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DE68914302T2 - Lichtmodulationsvorrichtung. - Google Patents

Lichtmodulationsvorrichtung.

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Publication number
DE68914302T2
DE68914302T2 DE68914302T DE68914302T DE68914302T2 DE 68914302 T2 DE68914302 T2 DE 68914302T2 DE 68914302 T DE68914302 T DE 68914302T DE 68914302 T DE68914302 T DE 68914302T DE 68914302 T2 DE68914302 T2 DE 68914302T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
liquid crystal
display
film
light
thin film
Prior art date
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Expired - Fee Related
Application number
DE68914302T
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English (en)
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DE68914302D1 (de
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Haruki Kawada
Hisaaki Kawade
Hiroshi Matsuda
Yuko Morikawa
Kunihiro Sakai
Kiyoshi Takimoto
Yoshihiro Yanagisawa
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Publication of DE68914302D1 publication Critical patent/DE68914302D1/de
Publication of DE68914302T2 publication Critical patent/DE68914302T2/de
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Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/135Liquid crystal cells structurally associated with a photoconducting or a ferro-electric layer, the properties of which can be optically or electrically varied
    • G02F1/1354Liquid crystal cells structurally associated with a photoconducting or a ferro-electric layer, the properties of which can be optically or electrically varied having a particular photoconducting structure or material

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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtmodulationsvorrichtung zur Verwendung als eine Anzeigenplatte und insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Lichtmodulationsvorrichtung, die für ein Anzeigenmedium, wie ein Flüssigkristall oder ähnliches, geeignet ist.
  • Das Erregungsverfahren in der Anzeigenvorrichtung, die ein Flüssigkristallmaterial, Elektrolumineszenz (im folgenden als EL bezeichnet) oder ähnliches verwendet, kann im allgemeinen in das statische Erregungsverfahren und das Multiplexerregungsverfahren klassifiziert werden gemäß dem Unterschied in der Zuführung der Signale in dem Verfahren.
  • Bei dem ersten Verfahren werden die Signale für das Anzeigen oder das Löschen unabhängig voneinander den Elektroden jedes Anzeigensegment (Bildelement) zugeführt. Demgemäß wächst die Zahl der Bauteile, wie Elektrodenanschlüsse, Anschlußverbinder, Zwischenverbinder, Erregerkreise oder ähnliches, proportional mit der Menge der Anzeigeninformationen, das heißt, die Zahl der Anzeigensegmente ist erhöht. Daraus resultiert die beträchtliche Größe der gesamten Anzeigenvorrichtung sowie deren hohen Kosten. Somit ist dieses Erregungsverfahren auf Anwendungen für eine Uhr, eine Balkendiagrammanzeige, eine Oszilloskopanzeige oder ähnliches begrenzt.
  • Dagegen ist das Multiplexerregungsverfahren ein Verfahren für eine zunehmende Anzeigenkapazität, wobei weniger Elemente für den Erregungskreis benutzt werden, und für die Durchführung der Matrixanzeige. Bei diesem Verfahren werden alle Bildelemente in mehrere Gruppen aufgeteilt. Die Anzeigebildzeit wird auch geteilt und das Anzeigensignal wird jeder Gruppe von Bildelementen, die sich in Phase mit der geteilten Zeit befinden, zugeführt. Somit wird dieses Erregungsverfahren auch als Time-Sharing-Erregungsverfahren bezeichnet. Verschiedene Techniken werden bei dem Verfahren für das Teilen der Datensignale und bezüglich der zugeführten Wellenform angewandt. Zum Beispiel wurden bei der Flüssigkristall-Anzeigenvorrichtung das Spannungsdurchschnittsverfahren, das Erregungsverfahren des Memory-Effekt-Typs, das Doppelkanal-Erregungsverfahren oder ein ähnliches berücksichtigt. Bei der EL-Anzeigenvorrichtung kamen das Feldauffrisch-Erregungsverfahren, das p-n symmetrische Erregungsverfahren, das symmetrische Gegentakt-Erregungsverfahren oder ein ähnliches zur Anwendung. Wenn bei diesen Techniken die Zahl der Bildelemente anwächst, nimmt jedoch auch die geteilte Zahl der Bildzeit proportional zu. Somit wird das Arbeitsverhältnis (das Verhältnis der zu jeder einzelnen Abtastlinie zugehörige Zeit zu der Bildzeit bei dem Abtasten der Anzeigensignale) klein und der Erregungsunterschied nimmt auch ab (das Verhältnis des effektiven Spannungswertes, der den Lichtbildelementen für die Anzeige zugeführt wird (der ausgewählte Punkt) zu der Spannung, die dem nicht- beleuchteten Bildelementen zugeführt werden (der nicht-ausgewählte.)) Somit ist die Erregung schwierig.
  • Als ein Verfahren zur Lösung dieser Probleme gewinnt das aktive Matrixerregungsverfahren zunehmend Beachtung. Das Merkmal dieses Erregungsverfahrens liegt darin, daß für jedes der Bildelemente eine Schaltervorrichtung bereitgestellt wird. Im Ergebnis hat dieses Erregungsverfahren Vorteile, die darin liegen, daß das Arbeitsverhältnis 100 % ist und der Erregungsunterschied auch sehr groß werden kann. Obwohl somit gesagt werden kann, daß das aktive Matrixerregungsverfahren ein sehr effektives Verfahren bezüglich der Menge der Anzeigeninformation und der Qualität der Anzeige ist, hat dieses Erregungsverfahren ferner die Nachteile, daß für jeden Schnittpunkt (ein Bildelement) eine Schaltvorrichtung bereitgestellt werden muß, so daß der Aufbau sehr kompliziert wird. Bezüglich solcher Schaltvorrichtungen wurde die Verwendung von MIM (Metall-Isolator-Metall)-Vorrichtungen, Varistoren, 2-Anschlußvorrichtungen aus ferroelektrischem Material, Ringdioden oder ähnliches, 3-Anschlußvorrichtungen aus CdSe, Te, A-Si, p-Si oder ähnliches, berücksichtigt. Unabhängig von der benutzten Schaltvorrichtung ist es jedoch nicht möglich, die Komplikationen des Schalteraufbaues zu vermeiden sowie die Komplikationen, die bei dem Herstellungsverfahren entstehen. Die US-Patentschrift Nr. 3824002 von Hughes Aircraft Company offenbart eine Flüssigkristallzelle, die zwischen transparenten Substraten gehalten wird und in der mehrere Anzeigenelektroden optisch ausgewählt werden können, um eine Anzeige zu produzieren. Die Struktur der in dieser Patentschrift offenbarten Vorrichtung weist eine lichtleitende Schicht, eine oder mehrere isolierende Schichten, ein Flüssigkristallmaterial und eine weitere isolierende Schicht auf.
  • Die europäische Patentanmeldung EP-A-0 179 914 offenbart eine Flüssigkristall-Anzeigenvorrichtung des Typs, der in dem ersten Teil von Anspruch 1 definiert ist. Im Falle dieser Vorrichtung nach dem Stand der Technik stellt jedes Schaltelelement einen Dünnfilmtransistor dar.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lichtmodulationsvorrichtung anzugeben, die eine sehr dichte und hochqualitative Anzeige ohne einen komplizierten Aufbau aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Figur 1 ist eine schematische Darstellung eines optischen Schaltelementes.
  • Figur 2 zeigt die Spannungs-Stromeigenschaften einer optischen Schaltvorrichtung.
  • Figur 3 zeigt den Aufbau einer Anzeigenvorrichtung mit einem Flüssigkristall.
  • Figur 4 zeigt den Aufbau einer Anzeigenvorrichtung mit EL.
  • Figur 5 zeigt den Aufbau eines Lichtstrahl-Abtastsystems.
  • Figur 6 zeigt den Aufbau einer anderen Anzeigenvorrichtung mit einem Flüssigkristall.
  • Gemäß der Erfindung kann eine Lichtquelle, die eine Signaleingangseinheit ist, ein Flüssigkristall, der ein Anzeigenmedium darstellt und auf ein elektrisches Feld oder ähnliches reagiert, einen konventionellen, bekannten Aufbau haben. Der charakteristischste Gegenstand der Erfindung ist eine optische Schaltvorrichtung.
  • Die optische Schaltvorrichtung nach der Erfindung besitzt einen wechselweise geschichteten Aufbau unter Verwendung von ultradünnen Filmen aus organischen Materialien. Die Vorrichtung hat auf Licht reagierende Eigenschaften, die mit bekannten Vorrichtungen bezüglich der Spannungs-Stromeigenschaften nicht vergleichbar ist. Ein Anzeigenmedium des Felderregungstyps wird direkt erregt, wobei diese neue Reaktionseigenschaft auf Licht benutzt wird. Bei der Lichtmodulationsvorrichtung nach der Erfindung, wie später beschrieben, ist es möglich, ein Anzeigenmedium für jedes Bildelement direkt zu erregen. Damit kann der Erregungsunterschied ausreichend groß gestaltet werden. Dadurch wird eine sehr dichte und hochauflösende Anzeige möglich.
  • Der Grundaufbau einer optischen Schaltvorrichtung nach der Erfindung wird im folgenden erläutert.
  • Figur 1 zeigt ein schematisches Diagramm einer optischen Schaltvorrichtung nach der Erfindung. Gemäß Figur 1 ist zwischen einer unteren Elektrode 2, die auf einem Substrat 1 angeordnet ist, und einer oberen Elektrode 6 eine abwechselnd-laminierte Struktur 7 angeordnet, die aus einem isolierenden, dünnen Film 3, einem leitenden, dünnen Film (oder einem halbleitenden Dünnfilm; der gleiche Ausdruck gilt auch im folgenden) 4 und einen isolierenden Dünnfilm 5 aufweist. Als Material für diese Elektroden können sehr viele Materialien aufgezählt werden, einschließlich Metalle, wie Au, Ag, Al, Pt, Ni, Pb, Zn, Sn oder ähnliches, Metallegierungen, laminierte Strukturen dieser Metalle oder dieser Legierungen, Halbleiter, wie Si (Einzelkristall-Silicium, Polysilicium, amorphes Silicium), Graphit, Silicide (Nickelsilicid, Palladiumsilicid), GaAs, GaP, ITO, NESA oder ähnliches, oder laminierte Strukturen dieser Halbleiter. Das Elektrodenpaar kann aus dem gleichen Material oder aus einem anderen Material aufgebaut sein.
  • Als Verfahren für das Herstellen dieser Elektroden können bekannte, konventionelle Techniken für die Bildung von Dünnfilmen verwendet werden, die ausreichend sind, um die Aufgabe der Erfindung zu erzielen. Wenn die isolierenden Bereiche der Vorrichtung aus organischen Materialien hergestellt sind, kann die Elektrode, die nach der Herstellung der organischen, isolierenden Schichten gebildet wird, gemäß einem Verfahren ausgebildet werden, das fähig ist, einen Film unter der Bedingung von nicht höher als 300ºC herzustellen. Zum Beispiel ist es möglich, die Elektroden durch Vakuumablagerung oder Bedampfung herzustellen.
  • Obgleich bei der Anwendung der Vorrichtung nach der Erfindung eine Strahlung als ein Eingangssignal verwendet wird, müssen die Elektroden nicht notwendigerweise vollkommen transparent für diese Strahlung sein, zum Beispiel für sichtbares Licht. Beispielsweise können sogar Metallelektroden, wie Au, Al und ähnliches, verwendet werden unter der Bedingung, daß die Filmdicke ausreichend klein ist. Die Filmdicke ist in diesem Falle vorzugsweise nicht größer als 1.000 Å, insbesondere nicht größer als 500 Å.
  • Eine wechselweise beschichtete Struktur, die aus einem leitenden Dünnfilm 4 und isolierenden Dünnfilmen 3 und 5 besteht, wird zwischen den oben beschriebenen Elektroden ausgebildet. Für die Herstellung der isolierenden Dünnfilme 3 und 5 kann eine Vakuumablagerung oder eine Molekularstrahl- Epitaxie verwendet werden. Ferner können Oxidfilme, wie SiO&sub2;, Al&sub2;O&sub3; oder ähnliches, oder Nitridfilme, wie Si&sub3;N&sub4; oder ähnliches, in Abhängigkeit von dem Aufbau der Vorrichtung verwendet werden. In jedem Fall muß der isolierende Film ein Ultradünnfilm sein, d.h. die Filmdicke beträgt vorzugsweise nicht mehr als 500 Å, insbesondere nicht mehr als 200 Å, wobei ferner bevorzugt ist, daß der Film nicht mehr als 100 Å und nicht kleiner als 4 Å ist.
  • Als bevorzugtes Verfahren für die Bildung der isolierenden, dünnen Filme 3 und 5 gemäß einem bevorzugten, konkreten Beispiel nach der Erfindung kann das LB-Verfahren vorgeschlagen werden.
  • Bei dem LB-Verfahren kann ein monomolekularer Film aus einer organischen Verbindung, die einen hydrophoben Abschnitt und einen hydrophilen Abschnitt innerhalb eines Moleküls hat, oder ein daraus akkumulierter Film einfach an einer beliebigen Elektrode oder an einem beliebigen Substrat mit einer beliebigen Elektrode hergestellt werden. Somit ist es möglich, einen organischen Ultradünnfilm stabil herzustellen, der eine Filmdicke im molekularen Größenbereich hat und der einheitlich und homogen über einen großen Bereich ist.
  • Das LB-Verfahren ist ein Verfahren für die Herstellung eines monomolekularen Films oder eines damit akkumulierten Films, welches das Phänomen benutzt, das in einer Struktur mit einem hydrophilen Abschnitt und einem hydrophoben Abschnitt innerhalb eines Moleküls die Moleküle eine monomolekulare Schicht auf der Wasseroberfläche bilden, wobei die hydrophile Gruppe nach unten gerichtet ist, wenn das Verhältnis zwischen den beiden Abschnitten (das Verhältnis der amphiphilen Eigenschaft) in geeigneter Weise aufrechterhalten wird.
  • Als Gruppen für die Bildung eines hydrophoben Abschnitts sind verschiedene Arten von hydrophoben Gruppen sehr gut bekannt, wie gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppen, kondensierte polyzyklische, aromatische Gruppen, polyzyklische Kettenphenylgruppen oder ähnliches. Jede dieser Gruppen bildet selbst einen hydrophoben Abschnitt oder in Kombination mit mehreren Gruppen. Als sehr typische Bestandteile für den hydrophilen Abschnitt gelten hydrophile Gruppe, wie Carboxylgruppe, Estergruppe, Säureamidgruppe, Imidgruppe, Hydroxylgruppe, Sulfonylgruppe, Phosphorsäuregruppe, Aminogruppen (primäre, sekundäre, tertiäre und quartäre) oder ähnliches.
  • Jedes Molekül, welches sowohl hydrophobe und hydrophile Gruppen in einem guten Gleichgewicht enthält, kann einen monomolekularen Film auf der Oberfläche von Wasser bilden. Da im allgemeinen diese Moleküle einen isolierenden, monomolekularen Film bilden und demgemäß auch ein akkumulierter Film, aus monomolekularen Schichten isolierende Eigenschaftten hat, kann gesagt werden, daß diese Moleküle sehr gut geeignete Materialien für die Erfindung darstellen. Beispielhaft können die folgenden Moleküle aufgezählt werden:
  • (1) Moleküle mit -Elektronenniveaus.
  • Farbstoffe mit Polyphyllin-Gerüst, wie Phthalocyanin, Cetraphenylpolyphillin oder ähnliches, Farbstoffe des Aculensystems mit der Squariliumgruppe und der Chlochonmethingruppe als Kettenverbindung, zwei Stickstoff enthaltende Heterocyclen, wie Chinolin, Benzothiazol, Benzoxazol oder ähnliches, Farbstoffe ähnlich dem Cyaninsystem, oder Cyaninfarbstoffe, welche durch die Squaryliumgruppe und der Chlochonmethingruppe gebunden sind, die kondensierte, polycyclische, aromatische Gruppe, wie Anthracen, Pyren oder ähnliches, Kettenverbindungen, in denen aromatische oder heterocyclische Verbindungen kondensiert sind, oder ähnliches.
  • (2) Makromolekulare Verbindungen
  • Polyimidderivate, Polyamidsäure-Derivate, verschiedene Arten von Fumarsäure-Kopolymere von Polyamidderivaten, verschiedene Arten von Fumarsäure-Kopolymeren von verschiedenen Arten von Maleinamid-Derivaten, verschiedene Arten von Maleinsäure-Kopolymere, Polyacrylsäure- Derivate, verschiedene Arten von Acrylsäurederivaten, Polymethacrylsäure-Derivaten, verschiedene Arten von Methacrylsäure-Kopolymeren, Polydiacythelen-Derivaten, verschiedene Arten von Vinylverbindungen, synthetische Polypeptide, biomakromolekulare Verbindungen, wie Bacteriorhodopsin oder Cytochrom C, oder ähnliches.
  • (3) Fettsäuren
  • Carboxylsäuren und Carboxylate mit langkettigen Alkylgruppen und ihre Fluor-substitutierte Verbindungen, Ester mit wenigstens einer langkettigen Alkylgruppe, 25 Sulfonsäure und ihre Salze, Phosphorsäure und ihre Salze und ihre Fluor-Substituenten oder ähnliches.
  • Vom Standpunkt der Hitzeresistenz sind unter diesen Verbindungen insbesondere makromolekulare Verbindungen oder makrocyclische Verbindungen wünschenswert, wie Phthalocyanin oder ähnliches. Werden makromolekulare Materialien, wie Polyimidfamilie, Polyacrylsäurefamilie, Polymethacrylsäurefamilie, verschiedene Arten von Fumarsäure-Copolymeren, verschiedene Arten von Maleinsäure-Copolymeren oder ähnliches, benutzt, kann eine sehr gute Hitzeresistenz beobachtet werden und gleichzeitig kann die Filmdicke pro Schicht etwa 4- 10 A sein.
  • Es versteht sich, daß jedes Material, welches für das LB- Verfahren geeignet ist, in geeigneter Weise für die Erfindung benutzt werden kann.
  • Als leitender Dünnfilm 4 können Metallfilme verwendet werden, wie Al, Ag, Zn, Sn, Pb oder ähnliches, Legierungsfilme von diesen Metallen, wobei ferner halbleitende Dünnfilme verwendet werden können, wie As&sub2;Se&sub3;, CdS, ZnO, GaAs, Si (Einzelkristallsilicium, Polysilicium, amorphes Silicium). Gemäß der Erfindung ist es erforderlich, daß die Filmdicke solch eines leitenden, dünnen Films 4 nicht größer als 500 Å ist, insbesondere nicht größer als 100 Å, wobei geringere Dicken als 50 Å bevorzugt sind. Insbesondere wenn ein Metall oder eine Legierung aus Metallen verwendet wird, beträgt die Filmdicke nicht mehr als 50 Å.
  • Für die Herstellung des leitenden Dünnfilms 4 ist es möglich, die konventionellen, gut bekannten Filmbildungstechniken zu verwenden. Insbesondere ist bevorzugt, die Vakuumablagerungsmethode anzuwenden sowie das Cluster-Ionenstrahlverfahren, das CVD-Verfahren, das Plasmapolymerisationsverfahren, das MBE-Verfahren oder ein Bedampfungsverfahren.
  • Auf dem oben beschriebenen leitenden, dünnen Film 4 wird die isolierende, dünne Schicht 5 nach einem der bereits beschriebenen Verfahren hergestellt, wobei das Material für den Film 5 das gleiche oder verschieden von dem des isolierenden, dünnen Films 3 auf der unteren Elektrode 2 sein kann. Die optische Schaltvorrichtung nach der Erfindung wird ferner dadurch hergestellt, daß die obere Elektrode 6 auf der isolierenden Region durch eines der oben beschriebenen Verfahren geformt wird. Als Substrat 1 für die Stützung der laminierten, dünnen Filme, die aus anorganischen und organischen Materialien bestehen, kann jedes Material verwendet werden, wie Metall, Glas, Keramik, Kunststoff oder ähnliches. Biomaterialien mit guter Hitzeresistenz können auch verwendet werden. Ferner ist bevorzugt, daß dieses Substrat 1 flach ausgebildet ist, wobei dies kein beschränkendes Merkmal ist.
  • Im folgenden werden die Schalteigenschaften der optischen Schaltvorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau mit Bezug auf ein konkretes Beispiel erläutert.
  • Eine optische Schaltvorrichtung wurde hergestellt, wobei ein vakuumabgelagerter Film (300 Å und 600 Å dick) aus Au auf Cr als untere Elektrode 2 auf dem Substrat 1, welches aus Glas bestand, verwendet wurde. Ein geschichteter Film aus zehn Schichten Lb aus Polyimid (40 Å dick) als isolierender, dünner Film 3, ein vakuumabgelagerter Film Al als leitender, dünner Film 4, ein Al&sub2;O&sub3;-Film (20 Å dick zusammen mit dem vakuumabgelagerten Film Al) als isolierender, dünner Film 5 und vakuumabgelagerte Filme aus Al und Au (300 Å bzw. 600 Å dick) als die obere Elektrode 6 wurden verwendet. Die Stromeigenschaften (Ordinate) bei Zuführung einer Spannung (Abszisse) zwischen der oberen und der unteren Elektrode (V- I Eigenschaften) dieser optischen Schaltvorrichtung sind in den Figuren 2 (a) und 2 (b) gezeigt. Gemäß Figur 2 (a) fließt sehr wenig Strom, da sich die Vorrichtung bis zu der zugeführten Spannung von 2 V in einem Hochwiderstandszustand (Widerstand etwa 10&sup8; Ω) befindet. Bei Lichtbestrahlung (weißes Licht von etwa 70 uw/0,55 cm²) befindet sich die Vorrichtung bis zu der Schwellenwertspannung Vth = 0,8 V der optischen Schaltvorrichtung in einem Hochwiderstandszustand, wobei sich dieser durch Anwendung einer Spannung oberhalb des Schwellenwertes in einen geringen Widerstandszustand (Widerstand etwa 10 Ω) verändert. In der Figur 2 (b) ist die Veränderung des Stromes nahe dem oben beschriebenen Schwellenwert vergrößert dargestellt, da der Strombereich kleiner gemacht wurde (etwa 10&supmin;&sup9; A). Die Schaltgeschwindigkeit in diesen geringen Widerstandszustand beträgt weniger als eine usec. Die Vorrichtung geht bei Unterbrechung der Lichtbestrahlung direkt wieder in den Hochwiderstandszustand zurück. Die Schaltgeschwindigkeit an diesem Moment ist weniger als 1 usec. Dies bedeutet, daß bei Durchführung einer Bestrahlung bzw. Nichtbestrahlung dieser optischen Schaltvorrichtung unter Anwendung einer Spannung, die geringer als der Schwellenwert ist, es möglich ist, eine Schaltung eines elektrischen Schaltkreises durchzuführen, welcher die optische Schaltvorrichtung als ein Serienbauteil enthält. Es ist somit möglich, eine Anzeigenvorrichtung, die Licht als Eingangssignal verwendet, aufzustellen, wenn diese optische Schaltvorrichtung in den Erregerkreis eines Anzeigenmediums eingesetzt ist, welches auf ein elektrisches Feld reagieren kann, wie ein Flüssigkristall, EL oder ähnliches.
  • Wie oben angemerkt, ist der Zeitraum für die Zuführung von Licht zu der Schaltvorrichtung bis zu dem Reagieren der Schaltvorrichtung sehr klein. Der Zeitraum kann in der Größenordnung von einer Nanosekunde liegen. Die Ausschaltzeit ist ähnlich kurz. Jedoch kann der Zeitraum von dem Anschalten der Schaltvorrichtung bis zu dem veränderten Zustand des Anzeigenmediums länger sein. Dieser Zeitraum wird gemäß der Natur des anzeigenden Mediums veränderlich sein. Er kann eine ins oder weniger für ein ferroelektrisches Flüssigkristall und etwa 20 bis 80 ms für ein verdrehtes, nematisches Flüssigkristall betragen. Der Zeitraum für das Zurückgehen des Anzeigenmediums in seinen Originalzustand, nachdem die Schaltvorrichtung abgedreht wurde, kann 60 bis 150 ms für ein verdrehtes, nematisches Flüssigkristall sein. Ein ferroelektrisches Flüssigkristall kehrt typischerweise erst dann in seinen Originalzustand zurück, wenn ein Rückkehrfeld angelegt ist. Die Schaltvorrichtung sollte somit mit einem Mittel für das Anlegen eines Rückfeldes versehen sein, wenn dieses Anzeigenmedium für die Schaltvorrichtung verwendet wird (es kann für alle Pixels einer Anzeigenplatte gleichzeitig bereitgestellt werden). Andere Anzeigenmedien können unterschiedliche Zeiträume für einen Wechsel des Zustandes beanspruchen, wenn die Schaltvorrichtung ein- oder ausgeschaltet wird. Wenn eine Anzeigenplatte eine Zahl von Pixels aufweist, denen jeweils eine Schaltvorrichtung zugeordnet ist, wird der Zeitraum für die Bestrahlung jeder Schaltvorrichtung von der Natur des Anzeigenmediums, der Zahl der Pixels und des Arbeitszeitraumes, welcher für die Anzeigenplatte verwendet wird, abhängen.
  • Der Grundaufbau der Erfindung mit einer Flüssigkristall-Anzeigenvorrichtung wird im folgenden unter Bezug auf die Zeichnungen erläutert.
  • Figur 3 zeigt den Aufbau einer Anzeigenvorrichtung mit einem Flüssigkristall als das Anzeigenmedium. Gemäß Figur 3 hat die optische Schalteinheit 11 ein Substrat 1, eine untere Elektrode 2, einen isolierenden, dünnen Film 3, einen leitenden, dünnen Film 4, einen isolierenden, dünnen Film 5 sowie eine obere Elektrode 6. Auf dieser Schalteinheit 11 ist eine Flüssigkristall-Anzeigeneinheit (eine Flüssigkristallzelle) 12 angeordnet, die eine Flüssigkristall-Orientierungsschicht 31, eine Flüssigkristall-Schicht 32, eine Flüssigkristall-Orientierungsschicht 33, eine transparente Elektrode 34 und ein Substrat 35 auf der Anzeigenseite aufweist. Ein Elektrodenpaar ist notwendig für die Erregung des Flüssigkristalls. Bei dieser Ausführungsform wird die obere Elektrode 6 der optischen Schalteinheit 11 als eine Elektrode dieses Elektrodenpaars verwendet. Eine Elektrode mit anderer Form und aus einem anderen Material kann ferner auf der oberen Elektrode 6 durch Vakuumablagerung oder ähnliches gebildet werden. In jedem Fall sind die obere Elektrode 6 der optischen Schalteinheit 11 und eine Elektrode des Elektrodenpaares der Flüssigkristall-Anzeigeneinheit 12 identisch oder sie sind elektrisch miteinander kurzgeschaltet. Es sei angemerkt, daß diese Elektroden gemäß der gewünschten Anzeigendichte oder des Anzeigenmusters geformt sind, während es nicht notwendig ist, eine Matrixverbindung oder etwas ähnliches bereitzustellen.
  • Es ist notwendig, daß das Substrat 1 und das Substrat 35 auf der Anzeigenseite eine ausreichende Transparenz für die Wellenlängenregion des Eingangssignallicht 37 bzw. der sichtbaren Region haben. Für das Substrat 35 auf der Anzeigenseite ist es wünschenswert, ein Glas, ein Kunststoffmaterial oder ähnliches zu verwenden, was eine hohe Transparenz besitzt. In einigen Fällen kann dieses Substrat gemäß einer Farbanforderung oder ähnliches gefärbt sein.
  • Bei der Flüssigkristall-Anzeigenvorrichtung mit solch einem Grundaufbau wird eine Spannung von einer Stromversorgung 36 zwischen der transparenten Elektrode 34 und der unteren Elektrode 2 angelegt. Diese Spannung muß größer als die Schwellenwertspannung der optischen Schaltvorrichtung sein. Das durch diese geeignete Spannung erregte Flüssigkristallmaterial wird gemäß dieser Anforderung ausgewählt. Da im allgemeinen die Schwellenwertspannung der optischen Schaltvorrichtung nicht größer als 1,0 V ist, können die bekannten Flüssigkristallmaterialien ohne Probleme verwendet werden. Unter den oben beschriebenen Bedingungen wird nun angenommen, daß es dunkel ist. Da dann die optische Schaltvorrichtung sich in einem Hochresistenzzustand befindet, liegt kein elektrisches Feld an der Flüssigkristallschicht 32 an. Wenn nun das Eingangssignallicht 37 von der Seite des Substrates 1 auf die optische Schalteinheit 11 geworfen wird, befindet sich nur die bestrahlte Region in einem geringen Widerstandszustand. Somit wird ein elektrisches Feld zwischen der oberen Elektrode 6 und der transparenten Elektrode 34 entsprechend der bestrahlten Region angelegt, und die Orientierung des Flüssigkristalls wird gesteuert. Somit wird durch das Eingangssignallicht 37 die Anzeigendichte und die Auflösung in der Flüssigkristall-Anzeigenvorrichtung durch einen Segmentbereich der oberen Elektrode 6 und der bestrahlten Fläche bestimmt.
  • Es sei angemerkt, daß die Figur 3 nur den Grundaufbau zeigt und daß dieser Aufbau in geeigneter Weise entsprechend den Unterschieden in der Art des verwendeten Flüssigkristalls modifiziert werden kann.
  • Um den Betrieb der optischen Schalteinheit sicherzustellen, kann ferner immer eine Vorspannung, die nicht kleiner als die Schwellenwertspannung der optischen Schalteinheit ist, angelegt werden, wobei eine Stromversorgung (Stromversorgung 62 für die optische Schalteinheit) verwendet wird, die von der Stromversorgung 31 für die Erregung des Flüssigkristalls verschieden ist, wie dies in der Figur 6 dargestellt ist (gleiche Bezugszeichen in der Figur 6 zeigen ähnliche Bauteile an wie in der Figur 3). In der Figur 6 ist die Stromversorgung für die optische Schalteinheit nur mit einem Segment an der linken Seite der oberen Elektrode 6 (der optischen Schalteinheit) verbunden. Tatsächlich können jedoch alle Segmente der oberen Elektrode und der unteren Elektrode 2 mit der Stromversorgung für die optische Schalteinheit verbunden sein. Obgleich nicht in der Figur 6 gezeigt, kann es notwendig sein, einen Widerstand zwischen jedes Segment der oberen Elektrode 6 und der zusätzlichen Kraftversorugng 62 bereitzustellen, wenn der Widerstand der Bauteile, welche die Verbindung herstellen, nicht selbst ausreichend ist. Dieser Widerstand erlaubt der Spannung eines Segmentes der oberen Elektrode 6 nahe auf die Spannung der unteren Elektrode 2 zu fallen, wenn das Segment beleuchtet ist und dies trotz der Stromversorgung 62 und ohne Absenkung der Spannung für alle anderen Segmente der oberen Elektrode 6. Der Widerstand kann typischerweise 100 Ohm bis 100 kOhm, insbesondere 1-10 kOhm betragen. Er sollte kleiner als der Widerstand des Flüssigkristalls sein.
  • Wenn die am meisten verwendete TN-Modus-Anzeige verwendet wird, ist es beispielsweise notwendig, einen Polarisator 38, wie in der Figur 3 dargestellt, zu verwenden. Ferner ist in den meisten Fällen notwendig, eine Reflexionsschicht in der Flüssigkristall-Anzeigeneinheit 12 vorzusehen. Für diesen Zweck ist es ferner möglich, einen Aufbau zu verwenden, in dem ein geeignetes Metall auf die obere Elektrode 6 oder über der oberen Elektrode 6 evaporiert wird.
  • Wenn andererseits ein EL-Material als das Anzeigenmedium verwendet wird, liegt eine EL-Schicht 41 zwischen der transparenten Elektrode 34 und der oberen Elektrode 36 vor, wie dies in der Figur 4 dargestellt ist. Der andere Aufbau ist der gleiche, als wenn ein Flüssigkristall verwendet wird.
  • Jedoch benötigen die meisten bisher entwickelten EL-Materialien eine Spannung in der Größenordnung von einigen 10 bis einige Hunderte von Volt für ihre Erregung. Somit ist es zur Zeit schwierig, das EL-Material praktisch zu verwenden, wobei aber ein EL-Material in zufriedener Weise verwendet werden kann, wenn ein Material, das von einer niedrigen Spannung erregt werden kann, entwickelt worden ist.
  • In der Struktur gemäß Figur 3 ist die Funktion des leitenden, dünnen Films 4 noch nicht voll verstanden, aber es wurde herausgefunden, daß die Schaltleistung der dargestellten Struktur besser ist, als die Schaltleistung einer ähnlichen Struktur, die keinen leitenden, dünnen Film 4 und nur einen leitenden, dünnen Film aufweist.
  • Bei allen bisher erläuterten Anzeigenvorrichtungen wird die Anzeige gemäß der Bestrahlung - Nichtbestrahlung des Eingangssignallicht durchgeführt. Somit ist, um eine Anzeige mit einem bestimmten Bereich durchzuführen, es notwendig, das Eingangssignallicht abzutasten. Die bisher bekannten optischen Systeme für das Abtasten eines Lichtstrahles können in zufriedenstellender Weise verwendet werden. Der Grundaufbau des Systems ist in der Figur 5 gezeigt. Gemäß Figur 5 wird als eine Lichtquelle 51 ein Halbleiterlaser im allgemeinen verwendet. Die Strahlung aus dem Halbleiterlaser wird durch eine Kollimatorlinse 52 parallel ausgerichtet, wobei der Strahl durch eine Kondensorlinse 54 auf eine optische Schalteinheit 55 fokussiert wird, um über einen Galvanometerspiegel 53 das Abtasten durchzuführen und um die Anzeigeneinheit 56 zu erregen. Das hier gezeigte Lichtstrahl-Abtastsystem ist ein Beispiel. Es kann einen anderen Aufbau unter der Bedingung von äquivalenten Funktionen aufweisen, so daß mehrere Abtastsysteme zusammen verwendet werden können sowie eine Kombination einer Tonspule und eines Schrittmotors anstelle des Galvanometerspiegels 53 oder ähnliche Systeme.
  • Als Anzeigenmedium nach der Erfindung kann jedes Material verwendet werden, das durch Anlegen einer Spannung eine Anzeigenfunktion aufweist, wie ein Flüssigkristall, EL oder ähnliches. Da jedoch die Durchschlagspannung der optischen Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung 20 Volt im Maximum und der maximal erlaubbare Strom im Niedrigwiderstandszustand 100 mA beträgt, sind die Anzeigenmedien auf solche beschränkt, die innerhalb dieser Bereiche arbeiten. Da jedoch das Verhältnis des Stromes im Niedrigwiderstandszustand zu dem im Hochwiderstandszustand ion/ioff bis zu 10&sup6;-10&sup7; betragen kann, ist es bei Verwendung von Flüssigkristall-Anzeigenmedien möglich, das Flüssigkristall-Anzeigenverfahren des Feldeffekttyps (TN-Modusanzeige, DTN-Modusanzeige, SBE-Modusanzeige, GH-Modusanzeige, ECB-Modusanzeige, PC-Modusanzeige oder ähnliches) und das Flüssigkristall-Anzeigenverfahren des dynamischen Streutyps sowie viele bei diesen Verfahren verwendeten Flüssigkristall-Materialien zu verwenden.
  • Ferner sind die nach der Erfindung zu benutzenden Anzeigemedien nicht auf die oben beschriebenen beschränkt. Jedes Anzeigenmedium, das bei Anlegung einer geringen Spannung (nicht mehr als 20 Volt) arbeitet, kann in zufriedenstellender Weise benutzt werden.
  • Beispiel 1
  • Eine optische Schalteinheit mit der Konfiguration aus unterer Elektrode 2/isolierender, dünner Film 3/leitender, dünner Film 4/isolierender, dünner Film 5/obere Elektrode 6 wurde nach dem nachfolgend beschriebenen Verfahren hergestellt. Das Glassubstrat 1 wurde für einen Tag in dem gesättigten Dampf von Hexamethyldisilazan (HMDS) belassen. Als eine Unterschicht wurde mittels Vakuumablagerung Cr in einer Dicke von 300 Å auf dem Substrat 1 abgelagert. Anschließend wurde Au (600 Å dick) mit dem gleichen Verfahren abgelagert und die untere Elektrode 2 wurde in Form eines Streifens von 1 mm Breite hergestellt. Ein geschichteter Film (etwa 40 A dick), der aus 10 monomolekularen Schichten eines Polyimidfilms besteht, wurde auf das Substrat durch das LB-Verfahren hergestellt, um den isolierenden, dünnen Film 3 zu erhalten.
  • Das Verfahren zur Bildung eines geschichteten Films, der aus monomolekularen Schichten aus Polyimid besteht, wird im folgenden im Detail beschrieben.
  • Polyamidsäure gemäß Formel (1) wurde (monomer-reduzierte Konzentration: 1 x 10&supmin;³ M) in einem Lösungsmittelgemisch aus N, N-dimethylacetoamid-Benzol (1:1 V/V) gelöst, und die erzielte Lösung wurde ferner mit einer separat hergestellten 1 x 10&supmin;³ M Lösung aus N, N-dimethyloctadecylamin in dem oben beschriebenen Lösungsmittel in einem Verhältnis von 1:2 (V/V) gemischt, um eine Lösung des Octadecylamin-Salzes der Polyamidsäure, das in der Formel (2) daigestellt ist, herzustellen.
  • Diese Lösung wurde über reinem Wasser bei einer Temperatur von 20ºC ausgebreitet, wobei unter Anwendung des LB-Verfahrens ein geschichteter Film, der aus 10 monomolekularen Schichten des Octadecylamin-Salzes der Polyimidsäure bestand, auf dem oben beschriebenen Substrat mit der unteren Elektrode gebildet wurde. Der Oberflächendruck war zu dieser Zeit 25 mN/m, und die Hub- und die Absenkungsgeschwindigkeit des Substrates war 5 mm/min.
  • Danach wurde das Substrat auf 400ºC für 30 Minuten erhitzt um das Octadecylamin-Salz der Polyimidsäure in ein Imid (Formel 3) umzuwandeln. Somit wurde ein geschichteter Film aus 10 monomolekularen Schichten aus Polyimid erzielt
  • Auf der Oberfläche des aus monomolekularen Schichten von Polyimid bestehenden, beschichteten Films wurde Al in einem Vakuum (20 Å dick) in Form eines Streifens von 1 mm Breite abgelagert, so daß dieser einen rechten Winkel mit der unteren Elektrode 2 bildete, um den leitenden, dünnen Film 4 zu bilden. Zu diesem Zeitpunkt war die Temperatur der Substratoberfläche nicht höher als die Raumtemperatur Die Filmbildungsrate war 3 Å/Sekunde. Daraufhin wurde die Oberfläche des leitenden Al-Dünnfilms oxidiert, indem der Druck der Vakuumkammer auf den Atmosphärendruck herabgesenkt wurde, um den isolierenden, dünnen Film 5 aus Al&sub2;O&sub3; zu bilden. Anschließend wurde die Vakuumkammer wieder evakuiert, und Al (300 Å dick) und Au (600 Å dick) wurden aufeinander folgend im Vakuum in der gleichen Form wie der leitende, dünne Film 4 abgelagert, um die obere Elektrode 6 zu erhalten.
  • Auf der so hergestellten optischen Schalteinheit 11 wurde die Flüssigkristall-Anzeigeneinheit 12 durch das folgende Verfahren aufgebracht. Ein Polyimidharz wurde mit einer Polierscheibe (750 Å dick) auf das Substrat 1, welches die optische Schalteinrichtung 11 aufweist, aufgebracht, wobei anschließend ein Polierverfahren durchgeführt wurde, um die Flüssigkristall-Orientierungsschicht 31 zu erzielen. Andererseits wurde auf ein Glassubstrat, welches das Substrat 35 auf der Anzeigenseite darstellt, ein ITO-Film (2000 Å dick abgelagert, um die transparente Elektrode 34 zu bilden. Die transparente Elektrode 34 wurde unter Verwendung einer Polierscheibe (750 Å dick) mit einem Polyimidharz bedeckt, wobei anschließend ein Polierverfahren durchgeführt wurde. Danach wurde die Flüssigkristallzelle unter Verwendung der oben beschriebenen Schalteinheit 11 und des Substrates 35 auf der Anzeigeseite hergestellt. Das Flüssigkristall war E- 37 (Produkt der BDH Corp.). Die Dicke der Flüssigkristall- Schicht 32 war 10 um.
  • Eine Gleichspannung von 2,5 Volt wurde zwischen der transparenten Elektrode 34 und der oberen Elektrode 6 der Flüssigkristall-Anzeigenvorrichtung angelegt. Mittels eines Polarisationsmikroskops wurde von der Seite des Substrates 35 auf der Anzeigenseite der Orientierungszustand des Flüssigkristalls beobachtet. Es wurde gefundene daß das Flüssigkristall eine gewundene Orientierung besitzt, wenn von der Seite des Substrates 1 keine Belichtung erfolgte (Weißlicht etwa 70 uw/0,55 cm²). Bei Lichtbestrahlung hatte das Flüssigkristall auf der oberen Elektrode 6 eine vertikale Orientierung. Ferner wurde bestätigt, daß das Flüssigkristall direkt in seine gewundene Orientierung zurückkehrt, wenn die Lichtbestrahlung unterbrochen wurde.
  • Beispiel 2
  • Cr von 300 Å Dicke wurde auf dem Glassubstrat 1 durch eine Vakuumablagerung als eine Unterschicht abgelagert. Au (600 Å dick) wurde dann durch das gleiche Verfahren abgelagert, und die untere Elektrode 2, welche die Form eines Streifens von 1 mm Breite hatte, wurde hergestellt. Auf diesem Substrat 1 wurde ein geschichteter Film, der aus 10 monomolekularen Schichten aus Polyimid bestand, durch das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 gebildet, um den isolierenden, dünnen Film 3 zu erzielen.
  • Daraufhin wurde auf der Oberfläche dieses geschichteten Filmes aus monomolekularen Schichten von Polyimid ein amorpher Siliciumfilm von 30 Å Dicke aufgebracht, um den halbleitenden, dünnen Film 4 zu erhalten. In diesem Fall wurde der Film durch ein Glimmentladungsverfahren hergestellt (eingeführte Gase: SiH&sub4;, H&sub2;, rf-Kraft: 0,01 W/cm², Druck: 0,5 torr, Substrattemperatur: 250ºC, Ablagerungsrate: 40 Å/Minute). Anschließend wurde ein Mischgas aus Silan (SiH&sub4;)-Gas und Ammoniumgas eingeführt, und ein Siliciumnitrid (Si&sub3;N&sub4;)-Film von 15 A Dicke wurde abgelagert (rf- Kraft: 0,02 W/cm², Druck: 0,5 torr, Substrattemperatur: 250ºC, Ablagerungsrate: 50 Å/Minute), um den isolierenden, dünnen Film 5 zu bilden.
  • Im folgenden wurde auf die Oberfläche dieses Siliciumnitridfilms Al (300 Å dick) und Au (600 Å dick) nacheinander im Vakuum in Form von 1 mm breiten Streifen abgelagert, um einen rechten Winkel mit der unteren Elektrode 2 zu bilden.
  • Auf der so hergestellten, optischen Schalteinheit wurde die gleiche Flüssigkristall-Anzeigeneinheit gemäß Beispiel 1 angeordnet. Die Orientierung des Flüssigkristalls für das Signaleingangslicht dieser Proben wurde in gleicher Weise wie in Beispiel 1 bestimmt, wobei sichergestellt wurde, daß die Proben die gleiche Reaktionseigenschaft auf Licht aufwiesen.
  • Beispiele 3 bis 7
  • Diese Proben wurden in der gleichen Weise wie im oben beschriebenen Beispiel 1 hergestellt, wobei die Ausnahme darin bestand, daß die isolierenden, dünnen Filme 3 durch das LB- Verfahren hergestellt wurden, wobei die isolierenden Materialien gemäß der folgenden Tabelle 1 benutzt wurden. Die Orientierung des Flüssigkristalls für das Signaleingangslicht dieser Proben wurde bestimmt. Die Proben zeigten die gleiche Antworteigenschaften auf Licht wie die Probe in dem oben beschriebenen Beispiel 1. Tabelle 1 Beispiel Material für den isolierenden, dünnen Film 12 Zahl der Schichten t-butyl-substitutiertes Lutetiumdiphthalocyanin Copolymer von Methacrylsäure und Styrolpolyisobutylmethacrylat Tabelle 1 (Fortsetzung) Beispiel Film-bildende Bedingungen Dicke des isolierenden dünnen Films 12 (Å) F = 25 mN/m, Polymerisation durch UV-Bestrahlung nach Bildung des Films Nach Filmbildung (F = 25 mN/m) durch Zugabe von N-hexadecyldimethylamin entfernen des Films durch Eintauchen in eine n-Hexanessigsäure (50:1 %) Lösung
  • Beispiel 8
  • Eine Anzeigenvorrichtung wurde in gleicher Weise wie im Beispiel 1 hergestellt mit der Ausnahme, daß die untere Elektrode auf dem Glassubstrat 1 in den Dimensionen von 1 x 2 cm gebildet wurde. Der leitende, dünne Film 4, der isolierende, dünne Film 5 und die obere Elektrode 6 wurden in einer 100 um-Quadrat-Punktmatrixform (120 um Entfernung) gebildet.
  • Eine 2,5 Volt Gleichspannung wurde zwischen der transparenten Elektrode 34 und der oberen Elektrode 6 dieser Proben angelegt. Das einem Eingangssignal entsprechende Licht wurde von der Seite der optischen Schalteinheit (von der Seite des Substrates 1) unter Verwendung des Laserstrahl-Abtastsystems gemäß dem Aufbau in Figur 5 zugeführt. Es wurde bestätigt, daß der Orientierungszustand des Flüssigkristalls in der Flüssigkristalleinheit auf der Punktmatrix-ähnlichen Elektrode von der gewundenen Orientierung zu der vertikalen Orientierung sich nur in den bestrahlten Abschnitten verändert. Ferner wurde bestätigt, daß das Flüssigkristall aus diesem Zustand der vertikalen Orientierung in den gewundenen Zustand übergeht, wenn die Lichtbestrahlung unterbrochen wurde. Als Lichtquelle wurde eine GaAlAs-Laseranordnung (Strahldurchmesser: 20 um, 10 mW) benutzt.
  • Beispiel 9
  • Cr von 300 Å Dicke wurde auf dem Glassubstrat 1 mittels Vakuumablagerung als eine Unterschicht abgelagert. Dann wurde Au (600 Å dick) durch das gleiche Verfahren abgelagert, um die untere Elektrode 2 in Form eines Streifens von 1 mm Breite zu bilden. Auf diesem Substrat wurde ein Siliciumnitrid (Si&sub3;N&sub4;)-Film von 40 Å Dicke durch das Glimmentladungsverfahren abgelagert (eingeführtes Gas: ein Mischgas aus SiH&sub4; und NH&sub2;, rf-Kraft: 0,02 W/cm², Druck: 0,5 torr, Substrattemperatur: 300ºC, Ablagerungsrate: 60 Å/Minuten), um die isolierende Region 3 zu bilden.
  • Danach wurde auf der Oberfläche dieses Siliciumnitridfilms Al (20 Å dick) im Vakuum in Form eines Streifens von 1 mm Breite abgelagert, um so einen rechten Winkel mit der unteren Elektrode herzustellen und die leitende Region 4 zu bilden. Anschließend wurde der Druck der Vakuumkammer auf den Atmosphärendruck zurückgeführt, um die Oberfläche der leitenden Al-Schicht zu oxidieren, um die isolierende Region 5 zu erhalten. Danach wurde die Vakuumkammer wieder evakuiert, und Al (300 Å dick) und Au (600 Å dick) wurden nacheinander abgelagert, um die obere Elektrode 6 zu formen.
  • Auf der so beschriebenen, optischen Schalteinheit wurde gemäß dem Beispiel 1 die gleiche Flüssigkristall-Anzeigeneinheit ausgebildet. Der Orientierungszustand des Flüssigkristalls für das Signaleingangslicht dieser Proben wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 untersucht. Die Proben zeigten die gleiche Reaktionseigenschaft auf Licht wie die in Beispiel 1.
  • Beispiel 10
  • Nach Bildung der unteren Elektrode 2 und der Si&sub3;H&sub4;-isolierenden Region 3 gemäß der in Beispiel 9 beschriebenen Weise wurde mittels des Glimmentladungsverfahrens ein amorpher Siliciumfilm von 40 Å Dicke hergestellt, um die halbleitende Region 4 zu bilden (eingeführtes Gas: SiH&sub4;, H&sub2;, rf-Kraft: 0,01 W/cm², Druck: 0,5 torr, Substrattemperatur: 300ºC, Ablagerungsrate: 40 Å/Minute). Anschließend wurde ein Oberflächenschichtabschnitt (etwa 10 Å) des amorphen Siliciums in Siliciumnitrid (Si&sub3;N&sub4;) durch das thermische Nitridierungsverfahren umgewandelt, um die isolierende Region 5 zu bilden. Im folgenden wurde nacheinander Al (300 Å dick) und Au (600 Å dick) im Vakuum in Form von 1 mm breiten Streifen abgelagert, um mit der unteren Elektrode 2 einen rechten Winkel zu bilden, so daß die obere Elektrode 6 hergestellt wurde.
  • Auf der so hergestellten, optischen Schalteinheit wurde gemäß Beispiel 1 die gleiche Flüssigkristall-Anzeigeeinheit aufgebracht. Der Zustand der Orientierung des Flüssigkristalls für das Signaleingangslicht dieser Proben wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 untersucht. Die Proben zeigten die gleiche Reaktionseigenschaft auf Licht wie die in Beispiel 1.
  • Beispiel 11
  • Nach Ausbildung der Cr-Au unteren Elektrode 2 und der Si&sub3;H&sub4; isolierenden Region 3 in gleicher Weise wie in dem oben beschriebenen Beispiel 9, wurde Ag (200 Å dick) im Vakuum abgelagert, um die leitende Region 4 zu bilden. Anschließend wurde mittels des Glimmentladungsverfahrens ein Siliciumnitrid (Si&sub3;N&sub4;)-Film von 15 Å Dicke abgelagert, um die isolierende Region 5 zu bilden. Dann wurden nacheinander Al (300 Å dick) und Au (600 Å dick) im Vakuum in Form von 1 mm breiten Streifen abgelagert, um einen rechten Winkel mit der unteren Elektrode 2 zu bilden, um so die obere Elektrode 6 zu erhalten.
  • Auf der so hergestellten, optischen Schalteinheit wurde gemäß Beispiel 1 die gleiche Flüssigkristall-Anzeigeneinheit aufgebracht. Der Orientierungszustand des Flüssigkristalls für das Signaleingangslicht dieser Proben wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 untersucht. Die Proben zeigten die gleiche Reaktionseigenschaft auf Licht wie die in Beispiel 1.
  • Beispiel 12
  • Gemäß dem oben beschriebenen Beispiel 11 wurden die Proben in der gleichen Weise hergestellt mit der Ausnahme, daß die leitende Region aus Ag durch eine halb1eitende Region (40 Å dick) aus ZnS ersetzt wurde (Ion-Cluster-Strahlverfahren, Beschleunigungsspannung: 3 kV, Substrattemperatur: 150ºC, Ablagerungsrate: 40 nm/Minute). Der Wechsel in dem Zustand der Orientierung des Flüssigkristalls für das Signaleingangslicht dieser Proben wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 bestimmt. Die Proben zeigten die gleiche Reaktionseigenschaft auf Licht wie die in Beispiel 1.
  • Gemäß der Erfindung ist es möglich, wie oben erläutert, Informationssignale durch das optische Adressierverfahren einzuführen, indem eine optische Schaltvorrichtung, die wechselweise beschichtete, isolierende, dünne Filme und einen leitenden, dünnen Film aufweist, mit einem Erregungskreis eines Anzeigenmediums kombiniert wird, das eine Reaktionseigenschaft auf das elektrische Feld besitzt, wie ein Flüssigkristall, EL oder ähnliches. Somit ist es nicht notwendig, ein kompliziertes Verbindungsmuster auf einem Substrat herzustellen. Das Herstellungsverfahren kann auch vereinfacht werden. Darüber hinaus ist es möglich, eine hochdichte und hochqualitative Anzeige bereitzustellen, da das elektrische Feld direkt an jedes Bildelement angelegt werden kann.

Claims (4)

1. Lichtmodulationsvorrichtung mit:
einer Anordnung (7) von elektrischen Schaltelementen in Form von dünnen Filmen;
einem elektrisch-auslösbaren, optischen Modulationsmaterial (32), das über der Anordnung der Elemente liegt;
Einrichtungen (2, 6, 34) für das Anlegen eines elektrischen Feldes über die Elemente und das Material; und
Einrichtungen (51, 52, 53, 54) für die Adressierung der Elemente, so daß die Elemente das elektrische Feld modulieren, das an die entsprechenden Abschnitte des Materials angelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente optisch-auslösbare Schaltelemente darstellen, die jeweils einen leitenden oder einen halbleitenden Film (4) aufweisen, die zwischen isolierenden Filmen (3, 5) angeordnet sind, und daß die Einrichtungen für die Adressierung Einrichtungen (51) für die Erzeugung von optischen Adressiersignalen aufweisen.
2. Lichtmodulationsvorrichtung nach Anspruch 1 und ferner dadurch gekennzeichnet, daß das optisch-modulierende Material (32) eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist.
3. Lichtmodulationsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 und ferner dadurch gekennzeichnet, daß das optische Signal von einem Halbleiter-Laser (51) bereitgestellt wird.
4. Lichtmodulationsvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche und ferner dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Adressiereinrichtungen für das Abtasten eine Lichtquelle (51), eine Kollimatorlinse (52), einen Galvanometerspiegel (53) und eine Kondensorlinse (54) aufweisen.
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