JPS58142963A - 二周波駆動用液晶組成物 - Google Patents

二周波駆動用液晶組成物

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JPS58142963A
JPS58142963A JP2490782A JP2490782A JPS58142963A JP S58142963 A JPS58142963 A JP S58142963A JP 2490782 A JP2490782 A JP 2490782A JP 2490782 A JP2490782 A JP 2490782A JP S58142963 A JPS58142963 A JP S58142963A
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Katsumori Takei
克守 武井
Haruo Nakamura
治夫 中村
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Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
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Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液晶パネルに、挾持され8た液晶材料のfo
より低周波数成分と、foより高周波成分の信号を印加
することにより、光学的0N−OFνに 制御を行なう液晶ライトパルプに関する。更に詳しくは
、新規な液晶組成瞼を用いることにより、 ゛該パネル
の光応答速度を非常に速くした液晶ライトパルプに関す
る。
近来、情報処理の大容量化、高速演算化、またOA(オ
フィスオートメーシ冒ン)機器の大衆化が急激に進展し
てきている。OAの端末機器の一つであるプリンターも
、高速、高印字品質、更には低価格であることが必要と
なってきているが、現在のところそれらを満足するもの
が市場に出ていないため、その出現が強く望まれている
液晶ライトパルプを光信号発生部に用い、電子写真技捨
を応用した印写装W(特開昭56−93568)は、上
述の点において実用レベルに達しており、注目されてい
る。
まず、上述の液晶ライトパルプ方式の印写装置の構成の
概容を第1!i!!Iに示す。液晶ライトパルプを用い
た光信号発生部101によって、感光ドラム102上に
光書き込みされる。この時感光ドラム102は、コロナ
チャージャー110で予め帯電されている。この時の光
信号は通常は、文字を印写する場合、文字の部分に対応
して光が発生すル、コれによって静電潜像が形成され磁
気ブラシ現像器103でトナー現像される。この時の現
像方式は通常は、反転現像となる。この後、転写コpす
放電器105によってトナーは昔通紙104に転写され
、定着器1(16によって定着される。
転写後の感光ドラムに残留したトナーはブレード108
で除去され、静電潜像は除電ランプ109で除電され終
了する。
第2図に光信号発生部の構成を示す、光源201から出
た光は、液晶パネル部(211〜218)で0N−Of
f?制御され、透過光は集光レンズ221によって感光
体上に結像される。液晶パネルは、2枚の偏光[211
によ(狭まれ、ガラス板212上に蒸着、スパッタ、デ
ィプ略によりコート、更にはフォトエッチにより形成さ
れたネサ電極215、光学的マスクとして用いられる金
属薄膜214、絶縁511215、液晶の配向制御膜2
16より成り、シール217と液晶パネルニよって液晶
218を挾持している。
第3図は液晶パネルの正面図であり、光の透過光を遮断
する光マスク部301より成っている。
次に液晶ライトパルプの駆動原理を説明する。
゛第4図は、液晶パネルに印加する信号と、透過光特性
を示している。但しここで示しであるのはダイナミック
駆動する場合である。液晶にfoより高い周波数成分を
もった信号を開口期間T1の間印加すると〔第4図h)
〕、パバネは光を透過する〔第4図a)〕0次に液晶に
foより低い周波数成分をもった信号を!、の開印加す
ると〔第4図6))パネルは光を遮断する。T、は請ゆ
る選択期間であり、この場合のデエーティーはT。
/T、となる。このように印加する信号の周波数により
、液晶分子の配向状態を制御できることは既に公知であ
りその詳細は省略するが、この現象は液晶の誘電異方性
の符号が印加する信号の周波数により反転する性質に基
づいている。
第5図は液晶分子の長軸方向の誘電率−と短軸方向の誘
電率C本の周波数依存性を示している。
交差周波数fc’(εap=ajとなる周波ll)を境
に、誘電異方性Δ−の符号が逆転している。以1、液晶
ライ)パルプの駆動原理について説明したが、この液晶
ライトパルプな印写装置の光書き込み部に用いる場合、
印写装置の高速、高印字品質、更には高信頼性を実現す
るためには、多くの制約条件をクリアーしなければ、す
なわち、第一に書き込み時間(第4図1j3)内に、高
い光エネルギーを感光ドラム上に供給しなければなら゛
ない。
この要求を満足する電には、無′論、パネル周辺の光源
光学系、駆動方式に依ってi、特性改良はある程度可能
ではあるが、液晶の基本特性に依るところは大であ゛る
。優れた液晶ライトパルプ【実現するため“に液晶材料
に要求される基本特性としては下E’の項目が掲′4テ
ら□れる。
t 低電圧で高速応答すること。
2、 温度、電圧マージンが広いこと。
五 高い信頼性を確保できること。
2周波駆動用液晶材料は、ディスプレイ用等で、従来研
究がされ、優れたものが出されているが、印写装置に用
いられる液晶ライトパルプのように非常に高速応答(数
ミリ秒以下)を“要求されるものについてはまだ研究が
浅く、前述のような特性をすべて満足する液晶材料はあ
まり知られていない。
本発明は、印写装置等に用いられる液晶ライトバルブ用
液晶材料について特性改良を加えたものであり、その目
的は、 1、 低電圧で高速応答すること。
2、 温度、電圧マージンが広いこと。
6 高い信頼性を確保できること。
以りの要求をバランスよく満足する2周波駆動用液晶材
料を提供することにある。
以下、これらの要求項目について説明を加える。
1 低電圧で高速応答すること。
完成体の小型化、低コスト価のために、駆動回路にXa
等を用いると、自ら、駆動電圧、駆動周波数の上限が制
約される。更に消費電力削減のた、(、: めにも、低電圧、低周波数が望ましい。液晶の応答速度
τはτ〆÷・ヤ〆コ(1示される如く、誘電Δl 異方性の平方根に反比例するため、高速応答を得るには
、駆動周波数での誘電異方性の絶対値を大きくする必要
がある。また粘性が低いことも要求される。更に駆動周
波数をあまり高くできないため、使用温度でのtoも適
当に低くしなければならない、単一成分でこれらを満足
する液晶材料はないため、置数成分をミックスして、各
特性をバランスよく満足させることになる。まず、to
粘性の調整であるが、この二者は互いに、相反する性質
のものである0本発明によって提供される組成物中の成
分中、 R−@−ooo−◎−OR’ R−謔−000−〇−R′ ト罷−000−p−R’ N 〔ただし、R,R’は1〜8個の炭素原子を有する直鎖
アルキルを表わす〕 は、組成物のfo、粘性共に実用レベルに低くできる性
質を有している。
次に、低周波数での誘電異方性を調整する成分、更に、
高周波数での誘電異方性を調整する成分であるが、既知
の液晶、あるいは液晶と類似の分子構造を有する化合物
で、正の誘電異方性の絶対値が大きいものは数多くある
が、負の誘電異方性の絶対値の大きいものは非常に少な
い、更には、両者において、融解エントロ1−が小さい
こと、液晶温度範囲が広いこと、更には、fo、粘性等
に悪影暢を与えないI$6制約をつけると、種類は一層
限られてくる0本発明によって提供される組成物の成分
中、 〔イーし、Rは1〜8個の炭素原子を有する直鎖アルキ
ル基を表わす〕 は、正の誘電異方性が非常に大きく、またfoも低い。
更に、組成物の成分中、 〔但し、Rは1〜8個の炭素原子を有する直鎖アルキル
を表わす〕 は、負の誘電異方性の絶対値が大きく、他の成分との相
溶性も優れている。
次に本発明によって提供される組成物の成分中、カイラ
ルネマチック液晶についてであるが、1°N表示用パネ
ルの場合、該成分を微量添加して逆チルトを防止したり
、ゲストホスト表示用に使用してコントラストを向上し
たり、更には該成分添加液晶のメモリー効果を応用した
表示方式等核成分の使用例は多く知られている。またな
かには、カイラルネマチック液晶のヘリックス力すなわ
ち螺旋構造への戻り力を利用して応答スピードを改善し
たものも周知である0本発明で、カイラルネマチック液
晶を添加する理由は、2周波駆蛎方式においても、上述
と同様の効果、すなわち、応答スピード改咎の効果があ
ることである。2周波駆動力式においては、foより高
周波成分を有する信号に依る駆動、すなわち、液晶分子
をセル面と平方に配向させる時において、特にそのスピ
ードを速くする効果がある。
本発明者岬は、上述の成分を適当な割合で調合すること
により、665968Mの絶対値(特に従来の組成物で
はΔεHの絶対値を大きくすることは他の特性とのバラ
ンスを考慮すると困難であった)を大きくでき、また、
カイラルネマチック液晶を添加することで使用温度、電
圧での応答速度も飛躍的に上げることに成功した。液晶
組成物の場合は、単一成分とは興なり、異種成分間での
相互作用が、粘性、fo、ひいては応答速度に少なから
ず影響を及ぼしていることが予想される。
本発明によって提供される組成物においても、この相互
作用が、組成物としての特性改良の方向に鋤いていると
思われるが、その点についての物理的、あるいは量子力
学的解釈は分後の研究に期待する。
以上が、特性1を満たすために本発明による成分を用い
た理由である。
2 温度、電圧マージンが広いこと。
まず温度マージンについて÷あるが、液晶の誘電異方性
の温度依存性を第6図に示す0図中、ΔjLは低周波の
駆動周一数での誘電異方性、65Mは高周波の駆動周波
数での誘電異方性である。
図よりわかるように68mは温度上昇につれて急激に減
少する。この傾向は液晶により多少の差はあるものの、
液晶の基本的な特性であるため、実際に使用する場合に
は、68mの蛮化量の小さい温度領域を□選ぶことにな
るが、本発明の場合の如く、応答を非常に速くする必要
のあるときは、ある程度高温領域で液晶の粘性を低くし
て用いることが必要である。このように温度毅化により
、Δ6Iが少なからず変動することは否定できない事実
をふまえ、なおかつ温度マージンを広くとるには、液晶
の光透通事特性が飽和している範囲を採用することが必
要となる。これはすなオ)ち、一定電圧下において、応
答が途く、光透通事曲線が飽和していることであり、前
述の特性1を満足させることが前提となる。また電圧マ
ージンについても同様に考えることができる。
4 高い信頼性を確保できること。
液晶の化学的、光学的あるいは電気化学的安定性につい
ては、多くの研究、実験が行なわれている。本発明によ
る液晶はすべてエステル系液晶であるため、光学的信頼
性は高く、また、加速エージング等により、信頼性は充
分実用レベルであると評価に趨している。
以を述べた特性1,2.5をバランスよくかつ実用レベ
ルでクリアすることを目的として、本発明では、上述の
各成分の調合割合を適当に選ぶことで、組成物として特
性の優れた液晶材料をつくることができた。すなわち表
1に示す如き組成物である。
〔ただし、上記表中、R,R’は脚1g原子を1〜8個
有する直鎖アルキルを表わす〕 表  1 次に本発明の詳細を実施例を掲げて説明する。
実施例 表2に掲げる液晶組成物を調合し、その基本特性及び光
透通事特性を調べた。
表  2 〔ただし表中 *0.H□は の構造を有する〕 第7図に表2に示す液晶組成物の誘電率の周波数依存性
を示す。但し測定温度は30℃である。
この液晶を、セル厚4,5μ雪の試験セルに封入して、
低周波信号(5(IV、IKHz)、高周波信号(50
V s 1501 Hm ) テ1 / 2 *’ (
+ ミック駆動を行なったところ、第8図に表わす、光
透通事特性を示した。図より、1/2ダイナミツク駆動
では、くり返し周期が12〜t6憫111cでくり返し
応答が可能である。但し、この時使用したセルのラビン
グ角は70°、セルをはさむ偏光板の偏光方向は互いに
直角とした。測定湿度は40℃であった。
次にこの液晶ライトバルブを用いて印写実験を行なった
。液晶セルは上述の測定と同じものを用い、駆動条件も
同様とした。光源には、構造式0・MgkLllo、、
 : T b ’十の螢光体を用いた高輝度螢光ランプ
を、感光体にはToで増感したSOを用いた。第1図に
示す如く各部品を配置し、感光ドラムの表面移動連隋は
5 cm / smであった。液晶ライトバルブを駆動
し、光書き込みを行なったところ、その0N−OFFに
対応して、鮮明な像を形成することができた。本実施例
は、本発明によって提供される液晶ライトバルブの駆使
用例であり、印写鰻重以外の光書き込み装置、またディ
スプレイ等にも応用可能である。
また本実施例に用いた液晶組成物は一例であり、各成分
をその成分の同族体に置き替えても、また調合割合を特
許請求の範囲に記されている表中の調合割合の範囲内で
変えても、本実施例と同様に優れた特性が実現できるこ
とは本発明者は実験流であることからして、本発明は本
実施例に限定されるものではない。
以り述べた如く、本発明では液晶の誘電分散を利用し、
2周波駆動に依り、高速スイッチングを行う液晶ライト
バルブにおいて、その液晶材料の応答性を改良すること
に成功し、実用に際しても、印写装置の書き込み速度、
湿度、電圧マージン等を飛−的に改善することができた
ことで、本発明の効果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は液晶ライトバルブ方式の印写装置の構造図であ
る。 第2図は、液晶ライトバルブの模式図である。 第3図は、液晶ライトバルブに用いる液晶パネルの上面
図である。 第4図は、液晶ライトバルブに印加する信号とその時の
光応答特性である。 第5図は液晶の誘電率の周波数特性である。 第6図は液晶の誘電異方性の温度特性である。 第7図は本実施例で用いた液晶組成物の誘電率の周波数
特性である。 第8図は本実施例による液晶ライトパッシブの光応答特
性である。 以  上 出願人  株式会社緻訪精工舎 代理人  弁理士 最上 ゛ 務 第1図 第2図 霞3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ネサ電極を内側に有する2枚のガラス板を対向さ竺1.
    その間に液晶材料を挟持した一晶パネルに、液晶材料の
    交差周波数(以下fOと略記する)より高1゛周波数成
    分!嶌する信号と・′°より低い周波数成分を有する信
    号を単独、あるいは重畳して印加することにより、透過
    光強度を制御する液晶光変調装置において、該液晶材料
    が下記の如くの組成を有することを特徴とする液ibw
    成物。 〔ただし、上記表中、R,R’は炭素原子を1〜8個有
    する直鎖アルキルを表わす〕
JP2490782A 1982-02-18 1982-02-18 二周波駆動用液晶組成物 Granted JPS58142963A (ja)

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JP2490782A JPS58142963A (ja) 1982-02-18 1982-02-18 二周波駆動用液晶組成物
GB08304158A GB2114994B (en) 1982-02-18 1983-02-15 Liquid crystal compositions
US06/466,989 US4559161A (en) 1982-02-18 1983-02-16 Liquid crystal composition
DE3305711A DE3305711C2 (de) 1982-02-18 1983-02-18 Flüssigkristallzusammensetzung

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