JPS606983A - マトリクス形液晶表示装置 - 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〕 本発明は、サーモトロピック液晶を用いて表示内接を記
憶保持する機能を持たせだマトリクス形液晶表示装置に
関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 従来のサーモトロピック液晶を用いたマトリクス形液晶
表示装置は、第１図（ａ）、（ｂ）に示すように、スペ
ーサ１を介して相対向した二枚の透明基板２．３に、そ
れぞれＳｉｏ、膜等の絶縁膜４．５を介して熱を発生さ
せるための複数本の加熱電極６と表示信号を印加するだ
めの複数本の透明導’ｒａ膜からなる信号電極７とが互
いに直交するように配置され、この間にサーモトロピッ
ク液晶８を封入挾持した構造になっている。加熱電極６
と信号電本眞７の各交点が表示画素となる。各電極基板
表面には配向層が設けられるが、図では省略しである。 これに用いているサーモトロピック液晶８は液晶分子の
誘電異方率が正（Ｐ形）であり、温度によりスメクティ
ック状態、ネマティック状態、液体状態と変化するもの
である。スメクティック状態からネマティック状態へ変
化する温度（以下。 Ｔｓｎと記す）は、例えば５３℃前後に、ネマティック
状態から液体状態へ変化する温度（以下Ｔｎｉと記す）
は５６℃前後になるように調整されており、使用環境温
度により前記液晶状態の変化が生じないようにしである
。 前記液晶を用いたマトリクス形液晶表示装置の動作原理
を第２図を用いて説明する。前記マトリクス形液晶表示
装置内の液晶８は、常温における初期状態では第２図（
ａ）に示すようにスメクテイツク状態であり、液晶の分
子は層を形成し各層内では分子の長軸が一定方向を向き
互いに並行であるが、各層は別々の方向を向いており光
を散乱させる状態になっている。この状態では白濁して
見える。この状態から表示動作を行なわせる表示画素に
対応する加熱電極６に電圧を印加し、前記温度Ｔｎｉ以
上になるまで加熱し液晶を液晶の性質を示さなくなる液
体状態にし、この液体状態になった時点で加熱量＆６に
電圧を印加するのを中止すると同時に、表示動作を行な
わせる表示画素に対応する信号電極７に信号電圧を印加
する。加熱電極６に電圧を印加するのを中止した時点か
ら液晶は冷却されて前記濃度Ｔｎｉ以下になると（液晶
分子の長軸が一方向にそろって配列する）ネマティック
状態になる。このとき前記信号電圧が印加された表示画
素部は第２図（ｂ）に示すように液晶分子の長軸方向が
基板に対し垂直になり、前記信号電圧が印加されない表
示画素部は第２図（ｅ）のよう１ｃ液晶分子はランダム
な方向を向いている。さらに前記温度Ｔｓｎ以下になる
と液晶はスメクテイツク状態となるが、この時の液晶分
子の配列はネマティック状態時の液晶分子の配列に関係
する。すなわちネマティック状態時に信号電圧が印加さ
力、基板に対（〜で液晶分子の長軸が垂直になっていた
部分は、第２図（ｄ）　ｖｃ示すように液晶分子の各層
が基板に平行で６Ｖ晶分子の長軸と同じ方向に重なり合
って透明状態となり、それ以外の部分は第２図（ａ）の
初期状態と同様になり白濁して見える。なおスメクテイ
ツク状態では液晶の粘性が高くなり前記信号電圧には応
答しなくなり、白濁又は透明状態が維持されるメモリ作
用を持ち、表示内容の更新時以外は加熱電極６と信号電
極７ｔ／ｒ、電圧を印加する必要はない。 このような従来の装置では、加熱電極に数十〔ボルト〕
の直流電圧を印加するため、ゴミなど　。 が付ン１管していると対向電極間で短絡事故をおこし所
望の表示ができなくなることがある°。また数十〔ボル
ト〕のｉσ流電圧印加により、？Ｒ１図では省略した電
極基板表面の配向層や液晶の劣化をもたらし、この結果
表示むらを生じ視認性が悪くなる等の信頼性上問題があ
る。また、加熱電極や信号電極はガラス基板−ヒに直接
形成することができず、図示のようにＳｉｏ□膜等を予
め形成しておくことが必要である。その理由は、ガラス
基板中のアルカリイオンが配向層や液晶の寿命劣化をも
たらすからである。従って従来の装置は電極基板の製造
プロセスが複雑であるという難点をもつ。 〔発明の目的〕 本発明は上記の点に鑑み、加熱電極への直流高電圧印加
による特性劣化がなく、しかも電極基板の製造プロセス
が簡単になる構造とした、サーモトロピック液晶を用い
たマトリクス形液晶表示装置を提供することを目的とす
る。 〔発明の概要〕 本発１明は、信号電極が配列形成きれた第１の１ｄｋ基
板とこれに対向する走査電極が配列形成された第２の電
極基板との間にサーモトロピック液晶を挾持する構造に
おいて、前記第２の電極基板のに側に走萱電極と重なる
パターンで加熱電極が配列形成されることを特徴として
いる。 〔発明の効果〕 本発明によれは、加熱電極が直接液晶層に対向しないた
め、加熱電極に印加する直流高電圧による液晶Ｊ脅や配
向層の特性劣化が防止される。 また液晶層に直接印加されるのは信号電圧のみであって
、これは加熱電極に印加する電圧より小さいから、ゴミ
などに起因する対向電極間の短絡事故もおこしにくい。 従って本発明によれば、信頼性の高い液晶表示装置を実
現できる。 また本発明においては、第２の電極基板の加熱電極は液
晶層に直接対向しないから、第２の電極基板としてガラ
ス基板を用いた場合にもガラス中のアルカリイオンの影
響を除くためにＳｉｏ２膜等でコーティングすることが
必要ではなく、直接加熱電極を形成することができる。 更に液晶層に直接対向する第１および第２の電極基板材
料として高分子フィルムを用いれば、やはりこの上に直
接信号電極及び走査電極を形成するこうができる。従っ
て電極基板の製造プロセスを従来より簡単なものとする
ことができる。 更に本発明によれば、交流駆動を行う場合に駆動回路の
耐圧を従来のものより小さくすることが可能となる。 〔発明の実施例〕 以下本発明の詳細な説明する。第３図は第１及び記２に
於ける宙、極基板の配置及び構造を示し、第４図はこれ
らの電極基板を用いて組立てた液晶表示装置の全体構成
を示している。紀ｌの電極基板Ｉ］は、透明絶縁基板と
してのエポキシフィルム１１１を用い、この上に仰：接
工ｎ２０ｓ等の透明４電、膜からなる独数本の信号電極
１１２を互いに平行に配列形成している。第２の電極基
板１２は第１の雷、極基板１１と同様エポキシフィルム
１２を用いてこの上に直接複数本の走査電極１２２を配
列形成し尚電極基板１２の裏側にニクロム合金を蒸着し
て走査電極１２２と重なるパターンに配列形成される加
熱電極１２３としている。 なお、エポキシフィルム１１１，１２１トして実際には
東洋紡（株）製のＧＦフィルムを用いだが、これ以外の
高分子フィルムとして、ポリエステル、ポリスルフオ／
、ポリカーボネートなど、耐熱（９：に優れた透明フィ
ルムを用いることが可能である。 このような嘗５極基板を用いて、第４図に示す液晶表示
装置を構成する。即ちまず第１、第２の電極基板１１、
］２の電極面に垂直配向剤（住友３Ｍ社製、丁゛ｃ−ｓ
ｏｓ＞で垂直配向層１３、］４を設け、これらの電極基
板１１．１２をその封着部に熱硬化型エポキシ樹脂接着
剤１１５をスクリーン印刷により塗布して貼り合わせて
１２０℃、１時間にて硬化させて液晶容器とし、これに
サーモトロピック液晶１６を注入する。 このように構成されたマトリクス形液晶表示装置の表示
動作は基本的に従来のものと変らない。 まず選択された加〃ｌ・電極１２３にｉｆ流電圧を印加
して発ｉ−′−さぜ、その領域の液晶層１６を温度上昇
させて液体状態にする。その後、選択された信号電極１
１２と走査′鋭＋ｆ１２３間に信号電圧を与え、ネマテ
ィック状絆からスメクテイツク状態まで冷却する。 これにより信号′１ｊ）’、圧が与えられた領域を透明
状態、それ以外の傾城を白濁状態とするメモリ表示が行
われる。 この実施例によれば、次のような効果が得られる。址ず
加熱市、極１２３は直接液晶１６に接触せず、第２の電
極基板］２を介して間接的に液晶】６を加熱するよう［
１，ている。このため加熱’６７、４ｆｆｉ　１２３に
印加する数」−〔ボルト〕の直流高電圧による配向層や
液晶の特性劣化が防止される。また液晶層間に］１接印
加される電圧は信号電圧のみであって、ゴミなどに起因
する対向宿、極間の短絡事故も防止される。このだめ従
来の構造に比べておよそ１０倍程度のイー順向−ヒが図
られる。 才だこの実施例では、液晶を挾持するのが高分子フィル
ムであるから、従来のガラス基板を用いたものにおける
ようにアルカリイオンの？＆品−＼の混入を防止するた
め絶縁膜コーティングを必四としない。従って電極基板
の形成工程は従来しこ比べて簡坩になっている。 更にとの実施例では、交流駆動を行う場合に従来にない
効果が得られる。従来第１図のＡ；３造でも交流駆動は
可能であるが、との場合、加熱電極６に電圧を印加する
と発熱を生ずるので、加熱電４Ｖ６は零電位として信号
電極７に例えば繰返しパルス電圧を印加することになる
。とれに対しこの実施例では、加熱電極１２３と別に液
晶１６を挾んで対向する信号電極１１２と走査電極１２
２がある。このため、−１ｉ＠電極１１２と走査電極１
２２に繰返しパルス電圧を印加して、両者の位相に合っ
た個所では液晶層

【Ｃ印加される信号電圧が零で、逆相
の個所で液晶層に所望の信号電圧が印加されるようにす
ることができる。そうすると、従来の構造で交流駆動し
た場合のパルス電圧をＶとしたとき、この実施例の構造
でこれと同じ信号電圧を液晶に与えるには、信号電極１
１２と走査電極１２２にそれぞハ。 印加するパルス電圧値ｕＶ／２でよいことになる。 これは、液晶駆動回路として従来槍造のものに比べて耐
圧が】／２のものを用いることができ、゛またＩｔ（駆
動回路の負担が少なくなることを意味する。従ってまた
駆動回路の設計も容易になる。 本発明は上ｄ己実施例に限られるものではなく、神々変
形実施することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のサーモトロピック液晶を用いた液晶表示
装置を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその（羨） Ａ−Ａ’断面図、第２図（ａ）〜琳は温度によるサーモ
トロピック液晶分子の配列変化を示す図、第３図は本発
明の一実施例における電極基板の配置構成を示す図、第
４図（ａ）、（ト））は同実施例の液晶表示装置の平面
１図とそのＢ　−Ｂ／断面図である。 １１・・・第１の電極基板　１１１・・・エポキシフィ
ルム１１２・・・信号電極　１２・・・第２の電極基板
１２１・・・エポキシフィルム１２２・・・走査電極１
２３・・・加熱電極　１３、・１４・・・垂直配向層１
５・・・接着剤　１６・・・サーモトロピック液晶箱　
１ （（１） 第　２ αわ　（ｂ） （ｂ） δ 図 （Ｃ）　（ｄ−）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明電極基板上に互いに平行な複数本の透明電ン
   ｊシ膜からなる信号電極が配列された第１の電極′Ｍ板
   と、これに対向して前記信号電極と直交する複数本の走
   査電極が配列形成された第２の電析基板との間にサーモ
   トロピック液晶を挟持して構成されるマトリクス形液晶
   表示装置において、前記第２の電極基板の裏側に走査電
   極と重なるパターンで複数本の加熱電極が配列形成され
   たことを特徴とするマトリクス形液晶表示装Ｊｇｔ　。
2. （２）　前記第１及び第２の電極基板は高分子フィルム
   に直接電極を形成したものである特許請求の範囲２１４
   １項記載のマトリクス形液晶表示装置’ｌ。