JPS61221727A - 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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- JPS61221727A JPS61221727A JP60062754A JP6275485A JPS61221727A JP S61221727 A JPS61221727 A JP S61221727A JP 60062754 A JP60062754 A JP 60062754A JP 6275485 A JP6275485 A JP 6275485A JP S61221727 A JPS61221727 A JP S61221727A
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- liquid crystal
- optical switch
- crystal optical
- switch element
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- 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
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。
め要約のデータは記録されません。
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、図形等を光によって感
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
印写ヘッ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、図形等を光によって感
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
印写ヘッド等に応用して好適な液晶光スイッチ素子に関
する。
〔発明の背景〕
感光体や感光紙に光を照射することによって、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？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、９０〜
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
に条材などを用いたカラーフィルタ層（Ｒ，Ｇ。
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？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、９０〜
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
に条材などを用いたカラーフィルタ層（Ｒ，Ｇ。
Ｂ）ｔ−形成し、白色光’ｋＦｔ、Ｇ、８３色に色分解
した光を照射できるようにし友カラープリンタヘッドが
知られている（特開昭５９−１３７９３０ 。
した光を照射できるようにし友カラープリンタヘッドが
知られている（特開昭５９−１３７９３０ 。
５９−１３７９３１ 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が表面に形成され次ガラス
基板１ａと、透明電極５ａ。
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が表面に形成され次ガラス
基板１ａと、透明電極５ａ。
５ｂ、５ｃが表面に形成されたガラス基板１ｂの間に液
晶層７を平行に挾持して液晶バネＡｔ−構成し、基板１
ａの外側に偏光板ｇａ、８ｂｔ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ｌｂの透明電極６ａ。
晶層７を平行に挾持して液晶バネＡｔ−構成し、基板１
ａの外側に偏光板ｇａ、８ｂｔ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ｌｂの透明電極６ａ。
５ｂ、５ｃ上にはＲ、Ｇ、Ｈのカラーフィル・り４４ａ
、４ｂ、４ｃが形成されている。ここで、カラーフィル
タ几は赤色光全透過し、カラーフィルタＧ、Ｂはそれぞ
れ緑色光、青色光を透過する加色混合系のカラーフィル
タであり、重クロム酸ゼ５ラテン硬化層を染色すること
により得られる。このフィルタ層４ａ、４ｂ、４ｃの上
に光硬化タイプの樹脂など音用いて保護層５が形成され
ている。
、４ｂ、４ｃが形成されている。ここで、カラーフィル
タ几は赤色光全透過し、カラーフィルタＧ、Ｂはそれぞ
れ緑色光、青色光を透過する加色混合系のカラーフィル
タであり、重クロム酸ゼ５ラテン硬化層を染色すること
により得られる。このフィルタ層４ａ、４ｂ、４ｃの上
に光硬化タイプの樹脂など音用いて保護層５が形成され
ている。
この保護層５は、
（１） カラーフィ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
フィルタ層の保護、 （８） カラーフィ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。この保護層５の上に配向膜層２が形成さ
れている。
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
フィルタ層の保護、 （８） カラーフィ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。この保護層５の上に配向膜層２が形成さ
れている。
これらの構成は、既にカラー液晶ＴＶの液晶バネ具にお
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ィルタ層の染
料が退色し、色分解能が低下すること、第三にカラーフ
ィルタ層と透明電極との密着力の低下によるフィルタ層
のけか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ィルタ層の染
料が退色し、色分解能が低下すること、第三にカラーフ
ィルタ層と透明電極との密着力の低下によるフィルタ層
のけかれなどが懸念される。
したがって、信頼性を向上させるためには、カラーフィ
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。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、カラーフィ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全提
供することにある。
、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全提
供することにある。
上記目的全達成するために、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
間に液晶が挾持され、内基板の両側に偏光板を配設した
構造全もち、対向する電極間に選択的に電圧を印加する
ことによって、光の透過量？制御する液晶光スイッチア
レイパネルと、このパネルに光音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、複数列の光スイッチアレイを有し、各ス
イッチアレイ列に対応する液晶層のりタープ−ジョン値
Δｎ−ｄ（Δｎ：液晶材料の屈折率異方性、ｄ：液晶層
厚み）をそれぞれ異ならせたこと全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
間に液晶が挾持され、内基板の両側に偏光板を配設した
構造全もち、対向する電極間に選択的に電圧を印加する
ことによって、光の透過量？制御する液晶光スイッチア
レイパネルと、このパネルに光音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、複数列の光スイッチアレイを有し、各ス
イッチアレイ列に対応する液晶層のりタープ−ジョン値
Δｎ−ｄ（Δｎ：液晶材料の屈折率異方性、ｄ：液晶層
厚み）をそれぞれ異ならせたこと全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。
一液晶光スイツチ素子の動作原理−
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、カイラルスメクチックＣあるいはカイ
ラルスメクチックＨ液晶に分類されるもので、従来のネ
ー７チツク液晶との大きな違いは、自発分極を持ってい
ることである。
る。この液晶は、カイラルスメクチックＣあるいはカイ
ラルスメクチックＨ液晶に分類されるもので、従来のネ
ー７チツク液晶との大きな違いは、自発分極を持ってい
ることである。
第９図は、強誘電性液晶を用いた光スイツチ素子の動作
原理を示し友ものである。液晶層７を透明電極３および
４を表面に形成し７ｃ２枚のガラス基板１ａ、ｌｂで平
行に挾持し、その基板の外側に２枚の偏光板ｇａ、８ｂ
ｔ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１１ｔ−
中心としたラセン構造全とるが、液晶分子の動作閾値電
界値Ｅｃよりも大きい電界が印加されると、ラセン軸１
１に対して角度θで一様に配向し、その配向方向は、電
界方向によっ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。
原理を示し友ものである。液晶層７を透明電極３および
４を表面に形成し７ｃ２枚のガラス基板１ａ、ｌｂで平
行に挾持し、その基板の外側に２枚の偏光板ｇａ、８ｂ
ｔ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１１ｔ−
中心としたラセン構造全とるが、液晶分子の動作閾値電
界値Ｅｃよりも大きい電界が印加されると、ラセン軸１
１に対して角度θで一様に配向し、その配向方向は、電
界方向によっ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のなす
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っ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ｌＯ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っ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ｌＯ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ｋ Ｉ ｔとすると、近似的に
次式で与えられる。
次式で与えられる。
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、 Ｋ＝０．１，２．・・・・・・ 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、 Ｋ＝０．１，２．・・・・・・ 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、リタデーシヨン値と呼ばれる値で
あり、このリタデーシヨン値Δｎ−ｄｆ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色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−ｄｆ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色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Δｎｔ−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。
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。
一第１実施例−
いｔ、Ｒ，Ｇ、８３色の光を代表する波長をそれぞれ６
５０ｎｍ、５４０ｎｍ、４５０ｎｍとし、λ５ｓｏ−λ
５４０翫 λ４５０ とする＠一方１液晶分子の屈折
率異方性Δｎは、同一材料であっても波長によって異な
るので、同様に一〇６５０ｓ Δ” ８４０ ％Δ”
４５０ とすると、Ｒ、Ｇ、Ｂの光が最もよく透過す
る液晶層厚みｄ６５０１ａｓａｏ ％ ｄ４ｓｏは次式
％式％ （Ｋ＝０．１，２． ・・・・・・）第１０図は、室
温で強誘電性を示すビフェニール系混合液晶の２０７？
での屈折率異方性Δｎの波長依存性１示したものである
。第１０図より、Δｎ４．。＝＝０．２２１Δｎ５４ｏ
＝０．１９．Δｎ５ｓｏ＝０．１７５である。これらの
値ｔ−（４）、 （５）、 （６）式に代入すると、ｄ
ａｓｏ＝１．８６ （２に＋１）（μｍ）ｄｓ４ｏ＝１
．４２ （２に＋１ ） （、ｃｇｍ）ｄ４ｓｏ＝１．
０２（２に＋１）（μｍ）第１１図は、次数に？変えた
ときのｄ４５（ｉｓｄ５４０ ％ ａｓｓｏ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Ｌａ（λｓｇｏ））Ｇ （λ５ａｏ）ｘＢ
（λ４５０ ）の光を選択的に透過させることができ
る。
５０ｎｍ、５４０ｎｍ、４５０ｎｍとし、λ５ｓｏ−λ
５４０翫 λ４５０ とする＠一方１液晶分子の屈折
率異方性Δｎは、同一材料であっても波長によって異な
るので、同様に一〇６５０ｓ Δ” ８４０ ％Δ”
４５０ とすると、Ｒ、Ｇ、Ｂの光が最もよく透過す
る液晶層厚みｄ６５０１ａｓａｏ ％ ｄ４ｓｏは次式
％式％ （Ｋ＝０．１，２． ・・・・・・）第１０図は、室
温で強誘電性を示すビフェニール系混合液晶の２０７？
での屈折率異方性Δｎの波長依存性１示したものである
。第１０図より、Δｎ４．。＝＝０．２２１Δｎ５４ｏ
＝０．１９．Δｎ５ｓｏ＝０．１７５である。これらの
値ｔ−（４）、 （５）、 （６）式に代入すると、ｄ
ａｓｏ＝１．８６ （２に＋１）（μｍ）ｄｓ４ｏ＝１
．４２ （２に＋１ ） （、ｃｇｍ）ｄ４ｓｏ＝１．
０２（２に＋１）（μｍ）第１１図は、次数に？変えた
ときのｄ４５（ｉｓｄ５４０ ％ ａｓｓｏ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Ｌａ（λｓｇｏ））Ｇ （λ５ａｏ）ｘＢ
（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・くネル内
に設けた光スイッチアレイの構造を示したものである。
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８１（ｈ膜の
厚みを変えることによっ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
シ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ｐ、３ａ
と３ｂ、３ｂと３０を透過した光が混色するのを防ぐた
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はシール部である。共
通電極３ａ。
板１ａとの間に設けた下地膜１３、例えば８１（ｈ膜の
厚みを変えることによっ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
シ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ｐ、３ａ
と３ｂ、３ｂと３０を透過した光が混色するのを防ぐた
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はシール部である。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
スイツチ部であり、Ａ、Ｂ、Ｃがｌ（、ｅｄ色、Ｄ。
本だけ示した）の交点Ａ、Ｂ、・・・・・・Ｈ，Ｉが光
スイツチ部であり、Ａ、Ｂ、Ｃがｌ（、ｅｄ色、Ｄ。
Ｅ、ＦがＧｒｅｅｎ 色、Ｇ、Ｈ，ＩがＢｌｕｅ色で
ある。
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ＳｉＯｘ膜の厚みを透明電極３
ａの下では５００Ａ、透明電極３ｂの下では、４２００
Ａ、透明電極３ｃの下では８２００Ａとし、上下ガラス
基板１ａ、ｌｂ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１．０２
μｍ１同じ＜３ｂに対応する液晶層厚みを１．４２μ”
ｘ３ｃに対応する液晶層厚みを１．８６μｍとした。配
向膜２は、ポリイミド系のラビング膜であり、用いた強
誘電性液晶はビフェ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
，Ｇ、Ｂの３糧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、セルフォックスレンズアレイ１７により感光体ド
ラムあるいは感光フィルム１８に結像される。第２図は
、感光体フィルム１８が液晶光スイッチアレイ式印写ヘ
ッドの下を移動する状態を示したもので、几＋ＧｓＢの
順に露光され、フルカラー画像がプリントされる。感光
フィルムとしては、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、ＲｌＧ、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５００Ａ、透明電極３ｂの下では、４２００
Ａ、透明電極３ｃの下では８２００Ａとし、上下ガラス
基板１ａ、ｌｂ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１．０２
μｍ１同じ＜３ｂに対応する液晶層厚みを１．４２μ”
ｘ３ｃに対応する液晶層厚みを１．８６μｍとした。配
向膜２は、ポリイミド系のラビング膜であり、用いた強
誘電性液晶はビフェ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
，Ｇ、Ｂの３糧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、セルフォックスレンズアレイ１７により感光体ド
ラムあるいは感光フィルム１８に結像される。第２図は
、感光体フィルム１８が液晶光スイッチアレイ式印写ヘ
ッドの下を移動する状態を示したもので、几＋ＧｓＢの
順に露光され、フルカラー画像がプリントされる。感光
フィルムとしては、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、ＲｌＧ、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っ
たが、第３図は液晶パネルの両サイドのシール部の厚み
ｄｌ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。
みを変えるのに、下地膜１３の厚みを変える方法をとっ
たが、第３図は液晶パネルの両サイドのシール部の厚み
ｄｌ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図に示す値にし九ものである。
みを、第４図に示す値にし九ものである。
今回、ｄｌを３μｍ、ｄ２を６μｍになるようにスペー
サ材の径を選び、ｄ４ｓｏ ＝３．１ μｍ％ ｄｓ４
゜＝４．３μｍｓ ｄｓｓｏ ＝５．６ ｐｍとなる
ようにした。
サ材の径を選び、ｄ４ｓｏ ＝３．１ μｍ％ ｄｓ４
゜＝４．３μｍｓ ｄｓｓｏ ＝５．６ ｐｍとなる
ようにした。
また、基板の幅ｔを８Ｍとしたので、ｔ＞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射した光
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った。なお、１４は光遮断膜であ
る。
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射した光
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った。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。
一第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、Ｉｎの値を変える方法もある。
層の厚みｄを一定とし、Ｉｎの値を変える方法もある。
（４） 、 （５） 、 （６１式より、いま、液晶層
厚みをａｓｓｏ ＝ｄＳ４０ ＝ｄ４ｆｉＯ＝５μｍと
すると、 Ｉｎ６５ｏ ＝０．０６５ （２Ｋ ＋ １ ）Ｉｎ５
４ｏ ＝０．０５４ （２に＋１ ）Ｉｎ１ｓｏ ＝０
．０４５ （２に＋１ ）第４図は、次数Ｋを変え九と
きのΔ’４５０＋Δｎ５４０＋ Ｉｎ ６５０ の値を
示したものである。
厚みをａｓｓｏ ＝ｄＳ４０ ＝ｄ４ｆｉＯ＝５μｍと
すると、 Ｉｎ６５ｏ ＝０．０６５ （２Ｋ ＋ １ ）Ｉｎ５
４ｏ ＝０．０５４ （２に＋１ ）Ｉｎ１ｓｏ ＝０
．０４５ （２に＋１ ）第４図は、次数Ｋを変え九と
きのΔ’４５０＋Δｎ５４０＋ Ｉｎ ６５０ の値を
示したものである。
このようにζ液晶層厚みが一定でも、それぞれ第４図の
Ｉｎ４５０．Δｎ’Ｎ＋４０ｓ Ｉｎ６５Ｇ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。
Ｉｎ４５０．Δｎ’Ｎ＋４０ｓ Ｉｎ６５Ｇ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対応の光スイツチ部に
対応した領域１６ａ、１６ｂ。
用いて障壁を設け、各Ｒ，Ｇ、Ｂ対応の光スイツチ部に
対応した領域１６ａ、１６ｂ。
１６Ｃをつくす、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。
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Ｉｎ ｇｓｏ を満足する液晶材料を
、３ｂと６ｂの電極間および３Ｃと６０の電極間には、
それぞれ５４０ｎｍｓ ４５０ｎｍでのＩｎの値が表２
のＩｎ５４０ｚ Ｉｎ ４５Ｇ を満足する液晶材料
を封入しておく。
Δｎの値が表２のＩｎ ｇｓｏ を満足する液晶材料を
、３ｂと６ｂの電極間および３Ｃと６０の電極間には、
それぞれ５４０ｎｍｓ ４５０ｎｍでのＩｎの値が表２
のＩｎ５４０ｚ Ｉｎ ４５Ｇ 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ｔ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。したがって
、各スイッチ部を透過する光は、混色することなく独立
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ｔ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。したがって
、各スイッチ部を透過する光は、混色することなく独立
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。
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をつくった。領域１６ａには、Ｉｎが０
．２の材料を、領域１６ｂには、Ｉｎが０．２７の材料
を、領域１６Ｃには、Ｉｎ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３ａ、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Ｒ
ｅｄ、 Ｇｒｅｅｎ 。
．２の材料を、領域１６ｂには、Ｉｎが０．２７の材料
を、領域１６Ｃには、Ｉｎ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３ａ、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Ｒ
ｅｄ、 Ｇｒｅｅｎ 。
Ｂｌｕｅ となり、色分解された光をとり出すことがで
きた。
きた。
一変形例一
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、＋３ａａと９ｂａはＲｅｄ 系統のカラー偏光板
、９ａｂとｓｂｂはＱ ｒｅｅｎ 系統のカラー偏光
板、８ａｃと８ｂｃは１３１ｕｅ系統のカラー偏光板で
あり、それぞれが光遮断用のブラックレイヤー１９でつ
ながっており、８ａａとｇ ｂ ａ。
ので、＋３ａａと９ｂａはＲｅｄ 系統のカラー偏光板
、９ａｂとｓｂｂはＱ ｒｅｅｎ 系統のカラー偏光
板、８ａｃと８ｂｃは１３１ｕｅ系統のカラー偏光板で
あり、それぞれが光遮断用のブラックレイヤー１９でつ
ながっており、８ａａとｇ ｂ ａ。
８ａｂと８ｂｂ、ｇａｃと８ｂｃは互いに偏光軸が直交
するようになっている。
するようになっている。
この偏光板を、第５図の液晶光スイッチアレイの両側に
、３ａと８ａａ、３ｂと１３ａｂ、３Ｃと８ａＣが重な
るように配置した。この結果、各党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
わかった。
、３ａと８ａａ、３ｂと１３ａｂ、３Ｃと８ａＣが重な
るように配置した。この結果、各党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
わかった。
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ッドと、従来の色フイルタ
層形成方式の印写ヘッドとのコントラストの比較、およ
び本発明方式の印写ヘッ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
力２−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ッドと、従来の色フイルタ
層形成方式の印写ヘッドとのコントラストの比較、およ
び本発明方式の印写ヘッ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
力２−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ィルタ層を設け
る必要がなく、液晶層厚みを適当に変え九す、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、Ｉ（、、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、液晶層厚みを適当に変え九す、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、Ｉ（、、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、従来の色フィルタ層を設ける方式に比べ、構
造が簡単で、色２イルタ層の退色や色フィルタ層と電極
との密着力の低下による色フィ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２イルタ層の退色や色フィルタ層と電極
との密着力の低下による色フィ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
図は感光フィルムと液晶光スイッチ印写ヘッドとの関係
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図は光スイツチ素子の動
作原理を示す説明図、第１０図はビフェニール系混合液
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・・
・カラーフィルタ層、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、１
５・・・シール材（障壁）、１６・・・液晶封入領域、
１７・・・セル７オツクレンズ、１８・・・感光フィル
ム、１９・・・ブラックレイヤー。
図は感光フィルムと液晶光スイッチ印写ヘッドとの関係
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図は光スイツチ素子の動
作原理を示す説明図、第１０図はビフェニール系混合液
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・・
・カラーフィルタ層、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、１
５・・・シール材（障壁）、１６・・・液晶封入領域、
１７・・・セル７オツクレンズ、１８・・・感光フィル
ム、１９・・・ブラックレイヤー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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、対向する電極間に選択
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、複数列の光スイッチ
アレイを有し、各スイッチアレイ列に対応する液晶層の
リタデーシヨン値Δｎ・ｄ（Δｎ：液晶材料の屈折率異
方性、ｄ：液晶層厚み）をそれぞれ異ならせたことを特
徴とする液晶光スイッチ素子。 ２、液晶材料が強誘電性を有するカイラルスメクチック
Ｃあるいはカイラルスメクチック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。 ３、液晶光スイッチアレイパネルの共通電極基板におい
て、共通電極を３本有し、それぞれの共通電極に対応す
る透過光色が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
（マゼンタ）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。 ４、信号電極が形成された信号電極基板と、共通電極が
形成された共通電極基板間に挾持される液晶材料が同一
物質であつて、各共通電極と信号電極間の液晶層厚みが
各共通電極ごとに異なることを特徴とする特許請求の範
囲第３項記載の液晶光スイッチ素子。 ５、信号電極基板と共通電極基板により液晶層が平行に
挾持され、各共通電極に対応する液晶材料の屈折率異方
性Δｎがそれぞれ異なることを特徴とする特許請求の範
囲第３項記載の液晶光スイッチ素子。 ６、液晶光スイッチアレイパネルの両側に設ける偏光板
が、カラー偏光板であつて、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。 ７、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、Ｂ、Ｇ、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 true JPS61221727A (ja) | 1986-10-02 |
| JPH0610701B2 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 (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62299889A (ja) * | 1986-06-19 | 1987-12-26 | セイコーエプソン株式会社 | 液晶表示体 |
| JPS63109422A (ja) * | 1986-10-28 | 1988-05-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 画像投影機 |
| JPS63212552A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-05 | Brother Ind Ltd | 多色記録装置 |
| JPS63231314A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-27 | Fujitsu Ltd | 液晶表示装置 |
| JPS647021A (en) * | 1987-06-10 | 1989-01-11 | Philips Nv | Reflection mode display device |
| JPS6450077A (en) * | 1987-08-21 | 1989-02-27 | Canon Kk | Image forming device |
| JPS6461732A (en) * | 1987-09-02 | 1989-03-08 | Canon Kk | Optical modulating element |
| JPH022045A (ja) * | 1987-12-17 | 1990-01-08 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 直接カラー印刷のための方法及び装置 |
| JPH024545A (ja) * | 1988-01-29 | 1990-01-09 | Minnesota Mining & Mfg Co <3M> | 液晶シャッターを用いた天然色像形成方法 |
| JPH0267519A (ja) * | 1988-09-02 | 1990-03-07 | Hitachi Ltd | 液晶光変調装置 |
| JPH02116829A (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-01 | Sharp Corp | 液晶表示装置 |
| 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 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60133429A (ja) * | 1983-12-21 | 1985-07-16 | Seikosha Co Ltd | 液晶表示装置 |
-
1985
- 1985-03-27 JP JP6275485A patent/JPH0610701B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60133429A (ja) * | 1983-12-21 | 1985-07-16 | Seikosha Co Ltd | 液晶表示装置 |
Cited By (13)
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| JPS63231314A (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-27 | Fujitsu Ltd | 液晶表示装置 |
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| JPH022045A (ja) * | 1987-12-17 | 1990-01-08 | American Teleph & Telegr Co <Att> | 直接カラー印刷のための方法及び装置 |
| JPH024545A (ja) * | 1988-01-29 | 1990-01-09 | Minnesota Mining & Mfg Co <3M> | 液晶シャッターを用いた天然色像形成方法 |
| JPH0267519A (ja) * | 1988-09-02 | 1990-03-07 | Hitachi Ltd | 液晶光変調装置 |
| JPH02116829A (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-01 | Sharp Corp | 液晶表示装置 |
| 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 |
|---|---|
| JPH0610701B2 (ja) | 1994-02-09 |
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