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JPH01280726A - lcd light bulb - Google Patents

lcd light bulb

Info

Publication number
JPH01280726A
JPH01280726A JP21999787A JP21999787A JPH01280726A JP H01280726 A JPH01280726 A JP H01280726A JP 21999787 A JP21999787 A JP 21999787A JP 21999787 A JP21999787 A JP 21999787A JP H01280726 A JPH01280726 A JP H01280726A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
layer
wavelength
light
light valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP21999787A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Chiharu Ito
千春 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP21999787A priority Critical patent/JPH01280726A/en
Publication of JPH01280726A publication Critical patent/JPH01280726A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶ライトバルブに関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a liquid crystal light valve.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の光書込み型液晶ライトバルブは、特開昭59−2
16128に示されているごとく、レーザ光を、直接光
導電層に照射し、光導電層のインピーダンス変化を利用
して液晶を駆動するというものであった。
The conventional optical writing type liquid crystal light valve is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-2
As shown in No. 16128, the photoconductive layer was directly irradiated with laser light, and the impedance change of the photoconductive layer was used to drive the liquid crystal.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし前述の従来技術では、レーザー光を直接光導電層
に照射しているので、光導電層に大面積化が容易で製造
コストの安いアモルファスシリコンを用いた場合には、
アモルファスシリコンの波長感度が0.5μmから06
μmの波長に対してピークを持っており、近赤外の光に
はほとんど応答しない。従って、現在実用レベルにあり
価格が安く小型な半導体レーザーは用いることができず
、大型で高価格であり、別個に変調機構を付加しなくて
はならないHe −N e等のガスレーザーを使用しな
くてはならず、例えば、投射型デイスプレィ等の画像描
画装置を光書込み型液晶ライトバルブを用いて作製した
時、システムの小型化、低価格化には限りがある。
However, in the above-mentioned conventional technology, the photoconductive layer is directly irradiated with laser light, so if amorphous silicon, which can easily be made into a large area and has low manufacturing costs, is used for the photoconductive layer,
The wavelength sensitivity of amorphous silicon ranges from 0.5 μm to 0.6 μm.
It has a peak at a wavelength of μm and hardly responds to near-infrared light. Therefore, it is not possible to use small semiconductor lasers that are currently available at a practical level and are cheap; instead, gas lasers such as He-N e, which are large, expensive, and require a separate modulation mechanism, are used. For example, when an image drawing device such as a projection display is manufactured using an optical writing type liquid crystal light valve, there is a limit to how much the system can be made smaller and less expensive.

そこで本発明はこの様な問題点を解決するものであり、
その目的とするところは、光導電層にアモルファスシリ
コンを用いても、近赤外付近の光を発する半導体レーザ
ーで画像形成が可能な液晶ライトバルブを提供するとこ
ろにある。
Therefore, the present invention solves these problems,
The purpose is to provide a liquid crystal light valve that can form images using a semiconductor laser that emits light in the near-infrared region even if amorphous silicon is used for the photoconductive layer.

〔問題点を解決するだめの手段〕[Failure to solve the problem]

本発明の液晶ライトバルブは、 (1)  光導電層と光分離ミラー層を順次積層した第
1の透明電極基板と、前記光分離ミラー側に対向した第
2の透明電極基板の間に液晶層を有し、前記第1の透明
電極基板上に波長変換層を形成したことを特徴とし、 (2)  前記波長変換層が少なくとも1種類以上の希
土類イオンから成る励起準位を持つことを特徴とし、 (3)  前記波長変換層の励起準位への励起か、前記
光導電層の波長感度帯域外の波長の光により成されるこ
とを特徴とし、 (4)  前記波長変換層が少なくとも1種類以上の希
土類イオンから成る先光準位を持つことを特徴とし、 (5)  前記波長変換層の発するフォトルミネッセン
ス波長の、少なくとも1つの発光スペクトルが、前記光
導電層の波長感度帯域内であることを特徴とする。
The liquid crystal light valve of the present invention includes: (1) a liquid crystal layer between a first transparent electrode substrate in which a photoconductive layer and a light separation mirror layer are sequentially laminated, and a second transparent electrode substrate facing the light separation mirror side; (2) The wavelength conversion layer has an excited level composed of at least one type of rare earth ion. (3) The wavelength conversion layer is excited to an excited level or by light having a wavelength outside the wavelength sensitivity band of the photoconductive layer, (4) The wavelength conversion layer is of at least one type. (5) At least one emission spectrum of the photoluminescence wavelength emitted by the wavelength conversion layer is within the wavelength sensitivity band of the photoconductive layer. It is characterized by

〔実施例〕〔Example〕

第1図に本発明の液晶ライトバルブの一実施例を示す。 FIG. 1 shows an embodiment of the liquid crystal light valve of the present invention.

1及び1′はITO(Indium  Tin  0x
ide)によって形成した、透明電極2.2′を仔する
透明電極基板、3はグロー放電法により形成したアモル
ファスシリコンの光導電層で、4は、誘電体多層膜から
成る光分離ミラーで、例えば、電子ビーム蒸着法により
光導電層上にシリコンと酸化シリコンの多層膜を作るこ
とにより形成する、5及び5″はスペーサーであり、コ
ノスペーサ−5,5′によりできた空間に液晶6を封入
する。7は透明基板1上に形成した波長変換層で本実施
例では、Yb−Erを1・−プしたY、OC]、の微結
晶を樹脂中に分散し塗布焼成することにより得た。8は
透明電極2及び2・に接続された電源であり、9は液晶
層6に光記録を成すだめの近赤外半導体より発せられた
レーザー光で10はキセノンランプ光源等から発せられ
た読み出し光である。第2図に示されている如く、波長
変換層の一部分に、レーザ光9が照射されると、波長変
換層の光照射部分は光励起され、11に示した蛍光を発
する。この蛍光11が透明基板1、透明電極2を通して
光導電層3に達し、光導電層3の光照射部分に相当する
3領域にインピーダンス変化をもたらす。光導電層のこ
のインピーダンス変化により、外部から接続されている
電源8により加えられている電圧の各層に対する分圧比
が変化し、液晶層の光照射部に相当する領域には液晶の
駆動に要する電圧Vih以上の電圧が加わり、この領域
の液晶は光を照射していない時とは異なった安定状態を
取り、レーザー光9による光書込みが行なわれることに
なる。本来アモルファスシリコンは0.55μm〜0.
60μm付近に波長感度ピークを持ち、0.75μm以
上の近赤外から赤外に対する光には、はとんど応答しな
い。しかしながら、本実施例に示した、Yb−Erをド
ーピングしたY s OCI 7は、近赤外光により光
励起され、可視光の波長を持つ蛍光を発する。その蛍光
の内、特に、0.54μmと0.66μmの蛍光は前記
したアモルファスシリコンの波長感度域によくマツチン
グするため、効率よく光導電効果を生じさせることがで
きる。従って、近赤外付近の光を発する半導体レーザー
を用いても、液晶駆動に十分なインピーダンス変化を光
導電層に生じさせることができ従来、アモルファスシリ
コンとは波長整合性が悪く使用できなかった半導体レー
ザーを書込み光源とした光書込み型液晶ライトバルブか
作製できた。
1 and 1' are ITO (Indium Tin 0x
3 is an amorphous silicon photoconductive layer formed by a glow discharge method, and 4 is a light separating mirror made of a dielectric multilayer film. , is formed by forming a multilayer film of silicon and silicon oxide on the photoconductive layer by electron beam evaporation method, 5 and 5'' are spacers, and the liquid crystal 6 is sealed in the space created by the cono spacers 5 and 5'. .7 is a wavelength conversion layer formed on a transparent substrate 1, and in this example, it was obtained by dispersing microcrystals of Yb-Er (Y, OC]) in a resin and coating and baking them. 8 is a power supply connected to the transparent electrodes 2 and 2, 9 is a laser beam emitted from a near-infrared semiconductor for optical recording on the liquid crystal layer 6, and 10 is a readout beam emitted from a xenon lamp light source, etc. As shown in Fig. 2, when a part of the wavelength conversion layer is irradiated with laser light 9, the light irradiated part of the wavelength conversion layer is excited and emits the fluorescence shown in 11. Fluorescent light 11 reaches the photoconductive layer 3 through the transparent substrate 1 and the transparent electrode 2, and brings about an impedance change in three regions corresponding to the light irradiated portions of the photoconductive layer 3.This impedance change of the photoconductive layer causes the connection from the outside to be made. The partial pressure ratio of the voltage applied by the power supply 8 to each layer changes, and a voltage higher than the voltage Vih required to drive the liquid crystal is applied to the area corresponding to the light irradiation part of the liquid crystal layer, and the liquid crystal in this area is not exposed to light. The stable state is different from that when the laser beam 9 is not irradiated, and optical writing is performed using the laser beam 9. Originally, amorphous silicon has a thickness of 0.55 μm to 0.5 μm.
It has a wavelength sensitivity peak around 60 μm, and hardly responds to near-infrared to infrared light of 0.75 μm or more. However, Ys OCI 7 doped with Yb-Er shown in this example is photoexcited by near-infrared light and emits fluorescence having a wavelength of visible light. Among the fluorescence, the fluorescence of 0.54 .mu.m and 0.66 .mu.m in particular matches well with the wavelength sensitivity range of amorphous silicon described above, so that the photoconductive effect can be efficiently produced. Therefore, even if a semiconductor laser that emits near-infrared light is used, it is possible to generate an impedance change in the photoconductive layer sufficient to drive a liquid crystal. We were able to create an optical writing type liquid crystal light valve using a laser as the writing light source.

本実施例においては、波長変換層をYb−Erをトープ
したY、OCI、の微粉末を樹脂中に分散し塗布焼成し
て形成したが、その他のものとして、ガラス、Ca W
 Oi 、L a F s 、G d F s、BaY
Fs 、BaLuFs 、YOCllYs QCl 7
 、I−a G a Oiを母体とし、P r ’ ”
 、N d” ” 、S m ” ” 、D y’ ”
 、HO’ ”、 Er3士、Tm3+、Yb3+の希
土類イオンをドーピングし、同様に樹脂分散し、塗布焼
成して形成してもよい。また不純物を添加したNdC1
,、Pr C1s等希土類塩化物を用いることもできる
In this example, the wavelength conversion layer was formed by dispersing fine powder of Yb-Er-topped Y, OCI, in a resin, coating and firing, but other materials such as glass, CaW, etc.
Oi, L a F s, G d F s, BaY
Fs, BaLuFs, YOCllYs QCl 7
, I-a G a Oi as the parent body, P r '”
, N d” ”, S m ” ”, D y' ”
, HO''', Er3+, Tm3+, Yb3+ rare earth ions may be doped, similarly dispersed in resin, coated and fired.Also, impurity-added NdC1
, , and rare earth chlorides such as Pr C1s can also be used.

第3図に、本発明の液晶ライトバルブを用いた投射型デ
イスプレィを示す。21は近赤外半導体レーザー、22
は近赤外半導体レーザー21より発せられた光ビーム2
3を直線状に走査偏向する回転多面鏡、23は結像レン
ズ、24は、光ビーム23をある角度に反射する反射ミ
ラーであり、可動テーブル25上に支持されている。2
6は可動テーブル25を駆動するためにボールネジで、
ギヤ27.28を介してステッピングモーターに接続さ
れており、可動テーブルは直線上を往復運動し、光ビー
ム23を2次元平面内に走査する。
FIG. 3 shows a projection display using the liquid crystal light valve of the present invention. 21 is a near-infrared semiconductor laser, 22
is the light beam 2 emitted from the near-infrared semiconductor laser 21
3 is a rotating polygon mirror that scans and deflects linearly, 23 is an imaging lens, and 24 is a reflecting mirror that reflects the light beam 23 at a certain angle, and is supported on a movable table 25. 2
6 is a ball screw for driving the movable table 25;
Connected to a stepping motor via gears 27 and 28, the movable table reciprocates on a straight line and scans the light beam 23 in a two-dimensional plane.

25は、第1図に示した液晶ライトバルブで、前述の原
理により画像形成が行なわれる。液晶ライトバルブ上に
形成された画像は、キセノンランプ光源26より発せら
れた読み出し光27を、偏光ビームスプリッタ28を介
して、液晶ライトバルブ25に照射し、反射光を投影し
/ズ29で拡大し、スクリーン30に投影し、画像とす
る。前述の様に本発明の液晶ライトバルブは、近赤外光
を発する半導体レーザを使用しても画像形成が可能とな
ったため、システムの小型化、低価格化を実現した。
25 is the liquid crystal light valve shown in FIG. 1, and image formation is performed according to the above-described principle. The image formed on the liquid crystal light valve is created by irradiating readout light 27 emitted from a xenon lamp light source 26 onto the liquid crystal light valve 25 via a polarizing beam splitter 28, projecting the reflected light, and enlarging it with a zoom lens 29. The image is then projected onto the screen 30 to form an image. As described above, the liquid crystal light valve of the present invention enables image formation even when using a semiconductor laser that emits near-infrared light, thereby realizing miniaturization and cost reduction of the system.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以」二に示した様に本発明によれば、大面積化が比較的
容易で低コストであり、光吸収効率が大きくかつ量子効
率が1に近いという光電変換材料としては申し分のない
アモルファスシリコンを光jJ電体に使用し、かつ、小
型、軽量、低価格である半導体レーザーを用いて画像形
成を高効率に行なえる光書込み型液晶ライトバルブを提
供できるようになったため、例えば投射型デイスプレィ
等に用いた場合、システムの小型化、低価格化が実現で
きるようになった。また、従来、アモルファスシリコン
を用いる場合には、ガスレーザー等を用い、別個に変調
機構を用意しなくてはならなかったが、本発明により半
導体レーザーの使用が可能となったため、特別な変調機
構が不要になり、部品点数の削減につながり、システム
の併願性を向上させた。
As shown in 2 below, according to the present invention, amorphous silicon is suitable as a photoelectric conversion material because it is relatively easy to increase the area, is low cost, has high light absorption efficiency, and has a quantum efficiency close to 1. It has become possible to provide an optical writing type liquid crystal light valve that can form images with high efficiency using a semiconductor laser that is small, lightweight, and low-cost, and that can be used for example in projection displays. When used for such purposes, it has become possible to make the system smaller and lower in price. In addition, conventionally, when using amorphous silicon, a gas laser or the like was used and a separate modulation mechanism had to be prepared, but the present invention makes it possible to use a semiconductor laser, so a special modulation mechanism is required. is no longer necessary, leading to a reduction in the number of parts and improving the system's ability to be used in parallel applications.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の液晶ライトバルブの一実施例を示す断
面図。 第2図は本発明の実施例に関る駆動原理を示す図。 第3図は本発明の液晶ライトバルブを用いた投射型デイ
スプレィを示す図。 1.1′・・・透明基板 2.2′・・・透明電極 3・・・光導電層 4・・・光分離ミラー 5.5′・・・スペーサー 6・・・液晶層 7・・・蛍光発光層 8・・・電源 9・・・レーザー光 10・・・読み出し光 以  上
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the liquid crystal light valve of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a driving principle related to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a diagram showing a projection type display using the liquid crystal light valve of the present invention. 1.1'...Transparent substrate 2.2'...Transparent electrode 3...Photoconductive layer 4...Light separating mirror 5.5'...Spacer 6...Liquid crystal layer 7... Fluorescent light emitting layer 8...Power supply 9...Laser light 10...Reading light or more

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光導電層と光分離ミラー層を順次積層した第1の
透明電極基板と、前記光分離ミラー側に対向した第2の
透明電極基板の間に液晶層を有し、前記第1の透明電極
基板上に波長変換層を形成したことを特徴とする液晶ラ
イトバルブ。
(1) A liquid crystal layer is provided between a first transparent electrode substrate in which a photoconductive layer and a light separation mirror layer are sequentially laminated, and a second transparent electrode substrate facing the light separation mirror side; A liquid crystal light valve characterized by having a wavelength conversion layer formed on a transparent electrode substrate.
(2)前記波長変換層が少なくとも1種類以上の希土類
イオンから成る励起準位を持つことを特徴とする特許請
求第1項記載の液晶ライトバルブ。
(2) The liquid crystal light valve according to claim 1, wherein the wavelength conversion layer has an excited level composed of at least one type of rare earth ion.
(3)前記波長変換層の励起準位への励起が、前記光導
電層の波長感度帯域外の波長の光により成されることを
特徴とする特許請求第1項記載の液晶ライトバルブ。
(3) The liquid crystal light valve according to claim 1, wherein the wavelength conversion layer is excited to an excited level by light having a wavelength outside the wavelength sensitivity band of the photoconductive layer.
(4)前記波長変換層が少なくとも1種類以上の希土類
イオンから成る発光準位を持つことを特徴とする特許請
求第一項記載の液晶ライトバルブ。
(4) The liquid crystal light valve according to claim 1, wherein the wavelength conversion layer has an emission level composed of at least one type of rare earth ion.
(5)前記波長変換層の発するフォトルミネッセンス波
長の少なくとも1つの発光スペクトルが、前記光導電層
の波長感度帯域内であることを特徴とする特許請求第一
項記載の液晶ライトバルブ。
(5) The liquid crystal light valve according to claim 1, wherein at least one emission spectrum of the photoluminescence wavelength emitted by the wavelength conversion layer is within the wavelength sensitivity band of the photoconductive layer.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05156246A (en) * 1991-05-31 1993-06-22 Hughes Aircraft Co Far infrared emitting phosphor for cathode-ray tube

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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