JPS6356628A - 光スイツチの駆動方式 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光スイッチの駆動方式に関し、特に、強請重
相を有する液晶を用いた光スイッチの駆動方式に関する
。

［開示の概要］ 木明細書及び図面は、強誘電性液晶を用いた光スイッチ
の駆動方式において、液晶セルに印加される交番電圧の
直流成分を制御することにより、液晶セルの透過率を高
め、コントラスト比が大きくて高速のスイッチングを実
現する技術を開示するものである。

［従来の技術］ 従来、偏光板を使用しない散乱モードの液晶光スイッチ
として、ダイナミックスキャッタリングや熱書き込みを
用いるものが公知であるが、これらは駆動に要する電力
が大きいことや応答速度が遅いという欠点があり、近年
、応答速度の速いものとして、強誘電性液晶を用いた光
スイッチが注目されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、強誘電性液晶を用いた液晶セルでは、偏
光板が不可欠であるため、透過率が小さく、コントラス
トが低下するという欠点がある。

本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、コ
ントラスト比が大きく応答速度の高速な強誘電性液晶に
よる光スイッチの駆動方式を提供することを目的とする
。

［問題点を解決するための手段］ 本発明において、上記の問題点を解決するために創案さ
れた駆動方式は、強誘電性液晶を用いた光スイッチの駆
動方式であって、液晶セルに印加される交番電圧の直流
成分を制御することにより液晶の光学特性を変化させる
ことを特徴とする光スイッチの駆動方式である。

［作　用］ 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、透過率が増大する。従っ
て、直流バイアスを制御することによって、光スイッチ
の透過率を変化させることができる。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。

［実施例］ 第１図は、本発明を実施した光スイッチの駆動回路の一
例を示す概略構成図である。第１図において、１は液晶
光スイッチで、２はその駆動部である。液晶光スイッチ
１は、ラビングにより水平配向処理した１００ｇｍ厚の
液晶セルで、２枚の１ｍｍ厚ＩＴＯ付ガ７スの間に、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ＩＩＩＢＲＡ−８等
の液晶（カイラルスメクチックＣ液晶）を用いた。一方
、駆動部２はこの液晶光スイッチ１にＸＴ及びＹＴの交
番電圧を印加するようになっている。

液晶光スイッチ１に交流電圧を印加すると、液晶セルは
白濁し、透過率は最小になる。ここで、前記交流電圧に
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制御すれば光スイッチの透
過率を変えることができるわけである。

本実施例では、Ｙ側の電極ＹＴに交流電圧を印加し、一
方で、信号入力ＳＩＧをオン／オンすることによってＸ
側の電極ＸＴに印加される直流バイアスを制御している
。第２図は、その実施例における電圧波形と光スイッチ
１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３５０Ｈｚ　、電圧尖頭値４０
０Ｖｐｐ（７）交流電圧に、Ｖ、＝１００Ｖ（７）直流
バイアス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
ダーの高速な光スイッチが得られた。

第３図は、上記９光スイツチを用いて、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
る本発明の光スイッチ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。

第４図は、その透過光量を液晶セルへの印加交流電圧に
対して示すグラフで、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１周波数２
８００Ｈｚで２に近い（ｉａ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ｌ　ＫＨｚ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
度が増すことが判る。従って、本発明による駆動方式に
おいて、交流電圧の周波数はＩ　ＫＨｚ以下であること
が望ましく、３００Ｈｚ近傍であれば更に好適である。

第５図は、周波数３５０Ｈｚ　、電圧尖頭値４００Ｖｐ
ｐの交流電圧に直流バイアスを重畳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
±１００　Ｖ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、直流バイアスの
電圧は−ｉｏｏ　ｖ〜＋１００Ｖであることが望ましい
。

なお、本実施例では光スイッチの応用例について述べた
が、本発明による光スイッチをアレイ状に展開すれば、
光プリンタのヘッドとしてハードコピー分野への応用も
可能である。

また、本発明による光スイッチを面状に展開し、カラー
フィルターと組み合わせることによって、カラーディス
プレイ分野への応用も考えられる。殊に、水先スイッチ
は、従来の液晶ライトバルブと比べて、偏光板を用いな
いため透過率が大きいという長所があるので、投影型の
大画面ディスプレイに適している。

このように、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。

［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
ッチの駆動方式を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は電圧と透
過率を対照した説明図、第３図は透過率を検出する光学
系の構成図、第４図及び第５図は透過率の特性の曲線図
である。 １：光スイッチ、２：駆動部、 ＸＴ、ＹＴ：交番電圧、ｖ８：直流バイアス。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 強誘電性液晶を用いた光スイッチの駆動方式において、
   液晶セルに印加される交番電圧の直流成分を制御するこ
   とにより液晶の光学特性を変化させることを特徴とする
   光スイッチの駆動方式。