JPS6334509A - 液晶光学素子 - Google Patents

液晶光学素子

Info

Publication number
JPS6334509A
JPS6334509A JP17914386A JP17914386A JPS6334509A JP S6334509 A JPS6334509 A JP S6334509A JP 17914386 A JP17914386 A JP 17914386A JP 17914386 A JP17914386 A JP 17914386A JP S6334509 A JPS6334509 A JP S6334509A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
light
light source
optical element
cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP17914386A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Fujimura
浩 藤村
Masakatsu Higa
政勝 比嘉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP17914386A priority Critical patent/JPS6334509A/ja
Priority to EP87109191A priority patent/EP0251231B1/en
Priority to DE19873750527 priority patent/DE3750527T2/de
Publication of JPS6334509A publication Critical patent/JPS6334509A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • 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
    • G02F1/13306—Circuit arrangements or driving methods for the control of single liquid crystal cells
    • 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
    • G02F1/137—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 characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139—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 characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/1393—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 characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the birefringence of the liquid crystal being electrically controlled, e.g. ECB-, DAP-, HAN-, PI-LC cells
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
    • G06K15/00—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers
    • G06K15/02—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers
    • G06K15/12—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by photographic printing, e.g. by laser printers
    • G06K15/1238—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by photographic printing, e.g. by laser printers simultaneously exposing more than one point
    • G06K15/1242—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by photographic printing, e.g. by laser printers simultaneously exposing more than one point on one main scanning line
    • G06K15/1252—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by photographic printing, e.g. by laser printers simultaneously exposing more than one point on one main scanning line using an array of light modulators, e.g. a linear array

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)

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】 [発明の技術分野] 本発明は、例えば重子写真式プリンタ等の液晶シャッタ
として使用される液晶光学素子に関する。
[従来技術とその問題点] 近年、液晶を用いて光の透過状態をl1ltllする光
学装置が広く使用されている。これらの光学8Mのうち
、光の遮断状態と透過状態を高速度で切換え動作させる
液晶シャッタは、電子写真式プリンタの先制−素子とし
て用いられている。この種、従来の液晶シャッタにおい
ては、1/2デユーテイ駆動するものでは、一対の透明
基板を一定の間隔を保って対向配置すると共に、上記一
方の基板に複数のセグメント電極を1/2ピツチのずれ
をもって2列に配列形成し、他方の基板に上記セグメン
ト電極に対向するように一対の帯状のコモン電極を配設
している。
しかしながら、上記のように構成された従来の液晶シャ
ッタにおいては、一方の列のセグメント電極と他方の列
のセグメント電極との間において、セグメント[14と
コモンN極とが対向しない部分を生じる。この電極の対
向しない部分では液晶に電界が印加されないのでホモジ
ニアス配向状態となり、TNタイプの液晶シャッタでは
この部分で光漏れを生ずる。このため従来では、液晶セ
ル内部又は外部に遮光フィルタを設けるか、遮光マスク
を形成して上配電穫が対向しない部分の光漏れを防止す
るようにしている。
しかしながら、上記従来の方法では、液晶セル内部又は
外部に遮光フィルタを設けるが、或いは遮光マスクを設
けなければならず、構成が?!雑化するという問題があ
った。
[発明の目的] 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、光漏れを確
実に防止し得ると共に、シャッタ特性に優れた液晶光学
素子を提供することを目的とする。
[発明の要点コ 本発明は、対向する一対の基板間に液晶材をホモジニア
ス配向させて封入し、この液晶材の配向方向に対して偏
光軸を45°傾けて偏光部材を配置した液晶セルを形成
し、前記液晶材に電界を印加することにより、光源から
の光の透過状態を制御する液晶光学素子において、前記
液晶材のホモジニアス配向状態における透過光の波長帯
域が、前記光源の発光波長帯域と異なる分光透過特性を
持つように設定したものである。
[発明の実施例コ 以下、本発明による液晶光学素子を液晶シャッタに実施
した場合について説明する。まず、液晶シャッタの構成
について第1図及び第2図により説明する。第1図及び
第2図において11.12はそれぞれ透明なガラス板か
らなる一対の基板で、これら基板11.12は横長枠状
のシール材13により一定の間隔を保って接着されてい
る。そして、上記基板11.12間には、電極14a、
14b及び配向膜15a、15bに挟まれて光シャッタ
を形成する2周波駆動用液晶16が封入される。また、
上記基板11.12の外面には、それぞれ偏光板17a
、 17bが波看される。
そして、上記一方の基板11(信号電極基板という)の
内面には、その全長に亘って多数の信号電ti118a
・・・、18b・・・が2列に並べて形成され、これら
信号!111aa・・・、18b・・・からは交互に信
号電極基板11の一側部及び他側部に帯状の端子19・
・・が並列して導出されている。これら信号電極18a
・・・、18b・・・、端子19・・・は、酸化インジ
ュウムなどの透明導電材料により一体に形成されたもの
で、信号電極18a・・・、18b・・・のシャッタ部
S1・・・、S2・・・に対応する部分を除いた部分に
クロム等の金属膜20a・・・が被着されると共に、端
子19の上に金属膜20b・・・が被着される。上記一
方の信号電4itaa・・・は、他方の信号電極18b
・・・に対して1/2ピツチずらして配列されており、
従って、上記シャッタ部Sl・・・、S2・・・は、1
/2ピツチのずれをもって2列に配列形成されている。
また、他方の基板12(以下コモン電極基板という)の
内面には、信号電極基板11の各信号電極18a・・・
、18b・・・に対向して一対の帯状のコモン電極21
a、21bがコモン電極基板12の長手方向沿いに平行
に微少間隔をもって酸化インジュウムなどの透明導電材
料により形成され、これらコモン電極21a、21bの
上にシャッタ部S1・・・、S2・・・に対応する部分
を除いてクロム等の金属膜22が被着されている。上記
金属膜20a、20bは、信号電極18a・・・、18
b・・・及び端子19の電気抵抗を小さくするために、
また、上記金属膜22はコモン電極21a、21bの電
気抵抗を小さくするためと、シャッタ部S1・・・、S
2・・・の光透過面積を規制するために設けられたちの
でる。しかして、上記のように信号電1i18a、 1
8b及びコモン電極21a、21bが配設されることに
より、信号電極基板11には、各金属1120a・・・
間において、コモン電極21a、21bの何れにも対向
しない部分に絶縁部Bが形成される。
また、光の出射側となるコモン電極基板12に積層され
た偏光板171)の外面には、例えば印刷手段により遮
光部材23が設けられる。この遮光部材23は、シャッ
タ部S1・・・、S2・・・の配列エリアAに対向する
部分を除いてシール材13を覆うように偏光板17bの
外面に設けられる。上記液晶シャッタにおける各液晶セ
ルの基本構成は、ホモジニアス配向セルと同罎である。
第3図は、上記のように構成された液晶シャッタの液晶
分子配向方向くラビング方向)と偏光板17a、 17
bの配置の関係を示したものである。第3図において3
1は液晶分子配向方向、32は上側偏光板17aの透過
軸(もしくは吸収軸)、33は下側偏光板17bの透過
軸(もしくは吸収軸)である。
すなわち、水平配向処理した液晶セルに2周波駆動用液
晶16を封入し、液晶分子配向方向(ラビング方向)に
対し、一方の偏光板17aあるいは17bの偏光軸(透
過軸もしくは吸収軸)を45°傾けると共に上下の偏光
板17a、 17bの偏光軸を直交させたものである。
この配置の方法は、電界制御慶届折率モードと同様であ
る。
上記ホモジニアス配向セルにおける透過光強度Iは、次
式により求められる。
1=I@Sin”2θ・ 5in2 (π−Δn−d/λ) 但し 1a :平行な偏光板の透過率で決まる光の強度 θ:初期配向時の光軸と偏光板のなす角Δn:基板面の
法線方向と液晶光軸の なす角φに依存する複屈折率 λ:入射光の波長 d:セル厚 しかして、第1図の絶縁部Bにおいては、液晶16は初
期配向状態を保持することになるので、Δnはφ90°
の時、つまり、液晶そのものの複屈折″$異方性である
。
上記2周波駆動用液晶16とセル厚を次表1に示す。
表1 上記衣1において、液晶ASBは、 液晶A:Δn −0,136,8度23℃、589 n
m液晶B:Δn−0,183、温度25℃、589 n
iで測定したものである。上記2種の液晶A、8は、誘
電異方性(Δε)の周波数依存性はほぼ同じで第4図に
示すような特性を有している。すなわち、上記2周波駆
動用液晶は、誘電異方性Δεが「0」となる交差周波数
fcより低い周波数の電場fLに対して正の誘電異方性
を示すと共に、上記交差周波数fcより高い周波数の電
場fHに対しては負の誘電異方性を示すものである。
第5図〜第8図は、上記衣1に示したNG1〜馳4の液
晶セルの初期配向時の分光特性であり、横軸に波長λ(
ni)、縦軸に透過率(%)をとって示した。上記第5
図〜第8図の分光特性からも明かなようにΔn−d(Δ
n:n:折屈折率異方性:液晶層の厚さ)の違いにより
分光特性は大きく異なるものである。ここで、光源とし
て、発光ビーク543 nl、半値幅20nsの蛍光灯
を用いて分光特性を測定を行なったものである。この場
合、駆動信号波形は第9図に示すようにシャッタ0N1
0FFの繰返しの波形である。また、第9図は、上記駆
動信号波形と共にその時の応答時間を定義して示したも
のである。上記第9図において、高周波電界fHは20
0KHzの矩形波信号、低周波電界fLは4KHzの矩
形波信号、電圧値Vopは共に25V、ON動作時間T
1及びOFF動作時間T2は共に1m5ec、t’H印
加時間は0.25m5e(Hである。そして、透過光強
度0%〜80%を立上り時間(ON応答時間)でON、
透過光強度100%〜10%を立下り時間(OFF応答
時間)τOFFとしている。
第10図(a)〜(d)は、上記衣1におけるIkll
 〜!4Q4(7)液晶素子を0N−OFF繰返しの信
号波形により駆動した場合のシャツタ開閉状態及び高周
波電界fHの連続印加レベル(初期配向状態での明るさ
に対応する)を示したものである。
この場合の測定温度は50”Cである。また、次表2は
、上記!IQ1〜!IQ4の液晶における立上り時間τ
ON s立下り時間τOFF及びf、連続印加時の明る
さレベルを示したものである。
表2 上記の測定結果において、駆動時のシャッタ開閉特性は
大きな差異は認められない。応答特性、−るさ共に液晶
の遠い及びセル圧の違いに余り影響を受けていない。
しかし、第1図における絶縁部Bの光漏れの強さを示す
f、連続印加時の明るさレベルLは、第5図〜第8図の
分光特性から予測されるようにぬ3の液晶で最も^い。
これは、光源の発光波長でのセルの透過率が高いためで
、この「Δn−dJでのシャッタ特性は、非常に悪いこ
とになる。ところがNQlや荀4の液晶では、光源の発
光波長543nmでは透過率の低いセルは、光漏れが少
ないことになる。上記のように[Δn−dJを変えても
応答性や0N10FFシヤツタ特性が大きく変わらない
ので、用いる光源の発光分光特性を考慮して液晶のΔn
及びセル厚を調整すれば、優れた特性の液晶セルを構成
し得るものである。すなわち、液晶セルは、液晶のホモ
ジニアス配向状態における透過光の波長帯域が、前記光
源の発光波長帯域と異なる分光透過特性を有するように
し、また、液晶の複屈折異方性Δnと液amの厚さdは
、液晶セルの液晶がホモジニアス配向した状態で、光源
の発光波長に対して透過率が小さくなるように設定する
ことにより、絶縁部Bにおける光漏れを確実に防止する
ことができる。
[発明の効!i2] 以上詳記したように本発明によれば、対向する一対の基
板間に液晶材をホモジニアス配向させて封入し、この液
晶材の配向方向に対して偏光軸を45°傾けて偏光部材
を配置した液晶セルを形成し、前記液晶材に電界を印加
することにより、光源からの光の透過状態を制御する液
晶光学素子において、前記液晶材のホモジニアス配向状
態における透過光の波長帯域が、前記光源の発光波長帯
域と異なる分光透過特性を持つように設定するようにし
たので、光漏れを確実に防止し得ると共に、シャッタ特
性に優れた液晶光学素子を提供し得るものである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示すもので、第1図は液晶光
学素子の要部を示す平面図、第2図は断面図、第3図は
第1図における液晶配向方向と偏光板の配置の関係を示
す図、第4図は2周波駆動用液晶における誘電異方性の
周波数依存性を示す図、第5図ないし第8図は表1に示
したNQI〜馳4の液晶に対する初期配向時の分光特性
を示す図、第9図はシャッタ0N10FFの液晶駆動信
号波形及び応答時間を定義するための図、第10図(a
)〜(d)は表1におけるNQ1〜NQ4の液晶を0N
10FF繰返しの信号波形により駆動した場合のシャッ
タ状態及びfH連続印加レベルを示す図である。 11.12・・・基板、12・・・シール材、14a、
14b・・・電極、16 ・・・液晶、17a 、 1
7b ・・・偏光板、18a、18b・・・信号電極、
19・・・端子、20.22・・・金属膜、21a、2
1b・・・コモン電極、23・・・遮光部材、31・・
・液晶分子配向方向、32・・・上基板偏光板の透過軸
(もしくは吸収軸)、33・・・上基板偏光板の透過軸
(もしくは吸収軸)。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第3図 t216C 第4図 第5図 (nml (No2液晶) 第6図 (No3液晶)(°“3 (No4液晶)(°”1 第10 (d、8iPA/”°。 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)対向する一対の基板間に液晶材をホモジニアス配
    向させて封入し、この液晶材の配向方向に対して偏光軸
    を45°傾けて偏光部材を配置した液晶セルを形成し、
    前記液晶材に電界を印加することにより、光源からの光
    の透過状態を制御する液晶光学素子において、 前記液晶セルは、前記液晶材のホモジニアス配向状態に
    おける透過光の波長帯域が、前記光源の発光波長帯域と
    異なる分光透過特性を有することを特徴とする液晶光学
    素子。
  2. (2)液晶材の複屈折異方性Δnと液晶層の厚さdは、
    液晶セルの液晶がホモジニアス配向した状態で光源の発
    光波長に対して透過率が小さくなるように設定されてい
    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
    学素子。
JP17914386A 1986-06-30 1986-07-30 液晶光学素子 Pending JPS6334509A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17914386A JPS6334509A (ja) 1986-07-30 1986-07-30 液晶光学素子
EP87109191A EP0251231B1 (en) 1986-06-30 1987-06-26 Liquid crystal optical device and liquid crystal optical printer using the same
DE19873750527 DE3750527T2 (de) 1986-06-30 1987-06-26 Flüssigkristallvorrichtung und ihre Verwendung in optischen Druckern.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17914386A JPS6334509A (ja) 1986-07-30 1986-07-30 液晶光学素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6334509A true JPS6334509A (ja) 1988-02-15

Family

ID=16060723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17914386A Pending JPS6334509A (ja) 1986-06-30 1986-07-30 液晶光学素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6334509A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100306798B1 (ko) 컬러쉬프트를방지한고개구율및고투과율액정표시장치
US5134507A (en) Liquid crystal display apparatus having a particular optical compensating member
US5150237A (en) Liquid crystal display element
KR20050061610A (ko) 액정표시장치
JPH04163428A (ja) カラー液晶素子
JP4776915B2 (ja) 表示パネル及びその製造方法、並びにこれを有する液晶表示装置
CN101303496B (zh) 液晶显示器及其制造方法
KR20000014693A (ko) 고개구율 및 고투과율을 갖는 반사형 액정 표시 장치 및 그 제조방법
KR20020065791A (ko) 콜레스테릭 액정 컬러필터를 이용한 반사형 액정표시장치
JPH0519687B2 (ja)
JPS5922031A (ja) 液晶表示装置
JPH0548888B2 (ja)
US6515724B1 (en) Optical switch
JP3654317B2 (ja) カラー液晶表示パネル
JPH0330126B2 (ja)
JP2001183644A (ja) 液晶表示装置
KR100302220B1 (ko) 표시소자
KR920006145Y1 (ko) 컬러액정 표시장치
US4645304A (en) Liquid crystal device having interdigitated electrodes with shade member
JPS62222218A (ja) 液晶表示素子
JPS59116721A (ja) 液晶表示装置
KR20040049541A (ko) 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법
JP2522647B2 (ja) 偏光変換素子
JPS6349733A (ja) 液晶光学素子
KR0142044B1 (ko) 액정표시장치