JPS59111131A - 熱書込み形液晶表示素子 - Google Patents

熱書込み形液晶表示素子

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Publication number
JPS59111131A
JPS59111131A JP22064082A JP22064082A JPS59111131A JP S59111131 A JPS59111131 A JP S59111131A JP 22064082 A JP22064082 A JP 22064082A JP 22064082 A JP22064082 A JP 22064082A JP S59111131 A JPS59111131 A JP S59111131A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
heating electrode
region
support substrate
substrate
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
JP22064082A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsumi Kato
勝己 加藤
Bunjiro Tsujiyama
辻山 文治郎
Kenichi Ono
小野 堅一
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP22064082A priority Critical patent/JPS59111131A/ja
Publication of JPS59111131A publication Critical patent/JPS59111131A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/132Thermal activation of liquid crystals exhibiting a thermo-optic effect

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (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】 〔発明の利用分野〕 本発明は画素数が多くかつ表示速度が大きい熱書込み形
液晶表示素子に関するものである。
〔従来技術〕
情報化社会の進展に伴ない、表示素子はその形態、表示
容量、表示密度(画素密度)などが1すます多様性を要
求されるようになってきている。
特に平面形であり、表示容量が大きく、かつ画素密度が
大きな素子を安価に供給されることが期待されている。
平面形表示素子には液晶、EL(エレクトロ・ルミネセ
ンス)、FDP(プラズマ。
ディスプレイ)などがあり、それぞれ長所、短所を有し
ているが、素子の作製方法の膚から液晶表示素子は安価
であるという大きな特徴を有する。
液晶表示素子には、ツイスト・ネマチック形、相転移形
、熱書込み形やあるいは動散乱効果を利用ずろもの、ゲ
スト−ホスト などがある。こね、らの中で表示容量が大きく、かつ比
較的表示速度が大きい素子は相転移形と熱書込み形であ
る。相転移形は電界形素子であり、表示面積が大きくな
ると液晶膜厚のばらつきが犬きくなり、このため表示コ
ントラストのばらつきが著しく悪くなるという欠点を有
している。
熱書込み形には、レーザ光を表示部に照射して加熱する
方法のものと、素子内部に加熱電極を具備してこの加熱
電極に電圧を加えて加熱する方法のものとがある。レー
ザ光を用いる方法は、その構成」−装置の平面性A;失
なわれ、素子の応用−に著しい制限がある。一方、加熱
電極により液晶をノJロ熱する方式の液晶表示素子は、
以上のような欠,へがカ<、表示容量が大きく、かつ画
素密度が大きな平面形表示素子を安価に実現できる。
従来のこの加熱電極方式の熱書込み形液晶表示素子〔以
下I−TMLCD ( Heat Mode Liqu
id CrystalDisplay )と略記する〕
は例えば1981年10月兄行、英国雑誌” Disp
lay パ349頁〜351頁に詳細に記載されている
が、第1図を用いてその基本的な構造及び動作について
説明する。第1図は素子の断面図を示し、2は透明な前
面支持基板であり、この前面支持基板2の内表面に紙面
に平行々方向に並んでいる複数のTTO ( rnrl
ium TinOxide )透明電極1が配設され、
こね、とほぼ10Bm離れて対向する後面支持基板4が
配置され、この後面支持基板4の内表面に紙面に垂直な
方向に並ぶ平行な複数の加熱電極6が配設され、そして
両支持基板2、40間に液晶層5が挾持され5ている。
ここで両支持基板2、4は通常、ガラスが用いられ5、
液晶層5は例えばシアノビフェニール系混合液晶が用い
られる。加熱電極6はその両端に外部電気回路(図示せ
ず)が接続されており、電圧を印加することにより加熱
電極近傍の液晶の温度を上げることができる。また透明
電極1と加熱電極6との間には別の外部電気回路(図示
せず)により電圧を加えることができる。
第1図のT−T M L C Dは次のように動作する
。液晶層5としてオクチル−ノアノービフェニールとデ
ノル−7アノービフエニールと重量比で60 : 40
に混合した液晶を用いた場合に、この液晶は下記の相変
化を示す。
結晶品スメクチック相丼エネマチノク相pN液体 この性質を利用してスメクチック相で表示コントラスト
を得るには、丑ず加熱電極乙に電圧を印加して液晶層5
を液体まで昇温する。次に電圧を除去して液晶の温度が
ネマチック相まで降下したとき、書込み画素には透明電
極1と加熱電極ろの間に液晶層5の分子を配向させるに
十分々電圧を加える。この結果、液晶層5の温度がさら
に降下してスメクチック相になったときには液晶分子が
配向した透明状態に々る。一方、非書込み画素にはネマ
チック相において電圧を印加しないようにすれば、スメ
クチック相τは液晶分子が液体でのランダム配向を保存
して光散乱状態になる。加熱電極ろをマトリクス駆動線
順次走査方式の走査電極として、まだ透明電極1を信号
電極として用いて上記操作を行なうことで所望の表示画
素が得られる。以」二のようにI(M L C D N
二その駆動原理から電気的クロストークを生じることが
なく、従って走査線を増大し表示容量を犬きくすること
ができる利点がある。
しかし々から、従来のI(M L C I)には次のよ
うな問題点があった。即ち、走査電極数を一定にして走
査時間を短かくしていくと、特定の加熱電極から発生し
た熱の一部が次に走査する加熱電極近傍の液晶の温度を
増加させる結果、加熱電極に印加する電圧に対する近傍
の液晶の昇温特性を変化させ、即ち液晶が不必要に加熱
されすぎて表示動作が不安定になり、従って実際には走
査時間の最小値に制限が生じ高速表示に支障をきたすと
いう問題点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、従来技術での」二記した問題点を解決
し、走査時間をより減縮化し高速表示を可能とする熱書
込み形液晶表示素子を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の特徴は、上記目的を達成するために、特定の加
熱電極から発生した熱が隣接の加熱電極に伝導するより
も、加熱電極支持基板の反対面へ伝導する割合の方を大
きくするように、支持基板内に熱伝導率の大きい領域と
より小さい領域とが形成されている構成とするにある。
〔発明の実施例〕
本発明の詳細な説明に入る前に、隣接加熱電極間の熱的
相互作用の問題をさらに詳しく考えてみる。第2図は特
定の加熱電極6(紙面に垂直方向に伸びている)を加熱
したときの熱の伝導を示す模式断面図である。第2図に
おいて加熱電極6から発生した熱は近傍の液晶7に伝導
するのを含めて矢印8.9.10で示すように伝導する
。ここで支持基板4として通常用いられるガラスの熱伝
導率は液晶5の熱伝導率にくらべて約1桁以上大きいの
で、加熱電極6から発生した熱の大部分は支持基板4を
温め、従って隣接加熱電極11をも温めることになる。
加熱電極6からの熱による隣接加熱電極の温度上昇を低
減するには、矢印9方向の熱伝導率を矢印10方向の熱
伝導率にくらべて小さくし、相対的に隣接電極への熱の
伝導を減らしてやれば良い、即ち、支持基板4内に基板
面垂直方向への熱伝導率が相対的に大きく々るように支
持基板4内に熱伝導率の大きい領域と小さい領域とを形
成してやればよい。
支持基板4内において基板面垂直方向に相対的に熱伝導
率が大きく々るように熱伝導率が大きい領域と小さい領
域とを形成する具体的な実施例を第6図(a)、(b)
、(c)、(d)に示す。第3図において、領域16は
領域14にくらべて相対的に熱伝導率が大きい領域で°
ある。第6図(a)においては、支持基板4の加熱電極
3(紙面に垂直に伸びている)の直下から支持基板4の
反対面12まで熱伝導率の大きい領域16が形成されて
おり、そして2つの加熱電極の間の直下は領域16にく
らべて熱伝導率の小さい領域14が同じく支持基板の反
対面12まで伸びている。しかし、本発明における領域
16と領域14の形状は、必ずしも第3図(a)の形状
に限定されるものでなく、例えば第3図(t)、lに示
すように、領域14は反対面12′!!で伸びていなく
ても良く、第6図(C)に示すように、領域13が加熱
電極乙の下面まで達していなくても良く、寸だ第6図(
C)、(d)に示すように、・加熱電極乙の直下に領域
14がある形状とすることも可能である。即ち、特定の
加熱電極から発生した熱が隣接の加熱電極に伝導するよ
りも、支持基板の反対面へ伝導する割合の方が大きくな
る形状であれば良い。
このような形状の領域を持つ支持基板の作製手順の実施
例について述べる。本発明のI−T IX L CDは
安価に作製できることが大きな特徴の1つであるので支
持基板の材質及び作製方法も、安価な材料を用い簡単な
工程である必要がある。このため最も優れているのは金
属板を部分的に酸化して作製する方法である。一般に金
属の酸化物は金属にくらべて熱伝導率が小さい。金属を
部分的に酸化する方法には種々の方法があるが、陽極酸
化法が簡単であり、酸化速度が大きく、酸化位置の選択
性も高い。陽極酸化が可能な金属には、アルミニウム、
チタニウム、タンタル、シリコン、タングステンなどが
あるが、材料コストの点からアルミニウムが最も優れて
いる。
第4図に、アルミニウムを用い代表的な陽極酸化法によ
り支持基板内に熱伝導率の大きい領域と小さい領域とを
形成させる実施例の工程図と各工程における支持基板の
模式断面図を示す。工程41のアルミニウム基板15と
しては、厚み0.5〜5mmの平面度の良い材料を用い
る。工程42の前処理は例えばトリクレンによる超音波
洗浄を行なった後、60℃で5%水酸化ナトリウム水溶
液で処理し、水洗する方法が良い。工程43のレジスト
除去工程においては、レジスト16は例えばフィルムレ
ジストを用い通常の露光技術を用いて所望のパターンを
形成する。次にこのパターンを利用し工程44において
部分的にアルミニウム基板15の面内垂直方向に陽極酸
化膜17を成長させる次にレジスト除去工程45におい
てレジストを片面のみ除去し、陽極酸化工程46におい
て全面を陽(全酸化し、続いてレジスト除去工程47に
おいてレジスト16を除去する。最後に加熱電極形成工
程48において、同じくレジスト作業により加熱電極1
8を所望の位置に形成する。
陽極酸化によって形成される酸化アルミニウムに1ポー
ラス型とバリア型がある。ポーラス型は多孔質であり硫
酸浴やしゆう酸浴などを用いて作製するが、酸化速度を
毎分数μm以上と大きくすることができる。一方、バリ
ア型は、はう酸浴や酒石酸浴を用いて形成し、酸化速度
は毎時数μmと遅いが、膜はち密である。従って、例え
ば工程44ではポーラス型を、加熱電極と支持基板を絶
縁する工程46のアルミニウム陽極酸化膜17の形成に
ばバリア型を用いるなどと使いわけると良い。工程48
の加熱電極18はニクロム、ニッケルー金合金、アルミ
ニウム酸化錫などから選べば良いが、本発明は本質的に
は加熱電極の材質には依存しない。
次に具体例を挙げて説明する。
具体例 1 厚みj mmのアルミニウム板を用い第4図の工程に従
い、第3図(d)の構造の支持基板を作製した。ただ口
、第4図工程44においては10%硫酸浴を用い、液温
5℃、電流密度5A/dm2とし、36m分陽極酸化し
た結果、ポーラス型の酸化膜の生長厚はQ、6mmであ
った。丑だ第4図工程46においては6係はう酸アンモ
ニウム液を用い、20℃、50mA/dm2で30分陽
極酸化した結果、バリア型の酸化膜約1μmが形成でき
た。加熱電極18の形成は、ニクロムを用い、幅200
μm、’K[数100本、ピッチ250Itrnとしだ
。次にこの支持基板と、TTOを蒸着した厚み2mmの
ガラスから成る支持基板とを用い、液晶として60%4
トn−オクチル−4′−シアノビフェニール、40%4
−n−fツルー47−シアノビフエニール混合液晶を、
厚み15μn]の第1図構造のHM L CDを作製し
た。このT−T M L CDを線順走査法により駆動
した結果、コントラストを損なわない最小の走査時間は
、加熱電極支持基板としてガラスを用い他は全く同様な
構成のHM L CDの最小の走査時間の1/4てあっ
た。
」」、体側 2 Jimみ1mmのアルミニウム板をアルミニウム板を用
い第6図(C)の構造の支持基板を作製した。
作製工程は具体例1と同様である。ただし第4図下[程
4ろにおいてはレジスト16のパターンを501tm1
5011mのライン/スペースとし、一方、加熱電極1
8のパターンは具体例1と同様にして支持基板を作製し
た。この支持基板を用い具体例1と同様の液晶表示素子
構成を備えたI−I M L CDを作製して測定した
、コントラストを損々わない最小の走査時間は、両支持
基板ともガラスを用いた以外は全く同様なI−TMLC
Dの場合の最小の走査時間にくらべて1/ろであった。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、I−TMJ・C
Dの加熱電極を具備した支持基板に、その基板面垂直方
向の熱伝導率が相対的に大きくなるように熱伝導率の大
きい領域と小さい領域とを形成したことにより、加熱電
極から発生した熱が隣接加熱電極に伝導するのにくらべ
て、支持基板面の加熱電極と反対面側へ相対的に多く伝
導することになり、これによりI−I M L CDの
走査時間を短かくすることができる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の加熱電極方式の熱書込み形液晶表示素子
の断面図、第2図は特定の加熱電極を加熱したときの熱
の伝導を示す模式断面図、第6図は本発明実施例の加熱
電極支持基板の構造例を示す図、第4図は本発明素子作
製の実施例工程図である。 符号の説明 1・・・ITO透明電極   2・・・前面支持基板5
.6.18・・・加熱電極 4・・・後面支持基板   5・・・液晶層7・・近傍
の液晶    11・・・隣接加熱電極12・・反対面 16・・・熱伝導率が大きい領域 14・熱伝導率が小さい領域 15・・・アルミニウム基板 16  し/スト 17・プルパニウム陽極酸化膜 特許出願人  日本電信電話公社 代理人弁理士  中村純之助 才1 閉 ワ 矛2図 ? オ゛3図 (b)。 ’IP4 図 41  アルミ本1反        「====)−
1542河々理      ロ二二=コ〜1545シジ
゛スト殊去       P=甲4丁;に5 46    h”””               
  m:’e5

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)液晶を挾む2枚の支持基板の一方の支持基板と液
    晶との間に加熱電極を具備する熱書込み形液晶表示素子
    において、加熱電極を具備する支持基板の基板面垂直方
    向の熱伝導率を相対的に大きくするように熱伝導率の大
    きい領域と小さい領域とが支持基板内に形成されている
    ことを特徴とする熱書込み形液晶表示素子。
  2. (2)前記加熱電極を具備する支持基板が金属から成る
    支持基板であり前記熱伝導率の大きい領域が上記金属の
    酸化物で形成される領域であることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の熱書込み形液晶表示素子。
  3. (3)前記金属酸化物が金属を陽極酸化することにより
    形成される金属酸化物であることを特徴とする特許請求
    の範囲第2項記載の熱書込み形液晶表示素子。
  4. (4)前記金属がアルミニウムであり前記金属酸化物が
    酸化アルミニウムであることを特徴とする特許請求の範
    囲第6項記載の熱書込み形液晶表示素子。
JP22064082A 1982-12-16 1982-12-16 熱書込み形液晶表示素子 Pending JPS59111131A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000033128A1 (fr) * 1998-11-27 2000-06-08 Hitachi Maxell, Ltd. Ecran a cristaux liquides et procede de production de cristaux liquides

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000033128A1 (fr) * 1998-11-27 2000-06-08 Hitachi Maxell, Ltd. Ecran a cristaux liquides et procede de production de cristaux liquides

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