特許ウォッチ

公開番号2025104949
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2023223155
出願日2023-12-28
発明の名称空間光変調装置
出願人エルジーディスプレイカンパニーリミテッド
代理人園田・小林弁理士法人
主分類G09G 3/36 20060101AFI20250703BHJP(教育;暗号方法;表示;広告;シール)
要約【課題】画素面積の増大を抑制しつつ、液晶に十分な電圧を印加すること。
【解決手段】空間光変調装置は、複数の画素が配列された光変調部と、前記光変調部に第1の電位を供給する第1のドライバと、前記光変調部に第2の電位を供給する第2のドライバと、前記光変調部に3段階に制御される第3の電位を供給する電圧制御部とを有し、前記画素は、ゲート端子に印加される前記第1の電位によって導通状態が制御される第1のトランジスタと、前記第1のトランジスタの導通状態がオンの際にゲート端子に印加される前記第2の電位によって導通状態が制御される第2のトランジスタと、前記第2のトランジスタの導通状態に応じて電位が設定される第1の電極と、前記第3の電位が供給され前記第1の電極に対向する第2の電極との間に強誘電性液晶を挟んで形成される液晶素子とを有する。
【選択図】図4

特許請求の範囲【請求項１】
複数の画素が配列された光変調部と、
前記光変調部に第１の電位を供給する第１のドライバと、
前記光変調部に第２の電位を供給する第２のドライバと、
前記光変調部に３段階に制御される第３の電位を供給する電圧制御部と
を有し、
前記画素は、
ゲート端子に印加される前記第１の電位によって導通状態が制御される第１のトランジスタと、
前記第１のトランジスタの導通状態がオンの際にゲート端子に印加される前記第２の電位によって導通状態が制御される第２のトランジスタと、
前記第２のトランジスタの導通状態に応じて電位が設定される第１の電極と、前記第３の電位が供給され前記第１の電極に対向する第２の電極との間に強誘電性液晶を挟んで形成される液晶素子と
を有する空間光変調装置。
続きを表示（約 540 文字）【請求項２】
前記画素は、
前記第２のトランジスタのゲート端子と接地電極の間に接続される容量素子をさらに有する請求項１に記載の空間光変調装置。
【請求項３】
前記画素は、
前記液晶素子と並列に接続される容量素子をさらに有する請求項１又は２に記載の空間光変調装置。
【請求項４】
前記電圧制御部は、
第１段階の前記第３の電位を前記第２の電極へ供給することにより、前記液晶素子の分極方向をリセットさせた後、第２段階の前記第３の電位を前記第２の電極へ供給することにより、前記画素にデータを設定させる請求項１に記載の空間光変調装置。
【請求項５】
前記電圧制御部は、
第１段階の前記第３の電位とは正負が反転した第３段階の前記第３の電位を前記第２の電極へ供給することにより、前記画素に設定されたデータに応じて前記液晶素子の分極方向を維持又は反転させる請求項４に記載の空間光変調装置。
【請求項６】
前記液晶素子は、
画素ごとに設けられる前記第１の電極と、前記複数の画素の第１の電極に共通して対向する前記第２の電極との間に強誘電性液晶を挟んで形成される請求項１に記載の空間光変調装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、空間光変調装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、例えばプロジェクタやホログラフィックディスプレイなどの映像投影装置に用いられる空間光変調装置は、ＳＬＭ（Spatial Light Modulator）とも称され、液晶セルを用いてコヒーレント光の位相や振幅の空間変調に用いられる。液晶セルを用いたＳＬＭとしては、例えばＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）による反射型のＳＬＭがある。
【０００３】
このような反射型のＳＬＭにおいては、透明電極及び反射電極によって液晶層を挟む画素がシリコン上に形成され、透明電極及び液晶層を透過する入力光が各画素の反射電極に反射し、変調された変調光が出力される。例えば２値の変調光を出力する場合には、液晶層として自発分極を有する強誘電性液晶（ＦＬＣ：Ferroelectric Liquid Crystal）が用いられることが多い。
【０００４】
ＦＬＣを有するＳＬＭの画素回路は、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）セル又はＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）セルに基づいて形成することができる。このような画素回路においては、反射電極の電位がデータに応じて０又は電源電位に制御され、反射電極と透明電極の間の電圧がＦＬＣからなる液晶層に印加される。そして、印加される電圧がＦＬＣの駆動電圧に達していれば、ＦＬＣの分極方向を反転させることができる。このため、反射電極と透明電極の間の電圧を十分に大きくするために、透明電極の電位は電源電位の半分に固定されるのが一般的である。また、画素は小さいことが望ましく、例えばホログラフィックディスプレイで実用上十分な視域角３０°を実現するために必要な画素ピッチは１μｍである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特表平１１－５０９６４７号公報
特開２０１７－２１１５９号公報
特開２０１７－１２９７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＦＬＣを有するＳＬＭにおいては、例えば１μｍピッチのように画素の狭ピッチ化を図りつつＦＬＣを駆動する駆動電圧を得るのは困難であるという問題がある。画素の狭ピッチ化は画素回路中のトランジスタを微細化することを意味するが、一般にトランジスタは、微細化に伴ってその耐圧性が低下するため、画素を狭ピッチ化する場合には電源電位を低くする必要がある。さらに、反射電極の電位が０及び電源電位のいずれに制御されても、透明電極の電位が電源電位の半分に固定されていることから、反射電極と透明電極の間の電圧は、最大でも電源電位の大きさの半分にしかならない。したがって、画素の狭ピッチ化に伴い、ＦＬＣの分極方向を反転させるのに十分な電圧を得るのが困難となる。
【０００７】
また、例えばＤＲＡＭセルに基づく画素回路は、１つのトランジスタによって反射電極の電位を制御する構成であるため、画素面積を小さくすることができるものの、反転電流が大きいＦＬＣに対しては、分極を反転させられる電圧で駆動できたとしても十分に大きな駆動電流が得られず、反転に時間がかかってフレームレートが遅くなってしまう。
【０００８】
さらに、例えばＳＲＡＭセルに基づく画素回路は、画素へのデータ書き込みとＦＬＣの駆動とを異なるトランジスタに担わせてフレームレートの低下を抑制することができるものの、複数のトランジスタを有する構成であるため、画素面積が増大する。
【０００９】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、画素面積の増大を抑制しつつ、液晶に十分な電圧を印加することができる空間光変調装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本開示の一態様によれば、空間光変調装置は、複数の画素が配列された光変調部と、前記光変調部に第１の電位を供給する第１のドライバと、前記光変調部に第２の電位を供給する第２のドライバと、前記光変調部に３段階に制御される第３の電位を供給する電圧制御部とを有し、前記画素は、ゲート端子に印加される前記第１の電位によって導通状態が制御される第１のトランジスタと、前記第１のトランジスタの導通状態がオンの際にゲート端子に印加される前記第２の電位によって導通状態が制御される第２のトランジスタと、前記第２のトランジスタの導通状態に応じて電位が設定される第１の電極と、前記第３の電位が供給され前記第１の電極に対向する第２の電極との間に強誘電性液晶を挟んで形成される液晶素子とを有する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許