JPS62143026A - 熱書込み型液晶表示装置 - 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】 致僅分裏 本発明は、液晶の熱光学効果（ｔｈｅｒｍｏ−ｏｐｔｉ
ｃｅｆｆｅｃｔ）を利用し、選択的に液晶層を加熱して
情報を表示する熱書込み型液晶表示装置に関する。

従４０Ｅ敬 温度変化により光学的性質が変化する液晶を利用して画
像表示を行うことが知られている。

このような液晶としては、スメクティック液晶、コレス
テリンク液晶などが知られており、前者は温度変化によ
り液晶分子の配列状態が変化して白濁状態と透明状態と
を有し、後者は主として色彩が変化するサーモクロミン
ク液晶である。

従来、このような液晶を用いた熱書込み型の液晶表示装
置としては、透明電極付きのガラス基板を離間、対向し
て配設してこの間に液晶を充填し、電極間に電流を流し
て液晶を発熱させるものが知られている。また、ニクロ
ム等の熱発体を用いてさらに液晶を加熱することも考え
られている。

しかしながら、このようにジュール熱による発熱のみを
利用した場合には、消費電力が大きくなり、また、冷却
は熱の伝導および対流のみにより行われるために温度制
御も難しくなる。

特に、サーモクロミンク液晶においては、温度により色
彩が逐次変化するので、温度の制御が重要である。

方」や−比眞 本発明は、液晶層の温度制御が容易な熱書込み型液晶表
示装置を提供するものである。

見肌勿■或 本発明の熱書込み型液晶表示装置は、電極を形成した基
板上に、熱により光学的特性が変化する液晶層を設け、
電極により選択的に液晶層を加熱せしめて情報を表示す
るようにした熱書込み型液晶表示装置において、発熱体
として半導体熱電素子を使用したことを特徴とする。

以下、添付図面に沿って本発明をさらに詳細に説明する
。

第１図は、本発明で用いられる配線基板１０の構成例を
示す一部切断斜視図であり、この配線基板ＩＯの上に液
晶Ｍ！ｊ３５が形成されて（第２図参照）、熱書込み型
液晶表示装置が構成される。

基板ｌｌ上には画素部１３が形成されており、各画素部
１３にはコモン電極１５およびシグナル電極１７が接続
されている。

第２図は、１つの画素部を拡大した斜視図であり、熱電
素子としてＮ型、Ｐ型半導体接合のベルティエ効果（Ｐ
ｅｌｔｉｅｒ　ｅｆｆｅｃｔ）を利用するものを用いた
場合について示している。基板１１の表面には薄膜状の
コモン電極１５が配線され、そのコモン画素電極部１５
ａの上にＮ型半導体薄膜２３が積層されている。また、
基板１１の裏面には薄膜状のシグナル電極１７が配線さ
れ、画素部の表面に設けられたシグナル画素電極部２９
とスルホール２５により電気的に接続されている。シグ
ナル画素電極部２９上にはＰ型半導体薄膜３１が積層さ
れている。Ｐ型半導体薄膜３１とＮ型半導体薄膜２３と
は接合体金属膜３３で接続されて熱電素子を形成してお
り、さらにこの上に液晶層３５が設けられて画素部１３
を構成している。コモン電極１５とシグナル電極１７の
配線を、それぞれ基板１１の表面および裏面に形成し、
スルホール２５により裏面の配線を一部表面に導くこと
により。

基板１１の同一表面上にコモン画素電極部１５ａとシグ
ナル画素電極部１７を形成することができ、熱電素子の
実装が容易となる。

基板１１としては、プラスチックフィルム基板やガラス
基板等が用いられるが、スルホール作成時等の加工性、
薄型化などの点でプラスチックフィルムが好ましい。

コモン電極１５およびシグナル電極１７としては、銅な
どの金属のような低抵抗、高熱伝導性材料を用いること
が好ましい。電極材料としてＩＴ○膜を用いた場合は、
低抵抗値化が困難であり（特に、プラスチックフィルム
を用いた場合）、高電流を供給することができないため
に液晶層の温度上昇が遅いが、銅などの金属は低抵抗値
を有するので、このような問題が防止される。

熱雷素子は、Ｎ型半導体薄膜２３、Ｐ型半導体薄膜３１
および接合部を形成する接合体金属膜３３とコモン画素
電極部１５ａ、シグナル画素電極部２９とから構成され
ている。半導体を使用した熱電素子は、低熱伝導率、高
導電性を有するので、選択した画素部のみを鮮明に表示
するとともに、小さな消費電力で駆動できる。Ｎ型およ
びＰ型の半導体薄膜としては、熱雷対性能指数の大きな
半導体が好ましく、たとえば、Ｎ型にＦｅＳｉ２−１．
７％Ｃｏ、Ｐ型にＦｅＳｉ２−３．３％Ｍ　ｎ　；　Ｎ
型にＢｉ２Ｔｅ、−２５％Ｂ　ｉ２Ｓ　ｅ３゜Ｐ型にＢ
ｉ２Ｔｅ、−７５％Ｓｂ２Ｔｅ３などが例示される。接
合体金属膜３３としては銅などの熱伝導率の高い金属膜
から形成することが好ましい。

なお、上記実施例では、Ｎ型、Ｐ型接合のベルティエ効
果を利用した熱電素子を用いた場合について説明が、半
導体−金属のような他のベルティエ効果やペルティエ効
果以外の熱電効果を利用した熱電素子を用いることもで
きる。

接合体金属膜３３の上部には、液晶層３５が設けられて
いる。液晶層３５は、マイクロカプセル化したサーモク
ロミック液晶インキをスクリーン印刷等によりすること
により形成することができる。この液晶インキは、たと
えば、ゼラチン。

アラビアゴムなどの壁物質でコレステリック液晶をマイ
クロカプセル化し、適当なバインダーと混合することに
より得ることができる。マイクロカプセル化した液晶イ
ンキから液晶層を形成することにより、上下基板間に液
晶層を挟んだサンドインチ構造を形成する場合に必要な
ギャップコントロールが不要となり、製造工程も簡単と
なる。

なお、この実施例ではマイクロカプセル化した液晶イン
キを用いた場合について示したが、これに代えてスメク
ティック液晶やコレステリック液晶を用いたサンドイッ
チ構造から、液晶層を形成することもできる。

この液晶表示装置のコモン電極１５−シグナル電極１７
間に電圧を印加し、接合体金属膜３３を介して半導体薄
膜２３．３１間に電流を流すと、半導体薄膜２３．３１
と接合体金属膜３３との接合面で発熱あるいは熱の吸収
が起こり、液晶層３５が加熱あるいは冷却される。サー
モクロミック液晶は可視スペクトルの全須域において呈
色し、色は液晶温度による。発熱体の温度は電流により
容易に制御することが可能なので、電流制御あるいは電
圧制御によりカラー表示が実現できる。

ペルティエ効果を利用した熱電素子によれば、電流方向
の逆転により発熱と冷却の切替えが可能となるので、液
晶層の温度制御を確実、容易に行うことができる。

発明の効果 本発明の熱書込み型液晶表示装置によれば、熱ｒ、Ｍ　
Ｊ、子を用いて加熱を行うことにより、小さな消費電力
で熱書込みを行うことができる。また、冷却を専ら熱の
伝導および対流に依存する従来のジュール熱を利用した
発熱機構と異なり。

発熱および冷却の双方を行うことができるので液晶の温
度制御を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の熱書込み型液晶表示装置で用いられる
配線基板の構成例を示す一部切断斜視図である。第２図
は熱書込み型液晶表示装置の画素部の構造を模式的に示
す斜視図である。 １１・・・基　　　　板　　　　１３・・・画　素　部
１５・・・コモン電極　　　１５ａ・・・コモン画素電
極部１７・・・シグナル電極　　　　２３・・・Ｎ型半
導体膜２５・・・スルホール　　　　２９・・・シグナ
ル画素電極３１・・・Ｐ型半導体薄膜　　　３３・・・
接合体金属膜３５・・・液　　晶　　層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、電極を形成した基板上に、熱により光学的特性が変
   化する液晶層を設け、電極により選択的に液晶層を加熱
   せしめて情報を表示するようにした熱書込み型液晶表示
   装置において、発熱体として半導体熱電素子を使用した
   ことを特徴とする熱書込み型液晶表示装置。