JPS59151138A - 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】 本発明は、サーモトロビック液晶を用いて表示内容を記
憶保持する機能を持たぜた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〕

従来のサーモトロビック液晶を用いたマトリクス形液晶
表示装Ｐけ、第１図（ａ）　、　（ｂ）に示すように、
スーξ−サ１を介して相対向した二枚のフカ明基板２，
３に、それぞれ熱を発生させるための複数本の加熱電接
４と表示信号を印加するための複数本の透明導電膜から
なる信号電極５とが互いに直交するように配置され、こ
の間にサーモトロビック液晶６を封入挟持１−た構造に
なっている。接地される加熱宙．極４と信号ｉ１ｉ，　
ＩＪ　５の各交点が表示画素となる。

これに用いているサーモトロビック液晶６は液晶分子の
誘電異方率が正（’ＰＪヒ）であり、温度によりスメク
ティック状態、ネマティ，り状卵、液体状態と変化する
ものである。スメクティック状魅からネマティック状態
へ変化する温度（以下Ｔ８Ｎ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ＴＮｌと配す）は５６℃前後になるように調整さ
ノ１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図を用いで説明する。前記マトリクス形液晶表示
装置内の液晶６ｔｄ、、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ィック状態であり、液晶
の分子は層を形成し各層内では分子の長袖が一定方向を
向き互いに並行であるが、各層社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４に電圧を印加し、前記温度ＴＮ
１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電極
４に常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Ｍ＃、５に信号電圧
を印加する。加熱電極４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温度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。このとき前記信号油圧が印加され信号電
極と加熱電極間に電界が生じた珍；示画素部は鎖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（Ｃ）のように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Ｔ８Ｎ以下になると液晶はスメクテ
（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れ基板に対して液
晶分子の長軸が垂直になっていた部分は、第２図（ｄ）
に示すように液晶分子の各層が基板に平行で液晶分子の
長軸と同じ方向にルナり合って透明状態となり、それ以
外の音１５分は第２図（ａ）の初期状態と同様になり白
濁して見える。

なおスメクティック状態では液晶の粘性が高くなり前記
信号雪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は外はヒータ
電極４と信号電極５に電圧を印加する必要はない。

このような構成のマトリクス形液晶表示装置において、
特に表示画素が小さくなった時に表示のコントラスト比
が見かけ土偶下するという問題が生ずる。これは信号電
極間の隙間には信号電圧が印加されないので、前記信号
電極間の隙間と加熱電極とで形成される表示画素以外の
領域が常時白濁状態となり、表示画素が小さくなるに従
い表示画素の面積と前記表示画素以外の白濁領域との面
積比が１に近づき、たとえ全表示画素を透明状態にして
も十分な透明状態にはならないからである。従って、背
景を透明状態と１−１文字等を白濁状態で表示するモー
ド（以下ポジ表示）の場合、コントラスト比の低下が著
しい。

また、背景を白濁状態とし、文字等を透明状態とする表
示モード（１，１下ネガ表示）では、背景の白濁状態は
問題ないが、文字の線分倭が白線で各画素毎に分断さね
、見栄えが非常に悪くなる。

こわらの問題は、信号電極間の隙間をできるだけ狭くす
ることで原理的に改善される０しかし、基板の面積が、
ＩＣプロセスを利用できない大きさになった場合には、
前記隙間を数十μｍ以下にすることは製造上困難である
。

また、このような問題を解決するものとして、信号電極
を透明絶縁膜で分離した状態で隣接するもの同志でオー
バラップさせる構造が提案されている。

しかしこの構造は、信号電極の膜形成とパターニングを
２回繰返さなければならないため製造プロセスを複雑に
する。

〔発明の目的〕

本発明は上記問題を改善し、優れた表示状態を得ること
を可能とした、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掃供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明によるマトリクス形液晶表示装塀ｄ、イ言月雷極
が配列形成される第１の電極基板と加熱電極が配列形成
される第２の電極基板のうち、第１の電極基板として、
透明絶縁基板上の全面に透明導電膜からなる制御電極を
設け、この制御電極上に透明絶縁膜を介して複数本の信
号電極を配列した構造を用いる。

〔発明の効果〕

本発明によハば、第１の電極基板上の制御電極により、
複数本から成る信号電極間の隙間にも電圧を印加するこ
と、ができるので、信号電極間の隙間と対向する加熱電
極とで生ずる白濁領域を透明状態にすることがｉＪ能と
なる。この結果、ボッ表示では背景が十分良好な透明状
態（黒）となり、表示画素が小さくなった場合でも、見
かけ上のコントラスト比を大きく改善することができる
。また、ネガ表示の場合には、選択された加熱電極上に
描かれる黒表示の線分等が白線で分断されることがなく
なり、見栄えが向上する。

更に本発明では、制御雷、極は全面に形成するものであ
って、・ぐターニング工程を必要とせず、寸だ、オーバ
ラップする二層の信号電極を形成する従来例における各
層信号σ１極間の位置合せの工程も必要とせず、製造工
程が簡単である。

〔発明の実施例〕

本発明のマトリクス形液晶表示装置の実施例を以下に図
面を用いて説明する。

第３図（−）　（ｂ）は一実施例における二枚の電極基
板上の電極構造を示したものである。第１の電極基板ｌ
Ｏは、透明絶縁基板１ノを用い、その上に透明導電膜か
らなる制御電極１２を全面に設け、更に制御相５極１２
上に透明絶縁膜１３を介して、透明導電膜からなる一定
幅の複数本の信号電極１４を等間隔に配置して構成して
いる。

また、第２の電極基板１５は、絶縁基板Ｊ６上に前記信
号電極１４と直交するように一定幅の複数本の接地され
る加熱電極１７を等間隔に配置して構成１ている。そし
て第４図（ａ）（ｂ’ｌに示すように、こハら二枚のＭ
椿基板１０．１５を相対向させ、周囲をソール材１８で
封止し、サーモトロピック液晶１９を封入する。

この実施例における各電極基板の製造方法の具体例を次
に説明する。卯、１の電極基板１ｏば、透明絶縁基板１
１として例えばガラス基板を用い、その上にｆｌｉｌｌ
　？１ｌｌｌ　電極１２として全面にＩｎ２Ｏ３膜を形
成し、続いて透明絶縁膜としてのｓ＋ｏ２薦更に信号電
極１４を形成するためのＩｎ２Ｏ３膜を順に形成した後
、ホトレノストを塗布し露光現像を行なＩ、”ｓ、　　
Ｉｎ２Ｏ５膜の不用な部分をエツチング除去して得られ
る。第２の電極基板１５は、絶縁基板１６とし、てガラ
ス基板を用い、その上に加熱電極用として、例えばニッ
ケルクロム合金などの金属膜全所、望の電極抵抗になる
ような厚さに付着させた後、ホトレノストを塗布し露光
現象を行ない、金属膜の不要な部分をエツチング除去し
て得られる。この金属膜からなる加熱電極は光を反射す
るための反射板をも兼ねる。

この実施例におけるマトリクス形液晶表示装置の動作を
以下に説明する。この装置は、従来と同様に、任意の加
熱電極１７を選択して加熱電圧を印加し、その選択され
た加熱を極１７　ｔ＝の表示画素の表示内容に対応する
（、ｉｉ′号宙圧を所定電圧（ｖＩ＋）又は接地電圧を
選択１〜で各々の信号型＠１４に加熱終了後同時に印加
し７て加が（電極１７との間に選択的に電界を発生させ
ることにより表示動作を行なう。この場合、制御電極１
２と選択された加熱電極１７との間に、−サーモトロピ
ック液晶１９のネマティック状態における１朝値屯圧以
上の交流電圧（Ｖｓ）を印加することにより、前記信号
電極１４の配列間の隙間に存在する加熱されたサーモト
ロピック液晶１９にも電圧を印加することができ、その
領域のサーモトロピック液晶１９を冷却時に透明状態と
することができる。この場合、全ての信刈電！＠１４に
は前記信号電圧が印加さり、でいるため、その領域の液
晶１９は、制御電極１２の市圧による影響を受けない。

このため従来問題となっていた信号電極間の隙間の領謔
が常に白濁状態となることによるコントラスト比の見か
け十の低下や見栄えの悪さを改善できる。

この効果を更に詳しく説明する。第５図（ａ）（ｂ）は
背景を透明状態（黒）、文字を白濁状態（白）とするポ
ジ表示の場合の、それぞれ従来例と本実施例によるコの
字の表示状態を示している。

従来例では（ａ）に示すように、画素間が全て白濁する
。このため特に一画素の面積を小さくしたときコントラ
スト低下が著しい。これに対し本実施例では（ｂ）に示
すように、選択された加熱電極部分は制御電極により画
素領域外でも透明状態とすることができ、コントラスト
が高いものとなる。この場合、白文字が黒線で分断され
るが、これはテレビジョン画像表示などで周知のとおり
、黒のなかの白雑音に比べて視認性に対する悪影智は小
さい。第６図（ａ）　（ｂ）は上記と逆に背景を白、文
字を黒とするネガ表示の場合の、それぞれ従来例と本実
施例にょるコの字の表示状態を示している。従来例では
（ａ）　Ｋ示すとおり、黒文字が白線で分断さり１、非
常にｑ１栄えが悪くなる。これに対し本実施例では（ｂ
）に示すとおり、黒文京が分断されることはなく、優れ
た視認性が得られる。この場合、背Ｖにわずかに不要な
黒雑音が入るが、これは前述のとおり、影響が小さい。

以上のように本実施例によれば、選択さｆまた加熱電極
の部分を制御電極への電圧印加によって全て透明状態に
することにより、ポジ表示、ネガ表示いずれにしても従
来より好ましい表示を行なうことができる。しかも制御
電極は全面に形成するので、製造プロセスもｆν道単で
ある、なお、上記実施例では制御電接の全面を透明絶縁
膜でおおったが、信号電極下以外の部分の透明絶縁膜は
除去してもよい。また、上記実施例では、選択された加
熱電極部分を全て透明状態とするように制御電極に電圧
を印加したが、表示内容によっては制御電極に電圧を印
加せず、画素間を白にすることが好ましい場合もあり、
そのような匍１償１も可能である。！！：た制復１電極
に印加する電圧は交流、直流−ずれでもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図（−）　（ｂ）は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の平面図とそのＡ　−
Ａ’断面図、第２図（ａ）〜（ｄ）は温度によるザーモ
トロビック液晶分子の配列変化を示す図、第３図（ａ）
　（ｂ）は本発明の実施例による電極の構造る。 １０・・・第１の電極基板、１１・・・透明絶縁基板、
Ｊ２・・・透明制御電極、１３・・・透明絶縁膜、ノ４
・・・透明信号電極、１５・・・第２の電極基板、１６
・・・絶縁基板、１７・・・加熱電極、１８・・シール
材、１９・・・サーモトロピック液晶。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦（ａ） 第 ｒａ） （ｂ） ６図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明絶縁基板十に互いに平行な複数本の透明導電
   膜かもなる信号筒、棟が配列形成されたｐＪ＋−］　ｔ
   ｙ）電極基板と、これに対向して前記信号電極と直交す
   る塗り数本の加熱電極が配列形成された第２の雷、杼基
   板との間にサーモトロビック液晶を挟持して構成され前
   記加熱電極に対する目１■配信号甫、祿重圧を選択する
   ことにより表示動作するマトリクス形液晶表示装置ニお
   いて、前記第１の雷、極基板は、前記透明絶縁基板の全
   面に透明導電膜からなり所定の定圧が印加さり、る制御
   電極を治１、この制御電極上に透明絶縁膜を介し１−前
   配蝮数本の記号電極を配列形成してなることを特徴とす
   るマトリクス形液晶表示装置す１゜（２）　　前記制御
   電極は、選択さノアだ加熱電祿上の表示状態を透明状態
   にする信号電圧を印加するものである特許ｄｔｉ求の範
   囲第１項記載のマトリクス形液晶表示装宵。