JPS6187136A - Liquid crystal light valve - Google Patents

Liquid crystal light valve

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Publication number
JPS6187136A
JPS6187136A JP60169977A JP16997785A JPS6187136A JP S6187136 A JPS6187136 A JP S6187136A JP 60169977 A JP60169977 A JP 60169977A JP 16997785 A JP16997785 A JP 16997785A JP S6187136 A JPS6187136 A JP S6187136A
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JP
Japan
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liquid crystal
signal
light
frequency
low frequency
Prior art date
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Pending
Application number
JP60169977A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Haruo Nakamura
治夫 中村
Harukazu Matsushita
松下 晴計
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS6187136A publication Critical patent/JPS6187136A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain a rapid and highly regenerative optical transmitting characteristic by applying a low frequency signal to liquid crystal to form the starting point of the closed status of a microshutter, applying a high frequency signal to turn the microshutter to the opened status and then applying the low frequency signal to return the microshutter to the starting point of the closed status. CONSTITUTION:A driving circuit for driving a liquid crystal light valve to be used for optical transfer device is an integrated circuit and about 30V is required as its operating voltage at amplitude. A printing signal obtained by combining a common signal (c) and a picture element signal (d) is applied to the liquid crystal and transmissibility (a) is obtained. As to the common signal (c), a signal having frequency higher than that of the period fc of an opening signal time 188 out of a writing period and lower than that of the period fc of a residual time is used. Since the picture element signal (c) is opened in accordance with the opening signal (e), high and low frequency having a reversed phase against the common signal (c) is used, and to shield light, a low frequency 192 signal is used. Consequently, almost 100% optical transmissibility can be always obtained at the opening of the light valve inspite of high speed operation.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、液晶ライトバルプの構造に関する。[Detailed description of the invention] 〔Technical field〕 The present invention relates to the structure of a liquid crystal light bulb.

〔従来技術〕[Prior art]

第1図に、液晶ライトバルプを用いた光印写装置の構成
の一例を示す。液晶ライトバ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1
10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
る。これによって静電潜像が形成され、磁気ブラシ現像
器105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、転写コロナ放電器105に
よって、トナーは普通紙104に転写され、定N器10
6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、靜ta像は除電ラ
ンプ109で除電され、終了する。
FIG. 1 shows an example of the configuration of an optical printing device using a liquid crystal light valve. Optical writing is performed on the photosensitive drum 102 by an optical signal generating section 101 using a liquid crystal light bulb. At this time, the photosensitive drum 102 is connected to the corona charger 1.
10 and is pre-charged. At this time, when printing characters, the light signal is usually generated in correspondence with the character portions. This forms an electrostatic latent image, which is developed with toner by a magnetic brush developer 105. The developing method at this time is usually reversal development. Thereafter, the toner is transferred onto plain paper 104 by the transfer corona discharger 105, and the toner is transferred to the plain paper 104 by the transfer corona discharger 105.
Fixed by 6. The toner remaining on the photosensitive drum after transfer is removed by a blade 108, and the static image is neutralized by a static elimination lamp 109, and the process ends.

第2図に光信号発生部の構成を示す。光信号発生部は、
螢光ランプ等の光源111と液晶ライトバルブ及ヒ結像
レンズ115から成シ、液晶ライトバルプは、14パネ
ル112と液晶駆動回路115を実装した基板117と
偏光板114から成る。光源から出た光は、液晶ライト
バルブにより変調される。この光信号116は結イ象レ
ンズ115により感資ドラム102上に結像される。
FIG. 2 shows the configuration of the optical signal generator. The optical signal generator is
It consists of a light source 111 such as a fluorescent lamp, a liquid crystal light valve, and an imaging lens 115, and the liquid crystal light valve consists of 14 panels 112, a substrate 117 on which a liquid crystal driving circuit 115 is mounted, and a polarizing plate 114. The light emitted from the light source is modulated by a liquid crystal light valve. This optical signal 116 is imaged onto the photosensitive drum 102 by an imaging lens 115.

結1’*レンズには集束性光ファイバー7レイを用いる
ことによって正立像が得られる。
An erect image can be obtained by using a focusing optical fiber 7 ray for the lens 1'*.

次に、ネマチック液晶を用いた液晶パネルの一般的な動
作について述べる。
Next, the general operation of a liquid crystal panel using nematic liquid crystal will be described.

M2S図は、液晶パネルの断面の模形図である。The M2S diagram is a schematic diagram of a cross section of a liquid crystal panel.

透明溝[m 202を有する2枚のガラス基板200を
ゾール201で支持し、かつ密封してあり、その中に液
晶組成物205及び204が入っている。
Two glass substrates 200 with transparent grooves [m 202] are supported by a sole 201 and sealed, and liquid crystal compositions 205 and 204 are contained therein.

電源205により、透明導電膜202の対向する部分に
、電圧が印加されている。液晶は、誘を率異方性を有し
ている。液晶分子の長袖方向及びこれに垂直方向、つま
り短・紬方向の誘電率が異なり、それぞれtI及びε上
である。第4図にこれを示した。液晶分子210の長軸
方向211及び短軸方向212の誘電率がそれぞれ、ε
、及びC上である。さらにε、−1上を誘電異方性と定
義し、ΔCで表わす。Δt ) O及びΔt (Oの場
合、誘電異方性が、それぞれ正及び負と呼ぶ。液晶パネ
ルに電圧を印加した際、液晶分子には、その電界方向に
対し、Jt率が大きい分、方向が平行になるように力が
働く。つまり、誘電異方性が正の場合は、電界方向に液
晶分子の長袖方向が平行になる力が働き、誘電異方性が
負の場合、長軸方向が電界方向に垂直になる力が働く。
A voltage is applied to opposing portions of the transparent conductive film 202 by a power source 205 . Liquid crystals have dielectric anisotropy. The dielectric constants of the liquid crystal molecules in the long sleeve direction and the direction perpendicular to this, that is, the short sleeve direction, are different, and are on tI and ε, respectively. This is shown in Figure 4. The dielectric constants of the liquid crystal molecules 210 in the long axis direction 211 and the short axis direction 212 are respectively ε
, and on C. Further, a value above ε, -1 is defined as dielectric anisotropy, and is expressed as ΔC. In the case of Δt ) O and Δt (O, the dielectric anisotropy is called positive and negative, respectively. When a voltage is applied to the liquid crystal panel, the liquid crystal molecules have a large Jt ratio with respect to the direction of the electric field, so the dielectric anisotropy is called positive and negative, respectively. In other words, if the dielectric anisotropy is positive, a force acts to make the long sleeve direction of the liquid crystal molecules parallel to the electric field direction, and if the dielectric anisotropy is negative, the long axis direction A force is exerted that is perpendicular to the direction of the electric field.

第5−の例は、誘電異方性が正の場合であり、電界の印
加されている部分の液晶分子204は、電界方向に平行
になっている。電界の印加されていない部分の液晶分子
205は、予めガラス基板に平行になるような配向処理
がfLされているため横を向いている。電源205の電
圧6ovにすると、液晶分子204は、ガラス基板(こ
の場合透明導is表面ンになされている配向処理のため
に生じる配向力と液晶分子間の弾性力によって自然に初
期配向にもどり、ガラス基板と平行に配列する。ガラス
基板に平行に配列している状態を、ホモジニアス配向(
あるいは配列)という。
The fifth example is a case where the dielectric anisotropy is positive, and the liquid crystal molecules 204 in the portion to which the electric field is applied are parallel to the direction of the electric field. The liquid crystal molecules 205 in the portion to which no electric field is applied are oriented sideways because they have been previously aligned fL so that they are parallel to the glass substrate. When the voltage of the power supply 205 is set to 6 ov, the liquid crystal molecules 204 naturally return to their initial alignment due to the alignment force generated due to the alignment treatment performed on the glass substrate (in this case, the surface of the transparent conductor) and the elastic force between the liquid crystal molecules. Arrange parallel to the glass substrate.A state in which they are arranged parallel to the glass substrate is called homogeneous orientation (
or array).

以上は、液晶分子の配列に及ぼす電気的効果について述
べた。次に、液晶素子が電気光学効果を有するもう1つ
の特性である光学的な異方性−複屈折について配す。
The above describes the electrical effects on the arrangement of liquid crystal molecules. Next, we will discuss optical anisotropy-birefringence, which is another property of a liquid crystal element having an electro-optic effect.

液晶分子は、幾何学的に棒状の構造であるために、ガラ
ス基板間に封入して観察した場合、屈折率異方性を有し
、ネマチック液晶では、光学的に正である一軸性結晶と
同様のふるまいを示し、さら;(液晶分子の長袖方向と
光幅は、はぼ一致している。このため上記電気的配列の
変化により、光学的な特性が変わり、電気光学効果を生
じる。この特性を用い、現在ねじれネマチック表示素子
が広く応用されており、さらに電界制?111複屈折効
果累子の研究も、さかんに行なわれている。このようf
L道気気光学効果用い、液晶素子全光印写装置に応用す
る試みも多くなされているが、未だに実用に供されてい
ないのは、元印写Hrtに必要な、応答速度並びに安定
性等の点で、大きな問題を有しているからである。液晶
を用いた光印写装置ft−実現するために、液晶ライト
バルブには、次の性能が要求される。それは、高速性と
高露光性であシ、さらに上記2項を実現するための製造
に対する容易性と、動作環境に対する安定性である。
Liquid crystal molecules have a geometrically rod-like structure, so when observed when sealed between glass substrates, they have refractive index anisotropy, and nematic liquid crystals have a uniaxial crystal that is optically positive. It exhibits similar behavior, and furthermore; (the long sleeve direction of liquid crystal molecules and the optical width are almost the same. Therefore, the change in the electrical arrangement changes the optical characteristics and produces an electro-optic effect. Twisted nematic display elements are currently being widely applied using the characteristic of f
Many attempts have been made to apply the L-air optical effect to liquid crystal element all-optical printing devices, but what has not yet been put into practical use is the response speed, stability, etc. required for original printing Hrt. This is because there are major problems in this respect. In order to realize an optical printing device ft using liquid crystal, the following performance is required of the liquid crystal light valve. These are high speed and high exposure, as well as ease of manufacturing and stability in the operating environment in order to achieve the above two items.

上記の要求を満たす液晶ライトバルブとして、誘電緩和
現象を生じるネマチック液晶に光学活性物質を添加した
液晶組成物を使用する方法(特願昭55−141085
等)があった。
A method of using a liquid crystal composition in which an optically active substance is added to a nematic liquid crystal that causes a dielectric relaxation phenomenon as a liquid crystal light valve that meets the above requirements (Japanese Patent Application No. 55-141085
etc.).

しかしながら、この方法においては、 (1)波長依存性が著しく大きい。However, in this method, (1) Significant wavelength dependence.

+21  fi晶パネルの液晶層の厚さに著しく依存す
る。
+21 It depends significantly on the thickness of the liquid crystal layer of the fi crystal panel.

(3:  温度依存性が大きい。(3: High temperature dependence.

(4)  ライトバルプとして機能する角度依存性が大
きい。
(4) High angle dependence to function as a light bulb.

等の間濾があった。There were some gaps.

実用的な観点からして、上記+21 、131項は、製
造−h 、使用上大きな欠点である。また、光弁として
の機能の点からすると、大きなエネルギーの光を開閉し
なくてはならない。すなわち、光源からの光を効率よく
使うためには、ある程度の波長幅で使用可能なこと、開
いた状態での透過率が高いこと、広い角度の光が使える
ことが必要であるが、上記111 、141項は、これ
を満たさない。さらに、上記(11〜(41項は、それ
ぞれの条件をはずれた場合、開口時に、透過光エネルギ
ーが低下し、遮光時に光洩れを生じ、光弁としての機能
をはたさなくなる。
From a practical point of view, the above-mentioned items +21 and 131 are major drawbacks in production and use. Also, from the point of view of its function as a light valve, it must open and close light with large amounts of energy. In other words, in order to use light from a light source efficiently, it is necessary to be able to use it in a certain wavelength range, have high transmittance in the open state, and be able to use light from a wide angle. , 141 does not satisfy this requirement. Furthermore, in the above (11 to 41), if the respective conditions are not met, the transmitted light energy decreases when opening, light leakage occurs when light is blocked, and the valve does not function as a light valve.

〔目的〕〔the purpose〕

本発明は上記問題点を克服したものであり、2周波彪勤
方式において、液晶をホモジニアス配向してなり、該液
晶が複屈折効果を生じlい電圧レベルを有する]成層波
信号を印加して該マイクロシャッタの閉口状態の起点と
して後、該液晶に高周波信号を印加して該iイクロシャ
ッ゛りの開口状態とし、該低周波信号を印加し該閉口状
態の起点に戻す事により、高速かつ開口時で再現性のよ
い光透過特性が得られる液晶ライトバルプを提供する事
を目的とする。
The present invention overcomes the above-mentioned problems, and is made by applying a stratified wave signal in which a liquid crystal is homogeneously aligned in a two-frequency diagonal system, and the liquid crystal produces a birefringence effect and has a high voltage level. After setting the micro-shutter as the starting point for the closed state, applying a high-frequency signal to the liquid crystal to bring the micro-shutter into the open state, and applying the low-frequency signal to return the micro-shutter to the starting point for the closed state. The purpose of the present invention is to provide a liquid crystal light bulb that can obtain light transmission characteristics with good reproducibility over time.

第5図は、本発明に用いる液晶パネルと直線偏光板の配
置11喝を示したものである。この図では、共通信号′
を極ft備えるガラス基板121を下側に画素信号を礪
を備えるガラス基板120t−上側にしである。各ガラ
ス基板は、液晶分子が配列するように、その表面を脱脂
綿で摩擦しである。矢印150及び151は、それぞれ
上側及び下側のガラス基板の摩擦方向であり、互いに逆
方向である(上下の方向は、逆向きであれば、どの方向
でも購わない)。この配向処理により液晶分子は、上記
摩擦方向にそってホモジニアス配列をする。この処理方
向に対し45°に直線偏光板の偏光面を152.155
のように配置する。132は上側のガラス基板120の
上方に、155は下側のガラス基板121の下方にあり
、互いに直交してい;bc152と155の上下関係は
、入れ換えても構わない)。第5図の配置図は、屈折率
異方性を観察する時の対角位にあたる。
FIG. 5 shows the arrangement of a liquid crystal panel and a linear polarizing plate used in the present invention. In this figure, the common signal ′
A glass substrate 121 with a pole ft is placed on the lower side, and a glass substrate 120t with a pixel signal is placed on the upper side. The surface of each glass substrate was rubbed with absorbent cotton so that the liquid crystal molecules were aligned. Arrows 150 and 151 are the friction directions of the upper and lower glass substrates, respectively, and are opposite to each other (the up and down directions do not matter in any direction as long as they are opposite). By this alignment treatment, the liquid crystal molecules are homogeneously aligned along the friction direction. Set the polarization plane of the linear polarizer at 45° to this processing direction at 152.155°.
Place it like this. 132 is above the upper glass substrate 120, and 155 is below the lower glass substrate 121, and are orthogonal to each other; the vertical relationship between bc 152 and 155 may be interchanged). The layout diagram in FIG. 5 corresponds to the diagonal position when observing refractive index anisotropy.

上記のように、対角位における光の透過率は、よく知ら
れているように、sin”(・πdΔn/λ)で表わさ
れる。dは液晶層の厚さ、λは入射光の波長、Δnは液
晶の複屈折率である。ネマチックを夜晶においては、そ
の液晶分子の長軸方向が、光軸とほぼ一致しており、液
晶分子の傾き角を変えることにより見かけ上のΔnの値
を変えることができる。
As mentioned above, the light transmittance in the diagonal direction is expressed as sin'' (·πdΔn/λ), where d is the thickness of the liquid crystal layer, λ is the wavelength of the incident light, and Δn is the birefringence index of the liquid crystal. In nematic night crystals, the long axis direction of the liquid crystal molecules almost coincides with the optical axis, and the apparent value of Δn can be changed by changing the tilt angle of the liquid crystal molecules. can be changed.

この原理を用いたのが、上記@開昭56−115277
であるが、上記の式の変数の変動に対する透過率の変化
が、そのまま欠点となっている。上述欠点の、(1)波
長依存性、(2)厚さ依存性は、直接変動する変数とな
る。また、(3)温度依存性及び(4)角度依存性は、
Δnを変動させる。
This principle was used in the above @ Kaisho 56-115277
However, the change in transmittance due to variations in the variables in the above equation remains a drawback. The above-mentioned drawbacks (1) wavelength dependence and (2) thickness dependence are directly variable variables. In addition, (3) temperature dependence and (4) angle dependence are
Vary Δn.

第6図に、液晶に印加する電圧と透過率の関係を示した
。この例は、誘電異方性が正のネマチック液晶で閾値電
圧約2V、Δn!Q、16.液晶層の厚さ約6μmの場
合である。154は、光の波長λ=548n%、半値幅
12n醜、15りは、λ=451 nm 、半呟幅8n
sの干渉フィルターを用いて測定したものである。上記
特開昭56−115277においては、λ=548n+
ysの場合第6図のV offの電圧で消光、vonの
電圧で透光の切り換えを行なっている。これにより、消
光時においてほぼ0俤、透光時においてほぼ100優近
い透過率が得られ、7ヤツターとして機能するが、波長
が、λ= 45 I n sの場合は、Vo+nの電圧
を加えた時より、Vottの電圧を加えた時の方が透過
率が低くなり、消光−透光の関係が反転してしまう。さ
らに加えれば、ライトバルプとして最も重要な消光状態
がなくなっている。第6図の例は波長だけの変化につい
て示したが、液晶の厚さ、渦式の変fヒに対しても、同
様の現象を生じてしまう。
FIG. 6 shows the relationship between the voltage applied to the liquid crystal and the transmittance. In this example, a nematic liquid crystal with positive dielectric anisotropy has a threshold voltage of about 2V and Δn! Q, 16. This is the case when the thickness of the liquid crystal layer is about 6 μm. 154 is light wavelength λ = 548n%, half width 12n, 15th is λ = 451 nm, half width 8n
This was measured using a s interference filter. In the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-115277, λ=548n+
In the case of ys, the voltage Voff in FIG. 6 is used to turn off light, and the voltage von is used to switch to light transmission. As a result, a transmittance of almost 0 when extinction is obtained and a transmittance of nearly 100 when transmitting light is obtained, and it functions as a 7-layer. However, when the wavelength is λ = 45 I n s, a voltage of Vo + n is applied. When the Vott voltage is applied, the transmittance becomes lower than when the Vott voltage is applied, and the relationship between extinction and transmission is reversed. Additionally, the most important extinction state for light bulbs has disappeared. Although the example of FIG. 6 shows a change in only the wavelength, a similar phenomenon occurs also when the thickness of the liquid crystal and the f of the vortex type change.

この欠点を解決する1つの手段として、消光状態確保に
層目すれば、146図の矢印156で示した電圧程度、
あるいはこれ以上の電圧を印加することで、消光状態は
常に得ることができるはずである。
As one means to solve this drawback, if we focus on ensuring the extinction state, the voltage level shown by the arrow 156 in Fig. 146,
Alternatively, by applying a voltage higher than this, it should be possible to always obtain a quenched state.

そこで、第7図及び第8図に、この方法を用いた液晶に
印加する信号と、それに対する透過率の時間応答特性を
示した。第8図は印加信号である。
Therefore, FIGS. 7 and 8 show the signals applied to the liquid crystal using this method and the time response characteristics of the transmittance to the signals. FIG. 8 shows the applied signal.

140以前、141以降に電圧20Vの矩形波を用い、
140と141の間は、Ovである。この信号に対応し
て、第7図のごとく透過率が変化する。λ=548n+
%の場合142及びλ−g451n%の場曾’ 4 S
である。液晶ライトバルプに要求される特性は、応答時
間が短かいこと及び透過111] 光量が多いこと、すなわち、透過率の時間積分値(感光
体に照射される露光前〕が大きいことである。第7図の
列では、応答時間が長い上、透過率が高くならない。し
かしながら、消光時〔′rIL圧が印加されている時〕
の透過率は、満足できるものであり、さらに波長の違い
に対し応答特性そのものは異なるものの、上記露光量は
ほとんど変化しない利点がある。第7図は波長依存性だ
けを示したが、波長同様、液晶厚み、温度変化に対して
もほとんど変化しない。
Using a square wave with a voltage of 20V before 140 and after 141,
Between 140 and 141 is Ov. Corresponding to this signal, the transmittance changes as shown in FIG. λ=548n+
% case 142 and λ-g451n% case ' 4 S
It is. The characteristics required for a liquid crystal light bulb are a short response time and a large amount of light transmitted (111), that is, a large time integrated value of transmittance (before exposure to the photoreceptor).7th In the row shown in the figure, the response time is long and the transmittance is not high. However, when extinction occurs [when 'rIL pressure is applied]
The transmittance is satisfactory, and although the response characteristics themselves differ depending on the wavelength, there is an advantage that the above-mentioned exposure amount hardly changes. Although FIG. 7 shows only wavelength dependence, there is almost no change with respect to liquid crystal thickness or temperature changes, as well as wavelength.

ここで、第8図に示した信号に対する液晶の動作を考え
る。電圧が印加されている時、液晶分子はガラス基板に
対しほぼ垂直に配列している。
Now, consider the operation of the liquid crystal in response to the signals shown in FIG. When a voltage is applied, the liquid crystal molecules are aligned approximately perpendicular to the glass substrate.

(液晶分子の長袖方向とガラス基板が垂直;実際は、透
過率から計揮すると、垂直より10°〜5゜程度傾いて
いる) ネマチック液晶は、光学的−軸性結晶と同様な
ふるまいを示し、さらに液晶分子の長袖方向と光軸は、
はぼ一致している。そのため、上記のようにガラス基板
に対して垂直に配列している場合、複屈折性を生ぜず、
透過率はほとんど0%になる。この状態から印加電圧を
Ovに落すと、液晶分子は、初期配列(ホモジニアス配
向状9)にもどる。この時のもどる速さは、液晶の粘度
に比例し、弾性率に反比例して、徐々に自然緩和して初
期状態になる。このため、透光状態になるために長い時
間が必要となり、高速応答の要求を満たさなくなる。さ
らに、第7図の透過率において最大値は、せいぜい60
%程度である。
(The long sleeve direction of the liquid crystal molecules is perpendicular to the glass substrate; in reality, it is tilted by about 10° to 5° from the vertical when measured from the transmittance.) Nematic liquid crystals exhibit behavior similar to optical-axial crystals, Furthermore, the long sleeve direction and optical axis of liquid crystal molecules are
They are exactly in agreement. Therefore, when arranged perpendicularly to the glass substrate as described above, birefringence does not occur,
The transmittance is almost 0%. When the applied voltage is reduced to Ov from this state, the liquid crystal molecules return to the initial alignment (homogeneous alignment 9). The speed of return at this time is proportional to the viscosity of the liquid crystal and inversely proportional to the elastic modulus, and the liquid crystal gradually relaxes naturally and returns to its initial state. For this reason, it takes a long time to enter the light-transmitting state, which does not meet the requirement for high-speed response. Furthermore, the maximum value of the transmittance in Fig. 7 is at most 60
It is about %.

本来ならば、第6図に示すように100%程度が期待で
きるはずであるが、これは、液晶層の厚さ方向に対し、
時間的に傾きが一様でないために生じる現象であると推
測できる。これも液晶の弾性力のみで自然緩和すること
に起因するものと考えられる。
Normally, we should be able to expect about 100% as shown in Figure 6, but this means that in the thickness direction of the liquid crystal layer,
It can be inferred that this phenomenon occurs because the slope is not uniform over time. This is also considered to be due to natural relaxation caused only by the elastic force of the liquid crystal.

表1に、低い周波数で誘電緩和を生じるネマチック液晶
組成物の一例を示す。本発明明細書においては、−1ぺ
て表1のネマチック液晶組成物ヲ用いている。(前出の
図6及び図7t−含め、測定図並びに実施例に使用した
液晶組成物を含む全て)表  1 −、ト;トランスシクロヘキサン −と :ペンゼル環 第9図に、表1の液晶組成物の誘電率の周波数特性を示
した。測定温度は50℃である。153はt上を、15
4はtIを示したものである。
Table 1 shows an example of a nematic liquid crystal composition that exhibits dielectric relaxation at low frequencies. In the specification of the present invention, the nematic liquid crystal composition shown in Table 1 is used. (All including the above-mentioned FIGS. 6 and 7t-, measurement diagrams, and liquid crystal compositions used in the examples) The frequency characteristics of the dielectric constant of objects are shown. The measurement temperature is 50°C. 153 is on t, 15
4 indicates tI.

t、は誘電緩和を生じ周波数が痛くなるにつれて図のよ
うに、小さい値になる。154は変曲点を持ち、この周
波数において、長袖方向の虚数誘電率155はピークに
なる。この周波数157ft緩和周波数(frと略す〕
と呼ぶ。この液晶組成物の場合5.7 K HZである
。C上とε、が交差する周波数(fc)156において
誘電異方性はゼロになる。この周波数が交差周波数であ
り、これより低い周波数において△c〉0.高い周波数
においてΔt (0となる。この液晶組成物の場合、f
cは8KEzである。このような誘電率特性を有するネ
マチック液晶を用い、fcより低い周波数の信号を印加
すると、液晶分子には、ガラス基板に垂直に配列する力
が動き、fCより高い周波数の信号を印加すると、平行
に配列する力が拗く。
As shown in the figure, t becomes smaller as dielectric relaxation occurs and the frequency becomes more painful. 154 has an inflection point, and at this frequency, the imaginary dielectric constant 155 in the long sleeve direction reaches its peak. This frequency is 157ft relaxation frequency (abbreviated as fr)
It is called. In the case of this liquid crystal composition, it is 5.7 K HZ. The dielectric anisotropy becomes zero at a frequency (fc) 156 where C and ε intersect. This frequency is the crossover frequency, and at frequencies lower than this, △c>0. At high frequencies, Δt (0). For this liquid crystal composition, f
c is 8KEz. When a nematic liquid crystal with such dielectric constant characteristics is used, and a signal with a frequency lower than fc is applied, a force that aligns the liquid crystal molecules perpendicular to the glass substrate moves, and when a signal with a frequency higher than fc is applied, the liquid crystal molecules move in parallel. The power to arrange it is persistent.

上述した従来の例における第6図及び47図は、表1の
ネマチック液晶組成物を用い、温度を40℃に設定し、
周e、数をfc以下の周波数(2KHz )で動作させ
たものである。これに対し、強制的に液晶分子をガラス
基板に平行に配列させるためにfcより高い周波数の信
号を用いた駆動信号が第11図であり、その時の光透過
率の測定データが第10図であふ。
6 and 47 in the conventional example described above, the nematic liquid crystal composition in Table 1 was used, the temperature was set at 40°C,
It is operated at a frequency (2 KHz) below fc. On the other hand, Fig. 11 shows a drive signal using a signal with a higher frequency than fc to force the liquid crystal molecules to align parallel to the glass substrate, and Fig. 10 shows the measurement data of the light transmittance at that time. Ahhh.

![は40Cに設定しである。その波長は548nmで
ある。
! [ is set to 40C. Its wavelength is 548 nm.

第11図において、矢印140以前及び矢印141以後
にfQより低い2KHzの信号、矢印140と矢印14
1の間142にはfcより高い150KHzの信号を用
いている。電圧は、20Vである。この信号に対する透
過率の変化(第10図)は、第7図と比較して著しく速
くなっている。
In FIG. 11, there are signals of 2 KHz lower than fQ before arrow 140 and after arrow 141, arrow 140 and arrow 14.
1, a 150 KHz signal higher than fc is used for 142. The voltage is 20V. The change in transmittance for this signal (FIG. 10) is significantly faster than that in FIG. 7.

光印写装置に用いる液晶ライトバルプに要求される昼速
性能とは、書き込み周期(ライトバルブの開閉信号の最
少時間〕が短かいことであり、さらに開口信号に対して
常に同じ露光量になることであみ。
The daytime speed performance required of liquid crystal light valves used in optical printing devices is that the writing cycle (the minimum time for the light valve open/close signal) is short, and that the exposure amount is always the same for the opening signal. Ami.

第12図(a) 、 (b) 、 (c)は、透過率、
液晶印加電圧及び開口信号を示す。開口信号の○印が開
口、X印が遮光である。これに対【6して、印加信号(
b)は、O印の時15QKEz(142)、X印の時1
KHzの周波数の信号を用いている。この時の透過率(
a)は不ぞろいになり、光印写装置に用いる液晶ライト
バルプに要求される露光量の安定性が満たされていない
。そこで露光量を安定させる為に、開口信号として、高
周波と低周波の両方の信号を用いた列が第15図(a)
 、: (b) 、1(c)である。一度は40C0光
の波長は5A8nyn、印加信号の電圧は26Vである
。開口信号(c)は、第12図の開口信号(C)と同じ
である。これに対し、印加信号(b)は開口のとき高周
波(150KHz )142と低周波2KHz、閉口の
とき低周波ZKBZを用いている。この時の透過率(a
)は、どの開口信号に対しても同一の応答をしており、
露光量も均一になっている。このように4光盾が一定に
なった理由は高周波の信号が印加される前の液晶の配列
状態を低周波を印加することで常に一定に保ったことに
よる。fcより低い周波数の信号を印加することにより
、液晶分子の長軸方向がガラス基板に垂直に配列する。
Figure 12 (a), (b), (c) shows the transmittance,
The liquid crystal applied voltage and aperture signal are shown. The symbol ○ in the aperture signal indicates an aperture, and the symbol X indicates a light shield. In contrast to this [6, the applied signal (
b) is 15QKEz (142) when the mark is O, and 1 when the mark is
A signal with a frequency of KHz is used. Transmittance at this time (
In a), the pattern becomes uneven, and the stability of the exposure amount required for a liquid crystal light valve used in an optical printing device is not satisfied. Therefore, in order to stabilize the exposure amount, a column using both high-frequency and low-frequency signals as the aperture signal is shown in Figure 15 (a).
, : (b) , 1(c). Once, the wavelength of the 40C0 light is 5A8nyn, and the voltage of the applied signal is 26V. The aperture signal (c) is the same as the aperture signal (C) in FIG. On the other hand, the applied signal (b) uses a high frequency (150 KHz) 142 and a low frequency of 2 KHz when the mouth is open, and a low frequency ZKBZ when the mouth is closed. Transmittance at this time (a
) has the same response to any aperture signal,
The amount of exposure is also uniform. The reason why the four-light shield becomes constant in this manner is that the alignment state of the liquid crystal before the high frequency signal is applied is always kept constant by applying the low frequency signal. By applying a signal with a frequency lower than fc, the long axis direction of the liquid crystal molecules is aligned perpendicular to the glass substrate.

この配列状態を起点として、fcより高い周波数の信号
が印加された時、液晶分子の長軸方向は、ガラス基板に
平行になる力を受け、ある程■傾く。この傾き角度によ
り、見かけの複屈折率Δnが変化し、透過率が変わる。
Starting from this alignment state, when a signal with a higher frequency than fc is applied, the long axis direction of the liquid crystal molecules receives a force that makes them parallel to the glass substrate, and is tilted to some extent. This inclination angle changes the apparent birefringence Δn and changes the transmittance.

この透過率がほぼピークになる時に、低周波を印加し、
再び液晶分子の長軸方向がガラス基板に垂直になる配列
状態にもどすことで、1回の開口信号に対して、液晶ラ
イトバルプとして機能する。このように1回の開口信号
が印加される前後で液晶分子の配列状態が同一であるた
め、常にi霧光量が同一な液晶ライトバルプが実現でき
る。
When this transmittance is almost at its peak, apply a low frequency,
By returning to the alignment state in which the long axis direction of the liquid crystal molecules is perpendicular to the glass substrate, it functions as a liquid crystal light bulb in response to one opening signal. In this way, since the arrangement state of the liquid crystal molecules is the same before and after one aperture signal is applied, it is possible to realize a liquid crystal light bulb in which the i fog light amount is always the same.

以上述べてきたことが、本発明の基本的な考え方である
。ここで、以上をもう一度まとめると、(1)誘電緩和
を生じ、誘電異方性が反転するネマチック液晶を、 (2)  ホモジニ了ス配向し、 (3)偏光板を対角位に配置し、 +41fcより低い周波数の信号を印加することで遮光
状態を作り (5)1回の開口状態を作るために、fcより高い周波
数の信号で液晶分子を傾け、さらにfcよh低い周波数
の信号で、初期状態にもどすことにより高速かつ露光量
の安定した液晶ライトバルプを実現することである。
What has been described above is the basic idea of the present invention. Here, to summarize the above once again, (1) nematic liquid crystal that undergoes dielectric relaxation and reverses dielectric anisotropy, (2) is homogeneously oriented, (3) polarizing plates are arranged diagonally, Create a light shielding state by applying a signal with a frequency lower than +41fc (5) To create a single opening state, tilt the liquid crystal molecules with a signal with a frequency higher than fc, and then apply a signal with a frequency lower than fc. The purpose is to realize a liquid crystal light valve with high speed and stable exposure amount by returning to the initial state.

上記の個りの項目を同時に満たすことによってはじめて
画期的な液晶ライトバルプを実現したのが、本発明であ
る。
The present invention is the first to realize an epoch-making liquid crystal light bulb by satisfying each of the above-mentioned items at the same time.

次に、本発明の光印写装置に用いる液晶ライトバルプの
上記基本的な動作方法の実用面における電極構成1尾動
信号等について述べる。
Next, the electrode configuration 1 tail motion signal, etc. in the practical aspect of the above-mentioned basic operating method of the liquid crystal light valve used in the optical printing apparatus of the present invention will be described.

本発明の液晶ライトバルプの動作方法は、上述したよう
に、fcより低い周波数の信号を印加することにより遮
光状態になる。よって2枚のガラス基板上に配線された
電極の対向する部分(限界が印加される部分)のみ遮光
状態になり、他の部分は光が洩れている状態になる。こ
れでは、ライトバルプとして機能しないため、この光洩
れの部分遮光する必要がある。そこで、本発明に用いる
液晶パネルについて以下説明する。
As described above, the method of operating the liquid crystal light valve of the present invention is to apply a signal with a frequency lower than fc to bring the liquid crystal light bulb into a light-blocking state. Therefore, only the opposing parts of the electrodes wired on the two glass substrates (the part to which the limit is applied) are in a light-shielded state, and the other parts are in a state in which light leaks. Since this does not function as a light bulb, it is necessary to partially block this light leakage. Therefore, the liquid crystal panel used in the present invention will be explained below.

第14図及び第15図に、液晶パネルの構成の一例を示
す。共通信号電極数が1本(N−1)の例である。液晶
パネルは、共通信号電極122を備えるガラス基4i1
20と、画素信号’gi(j124を備えるガラス基板
121及びスペーサー125の間に、液晶組成物126
を封入して成る。共通信号7ji礪12’2及び画素信
号電極124が対向する部分にマイクロシャッター穴1
27を設けである。少すくともマイクロシャッター穴を
形成する部分の共通信号電極と画素信号電極は、透明導
電材料の必要があり、これを用いる。さらに、このマイ
クロシャッター穴以外の部分は、光学的に、不透明な材
料を用い、光洩れを防ぐ必要がある。
FIGS. 14 and 15 show an example of the structure of a liquid crystal panel. This is an example in which the number of common signal electrodes is one (N-1). The liquid crystal panel includes a glass substrate 4i1 having a common signal electrode 122.
20, a glass substrate 121 including a pixel signal 'gi (j124), and a spacer 125, a liquid crystal composition 126
It consists of enclosed. A micro-shutter hole 1 is formed in a portion where the common signal 7ji 12'2 and the pixel signal electrode 124 face each other.
27 is provided. At least the common signal electrode and the pixel signal electrode in the portion where the micro-shutter hole is formed need to be made of a transparent conductive material, and this is used. Furthermore, it is necessary to use an optically opaque material for parts other than the micro-shutter hole to prevent light leakage.

第14図の例では、1000X以上の厚さの金属膜12
5を共通信号!極上に形成しである。他の方法としては
、黒色顔料をフェノール樹脂に分散させたイ/りを焼成
して、光学マスクとしてマイクロ7ヤツター穴127を
落成してもよい。この場合、どちらのガラス基板にも形
成できるメリットがある。マイクロシャッター穴を通過
する光が、この部分の液晶分子の配列と2枚の偏光板と
の組み合せにより、変調を受け、光シヤツターとして機
能する。
In the example of FIG. 14, the metal film 12 with a thickness of 1000X or more
5 as a common signal! It is exquisitely formed. As another method, a black pigment dispersed in a phenol resin may be fired to form the micro-7 hole 127 as an optical mask. In this case, there is an advantage that it can be formed on either glass substrate. The light passing through the micro-shutter hole is modulated by the arrangement of liquid crystal molecules in this area and the combination of the two polarizing plates, and functions as a light shutter.

第16図は、共通wL電極数=4の例である。電極のみ
を示しである。画素信号電極175は、透明導電膜の下
地にマイクロシャッター176以外は光学的に不透明な
金属薄膜を用いている。共通信号型+4170〜175
は透明導電膜を主体に画素信号電極間の光洩れを防ぐよ
うに金属膜177を用いている。
FIG. 16 is an example in which the number of common wL electrodes=4. Only the electrodes are shown. The pixel signal electrode 175 uses an optically opaque metal thin film as the base of the transparent conductive film except for the micro-shutter 176. Common signal type +4170~175
In this example, a metal film 177 is used to prevent light leakage between pixel signal electrodes, mainly consisting of a transparent conductive film.

次に実際に液晶に電圧を印加する信号について述べる。Next, we will discuss the signals that actually apply voltage to the liquid crystal.

液晶ライトバルプとしての動作を行なうためには、9g
15図にしめした*動信号161を用いればよい。つま
り、第14図及び第15図に示したように、共通電極を
1本にして、この共通電極の電位に対し、+/−に振動
する駆動信号161(第15図)を各画素信号t=に印
刀口することで動作する。しかしながら、第15図の例
では、駆動電圧は、±26Vである。振幅は52Vであ
る。
In order to operate as a liquid crystal light valve, 9g is required.
The *motion signal 161 shown in FIG. 15 may be used. In other words, as shown in FIGS. 14 and 15, a single common electrode is used, and a drive signal 161 (FIG. 15) that oscillates +/- with respect to the potential of this common electrode is applied to each pixel signal t. It works by stamping =. However, in the example of FIG. 15, the drive voltage is ±26V. The amplitude is 52V.

この電圧は、少々高すぎる。さらに150KHzの周波
数を用いるため、信号波形のなまりをおさえるために、
駆動回路は相補型であることが望ましい。さらに、光印
写装置に用いる液晶ライト/<ルプトシテマイクロシャ
ッターの数は、2000個程度必要であり、これを駆動
するには、駆動回路は、集積回路にする必要があること
から、動作電圧は振幅でSOV程度にする必要がある。
This voltage is a little too high. Furthermore, since a frequency of 150KHz is used, in order to suppress the distortion of the signal waveform,
It is desirable that the drive circuits be of complementary type. Furthermore, the number of liquid crystal lights/microshutters used in the optical printing device is approximately 2000, and in order to drive them, the driving circuit must be an integrated circuit, so the operating voltage needs to be approximately SOV in amplitude.

これを可能にしたのが第17図(a)〜(e)に示した
方法である。共通信号(c)と画素信号(a)の組み合
せにより液晶には、印画信号(b)が印加され、それに
応じて(a)の透過率が得られる。共通信号(c)は、
書き込み周期(Tw)187のうち、開口信号時+ji
’l (T O)188の間fcより高い周波数の信号
(ここでは150KEZ)、残りの時間189の関fc
より抵い周波数の信号(ここでは2K)lz )が用い
られている。(N=1の場合、書き込み周期と割りあて
時間は一致する) 画素信号Td)は、開口信号(e)
(第15図(c)と同様)に応じて、開口するために、
共通信号と逆位相の高周波と低周波(191)を用い、
遮光するために低周波192を用いている。共通信号と
画素信号の高周波部分は逆位相であり、共通信号の低周
波信号に対しては、常に画素信号は、逆位相の低周波を
用いることである。
The method shown in FIGS. 17(a) to (e) makes this possible. A print signal (b) is applied to the liquid crystal by the combination of the common signal (c) and the pixel signal (a), and the transmittance of (a) is obtained accordingly. The common signal (c) is
Of the writing cycle (Tw) 187, when opening signal +ji
'l (T O) A signal with a higher frequency than fc during 188 (here 150KEZ), and a signal with a higher frequency than fc for the remaining time 189
A signal with a lower frequency (here 2K)lz) is used. (If N=1, the writing cycle and the allocated time match) The pixel signal Td) is the aperture signal (e)
(Similar to FIG. 15(c)) to open the opening.
Using high and low frequencies (191) that are in opposite phase to the common signal,
A low frequency wave 192 is used to block light. The high frequency portions of the common signal and the pixel signal are in opposite phase, and the pixel signal always uses a low frequency wave having an opposite phase with respect to the low frequency signal of the common signal.

この低周波を常に用いることが、本発明の最も重要な駆
動方式の1つである。これは、印加信号(b)の195
のように、必らず曹き込み周期で低周波が印加されるこ
とである。透過率(a)は、第1図(a)とほぼ一致し
ている。透光時の透過率185は、第15図と全く同様
であり、遮光時の透過率186は少々光洩れを生じてい
るが、目的とする光シヤツターとしては充分の機能をは
だす。次に本発明のもう1つの特徴である8本の共通信
号による駆動方法について述べる。
Always using this low frequency is one of the most important driving methods of the present invention. This is 195 of the applied signal (b)
As shown in the figure, a low frequency is always applied at the soaking period. The transmittance (a) almost matches that of FIG. 1(a). The transmittance 185 when light is transmitted is exactly the same as that shown in FIG. 15, and the transmittance 186 when light is blocked shows that there is some light leakage, but it provides a sufficient function as the intended light shutter. Next, a driving method using eight common signals, which is another feature of the present invention, will be described.

光印写装置用の液晶ライトバルプとしての必要な機能に
ついて、上で述べてきた。液晶ライトバルプを用い光印
写1Iitを実用化するためには、もう1点重要なこと
があり、それは、価格が安いことである。先に述べたよ
うに、光印写装置とじての液晶ライトバルブには、20
00個程度必要イクロシャッターが必要であり、上述し
た駆動方法では、画素信号電極1本につき1つの駆動回
路が必要になる。液晶ライトバルブの価格構成上、最も
大きなウェイトを占めるものは、駆動回路用の集積回路
とこの、駆動回路とガラス基板上の電極との結線である
。通常の液晶表示素子やサーマルプリンター等もこれを
補うために時分割駆動を行なっている。本発明は、上述
したsA駆動方式ある高周波と低周波の両方の信号を透
光するために用いることによって時分割を行なうもので
あり、低価格化のためには必須の駆動方式である。
The necessary functions of a liquid crystal light bulb for an optical printing device have been described above. In order to put optical printing 1Iit into practical use using a liquid crystal light valve, there is another important point, and that is that the price is low. As mentioned earlier, the liquid crystal light valve used as an optical printing device has 20
Approximately 0.00 microshutters are required, and in the above-described driving method, one driving circuit is required for each pixel signal electrode. The biggest component in the price structure of a liquid crystal light valve is the integrated circuit for the drive circuit and the connections between the drive circuit and the electrodes on the glass substrate. Ordinary liquid crystal display elements, thermal printers, etc. also perform time-division driving to compensate for this. The present invention performs time division by using the above-mentioned sA drive method to transmit both high frequency and low frequency signals, and is an essential drive method for reducing costs.

第18図b)〜(e)に、共通信号電極をN゛本持つ例
について(N時分割と呼ぶ〕、その駆動信号を示した。
FIGS. 18b) to 18(e) show drive signals for an example having N common signal electrodes (referred to as N time division).

1番目の共通信号(a)、2番目の共通信号+b)N−
1番目の共通信号(c)である。各共通信号は、曹き込
み周期(T w ) 505のN分の1ずつ時間的にず
らした信号である。そこでこのうち1番目の共通信号に
ついて、この信号の構成について説明する。共通信号は
、Twの周期でくり返えされており、’rWのうちの、
割り合て時間(TD)506が、透吃あるいは遮光に使
用できる時間である。このTnは、開口信号時間(To
)507の間、fcより高い周波数の信号が、残りの時
間fcより低い周波数の信号が用いられる。さらにTw
のうちTD以外の間は、foより低い周波数の信号が用
いられている。次に画素信号について述べる。透光楡号
(d)と遮光信号(e)を’fDの単位でスイッチで切
り換えることによって、透光及び遮光状態をつくること
ができる。これは第17図の場合と同様である。ここで
重要なことは、513で示した低周波の部分は、全ての
共通信号において一致しており、さらに、画素信号にお
いても透光及び遮光信号ともに同一であり、共通信号に
対して逆位相であることある。さらに512で示した部
分においては、透光の画素信号の高周波に対して、共通
信号の高周波は逆位相であり、遮光の画素信号の低周波
に対して共通信号の低周波は、逆位相である。以上の信
号に対する要求から、i・黙約に、共通信号の低周波部
分は、2植類に分けられ、1つは515で示した部分(
S09及び511など)と、もう1つは512に対応す
る310の部分である。以上の駆動信号を用いることに
よって、画素信号電極及び画素信号の駆動回路をN分の
1に減らすことができる。この時の電極及びマイクロシ
ャッター構成が第16図に示したものである(N=4の
場合〕。この駆動方式は、先に出願した特願昭56−7
042.%願昭56−7Q44.特願昭56−7045
と同様であり、詳しくは、同出願明細書を参照願いたい
1st common signal (a), 2nd common signal +b) N-
This is the first common signal (c). Each common signal is a signal temporally shifted by 1/N of the soaking period (T w ) 505. Therefore, the configuration of the first common signal will be explained. The common signal is repeated with a period of Tw, and of 'rW,
The proportion time (TD) 506 is the time that can be used for light transmission or light shielding. This Tn is the aperture signal time (To
) 507, a signal with a frequency higher than fc is used, and the remaining time a signal with a frequency lower than fc is used. Furthermore Tw
During periods other than TD, a signal with a frequency lower than fo is used. Next, pixel signals will be described. By switching the light-transmitting frame number (d) and the light-blocking signal (e) in units of 'fD, a light-transmitting and light-blocking state can be created. This is similar to the case in FIG. 17. What is important here is that the low frequency part indicated by 513 is the same in all common signals, and furthermore, in the pixel signal, both the light-transmitting and light-blocking signals are the same, and the phase is opposite to the common signal. There is a thing. Furthermore, in the part indicated by 512, the high frequency of the common signal is in opposite phase to the high frequency of the light-transmitting pixel signal, and the low frequency of the common signal is in opposite phase to the low frequency of the light-blocking pixel signal. be. Due to the above signal requirements, the low frequency part of the common signal is divided into two classes, one of which is the part indicated by 515 (
S09 and 511), and the other is the part 310 corresponding to 512. By using the above drive signals, the number of pixel signal electrodes and pixel signal drive circuits can be reduced to 1/N. The electrode and microshutter configuration at this time is shown in Fig. 16 (in the case of N=4).
042. % Gansho 56-7Q44. Patent application 1986-7045
For details, please refer to the specification of the same application.

以上述べたごとく、本発明は、高速かつ露光量の均一な
光印写f2置用の液晶ライトバルブを安価に提供するも
のである。
As described above, the present invention provides an inexpensive liquid crystal light valve for use in f2 optical printing at high speed and with a uniform exposure amount.

次に、上記液晶ライトバルブを用いた光印写装置の実施
例について述べる。
Next, an embodiment of an optical printing apparatus using the above liquid crystal light valve will be described.

〈実施例1〉 表2に示す設定及び条件で光印写装置を動作させたとこ
ろ、開口信号に応じて鮮明な画像が形成された。形成さ
れたドツ゛トは、慣、縦とも100μmピッチであった
。しかしながら、ノ・ロゲンランプの輝度ムラに対応し
て画像a、度ムラが生じた。
<Example 1> When the optical printing device was operated under the settings and conditions shown in Table 2, a clear image was formed according to the aperture signal. The dots formed had a pitch of 100 μm both vertically and vertically. However, in image a, brightness unevenness occurred corresponding to the brightness unevenness of the NO-Rogen lamp.

ちなみに、A4版用紙1枚が6秒で印写された。By the way, one A4 sheet of paper was printed in 6 seconds.

この時、感光体上に照射された光パルス1回の照射エネ
ルギーは、8ルクス秒であった。
At this time, the irradiation energy of one light pulse irradiated onto the photoreceptor was 8 lux seconds.

〈実施例゛2〉 表5に示す設定及び条件で光印写装置を動作させたとこ
ろ、均一で鮮明な画像が形成された。実施例1と同様、
A4版用紙1枚が6秒で印写された。
<Example 2> When the optical printing device was operated under the settings and conditions shown in Table 5, a uniform and clear image was formed. Similar to Example 1,
One A4 sheet of paper was printed in 6 seconds.

この時、感光体上に照射された光パルス1回の照射エネ
ルギーu、5 erg/dであった。
At this time, the irradiation energy u of one light pulse irradiated onto the photoreceptor was 5 erg/d.

〈実施例5ン 表4に示す設定及び条件で光印写装置を動作させたとこ
ろ、均一で鮮明な画像が形成された。共通信号電極を4
本にするこ・どによって、画素信号駆動回路を実施例1
及び2と比較して半分にすることができた。この時、感
光体上に照射された光パルス1回の照射エネルギーは、
2 erg/crAであった。このエネルギーは、実施
例2の約半分であるが、感光体の感庇が光の波長540
nm(実癩表    2 光信号発生部 (a) Q晶うイトパルプ (i)液晶パネル 液晶              表1のネマチック液
晶組成吻液晶虐厚み         5.4士α5μ
隅共通信号を極a2 画素信号1極数      1000゜マイクロシャッ
ター数      2000マイクロシヤツターピツチ
    200μmxZ列マイクロシャッター穴寸法 
  横80μsX[100μ属(11)偏光板配置と液
晶配向方向υ齢 第5図の配置(i) fr;i、晶駆
動信号 時分割畝         2 信号振幅電圧       29V 書き込み周JIA(Tw)     2s秒割りあて時
間(TD)     1隅秒開口信号時間(To)  
   CL6隅秒(b)光  源  ノ・ロゲノランプ 4 [2000万cd/i 感光体     OdS 表    5 光信号発生部 (a)液晶ライトバルプ (i)液晶パネル 液晶             表1のネマチック液晶
組成9勿液晶f−厚み         5.4±[1
5μs共通信号電極数       2 画素信号′電極数      1000マイクロシヤツ
ター数      2000マイクロシヤツターピツチ
    200μmxZ列マイクロ7ヤツター穴寸法 
  横80μn%xfd11ooμm(11)偏光板配
置と液晶配向方向り関係 第5図の配置(+i) H晶
駆動信号 時分割数          2 信号振幅電圧       26V 書き込み周期(Tw)     2諷秒割りあて時+1
J1(TD)      1諷秒開口信号時間(TO〕
    α5講秒(1))光  源螢光ランプ    
  六方晶形アルミン酸塩OeMgAjHOl、 : 
7b” 発光ピーク波長    548nm 放射輝度       250W/strm’感光体 
    as−Te(10%)60.us感光体周速度
           5 cm/秒表    4 光信号発生部 (q1液晶ライトバルプ (i)液晶パネル 液 晶           表1のネマチック液晶組
成吻液晶1−厚み        5.4士α5μ隅共
通信号!極数      2 画素信号電極a       1000マイクロシヤツ
ター数      2000マイクロ7ヤツターピツチ
    200μsXZ列マイクロシャッター穴寸法 
   横110μmX[110μ風(ii)偏光板配置
と液晶配向方向O関係 第5図の配置(ii)液晶躯動
信号 時分割数          2 信号振幅電圧        29V 書き込み周期(Tw)     1m秒割りあて時間C
TD)     α5萬秒開口信号@關(To)   
  152m秒(b)光 源 螢光ラップ      
六方晶形アルミン酸塩BaMgAjl@ O,、:Ku
” ”、Mn” ”発光ピーク波長    450nm 放射$        200 W/st、rm’表°
  5 光信号発生部 (a)液晶ライトバルブ (i) H晶パネル 液 晶            表1のネマチツク液晶
=、l物液晶1−厚み         5.4±CL
5.us共通信号1極wi4 画素信号!極数       500 マイクロシヤツター数       2000マイクロ
シヤツターピツチ    400μ+sXA列マイクロ
シャッター穴寸法    横110μlKX縦110μ
罵(11)偏光板配置と液晶配向方向υ関係 第5図の
配置(+Ii) fl!晶駆動駆動 信号割数          4 信号振幅電圧        29V 書き込み周期(TV)     211L秒割りあて時
間(TD)     [lL5馬秒開口信号時間(To
 )     [lL32m秒tb)光 源 螢光ラン
プ      六方晶形アルミン酸塩BaMgAjx6
0@、1 : Eu!”、Mn”発光ピーク波長   
 450nm 放射輝K         200 W / s tr
 yr/感光体      8.e−To(10%)6
0μm例2)に対し45Qnz(本実洲例)では約2倍
′であるため、感光体感度と照射光のエネルギー積が一
致し、同様の画像が形成できた。
Example 5 When the optical printing device was operated under the settings and conditions shown in Table 4, a uniform and clear image was formed. 4 common signal electrodes
Example 1 of the pixel signal drive circuit according to the book
It was possible to reduce the amount by half compared to 2 and 2. At this time, the irradiation energy of one light pulse irradiated onto the photoreceptor is:
It was 2 erg/crA. This energy is about half of that in Example 2, but the photoreceptor has a light wavelength of 540
nm (Table 2 Optical signal generating part (a) Q crystalline pulp (i) Liquid crystal panel liquid crystal Table 1 Nematic liquid crystal composition Nose liquid crystal thickness 5.4 μm α5μ
Corner common signal is pole a2 Pixel signal 1 Number of poles 1000° Number of microshutters 2000 Microshutter pitch 200μm x Z row microshutter hole dimensions
Horizontal 80μs Time (TD) One corner second opening signal time (To)
CL 6 corner seconds (b) Light source No. logeno lamp 4 [20 million cd/i Photoreceptor OdS Table 5 Optical signal generating section (a) Liquid crystal light valve (i) Liquid crystal panel liquid crystal Table 1 Nematic liquid crystal composition 9 Of course liquid crystal f - Thickness 5.4±[1
5 μs Common signal electrode number 2 Pixel signal electrode number 1000 Micro shutter number 2000 Micro shutter pitch 200 μm x Z row micro 7 X hole dimensions
Horizontal 80μn% x fd11ooμm (11) Relationship between polarizing plate arrangement and liquid crystal alignment direction Arrangement in Figure 5 (+i) Number of time divisions of H crystal drive signal 2 Signal amplitude voltage 26V Writing period (Tw) 2 When allocating seconds +1
J1 (TD) 1 meter second opening signal time (TO)
α5 class (1)) Light source Fluorescent lamp
Hexagonal aluminate OeMgAjHOl:
7b" Emission peak wavelength 548nm Radiance 250W/strm' Photoreceptor
as-Te (10%)60. US Photoreceptor circumferential speed 5 cm/sec Table 4 Optical signal generation section (q1 Liquid crystal light bulb (i) Liquid crystal panel Liquid crystal Table 1 Nematic liquid crystal composition Nose liquid crystal 1- Thickness 5.4 × α5 μ Corner common signal! Number of poles 2 Pixel signal Electrode a Number of 1000 microshutters 2000 microshutter pitch 200μs XZ row microshutter hole dimensions
Horizontal 110μm
TD) α5 million second opening signal @關(To)
152ms (b) Light source Fluorescent wrap
Hexagonal aluminate BaMgAjl@O,,:Ku
” ”, Mn” ” Emission peak wavelength 450 nm Radiation $ 200 W/st, rm' Table°
5 Optical signal generating section (a) Liquid crystal light valve (i) H crystal panel liquid crystal Nematic liquid crystal in Table 1 =, L liquid crystal 1 - Thickness 5.4±CL
5. us common signal 1 pole wi4 pixel signal! Number of poles: 500 Number of microshutters: 2000 Microshutter pitch: 400μ+s
(11) Relationship between polarizing plate arrangement and liquid crystal alignment direction υ Arrangement in Figure 5 (+Ii) fl! Crystal drive drive signal division factor 4 Signal amplitude voltage 29V Writing period (TV) 211L seconds allocated time (TD) [lL5 horse seconds opening signal time (To
) [lL32mstb) Light source Fluorescent lamp Hexagonal aluminate BaMgAjx6
0@, 1: Eu! ", Mn" emission peak wavelength
450nm radiance K 200 W/s tr
yr/photoreceptor 8. e-To (10%)6
Since the 45Qnz (this example) is about twice as large as the 0 μm example 2), the sensitivity of the photoreceptor and the energy product of the irradiated light matched, and a similar image could be formed.

〈実施例4〉 表5に示す設定及び条件で光印写装置を動作させたとこ
ろ、均一で鮮明な画像が形成された。本実施例は実施例
5とほぼ同様の設定で、共通或極数を2本にすることで
印写速度を倍にした例である。ちなみに、A4版用紙1
枚が5秒で印与されたO 〔効果〕 上述の如く本発明は、液晶が複屈折効果を生じない電圧
レベルを有する低周波信号を印加してマイクロシャッタ
の閉口状態の起点として後、液晶に高周波信号を印加し
て該マイクロシャッタの開口状態とし、低周波信号を印
加し、閉口状態の起点に戻すようにしたから、高速であ
りながらも、ライトバルブの開口時には、はぼ100悌
の光透過率を常に再現できる効果を有する。さらに、遮
光時の光もれt−完全に防止することができる。
<Example 4> When the optical printing device was operated under the settings and conditions shown in Table 5, a uniform and clear image was formed. This example has almost the same settings as Example 5, and is an example in which the printing speed is doubled by increasing the number of common poles to two. By the way, A4 size paper 1
[Effect] As described above, the present invention applies a low frequency signal having a voltage level that does not cause the liquid crystal to have a birefringence effect, and then uses the liquid crystal as the starting point for the closed state of the micro shutter. A high-frequency signal is applied to the micro-shutter to make it open, and a low-frequency signal is applied to return it to the starting point of the closed state. Therefore, even though the light valve is opened at high speed, it takes about 100 degrees to open the light valve. It has the effect of constantly reproducing light transmittance. Furthermore, light leakage during light shielding can be completely prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

車1図は、光印写装置の構成を示した一例の図である。 第2図は、光信号発生部の構成を示した一例の図である
。 第5図は、液晶の動作を表わした図である。 第4図は、液晶の誘電率の定め方を示した図である。 第5図は、液晶の配向方向と偏光板の債光面の1係を示
し九図である。 ′I/X6図は、液晶に印加する電圧とそれに対す為透
過率を示した図である。 用7図及び第8図は、液晶の応答特性と、その時の液晶
駆動信号を示した図である。 第9図は、本発明に用いたネマチック液晶組成物の誘電
率の周波a特性を示した図である。 第10図及び第11図は、液晶の応答特性と、その時の
液晶駆動信号を示した図である。 第1Z(a)〜(c)図は、液晶の応答特性を示した図
である。 第15(a)〜(c)図は、本発明に用いた基本的な液
晶駆動信号と、それに対する液晶の応答特性を示した図
である。 第11i図及び第15図は、本発明に用いた液晶パネル
の断面図及び平面図の一例を示した図である。。 第16図は、4本の共通[極の場合の電極構成を示した
図である。 第17図(a)〜(e)は、本発明の液晶駆動信号の一
例と、それに対する液晶の応答特性を示した図である。 第18図(a)〜(e)は、本発明の液晶駆動信号を示
した図である。 102・・・感光s    105・・・現像部106
・・・定着部    111・・・光源112・・・液
晶パネル  114・・・直線偏ft′、!!1115
・・・液晶駆動回路 120及び121・・・ガラス基板 126・・・液晶組成物  156・・・交差周波数1
25.170,171,172及び175・・・・・・
共通信号電極 124及び175・・・画素信号電極 505・・・書き込み周期 5.06・・パ割りあて時間 507・・・開口信号時間 508・・・fcより高い周波数の信号509及び51
0・・・fcより低い周波数の信号板   上 第4図 第3図 第6図 片間(1秒) 、第1I図 第12図 、第1−b図 、第1−7図
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of an optical printing device. FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the optical signal generating section. FIG. 5 is a diagram showing the operation of the liquid crystal. FIG. 4 is a diagram showing how to determine the dielectric constant of liquid crystal. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the alignment direction of the liquid crystal and the optical surface of the polarizing plate. The 'I/X6 diagram is a diagram showing the voltage applied to the liquid crystal and the transmittance corresponding to the voltage. FIG. 7 and FIG. 8 are diagrams showing the response characteristics of the liquid crystal and the liquid crystal drive signal at that time. FIG. 9 is a diagram showing the frequency a characteristic of the dielectric constant of the nematic liquid crystal composition used in the present invention. FIG. 10 and FIG. 11 are diagrams showing the response characteristics of the liquid crystal and the liquid crystal drive signal at that time. Figures 1Z(a) to (c) are diagrams showing response characteristics of liquid crystal. FIGS. 15(a) to 15(c) are diagrams showing basic liquid crystal drive signals used in the present invention and response characteristics of the liquid crystal to the basic liquid crystal drive signals. FIG. 11i and FIG. 15 are diagrams showing an example of a cross-sectional view and a plan view of a liquid crystal panel used in the present invention. . FIG. 16 is a diagram showing an electrode configuration in the case of four common electrodes. FIGS. 17(a) to 17(e) are diagrams showing an example of the liquid crystal drive signal of the present invention and the response characteristics of the liquid crystal to the signal. FIGS. 18(a) to 18(e) are diagrams showing liquid crystal drive signals of the present invention. 102... Photosensitive s 105... Developing section 106
... Fixing section 111 ... Light source 112 ... Liquid crystal panel 114 ... Linear deviation ft',! ! 1115
...Liquid crystal drive circuits 120 and 121...Glass substrate 126...Liquid crystal composition 156...Cross frequency 1
25.170, 171, 172 and 175...
Common signal electrodes 124 and 175...Pixel signal electrode 505...Writing period 5.06...Pa allocation time 507...Aperture signal time 508...Signals with a higher frequency than fc 509 and 51
0...Signal board with frequency lower than fc Upper Fig. 4 Fig. 3 Fig. 6 Interval (1 second), Fig. 1I Fig. 12, Fig. 1-b, Fig. 1-7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 誘電異方性が周波数に依存して変化し、交差周波数fc
より低周波の信号で正、該周波数fcより高周波の信号
で負の誘電異方性を示す液晶がホモジニアス配向されて
なるマイクロシャッタを有する液晶ライトバルプにおい
て該液晶が複屈折効果を生じない電圧レベルを有する低
周波信号を印加して該マイクロシャッタの閉口状態の起
点として後、該液晶に高周波信号を印加して該マイクロ
シャッタの開口状態とし、該低周波信号を印加し該閉口
状態の起点に戻す事を特徴とする液晶ライトバルプ。
The dielectric anisotropy changes depending on the frequency, and the crossing frequency fc
In a liquid crystal light valve having a micro-shutter in which a liquid crystal exhibiting dielectric anisotropy that is positive for a signal of a lower frequency and negative for a signal of a higher frequency than the frequency fc is homogeneously aligned, a voltage level is set at which the liquid crystal does not produce a birefringence effect. After applying a low frequency signal to the liquid crystal to set the microshutter as the starting point of the closed state, applying a high frequency signal to the liquid crystal to set the microshutter in the open state, and applying the low frequency signal to return the microshutter to the starting point of the closed state. A liquid crystal light bulb that is characterized by:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4690293A (en) * 1985-07-17 1987-09-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Filler cap structure for a fuel tank
US4836654A (en) * 1986-06-30 1989-06-06 Casio Computer Co., Ltd. Drive method for a dual-frequency, dielectric anisotropy liquid crystal optical device

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