JPS5912418A - Liquid crystal-optical shutter - Google Patents
Liquid crystal-optical shutterInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、液晶−光学シャッタに関し、詳しくは電子写
真方式を利用したプリンタの光シヤツタアレイに適用し
うる新規な液晶−光学シャッタに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a liquid crystal-optical shutter, and more particularly to a novel liquid crystal-optical shutter that can be applied to an optical shutter array of a printer using an electrophotographic method.
さて、近来プリンタに関し、高速度、高密度、低価格、
低騒音、高信頼性等の条件を充す装置への購求が特に高
まっている。こねは情報の伝達及び処理、作成における
重子技術の発展に伴い、こねに適応する出力機構が必要
とされていることに基く。この出力情報として導かれる
信号のほとんどは電気信号そのものか、電気信号へ変換
可能ガものである。プリンタの電気情報出力端末として
はインキジェット、マルチスタイラスワイヤートッド、
レーザビームプリンター等が用いられてきている。感光
体ドラムを有する電子複写装置を用いたプリンタは広く
用いられている。しかし、このレーザービームを用いた
プリンタは高価であり、機械的精度や光学的精度に対し
極めて敏感である欠点を有していた。これに替るものと
しては、固体の光シヤツターアレイが考えられている。Now, regarding printers these days, high speed, high density, low price,
Demand for equipment that satisfies conditions such as low noise and high reliability is particularly increasing. Kneading is based on the need for an output mechanism that adapts to kneading, with the development of heavy child technology in the transmission, processing, and creation of information. Most of the signals derived as output information are electrical signals themselves or those that can be converted into electrical signals. Inkjet, multi-stylus wire tod, etc. are used as printer electrical information output terminals.
Laser beam printers and the like have been used. Printers using electronic copying devices having photosensitive drums are widely used. However, printers using this laser beam are expensive and have the drawback of being extremely sensitive to mechanical and optical precision. A solid-state optical shutter array is being considered as an alternative.
しかしこれまでに種々の条件を満足する光シヤツターア
レイは実用化されるに到ってい寿い。固体シャッターア
レイを実現する技術としての電気光学素子や材料、装置
の候補は多数ある。その中で液晶を用いる方式はその製
造の容易性、光学的変調を低電圧、低電力で達成し得る
点から早い時期から注目されてきた。しかし液晶は応答
速度の遅い点と時分割駆動が難しい点で、レーザービー
ムにとって替る技術としては、多くの研究者達から見捨
てられてきた。しかl〜、液晶を高速に動作させようと
する努力は長年重ねられてきた。ところがこれまでの提
案では今一つレーザービームに優る技術と17で集約さ
れて来なかった。これは一つには、液晶の電気光学現象
に対する把握の不十分さと、先に述べた高速性、高密度
化に適さないという先入観によるところのものであった
。However, until now, an optical shutter array that satisfies various conditions has not been put into practical use. There are many candidates for electro-optical elements, materials, and devices as technologies for realizing solid-state shutter arrays. Among these, methods using liquid crystals have attracted attention from an early stage because of their ease of manufacture and the ability to achieve optical modulation with low voltage and low power. However, liquid crystals have been abandoned by many researchers as a technology to replace laser beams due to their slow response speed and difficulty in time-division driving. However, efforts have been made for many years to make liquid crystals operate at high speed. However, the proposals so far have not been able to summarize the technologies that are superior to laser beams. This was partly due to insufficient understanding of the electro-optical phenomenon of liquid crystals and the preconception that they were not suitable for high speed and high density as mentioned above.
従来この種の装置lLを実現するだめの高速計容の液晶
装置の技術としては、■二周波法によるもの、■二方向
の強制電界によるものがある。Conventional technologies for high-speed metering liquid crystal devices that have been used to realize this type of device 1L include (1) a two-frequency method and (2) a method using a forced electric field in two directions.
二周波法によるものは特開昭56−94577号公報他
に記述されているので、詳しい説明は省くが、印加電圧
の異る周波数に応じて、正の誘・1異方性と負の誘電異
方性を示す液晶組成物を用い、選択的に印加周波数を切
換え、液晶を電界方向に配向させる時と電界に対し垂直
な方向に配向させる時とで光学的に区別し得る原理に基
いている。一般に液晶は印加電圧を大きくする程応答速
度は早くなる。従って二つの配向方向の一方の配向で明
状態を生じさせ、他方の配向で暗状態を作るならば、こ
れ等の二状態を切換えるために共に強制的な電圧印加で
達成できるので、応答は許される限り大きな電圧を印加
することによって高速応答が可能となるものである。こ
の他に応答速度を早くする為には、材料として低粘度で
、正負の大きな誘電異方性を示す組成物を用いること、
低粘度化の為できるだけ高温で動作させること、セル厚
をできるだけ薄くして効率的に電圧が印加されるように
すること、更に応答し易いように、基板の配向や、液晶
内部の配向制御用添加剤を用いる等の手段がある。これ
等は実用性の点でいずれも自と限度がある。例えば印加
電圧があまり大叡いと、このシャッターアレイを駆動す
るだめのICを作ることが難L7かったり、コストアッ
プを招くことになるし、電極間にある液晶の絶縁破壊の
原因ともなる。The method based on the two-frequency method is described in JP-A-56-94577 and other publications, so a detailed explanation will be omitted. It uses a liquid crystal composition that exhibits anisotropy, selectively switches the applied frequency, and is based on the principle that it is possible to optically distinguish when the liquid crystal is aligned in the direction of the electric field and when it is aligned in the direction perpendicular to the electric field. There is. Generally, the response speed of a liquid crystal increases as the applied voltage increases. Therefore, if one of the two orientation directions produces a bright state and the other orientation produces a dark state, switching between these two states can be achieved by forcibly applying voltage to both, so the response is acceptable. High-speed response is possible by applying as large a voltage as possible. In addition, in order to increase the response speed, it is necessary to use a composition that has low viscosity and exhibits large positive and negative dielectric anisotropy.
To lower the viscosity, we must operate at as high a temperature as possible, to make the cell thickness as thin as possible so that voltage can be applied efficiently, and to control the orientation of the substrate and inside the liquid crystal for easier response. There are methods such as using additives. All of these have their own limits in terms of practicality. For example, if the applied voltage is too high, it may be difficult to create a suitable IC for driving this shutter array, leading to increased costs, and it may also cause dielectric breakdown of the liquid crystal between the electrodes.
又、セル厚をあまり薄くしようとすると、セル厚を均一
に保つ為の特別の技術−例えば電極基板り、信頼性に対
して支障を生じる。従って、例え゛ば好捷しい動作電圧
50V以下、動作温度40℃以下、セル厚6μ以上、適
切な基板配向処理と、液晶内部に配向を助ける添加剤を
加えるという条件を設定した時、応答速度を早めるため
には、正、負各々の誘電、異方性が大きい組成物を求め
ることになる、ところが、現在までの技術で、二周波法
に用いる液晶では正負の誘電異方性の値は正の誘電異方
性が+6程度まで、負の誘電異方性は=2を少し越える
程度までしか得られていない。通常、時計や電卓で使用
されている正の誘電異方性のみを利用している組成物で
は+9程艮のものも用いられている。このことは2周波
か高電圧を用いて応答速度を早めてはいるが、材料の制
約(特に絶対値で低い方の値が遅い応答を決定している
)から、その応答性の限界に達していると見ることもで
きる。Also, if the cell thickness is made too thin, special techniques for maintaining a uniform cell thickness, such as electrode substrates, will impede reliability. Therefore, for example, when the following conditions are set: a favorable operating voltage of 50V or less, an operating temperature of 40°C or less, a cell thickness of 6μ or more, appropriate substrate alignment treatment, and addition of additives to aid alignment within the liquid crystal, the response speed is In order to speed up the process, a composition with large positive and negative dielectric anisotropy is required. However, with the current technology, the values of positive and negative dielectric anisotropy of liquid crystals used in the two-frequency method are Positive dielectric anisotropy has been obtained up to about +6, and negative dielectric anisotropy has been obtained only up to a little over 2. Ordinarily, in compositions that utilize only positive dielectric anisotropy, such as those used in watches and calculators, compositions with a dielectric anisotropy of about +9 are also used. Although the response speed has been increased by using two frequencies or a high voltage, due to material limitations (in particular, the lower absolute value determines the slower response), the response has reached its limit. You can also see it.
前記条件でのそれぞれの上限を用いた時の応答速度とし
ては、立上り(開口)、飽和、立下り(閉口)を1つの
サイクルとして現実には1〜27X secが現在得ら
れている値である。The response speed when using each upper limit under the above conditions is actually a value of 1 to 27X sec, where one cycle includes rising (opening), saturation, and falling (closing). .
このように二周波法は、絶対値として大きな誘電異方性
の値を持つ材料がなかなか見出されないことと、小さい
方の誘電異方性の値が応答速度の限界を与える点で不利
な点を有する。又、二周波法の他の欠点としては一方の
周波数として、典型的な例としては100KHz とい
うような高い周波数を用いなければならない為、消費電
力が大きくなる欠点も持つ。一方、二方向の強制電界を
用いる方法としてはその発想と提案が従来から示されて
きた。しかし7、その発想と生じている現象の把握が不
正確であったこと、又シャッターアレイへの応用という
意味で考慮されてなかったこと等から実用的見知からは
種々の問題点を有【7ている。In this way, the two-frequency method has disadvantages in that it is difficult to find materials with large absolute dielectric anisotropy values, and the smaller dielectric anisotropy value limits the response speed. has. Another disadvantage of the two-frequency method is that it requires a high frequency, typically 100 KHz, as one of the frequencies, resulting in increased power consumption. On the other hand, ideas and proposals have been presented for methods using forced electric fields in two directions. However, there are various problems from a practical perspective, such as the idea and understanding of the phenomenon occurring was inaccurate, and the application to shutter arrays was not considered. There are 7.
一つの基板表面上に複数の電極を設け、基板面と平行な
電圧によって液晶の電気光学的現象を生じさせる応用に
関しては、それまで対向する基板間に設けた電極間で動
作する液晶を中心に提案がなされていた時からは遅れて
いるが、特公昭53−679や特公昭49−18597
、特公昭50−14119号公報等に見られる。その後
、多くの提案に見られるように、基板面方向に電圧を印
加して、その光学的変化を利用しようとするもののほと
んどは、一対の電極間で生じている電気光学現象の直接
的な光学的変化を用いようとする思想であった。例えば
、特公昭49−18597号公報では短冊状の複数の電
極間で生じる白濁現象を表示として利用する提案である
。然しなから、実際にこのような横方向の電圧もしくは
電界で液晶の電気光学的動作を生じさせる時、液晶が動
作に必要とする電界強度としては10’V/m程度が必
要である。従って、電極間の間隙として1tYn程度設
け、この間での電気光学的変化を観測もしくは光検出し
ようとすると1万ボルトも必要とすることになる。これ
を解決する手段として、非常に微細な間隙を高密度で配
置する方法として、くし歯形電極を用いる例が多数提案
されている。これは互いに近接したくし歯電極を対向さ
せ、この間で発生する電気光学変化を低電圧で、高密度
で、生じさせ直接見えるようにさせるものである。しか
し、この方法は二枚の対向する基板間を近接して作る通
常の液晶セルと比較して格別の優位な点もなく、はとん
ど用いられていない。即ち、くし歯形に高精度でパター
ン電極を形成する技術が必要々点や、このような電極を
通常用いられているセグメント表示に用いるだめのパタ
ーン形成が史に複雑化する郷の欠点を有していた。これ
等は基板面方向に電圧もしくは電界を印加する方法であ
るが、液晶の尚速応答の観点からは、二枚の対向する基
板間に印加する電圧、又はこれによって発生する電界(
今後これを縦電界と云う)と基板面内の複数の電極間で
の電圧又は電界(これを横電界と云うことにする)の二
つの異る方向の電界によって液晶の二方向制御を用いる
提案がなされている( D、J、Channjn :A
ppl、Phys、Lett、28(6)、1976
)。Regarding applications in which multiple electrodes are provided on the surface of a single substrate and electro-optical phenomena are generated in liquid crystals by applying a voltage parallel to the substrate surface, until now we have mainly focused on liquid crystals that operate between electrodes placed between opposing substrates. Although it has been delayed since the time when the proposal was made, the
, Japanese Patent Publication No. 50-14119, etc. Since then, as seen in many proposals, most of the proposals have applied a voltage in the direction of the substrate surface and attempted to utilize the resulting optical changes. The idea was to use physical changes. For example, Japanese Patent Publication No. 49-18597 proposes to utilize the clouding phenomenon that occurs between a plurality of strip-shaped electrodes as a display. However, when electro-optical operation of the liquid crystal is actually caused by such a lateral voltage or electric field, the electric field strength required for the operation of the liquid crystal is about 10'V/m. Therefore, if a gap of about 1tYn is provided between the electrodes and an attempt is made to observe or optically detect electro-optical changes between the electrodes, 10,000 volts will be required. As a means to solve this problem, many examples of using comb-shaped electrodes have been proposed as a method of arranging very fine gaps at high density. This method involves comb-shaped electrodes that are close to each other facing each other, and the electro-optical changes that occur between them are caused with low voltage and high density, and are made directly visible. However, this method has no particular advantage over a normal liquid crystal cell in which two opposing substrates are formed close to each other, and is rarely used. In other words, it requires a technique to form patterned electrodes in a comb tooth shape with high precision, and has the disadvantage that pattern formation for use in segment displays, which are usually used with such electrodes, becomes complicated. was. These methods apply a voltage or electric field in the direction of the substrate surface, but from the viewpoint of quick response of the liquid crystal, the voltage applied between two opposing substrates, or the electric field generated by this (
A proposal to use two-way control of liquid crystals using electric fields in two different directions: one (hereinafter referred to as the vertical electric field) and the voltage or electric field between multiple electrodes in the plane of the substrate (hereinafter referred to as the transverse electric field). (D, J, Channjn: A
ppl, Phys, Lett, 28(6), 1976
).
通常の液晶動作モードは”立上り”もしくは1立下り1
のいずれかに対して一方向の電圧を印加して、一つの配
向変化を生じさせ、次に立下り(もしくは立上り)時に
は、電圧を除去し、自然の復帰力によるある安定【7た
配向状態へ緩和されることを利用している。従って自然
の復帰力は外部場による強制力が悪く、セルを構成する
壁の配向処理、又壁の影響を犬にする為のセル厚を小さ
くすること、液晶内部の分子間力、またこれを助長する
光学活性物質の添加、更にこれを補助する為の低粘化(
低粘剤の添加、加温−外部場であるが配向の方向性を決
定するものではない)。Normal LCD operation mode is "rising" or "falling" 1
A voltage is applied in one direction to either of them to cause one orientation change, and then when the voltage falls (or rises), the voltage is removed and a certain stable orientation state due to the natural restoring force is created. It takes advantage of being relaxed. Therefore, the natural restoring force is difficult to force due to external fields, and it is necessary to align the walls that make up the cell, reduce the cell thickness to reduce the influence of the walls, and intermolecular forces inside the liquid crystal. Addition of optically active substances to promote this, and lower viscosity (
Addition of low viscosity agent, heating - external field but does not determine directionality of orientation).
これ等はこれまで充分研究され改良されてきたが、自然
の緩オロによる配向復帰は通常1m5ec を割ること
はできなかった。先にも述べたように印加電圧による強
制的配向変化の速度は印加する電圧の2乗に逆比例する
程の効果を示す。従って1Vで100m5ecの応答を
示す液晶は10Vで1m5ecの応答を示すことになる
。実際は比例系数が1より大きいのでもう少し遅い応答
ではあるが、このように電圧による効果は極めて大きい
、従って二方向に電圧を切換えることにより、先に述べ
たように大きい誘電異方性を持つ液晶の特性がその壕\
活用できる。このような背景の下で、シャッターアレイ
に利用する提案が最近なされている。Although these methods have been thoroughly researched and improved, the return of orientation due to natural slow rolling has generally not been possible at less than 1 m5ec. As mentioned above, the speed of the forced orientation change due to the applied voltage is inversely proportional to the square of the applied voltage. Therefore, a liquid crystal that shows a response of 100 m5ec at 1V will show a response of 1m5ec at 10V. In reality, the proportional coefficient is larger than 1, so the response is a little slower, but the effect of the voltage is extremely large. Therefore, by switching the voltage in two directions, it is possible to control the liquid crystal with large dielectric anisotropy as mentioned above. The characteristics are the moat\
Can be used. Against this background, proposals for use in shutter arrays have recently been made.
杉村明彦、中務秀明、森脇耕介、河村孝夫、第29回応
用物理学関係連合講演会講演予稿集P5126によるシ
ャッターアレイの従来技術について説明する。第1図は
二方向の市、界印加を可能とする電極構造である。第1
図(a)はこのセルの断面構造を示し、第1図(blは
平面構造を示すものである。11は透明基板で通常ガラ
スを用いる。12は透明導電膜による共通電極で酸化錫
や酸化インジウム(ITOと略す)が良く用いられる。The conventional technology of shutter arrays will be explained by Akihiko Sugimura, Hideaki Nakatsuka, Kosuke Moriwaki, Takao Kawamura, Proceedings of the 29th Applied Physics Association Lecture Proceedings P5126. FIG. 1 shows an electrode structure that allows application of fields and fields in two directions. 1st
Figure (a) shows the cross-sectional structure of this cell. Indium (abbreviated as ITO) is often used.
22.23 。22.23.
24 は信号電極で、これもITOが使用される。24 is a signal electrode, which is also made of ITO.
30及び31,32,33.34は共通の接地電極であ
る。両電極基板間を例えば9μmnに保ち、この間に液
晶41を封入しセルは構成される。一本の信号電極と共
通電極の対向し合う面が、シャッター開口部となる。信
号電極は実際には10本/朋の密度で200鮎程I!−
列に2000本配列されるものとして考えられている。30, 31, 32, 33, and 34 are common ground electrodes. The cell is constructed by keeping the distance between the two electrode substrates at 9 μm, for example, and sealing the liquid crystal 41 between them. The opposing surfaces of one signal electrode and one common electrode serve as a shutter opening. The density of the signal electrodes is actually 10/200 I! −
It is assumed that 2000 pieces are arranged in a row.
封入される液晶41は第1図(1))の51で示した矢
印のように信号型(、仮線の短冊状方向Vc対して45
°の水平配向がなされて、対向基板もこれに対応する方
向で水平配向が斤されている。使用する液晶U YF:
、の誘1ビ異方性(Np液晶と略す)を持つもので、セ
ル基板の外側表面には61.62で示す偏光板が第1図
(b)の矢印で示されているようクロスニコルの状態で
配置されている。次にこのセルの動作を第2図に示す。The sealed liquid crystal 41 is of a signal type (45 with respect to the rectangular direction Vc of the temporary line) as shown by the arrow 51 in FIG. 1(1)).
The counter substrate is also horizontally aligned in the corresponding direction. Liquid crystal used:
It has di-1bi anisotropy (abbreviated as Np liquid crystal) of It is placed in the state of. Next, the operation of this cell is shown in FIG.
共通電極の12には常に礼′圧が印加さtlている。−
例としては10 KHz + 40 Vの正弦波が印加
される。接地型′@1.60に接続された31.32は
常に接地状態にされている。第2図(alは閉口状態で
ある。信号型5極22は接地状態にされている。従って
開口部となるべき12と22の対向する面ではVcの電
位差があり、Np液晶は垂直に配向し、クロスニコル間
では暗状峠で呈するものである。ついでにこの時2
31.52と÷キの間でもVcが印加されているので、
開口部外では暗状態となっている。A positive pressure is always applied to the common electrode 12. −
As an example, a 10 KHz + 40 V sine wave is applied. 31.32 connected to the ground type '@1.60 is always grounded. Figure 2 (Al is in the closed state. The signal type 5 pole 22 is in the grounded state. Therefore, there is a potential difference of Vc between the opposing surfaces of 12 and 22, which should be the opening, and the Np liquid crystal is vertically aligned. However, it appears as a dark pass between crossed nicols.Incidentally, at this time, Vc is also applied between 231.52 and ÷ki, so
It is dark outside the opening.
次に第2図(blは開口状態(明状態)を示す。信号電
極22へVcに近い電圧Vdを印加すると、22と接地
電極3L32間に電位差が生じ、ここに横方向の電界(
横電界と絡す)が生じる。信号電極内部ではVcユVd
によって、共通電極12と信号電極22間の電位差を小
さくできる。この時22と接地市桶間のギャップVこ生
ずる横電界の配列が支配的となり、第2図(b)の液晶
41は開口部では平行になる。この配向が完全に横方向
即ち第1図(blで示す61の偏光方向に全部一致する
と、実際には明状態にはhらない。ところが、VcとV
dが多少異り、しかも最初の配向が積電1界の方向と4
5°すれていることにより、Vdの電圧を選ぶと偏光角
に影響を及ぼし、光の通過が可能となってくるものであ
る。第6図はこの第2図(al l (blの時間的変
化の関係を示すものである。第6図(blにVdを印加
する。これはVcに印加されている正弦波と同位相、同
周波数でVdごVcとする。従って接地電極との間では
71で示すような電圧となるが、共通電極12との間で
は点線72に示す様に小さくなる。Next, in FIG. 2 (bl indicates an open state (bright state). When a voltage Vd close to Vc is applied to the signal electrode 22, a potential difference is generated between the signal electrode 22 and the ground electrode 3L32, and a lateral electric field (
(intertwined with transverse electric field) occurs. Inside the signal electrode, Vc and Vd
Accordingly, the potential difference between the common electrode 12 and the signal electrode 22 can be reduced. At this time, the alignment of the transverse electric field caused by the gap V between 22 and the ground bucket becomes dominant, and the liquid crystal 41 shown in FIG. 2(b) becomes parallel at the opening. If this orientation completely coincides with the horizontal direction, that is, the polarization direction 61 shown in FIG.
d is slightly different, and the initial orientation is in the direction of the cumulative electric field 1 and 4.
Due to the 5° deviation, selecting the voltage of Vd affects the polarization angle and allows light to pass through. Figure 6 shows the relationship between the temporal changes of Figure 2 (al l (bl). At the same frequency, Vd is set to Vc.Therefore, the voltage between the ground electrode and the common electrode 12 is as shown by 71, but it becomes smaller as shown by the dotted line 72.
これによって生じる透過光量■の変化は第3図(alに
示される如く、ギャップ間の横電界によって誘τ
起された配向であり11で示されるような立上りを示す
。続いてVdが印加されているとf2で示すような飽和
領域を持ち、Vdを接地に切換えるとτ
Vcの電位差が強く作用17、ア、という時間で垂直配
向に斤り暗状態へと戻る。このように少くともはソ完全
に透過光量が飽和する領域を持つことが、実質的量1]
を大きくする童味で重要である。この関係を第4図(a
)〜(d)で示す。第4図(a)は*、圧を印加すると
透過光量Iは直に飽第11シ、印加を除去すると直に暗
状態へ戻る理想的状態を示す。この時の開口率は67係
となる。更に第4図(clでは50係、第4図(dlで
は飽亨口値に達しないうちに消去してしまりケースであ
る。開口時間=J’oの時間内での開ロ率ケ上のように
定義し、少くとも50%以て
上の開口重金もつ時の!0の値として上記例では500
μsecを可能としている。このように前述の如く二周
波では現状1 m5ec程度を限界としているのに対し
、二方向の電1界による制御では500μsecを可能
としている点で優れている。As shown in Figure 3 (al), the change in the amount of transmitted light caused by this is an orientation induced by the transverse electric field between the gaps, and shows a rise as shown at 11.Subsequently, Vd is applied. When Vd is switched to ground, the potential difference of τ Vc acts strongly and returns to the vertical alignment and returns to the dark state in time 17, a. Having a region where the amount of transmitted light is completely saturated is the substantial amount 1]
It is important for the childish taste that makes it bigger. This relationship is shown in Figure 4 (a
) to (d). FIG. 4(a) shows an ideal state in which when pressure is applied, the amount of transmitted light I immediately saturates, and when the pressure is removed, it immediately returns to the dark state. The aperture ratio at this time is 67. Furthermore, in Figure 4 (cl, it is 50, and in Figure 4 (dl, it is a case where it is erased before reaching the saturation value. Opening time = J'o) In the above example, the value of !0 when the opening weight is at least 50% higher is 500.
μsec is possible. In this way, as mentioned above, the current limit for dual frequencies is about 1 m5 ec, whereas control using electric fields in two directions is superior in that it allows for 500 μsec.
し、かるにこの方法を実際のシャッターアレイとして適
用する為には次のような不利益がある。However, there are the following disadvantages in applying this method to an actual shutter array.
即ち第1図価)では実際の寸法を示17てい一6V/1
が、実際に200υmの長さに例えば2000ケの開口
部を設けようとする時・ 131.12,13の寸法は
仕様及び製造技術、実用動作等の観点から制約されに<
る。In other words, the first figure price) shows the actual dimensions.
However, when actually trying to provide, for example, 2,000 openings in a length of 200 υm, the dimensions of 131.12 and 13 are constrained from the viewpoint of specifications, manufacturing technology, practical operation, etc.
Ru.
幸いに上記10本%mの開口を持つ場合は、隣接開口部
とのピッチは100μmであり、11としては100μ
m以下となるものであり、これは上記配向変化を伝達す
るのに実用的な応答速度を得ることができる値である。Fortunately, in the case of having the above-mentioned 10% m aperture, the pitch between adjacent apertures is 100 μm, and 11 is 100 μm.
m or less, which is a value at which a practical response speed can be obtained for transmitting the above-mentioned orientation change.
12ば、横電界を発生させるだめの電極ギハ・ラフ゛で
ろる。12, the electrodes needed to generate the transverse electric field may be too large.
先にも述べた如く、この値としてf110’V、41代
の電界強度を液晶が動作する規準と[2て捕えれば理解
されるように、実用的な動作電圧を50V以下に設定し
た時は10μm以下が好捷しい。ところで10μm以下
の高精度のギャップを200龍の長さに高精度でパター
ン化しようとすると技術的にも高度であるばかりでなく
、製品の価格を高めることになる。またこの部分での電
極構成と1.では、隣接な信号電極間に14−212+
13という隙間を生じる必然性がある。12,13を1
0μmにとる時、この隙間は50μmにも々す、100
μmのピッチでは30%にも達する。12は実際上の電
気光学的動作に寄与する可能性もあるが、13に関して
は常に暗状態であり、少くとも10%は開口部に隙間を
生じることになる。このla kあまり細くすると、抵
抗値−上昇となったり断線による故障原因となり易い。As mentioned earlier, this value is f110'V, and the electric field strength in the 41 range is the standard for liquid crystal operation. is preferably 10 μm or less. By the way, if one attempts to pattern a high-precision gap of 10 μm or less to a length of 200 yen with high precision, it is not only technologically advanced, but also increases the price of the product. Also, the electrode configuration in this part and 1. Then, 14-212+
It is inevitable that there will be a gap of 13. 12, 13 to 1
When set to 0μm, this gap increases to 50μm, 100
At a pitch of μm, it reaches 30%. Although 12 may contribute to actual electro-optical operation, 13 is always in a dark state, and at least 10% of the aperture will have a gap. If this lak is made too thin, the resistance value may increase or it may easily cause a failure due to disconnection.
この多数の開口部中1個の動作欠陥は、電子印写プロセ
スでは線欠陥として印写物上に現れることとなる。実用
上欠陥は出に難い構造とな・っていることが重要である
。One operational defect among these many openings appears as a line defect on the printed material in the electronic printing process. In practical terms, it is important that the structure has a structure that makes it difficult for defects to occur.
次に前記例でllが70μmとする時、10本/關の密
度で200wVC渡って2000本の信号電極が片側に
出てくることVこなる。このことは実装面では極めて大
きな不利益ヲ蒙る。即ち駆動回路への配線接続が10本
/+++I+で200朋というのは技術的には可能であ
っても、高い信頼性と低価格の面では保証され々い欠点
を有する。Next, in the above example, when ll is 70 μm, 2000 signal electrodes come out on one side across 200 wVC at a density of 10 electrodes/electrode. This poses an extremely large disadvantage in terms of implementation. That is, although it is technically possible to connect 200 wires to the drive circuit with 10 wires/+++I+, it has drawbacks that cannot be guaranteed in terms of high reliability and low cost.
虹にこの構造の欠点は時分割駆動が可能となっていない
点である。シャッターアレイの14i口部2000ケに
対し、信号電極2000本独立に電気制御を行うという
ことは、接続する駆動ICのビン数が2000ケ必要と
がる。このことは1ケのICVC50ケのビンが接続0
T能として2000÷5〔)−40、即ち40ケのIC
i用いることになる。ICの数が多い分はコストの上昇
を招くと同時に信頼性についても不利となる。The disadvantage of this structure is that time-division driving is not possible. To electrically control 2000 signal electrodes independently for 2000 14i ports of the shutter array requires 2000 drive IC bins to be connected. This means that one ICVC 50 bin has 0 connections.
T function is 2000÷5[)-40, that is, 40 ICs.
i will be using it. A large number of ICs increases cost and is also disadvantageous in terms of reliability.
本発明の第1の目的は、上述従来例の欠点全除去すると
同時に、簡単な電極構造とし、設計、製作上の自由度I
Cくし、広い変形応用も可能な液晶−光学シャッタ全提
供することにある。The first object of the present invention is to eliminate all the drawbacks of the above-mentioned conventional example, and at the same time, to provide a simple electrode structure and increase the degree of freedom in design and manufacturing.
The purpose of this invention is to provide a complete liquid crystal-optical shutter that can be used in a wide variety of applications.
本発明の42の目的は、冒梢j−Wのギャップパターン
が簡明がパターンにすることによって、製造が容易とな
り、高信頼性と歩溜り向上を達成でき、低価格での供給
が可能な液晶−光学シャッタを提供することにあるっ
−また、本発明の第6の目的は、配線密度を4汁の1以
下にすることができ、ICの個数を2分の1以下とする
ことができ高信頼性と低価格に対して有利斤液晶−光学
シャツタを提供することにある。The 42nd object of the present invention is to provide a liquid crystal that can be manufactured easily, achieves high reliability and improved yield, and can be supplied at a low price by making the gap pattern of the front J-W simple and simple. - To provide an optical shutter - A sixth object of the present invention is that the wiring density can be reduced to 1/4 or less, and the number of ICs can be reduced to 1/2 or less. The object of the present invention is to provide an advantageous liquid crystal-optical shutter with high reliability and low cost.
さらに、本発明の第4の目的は、開口Mi+Iにおける
隙間を実質的に除去できる或極設肘が容鵬にできる液晶
−光学シャツタを提供することI/Cある。Furthermore, a fourth object of the present invention is to provide a liquid crystal-optical shirt shirt in which the gap in the opening Mi+I can be substantially eliminated and the pole arrangement elbow can be made more comfortable.
本発明のかかる目的は、複数の帯状共通電極とこれに近
接1〜、微少隙間を設けた補助電極により、この敵少な
隙間のみに生ずる横′心界発生部を有する上側基板と、
共通電極に対向する位置に複数の信号電極を設け、共通
電極との間で縦電界を印加できる下側基板、両者の間に
電界によって分子の配向が変化する液晶を設けた液晶セ
ルにおいて、共通電極と信+3電極がマトリックス配線
されている液晶光シャッタルアレイによって達成される
。Such an object of the present invention is to provide an upper substrate having a transverse center field generating portion that occurs only in this small gap by a plurality of band-shaped common electrodes and auxiliary electrodes adjacent to the common electrodes with a small gap.
In a liquid crystal cell, in which multiple signal electrodes are provided in positions facing the common electrode, a lower substrate that can apply a vertical electric field between them and the common electrode, and a liquid crystal whose molecular orientation changes depending on the electric field between the two, This is achieved by a liquid crystal optical shutter array in which electrodes and signal +3 electrodes are wired in a matrix.
本発明による電極の基本構成を第5図に示す。The basic structure of the electrode according to the present invention is shown in FIG.
第5図(alは本発明による構成で用いる上側電極の構
造である。91.92は2本の共通電極、81゜82.
83は接地電極である。これ等の電極I¥i1は15で
示される電極間のギャップが設けられ絶縁配置されてい
る。一方対向基板としての下電極を第5図(b) K示
す。101,1.02,103は信号型、極で、好まし
くはP状に形成されている、上下の基板によ □
ってセルを構成した時の共通電極の位置を点線で示す。FIG. 5 (Al is the structure of the upper electrode used in the configuration according to the present invention. 91.92 is the two common electrodes, 81° 82.
83 is a ground electrode. These electrodes I\i1 are arranged in an insulating manner with a gap 15 between the electrodes. On the other hand, a lower electrode serving as a counter substrate is shown in FIG. 5(b)K. 101, 1.02, 103 are signal type, poles, preferably formed in a P shape, by the upper and lower substrates □
The dotted line indicates the position of the common electrode when the cell is configured.
信号電極の端子は片側のみに出すこともできるが、この
ように交互にセル末端へ導く構造によって、駆動回路部
への配線接続密度を4以下にすることができる。Although the terminals of the signal electrodes can be brought out only on one side, this structure in which they are led alternately to the end of the cell allows the wiring connection density to the drive circuit section to be 4 or less.
次にこの構成による動作説明を第6図(a) l (b
)を用いて何つ。Next, we will explain the operation of this configuration in Figure 6 (a) l (b
) and how many.
使用する液晶及び配向け、神々の液晶モードが使用でき
るが、今説明のため、前述の従来例と同じものを用いる
。即ちNp液晶を第5図(b1201゜202の如く、
上下の電極面でストライプ電極vc犀対し45″の方向
に配向させ、偏光板を301.302で示すようクロス
ニコルとする。第6図は共通電極91と接地電極81.
82が101の信号電極と対向する部分で示されている
。81.82の電極は常に接地[2ておく、又91の共
通電極にはVcを常に印加してpく。第6図(alは閉
口状幅を示す。この時信号電極101は接地状態金運ぶ
。共通電極91と信号電極101にはVCの電位差が生
じ、Np液晶は垂直配向となり、クロスニコル間では暗
状態を示寸。第6図(b)は関口状態(明状態)を示す
、。The liquid crystal and orientation used can be any divine liquid crystal mode, but for the sake of explanation, the same one as in the conventional example described above will be used. That is, the Np liquid crystal is shown in Figure 5 (b1201゜202,
The stripe electrodes are oriented in the 45'' direction on the upper and lower electrode surfaces, and the polarizers are crossed nicols as shown by 301.302.FIG. 6 shows the common electrode 91 and the ground electrode 81.
82 is shown at a portion facing the signal electrode 101. The electrodes 81 and 82 are always grounded [2], and Vc is always applied to the common electrode 91. FIG. 6 (al indicates the closed width. At this time, the signal electrode 101 carries gold in a grounded state. A potential difference of VC is generated between the common electrode 91 and the signal electrode 101, the Np liquid crystal becomes vertically aligned, and it is dark between crossed nicols. Figure 6(b) shows the Sekiguchi state (bright state).
この時信号電極101はVdを選ぶ。VdはVaの正弦
波と同周波破、同位相で、大旨Vcに近い電圧を印加す
る。従つで91と101間の電位差は比較的小さく々す
、91と接地電極81.82間の横電界による配向が支
配的となる。この時の配向によって偏向方向が変り、ク
ロスニコル間で光を通過するようになる。動作上従来例
と異るところは第2図(alの閉口状態(暗)とWX
6 @ (a)の閉口状態を見較べると明瞭になるよう
に、本発明による方法では接地電極と信号電極の重り合
う部分(第6図ではらに相当する)での挙動が異る。即
ち第2図の接地電極に対向する共通電極部では、Vcが
常に印加されているので、暗状態であったが、第5図で
は液晶41が電極面に平行に配列している。この時完全
に平行になっていればクロスニコル間で暗状態を呈する
が、初期配向の方位による影響と、過渡的に分子配向が
81と101間で斜めになることから光が漏れる。これ
を避けるためこの発明では81.82の接地電極に光不
透過性導電部材を用いる。即ち金属電極とするもので、
kl 、 Cr+Au+ Ag+Mo r N 1等が
用いられる。At this time, the signal electrode 101 selects Vd. Vd has the same frequency and phase as the sine wave of Va, and a voltage approximately close to Vc is applied. Therefore, the potential difference between 91 and 101 is relatively small, and the orientation due to the transverse electric field between 91 and the ground electrodes 81 and 82 becomes dominant. The polarization direction changes depending on the orientation at this time, and the light passes between crossed nicols. The differences in operation from the conventional example are shown in Figure 2 (al closed state (dark) and WX
6 @ As is clear from comparing the closed state in (a), the method according to the present invention behaves differently in the overlapping portion of the ground electrode and the signal electrode (corresponding to the square in FIG. 6). That is, in the common electrode part opposite to the ground electrode in FIG. 2, Vc is always applied, so it is in a dark state, but in FIG. 5, the liquid crystal 41 is arranged parallel to the electrode surface. At this time, if they are completely parallel, a dark state will occur between crossed nicols, but light leaks due to the influence of the initial orientation and because the molecular orientation becomes oblique between 81 and 101 transiently. In order to avoid this, the present invention uses a light-opaque conductive member for the ground electrodes 81 and 82. In other words, it is a metal electrode,
kl, Cr+Au+Ag+Mor N1, etc. are used.
上記発明からも理解されるように、この発明の構成は上
電極で横電界を発生させ、下電極の各信号電極によって
縦電界を生じさせるよう上下電極に、電界を発生させる
方向の機能を分離する構造を選択することによって、第
5図の如く極めて簡単なパターンとすることができた。As can be understood from the above invention, the structure of the present invention is such that the upper electrode generates a transverse electric field, and each signal electrode of the lower electrode generates a vertical electric field, so that the function of the electric field generation direction is separated into the upper and lower electrodes. By selecting such a structure, an extremely simple pattern as shown in FIG. 5 could be obtained.
更にこの電極の構成で任意の開1]部を選択的に開口(
明状態)にする方法を説明する。第6図(al + (
b)による説明ではm共通電極91は常にVcの電圧を
印加するとして示したが、この時92にもVcを印加し
ておけば101の信号がVd0時、両者は同時に開口状
態となる。従って各信号電極は91.92に対して独立
な開口、開閉状態を呈することができかい1本発明では
共通電極(Cで示す)と信号電極(Rで示す)に各々選
択的な信号を伺与することVCよって選択的開口状態で
各シャッター開口部へ付与するものである。Furthermore, with this electrode configuration, any opening 1] can be selectively opened (
This section explains how to make the screen bright (bright state). Figure 6 (al + (
In the explanation in b), it was shown that the voltage of Vc is always applied to the m common electrode 91, but if Vc is also applied to the m common electrode 92 at this time, when the signal of the electrode 101 is Vd0, both will be in the open state at the same time. Therefore, it is possible for each signal electrode to exhibit an independent open/close state with respect to 91.92. In the present invention, a selective signal is sent to the common electrode (indicated by C) and the signal electrode (indicated by R). VC is applied to each shutter opening in a selectively open state.
第7図は上筒、極、下電極を組合せた時の駆動信号の接
続を示す。81.82.83の接地amは常に接地状態
とする。最初91の共通電極に電源501の電圧Vcを
印加し、この時92の共;!h 電極を接地する。91
にVcが印加されている時、101,102゜103へ
各々開口ならば電源502の’If圧Vd l、閉口々
らば接地電位を与える。次に91を接地にし、92にV
cを印加し、92に対する開口又は閉口の信号を各信号
電極へ力える。このように共通電、極を順次ON状態と
し、これにタイミングを合せて一本の共通電極に対して
同時に信号電極へ開口、閉口の信号を与える方式を線順
次走査と云うが、この発明ではこの線順次走査を用いる
ことができろ。共通電極CKVcが印加されている時を
ONで示し接地状態をOFF’とし、信号′電極RもV
d印加時をON。FIG. 7 shows the connection of drive signals when the upper cylinder, pole, and lower electrode are combined. 81.82.83 grounding am is always in the grounded state. First, the voltage Vc of the power supply 501 is applied to the common electrode 91, and at this time, the common electrode 92; h Ground the electrode. 91
When Vc is applied to 101, 102 and 103, the 'If voltage Vdl of the power supply 502 is applied if they are open, and the ground potential is applied if they are closed. Next, connect 91 to ground and 92 to V
c is applied, and an opening or closing signal for 92 is applied to each signal electrode. The method in which the common electrodes and electrodes are sequentially turned on in this way and timing is applied to simultaneously apply open and close signals to the signal electrodes of one common electrode is called line sequential scanning, but in this invention, the method is called line sequential scanning. This line-sequential scanning can be used. When the common electrode CKVc is applied, it is indicated as ON, and the ground state is indicated as OFF', and the signal 'electrode R is also V.
Turn on when d is applied.
接地時をOFFとする時、これ等の組合せによる明暗状
態を下表に示す。The table below shows the brightness and darkness of these combinations when the ground is set to OFF.
ところでここで問題となるのは共通電極も信号′t11
;極もOFFの状態である。通常このよりな′市川が全
く印加されてない状態の液晶配向は、液晶が持つ元来の
配向状態と、壁との相互作用による配向とで何等かの安
定状態に達するものである。しかしこの発明では極めて
早い配向変化を用いているので、外力による強制配向が
無い時は、その部分の明暗状帖(両者共接地)は、寸前
のタイミングにおける配向状態を持続してしまう。即ち
直前が明状態の時は、シャッターが開口したままになつ
ている。この意味でOFF/(”)FF状態にする直前
ではいずれか一方の電極がONになるように信号を与え
、この時の暗状態の配向が維持されるようにする。By the way, the problem here is that the common electrode also receives the signal 't11.
; The pole is also in the OFF state. Normally, the liquid crystal alignment in a state where no Ichikawa is applied at all reaches some kind of stable state between the original alignment state of the liquid crystal and the alignment due to interaction with the wall. However, since the present invention uses an extremely rapid change in orientation, when there is no forced orientation due to an external force, the bright and dark portions (both are grounded) will maintain the orientation state at the last timing. In other words, when the immediately preceding state is in the bright state, the shutter remains open. In this sense, a signal is applied to turn one of the electrodes ON just before the OFF/('')FF state, so that the orientation in the dark state at this time is maintained.
このようが動作の方法を用りるため上述の表の0FF1
0FFで(lSt米印を付しである。又誤解を避けるた
め第6図の(clは液晶の配向状態を示してぃ々い。し
かし0FF10FFになる直前にC又はR電極のいずれ
か一方がONと々る短いタイミングによって暗状態を作
っておくから、実際は垂直配向状態を示すものである。This is how it works by using 0FF1 in the table above.
At 0FF, (lSt) is marked with an American mark.Also, to avoid misunderstanding, (cl in Fig. 6 indicates the alignment state of the liquid crystal.However, just before reaching 0FF10FF, either the C or R electrode Since a dark state is created by a very short ON timing, it actually indicates a vertically aligned state.
上述のように本発明による電極構造を用いることにより
、第1に極めて簡単な電極構造とすることができる。第
5図(&lでは15で示す電極間ギャップを直線的に設
けた電極を形成するだけで良く、これは200龍もの長
尺プレイを形成する時でも、6μm程度の電極ギャップ
を用いるのに、ICで次に第5図(blで示すパターン
は、信号!極のピッチの2倍の間隔で配置でき、電極と
電極の隙間は信号電極と同等の巾を設けることができる
。信号電極の巾47はシャッタルアレイの解像度によっ
て決定される。即ち10本/龍の解像度を得るためには
17は100μmである。従って/8の隙間も11]i
1μmとなる。100μm程度の隙間が許されているパ
ターンの形成は簡単々フォトリソグラフィーによって達
成できる。By using the electrode structure according to the present invention as described above, firstly, the electrode structure can be extremely simple. In Figure 5 (&l), it is only necessary to form electrodes with a linear inter-electrode gap as indicated by 15. Next, in the IC, the pattern shown in Figure 5 (bl) can be arranged at an interval twice the pitch of the signal! electrodes, and the gap between the electrodes can be provided with a width equivalent to that of the signal electrode.Width of the signal electrode. 47 is determined by the resolution of the shutter array. That is, to obtain the resolution of 10 lines/dragon, 17 is 100 μm. Therefore, the gap of /8 is also 11]i
It becomes 1 μm. Formation of a pattern allowing a gap of about 100 μm can be easily achieved by photolithography.
この応用例では共通電極を2本に分けて時分割駆動して
いるので、信号電極のリード端子は従来のものの2分の
1で良い。このことは使用するrcを半分にできること
となり極めて有利である。更に、このリード端子をセル
端面へ上と下へ交互に導くことよう示しであるが、これ
によって片側へ全ての端子を導〈従来の方式に対しては
4分の1の配線密度となり、実装が容易になる。In this application example, the common electrode is divided into two and time-divisionally driven, so the number of lead terminals for the signal electrodes can be half of that of the conventional one. This is extremely advantageous since the rc used can be halved. Furthermore, the instructions indicate that these lead terminals should be led alternately upward and downward to the cell end face, but this allows all the terminals to be guided to one side (the wiring density is one-fourth that of the conventional method, making it easier to implement). become.
次にシャッター開口部配置は、共通電極によって上下二
段になっているが、紙面上下方向に移動する感光体へ光
書込みを行う時、これ等の開口部による隙間を0にする
ことが可能となっている。Next, although the shutter openings are arranged in two stages, upper and lower, due to the common electrode, it is possible to reduce the gap between these openings to zero when performing optical writing on a photoreceptor that moves vertically in the paper. It has become.
この配置の開口部による感光体上での光書込みされた点
を一直線上に並べるためには、91と92のピッチと感
光体の移動速度と開口時間を調整し、91.92に対応
して、1ライン分のシリアル信号をバッファー回路を介
して上記調整したタイミングによ・つて開口することと
ガる。In order to align the optically written points on the photoconductor by the apertures in this arrangement, adjust the pitch of 91 and 92, the moving speed of the photoconductor, and the opening time, and adjust the pitch corresponding to 91.92. , the serial signal for one line is passed through the buffer circuit and opened at the timing adjusted above.
第8図は第7図を変形した発明で、下電極構造101.
102とこれに苅向する共通電極91.92にり
よって形成される面を601の開[コ部と602声光部
によって構成する時の平面図を示す。FIG. 8 shows a modification of FIG. 7, showing a lower electrode structure 101.
102 and the common electrodes 91 and 92 extending therefrom are shown in a plan view when the surface formed by the open part 601 and the optical part 602 is formed.
これは第7図による発明で81.82の接地電極は10
1,401が0N10N で明状態を呈していても、常
にこの接地電極部が暗状態であることを求められていた
ため金属M1極とすることを提案したが、401.40
2が透明電極で、81182.83が金属電極であると
、同一基板上に二種の材料によって被膜が形成され、こ
れ等を選択的にエツチングする手間を要する。ところで
第8図の方法では、これ等接地電極、共通電極共に、喀
−の透明導電材の使用を可能とする方法である。即ち、
接地電極部や横電界発生部で元来光が漏れる構造であっ
ても、第8図のように遮光材料によって開口部を見切る
ようにすれば、これ等の問題は解決されることに基く。This is the invention according to Figure 7, and the ground electrode of 81.82 is 10
Even if 1,401 is in a bright state at 0N10N, this ground electrode part was always required to be in a dark state, so we proposed using a metal M1 pole, but 401.40
When 2 is a transparent electrode and 81182.83 is a metal electrode, films of two kinds of materials are formed on the same substrate, and it is necessary to selectively etch these films. By the way, in the method shown in FIG. 8, it is possible to use a transparent conductive material for both the ground electrode and the common electrode. That is,
This is based on the fact that even if the structure is such that light leaks from the ground electrode section or transverse electric field generating section, these problems can be solved by cutting off the openings with a light-shielding material as shown in FIG.
この遮光材qは黒色の塗料等光不透過性材料をスクリー
ン印刷等の手段によってセル基板外側に施すか、液晶と
相互作用の無い高分子材料等の絶縁材料Vこよす電極面
側に形成する、
第9図は更に時分割数を3に増やした例を示す。This light shielding material q is formed by applying a light-impermeable material such as black paint to the outside of the cell substrate by means such as screen printing, or by forming it on the electrode surface side with an insulating material such as a polymeric material that does not interact with the liquid crystal. , FIG. 9 shows an example in which the number of time divisions is further increased to three.
各記号の説明は前記例と同じものである。開口部601
は共通電極91.92.93に対して三段にがり、この
共通゛電極に対して信号電極101,102は1ドツト
ずつ位置をずらして各1ケずつ開口部が設けられている
。The explanation of each symbol is the same as in the previous example. Opening 601
The signal electrodes 101 and 102 are arranged in three stages with respect to the common electrodes 91, 92, and 93, and the signal electrodes 101 and 102 are shifted by one dot with respect to the common electrodes, and each has one opening.
第10図はこの応用例を用いて構成されるシャッターア
レイの概念図を示す。500がこの発明によるシャッタ
ーアレイ。602がシャッター開口部である。実際には
多数の開口部を持つものである。例えば16本/ll1
1の2001長のシャッターアレイにおいては6200
個の開口部を持つ。101〜104は信号電極端子、9
1,92.93は信号電極端子で、共通電極基板からセ
ル内部の電気接続によって信号電極側へ導かれる。接地
電極端子80も同様である。FIG. 10 shows a conceptual diagram of a shutter array constructed using this application example. 500 is a shutter array according to this invention. 602 is a shutter opening. In reality, it has many openings. For example, 16 pieces/ll1
6200 for a 2001 length shutter array of 1
It has several openings. 101 to 104 are signal electrode terminals, 9
Reference numerals 1, 92, and 93 denote signal electrode terminals, which are led from the common electrode substrate to the signal electrode side by electrical connections inside the cell. The same applies to the ground electrode terminal 80.
このようにこの発明による方法をltlいると、時分割
数を原理的には多数設けることが可能となる。In this way, by using the method according to the present invention, it is possible in principle to provide a large number of time divisions.
この例では、1個の開口部に対し、1本の信号電極を設
ける従来例に対して、6分の1の信号線で良く、片側の
みに信号線を導くのに対し両側に交互に導くことにより
配線密度は全体で14になる1、これは例えば200朋
長に対して、2000ケの信号線を設けていた時、50
ピンの信号線接続可能な駆動ICでは、10本/朋の接
続密度と、40ケのTCff要していたものが、この時
分割数6の場合には、約1.7本/闘の配線密度で14
ケのICで良いことになり、低価格化と信頼性向上に有
利となる。但し時分割数を多くすると各共通電極毎の開
口時間はその分だけ減じられ、光源を強くし々ければな
らないこと、又これ等の配置によって開口の時間差を生
じているため、時分割数を増しただけのラインバッファ
ーを要するので、自とこのv!1.は制限される。しか
し々がら、より高密度、高精細な印写が要求されており
、この為に時分割で駆動できることは極めて重要が要件
とガっている。In this example, compared to the conventional example in which one signal electrode is provided for one opening, only one-sixth the signal line is required, and instead of leading the signal line only on one side, the signal line is led alternately on both sides. As a result, the total wiring density becomes 141. This means, for example, when 2000 signal lines are installed for 200 tomocho, 50
A drive IC that can connect pin signal lines requires a connection density of 10 wires/wire and 40 TCff, but with this time division number of 6, the wiring density is approximately 1.7 wires/wire. 14 in density
This means that only a few ICs are needed, which is advantageous in lowering costs and improving reliability. However, if the number of time divisions is increased, the aperture time for each common electrode will be reduced by that amount, and the light source will have to be strengthened, and the arrangement of these factors will cause a difference in aperture time. Since it requires an additional line buffer, this v! 1. is limited. However, higher-density, higher-definition printing is required, and for this purpose, the ability to drive in time division is extremely important.
第11図は、本発明のシャッターアレイ701 をW
重子写真方式プリンタに利用した態様の説明図である。FIG. 11 shows the shutter array 701 of the present invention
FIG. 2 is an explanatory diagram of an embodiment used in a Shigeko photographic printer.
第11図において、光源702は常に点灯しており、液
晶−光学シャツタアレ−701を常に照らしている。こ
のシャッターアレー701は、液晶駆動回路(図示せず
)によって光源702よりの光線を透過あるいは全反射
させて光信号を発生し、感光ドラム706に照射する光
線を制御することができる。−また、光源702から光
線とンヤツタアレー701からの光信号の集光(ZJ+
を得るために、光路中シこレンズ704と705を配置
しておくことが望捷しい。感光ドラム706は、光信号
の照射に先qっで予めコロナ放電装置などを晴えた帯電
、スブーション706でプラス又はマイナスに・jlf
電され、感光ドラム7[13における光照射された所で
は、帯電電荷が消滅して静電潜像が形成される。この様
にして形成された静電潜像は、現像部707で帯電時の
極性と反対極性又は反転現像による時には同一極性のト
ナーとキャリアからなる現像剤の存在下に現像バイアス
を印加しながら磁気ブラシ現像性ガどによって現像し7
た後、転写部708で像保持部材709(例えば、紙な
ど)に転写し、次いで定着部710で熱や圧力などによ
−〕て定着され、完全に固定化されたプリント物が得ら
れる。In FIG. 11, a light source 702 is always on and constantly illuminates the liquid crystal-optical shutter array 701. The shutter array 701 transmits or totally reflects the light beam from the light source 702 using a liquid crystal drive circuit (not shown) to generate an optical signal, and can control the light beam irradiated onto the photosensitive drum 706 . - Also, the light beam from the light source 702 and the optical signal from the Nyatsuta array 701 are condensed (ZJ+
In order to obtain this, it is desirable to arrange thin lenses 704 and 705 in the optical path. Before the photosensitive drum 706 is irradiated with an optical signal, the photosensitive drum 706 is charged with a corona discharge device or the like in advance, and then the photosensitive drum 706 is charged with a positive or negative charge using a sub-tion 706.
At the portion of the photosensitive drum 7 [13 that is irradiated with light, the charged charges disappear and an electrostatic latent image is formed. The electrostatic latent image formed in this way is magnetically developed in the developing section 707 while applying a developing bias in the presence of a developer consisting of toner and carrier of the opposite polarity to the polarity at the time of charging, or of the same polarity when performing reversal development. Developed with brush developable gado7
After that, the image is transferred to an image holding member 709 (for example, paper) in a transfer unit 708, and then fixed in a fixing unit 710 using heat, pressure, etc., to obtain a completely fixed print.
シャッタアレー701から発生した光信号を受ける感光
体は、前述の如き′電子写真方式のものに限らず、例え
ば銀塩写真方式の感光体(例えは、モノクロペーパー、
カラーペーパー、米国スリーエム社「ドライシルバー」
など)であってもよい。The photoreceptor that receives the optical signal generated from the shutter array 701 is not limited to the electrophotographic type described above, but is also, for example, a silver halide photoreceptor (for example, a monochrome paper,
Color paper, 3M USA "Dry Silver"
etc.).
以上説明[7たように、横電界を発生させる上宿。As explained above [7], the upper house generates a transverse electric field.
極を帯状構造となし、複数設け、これに灯し縦電界全発
生させる下電極をマトリックス状に組合せる構造により
、次のようh効果をもたらす。The structure in which a plurality of poles are provided in a strip-like structure and combined in a matrix with lower electrodes that are illuminated to generate a full vertical electric field produces the following h effect.
1、 設計の任意回、自由度が広がり、高解像度のシャ
ッターアレイも容易に作れるようになった。1. The degree of freedom in design has expanded, and high-resolution shutter arrays can now be easily created.
2 パターンが簡明で、パターン加工が容易である。2. The pattern is simple and pattern processing is easy.
3、 実装密度を下けることができるっ4、 駆動TC
を減らすことができる。3. Packaging density can be lowered 4. Drive TC
can be reduced.
5、 遮光保持のだめの構造を容易に得られる。5. A light-shielding and holding reservoir structure can be easily obtained.
6、 こわ等総合的効果として低価格、高信頼性のシャ
ッターアレーが作れるようVC々っだ。6. Stiffness, etc. As a comprehensive effect, there are many VCs that can make low-cost, highly reliable shutter arrays.
8g1図(aiは従来のシャッターアレイの断面図で、
第1図(blはその平面図である。第2図(alおよび
第2図(b)fi、従来のシャッターアレイの動作の態
様を示す説明図である。第3図(a)および第3図(b
lは、シャッターアレイの応答状態を示す説明図である
。
第4図(al、第4図(b)、第4図(C)および第4
図(d)ば、液晶の応答状態を示す説明図である。第5
図Ta)は本発明のシャッターアレイの一方の電極構造
の平面図で、第5図(biU本発明のシャッターアレイ
の他方の電極構造の平面図である、第6[ス(al、第
6図(b)、第6図(clおよび第6図(d)は本発明
の7ヤツターアレイの動作台・示す説明図である。第7
図は、本発明の7ヤツターアレイの動作回路を示す説明
図である、第8図は、本発明の仙のンヤツターアレイの
平面図、第9図は本発明の別のシャッターアレイの平面
図である。第10図は本発明のシャッターアレイの態様
を示す平向図である。第11図は本発明のシャッターア
レイを重子写真方式プリンタに利用(7た態様のiシ)
、開国である。
11・・・・・基板
12.91.92.93・・・・・・共通電極21.2
2,23,24,101,102,103・・・・・・
信号電極30.31.32.33,81.82.83・
・・・・・接地電極41・・・・・・液晶
61.62・・・・・・偏光板
601・・・・・・遮光部
602・・・・・・開口部
401.402・・・・・・スイッチ
501 、502・・・・・・電源
特許出願人 キャノン株式会社
代理人 弁理士丸 島 義 −
第1[
−86・
1U乙Figure 8g1 (ai is a cross-sectional view of a conventional shutter array,
FIG. 1 (bl is a plan view thereof. FIG. 2 (al and FIG. 2(b) fi is an explanatory view showing the mode of operation of a conventional shutter array. FIGS. 3(a) and 3). Figure (b
1 is an explanatory diagram showing the response state of the shutter array. Figure 4 (al), Figure 4 (b), Figure 4 (C) and Figure 4
Figure (d) is an explanatory diagram showing the response state of the liquid crystal. Fifth
Figure Ta) is a plan view of one electrode structure of the shutter array of the present invention, and Figure 6 is a plan view of the other electrode structure of the shutter array of the present invention. (b), Fig. 6 (cl) and Fig. 6 (d) are explanatory diagrams showing the operating table of the 7-Year array of the present invention.
The figure is an explanatory diagram showing the operation circuit of the seven-shot shutter array of the present invention, FIG. 8 is a plan view of the seven-shot shutter array of the present invention, and FIG. 9 is a plan view of another shutter array of the present invention. FIG. 10 is a plan view showing an embodiment of the shutter array of the present invention. FIG. 11 shows the use of the shutter array of the present invention in a Shigeko photographic printer (i-series of seven embodiments).
, the opening of the country. 11...Substrate 12.91.92.93...Common electrode 21.2
2, 23, 24, 101, 102, 103...
Signal electrode 30.31.32.33, 81.82.83・
...Ground electrode 41...Liquid crystal 61.62...Polarizing plate 601...Light blocking section 602...Opening section 401.402... ... Switches 501, 502 ... Power supply patent applicant Canon Co., Ltd. agent Patent attorney Yoshi Marushima - No. 1 [-86・1U B
Claims (1)
もって配置した補助電極を有する基板と前記共通電極に
対向する位置に複数に分割され且つマトリック配線した
信号電極を有する基板を備え、且つ前記共通電極と補助
電極の間の微少隙間で横電界を発生させる手段と前記共
通電極と信号電極の間で縦電界を発生させる手段を有し
、前記2種の基板の間に封入された液晶に縦電界を作用
させた時の液晶の配列方向と前記液晶に横電界を作用さ
せた時の配列方向の変化によって、入射光の透過と遮断
の倒れか一方を制御することを特徴とする液晶−光学シ
ャッタ。A substrate having a common electrode wired in a matrix and an auxiliary electrode arranged with a slight gap therebetween, and a substrate having a signal electrode divided into a plurality of parts and wired in a matrix at a position facing the common electrode, and the common electrode and the auxiliary electrode and means for generating a vertical electric field between the common electrode and the signal electrode, and the vertical electric field acts on the liquid crystal sealed between the two types of substrates. 1. A liquid crystal-optical shutter characterized in that one of transmission and blocking of incident light is controlled by changing the alignment direction of the liquid crystal when the liquid crystal is oriented and the alignment direction when a transverse electric field is applied to the liquid crystal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12182782A JPS5912418A (en) | 1982-07-13 | 1982-07-13 | Liquid crystal-optical shutter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12182782A JPS5912418A (en) | 1982-07-13 | 1982-07-13 | Liquid crystal-optical shutter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5912418A true JPS5912418A (en) | 1984-01-23 |
Family
ID=14820905
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12182782A Pending JPS5912418A (en) | 1982-07-13 | 1982-07-13 | Liquid crystal-optical shutter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5912418A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61120117A (en) * | 1984-11-15 | 1986-06-07 | Seiko Epson Corp | Liquid-crystal optical imaging device |
JPS6283728A (en) * | 1985-10-09 | 1987-04-17 | Hitachi Ltd | Switching array for time division driving light |
-
1982
- 1982-07-13 JP JP12182782A patent/JPS5912418A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61120117A (en) * | 1984-11-15 | 1986-06-07 | Seiko Epson Corp | Liquid-crystal optical imaging device |
JPS6283728A (en) * | 1985-10-09 | 1987-04-17 | Hitachi Ltd | Switching array for time division driving light |
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