JPS58142965A - 液晶組成物 - Google Patents

液晶組成物

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JPS58142965A
JPS58142965A JP2490982A JP2490982A JPS58142965A JP S58142965 A JPS58142965 A JP S58142965A JP 2490982 A JP2490982 A JP 2490982A JP 2490982 A JP2490982 A JP 2490982A JP S58142965 A JPS58142965 A JP S58142965A
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JP
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liquid crystal
light
frequency
pulp
signal
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JP2490982A
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English (en)
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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
Original Assignee
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、挾持された液晶材料のtoよ
り低簿波数成分と、f 、oより高周波成分の信号を印
加することにより、光学的0N−0?ν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
成物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0ム(オ
フィスオートメーシ璽ン)機器の大衆化が急激に進展し
てきている。0ム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、電子写真技術
を応用した印写装置N(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図に示す。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、コ四ナチャージ
ャ−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
発生する。これによって静電潜像が形成され磁気ブラシ
現像9104S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、転写コロナ放電番
105によりてトナーは普通紙104に転写され、定着
器106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
で除電され、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2
01から出た光は、液晶パネル部(211〜21B)で
o m −o ]P−p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枚の偏光板211によって挾まれ、ガラス板212上
に蒸着、スパッタ、ディプ等によりコート、更にはフォ
トエッチにより形成されたネサ電極213、光学的マス
クとして用いられる金属薄膜216より成り、シール2
17と液晶パネルによって液晶218を挾持している。
第3wは液晶パネルの正面図であり、光の透過、遮断を
行うマイクロシャッター詳502と常時光を遮断する光
マスク部501より成りている。
次に液晶ライトパルプの駆動原理を説明する。
第411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fcより高い周波数成分を
もりた信号を開口期間テ、の間印加すると〔第4図&)
〕、パバネは光を透過するし第4図、) )、次に液晶
にfoより低い周波数成分をもった信号をT、の間印加
すると〔第4図b))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。
/ Ts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Hz  と短軸方
向の誘電率C1の周波数依存性を示している。
交差周波*to<ε◆ =C上 となる周波Wk)を境
に、誘電異方性Δεの符号が逆転している0以上液晶ラ
イトパルプの駆動原理について説明したが、この液晶ラ
イトパルプを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T、)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為には、細論、パネル周辺の光源光
学系、駆動方式に依っても、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を実現するために液晶材料に要
求され怜基本特性としては下、記の項目が掲げられる。
t 低電圧で高速応答すること。
211度、電圧マージンが広いこと。
五 高い信輻性を確保できること。
2屑波駆動用液晶材料は、ディスプレイ用等で、従来研
売がされ、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(i
lミlJ秒以下)を要求されるものについてはまだ研兜
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パルプ用
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。
3、 高い信−性を確保できること。
以上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。
t 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、1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fo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、愉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1本発明によって提供される組成物中の成
分中、 R−■−000−〇−OR’ R−罷−ooo−◎−RI 只−器−ooo−ρ−RI 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f・、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)6ビーが小さい
こと、液晶温度範囲が広いこと、更には、fo、粘性等
に悪影智を与えない等の制約をつけると、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
、 RO−◎−000−◎−000−へ−OMI L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、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、負のめ1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ゝカイラ
ルネマチック液晶についてであるが、T1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
表示方式等該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屑波駆動方式においても、上述
と同様の効果、すなわち、応答スピード改善の効果があ
ることである62w1波駆動方式においては、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。
本発明看等は、上述の成分を適当な割合で調合すること
により、Δ8L 、ΔM鼠の絶対値(特に従来の組成物
では6gm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■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、この相互作
用が、組成物としての特性改良の方向に働いていると思
われるが、その点についての物理的、あるいは量子力学
的解釈は今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であるが、液晶の誘電異方性
の温度依存性を第6図に示す0図中、Δ6Lは低周波の
駆動周波数での誘電異方性、Δ(ml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6gg
は温度上昇につれて急激るものの、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、Δ01の変化量
の小さい湿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。このように温度羨化により、Δ11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
わち、一定電圧下において、応答が速く、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。
五 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宛定性につい
ては、多くの研究、実験が行なわれている0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の評価に達している。
以上述べた特性1,2.3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1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,B /は炭素原子を1〜8個
有する直鎖アル中ルを表わす〕 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 〔ただし表中本0.町、は HHHHHHH +  1 1 11 1 1 − O−0−0−0−0−0−0’−H+111111 HH−0−HHHHHH 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5μ悔の試験セルに封入して、紙屑
波信号(30V、IKH厘)、高周波信号(50’TI
、150KHm)で1/2ダイナミツク駆動を行なった
ところ、第8図に表わす、光透通事特性を示した6図よ
り、1/2ダイナミツク駆動では、くり返し周期が15
〜2愼試、開口時間α4〜α5@m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7
0°、セルをはさむ偏光板の偏光方向は互いに直角とし
た。測定濃度は40℃であった。
次にこの液晶ライトパルプ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−鉄性も
同様とした。光源には、構造式0@Mgム4tOt@ 
: T ba  の螢光体を用いた高輝度螢光ランプを
、感光体には!・で増感したBe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速度は5
cll/1111cであった。液晶ライトパルプを駆動
し、光書き込みを行なったところ、その0N−01FI
F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パルプの
駆使用例であり、印写装置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済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。
以上述べた如く、本発明では液晶の誘電分散を利用し、
2Ml波駆動駆動り、高速スイッチングな行う液晶ライ
トパルプにおいて、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躍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図は液晶ライトパルプ方式の印写装置の構造図であ
る。 第2図は、液晶ライトパルプの模式図である。 第5図は、液晶ライトパルプに用いる液晶パネルの上面
図である。 第4図は、液晶ライトパルプ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6WJ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
微特性である。 第8図は、本実施例による液晶ライトパルプの光路等特
性である。 以  上 代理人  弁理士 最上  務 ・り1第1図 第2図 第311 第4図 第5図 第6図 第7図 一一一一時間(la6し) 00 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せ、そ
    の間に液晶材料を挾持した液晶パネルに、液晶材料の交
    差屑波歇(以下foと略記する)より高い周波歎成分を
    有する信号と、foより低い周波&を分を有する信号を
    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【有することを特徴とする液晶組成物。 〔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〕
JP2490982A 1982-02-18 1982-02-18 液晶組成物 Pending JPS58142965A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4659499A (en) * 1984-12-31 1987-04-21 Crystaloid Electronics Company Liquid crystal materials
US4729639A (en) * 1982-03-29 1988-03-08 Tektronix, Inc. Dual frequency addressable liquid crystals and methods of use

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