JPS6120017A - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、熱電気的に情報の書込み消去を行う液晶表示
装置に係り、特に、一定の温度範囲においてスメクチッ
ク相を示す液晶組成物分用いるのに好適な液晶表示装置
に関する。

〔発明の背景〕

一定の温度範囲でスメクチック相を示す液晶組成物（以
下液晶と称すっ）の熱電気光学効果を利用した液晶表示
装置については、例えば、Ｓ、Ｉ、。

らの論文”Ｔｈｅｒｍａｌｌｙ−Ａｄｄｒｅｓｓｅｄ　
ｐｌｅｏｃｈ　−ｒｏｉｃ　Ｄｙｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎ
ｇ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌｌ）ｉｓＩ）Ｉａ３
”’ＳＩＤ８２１）ｉｇｅ＊ｔ　、　ｐｐ、　２３８−
２３９（１９８２）あるいはＳ　、　Ｌ　ｅ　１３ｅｒ
ｒｅ　　らの論文”Ａ　ＦｌａｔＳｍｅｃｔｉｃ　Ｌｉ
ｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ山５ｐｌａｙ、　”Ｓ　Ｉ　
Ｄｌ）ｉｇｅｓｔ、　ＩＩｐ、　２５２−２５３　（１
９８２）に述べられている。

前記の論文には、液晶を加熱することにより、等方性液
体相またはネマチック相に転移させ、冷却過程において
液晶にかかる電界の有無によって液晶の配向状態を変化
させ、情報を書き込み保持することができる旨、記載さ
れている。しかし、情報の消去については、詳しく記述
されていない。

情報の消去方法については、液晶を加熱してスメクチッ
ク相から等方性液体相あるいはネマチック相へ転移させ
る方法（例えば、特開昭４７−３６８８６号公報参照）
と、液晶に電界を印加する方法（例えば、特公昭５９〜
１３７２５号公報参照）とが知ら！ｔでいる。前者の方
法では、液晶を相転移させるために、潜熱が必要である
という欠点があった。後者の方法については、発明者等
が実験したところ、通常の熱書込み時に情報表示のため
に必要な印加電圧が２０〜３０Ｖ（実効値）でめつたの
に比べ、消去に必要な電圧は９０Ｖ（実効値）以上であ
った。つまり、情報書込み用電圧より非常に高い電圧が
情報の消去のために必要であるという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、潜熱を供給する必要がなく、情報書込
み用電圧より非常に高い情報消去用電圧を必要としない
、情報消去手段を有する液晶表示装置を提供するにある
。

〔発明の概要〕

本発明は、液晶に表示された情報を消去するのに必要な
電圧、すなわち、スメクチック液晶相における電気光学
効果を実現するのに必要な電圧が液晶の温度により著し
く変化することを実験により確認し、液晶表示装置にお
ける情報消去手段として、液晶が相転移しない範囲で、
液晶を加熱し、電圧を印加するようにしたものである。

〔発明の実施例〕

第２図は本実施例の液晶表示パネルの構成を示す。液晶
１は、二枚のガラス基板２，３の間に封入されている。

下側ガラス基板２には液晶加熱用電極４、上側ガラス基
板３には信号用電極５が設けられている。

本実施例に用いた液晶は、２３ｃで結晶（固体）状態か
らスメクチック相へ相転移し、４Ｊ＝ｃでスメクチック
相からネマチック相へ相転移し、４３Ｃでネマチック相
から等方性液体相へ相転移するビテζル糸液晶を用いた
。また、液晶層の厚さは１０μｍであり、液晶Ｉ−とガ
ラス基板との界面には、４直配向処理を施している、 液晶加熱用電量４には、Ａｔを用いたが、その他の（シ
「などの全域でもよい。信号用電極５には、Ｉ　’Ｉ’
　Ｏ（ｆｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　０ｘｉｄｅ　　）　ｆ用
い、電極は４本／ｗのストライプ状になっており、液晶
加熱用電極４と信号用電極５とはマトリクス状の電極構
成となっている。

本実施例の液晶表示パネルの駆動回路の構成を第１図に
示す。

液晶表示パネル２０の液晶加熱用電極４は、加熱用ＴＭ
４納走査回路３０に接続され、信号用電憧５は信号用電
極駆動回路４０に接続されている。

加熱用電極走査回路３０は、液晶加熱用電極４に対応す
る数のトランジスタから構成され、外部信号に応じて、
液晶加熱用電極４に加熱用磁圧Ｖａを印加できるように
なっている。ＶＨは液晶加熱用電極１閤２当たり、５〜
７ｍＪの熱を発生させるように設定する。

信号用電極駆動回路４０は、一つの信号用電極５に対し
て、一対の電子スイッチで構成され、外部信号に応じて
、信号用電極５に印加する電圧を切り換えることができ
る。

一対の電子スイッチの一方は接地され、他方は再び一対
の信号源切換スイッチ５０へ接続され、この信号源切換
スイッチ５０の一方は情報書込み用の電圧Ｖｗ（２０〜
３０Ｖ）を供給する書込み信号源６０、他方は、表示情
報消去用の電圧ｖｅを供給する消去信号源７０へ接続さ
れており、必要に応じて切り換えられる。

以上の回路構成の表示装置における情報書込み動作を説
明する。

まず、信号源切換スイッチ５０を１ＢＩＪ（ＩｆＵして
、信号用電極駆動回路４０に、曹込み信号源６０を接続
し、電圧Ｖｗを印加する。信号用電極４の印加電圧は電
子スイッチの制御によりＶｗあるいは０にすることがで
きる。

加熱用電極走査回路３０の制御信号ａＩ　＋　？”ｌ　
＋ａ３　＋・・・ａｎ今は第２図に示した通り、最上段
の液晶加熱用電極４から順次選択して行くように定めら
れており、特定の一本の液晶加熱用電極４には一周期の
走査のうち時間ｔの間だけ電圧ＶＨが印加さｉ′１５る
。このとき、接地点に向って液晶加熱用電極に電流が流
れ、ジュール熱により発熱する。

発生したジュール熱により、液晶加熱用電極４近傍の液
晶の温度はネマチック液晶相から等方性液体相へ転移す
る転移ｍ度以上に上昇し、一旦等方性液体相状態に転移
すｂｏ 時間ｔが経過すると、次の液晶加熱用電極４が選択され
る。液晶は加熱後、温度が下がるとともに、ネマ升ツク
相状態を経過し、再びスメクチック相状態にもどる。こ
の冷却の過程中に、信号用電極５によって所定の印加電
圧Ｖｗを液晶に加える。ここご、電圧Ｖｗが印加された
液晶部分（画素）は透明となり、印加電圧がない（Ｏｖ
を印加する）液晶部分（画素）は、散乱（不透明）状態
を呈する。また、冷却時に、ｖｗ＞Ｖ＞０なる電圧Ｖを
液晶部分（画素）に印加することによって中間調の表示
も行うことができる。

以上の方法により、液晶加熱用電極４を走査し、信号用
電極５に電圧を印加することに全画面への情報の書込み
を達成する。

次に、表示情報の消去動作について説明する。

表示面全面の消去には、信号源切換スイッチ５０によっ
て信号用電極駆動回路４０に消去信号源７０を接続する
っさらに信号用駆動回路４０の電子スイッチを制御して
、すべての信号用ｖＩＬ極５に消去電圧Ｖｇを印加する
。

ここで、従来の駆動方法では、加熱用電極走査回路３０
のトランジスタをすべてＯＦＦ状態として、液晶加熱用
電極の電位を接地レベルにする。

このとき各画素に印加される電圧はＶＥとなる。

Ｖ＋＋が十分大きければ、各画素の液晶分子は電界方向
に再配列するので、すべての画素が初期状態に復帰する
。すなわち全面消去が達成される。

ところが、この方法で全面消去するためには、消去電圧
Ｖ’ｔが９０Ｖ以上必要であり、駆動回路の構成部品は
耐圧の高い特殊なものを使用せざるを得なかった。

そこで、本発明者等が消去電圧について詳細に横付した
ところ、室ｍ（２５ｃ）における消去特性は第３図のよ
うになっていることが判った。

すなわち、書込み状態にある画素の電圧を印加すると、
約４０Ｖ付近から反射光強度が上昇し始め、約９０Ｖａ
度になると飽和に達していた。したがって、前述の通り
、消去電圧Ｖｚを約９０Ｖ以上にすれば、全面の消去が
達成できるのである。

次に、飽和に達する電圧を飽和電圧Ｖ　ｓａｔとして、
飽和電圧Ｖ　ｓａｔ　の温度依存性を測定すると、第４
図のようになった。すなわち、電圧印加による消去動作
の温度依存性は著しく、スメクチック液晶相においても
温度を上昇させれば、消去に必要な電圧を大幅に減少さ
せ得ることが判った。

そこで、本発明になる消去手段として、消去信号印加時
に、加熱用電極駆動回路を動作させ液晶を加熱すること
とした。

このとき、液晶の温度を等方性液体相まで上昇させるた
めには、書込み動作と同じ電力と時間が必要であるから
、好ましくない。そこで本発明では、液晶の温度を相転
移温度以下にした。すなわち、本動作では、相転移現象
を利用しておらず、あくまでも電圧による液晶分子の再
配列効果を用いている。

以上の動作概念を第５図、第６図、第７図を用いて説明
する。第５図は、本実施例の液晶表示装置の概念図であ
る。第６図、第７図は動作を示すタイムチャートである
。３行の液晶加熱用電極失４１〜４３と２列の信号用電
極５１〜５２から構成され、電極の交差した６つの液晶
部分（画素Ｐｏ　〜Ｐｉ□）に対して、加熱用電圧Ｖｘ
＋　＋　Ｖｎ＋　Ｖｘ３信号用電圧Ｖｙ＋　ｒ　ＶＹ２
を印加する。画素Ｐｕを書込み、さらに消去する動作を
説明する。第６図の（ａ）に示すように、電極４１，４
２．４３に順次加熱用重圧Ｖｎが印加され、各画素が加
熱され、加熱用電圧ＶＨが電極４２に印加芒れている（
￥４Ｌ極４１上の液晶部分は冷却さｔている）ときに、
誓込み用電圧Ｖｗ　（矩形交流波）が電極５１に印加さ
すると画素Ｐｉに曹込みできる。全面消去時には、第６
図の（ｂ）に示すように加熱用電極の走査の選択時間（
第６図山）の１７）を誓込み時より短くする（ｔｉｔ’
　）ことによって、液晶が、相転移しないように【２て
、全部の信号用電極に消去電圧Ｖｇを印加する。

第７図（ａ）に示すように、すべての液晶加熱用電極に
同時に相転移しない範囲で消去電圧Ｖにを印加して、さ
らに全部の１６号用′電極に消去電圧Ｖｚを印加するこ
とによって全面消去を達成できる。

この場合は、液晶加熱用電極を走査する場合よりも短時
間で消去できる。

５１に消去電圧Ｖｚを印加することによって画素Ｐ＋＋
の部分だけを消去するという部分消去も行うことができ
る。

実際に液晶が相転移しない範囲で、液晶を加熱するには
、加熱にはジュール熱が関係するので加熱用電圧ＶＨは
一定で、各液晶加熱用電極５の選択時間ｔを短かく又は
選択時間を一定にし、加熱用電圧を低くするなどし、相
転移しない範囲で加熱できるジュールの熱を供給すれば
よい。本実施例では、書込み動作時の液晶加熱用電極の
選択時間が２０ｍ５であったのに対して、消去動作の加
熱用電極の選択時間を５　ｍ　ｓとして、液晶がスメク
チック相からネマチック相へ相転移しない範囲で液晶を
加熱したところ、消去用印加電圧を３゜Ｖとして良好に
動作した。

すなわち、本実施例では、従来消去電圧ｖ鼠が、９０Ｖ
以上必要であったが、それを３０ＶＶＣまで低減するこ
とができた。したがって、信号用１を極駆動回路４０等
に用いる部品の耐圧を大幅に低減することができた。

本実施例においては、消去時の加熱用電極の選択時間ｔ
′を５ｍｓとしたが、さらに短く、１ｍｓ程度にすると
ともに加熱用電圧を大きくシ、消去用電圧を信号用電極
に印加することにより、全面を消去するのに要する時間
を短縮することができ、トータルのエネルギーを減少す
ることもできる。

本実施例では、情報書込み用電圧として２０〜３０Ｖ印
加しており、情報消去用電圧として３０Ｖを印加してい
る。つまり、情報書込み用電圧と情報消去用電圧は、は
ぼ等しい。したがって、書込み信号源６０と消去１ご号
源７０とを共通にすることができ、臀込み信号源６０又
は消去信号源７０のいずれかを省略でき、さらに信号源
切換スイッチ５０を省略でき、より簡単な回路を実現で
きる。

本実施例においては、情報の消去についてのみ述べたが
、相転移しない範囲で液晶を加熱し、電界を印加するこ
とによって情報を誓き込むことも可能である。また、相
転移しない範囲で液晶を加熱し、電圧を印加して、書込
みと消去との両方を実現することも可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、液晶表示装置において、表示された情
報の消去に要する液晶に印加される電界を低減できる。

【図面の簡単な説明】

は、実施例における消去動作の特性図、第５図は、実施
例の液晶表示パネルの概念図、第６図、第７図は第５図
の電極に印加される電圧のタイムチャートである。 １・・・液晶、４・・・液晶加熱用電極、５・・・信号
用′ｗｔ極、２０・・・液晶表示パネル、３ｏ・・・加
熱用電極走査回路、４０・・・信号用を極駆動Ｈ路、５
ｏ・・・信号源切第　２　図 第　３　図 第　４　図 第　６　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一定の温度範囲でスメクチツク相を示す液晶組成物
   と、前記液晶組成物に電界を印加する手段と前記液晶組
   成物を加熱する手段とからなり、前記液晶組成物が光の
   透過量が異なる第１の状態と第２の状態とを有する液晶
   表示装置において、前記液晶組成物に対して、前記一定
   の温度範囲内で前記電界を印加し、前記加熱を行うこと
   を特徴とする液晶表示装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の液晶表示装置において
   、前記第１の状態から前記第２の状態へ変化させる時に
   のみ、前記液晶組成物に対して、前記一定の温度範囲内
   で前記電界を印加し、前記加熱を行うことを特徴とする
   液晶表示装置。 ３、特許請求の範囲第１項記載の液晶表示装置において
   、前記第２の状態から前記第１の状態へ変化させる時に
   のみ、前記液晶組成物に対して、前記一定の温度範囲内
   で前記電界を印加し、前記加熱を行うことを特徴とする
   液晶表示装置。 ４、特許請求の範囲第１項又は第２項又は第３項記載の
   液晶表示装置において、前記第１の状態から前記第２の
   状態へ変化させる時に前記液晶組成物に印加する電界と
   、前記第２の状態から前記第１の状態へ変化させる時に
   前記液晶組成物に印加する電界とがほぼ等しいことを特
   徴とする液晶表示装置。