、前記光導電層のインピーダンスを
変化させて前記光変調層の状態を変化させ、前記第2透
明電極側から入射された読み出し光を前記光変調層によ
って選択的に通過させながら、誘電体多層膜ミラーによ
って反射して前記第2透明電極側から出射させる空間光
変調素子において、 前記光導電層と前記第2透明電極との間にある互いに接
する各層のうち、前記第2透明電極に近い方の層の比抵
抗が前記光導電層に近い方の層の比抵抗よりも、少なく
とも小さくならないように前記各層の比抵抗を設定す
る、 ことを特徴とする比抵抗傾斜型空間光変調素子。2. A laminated structure comprising a first transparent electrode, a photoconductive layer, a dielectric multilayer mirror, a light modulation layer, and a second transparent electrode,
While repeatedly applying a voltage between the first transparent electrode and the second transparent electrode, the light modulation is performed by changing the impedance of the photoconductive layer based on the writing light incident from the first transparent electrode side. The state of the layer is changed, and while the readout light incident from the second transparent electrode side is selectively passed by the light modulation layer, the readout light is reflected by the dielectric multilayer mirror and emitted from the second transparent electrode side. In the spatial light modulator, among the layers that are in contact with each other between the photoconductive layer and the second transparent electrode, the specific resistance of the layer closer to the second transparent electrode is closer to the photoconductive layer. Wherein the specific resistance of each of the layers is set so as not to be lower than at least the specific resistance of (1).
2透明電極を積層して形成され、前記光導電層と前記第
2透明電極との間に少なくとも1つ以上の透明または不
透明な中間層を有し、前記第1透明電極と前記第2透明
電極との間に繰り返し電圧を印加しながら、前記第1透
明電極側から入射された書込み光に基づき、前記光導電
層のインピーダンスを変化させて前記光変調層の状態を
変化させ、前記第2透明電極側から入射された読み出し
光を前記光変調層によって選択的に通過させながら、前
記中間層によって反射して前記第2透明電極側から出射
させる空間光変調素子において、 前記光導電層と前記第2透明電極との間にある互いに接
する各層のうち、前記第2透明電極に近い方の層の比抵
抗が前記光導電層に近い方の層の比抵抗よりも、少なく
とも小さくならないように前記各層の比抵抗を設定す
る、 ことを特徴とする比抵抗傾斜型空間光変調素子。3. A method comprising: laminating a first transparent electrode, a photoconductive layer, a light modulating layer, and a second transparent electrode, and forming at least one transparent or transparent material between the photoconductive layer and the second transparent electrode. An opaque intermediate layer, based on writing light incident from the first transparent electrode side while repeatedly applying a voltage between the first transparent electrode and the second transparent electrode, The state of the light modulation layer is changed by changing the impedance, and while the read light incident from the second transparent electrode side is selectively passed by the light modulation layer, the read light is reflected by the intermediate layer and the second light is reflected by the intermediate layer. In the spatial light modulation element that emits light from the transparent electrode side, among the layers that are in contact with each other between the photoconductive layer and the second transparent electrode, the specific resistance of a layer closer to the second transparent electrode is the photoconductive layer. Resistivity of layer closer to layer Remote set the specific resistance of the layers so as not least reduce, the resistivity gradient type spatial light modulator, characterized in that.
コレステリック液晶、スメクチック液晶、これらネマチ
ック液晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶の混
合物によって構成される群から選択された1つ以上の液
晶を選択して用いることを特徴とする請求項1、2、3
のいずれかに記載の比抵抗傾斜型空間光変調素子。4. A nematic liquid crystal as the light modulation layer,
4. The method according to claim 1, wherein one or more liquid crystals selected from the group consisting of a cholesteric liquid crystal, a smectic liquid crystal, a mixture of these nematic liquid crystals, a cholesteric liquid crystal, and a smectic liquid crystal are used.
The spatial light modulating element having a gradient specific resistance according to any of the above.
コレステリック液晶、スメクチック液晶、これらネマチ
ック液晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶の混
合物によって構成される群から選択された1つ以上の液
晶の常光屈折率、異常光屈折率または前記液晶がランダ
ムに配向した際の屈折率のいずれかと同等の屈折率を持
つ樹脂中に前記液晶を分散させた液晶・樹脂複合体、ま
たは前記液晶中に前記樹脂を分散させた液晶・樹脂複合
体のいずれか一方を用いることを特徴とする請求項1、
2、3のいずれかに記載の比抵抗傾斜型空間光変調素
子。5. A nematic liquid crystal as the light modulation layer,
Cholesteric liquid crystal, smectic liquid crystal, these nematic liquid crystal, cholesteric liquid crystal, ordinary light refractive index of one or more liquid crystal selected from the group consisting of a mixture of smectic liquid crystal, extraordinary light refractive index or when the liquid crystal is randomly aligned A liquid crystal / resin composite in which the liquid crystal is dispersed in a resin having a refractive index equivalent to any of the refractive indices, or using one of a liquid crystal / resin composite in which the resin is dispersed in the liquid crystal. Claim 1, characterized in that:
4. The spatial light modulating element according to any one of claims 2 and 3, wherein:
iTaO3 、KDP、DKDP、ADP、KTP、KN
bO3 、Srx Ba1-x Nb2 O6 、GaAs、In
P、GaP結晶によって構成される群から選択された1
つ以上の電気光学結晶を用いることを特徴とする請求項
1、2、3のいずれかに記載の比抵抗傾斜型空間光変調
素子。6. A light modulating layer comprising: LiNbO 3 , L
iTaO 3 , KDP, DKDP, ADP, KTP, KN
bO 3 , Sr x Ba 1-x Nb 2 O 6 , GaAs, In
1 selected from the group consisting of P and GaP crystals
4. The spatial light modulating element according to claim 1, wherein at least one electro-optic crystal is used.
ム、炭素によって構成される群から選択された1つ以上
の元素によって構成されるアモルファス膜を用いること
を特徴とする請求項1、2、3のいずれかに記載の比抵
抗傾斜型空間光変調素子。7. An amorphous film made of at least one element selected from the group consisting of silicon, germanium, and carbon as the photoconductive layer. The spatial light modulating element having a gradient specific resistance according to any one of the above.
コン膜、水素化アモルファスシリコン膜、アモルファス
シリコンカーバイト膜、水素化アモルファスシリコンカ
ーバイト膜、アモルファスセレン膜、アモルファスSe
As膜、アモルファスZnS膜、アモルファスCdS
膜、アモルファスCdSe膜によって構成される群から
選択される1つ以上の膜を用いることを特徴とする請求
項1、2、3のいずれかに記載の比抵抗傾斜型空間光変
調素子。8. The photoconductive layer includes an amorphous silicon film, a hydrogenated amorphous silicon film, an amorphous silicon carbide film, a hydrogenated amorphous silicon carbide film, an amorphous selenium film, and an amorphous Se.
As film, amorphous ZnS film, amorphous CdS
4. The spatial light modulating element according to claim 1, wherein one or more films selected from the group consisting of a film and an amorphous CdSe film are used.
aP結晶、Bi12SiO20結晶、Bi12GeO20結晶に
よって構成される群から選択された1つ以上の結晶を用
いることを特徴とする請求項1、2、3のいずれかに記
載の比抵抗傾斜型空間光変調素子。9. A GaAs crystal, G
aP crystals, Bi 12 SiO 20 crystal, Bi 12 GeO 20 resistivity according to any one of claims 1, 2, 3, characterized by using one or more crystals selected from the group constituted by crystals Inclined spatial light modulator.
系顔料、アゾ系顔料、多環キノン系顔料、ペリレン系顔
料、ペリノン系顔料、アントラキノン系顔料、インジゴ
系顔料、チオインジゴ系顔料、ジオキサジン系顔料、ア
ゾレーキ系顔料、チアピリリウム系色素、キナクリドン
系顔料、シアニン系色素、ピロル系顔料、ポルフィリン
系顔料、アンタントン系顔料、スクアリリウム色素、ア
ズレニウム色素、ZnO、TiO、CdSあるいはCd
Seを樹脂中に分散させた材料を用いることを特徴とす
る請求項1、2、3のいずれかに記載の比抵抗傾斜型空
間光変調素子。10. The photoconductive layer includes a phthalocyanine pigment, an azo pigment, a polycyclic quinone pigment, a perylene pigment, a perinone pigment, an anthraquinone pigment, an indigo pigment, a thioindigo pigment, a dioxazine pigment, and an azo lake. Pigments, thiapyrylium pigments, quinacridone pigments, cyanine pigments, pyrrol pigments, porphyrin pigments, anthantone pigments, squarylium pigments, azurenium pigments, ZnO, TiO, CdS or Cd
4. The spatial light modulating element according to claim 1, wherein a material in which Se is dispersed in a resin is used.
イヤモンドライクカーボン膜、珪素と炭素とゲルマニウ
ムとから実質的に構成されたアモルファス膜によって構
成される群から選択された1つ以上の膜を用いることを
特徴とする請求項1に記載の比抵抗傾斜型空間光変調素
子。11. The light-absorbing layer includes at least one film selected from the group consisting of a CdTe film, a diamond-like carbon film, and an amorphous film substantially composed of silicon, carbon, and germanium. 2. The spatial light modulating element according to claim 1, wherein the spatial light modulating element has a gradient specific resistance.
顔料、カーボン、染料によって構成される群から選択さ
れた1つ以上の材料を樹脂中に分散させた樹脂複合体を
用いることを特徴とする請求項1に記載の比抵抗傾斜型
空間光変調素子。12. A resin composite in which one or more materials selected from the group consisting of inorganic pigments, organic pigments, carbon, and dyes are dispersed in a resin as the light absorbing layer. The spatial light modulating element having a gradient specific resistance according to claim 1.
O2 膜、TiO2 膜、HfO2 膜、Ta2 O5 膜、Zn
S膜、Al2 O3 膜、Na2 AlF6 膜、MgF2 膜、
LaF3 膜、GdF3 膜、SmF3 膜、CeF3 膜、Z
rO2 膜、CeO2 膜によって構成される群から選択さ
れた2つ以上の膜を積層した多層膜を用いることを特徴
とする請求項1または2のいずれかに記載の比抵抗傾斜
型空間光変調素子。13. The method according to claim 12, wherein the dielectric multilayer mirror is made of Si.
O 2 film, TiO 2 film, HfO 2 film, Ta 2 O 5 film, Zn
S film, Al 2 O 3 film, Na 2 AlF 6 film, MgF 2 film,
LaF 3 film, GdF 3 film, SmF 3 film, CeF 3 film, Z
3. A specific-resistance-gradient spatial light according to claim 1, wherein a multilayer film is used in which two or more films selected from the group consisting of an rO 2 film and a CeO 2 film are stacked. Modulation element.
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JP05049394A JP3276237B2 (en) | 1994-03-22 | 1994-03-22 | Resistive gradient spatial light modulator |
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JPH07261193A JPH07261193A (en) | 1995-10-13 |
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