JPH0222362B2 - - Google Patents

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JPH0222362B2
JPH0222362B2 JP56122013A JP12201381A JPH0222362B2 JP H0222362 B2 JPH0222362 B2 JP H0222362B2 JP 56122013 A JP56122013 A JP 56122013A JP 12201381 A JP12201381 A JP 12201381A JP H0222362 B2 JPH0222362 B2 JP H0222362B2
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JP
Japan
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liquid crystal
light valve
electrodes
electrode
electric field
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JP56122013A
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JPS5823016A (ja
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Mitsuo Nagata
Yutaka Takeshita
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP12201381A priority Critical patent/JPS5823016A/ja
Publication of JPS5823016A publication Critical patent/JPS5823016A/ja
Publication of JPH0222362B2 publication Critical patent/JPH0222362B2/ja
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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
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
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    • G02F1/134363Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はツイストネマチツクモードの液晶ライ
トバルブに関する、本発明の目的は、高速で応答
し、安価な液晶ライトバルブを提供する事にあ
る。
近来、CPU、メモリ等の低価格化が、半導体
技術の進歩によつて進み、マイコン、オフイスコ
ンピユーターを使用する層及びコンピユーターの
プリントアウトに接する層が、従来のEDPSの特
殊な専門家のみから、広く一般大衆にまで拡大し
て来つつある。云いかえれば、通常の書類と同一
レベルでの出力処理、即ち漢字片名交り文による
出力を待望する気運が非常に高まつてきている。
その典型的な例を一つあげれば日本語ワードプロ
セツサであろう。
ところがこのようなシステムは、前述した如く
回路、メモリーはどんどん低価格化が進行してお
り、今後も期待できるのに対して、その出力端末
であるプリンターについては、漢字等の使用を前
提とすると、32×32ドツト程度の分解能を必要と
される為、必然的に高分解能で、しかも高分解能
化による印字スピードの低下に対処し得る高速度
のものでないと能力的に不十分であり、必然的に
コストの上昇を招いてしまつている。
例えば現在この要求を満足し得るものは、レー
ザー、OFTを使用した光プリンター、マルチス
タイラス静電プリンターしか存在しないが、双方
共非常に高価であつて、システムコストを押し上
げる最大の要因となつている。これが上記のよう
な種々のシステムの市場への普及を、(市場のニ
ーズがあるにもかかわらず)大きく妨げる原因と
なつている。
上記の事情は、高速フアクシミリ、CRTハー
ドコピア、各種ターミナル等でも基本的には全く
同じ事が云えるものである。
かかる状況を克ふくする可能性を持つ技術の一
つに液晶ライトバルブがある。液晶ライトバルブ
を印写装置に用いた場合、どのような利点がある
かを以下説明する。
第1,2に液晶ライトバルブを用いた印写装置
の概要を示す。
光源1は常に点灯しており、液晶ライトバルブ
アレイ2を常に照らしている。液晶ライトバルブ
アレイ2は微小ライトバルブ8を複数個有してい
て、液晶駆動回路9によつて独立に光学的に開閉
され、光源1からの光を透過させたり、させなか
つたりする。このようにして得られた光信号が感
光部3へ倒達する訳であるが、感光材料よりなる
感光部3は、帯電ステーシヨン6であらかじめ帯
電されているために、光信号が到達した部分では
帯電電荷が消滅する。したがつて外部からの書込
信号に応じた静電潜像が形成されることになる。
このようにして形成された静電潜像は、現像部
4で着色トナー現像後、転写部5で記録材料、例
えば紙等にトナー像が転写され、定着部7で熱等
で定着され、完全に固定化された印刷像が出来上
がる。
上述の如く、液晶ライトバルブを用いた印刷装
置の場合、例えばレーザープリンターの場合必要
な、精密高速光学走査系が不要となる。このため
構造の簡素化、そして何よりも低価格化が期待で
きる。
このように液晶ライトバルブは、低価格の印写
装置の実用化にとつて重要な技術であるが、従来
の液晶ライトバルブには致命的な問題があつた。
その問題とは応答速度が決定的に遅いことであつ
た。
例えば前述の各種システムに適用し得る印字部
の性能としては、A4版1枚を毎分10枚程度出力
する程度の印写速度と、1ミリメートル当り10ド
ツト程度の分解能を必要とするが、これは云いか
えると、1秒当り約500ラインの印写速度、即ち
1ライン書き込みに要する時間が2ミリ秒以下で
あるという事である。ところが従来の液晶ライト
バルブ、即ちTN型の液晶を用いたライトバルブ
ではこのような高速の動作は不可能であつた。
何故従来の液晶ライトバルブの応答速度が遅い
かを以下説明したい。
第3図に従来の液晶ライトバルブの断面図を示
した。1対の透明基板10の間にツイスト構造の
ネマチツク液晶層11があり、それらは偏光板1
2で上下からはさまれている。基板10の液晶層
と対向する表面の一部に透明電極13,14があ
り、ここに電界を印加したり、しなかつたりする
事により、電極部分は光を透過したりしなかつた
りする。すなわちライトバルブとなる。これが
TN型のライトバルブの基本構造である。
今第3図において液晶層が電界無印加状態すな
わちオフ状態から電界印加状態すなわちオン状態
へ変化する時の応答速度をTrise、逆にオン状態
からオフ状態へ変化する時の応答速度をTdecay
とすると、Trise、Tdecayはそれぞれ次のよう
に表わされる。
Trise ∝ ηd2/V Tdecay ∝ ηd2 ここでηは液晶の粘度で、dは液晶層の厚みV
は印加電圧である。これによりTriseは印加電圧
を高くする事により、速くする事ができるか、
Tdecayは液晶の粘度と厚みのみに依存しており、
何らかの手段により外部から応答速度を速くする
事ができない。このような構成の従来のTN型の
ライトバルブで得られている最も速いTdecayで
も、数ミリ秒程度の値になつてしまい、実用上は
遅すぎて使用できなかつた。
本発明はこのような従来の液晶ライトバルブの
欠点を解決したものである。本発明による液晶ラ
イトバルブの断面図を第4図に、正面図を第5図
に示した。
第4図において1対の基板10の間に液晶層1
1がありそれらを偏光板12で上下からはさんで
いる。基板10の液晶層と対向する表面の一部に
ライトバルブとなる電極13,14がある。ここ
までは従来のものと変わらないが、本発明におい
ては、電極13,14の両サイドにサイド電極1
5,16,17,18が設けられている。第4図
は断面図であるが、第5図は同じものの正面図で
ある。第5図においては電極のみが示されてい
る。
今オン状態の時は、ライトバルブを構成する電
極13,14の間に電界を印加する。この時電界
は第6図に示したように液晶層に垂直方向にかか
ることになる。この時Triseは従来どうり Trise ∝ ηd2/V となる。従つて印加電圧Vを高くすればTriseを
十分短くする事ができる。
オフ状態の時には、従来は電極13,14間を
電界無印加状態にするだけであつた。しかし本発
明においては、それに加えてサイド電極15,1
6と17,18の間に電界を印加する。その結果
第7図に示したように液晶層に水平水向に電界が
かかることになる。この電界により液晶分子にオ
フ状態にならせる力が働く。従つてこの水平方向
の電界を高くする事によりTdecayも短くする事
ができる。
このように本発明においては従来短くする事が
できなかつたTdecayをサイド電極間に電界印加
する事により短くする事が可能となつた。
以下実施例を示す。
第8図に正面図を示したようなライトバルブで
ライトバルブ部分の巾W1が50ミクロン、長さW3
か50ミクロン、サイド電極との間隔dが10ミクロ
ンサイド電極の巾W2が10ミクロン、サイド電極
の重なり部分の長さW4ミクロンのものを試作し
た。液晶層の厚さは約4ミクロンであつた。この
液晶ライトバルブに、オン状態の時には上下の電
極13,14の間に15ボルトの電圧を印加した。
又オフ状態の時には上下の電極13,14の間の
電圧をゼロとし、サイド電極15,16と17,
18の間に15ボルトの電圧を印加した。この時の
応答速度はTriseが0.5ミリ秒で、Tdecayは0.6ミ
リ秒であつた。測定温度は30℃である。なお従来
の方法と同様にオフ状態の時、サイド電極間に電
圧を印加しないとTdecayは4ミリ秒であつた。
これにより本発明の方法では応答速度が大巾に改
善されている事がわかる。なお上記ライトバルブ
は酸化インジウム透明導電膜をフオトエツチング
法で、パターニングする事により、容易に作成す
る事ができた。本実施例による上記応答速度は前
記した液晶ライトバルブアレイを用いた印写装置
にも使える速さである。又印加電圧をさらに高く
すればもつと速い応答速度を得る事が可能であ
る。
上述の如く本発明によれば、液晶に水平方向に
電界をかける一対のサイド電極が第1電極および
第2電極の各電極の両サイドで且つ該サイド電極
の一方の先端部の位置が第1電極または第2電極
の一方の端部の先端位置を越えて形成されたの
で、液晶ライトバルブの立ち下がりの応答速度を
著しく速くすることができる。さらに、サイド電
極の一方の先端部の位置が第1電極または第2電
極の一方の端部の先端位置を越えて形成されてい
るので、このサイド電極に電界をかけた場合ライ
トバルブ部を完全に覆う状態で液晶分子の配列を
制御することができる。したがつて、例えば第1
電極と第2電極間に電界を印加(オン状態)して
光が透過するような場合オフ状態でライトバルブ
部の液晶分子配列を完全に制御できる。したがつ
て、ライトバルブ部は完全に非透過とすることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は液晶ライトバルブを用いた印写装置の
概要である。第2図は液晶ライトバルブアレイで
ある。第3図は従来の液晶ライトバルブの断面図
である。第4図は本発明による液晶ライトバルブ
の断面図である。第5図は本発明による液晶ライ
トバルブの正面図である。第6図は本発明による
液晶ライトバルブのオン状態の時の電界の状態を
示したものである。第7図は本発明による液晶ラ
イトバルブのオフ状態の時の電界の状態を示した
ものである。第8図は本発明による液晶ライトバ
ルブの1実施例の正面図である。 1:光源、2:液晶ライトバルブアレイ、3:
感光部、4:現像部、5:転写部、6:帯電ステ
ーシヨン、7:定着部、8:液晶ライトバルブ、
9:液晶駆動回路、10:基板、11:液晶層、
12:偏光板、13,14:ライトバルブを構成
する電極、15,16,17,18:サイド電
極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 透明な一対の基板内に液晶が封入されてな
    り、一方の基板の内面に複数のストライプ状の第
    1電極、他方の基板の内面に該第1電極と対向し
    て複数のストライプ状の第2電極が形成されてな
    り、前記第1電極と該第2電極の一方の端部が平
    面的に重合するように配置されることにより形成
    される複数個のライトバルブ部を有してなり、前
    記液晶に水平方向に電界をかける一対のサイド電
    極が前記第1電極および前記第2電極の各電極の
    両サイドで且つ該サイド電極の一方の先端部の位
    置が前記一方の端部の先端位置を越えて形成され
    たことを特徴とする液晶ライトバルブ。
JP12201381A 1981-08-04 1981-08-04 液晶ライトバルブ Granted JPS5823016A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12201381A JPS5823016A (ja) 1981-08-04 1981-08-04 液晶ライトバルブ

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JP12201381A JPS5823016A (ja) 1981-08-04 1981-08-04 液晶ライトバルブ

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JPS5823016A JPS5823016A (ja) 1983-02-10
JPH0222362B2 true JPH0222362B2 (ja) 1990-05-18

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ID=14825407

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JP12201381A Granted JPS5823016A (ja) 1981-08-04 1981-08-04 液晶ライトバルブ

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