DE3515225C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es wurden verschiedenerlei Versuche unternommen, eine Flüssigkristall-Verschlußanordnung mit einer Anordnung aus einer Vielzahl von mit einem Flüssigkristall gebildeten Verschlußöffnungen bei einem Kopf eines elektrofotografischen Druckers oder dergleichen zu verwenden. Wenn eine Flüssigkristall-Verschlußanordnung bei einem elektrofotografischen Druck- bzw. Schreibkopf eingesetzt wird, wird eine Vielzahl kleinster Öffnungen in einer Zeile oder in mehreren Zeilen angeordnet, und es werden von einer Belichtungslichtquelle abgegebene Lichtstrahlen auf die Rückseite der Flüssigkristall-Verschlußanordnung projiziert. Durch das Ein- oder Ausschalten einer an das Flüssigkristall angelegten Spannung wird ein jeweiliger Verschluß für den Lichtdurchlaß geöffnet oder für das Sperren des Lichts geschlossen, wobei die durch die Verschlüsse durchgelassenen außerordentlichen kleinen Lichtpunkte zum Formen eines Bilds oder eines Musters zusammengesetzt werden.

So ist aus der DE 35 14 807 A1 eine Druckvorrichtung und ein Verfahren zu deren Ansteuerung bekannt, die eine Belichtungslichtquelle, einen Schreibkopf mit einer Gruppe von Mikroverschlüssen für das jeweilige Steuern des Durchlassens oder Sperrens von Licht aus der Belichtungsquelle aufweist. Ein Bildträger ist für die Bestrahlung mit den von dem Schreibkopf durchgelassenen Lichtsignalen vorgesehen. Die Mikroverschlüsse sind in Form einer Matrix aus einer Vielzahl von Zeilen und einer Vielzahl von Spalten angeordnet. Jeder Mikroverschluß ist mit einem Dünnfilmtransistor mit einem Drain-, einem Gate- und einem Sourceanschluß verbunden. Die in der Zeile angeordneten Mikroverschlüsse sind über eine Gate-Leitung an den Gate-Anschluß des Dünnfilmtransistors gelegt; die in der Spalte angeordneten Mikroverschlüsse über eine Source-Leitung an den Source-Anschluß des Dünnfilmtransistors gelegt. Der Drain-Anschluß von jedem Dünnfilmtransistor ist mit einer Segment-Elektrode verbunden. Jeder der Mikroverschlüsse weist eine einzelne Elektrode, eine gemeinsame Elektrode und ein zwischen die einzelne und die gemeinsame Elektrode eingefügtes Flüssigkristall auf.

Bei der vorstehend beschriebenen Flüssigkristall-Verschlußanordnung werden die in einem Feld aus einer Vielzahl von Zeilen und einer Vielzahl von Spalten angeordneten Verschlüsse aufeinanderfolgend nach dem Zeitmultiplex-Ansteuerungsverfahren angesteuert. Wenn die Anzahl der Multiplex-Teilzeiten gesteigert wird, wird dabei der Kontrast an jedem Verschluß herabgesetzt, so daß die erzeugten Bilder nur eine geringe Qualität aufweisen.

Aus der EP 00 86 349 ist eine auf ähnliche Weise angesteuerte Anzeigeeinrichtung bekannt, die somit gleichfalls nicht völlig zufriedenstellend arbeitet.

Die DE 32 13 872 A1 zeigt ein optisches Flüssigkristall-Lichtventil mit einem ersten und einem zweiten Glassubstrat, wobei auf dem ersten Substrat gemeinsame Elektroden und auf dem zweiten Substrat Signalelektroden gegenüberliegend so angeordnet sind, daß sich die Elektroden kreuzen. Zwischen den Glassubstraten ist ein Flüssigkristallmaterial aus nematischem Flüssigkristall mit optisch aktivem Material vorgesehen. Außerhalb des Glassubstrats sind zwei Polarisatorplatten vorgesehen.

Bei dem Gegenstand der JP 57-1 17 980 A handelt es sich um einen Drucker, bei dem eine Flüssigkristall-Verschlußanordnung eingesetzt wird, die u. a. aus einem Glassubstrat mit einer unabhängigen (einzelnen) Elektrode, einem Glassubstrat mit einer gemeinsamen Signalelektrode und einer zwischen den Substraten liegenden Flüssigkristallschicht besteht.

Bei den herkömmlichen Flüssigkristall-Verschlußanordnungen sind eine Anzahl n von Abtastelektroden und eine Anzahl m von Signalelektroden in Form einer Matrix angeordnet, wobei eine große Anzahl von Bildelementen durch Flüssigkristalle gebildet ist, die kapazitive Lastelemente darstellen. Zur Ansteuerung einer solchen Flüssigkristall- Verschlußanordnung werden an die jeweiligen Abtastelektroden selektiv, aufeinanderfolgend und periodisch Adressensignale angelegt, während an die Signalelektroden parallel unter Synchronisierung mit den Adressensignalen selektiv vorbestimmte Informationssignale angelegt werden.

Nähert sich bei einem solchen Zeitmultiplex-Ansteuerungssystem ein Verhältnis eines Einschaltsignals V_ON zu einem Ausschaltsignal V_OFF dem Wert "1", so ist der Öffnungs-/Schließ- Wirkungsgrad eines Flüssigkristallelements, das ein Bildelement bildet, herabgesetzt. Dieses Verhältnis ist in der nachstehenden Gleichung dargestellt, in der 1/N ein Einschaltzeit- bzw. Tastverhältnis, 1/a ein Vorspannungsverhältnis und V₀ eine angelegte Spannung ist.

Infolgedessen kann insbesondere im Falle einer Flüssigkristall- Verschlußanordnung kein Lichtsignal mit ausreichendem Nutzsignal/Störsignal-Verhältnis erzielt werden. Dies führte zu dem Nachteil, daß bei der Verwendung einer solchen herkömmlichen Flüssigkristall-Verschlußanordnung als Bildbelichtungseinheit (Schreibkopf) eines elektrofotografischen Druckers keine Bilder hoher Qualität erzielt werden konnten.

Im Hinblick darauf liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Druckvorrichtung mit einer Flüssigkristall- Verschlußanordnung zu schaffen, welche mittels Dünnfilmtransistoren angesteuert wird und bei der ein scharfer Kontrast auch dann gewährleistet ist, wenn die Anzahl von Verschlußöffnungen vergrößert wird und die Anzahl von Teilzeiten gesteigert wird.

Mit der Erfindung wird eine Druckvorrichtung geschaffen, die eine Belichtungsquelle, einen Schreibkopf mit einer Flüssigkristallverschlußanordnung, die in dem Weg des Lichts der Belichtungsquelle angeordnet ist und die eine Vielzahl von Flüssigkristallverschlüssen für die jeweilige Steuerung des Durchlassens oder des Sperrens des Lichtes aufweist, und einen lichtempfindlichen Träger umfaßt, der für den Empfang des Lichtes, das durch die Flüssigkristallverschlüsse durchgelassen wird, angeordnet ist, wobei die Flüssigkristallverschlüsse als Matrix in Zeilen und Spalten zwischen zwei Grundplatten angeordnet sind, deren eine eine gemeinsame Elektrode und deren andere die jeweiligen Segmentelektroden trägt, wobei die Flüssigkristallverschlüsse durch Feldeffekttransistoren, die als Dünnfilmtransistoren ausgebildet sind, im Zeitmultiplexverfahren ansteuerbar sind, wobei ferner der Drain-Anschluß jedes Feldeffekttransistors mit der zugehörigen Segmentelektrode verbunden ist und jeder Feldeffekttransistor mit einem Ladungsspeicherkondensator verbunden ist, der aus der Segmentelektrode, einem Isolierfilm und einem Leiterfilm besteht, die in dieser Reihenfolge auf einer der Grundplatten einander gegenüberliegend angeordnet sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Schaltbild einer Ansteuerungsschaltung und veranschaulicht die Zusammenhänge zwischen Dünnfilmtransistoren und Verschlußöffnungen einer Flüssigkristall-Verschlußanordnung.

Fig. 2A bis 2E sind Zeitdiagramme von Signalen zur Ansteuerung einer Flüssigkristall-Verschlußanordnung, wobei die Fig. 2A bis 2C die Kurvenformen von jeweils an das Gate und die Source eines Dünnfilmtransistors sowie an eine Gegenelektrode angelegten Eingangssignalen zeigen, die Fig. 2D die Kurvenform einer an einer Verschlußöffnung W₀ anliegenden effektiven Spannung zeigt und die Fig. 2E einen Hellwert und einen Dunkelwert eines Verschlusses zeigt.

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht und eine Äquivalenzschaltung einer einzelnen Verschlußöffnung einer mit Ladungsspeicherkondensatoren ausgestatteten Flüssigkristall-Verschlußanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.

Fig. 4 veranschaulicht den Zusammenhang zwischen der Kapazität eines Ladungsspeicherkondensators und einem Spannungsabfall ΔVw₀₁.

Fig. 5 zeigt den Zusammenhang zwischen der Kapazität eines Ladungsspeicherkondensators und einem Spannungsabfall ΔVw₀₂.

Fig. 6 ist eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Flüssigkristall- Verschlußanordnung.

Fig. 7 ist eine schematische Ansicht eines elektrophotographischen Druckers.

Zur Verdeutlichung des Konzepts der Erfindung werden nachstehend die Grundzüge der Untersuchungen und Analysen der bei den herkömmlichen Druckvorrichtungen anzutreffenden Probleme erläutert, wobei insbesondere der Einfluß eines Ladungsspeicherkondensators auf die Eigenschaften eines Flüssigkristallelements ausführlich beschrieben wird.

Die Fig. 1 ist ein Schaltbild einer Ansteuerungsschaltung und zeigt die relative Anordnung einer Vielzahl von Dünnfilmtransistoren und einer Vielzahl von Verschlußöffnungen in einer Flüssigkristall-Verschlußanordnung. In Fig. 1 sind mit T₀, T₁, . . . Dünnfilmtransistoren bezeichnet, deren Gate-Elektroden jeweils mit Gatesignal-Eingangsanschlüssen G₀ bis G₃ verbunden sind. Die Source-Elektroden von vier Dünnfilmtransistoren, die eine Gruppe bilden, sind jeweils mit Datensignal-Eingangsanschlüssen S₀, S₁ usw. verbunden. Die Fig. 1 zeigt ein 4fach-Zeitmultiplexsystem bzw. ein Zeitmultiplexsystem mit vier Teilzeiten für das serielle Verarbeiten von vier Sätzen von unterschiedlichen Signalen, wobei aber keine Einschränkung auf dieses System besteht. Die Drain-Elektroden sind jeweils mit Segmentelektroden von Verschlußöffnungen bzw. Verschlüssen W₀, W₁, W₂ usw. verbunden und geben Daten für das Ein- oder Ausschalten bzw. Öffnen oder Schließen der Verschlüsse ab.

Das in Fig. 1 gezeigte System wird beispielsweise gemäß den in den Fig. 2A bis 2E gezeigten Zeitdiagrammen betrieben.

Fig. 2A zeigt die Kurvenformen von an die Gatesignal- Eingangsanschlüsse G₀ bis G₃ angelegten Spannungen. Wenn ein jeweiliges Potential auf eine Spannung Vgh ansteigt, wird der entsprechende Dünnfilmtransistor durchgeschaltet, so daß der Kanal zwischen dem Drain und der Source leitend wird. Wenn andererseits das Potential auf eine Spannung Vgl abfällt, wird der entsprechende Dünnfilmtransistor gesperrt und damit in den nichtleitenden Zustand gesteuert.

Die Fig. 2B zeigt die Kurvenform einer an den Datensignal- Eingangsanschluß S₀ angelegten Spannung, während die Fig. 2C die Kurvenform einer an eine Gegenelektrode angelegten Spannung zeigt, welche bei diesem Ausführungsbeispiel auf Massepegel gehalten wird.

Es wird nun die Verschlußöffnung bzw. der Verschluß W₀ betrachtet. Während eines Zeitraums t₀ liegt die Gate- Elektrode des den Verschluß W₀ steuernden Dünnfilmtransistors T₀ an dem Potential Vgh, so daß während der Zeit t₀ der Dünnfilmtransistor T₀ im Leitzustand ist. Während dieser Zeit liegt an dem mit der Source-Elektrode des Dünnfilmtransistors T₀ verbundenen Datensignal-Eingangsanschluß das Potential Vs an, so daß an dem Flüssigkristall des Verschlusses W₀ eine Spannung Vd anliegt (die ungefähr oder genau der Spannung bzw. dem Potential Vs entspricht). Während eines Zeitraums t₁ liegt die Gate-Elektrode des Dünnfilmtransistors T₀ an dem Potential Vgl, so daß der Dünnfilmtransistor T₀ in den nichtleitenden bzw. Sperrzustand gesteuert wird. Infolgedessen wird im Idealfall das unmittelbar zuvor an das Flüssigkristall des Verschlusses W₀ angelegte Potential aufrechterhalten.

In der Praxis treten jedoch gemäß Fig. 2D Spannungsabfälle ΔVw₀₁ undΔVw₀₂ auf. Der Spannungsabfall ΔVw₀₁ wird durch eine Kapazität Cgd verursacht, die durch die Überlappung zwischen der Gate-Elektrode und der Drain- Elektrode des Dünnfilmtransistors entsteht.

Die Fig. 2E zeigt in zeitlicher Aufeinanderfolge den Lichtdurchlaßzustand und den Lichtsperrzustand bei dem Anliegen der Spannung mit der in Fig. 2D gezeigten Kurvenform an dem Flüssigkristall des Verschlusses W₀. Im einzelnen hat während der Zeitdauer vom Zeitraum t₀ bis zu einem Zeitraum t₃ die Durchlässigkeit des Verschlusses W₀ einen Dunkelwert Tr₀d, während in einem Zeitraum von t₀₁ bis t₃₁ die Durchlässigkeit des Verschlusses W₀ einen Hellwert Tr₀l hat.

Der Spannungsabfall ΔVw₀₁ ergibt sich aus folgender Gleichung:

ΔVw₀₁ = [Cgd/(Cgd + Ccell)] × ΔVg (1)

wobei ΔVg der Bereich der Änderung der Gatespannung ist und Ccell die Kapazität der Flüssigkristallschicht ist und sich aus folgender Gleichung ergibt:

1/Ccell = 1/Ci₁ + 1/C_LC + 1/Ci₂ (2)

Der Spannungsabfall ΔVw₀₂ wird durch das Entladen der Flüssigkristallschicht verursacht, das mit einer Zeitkonstante gemäß folgender Gleichung abläuft:

wobei Roff der Widerstand des gesperrten Dünnfilmtransistors ist, R_LC der Widerstand der Flüssigkristallschicht ist und Ci eine aus Kapazitäten Ci₁ und Ci₂ kombinierte Kapazität ist. Die an dem Flüssigkristall anliegende effektive Spannung entspricht der Fläche, die durch die in Fig. 2D gezeigte Spannungskurvenform und den Wert Vw₀ =0 definiert ist. Daraus folgt daher, daß bei dem Auftreten der Spannungsabfälle ΔVw₀₁ und ΔVw₀₂ die effektive Spannung abfällt. Bei der Flüssigkristall-Verschlußanordnung wird durch das Errichten eines elektrischen Felds an der Flüssigkristallschicht der Verschluß geschlossen, wobei der Dunkelwert zu der an der Flüssigkristallschicht anliegenden effektiven Spannung proportional ist. Daher wird durch das vorstehend beschriebene Absinken der effektiven Spannung der Dunkelwert verschlechtert, so daß sich folglich ein schlechter Kontrast ergibt. Im Hinblick darauf müssen die das Absinken der an dem Flüssigkristall anliegenden effektiven Spannung verursachenden Spannungsabfälle ΔVw₀₁ und ΔVw₀₂ so gering wie möglich gehalten werden.

Aus den Gleichungen (1), (3) und (4) ist ersichtlich, daß für das Verringern der Spannungsabfälle ΔVw₀₁ und ΔVw₀₂ die Werte Ccell und Roff vergrößert werden müssen.

Im Falle der Flüssigkristallschicht ist es ersichtlich, daß der gemäß Gleichung (2) definierte Wert Ccell in der Gleichung (1) erhöht werden muß, um die Spannungsabfälle ΔVw₀₁ und ΔVw₀₂ zu verringern und dadurch die an dem Flüssigkristall anliegende effektive Spannung zu erhöhen. Da der Wert Ccell hauptsächlich durch die Kapazität C_LC der Flüssigkristallschicht bestimmt ist, kann das Anheben der effektiven Spannung zum Teil durch das Vergrößern des Werts C_LC erreicht werden, der auch in der Gleichung (3) enthalten ist. Der Wert C_LC ist jedoch unvermeidbar von verschiedenerlei Eigenschaften des verwendeten Flüssigkristalls abhängig (Ansteuerungsbedingungen, Betriebstemperaturbereich usw.). Darüber hinaus liegt die den Wert C_LC bestimmende maximale Dielektrizitätskonstante ε_γξ von Flüssigkristall in der Größenordnung von 30, so daß daher der Steigerung des Wertes Grenzen gesetzt sind. Infolgedessen kann bei der Verwendung von Dünnfilmtransistoren zur Ansteuerung und bei der Steigerung der Multiplex- Zeitaufteilung eine ausreichend hohe effektive Spannung allein mittels der Kapazität C_LC des Flüssigkristalls nicht erreicht werden.

Gemäß den vorangehenden Ausführungen wird ein Ladungsspeicherkondensator an die Segmentelektrode angeschlossen, die mit der Drain-Elektrode des Dünnfilmtransistors verbunden ist, mit dem eine Spannung an das Flüssigkristall angelegt wird; auf diese Weise wird insgesamt die Kapazität an der Flüssigkristallschicht vergrößert. Daher kann selbst bei einer Steigerung der Anzahl der Teilzeiten das Abfallen der an dem Flüssigkristall anliegenden effektiven Spannung verhindert werden.

Die Fig. 3 ist eine Schnittansicht eines einzelnen Verschlußbereichs einer Flüssigkristall-Verschlußanordnung der Druckvorrichtung und zeigt zugleich eine Äquivalenzschaltung des Verschlußbereichs. Der eine Verschlußbereich der Flüssigkristall-Verschlußanordnung enthält eine Verschlußöffnung und einen der Verschlußöffnung benachbarten Dünnfilmtransistor. Der Verschlußbereich weist zwei lichtdurchlässige Grundplatten 1a und 1b sowie einen Dünnfilmtransistor mit einer Halbleiterschicht 2 (beispielsweise aus amorphem Silicium oder Tellur), einer Source-Elektrode 3, einer Drain- Elektrode 4, einer Gate-Elektrode 5 und einem Gate-Isolierfilm 6 auf, wobei auf dem Transistor eine Schutzschicht 7 ausgebildet ist. Ferner ist an der Grundplatte 1a des Verschlusses eine mit der Drain-Elektrode 4 des Dünnfilmtransistors verbundene lichtdurchlässige Segmentelektrode 18 gebildet, die von der Schutzschicht 7 überdeckt wird. Darüber hinaus ist über der Schutzschicht ein Ausrichtungsfilm 9a gebildet, der durchgehend die Dünnfilmtransistoren und die durchsichtigen Elektroden der jeweiligen Verschlüsse überdeckt. Andererseits sind an der gegenübergesetzten Grundplatte 1b eine gleichförmige lichtdurchlässige Elektrode 8, die als Gegenelektrode dient, ein Lichtabschirmfilm 10, der gleichfalls als Gegenelektrode dient und beispielsweise aus einer Aluminium-Chrom-Beschichtung besteht, und ein gleichförmiger Ausrichtungsfilm 9b in der genannten Aufeinanderfolge ausgebildet. Zwischen die Ausrichtungsfilme 9a und 9b ist ein Flüssigkristall 20 vom P-Typ eingefügt (nämlich ein nematisches Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie).

Bei der praktisch eingesetzten Flüssigkristall-Verschlußanordnung werden gemäß Fig. 3 oberhalb der Grundplatte 1b bzw. unterhalb der Grundplatte 1a zwei Polarisatoren 21 bzw. 22 unter Nikolscher Überkreuzung (mit im wesentlichen zueinander senkrechten Polarisationsebenen) angeordnet, während die Ausrichtungsfilme 9a und 9b hinsichtlich der horizontalen Richtung so angeordnet werden, daß ihre Orientierungs- bzw. Ausrichtungsrichtungen jeweils in bezug auf die Polarisationsachsen des oberen bzw. unteren Polarisators einen Winkel von 45° bilden. Daher wird bei dem Errichten eines elektrischen Felds an der Schicht aus dem Flüssigkristall 20 der Verschluß geschlossen, während bei dem Wegfallen des elektrischen Felds der Verschluß geöffnet wird.

An der Grundplatte 1a des Verschlusses sind ein lichtdurchlässiger Leiterfilm 11, der aus Indiumzinnoxid (ITO) besteht und als andere bzw. 2. Elektrode des vorstehend genannten Ladungsspeicherkondensators dient, eine dielektrische bzw. Isolierschicht 6a, die eine Verlängerung des Gate-Isolierfilms 6 darstellt, und die durchsichtige Segmentelektrode 18 aus Indiumzinnoxid oder dergleichen angebracht, welche mit der Drain-Elektrode 4 des Dünnfilmtransistors verbunden ist. Der lichtdurchlässige Leiterfilm 11, die Isolierschicht 6a und die lichtdurchlässige Segmentelektrode 18 bilden zusammen den Speicherkondensator. Die Segmentelektrode 18 ist ferner mit dem Schutzfilm 7 und dem Ausrichtungsfilm 9a abgedeckt, welche sich von dem Dünnfilmtransistor-Bereich weg erstrecken.

Als nächstes wird die Betriebsweise des Flüssigkristall- Verschlusses mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau beschrieben.

Wenn zur Ansteuerung der vorstehend beschriebenen Flüssigkristall- Verschlußanordnung gemäß den Fig. 2A bis 2E Dünnfilmtransistoren eingesetzt werden, treten Spannungsabfälle auf. Die Spannungsabfälle entsprechen den Gleichungen (1) und (3). Zum Verringern der Spannungsabfälle in der Weise, daß die an dem Flüssigkristall anliegende effektive Spannung erhöht wird, muß der Wert Ccell erhöht werden, wenn die Flüssigkristallschicht in Betracht gezogen wird. Bei der Druckvorrichtung ist der Ladungsspeicherkondensator Ce vorgesehen, so daß sich der Wert Ccell folgendermaßen ergibt:

Ccell = 1/(Ci₁ + 1/C_LC + 1/Ci₂) + Ce.

Die Kapazität Ccell eines einzelnen Verschlusses (mit der Fläche 50×200 µm) wird auf die nachstehend genannte Weise unter folgenden Bedingungen ermittelt: Der Gate- Isolierfilm 6 und der Schutzfilm 7 bestehen aus mit Wasserstoffatomen dotiertem Siliciumnitrid SiN:H (mit einer Dielektrizitätskonstante von ungefähr 6,6), wobei ihre Dicken jeweils 300 nm und 200 nm sind; der Ausrichtungsfilm 9a besteht aus einer organischen Verbindung (mit einer Dielektrizitätskonstante von ungefähr 3) in einer Dicke von 100 nm; das verwendete Flüssigkristall hat eine Dielektrizitätskonstante ε_γ von ungefähr 30, was einen gegenwärtig maximal erreichbaren Wert darstellt; die Flüssigkristallschicht hat eine Dicke von 10 µm. Damit werden folgende Werte erzielt: Ci₁₀=0,81 pF (für den Ausrichtungsfilm 9a und den Schutzfilm 7), Ci₂₀ =2,66 pF (für den Ausrichtungsfilm 9b) und C_LC0=0,26 pF (für die Flüssigkristallschicht). Daraus ergibt sich ein Wert Ccell (b) von 0,19 pF.

Andererseits ergibt sich im Falle des benutzten Verschlusses gemäß Fig. 3 (bei dem unter dem Verschluß der Kondensator Ce mit der gleichen Größe wie der Verschluß ausgebildet ist) eine Kapazität Ccell (a) je Flächeneinheit des einzelnen Verschlusses aus folgenden Werten: Ci₁=1,39 pF, Ci₂=2,66 pF, C_LC=0,26 pF und Ce=1,95 pF. Daraus ergibt sich: Ccell (a)=2,15 pF.

Es ist daher ersichtlich, daß die Kapazität Ccell (a) um mehr als eine Größenordnung größer als die Kapazität Ccell (b) bei dem herkömmlichen Verschluß ist.

Falls die Überlappung zwischen dem Gate und dem Drain des Dünnfilmtransistors 1 µm groß ist, wird die Kapazität Cgd in Gleichung (1) zu 3,29×10^-2 pF. Daher wird bei einem Gatespannungs-Änderungsbereich ΔVg=50 V (mit Vgh=40 V und Vgl=-10 V) der Spannungsabfall ΔVw₀₁ (ohne den Ladungsspeicherkondensator Ce) zu 7,38 V, während dann, wenn unter dem Verschluß der Ladungsspeicherkondensator Ce mit der gleichen Größe wie der Verschluß gebildet wird, der Spannungsabfall ΔVw₀₁ (mit dem Kondensator Ce) zu 0,75 V wird. Damit wird dieser Spannungsabfall ΔVw₀₁ in starkem Ausmaß verringert. Die Fig. 4 zeigt den Zusammenhang zwischen der Kapazität des Ladungsspeicherkondensators Ce und dem Spannungsabfall ΔVw₀₁.

Es sei angenommen, daß in der Gleichung (3) die Größen von Roff und R_LC jeweils 10¹² Ohm bzw. 10¹¹ Ohm sind und daß ein Bild mit einer Bildelementendichte von 16 Punkten/ mm mit einer Geschwindigkeit von 50 mm/s erzeugt wird. Damit werden die Punkte in einer einzelnen Zeile in 1,25 ms erzeugt. Im Falle des in Fig. 2 gezeigten 4fach- bzw. Vierkanal-Zeitmulitplexsystems betragen folglich die Zeiten t₀, t₁ und so weiter jeweils ¼ von 1,25 ms, nämlich 0,3125 ms. Infolgedessen tritt der Spannungsabfall ΔVw₀₂ nach ¾ von 1,25 ms, nämlich nach 0,9375 ms auf. Die Fig. 5 zeigt die Zusammenhänge zwischen der Kapazität des Ladungsspeicherkondensators Ce und dem Spannungsabfall ΔVw₀₂ nach 0,9375 ms.

In der Fig. 3 ist der Ladungsspeicherkondensator mit der gleichen Größe wie der Verschluß so dargestellt, daß er unter der eine Verschlußöffnung bzw. einen Verschluß bildenden Elektrode ausgebildet ist; es ist jedoch ersichtlich, daß der als Gegenelektrode des Kondensators wirkende Leiterfilm über der ganzen Fläche der Grundplatte gebildet sein kann.

Die Fig. 6 ist eine schematische Schnittansicht einer Flüssigkristall-Verschlußanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Bei dieser Flüssigkristall-Verschlußanordnung ist außerhalb eines Flüssigkristallelements 602 auf der gleichen Grundplatte 603 wie dieses ein Dünnfilmtransistor-Bereich bzw. ein Dünnfilmtransistor 601 ausgebildet. Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Dünnfilmtransistor 601 außerhalb eines beispielsweise aus Epoxy-Klebstoff bestehenden Dichtungsmittels 607 angeordnet wird, welches dichtend zwischen den Grundplatten 603 des Flüssigkristallelementes 602 und einer mit einer gemeinsamen Gegenelektrode 604 versehenen gegenübergesetzten Grundplatte 605 ein Flüssigkristall 606 einschließt. Alternativ ist es möglich, statt der Ausbildung des Dünnfilmtransistors an der Grundplatte 603 den Dünnfilmtransistor 601 an einer externen Schaltungsplatine wie einer (nicht gezeigten) Schaltungsplatine auszubilden. Bei dem in Fig. 6 gezeigten Ausführungsbeispiel bilden ein lichtdurchlässiger Leiterfilm 610, ein sich von einem Gate-Isolierfilm weg erstreckender Isolierfilm 611 und eine mit einer Drain- Elektrode 608 verbundene lichtdurchlässige Segmentelektrode 609 des Verschlusses zusammen einen Ladungsspeicherkondensator. Der Dünnfilmtransistor 601 kann gemäß dem in Fig. 2 gezeigten Zeitdiagramm angesteuert werden. Im einzelnen wird an eine mit einer Gateleitung verbundene Gate-Elektrode 612 ein Gate-Einschaltimpuls derart angelegt, daß der Dünnfilmtransistor 601 durchgeschaltet wird, wobei synchron mit diesem Gate-Einschaltsignal an eine mit einer Source-Leitung verbundene Source-Elektrode 613 ein Dateneingangssignal angelegt wird, so daß von der Drain-Elektrode 608 ein Ausgangssignal abgegeben wird. Wenn ein Halbleiterfilm 614 des Dünnfilmtransistors 601 aus einem fotoleitfähigen Material wie amorphen Silicium besteht, können sehr häufig Fehlfunktionen auftreten. Daher ist es vorteilhaft, wenn über einem Isolierfilm 615 ein Lichtabschirmfilm 616 aus Aluminium und/oder Chrom gebildet wird. In der Fig. 6 sind mit 617 und 618 Ausrichtungssteuerfilme aus Polyimid oder dergleichen bezeichnet, während mit 619 und 620 Polarisatoren bezeichnet sind, die unter Nikolscher Überkreuzung angeordnet sind.

Die Fig. 7 ist eine schematische Ansicht eines elektrophotographischen Druckers, der die Flüssigkristall-Verschlußanordnung der vorstehend beschriebenen Art enthält. Während der Drehung einer fotoempfindlichen Trommel 701 in der Richtung eines Pfeils 702 wird die Zylinderfläche der Trommel 701, die als Bildträger dient, mittels eines Laders 703 gleichförmig geladen; eine Flüssigkristall- Verschlußanordnung 704 wird so betrieben, daß von einer hinter der Verschlußanordnung 704 angeordneten Lichtquelle 705 abgegebene Lichtstrahlen selektiv durchgelassen oder gesperrt werden, wodurch optische bzw. Lichtsignale erzeugt werden. Die auf diese Weise erzeugten Lichtsignale werden auf der geladenen Zylinderfläche der fotoempfindlichen Trommel 701 fokussiert, wodurch ein Ladungsbild erzeugt wird.

Das auf diese Weise erzeugte Ladungsbild wird mittels eines aus einer Entwicklungsvorrichtung 706 zugeführten Toners entwickelt, wonach das dermaßen erzeugte Tonerbild mittels eines Übertragungsladers 708 auf Kopierpapier (Übertragungs- bzw. Bildempfangspapier) P übertragen wird. Das nunmehr das übertragene Tonerbild tragende Kopierpapier P wird mittels eines Ablösebands 709 von der fotoempfindlichen Trommel 701 gelöst, wonach das Tonerbild an dem Kopierpapier P mittels einer Fixiervorrichtung 710 fixiert wird. Der nach der vorstehend beschriebenen Übertragung des Tonerbilds auf das Kopierpapier P an der Zylinderfläche der fotoempfindlichen Trommel 701 verbliebene Toner wird mittels einer Reinigungsvorrichtung 711 entfernt. Danach wird mittels einer Vor-Belichtungsvorrichtung 712 die Zylinderfläche der fotoempfindlichen Trommel 701 entladen, so daß ein nächstes Kopierdruckzyklus begonnen werden kann. Die in Fig. 7 gezeigte Flüssigkristall-Verschlußanordnung 704 ist gemäß Fig. 3 oder 6 gestaltet. Die von der Lichtquelle 705 abgegebenen, von der Flüssigkristall-Verschlußanordnung 704 an den Flüssigkristallzellen durchgelassenen Lichtstrahlen werden mittels einer Linsenanordnung 713 wie einer sog. Selfoc-Linse an der Zylinderfläche der fotoempfindlichen Trommel 701 fokussiert. In diesem Fall wird eine Flüssigkristall- Treiberschaltung 714 entsprechend digitalen Signalen angesteuert bzw. geschaltet, die aus einem (nicht gezeigten) Vorlagenleser abgegeben werden und die Bildinformationen enthalten, gemäß denen die Flüssigkristall- Verschlußanordnung ein- oder ausgeschaltet wird, wodurch an der Zylinderfläche der fotoempfindlichen Trommel 701 die das Muster der Bildinformationen darstellenden Lichtsignale fokussiert werden. Es ist anzumerken, daß bei diesem Ausführungsbeispiel die Lichtquelle 705 zugleich auch zum Erwärmen der Flüssigkristall- Verschlußanordnung 704 dient, wobei eine an einen Temperaturfühler 720 angeschlossene Flüssigkristall-Temperatur- Regelschaltung 716 ein Kühlgebläse 717 derart betreibt, daß eine Überhitzung der Flüssigkristallzelle vermieden wird und die Zelle auf einer konstanten Temperatur gehalten wird. In der Fig. 7 ist mit 718 ein Reflektor bezeichnet, während mit 719 ein Befestigungsteil für das Befestigen der Linsenanordnung 713 an der Flüssigkristall- Verschlußanordnung bezeichnet ist.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung werden bei der Druckvorrichtung zum Ansteuern einer Flüssigkristall-Verschlußanordnung Dünnfilmtransistoren eingesetzt, wobei an einer an die Drain-Elektrode eines Dünnfilmtransistors angeschlossenen lichtdurchlässigen, eine Verschlußöffnung bildenden Elektrode ein Ladungsspeicherkondensator ausgebildet ist, so daß eine jeweils an dem Flüssigkristall anliegende Spannung wirkungsvoll auf einem hohen Pegel gehalten werden kann. Damit ergibt sich eine Druckvorrichtung mit einer Flüssigkristall-Verschlußanordnung, die im Zeitmultiplex mit einer hohen Zeitaufteilung angesteuert werden kann, ohne daß der Kontrast zwischen geöffnetem und geschlossenem Verschluß herabgesetzt ist.

Claims (3)

1. . Druckvorrichtung mit einer Belichtungsquelle, mit einem Schreibkopf mit einer Flüssigkristallverschlußanordnung, die in dem Weg des Lichts der Belichtungsquelle angeordnet ist und eine Vielzahl von Flüssigkristallverschlüssen für die jeweilige Steuerung des Durchlassens oder des Sperrens des Lichtes aufweist und mit einem lichtempfindlichen Träger, der für den Empfang des Lichtes, das durch die Flüssigkristallverschlüsse durchgelassen wird, angeordnet ist, wobei die Flüssigkristallverschlüsse als Matrix in Zeilen und Spalten zwischen zwei Grundplatten angeordnet sind, deren eine eine gemeinsame Elektrode und deren andere die jeweiligen Segmentelektroden trägt, wobei die Flüssigkristallverschlüsse durch Feldeffekttransistoren, die als Dünnfilmtransistoren ausgebildet sind, im Zeitmultiplexverfahren ansteuerbar sind, wobei ferner der Drain-Anschluß jedes Feldeffekttransistors mit der zugehörigen Segmentelektrode verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Feldeffekttransistor mit einem Ladungsspeicherkondensator (Ce) verbunden ist, der aus der Segmentelektrode (18; 609), einem Isolierfilm (6a; 611) und einem Leiterfilm (11; 609) besteht, die in dieser Reihenfolge auf einer der Grundplatten einander gegenüberliegend angeordnet sind.
2. 2. Druckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiterfilm (11) von der Gate-Leitung (5) über einen mit dem Isolierfilm (6a) verbundenen Gate-Isolierfilm (6) isoliert ist.
3. 3. Druckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiterfilm (11) des Ladungsspeicherkondensators (Ce) die Gateelektrode (5) nicht überlappt.