JPH0610701B2 - 液晶光スイツチ素子 - Google Patents
液晶光スイツチ素子Info
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- JPH0610701B2 JPH0610701B2 JP6275485A JP6275485A JPH0610701B2 JP H0610701 B2 JPH0610701 B2 JP H0610701B2 JP 6275485 A JP6275485 A JP 6275485A JP 6275485 A JP6275485 A JP 6275485A JP H0610701 B2 JPH0610701 B2 JP H0610701B2
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- liquid crystal
- optical switch
- crystal optical
- light
- switch array
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/13—Devices 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
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/133371—Cells with varying thickness of the liquid crystal layer
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Dot-Matrix Printers And Others (AREA)
- Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
- Color, Gradation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、液晶光スイッチ素子に係り、特にカラーハー
ドコピー装置等において、文字、図形等を光によつて感
光材等に結像してプリントする液晶光スイッチアレイ式
印写ヘツド等に応用して好適な液晶光スイッチ素子に関
する。
ドコピー装置等において、文字、図形等を光によつて感
光材等に結像してプリントする液晶光スイッチアレイ式
印写ヘツド等に応用して好適な液晶光スイッチ素子に関
する。
感光体や感光紙に光を照射することによつて、文字や図
形等をプリントする光プリンタ用の光書き込み系とし
て、従来はレーザ発振器（発振素子）とポリゴンミラー
などからなる機械式光走査系が用いられてきたが、最
近、液晶光スイッチアレイを用いる方式が知られている
（日経エレクトロニクス、１９８２．５．１０．ｐ．９
０〜９２）。これは感光体ドラムと組み合わせた白黒プ
リント用である。これに対し、液晶素子基板の透明電極
近傍に染材などを用いたカラーフイルタ層（Ｒ，Ｇ，
Ｂ）を形成し、白色光をＲ，Ｇ，Ｂ３色に色分解した光
を照射できるようにしたカラープリンタヘツドが知られ
ている（特開昭５９−１３７９３０，５９−１３７９３
１）。
形等をプリントする光プリンタ用の光書き込み系とし
て、従来はレーザ発振器（発振素子）とポリゴンミラー
などからなる機械式光走査系が用いられてきたが、最
近、液晶光スイッチアレイを用いる方式が知られている
（日経エレクトロニクス、１９８２．５．１０．ｐ．９
０〜９２）。これは感光体ドラムと組み合わせた白黒プ
リント用である。これに対し、液晶素子基板の透明電極
近傍に染材などを用いたカラーフイルタ層（Ｒ，Ｇ，
Ｂ）を形成し、白色光をＲ，Ｇ，Ｂ３色に色分解した光
を照射できるようにしたカラープリンタヘツドが知られ
ている（特開昭５９−１３７９３０，５９−１３７９３
１）。
第８図は、上記文献に記載されたフルカラープリンタヘ
ッドの液晶光スイッチアレイの構造を示したものであ
る。透明電極３ａ，３ｂ，３ｃが表面に形成されたガラ
ス基板１ａと、透明電極６ａ，６ｂ，６ｃが表面に形成
されたガラス基板１ｂの間に液晶層７を平行に挟持示し
て液晶パネルを構成し、基板１ａの外側に偏光板８ａ，
８ｂを配置したものである。９は光の入射方向を示した
もので、光が透過する側のガラス基板１ｂの透明電極６
ａ，６ｂ，６ｃ上にはＲ，Ｇ，Ｂのカラーフイルタ４
ａ，４ｂ，４ｃが形成されている。ここで、カラーフイ
ルタＲは赤色光を透過し、カラーフイルタＧ，Ｂはそれ
それ緑色光，青色光を透過する加色混合系のカラーフイ
ルタであり、重クロム酸ゼラチン硬化層を染色すること
により得られる。このフイルタ層４ａ，４ｂ，４ｃの上
に光硬化タイプの樹脂などを用いて保護層５が形成され
ている。
ッドの液晶光スイッチアレイの構造を示したものであ
る。透明電極３ａ，３ｂ，３ｃが表面に形成されたガラ
ス基板１ａと、透明電極６ａ，６ｂ，６ｃが表面に形成
されたガラス基板１ｂの間に液晶層７を平行に挟持示し
て液晶パネルを構成し、基板１ａの外側に偏光板８ａ，
８ｂを配置したものである。９は光の入射方向を示した
もので、光が透過する側のガラス基板１ｂの透明電極６
ａ，６ｂ，６ｃ上にはＲ，Ｇ，Ｂのカラーフイルタ４
ａ，４ｂ，４ｃが形成されている。ここで、カラーフイ
ルタＲは赤色光を透過し、カラーフイルタＧ，Ｂはそれ
それ緑色光，青色光を透過する加色混合系のカラーフイ
ルタであり、重クロム酸ゼラチン硬化層を染色すること
により得られる。このフイルタ層４ａ，４ｂ，４ｃの上
に光硬化タイプの樹脂などを用いて保護層５が形成され
ている。
この保護層５は、 (1)カラーフイルタ層の着色樹脂層と液晶との化学的な
干渉の防止、 (2)配向処理、ガラス基板の接着処理等の間のカラーフ
イルタ層の保護、 (3)カラーフイルタ層などの材料から液晶層への微量の
水分やアルカリ金属イオンの侵入の防止、 等を目的としている。この保護膜５の上に配向膜２が形
成されている。
干渉の防止、 (2)配向処理、ガラス基板の接着処理等の間のカラーフ
イルタ層の保護、 (3)カラーフイルタ層などの材料から液晶層への微量の
水分やアルカリ金属イオンの侵入の防止、 等を目的としている。この保護膜５の上に配向膜２が形
成されている。
これらの構成は、既にカラー液晶ＴＶの液晶パネルにお
いて基本的に採用されているものであるが、この方式に
おいては、第一に液晶光スイッチアレイの製作工程数が
多いこと、第二にプリンタの場合、光源として強力な光
を用いるため、プリンタとして使用中にフイルタ層の染
料が退色し、色分解能が低下すると、第三にカラーフイ
ルタ層と透明電極との密着力の低下によるフイルタ層の
はがれなどが懸念される。
いて基本的に採用されているものであるが、この方式に
おいては、第一に液晶光スイッチアレイの製作工程数が
多いこと、第二にプリンタの場合、光源として強力な光
を用いるため、プリンタとして使用中にフイルタ層の染
料が退色し、色分解能が低下すると、第三にカラーフイ
ルタ層と透明電極との密着力の低下によるフイルタ層の
はがれなどが懸念される。
したがつて、信頼性を向上させるためには、カラーフイ
ルタ層を用いない方式が好ましい。
ルタ層を用いない方式が好ましい。
本発明の目的は、カラーフイルタを用いることなく、
Ｒ，Ｇ，Ｂの多色光を照射可能で、かつ構成が簡単で、
信頼性に優れた液晶光スイッチ素子を提供することにあ
る。
Ｒ，Ｇ，Ｂの多色光を照射可能で、かつ構成が簡単で、
信頼性に優れた液晶光スイッチ素子を提供することにあ
る。
上記目的を達成するために、本発明は、透明導電膜から
なる複数の電極が表面に形成された透明基板と、透明導
電膜からなる複数列の電極が表面に形成された透明基板
間に挾持され、両基板の両側に偏光板を配設した構造を
持ち、対向する基板間に選択的に電圧を印加することに
よつて、光の透過量を制御する液晶スイッチアレイパネ
ルと、このパネルに光を投射する光源とを備えた液晶光
スイッチ素子において、前記液晶光スイッチアレイパネ
ルは、複数例の光スイッチアレイを有し、パネル内にシ
ール材を用いて各スイッチアレイ列に対応した液晶領域
を設け、それぞれに、封入される液晶の屈折率異方性が
それぞれ異なることを特徴とするものである。
なる複数の電極が表面に形成された透明基板と、透明導
電膜からなる複数列の電極が表面に形成された透明基板
間に挾持され、両基板の両側に偏光板を配設した構造を
持ち、対向する基板間に選択的に電圧を印加することに
よつて、光の透過量を制御する液晶スイッチアレイパネ
ルと、このパネルに光を投射する光源とを備えた液晶光
スイッチ素子において、前記液晶光スイッチアレイパネ
ルは、複数例の光スイッチアレイを有し、パネル内にシ
ール材を用いて各スイッチアレイ列に対応した液晶領域
を設け、それぞれに、封入される液晶の屈折率異方性が
それぞれ異なることを特徴とするものである。
次に、本発明の各実施例を図面に基づいて説明する。
−液晶光スイッチ素子の動作原理− 最近、高速応答性に優れた強誘電性液晶が注目されてい
る。この液晶は、カイラルスメクチツクＣあるいはカイ
ラルスメクチツクＨ液晶に分類されるもので、従来のネ
マチツク液晶との大きな違いは、自発分極を持つている
ことである。
る。この液晶は、カイラルスメクチツクＣあるいはカイ
ラルスメクチツクＨ液晶に分類されるもので、従来のネ
マチツク液晶との大きな違いは、自発分極を持つている
ことである。
第９図は、強誘電性液晶を用いた光スイッチ素子の動作
原理を示したものである。液晶層７を透明電極３および
４を表面に形成した２枚のガラス基板１ａ，１ｂで平行
に挾持し、その基板の外側に２枚の偏光板８ａ，８ｂを
偏光軸を互に直交するように配設する。強誘電性液晶分
子は、電圧が印加されない状態ではラセン軸１１を中心
としたラセン構造をとるが、液晶分子の動作閥値電界値
Ｅｃよりも大きい電界が印加されると、ラセン軸１１に
対して角度θで一様に配向し、その配向方向は、電界方
向によつてラセン軸に対して反対になる。この配向角θ
は、チルト角と呼ばれる。
原理を示したものである。液晶層７を透明電極３および
４を表面に形成した２枚のガラス基板１ａ，１ｂで平行
に挾持し、その基板の外側に２枚の偏光板８ａ，８ｂを
偏光軸を互に直交するように配設する。強誘電性液晶分
子は、電圧が印加されない状態ではラセン軸１１を中心
としたラセン構造をとるが、液晶分子の動作閥値電界値
Ｅｃよりも大きい電界が印加されると、ラセン軸１１に
対して角度θで一様に配向し、その配向方向は、電界方
向によつてラセン軸に対して反対になる。この配向角θ
は、チルト角と呼ばれる。
いま、片方の偏光板８ａの偏光軸とラセン軸１１をなす
角を、液晶分子のチルト角θと等しくなるようにしてお
く。紙面の裏面側から表面に向つて電界を印加すると、
第９図(d)に示すように、液晶分子１２の配向方向は、
偏光板８ａの偏光軸方向と一致するため、光源１０より
素子に入射した光は素子を透過できない。
角を、液晶分子のチルト角θと等しくなるようにしてお
く。紙面の裏面側から表面に向つて電界を印加すると、
第９図(d)に示すように、液晶分子１２の配向方向は、
偏光板８ａの偏光軸方向と一致するため、光源１０より
素子に入射した光は素子を透過できない。
逆に、紙面の表面から裏面方向に電界を印加すると、第
９図(c)に示すように、液晶分子の配向方向は、偏光板
８ａ，８ｂのいずれの偏光軸とも一致しないため、液晶
分子の複屈折性により素子に入射した光は、素子を透過
する。
９図(c)に示すように、液晶分子の配向方向は、偏光板
８ａ，８ｂのいずれの偏光軸とも一致しないため、液晶
分子の複屈折性により素子に入射した光は、素子を透過
する。
透過強度Ｉｏは、入射光をＩｉとすると、近似的に次式
で与えられる。
で与えられる。
ここで、Δｎは液晶分子の屈折率異方性、ｄは液晶層厚
み、λは光の波長である。(2)式より、波長λの光の透
過光が最大になるのは、 すなわち、Δｎとｄおよびλの間で が満足されることである。
み、λは光の波長である。(2)式より、波長λの光の透
過光が最大になるのは、 すなわち、Δｎとｄおよびλの間で が満足されることである。
ここに、Δｎ・ｄは、リタデーション値と呼ばれる値で
あり、このリタデーシヨン値Δｎ・ｄを各スイッチアレ
イ列ごとに異ならせることにより、対向する電極間に電
圧が印加されたときの透過光を各列で異ならしめること
ができる。リタデーシヨン値を構成する因子は、液晶分
子の屈折率異方性Δｎと液晶厚みｄであるから、そのい
ずれかを変更することにより、任意に異ならせることが
できる。
あり、このリタデーシヨン値Δｎ・ｄを各スイッチアレ
イ列ごとに異ならせることにより、対向する電極間に電
圧が印加されたときの透過光を各列で異ならしめること
ができる。リタデーシヨン値を構成する因子は、液晶分
子の屈折率異方性Δｎと液晶厚みｄであるから、そのい
ずれかを変更することにより、任意に異ならせることが
できる。
以下、液晶分子の屈折率異方性Δｎを変える場合と、液
晶厚みｄを変える場合とに大別して、各実施例を説明す
る。
晶厚みｄを変える場合とに大別して、各実施例を説明す
る。
−第１実施例− いま、Ｒ，Ｇ，Ｂ３色の光を代表する波長をそれぞれ６
５０ｎｍ、５４０ｎｍ、４５０ｎｍとし、λ６５０、λ
５４０、λ４５０とする。一方、液晶分子の屈折率異方
性Δｎは、同一材料であつても波長によつて異なるの
で、同様にΔｎ６５０、Δｎ５４０、Δｎ４５０とする
と、Ｒ，Ｇ，Ｂの光が最もよく透過する液晶層厚みｄ
６５０、ｄ５４０、ｄ４５０は次式にようになる。
５０ｎｍ、５４０ｎｍ、４５０ｎｍとし、λ６５０、λ
５４０、λ４５０とする。一方、液晶分子の屈折率異方
性Δｎは、同一材料であつても波長によつて異なるの
で、同様にΔｎ６５０、Δｎ５４０、Δｎ４５０とする
と、Ｒ，Ｇ，Ｂの光が最もよく透過する液晶層厚みｄ
６５０、ｄ５４０、ｄ４５０は次式にようになる。
第１０図は、室温で強誘電性を示すビフエニール系混合
液晶の２０℃での屈折率異方性Δｎの波長依存性を示し
たものである。第１０図より、 Δｎ４５０＝0.22，Δｎ５４０＝0.19，Δｎ６５０＝0.
175 である。これらの値を(4)，(5)，(6)式に代入すると、 ｄ６５０＝１．８６（２Ｋ＋１）（μｍ） ｄ５４０＝１．４２（２Ｋ＋１）（μｍ） ｄ４５０＝１．０２（２Ｋ＋１）（μｍ） 第１１図は、次数Ｋを変えたときのｄ４５０、
ｄ５４０、ｄ６５０の値を示したものである。このよう
に、液晶層の厚みｄを最適値に選ぶことにより、Ｒ（λ
６５０）、Ｇ（λ５４０）、Ｂ（λ４５０）の光を選択
的に透過させることができる。
液晶の２０℃での屈折率異方性Δｎの波長依存性を示し
たものである。第１０図より、 Δｎ４５０＝0.22，Δｎ５４０＝0.19，Δｎ６５０＝0.
175 である。これらの値を(4)，(5)，(6)式に代入すると、 ｄ６５０＝１．８６（２Ｋ＋１）（μｍ） ｄ５４０＝１．４２（２Ｋ＋１）（μｍ） ｄ４５０＝１．０２（２Ｋ＋１）（μｍ） 第１１図は、次数Ｋを変えたときのｄ４５０、
ｄ５４０、ｄ６５０の値を示したものである。このよう
に、液晶層の厚みｄを最適値に選ぶことにより、Ｒ（λ
６５０）、Ｇ（λ５４０）、Ｂ（λ４５０）の光を選択
的に透過させることができる。
第１図は、液晶層厚みｄの異なる領域を液晶パネル内に
設けた光スイッチアレイの構造を示したものである。液
晶層の厚みｄは、透明電極３（共通電極）とガラス基板
１ａとの間に設けた下地膜１３、例えばＳｉＯ２膜の厚
みを変えることによつて変えることができる。第１図で
は、上ガラス基板の下地膜の厚みについて考慮したが、
下ガラス基板の下地膜について厚みを変えることにより
同様の効果を得ることができる。もちろん、両基板につ
いて考慮してもよい。なお、下ガラス基板１ｂの透明電
極６の上に形成した膜１４は、光遮断膜であり、３ａと
３ｂ、３ｂと３ｃを透過した光が退色するのを防ぐため
に用いられる。光遮断膜の材質としては、クロム蒸着膜
などが考えられる。また、１５はシール材（障壁）であ
る。共通電極３ａ，３ｂ，３ｃと信号電極６ａ，６ｂ，
６ｃ（ここでは３本だけ示した）の交点Ａ，Ｂ，……
Ｈ，Ｉが光スイッチ部であり、Ａ，Ｂ，ＣがＲｅｄ色、
Ｄ，Ｅ，ＦがＧｒｅｅｎ色、Ｇ，Ｈ，ＩがＢｌｕｅ色で
ある。
設けた光スイッチアレイの構造を示したものである。液
晶層の厚みｄは、透明電極３（共通電極）とガラス基板
１ａとの間に設けた下地膜１３、例えばＳｉＯ２膜の厚
みを変えることによつて変えることができる。第１図で
は、上ガラス基板の下地膜の厚みについて考慮したが、
下ガラス基板の下地膜について厚みを変えることにより
同様の効果を得ることができる。もちろん、両基板につ
いて考慮してもよい。なお、下ガラス基板１ｂの透明電
極６の上に形成した膜１４は、光遮断膜であり、３ａと
３ｂ、３ｂと３ｃを透過した光が退色するのを防ぐため
に用いられる。光遮断膜の材質としては、クロム蒸着膜
などが考えられる。また、１５はシール材（障壁）であ
る。共通電極３ａ，３ｂ，３ｃと信号電極６ａ，６ｂ，
６ｃ（ここでは３本だけ示した）の交点Ａ，Ｂ，……
Ｈ，Ｉが光スイッチ部であり、Ａ，Ｂ，ＣがＲｅｄ色、
Ｄ，Ｅ，ＦがＧｒｅｅｎ色、Ｇ，Ｈ，ＩがＢｌｕｅ色で
ある。
次に、さらに具体的に説明する。
第１図において、下地膜ＳｉＯ２膜の厚みを透明発極３
ａの下では５００Å、透明電極３ｂの下では、４２００
Å、透明電極３ｃの下では８２００Åとし、上下ガラス
基板１ａ，１ｂを用いて液晶パネルを組み立てる際のシ
ール材中のスペーサ材の径を２．０μｍとすることによ
り、透明電極３ａに対応する液晶層の厚みを１．０２μ
ｍ、同じく３ｂに対応する液晶層厚みを１．４２μｍ、
３ｃに対応する液晶層厚みを１．８６μｍとした。配向
幕２は、ポリイミド系のラビング膜であり、用いた強誘
電性液晶はビフエニール系の混合液晶である。白色光
源、例えば白色の蛍光灯１０を用い、これから出た光ス
イッチアレイパネルに照射する。電気信号に応じて、
Ｒ，ＧＢの３種類の光スイッチアレイ３ａ，３ｂ，３ｃ
が時系列で順に独立して開閉する。色分解された３色の
光は、セルフオツクスレンズアレイ１７により感光体ド
ラムあるいは感光フイルム１８に結像される。第２図
は、感光体フイルム１８が液晶光スイッチアレイ式印写
ヘツドの下を移動する状態を示したもので、Ｒ，Ｇ，Ｂ
の順に露光され、フルカラー画像がプリントされる。感
光フイルムとしては、一般のカラー感光紙の他、（米）
ミード社のカプセルシートなども使用できる。第１図で
は白色光源を用いたが、Ｒ，Ｇ，Ｂの３本のカラー光源
をそれぞれ対応する光スイッチアレイ列に集光する方式
としてもよく、コントラストの向上が図れる。
ａの下では５００Å、透明電極３ｂの下では、４２００
Å、透明電極３ｃの下では８２００Åとし、上下ガラス
基板１ａ，１ｂを用いて液晶パネルを組み立てる際のシ
ール材中のスペーサ材の径を２．０μｍとすることによ
り、透明電極３ａに対応する液晶層の厚みを１．０２μ
ｍ、同じく３ｂに対応する液晶層厚みを１．４２μｍ、
３ｃに対応する液晶層厚みを１．８６μｍとした。配向
幕２は、ポリイミド系のラビング膜であり、用いた強誘
電性液晶はビフエニール系の混合液晶である。白色光
源、例えば白色の蛍光灯１０を用い、これから出た光ス
イッチアレイパネルに照射する。電気信号に応じて、
Ｒ，ＧＢの３種類の光スイッチアレイ３ａ，３ｂ，３ｃ
が時系列で順に独立して開閉する。色分解された３色の
光は、セルフオツクスレンズアレイ１７により感光体ド
ラムあるいは感光フイルム１８に結像される。第２図
は、感光体フイルム１８が液晶光スイッチアレイ式印写
ヘツドの下を移動する状態を示したもので、Ｒ，Ｇ，Ｂ
の順に露光され、フルカラー画像がプリントされる。感
光フイルムとしては、一般のカラー感光紙の他、（米）
ミード社のカプセルシートなども使用できる。第１図で
は白色光源を用いたが、Ｒ，Ｇ，Ｂの３本のカラー光源
をそれぞれ対応する光スイッチアレイ列に集光する方式
としてもよく、コントラストの向上が図れる。
第３図は、別の例を示す図である。第１図では液晶層厚
みを変えるのに、下地膜１３の厚みを変える方法をとつ
たが、第３図は液晶パネルの両サイドのシール部の厚み
ｄ１とｄ２を変えることにより、液晶層厚みをリニアに
変化させて、３ａ，３ｂ，３ｃの各光スイッチアレイ列
に対応する液晶層厚みを、第４図に示す値にしたもので
ある。今回、ｄ１を３μｍ、ｄ２を６μｍになるように
スペーサ材の径を選び、ｄ４５０＝３．１μｍ、ｄ
５４０＝４．３μｍ、ｄ６５０＝５．６μｍとなゆよう
にした。また、基板の幅ｌを８ｍｍとしたので、ｌ>>ｄ
（６μｍ）となり、上基板１ａと下基板１ｂのなす角
は、０．０４度と極めて小さくなり、光スイッチアレイ
に入者した光は、基板に対して直角方向に透過し、プリ
ント品質には問題のないことがわかつた。なお、１４は
光遮断膜である。
みを変えるのに、下地膜１３の厚みを変える方法をとつ
たが、第３図は液晶パネルの両サイドのシール部の厚み
ｄ１とｄ２を変えることにより、液晶層厚みをリニアに
変化させて、３ａ，３ｂ，３ｃの各光スイッチアレイ列
に対応する液晶層厚みを、第４図に示す値にしたもので
ある。今回、ｄ１を３μｍ、ｄ２を６μｍになるように
スペーサ材の径を選び、ｄ４５０＝３．１μｍ、ｄ
５４０＝４．３μｍ、ｄ６５０＝５．６μｍとなゆよう
にした。また、基板の幅ｌを８ｍｍとしたので、ｌ>>ｄ
（６μｍ）となり、上基板１ａと下基板１ｂのなす角
は、０．０４度と極めて小さくなり、光スイッチアレイ
に入者した光は、基板に対して直角方向に透過し、プリ
ント品質には問題のないことがわかつた。なお、１４は
光遮断膜である。
第３図の例によれば、下地膜１３の厚み制御が不要にな
るため、第１図の例に比べてプロセスが簡単で、かつ下
地膜透過時における光の減衰も問題にする必要がない。
るため、第１図の例に比べてプロセスが簡単で、かつ下
地膜透過時における光の減衰も問題にする必要がない。
−第２実施例− 以上は、液晶層の厚みｄを変える方法を示したが、液晶
層の厚みｄを一定とし、Δｎの値を変える方法もある。
(4)，(5)，(6)式より、 いま、液晶層厚みをｄ６５０＝ｄ５４０＝ｄ４５０＝５
μｍとすると、 Δｎ６５０＝０．０６５（２Ｋ＋１） Δｎ５４０＝０．０５４（２Ｋ＋１） Δｎ４５０＝０．０４５（２Ｋ＋１） 第４図は、次数Ｋを変えたときのΔｎ４５０，Δｎ
５４０，Δｎ６５０の値を示したものである。
層の厚みｄを一定とし、Δｎの値を変える方法もある。
(4)，(5)，(6)式より、 いま、液晶層厚みをｄ６５０＝ｄ５４０＝ｄ４５０＝５
μｍとすると、 Δｎ６５０＝０．０６５（２Ｋ＋１） Δｎ５４０＝０．０５４（２Ｋ＋１） Δｎ４５０＝０．０４５（２Ｋ＋１） 第４図は、次数Ｋを変えたときのΔｎ４５０，Δｎ
５４０，Δｎ６５０の値を示したものである。
このように、液晶層厚みが一定でも、それぞれ第４図の
Δｎ４５０、Δｎ５４０、Δｎ６５０の値を持つ、少な
くとも３種類の液晶材料を用いることにより、同様の効
果を得ることができる。
Δｎ４５０、Δｎ５４０、Δｎ６５０の値を持つ、少な
くとも３種類の液晶材料を用いることにより、同様の効
果を得ることができる。
第５図は、液晶材料を変える方式の具体的な光スイッチ
アレイの構造を示したものである。
アレイの構造を示したものである。
液晶パネル内にシール材、例えばエポキシ系の接着材を
用いて障壁を設け、各Ｒ，Ｇ，Ｂ対応の光スイッチ部に
対応した領域１６ａ，１６ｂ，１６ｃをつくり、それぞ
れの電極間に封入する液晶材料が混らないような構成と
しておく。接着材中に無機あるいは高分子材料からなる
スペーサ材を混入してもよい。３ａと６ａの両電極間に
は６５０ｎｍでの屈折率異方性Δｎの値が表２のΔｎ
６５０を満足する液晶材料を、３ｂと６ｂの電極間およ
び３ｃと６ｃの電極間には、それぞれ５４０ｎｍ、４５
０ｎｍでのΔｎの値が表２のΔｎ５４０、Δｎ４５０を
満足する液晶材料を封入しておく。
用いて障壁を設け、各Ｒ，Ｇ，Ｂ対応の光スイッチ部に
対応した領域１６ａ，１６ｂ，１６ｃをつくり、それぞ
れの電極間に封入する液晶材料が混らないような構成と
しておく。接着材中に無機あるいは高分子材料からなる
スペーサ材を混入してもよい。３ａと６ａの両電極間に
は６５０ｎｍでの屈折率異方性Δｎの値が表２のΔｎ
６５０を満足する液晶材料を、３ｂと６ｂの電極間およ
び３ｃと６ｃの電極間には、それぞれ５４０ｎｍ、４５
０ｎｍでのΔｎの値が表２のΔｎ５４０、Δｎ４５０を
満足する液晶材料を封入しておく。
障壁１５は構成する接着材およびスペーサ材は、光学的
等方体であり、一方、ガラス基板の両側に設けた偏光板
の偏光軸が直交しているため、光スイッチアレイに入射
した光は、障壁１５の領域は透過できない。したがつ
て、各スイッチ部を透過する光は、混色することなる独
立した色として光スイッチアレイを透過する。
等方体であり、一方、ガラス基板の両側に設けた偏光板
の偏光軸が直交しているため、光スイッチアレイに入射
した光は、障壁１５の領域は透過できない。したがつ
て、各スイッチ部を透過する光は、混色することなる独
立した色として光スイッチアレイを透過する。
さらに具体的に説明する。光スイッチアレイパネルを、
第５図に示すような構造とした場合において、液晶材料
が封入される３つの領域１６ａ，１６ｂ，１６ｃをつく
つた。領域１６ａには、Δｎが０．２の材料を、領域１
６ｂには、Δｎが０．２７の材料を、領域１６ｃには、
Δｎが０．３２の材料を封入した。この結果、信号電極
６と各共通電極６ａ，３ｂ，３ｃに正の電圧が印加され
たときの透過光色は、それぞれＲｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂ
ｌｕｅとなり、色分解された光をとり出すことができ
た。
第５図に示すような構造とした場合において、液晶材料
が封入される３つの領域１６ａ，１６ｂ，１６ｃをつく
つた。領域１６ａには、Δｎが０．２の材料を、領域１
６ｂには、Δｎが０．２７の材料を、領域１６ｃには、
Δｎが０．３２の材料を封入した。この結果、信号電極
６と各共通電極６ａ，３ｂ，３ｃに正の電圧が印加され
たときの透過光色は、それぞれＲｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂ
ｌｕｅとなり、色分解された光をとり出すことができ
た。
−変形例− 第６図は、光スイッチアレイに用いる偏光板を示したも
ので、８ａａと８ｂａはＲｅｄ系統のカラー偏光板、８
ａｂと８ｂｂはＧｒｅｅｎ系統のカラー偏光板、８ａｃ
と８ｂｃはＢｌｕｅ系統のカラー偏光板であり、それぞ
れが光遮断用のブラツクレイヤー１９でつながつてお
り、８ａａと８ｂａ、８ａｂと８ｂｂ、８ａｃと８ｂｃ
は互いに偏光軸が直交するようになつている。
ので、８ａａと８ｂａはＲｅｄ系統のカラー偏光板、８
ａｂと８ｂｂはＧｒｅｅｎ系統のカラー偏光板、８ａｃ
と８ｂｃはＢｌｕｅ系統のカラー偏光板であり、それぞ
れが光遮断用のブラツクレイヤー１９でつながつてお
り、８ａａと８ｂａ、８ａｂと８ｂｂ、８ａｃと８ｂｃ
は互いに偏光軸が直交するようになつている。
この偏光板を、第５図の液晶スイッチアレイの両側に、
３ａと８ａａ、３ｂと８ａｂ、３ｃと８ａｃが重なるよ
うに配置した。この結果、各光スイッチアレイのコント
ラスト比（正の電圧印加時の透過光量と負の電圧印加時
の漏れ光量の比）が約１．５倍に大きくなることがわか
つた。
３ａと８ａａ、３ｂと８ａｂ、３ｃと８ａｃが重なるよ
うに配置した。この結果、各光スイッチアレイのコント
ラスト比（正の電圧印加時の透過光量と負の電圧印加時
の漏れ光量の比）が約１．５倍に大きくなることがわか
つた。
第７図は、リタデーシヨン値Δｎ・ｄを変えた液晶パネ
ル構成とした本発明の印写ヘツドと、従来の色フイルタ
層形成方式の印写ヘツドとのコントラストの比較、およ
び本発明方式の印写ヘツドにおいて光源を白色光源にし
た場合と、３色の色光源とした場合、さらには偏光板を
カラー偏光板にした場合とのコントラスト特性の比較を
示したものである。本発明によれば、従来方式に比べて
コントラストが改善されることがわかる。さらに、偏光
板をカラー偏光板にしたり、光源を白色光源から３色の
色光源にすることにより、コントラストはさらに改善さ
れる。
ル構成とした本発明の印写ヘツドと、従来の色フイルタ
層形成方式の印写ヘツドとのコントラストの比較、およ
び本発明方式の印写ヘツドにおいて光源を白色光源にし
た場合と、３色の色光源とした場合、さらには偏光板を
カラー偏光板にした場合とのコントラスト特性の比較を
示したものである。本発明によれば、従来方式に比べて
コントラストが改善されることがわかる。さらに、偏光
板をカラー偏光板にしたり、光源を白色光源から３色の
色光源にすることにより、コントラストはさらに改善さ
れる。
本発明によれば、液晶パネル内部に色フイルタ層を設け
る必要がなく、屈折率異方性の異なる材料を用いた複数
の液晶層を形成することにより、Ｒ，Ｇ，Ｂあるいは
Ｃ，Ｙ，Ｍの３色に分解された光を照射可能な液晶光ス
イッチ素子を得ることができる。
る必要がなく、屈折率異方性の異なる材料を用いた複数
の液晶層を形成することにより、Ｒ，Ｇ，Ｂあるいは
Ｃ，Ｙ，Ｍの３色に分解された光を照射可能な液晶光ス
イッチ素子を得ることができる。
本発明は、従来の色フイルタ層を設ける方式に比べ、構
造が簡単で、色フイルタ層の退色や色フイルタ層と電極
との密着力の低下による色フイルタ層のはがれなど全く
考慮する必要がなく、コントラストに優れ、経済的にも
信頼性的にも優れた液晶光スイッチ素子を得ることがで
きる。
造が簡単で、色フイルタ層の退色や色フイルタ層と電極
との密着力の低下による色フイルタ層のはがれなど全く
考慮する必要がなく、コントラストに優れ、経済的にも
信頼性的にも優れた液晶光スイッチ素子を得ることがで
きる。
第１図は本発明の第１の実施例を示す部分拡大図、第２
図は感光フイルムと液晶光スイッチ印写ヘツドとの関係
を示す説明図、第３図は他の例を示す断面図、第４図は
第２の実施例の効果を説明するための説明図、第５図は
第２の実施例を示す断面図、第６図は光スイッチアレイ
に用いる偏光板の例を示す断面図、第７図は本発明と従
来例との比較を示す説明図、第８図は従来の液晶光スイ
ッチアレイを示す断面図、第９図は光スイッチ素子の動
作原理を示す説明図、第１０図はビフエニール系混合液
晶の特性を示す特性図、第１１図は液晶層の厚み変化の
例を示す説明図である。 １…基板、２…配向膜、３…電極、４…カラーフイルタ
層、５…保護膜、６…電極、７…液晶層、８…偏光板、
９…光の入射方向、１０…光源、１１…ラセン軸、１２
…液晶分子、１３…下地膜、１４…光遮断膜、１５…シ
ール材（障壁）、１６…液晶封入領域、１７…セルフオ
ツクレンズ、１８…感光フイルム、１９…ブラツクレイ
ヤー。
図は感光フイルムと液晶光スイッチ印写ヘツドとの関係
を示す説明図、第３図は他の例を示す断面図、第４図は
第２の実施例の効果を説明するための説明図、第５図は
第２の実施例を示す断面図、第６図は光スイッチアレイ
に用いる偏光板の例を示す断面図、第７図は本発明と従
来例との比較を示す説明図、第８図は従来の液晶光スイ
ッチアレイを示す断面図、第９図は光スイッチ素子の動
作原理を示す説明図、第１０図はビフエニール系混合液
晶の特性を示す特性図、第１１図は液晶層の厚み変化の
例を示す説明図である。 １…基板、２…配向膜、３…電極、４…カラーフイルタ
層、５…保護膜、６…電極、７…液晶層、８…偏光板、
９…光の入射方向、１０…光源、１１…ラセン軸、１２
…液晶分子、１３…下地膜、１４…光遮断膜、１５…シ
ール材（障壁）、１６…液晶封入領域、１７…セルフオ
ツクレンズ、１８…感光フイルム、１９…ブラツクレイ
ヤー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 康郎 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 松田 泰昌 神奈川県横浜市戸塚区▲吉▼田町292番地 株式会社日立製作所マイクロエレクトロ ニクス機器開発研究所内 (56)参考文献 特開 昭49−99296（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−23672（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−133429（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】透明導電膜からなる複数の電極が表面に形
成された透明基板と、透明導電膜からなる複数列の電極
が表面に形成された透明基板間に液晶が挾持され、両基
板の両側に偏光板を配設した構造を持ち、対向する基板
間に選択的に電圧を印加することによって、光の透過量
を制御する液晶光スイッチアレイパネルと、このパネル
に光を投射する光源とを備えた液晶光スイッチ素子にお
いて、前記液晶光スイッチアレイパネルは、複数例の光
スイッチアレイを有し、パネル内にシール材を用いて各
スイッチアレイ列に対応した液晶領域を設け、それぞれ
に、封入される液晶の屈折率異方性がそれぞれ異なるこ
とを特徴とする液晶光スイッチ素子。 - 【請求項２】液晶材料が強誘電性を有するカイラルスメ
クチツクＣあるいはカイラルスメクチツクＨ液晶である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液晶光ス
イッチ素子。 - 【請求項３】前記液晶光スイッチアレイパネルは、３列
の光スイッチアレイを有し、それぞれにおける複屈折に
基づく透過光色がＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ
（ブルー）の３色あるいはＣ（シアン）、Ｙ（イエロ
ー）、Ｍ（マゼンダ）の３色であることを特徴とする特
許請求の範囲第２項記載の液晶光スイッチ素子。 - 【請求項４】液晶光スイッチアレイパネルの両側に設け
る偏光板が、カラー偏光板であって、かつＲ，Ｇ，Ｂ，
あるいはＣ，Ｙ，Ｍの３つの異なるカラー偏光板を組み
合わせたものであることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の液晶光スイッチ素子。 - 【請求項５】光源が、Ｒ，Ｇ，Ｂ，あるいはＣ，Ｙ，Ｍ
のスペクトルを有する３本の光源から構成され、それぞ
れの光がＲ，Ｇ，Ｂ，あるいはＣ，Ｙ，Ｍに対応する光
スイッチアレイ列に照射されることを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の液晶光スイッチ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6275485A JPH0610701B2 (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 液晶光スイツチ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6275485A JPH0610701B2 (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 液晶光スイツチ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61221727A JPS61221727A (ja) | 1986-10-02 |
| JPH0610701B2 true JPH0610701B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=13209504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6275485A Expired - Lifetime JPH0610701B2 (ja) | 1985-03-27 | 1985-03-27 | 液晶光スイツチ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0610701B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105892132A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-08-24 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示面板和显示装置 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2576468B2 (ja) * | 1986-06-19 | 1997-01-29 | セイコーエプソン株式会社 | 液晶表示体 |
| JP2615595B2 (ja) * | 1987-02-27 | 1997-05-28 | ブラザー工業株式会社 | 多色記録装置 |
| JP2532408B2 (ja) * | 1986-10-28 | 1996-09-11 | 松下電器産業株式会社 | 画像投影機 |
| JP2519712B2 (ja) * | 1987-03-19 | 1996-07-31 | 富士通株式会社 | 液晶表示装置 |
| NL8801164A (nl) * | 1987-06-10 | 1989-01-02 | Philips Nv | Weergeefinrichting voor gebruik in reflectie. |
| JPH07108574B2 (ja) * | 1987-08-21 | 1995-11-22 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
| JP2604597B2 (ja) * | 1987-09-02 | 1997-04-30 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
| US4816846A (en) * | 1987-12-17 | 1989-03-28 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Method and apparatus for direct color printing |
| GB8802025D0 (en) * | 1988-01-29 | 1988-02-24 | Minnesota Mining & Mfg | Imaging method & apparatus |
| JP2523811B2 (ja) * | 1988-09-02 | 1996-08-14 | 株式会社日立製作所 | 液晶光変調装置 |
| JPH087348B2 (ja) * | 1988-10-27 | 1996-01-29 | シャープ株式会社 | 液晶表示装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0230488B2 (ja) * | 1983-12-21 | 1990-07-06 | Seikosha Kk | Ekishohyojisochi |
-
1985
- 1985-03-27 JP JP6275485A patent/JPH0610701B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105892132A (zh) * | 2016-06-24 | 2016-08-24 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示面板和显示装置 |
| CN105892132B (zh) * | 2016-06-24 | 2021-10-08 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示面板和显示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61221727A (ja) | 1986-10-02 |
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