JPS6169026A - 液晶素子 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、微小なシャッタ部を多数配列した液晶素子
忙関する。

〔発明の技術的背景〕

最近、液晶素子は、テレビジョン受像機やコンピュータ
用ディスプレイ等における画像表示や、コンピュータ端
末）森または事務機器として使用される光書込み式プリ
ンタの光書込み等にも応用されるようになってきている
。

この様な光書込み式プリンタは、文字、数字、図形等を
、１インチ当り２４０ドツト、あるいは１００　、炒 ！ａｍ、以下の極めて微小なものである。

しかして、この画像表示や光書込み等に使用される液晶
素子は、光の透過を制御する微小なシャッタ部を密な間
隔で多数配列形成したもので、前記シャッタ部は、液晶
層をはさんで対向する一対の透明基板に互いに対向する
ように透明電極を形成すること釦よって構成されており
、前記シャッタ部は、書込むドツトに対応した極めて微
小な面積に形成され、且つ印刷する用紙の大きさに応じ
た数だけ極めて多数個配列されている。そして、文字等
を構成する複数のドツトは１ペ一ジ分を１ドツトライン
ずつ書込み動作させる必要があるため、そのシャッタ部
は極めて高速度（１シャッタ部当り１　ｍ　ｓｅｃ　）
で駆動される。

したがって、この液晶素子は高速応答特性に優れ、高い
コントラストが得られ、且つ絶対的な透過光景が大きい
という電気光学的な緒特性が要求されている。

ところで、光書込み用の液晶素子が、上述した電気光学
的な特性を満足しているかは、その液晶素子を実際に駆
動し、そのシャッタ部を透過する光を測定装置によって
検出して前記緒特性を測定している。

しかし、この様な従来の液晶素子は、シャッタ部が極め
て微小であるため、その液晶素子釦よって制御された光
と、その他の漏れ光との比（Ｓ／Ｎ比）が小さく、正確
な特性の測定ができない。また、測定装置の光検出部と
、液晶素子のシャッタ部の位置合わせが極めて困難であ
り、位置合わせ誤差による光検出の誤差が大きく影響し
て、正確な電気光学的な特性の測定ができないという問
題があった。

’　　　　（’Ｑ　ＢＪＪ　Ｏｌ。〕 本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、
その目的は、電気光学的な特性を、容易に、且つ正確に
測定することのできる液晶素子を提供することである。

〔発明の概要〕

上述した目的を達成するため、本発明は、多数配列され
た微小なシャッタ部の他に、テスト用のシャッタ部を形
成したことを要点とするものであり、このテスト用シャ
ッタ部を用いて液晶素子の電気光学的な特性の測定を可
能くしたものである。

〔発明の実施例〕

以下この発明の一実施例を、光書込み式プリンタの光書
込みに使用される液晶素子を例にとって図面を参照して
説明する。

まず、光書込み式プリンタの構成について説明すると、
第２図において、１は光導電性感光ドラム、２は感光ド
ラム１の表面に均一に帯区させる帯′１器、３は帯峨さ
れた感光ドラム１０表面に光書込みを行なう光記録部で
あり、この光記録部３は、画儂等の記録情報に基づいて
タイミング等を　′制御する記録制御部４により駆動さ
れ、感光ドラム１０表面に光を照射して、感光ドラム表
面の光照射部分の電荷を消去することにより光書込みを
行なうようになっている。

この光記録部３の光書込み罠よって形成された感光ドラ
ム表面の静電潜像は、現像器５によりトナー現像される
。

また、記録用紙６は、給紙ロール７によって給送され、
待機ロール８によって一旦停止された後、感光ドラム表
面のトナー像と同期をとって転写部９に送られるように
なっており、感光ドラム表面のトナー像は、転写部９に
おいて用紙６に転写される。この用紙６は、分離部１０
において感光ドラム１から分離され、定着器１１でトナ
ー像を定着されて排紙ローラ１２により送出される。

なお、用紙６にトナー像を転写した感光ドラム１は、除
電器１３によりトナー電荷を中和された後、クリーナ１
４で残存トナーを清掃され、イレーザ１５により表面電
荷を中和される。

前記光記録部３は、第３図に示すように、光源１６と、
光書込み用液晶素子２０と、結像レンズ１７とからなっ
ており、光源１６からの光を液晶素子２０および結像レ
ンズ１７を介して感光ドラム表面に照射するようになっ
ている。

上記液晶素子２０は、感光ドラム１の軸方向に沿う横長
のもので、この液晶素子２０は、その長さ方向に沿わせ
て、光の透過を制御する多数の微小シャッタ部を密な間
隔で形成したものである。

すなわち、第１図および第４図〜第８図は上記液晶素子
２０を示したもので、ここではＧＨ型の液晶素子を示し
ている。

この液晶素子２０の構造を説明すると、図中２１．２２
は厚さ約Ｑ、　７　ｓｎのガラス板からなる上下一対の
透明基板であり、この一対の透明基板２１．２２は、第
１図および第７図に示すような横長枠体の外側シール材
２３ａと、この外側シール材２３ａの両側辺部に対し２
朋程度の間隔ｄをとってその内側に形成された互いに平
行な一対の内側シール材２３ｂ、２３ｂとを介して接着
されている。

この一対の内側シール材２３ｂ１２３ｂ間の間隔ｅは約
１間とされており、この内側シール材２３ｂ１２３ｂ間
の狭巾間隙の長さは、例えば最大Ｂ４版の用紙に記録す
るプリンタ用の液晶素子の場合で２４９朋とされている
。また、内側シール材２３ｂ、２３ｂの両端部は、それ
ぞれ外側シール材２３ａの両側辺部とつながっており、
基板２１．２２間の内側シール材２３ｂ、２３ｂと外側
シール材２３ａの両側辺部とによって囲まれた部分は空
間３０．３０とされている。なお、第１図において、３
１．３１は一対の基板２１．２２を重合接着する際に基
板２１．２２　間の空気を外部に逃がしてやるための空
気孔であり、この空気孔３１．３１は、基板２１．２２
の接着後に塗着された封止材３２．３２で封止されてい
る。従って、前記空間３０，３０には、基板２１．２２
の接着時に取り残された空気（清浄空気）が封入されて
いる。

また、前記内側シール材２３ｂ、２３ｂ　　間の狭巾間
隙Ｅの両端には、外側シール材２３ａで囲まれた広巾の
液晶溜部Ｆが前記狭巾間隙Ｅに連通して・　形成されて
おり、基板２１．２２間の前記狭巾間隙Ｅおよび液晶溜
部Ｆには、二色性染料を添加した液晶組成物２４が充填
されている。なお、３３は、外側シール材２３ａの一端
部に設けられた液晶注入孔であり、この液晶注入孔３３
は、一対の基板２１．２２を重合接着する際に基板２１
．２２間の空気を外部に逃がしてやるための空気孔も兼
ねてお１す、この液晶注入孔３３は、液晶組成物２４を
注入（真空注入法で注入）した後に封止材３４を塗着す
ることによって封止されている。

また、前記一対の基板２１．２２のうち、一方の基板２
１（以下セグメント基板という）の内面には、第１図お
よび第６図に示すように、前記内側シール材２３ｂ、２
３ｂ間の狭巾間隙Ｅ内の部分Ｋ。

その全長にわたって、−辺の長さが約１８０μｍのほぼ
方形な多数のセグメント電極Ｓ１、Ｓｌ、・・・、Ｓｌ
、Ｓｌ、・・・が２列に並べて配列形成され、他方の基
板２２（以下コモン基板という）の内面には、第５図に
示すように、セグメント基板２１の各セグメント電極列
とそれぞれ対向させて、巾３龍の２本の帯状コモン電極
Ｃ１、Ｃ２が３０μｍ程度の微小間隔なもって平行に形
成されている。

このセグメント電極８１．Ｓｌ、・・・、Ｓｌ、Ｓｌ、
・・・とコモン電標Ｃ１、Ｃ２はいずれも透明電極とさ
れており、このセグメント電極Ｓｌ、Ｓ１．・・・、Ｓ
ｌ、Ｓｌ、・・・　とコモン電極Ｃ１、Ｃ２とが゛対向
している部分で光の透過を制御するシャッタ部ａ、ａ、
・・・が形成されている。

前記２列のセグメント電極Ｓ１、Ｓｌ、・・・、Ｓｌ、
Ｓｌ、・・・のうち、一方の列のセグメント電極Ｓ１、
Ｓｌ、・・・は、他方の列のセグメント電極Ｓ２、Ｓｌ
、・・・Ｋ対して１／２ピツチずらして配列されており
、従って前記シャッタ部ａ、、ａ、・・・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。

このように各シャッタ部ａ％ａ１・・・を１／２ピツチ
ずらして２列に配列しているのは、一方の列のシャッタ
部ａ、　ａ、・・・を通った光で一列に照射した感光ド
ラム表面の照射点の列の間を他方の列のシャッタ部ａ、
　ａ、・・・を通った光で照射して、感光ドラム表面に
ドツト密度の高い静電溜像を形成するためである。なお
、このシャッタ部ａ％ａ１・・・は、最大Ｂ４版の用紙
に記録するプリンタ用の液晶素子の場合で、１列につき
１１７４　個配列形成されており、各列のシャッタ部ａ
、　ａ、・・・の配列ピッチ（シャッタ部ａ、　ａの中
心間の距離）Ｐｌ、Ｐ２はそれぞれ約２００μｍとされ
、一方の列のシャッタ部ａ、　ａ、・・・と他方の列の
シャッタ部ａ、　ａ、・・・どの中心間の距離りは約２
６０ａｍとされている。

また、一方の列のセグメント成極Ｓ１．Ｓｌ、・・・と
他方の列のセグメント電極Ｓ２、Ｓｌ、・・・とは、１
／２　ピッチのずれをもって隣接するもの同志が、セグ
メント電極とほぼ回申の共通接続電極２５．２５、・・
・によって接続されており、セグメント電極の駆動回路
接続リード２６．２６、・・・は、共通接続されたセグ
メント電極Ｓｌ、８２のいずれか一方から左右交互に導
出されている。このように一方の列のセグメン）［極Ｓ
１、Ｓｌ、・・・と他方の列のセグメント電極Ｓ２、Ｓ
ｌ、・・・とを共通接続しているのは、各列のセグメン
ト電極８１，８１、・・・、Ｓｌ、Ｓｌ、・・・から個
々に駆動回路接続リードを導出するのでは、駆動回路接
続リードの本数が非常に多くなってこのリードの引き回
しが困難になるからであり、そのために、この液晶素子
では、一方の列のセグメント電極Ｓ１、Ｓｌ、・・・と
他方の列のセグメント電極Ｓ２、Ｓｌ、・・・とを共通
接続し、各セグメント電標列にそれぞれコモン電極Ｃ１
、Ｃ２を対向させて液晶素子を時分割駆動するようＫし
ている。

な粘、前記セグメント電極匡極８１，８１．・・・、Ｓ
ｌ、Ｓｌ、・・・と共通接続電極２５．２５、・・・　
および駆動回路接続リード２６．２６、・・・は、酸化
インジウム等の透明導電材料で一体的に形成されている
。

また、第１図および第７図において、２７．２７、・・
・は、前記共通接続電極２５．２５、・・・および駆動
回路接続リード２６．２６、・・・の上に被着されたク
ロムまたは金等からなる低抵抗金属膜であり、この金属
膜２７．２７、・・・は、共通接続電極２５．２５、・
・・部分および駆動回路接続リード２６．２６、・・・
部分の電気抵抗を小さくするために設けられている。

なお、前記駆動回路接続リード２６．２６、・・・は、
前記外側シール材２３ａ　の外側に突出しているセ）　
　　グメント基板２１の両側縁部に導出されており、こ
の電動回路接続リード２６．２６、・・・を覆５金属膜
２７．２７、・・・は、駆動回路接続リード２６．２６
、・・・の駆動回路接続端子部２６ａ、２６ａ、・・・
を除いて被着されている。

また、第５図および第８図において、２８．２８は前記
コモン電極Ｃ１、Ｃ２の上に７ヤツタ部ａ１ａ、・・・
を除いて被着された低抵抗金属膜であり、この金属膜２
８．２８は、コモン電極Ｃ１４Ｆ、Ｃ２の電気抵抗を小
さくするためと、シャッタ部ａ、　ａ、・・・の光透過
面積を規制するために設けられている。

２８ａ、２８ａ、・・・はこの金属膜２８．２８によっ
て規制された光透過部（透明コモン電極ＣＩ、Ｃ２が露
出している部分）を示しており、この光透過部２８ａ、
　２８ａ、−は、縦横の長さ１１、Ｊｚ（第７図参照）
がそれぞれ約９０μｍの方形状となっている。

なお、前記セグメント電極Ｓｌ、Ｓｌ、・・・、Ｓｌ、
Ｓｌ、・・・およびコモン電極Ｃ１、Ｃ２の膜厚は２０
０〜３００　Ａ、金属膜２７．２７、・・・および２８
．２８の厚さは約１７０ＯＡで゛ある。

２９．２９は側基板２１．２２の内面に形成された液晶
配向膜であり、この配向膜２９．２９の膜厚は２００〜
４００Ａである。

なお、この実施例において、前記シャッタ部ａ、ａ、・
・・を形成する各セグメント電極Ｓ１、Ｓｌ、・・・、
Ｓｌ、Ｓｌ、・・・の配列部分の両側に内側シール材２
３ｂ、２３ｂ　　を設はセグメント電極配列部分の液晶
充填面積を狭くしているのは、液晶充填面積を広（する
と、高周波信号の印加時にセグメント電極８１，８１、
・・・、Ｓｌ、Ｓｌ、・・・のリード２６．２６、・・
・からも液晶組成物２４を介してコモン電極ＣＩ、Ｃ２
に高周阪電流が流れてコモン電極ＣＩ、Ｃ２の発熱を促
進させるからであり、上記のように液晶充填面積を狭く
してセグメント”を極Ｓ１、Ｓｌ、・・・、Ｓｌ、Ｓｌ
、・・・のリード２６．２６、・・・とコモン電極Ｃ１
、Ｃ２とが対向する部分にはできるだけ液晶組成物を介
在させないよ５にすれば、コモン電極ＣＩ、Ｃ２の発熱
を小さくすることができる。また、この実施例では、セ
グメン）Ｋ極Ｓ１．８１．・・・、Ｓｌ、Ｓｌ、・・・
が配列されている液゛晶充填部の両側を、内側シール材
２３ｂと外側シール材２３ａとからなる二重壁構造とし
ているから、外部から微細な埃や水分等が液晶層内に侵
入するのを完全に防ぐことができる。

一方、第１図において、５Ｏ１Ｓｏは前記セグメント電
極Ｓ１、Ｓｌ、・・・、Ｓｌ、Ｓｌ、・・・の配列部の
両端側に形成された横長の補助セグメント′電極であり
、この各補助セグメント電極５Ｏ１Ｓｏは、コモン基板
２２のコモン電極ＣＩ、Ｃ２と対向して余白消去シャッ
タ部を形成している。この余白消去シャッタ部は、光書
込みに使用される前記２列のシャッタ部ａ、ａ、・・・
を通った光が照射されない感光ドラム両端部（記録用紙
の両側の余白部に対応する部分）に光を照射して感光ド
ラム両端部の帯電電荷を消去することにより、記録用紙
の両側の余白部を白く残すためのもので、この余白消去
シャッタ部は常に開（光透過）となるよ５に駆動される
。また、第１図において、Ｓｔ％Ｓ【は前記補助セグメ
ント電極ＳＯ，ＳＯの外側に形成されたテスト用セグメ
ント眠極であり、このテスト用セグメント電極ｓｔ、ｓ
ｔもコモン基板２２のコモン電極ＣＩ、Ｃ２と対向して
テスト用シャッタ部を形成している。２３ｃ１２３ｃ　
　はテスト用セグメント電極ｓｔ、ｓｔに両側圧設けら
れて側基板２１．２２間の間隔を保持するスペーサであ
る。

なお、前記補助セグメン）を極Ｓｏ、Ｓｏおよびテスト
用セグメント′匿極ｓｔ、ｓｔをコモン基板２２のコモ
ン電極Ｃ１、Ｃ２と対向させるため釦、コモン基板２２
のコモン電極Ｃ１、Ｃ２上に被着させた金属膜２８．２
８は、コモン電極Ｃ１、Ｃ２の補助セグメント電極Ｓｏ
、Ｓｏおよびテスト用セグメント電極ｓｔ、ｓｔと対向
する部分２８ｂ、２８ｂおよび２８ｃ、２８ｃ　を露出
させるように被着されている（第５図参照）。

また、第７図においては３５は偏光板である。

この液晶素子２０は、第４図に示すように液晶素子２０
と接続した駆動回路４０から各セグメント電極Ｓ１、Ｓ
ｌ、・・・、Ｓ２、Ｓ２、・・・とコモン電極ＣＩ、Ｃ
２との間に駆動信号を印加して２周波で時ｒ　　　分割
枢動される。

この２周波駆動方式は、液晶の誘電分散現象を利用し、
液晶に高い周波数の電界を印加して液晶分子を電界に対
して直交するように配向させ、また、低い周波数の電界
を印加して液晶分子を電界Ｃ１、Ｃ２との間に第９図（
ａｔに示すような波形の駆動電圧が印加され、シャッタ
部ａ、ａ、・・・を閉（不透過）とする場合は各セグメ
ント電極Ｓ１、Ｓｌ、・・・、Ｓ２、Ｓ２、・・・とコ
モン電極Ｃ１、Ｃ２との間に第９図０））Ｋ示すような
波形の駆動電圧が印加される。なお、第９図では、シャ
ッタ部ａ、ａ、・・・を制御するための１周期Ｔ１の波
形を示しており、この駆動波形は下記の条件に設定され
ている。

駆動電圧Ｖｏｐ＝２５Ｖ（一定） Ｔｌ＝２ｍ秒 Ｔ２＝　Ｔ３：　１ｍ秒 低周波駆動周波数＝５ＫＨｚ 高周波駆動周波数＝　３２０Ｉ（Ｈｚ しかして、第４図に示す液晶素子２０の各シャッタ部ａ
、ａ・・・は、低周波数または高周波数の起動電圧（Ｔ
２の時間帯の信号）によって開閉され、舒周波数の電圧
と高周波数の電圧とが重畳した波形の持続電圧（Ｔａの
時間帯の信号）によって開または閉状態が保持され、こ
れらの２列に配列されたシャッタ部ａ、ａ、・・・は、
各列ごとにＴ１を１周期として時分割的に駆動され、各
シャッタ部ａ。

ａ、・・・はそれぞれ独立して開閉制御される。

ところで、この液晶素子２０は、製造工程中にシャッタ
部ａ、ａ、・・・が開または閉状態における絶対的な透
過光量、シャッタ部ａ、ａ、・・・が開状態と閉状態に
おける透過光量の比（コントラスト）及び応答速度等の
電気光学的特性が検査される。

この電気光学的特性の測定は、液晶素子２０の前述した
液晶溜部Ｆ、Ｆに形成したテスト用セグメント電極ｓｔ
、ｓｔによって構成されるテスト用シャッタ部の少なく
とも一方を用いて行なわれる。

即ち、前記テスト用シャッタ部Ｋ、測定装置の光検出部
を対応させ、テスト用セグメント電極Ｓｔ、Ｓｔ　と、
これに対向するコモン電極Ｃ１、Ｃ２の間に前述したＩ
’ｌＪ電圧を印加してテスト用シャッタ部を開閉制御し
、その際の透過光を検出することにより、液晶素子２０
の電気光学的な諸特性を測定することができる。

この場合、テスト用シャッタ部は、測定装置との関係に
おいて、液晶素子の任意の箇所に設けることができる。

また、このテスト用シャッタ部はシャッタ部ａ、ａ、・
−・より大きな面積に形成できる。したがって、液晶素
子２０により制御された光と、その他の漏れ光との比（
Ｓ／Ｎ比）が大となり、また、液晶素子の被検出部位と
測定装置の光検出部位との位置合わせの精度を高く要求
されず、測定が容易にして且つ正確になる。

また、テスト用シャッタ部を任意の位置に設定すること
が可能なため、形状等が異なる液晶素子を製造する場合
にも、テスト用のシャッタ部を測定装置に対応した位置
に設けることができるので、異なる液晶素子においても
正確に、且つ容易に諸特性を測定することができる。

尚、上述した実施例では、テスト用シャッタ部を、シャ
ッタ部ａ、ａ、・・・が配列された狭巾間隙Ｅの両端に
設けた双方の液晶溜部Ｆ、Ｆにそれぞれ形成した列を示
したが、本発明は、これに限ることなく、前記液晶溜部
Ｆ、Ｆの一方のみに形成しても良い。また、本発明のテ
スト用シャッタ部は、液晶が封入された対向する基板間
の任意の位置に形成しても良い。

〔発明の効果〕

本発明は、多数の微小なシャッタ部の他に、液晶素子の
電気光学的特性を測定するためのテスト用シャッタ部を
形成したものであり、このテスト用シャッタ部は、その
測定に適した任意の位置に設けることができるので、液
晶素子各々の電気光学的特性の測定が容易になり、且つ
正確になるという利点がある。

【図面の簡単な説明】 図面は、本発明の一実施例を示したもので、第１図はシ
ール材をセグメント基板と平行な平面で切断して示す液
晶素子の断面図、第２図および第□□′　　　３図は液
晶素子を用いて光書込みを行なう光書込み式プリンタの
概略図およびその光記録部の構成図、第４図は液晶素子
の平面図、第５図は液晶素子のコモン基板の平面図、第
６図はセグメント基板のセグメント電極形成部の拡大平
面図、第７図は第６図のＡ−Ａ線に沿５液晶素子の断面
図、第８図は第７図のシャッタ部分の拡大図、第９図は
液晶素子の駆動波形図である。 ２１．２２・・・基板、Ｓｌ、Ｓ２・・・セグメント電
極、ＣＩ、Ｃ２・・・コモン電極、ａ・・・シャッタ部
、Ｓｔ・・・テスト用電極、Ｅ・・・狭巾間隙、Ｆ・・
・液晶溜部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対向配置された一対の基板の内面それぞれに、互いに対
   向して配列された複数のシャッタ電極と、前記一対の基
   板の間に介在する液晶とにより多数の微小シャッタを形
   成する液晶素子において、前記一対の基板の少なくとも
   一方の内面に、他方の基板の内面に形成された電極と対
   向するテスト用電極を形成したことを特徴とする液晶素
   子。