JPS63316028A - 液晶装置 - Google Patents

液晶装置

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JPS63316028A
JPS63316028A JP15311087A JP15311087A JPS63316028A JP S63316028 A JPS63316028 A JP S63316028A JP 15311087 A JP15311087 A JP 15311087A JP 15311087 A JP15311087 A JP 15311087A JP S63316028 A JPS63316028 A JP S63316028A
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JP
Japan
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liquid crystal
conductive film
voltage
substrate
applies
Prior art date
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Pending
Application number
JP15311087A
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English (en)
Inventor
Fumitaka Kan
簡 文隆
Naoji Hayakawa
早川 直司
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Priority to US07/090,241 priority patent/US4773738A/en
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Priority to DE3788909T priority patent/DE3788909T2/de
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、強誘電性液晶を用いた液晶装置に関し、特に
電子写真プリンタで用いるプリンタ  −ヘッドやディ
スプレイ装置に適した光シヤツタ装置に関するものであ
る。
〔従来技術〕
これまで、強誘電性液晶素子をプリンタヘッドの光学変
調部に適用した電子写真プリンタが、例えば米国特許第
4,548,476号公報や特開昭60−107023
号公報などで提案されている。
この電子写真プリンタで形成したコピーは、通常白黒か
らなる2値で画像が形成されている。
ところで、クラークらが、米国特許第4゜367.92
4号公報や米国特許第4,563゜059号公報でメモ
リー性が付与されたカイラルスメクチック液晶素子を明
らかにしているが、このカイラルスメクチック液晶素子
は、電界方向に対して2値のうちの白に対応する第1安
定配向状態と黒に対応する第2安定配向状態とに配向す
ることが知られている。従って、このカイラルスメクチ
ック液晶素子は、極性の異なる電圧印加に対応して生じ
る白(又は黒)から黒(又は白)への転移が急激に起こ
るため、特に高速駆動で電圧振幅制御による階調表示が
困難となる問題点があった。
一方、電子写真プリンタでは、増々高速駆動が要求され
ている。このため前述したカイラルスメクチック液晶素
子をシャッタアレイ素子に適用し、これによって階調性
を付与したコピー画像を形成するのが一層困難となる問
題点が生じていた。
又、米国特許第3.675.988号公報に開示された
ネマチック液晶素子は、1つの表示領域内に白と黒の領
域を制御することができるが、この液晶素子に、画像に
階調性を付与させるためのものではなく、又J、M、G
earySID  DIGEST(1985)P、12
8には、強誘電性液晶に交流電圧を印加することが記載
されているが、強誘電性液晶セルの双安定化に交流電圧
を印加するもので、階調性を表現するために用いたもの
ではない。
〔発明の概要〕
従って、本発明の目的は、前述の問題点を解消した液晶
装置、特に高速駆動可能で且つ階調性付与可能な電子写
真プリンタを設計しうるプリンタヘッドのシャッタアレ
イ装置を提供することにある。
すなわち、本発明は、第1導電膜上に誘電体膜と第2導
電膜とを設けた第1基板と、第3導電膜を設けた第2基
板と、第1基板と第2基板との間に配置した強誘電性液
晶とを有する液晶素子と、第1導電膜と第3導電膜との
間に交流電圧を印加する手段と、第2導電膜に直流電圧
を印加する手段とを有する液晶装置に特徴を有している
〔発明の態様の詳細な説明〕
本発明では、液晶セルに印加される交流電圧に直流バイ
アスを与えると、液晶セルの透明度が増し、透過率が増
大し、従って、直流バイアスを制御することによって、
光スィッチの透過率を変化−させることができる。本発
明では、偏光板を使用していないので、透過率は大きい
ままで、コントラストも低下せず、高速な応答性を発揮
することができる。この際、本発明では、液晶セルの電
極構造を誘電体層を介して多層構造とし、これにより直
流バイアスを独立して印加することができるので、駆動
が容易となる。
第1図は、本発明を実施した光スイツチアレイで用いた
液晶装置の斜視図である。第1図に示す液晶装置はラビ
ング処理や斜方蒸着処理などにより一軸性水平配向処理
した100μm厚の液晶セルで、2枚の1mm厚ITO
付ガラス基板1と6の間に、強誘電性液晶が封入されて
いる。
本実施例では、過冷却状態において室温で強誘電相を有
するMBRA−8等の強誘電性液晶7(カイラルスメク
チックC液晶)を用いた。
第1のガラス基板1上には、ITOで形成した第1導電
膜2を蒸着し、この上に厚さ50μmのガラス(Sin
、)やプラスチックで形成した誘電体膜3上にITOで
形成した第2導電膜4をストライブ状に形成されている
。また、第2のガラス基板6上にはやはりITOで形成
した第3導電膜5が形成されている。
こめ液晶装置は、第2図のように第3導電膜5を共通電
極とし、交流電圧電源9により、一様に第1導電膜1と
第2導電膜5との間に交流電圧を印加し、ストライブ形
状で配線された、ITO膜で形成された第2導電膜4で
ある電極群のうちの任意の1つに抵抗R(10)を介し
て直流電圧を印加した。この抵抗Rは、導電膜群4が低
インピーダンスでは、シールド作用により、実質的に液
晶層7に交流バイアス電界が印加されないためであり、
交流バイアス電界が有効に印加されるためにはRとして
100 KΩ〜IOMΩを接続するのが好ましい。交流
電圧のみを印加すると、液晶セルは白濁し、透過率は最
小になる。ここで、前記第2導電膜4の電極に一定の直
流バイアスを与えると、液晶セルの透明度は増し、透過
率が増大する。従って、この直流バイアスを可変直流電
源8で可変制御すれば光スィッチの透過率を変えること
ができるわけである。
第4図は、その実施例における電圧波形と本発明の光ス
ィッチの透過率変化とを対照して示すグラフである。
上記実施例では、周波数350Hz1電圧尖頭値800
vPPの交流電圧vAcと、100V17)直流バイア
スvDcを重畳することによって、200:1のコント
ラスト比が得られた。また、サブミリセカンドオーダー
の高速な光スィッチが得られた。
第3図は、上記の光スィッチを用いて、セルの透過率を
測定した光学系の構成図である。第3図において、光源
であるHe−Neレーザ31から発せられた試験光は、
対接レンズ32及び拡大レンズ33を介して、試料であ
る本発明の光スィッチ34を照射し、その透過光は集光
レンズ35及びピンホール36により集光され、シリコ
ーン受光セル37上で検出される。
また、その透過光量を液晶セルへの印加交流電圧に対し
て求めると、電圧無印加時の透過光量の基準を任意目盛
の1とすると、電圧尖頭値が400VPPを越えるデー
タでは、周波数1400Hzでほぼ1のままであり、周
波数2800Hzで2に近い値になる。即ち、電圧印加
により液晶セルが白濁する周波数は約I K Hz以下
であり、それ以上の周波数では電圧印加によりかえって
透明度が増すことになる。
本発明においては、交流電圧は、誘電膜3との容量分割
により実質的に減じるので、その分高電圧とする必要が
ある。
第5図は、透過光量と直流電圧信号の特性曲線図で、周
波数350Hz、電圧尖頭値800vPPの交流電圧を
バイアスとし、直流信号を印加したときの透過光量を示
すグラフで、図で明らかなように、直流電圧の重畳によ
る液晶セルの透明度の増大は、重畳する直流電圧が±1
00vを越えると、はぼ飽和することが判る。従って、
本発明による駆動方式において、セル厚100μmの場
合では、直流信号の電圧は一100v〜+100vであ
ることが望ましい、但し、上述の条件において、セル厚
を薄く(例えば50μm)とすれば、印加直流電圧信号
は、より低電圧で駆動させることができ、又、ACバイ
アスの周波数は液晶の応答に応じて設定することができ
る。
本発明における駆動方式の原理については、その詳細は
未だ明らかとなっていないが、例えば第34回応用物理
関係連合講演会において、1987.3.30に30.
−D−16として、吉田秀史、田沼清治、岡部正博によ
り[低周波パルスと高周波パルスを重ねて印加し、試料
をマルチドメイン化させた。この試料にパルスを印加し
て透過光量を変化させた。セルは明状態をとるドメイン
と暗状態をとるドメインとが混在している。ドメインウ
オールが分極反転の面内方向での伝播を阻害し、中間状
態が保持されるものと考えられる。」との発表があり、
ある程度前述した本発明の詳細な説明すると考えられる
本実施例では強誘電性液晶としてMBRA−8を用いた
が、その他に“ル・ジュルナール・ド・フイジイク・レ
ターズ″ (”LE  JOURNAL  DE  P
HYSIQUE  LETTER8”)第36巻(L−
69)1975年の「フェロエレクトリック・リキッド
・クリスタルス」(rFerroelectric  
LiquidCrystals’);  “アプライド
・フイジイツクス・レターズ(“Applied  P
hySiC3t、etters”)第36巻、第11号
、1980年の「サブミクロ・セカンド・バイスティプ
ル・エレクトロオプティック・スイッチング・イン・リ
キッド・クリスタルJ  (Submicro  5e
cond  B15tableElectooptic
  Switchingin  Liquid  Cr
ystafsJ);“固体物理”上6 (141)19
81 r液晶」、米国特許第4,561,726号公報
、米国特許第4,589.996号公報、米国特許第4
゜596.667号公報、米国特許第4,613゜20
9号公報、米国特許第4,614,609号公報、米国
特許第4,622,165号公報。
米国特許第4,639,089号公報等に記載されてお
り1本発明ではこれらに開示された強誘電性液晶を用い
ることができる。
より具体的には、本発明に用いられる強誘電性液晶化合
物の例としては、デシロキシベンジリデン−p′−アミ
ノ−2−メチルブチルシンナメート(DOBAMBC)
、ヘキシルオキシベンジリデン−p′−アミノ−2−ク
ロロプロピルシンナメート(HOBACPC)および4
−o−(2〜メチル)−ブチルレゾルシリダン−4′−
オクチルアニリン(MBRA−8)等が挙げられる。
これらの材料を用いて、素子を構成する場合、液晶化合
物がSmC” 、SmH” 、SmI” 。
SmF” 、SmG”となるような温度状態に保持する
為、必要に応じて素子をヒーターが埋め込まれた銅A1
等のブロック等により支持することができる。
第6図は本発明光スイツチアレイ素子60を用いて、通
常の電子写真感光体ドラム等の光受容体63に光変調信
号を与える場合の種菌である。
ここで61は蛍光灯、またはLEDアレイ等の長尺光源
、62は光反射率である。また光スイツチアレイ60と
光受容体63との間には必要に応じて不図示のセルフォ
ックレンズアレイ等の光学手段を設けても良い。
ここで上記本発明光スイツチアレイは光透過状態を基本
的に1画素分の開口部内において透過光量変調を行うこ
とにより制御するものである。
第7図は通常の光受容体として用いるSe。
α−Si、0PC(有機感光体)の露光量Eと表面電位
Vとの関係を示す典型例である。第7図の階調範囲に光
量を変調する様に光源、または光シャッタ、光受容体の
駆動を行う。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、コントラスト比
が大きくて応答速度の高速な強誘電性液晶による光スイ
ツチアレイを提供することができる。
また、本発明による液晶光スイッチは、偏光板を用いた
従来の液晶光スイッチに比べて、透過率が大きいという
長所を有し、直流バイアスを制御するだけで、大きなコ
ントラスト比が得られる。
また、サブミリセカンドオーダーという非常に高速のス
イッチングが可能となるため電子写真プリンタ等におけ
る光受容体に高密度で階調性のある信号を与えることが
出来、良好なプリント画像を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明で用いた液晶素子の斜視図である。第
2図は、本発明の液晶装置のブロック図である。第3図
は、透過率を検出する光学系の構成図である。第4図は
、電圧と透過率を対照した説明図である。第5図は、透
過光量と直流電圧信号の特性曲線図である。第6図は、
本発明のシャッタアレイ素子を用いた電子写真プリンタ
の斜視図である。第7図は光受容体の露光量に対する表
面電位特性を示した特性図である。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1導電膜上に誘電体膜と第2導電膜とを設けた
    第1基板と、第3導電膜を設けた第2基板と、第1基板
    と第2基板との間に配置した強誘電性液晶とを有する液
    晶素子と、第1導電膜と第3導電膜との間に交流電圧を
    印加する手段と、第2導電膜に直流電圧を印加する手段
    とを有することを特徴とする液晶装置。
  2. (2)前記第2導電膜に直流電圧を印加する手段が、該
    直流電圧を可変させる手段を有している特許請求の範囲
    第1項記載の液晶装置。
  3. (3)前記第2導電膜が複数の互いに絶縁された導電膜
    の群である特許請求の範囲第1項記載の液晶装置。
  4. (4)前記交流電圧が1KHz以下の交流電圧である特
    許請求の範囲第1項記載の液晶装置。
  5. (5)前記強誘電性液晶がカイラルスメクチック液晶で
    ある特許請求の範囲第1項記載の液晶装置。
JP15311087A 1986-08-27 1987-06-18 液晶装置 Pending JPS63316028A (ja)

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JP15311087A JPS63316028A (ja) 1987-06-18 1987-06-18 液晶装置
US07/090,241 US4773738A (en) 1986-08-27 1987-08-25 Optical modulation device using ferroelectric liquid crystal and AC and DC driving voltages
EP87112410A EP0257638B1 (en) 1986-08-27 1987-08-26 Optical modulation device
DE3788909T DE3788909T2 (de) 1986-08-27 1987-08-26 Vorrichtung zur optischen Modulation.

Applications Claiming Priority (1)

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JP15311087A JPS63316028A (ja) 1987-06-18 1987-06-18 液晶装置

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JPS63316028A true JPS63316028A (ja) 1988-12-23

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ID=15555191

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JP15311087A Pending JPS63316028A (ja) 1986-08-27 1987-06-18 液晶装置

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JP (1) JPS63316028A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018536193A (ja) * 2015-11-09 2018-12-06 マクダーミッド グラフィックス ソリューションズ エルエルシー 液体フレキソ印刷版を作製する方法及び装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018536193A (ja) * 2015-11-09 2018-12-06 マクダーミッド グラフィックス ソリューションズ エルエルシー 液体フレキソ印刷版を作製する方法及び装置

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