JPS5915283A - Thermo-writing matrix type liquid crystal display element - 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明はスメクチック液晶を使い熱と電界を加えるこ
とによって任意の文字や図形を書き込み、あるいは熱だ
けを加えて消去するようにした熱書き込みマトリクス形
液晶表示素１（以下単にパネルと呼ぶンに係り、特に熱
書き込み、まだは消去用の発熱体としての役割に用いら
れる複数本の横電極め構造に１４するものである。[Detailed description of the invention] [Technical field to which the invention pertains] This invention provides a thermal writing matrix that uses smectic liquid crystal to write arbitrary characters and figures by applying heat and an electric field, or erase them by applying only heat. A type liquid crystal display element 1 (hereinafter simply referred to as a panel) has a structure of a plurality of horizontal electrodes used particularly as a heating element for thermal writing and erasing.

〔従来技術とその問題点〕[Prior art and its problems]

熱と電界を加えることによって任意の文字９図形等を書
き込み表示し、逆に熱だけを加えて、その一部分または
全体を消去するようにしたスメクチック液晶を用いたパ
ネル（ｄ、すでに数社から発表されている。A panel (d) using smectic liquid crystal that writes and displays arbitrary characters, figures, etc. by applying heat and an electric field, and erases part or all of it by applying only heat (d) has already been announced by several companies. has been done.

このパネルの構造を第１図の断面略図で説明する。The structure of this panel will be explained using the schematic cross-sectional view of FIG.

パネルを形成する一方の基板である前面基板ｌは、３闘
厚さのガラス板を使用し、その内壁面にはシート抵抗値
が１００Ω／Ｓ？の透明なインジウムオキサイド導体を
用いた複数本の縦電極２（’＋Ｊ・・・・・・・ｎ）が
設けである。。The front substrate 1, which is one of the substrates forming the panel, uses a glass plate with a thickness of 3 mm, and the inner wall surface has a sheet resistance value of 100Ω/S? A plurality of vertical electrodes 2 ('+J...n) are provided using a transparent indium oxide conductor. .

この複数本の縦電極２（’＋ｂ＋・・・・・・・ｎ）の
表面には液晶分子の長軸方向を基板に対して垂直に配向
させるだめの配向層３がシランカップリング剤を用いて
形成させである。On the surface of the plurality of vertical electrodes 2 ('+b+...n), an alignment layer 3 is formed using a silane coupling agent to align the long axis direction of the liquid crystal molecules perpendicularly to the substrate. Let's form it.

他の一方の基板である背面基板４には前面基板１と同様
に厚さ３闘のガラス板を用い、その内壁面には金属薄膜
で形成された複数本の横電伍５（ａ。As with the front substrate 1, the other substrate, the rear substrate 4, is made of a glass plate with a thickness of 3 mm, and its inner wall surface has a plurality of horizontal cables 5 (a) formed of a thin metal film.

ｂ、・・・・ｎ）が設けである。この複数本の横電極５
（ａ＋　ｂ＋・・・・・・・ｎ）の表面は鏡面となって
いる。そして、前記複数本の縦電極’ｌ　（ａ、　ｂ、
・・・・・・・ｎ）の表面と同様に液晶分子の長袖方向
を背面基板４に対して垂直に配向させるだめの配向層６
がある。b,...n) are provided. These multiple horizontal electrodes 5
The surface of (a+ b+...n) is a mirror surface. Then, the plurality of vertical electrodes'l (a, b,
. . . n) An alignment layer 6 for aligning the long sleeve direction of the liquid crystal molecules perpendicularly to the rear substrate 4 in the same way as the surface of n)
There is.

このように構成された前面基板１と背面基板４は複数本
の縦電極２（ａ＋ｂ＋・・・・・・・ｎ）と複数本の横
電極５　（ａ、　ｂ、・・・・・・・ｎ）が直交するよ
うに対向して平行に配置され、およそ、厚さ１５μｍの
スメクチック液晶層７を挾んでいる。The front substrate 1 and rear substrate 4 configured in this way have a plurality of vertical electrodes 2 (a+b+...n) and a plurality of horizontal electrodes 5 (a, b,... n) are arranged in parallel to each other so as to be perpendicular to each other, and sandwich a smectic liquid crystal layer 7 having a thickness of approximately 15 μm.

次にパネルの動作について説明する。Next, the operation of the panel will be explained.

熱も電界も加えないスメクチック状態の時、あらかじめ
全体の液晶分子の配向を不規則にしておく。この時、パ
ネル全体は光を散乱し白く見える。When in a smectic state without applying heat or electric field, the orientation of the entire liquid crystal molecules is made irregular in advance. At this time, the entire panel scatters light and appears white.

今、発熱体の役割をする横電極５ａに短い電流ノくルス
を加え゛ると、その電極に接した部分の液晶の温度が上
昇し等方性液体になυ液晶分子は不規則な配向をした状
態となる。等方性液体になった液晶は急速にネマチック
状態を通過してスメクチック状態に戻る。スメクチック
状態に戻る前は液晶分子が電界に感じやすい。だとえば
、縦電極２ｂに電界が加わったま＼スメクチック状態に
戻ると横電極５ａと縦電極２ｂの交点に位置した液晶分
子８は基板１．４に対して垂直となったま＼となる。Now, when a short current pulse is applied to the horizontal electrode 5a, which acts as a heating element, the temperature of the liquid crystal in contact with the electrode rises, and the liquid crystal becomes an isotropic liquid. The state will be as follows. The liquid crystal, which has become an isotropic liquid, rapidly passes through the nematic state and returns to the smectic state. Before returning to the smectic state, liquid crystal molecules are sensitive to electric fields. For example, when the vertical electrode 2b returns to the smectic state while an electric field is applied thereto, the liquid crystal molecules 8 located at the intersection of the horizontal electrode 5a and the vertical electrode 2b remain perpendicular to the substrate 1.4.

しだがって、この部分は透明となる。横電極５ａと電圧
の加わっていない他の縦電極２ｇ　、　２Ｃ−・・・・
・２ｎの交点に位置した液晶分子９は液晶７の温度が急
速に降下しスメクチック状態に戻るため垂直になれず、
あらゆる方向を向いた不規則状態のま＼となるので、光
を散乱して白く見える。Therefore, this part becomes transparent. Horizontal electrode 5a and other vertical electrodes 2g, 2C-... to which no voltage is applied.
・The liquid crystal molecule 9 located at the intersection of 2n cannot become vertical because the temperature of the liquid crystal 7 rapidly decreases and returns to the smectic state.
Since it remains in an irregular state pointing in all directions, it scatters light and appears white.

この種のパネルは電源を切っても両方の状態を保持し続
けるので、リフレッシ−動作が不要となシ、そのため、
横電極数の多いマトリクス形液晶表示素子に適している
。This type of panel retains both states even when the power is turned off, so there is no need for a refresh operation.
Suitable for matrix type liquid crystal display elements with a large number of horizontal electrodes.

次に、このような動作をするパネルにおいて、発熱体の
役割をする横電極に短い電流パルスを流した時、その横
電極近くの液晶の温度上昇を第２図を用いて説明する、
。Next, in a panel that operates in this way, when a short current pulse is passed through the horizontal electrode that acts as a heating element, the temperature rise of the liquid crystal near the horizontal electrode will be explained using Figure 2.
.

ｆｇｚ図の下側に示しである図はパネルの一部拡大断面
図である。図では、１０が背面基板、１１が横電極、１
２が前面基板、１３が縦電極、１４（ａ、ｂ、Ｃ）が液
晶を示す。The figure shown below the fgz diagram is a partially enlarged sectional view of the panel. In the figure, 10 is the back substrate, 11 is the horizontal electrode, 1
2 is a front substrate, 13 is a vertical electrode, and 14 (a, b, C) is a liquid crystal.

従来、横電極としては発熱体材料として良く知られてい
るＮｉ　Ｃｒなとの真空蒸着膜が用いられる事が多い。Conventionally, a vacuum-deposited film of Ni, Cr, etc., which is well known as a heating element material, is often used as the horizontal electrode.

今、たとえば、シート抵抗値がＯ１Ω／ｓｒの横電極ｌ
ｌにパルス状電流を流して液晶１４ａ・をスメクチック
状態から等方性液体にしたとする。パネルの動作原理か
ら考えると、暖めるのは、横電極１１の上側に位置した
液晶１４ａだけでよい。、１〜かしながら、実際には横
電極１１ａ上側に位置した部分の液晶１４ａだけでなく
左右に位置した液晶１４ｂ。Now, for example, a horizontal electrode l with a sheet resistance value of O1Ω/sr
Suppose that a pulsed current is applied to the liquid crystal 14a to change it from a smectic state to an isotropic liquid. Considering the operating principle of the panel, only the liquid crystal 14a located above the horizontal electrode 11 needs to be heated. , 1~However, in reality, not only the liquid crystal 14a located above the horizontal electrode 11a but also the liquid crystal 14b located on the left and right sides.

１４ｃも暖められる。暖められた液晶１４（ａ、　ｂ、
　Ｃ）の温度上昇の様子を第２図の上側のグラフに示す
１゜縦軸は温度の相対値を横軸は位置を表す。グラフに
示すように１本の横電極１１の上に位置した液晶１４ａ
をＴ”（］の温度に上昇させたとすると、曲線１５に示
すように横電極１１の中央上部に位置した液晶１４ａは
、Ｔ”Ｏよシも高い温度まで暖められ不均一な状態とな
っている。そし、て更に液晶１４ｂ、１４Ｃまでも、広
く熱が拡散していることを示している。14c can also be heated. The heated liquid crystal 14 (a, b,
The temperature rise in C) is shown in the upper graph of 1° in FIG. 2. The vertical axis represents the relative value of temperature and the horizontal axis represents the position. As shown in the graph, the liquid crystal 14a is located on one horizontal electrode 11.
When T"O is raised to a temperature of This also shows that the heat is widely diffused even to the liquid crystals 14b and 14C.

これは、加熱、冷却をくシ返えして表示または消去を行
なうパネルの応答速度を悪くする原因の一つになってい
ると考えられる。This is considered to be one of the causes of worsening the response speed of a panel that performs display or erasing by repeatedly heating and cooling.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は前記した欠点を改良することを目的としたもの
で、横電極の構造を改善することによって横電極上部に
位置した液晶の温度を可能なかぎり均一にして、パネル
の表示の一応性と応答速度の改善を行なうものである。The purpose of the present invention is to improve the above-mentioned drawbacks, and by improving the structure of the horizontal electrode, the temperature of the liquid crystal located above the horizontal electrode is made as uniform as possible, thereby improving the temporary display property of the panel. This improves response speed.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

前記の目的を達成するために本発明におけるパネルは、
横電極の構造を少なくとも二層構造とし、この内、発熱
体の役割を行わせる一層は、温度の不均一性を減するた
め電流の流れの方向に平行に細分割するか、網目状にす
る事である。In order to achieve the above object, the panel in the present invention has the following features:
The structure of the horizontal electrode is at least two layers, of which one layer, which serves as a heating element, is subdivided in parallel to the direction of current flow or meshed to reduce temperature non-uniformity. That's a thing.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明においては前記の考えを基にして発熱体の役割
を行なう横電極が形成されているので、横電極上部に位
置した液晶の温度の不均一性を従来よシも少なくするこ
とが可能となる。しだがって、本発明のパネルは、液晶
の冷える速度を従来よシ均一に出来ると共に、温度の不
均一性が少ないので表示の均一性が良くなるなどの効果
がある。In this invention, based on the above idea, a horizontal electrode is formed that functions as a heating element, so it is possible to reduce the non-uniformity of the temperature of the liquid crystal located above the horizontal electrode more than ever before. Become. Therefore, the panel of the present invention has the effect that the cooling rate of the liquid crystal can be made more uniform than that of the conventional panel, and that the uniformity of the display is improved because there is less non-uniformity in temperature.

更に従来のパネルにおいては横電極が全面不透明であっ
たため、背面からの照明が出来なかった。Furthermore, in conventional panels, the horizontal electrodes were entirely opaque, making it impossible to illuminate from the back.

本発明のパネルは１本の横電極の発熱体の部分が細分割
されているか網目状となっているので発熱体と一体とな
った他の層が透明電極で形成されておれば、背面からの
照明が可能となり、コントラストよく見ることができる
効果が生ずる。In the panel of the present invention, the heating element part of one horizontal electrode is subdivided or mesh-like, so if the other layer integrated with the heating element is formed of a transparent electrode, it is possible to This makes it possible to provide better illumination, resulting in the effect of being able to see with good contrast.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、図面に従って、この発明の詳細な説明する。 The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第３図下側は本発明によるところの構造をした横電極を
具備したパネルの一部拡大断面図を示すものである。背
面ガラス基板１６の内壁面側に設けられた横電極１７は
二層構造となっている。横電極１７の第一層１７−１は
前面基板１８の内壁面側に設けられた複数本の縦電極１
９（ａ、ｂ、・・・・・ｎ）との間に電界を印加する働
きを行わせるだけであるから特にシート抵抗値が低い必
要はなく、１００Ω／袷程度でよい。第２層１７−２は
発熱体の働きを行わせる電極であυ、電流の流れる方向
に平行して三分割されている。この発熱体の分割ｔよ三
分割に限らず、細分割すればするほど横電極１７上の液
晶２０の温度の均一性は良くなる。このように分割され
た第２層１７−２の電極はシート抵抗値が、たとえば、
０．１Ω／ｓ２・のＮ１ｃｒなどの金属薄膜で形成され
ている。The lower part of FIG. 3 shows a partially enlarged sectional view of a panel provided with horizontal electrodes having a structure according to the present invention. The horizontal electrode 17 provided on the inner wall surface side of the rear glass substrate 16 has a two-layer structure. The first layer 17-1 of the horizontal electrode 17 is a plurality of vertical electrodes 1 provided on the inner wall surface side of the front substrate 18.
9 (a, b, . . . n), the sheet resistance does not need to be particularly low, and may be about 100Ω/line. The second layer 17-2 is an electrode that functions as a heating element, and is divided into three parts parallel to the direction of current flow. The division of the heating element is not limited to t, but the finer the division, the better the temperature uniformity of the liquid crystal 20 on the horizontal electrode 17 becomes. The electrode of the second layer 17-2 divided in this way has a sheet resistance value of, for example,
It is formed of a metal thin film such as N1cr with a resistance of 0.1 Ω/s2.

この実施例による横電極１７に短い電流パルスを流した
時、横電極１７ａ上に位置した部分の液晶の温度分布を
第３図の上側のグラフに示す、１縦軸は温度の相対値を
、横軸は位置を示す。曲線２１でわかるように、第２図
で示した従来構造の横電極の時よりも温度は均一化され
ていることがわかる。When a short current pulse is passed through the horizontal electrode 17 according to this embodiment, the temperature distribution of the liquid crystal in the portion located on the horizontal electrode 17a is shown in the upper graph of FIG. The horizontal axis indicates position. As can be seen from the curve 21, it can be seen that the temperature is more uniform than in the case of the horizontal electrode of the conventional structure shown in FIG.

〔本発明の他の実施例〕[Other embodiments of the present invention]

次に本発明の他の実施例を第４図で説明する。。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. .

第４図は背面基板四の内壁面側に設けられた横電極ｎの
拡大図で、同図（−）は平面図を、同図（ｂ）は　。FIG. 4 is an enlarged view of the horizontal electrode n provided on the inner wall surface of the rear substrate 4, where (-) is a plan view and (b) is a plan view.

断面図をそれぞれ示す。A cross-sectional view is shown respectively.

横電極器は第３図で示した実施例と同様に二層構造とな
っている。横電極器の内、第１層２３−１は第３図で示
した実施例の第１層１７−１と全く同一である。特に異
なるのは、発熱体の役割をする第２層２３−２が網目状
となっている事である。網目の目の大きさは１００メツ
シユ、／インチ程度であるが、特に限定する必要はない
。The horizontal electrode device has a two-layer structure similar to the embodiment shown in FIG. The first layer 23-1 of the horizontal electrode device is exactly the same as the first layer 17-1 of the embodiment shown in FIG. A particular difference is that the second layer 23-2, which serves as a heating element, has a mesh shape. The size of the mesh is approximately 100 mesh/inch, but there is no need to limit it in particular.

以上説明した実施例では第２層が発熱体であったが、必
ずしもその必要はなく、第１層が発熱体であっても、な
んら支障はない６．また、マトリクス形に限らず、セグ
メント形のパネルであっても有効であることは１１）ま
でもない事である。In the embodiments described above, the second layer is a heating element, but it is not necessary, and there is no problem even if the first layer is a heating element.6. Furthermore, it goes without saying that this method is effective not only for matrix type panels but also for segment type panels.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は従来の熱書き込みマ）　ＩＪクス形液晶表示素
子の構造を説明するための断面図、第２図は従来の横電
極の構造及び温度分布を説明するための図、第３図は本
発明の横電極の構造及び温度分布を説明するだめの図、
第４図は本発明による横電極の他の実施例を示す図であ
る、。 １７　、　Ｚ３　、＝・・・・・・・・・・・・川・・
・・横電極１７−１．２３−１・・・・・・・第一層１
７−２．Ｚ’（−２・・・・・・第二層代理人　弁理士
　　則　近　憲　佑 ほか１名 第　　１　　図 第２図 第３図Figure 1 is a cross-sectional view for explaining the structure of a conventional thermal writing machine (IJ square type liquid crystal display element), Figure 2 is a diagram for explaining the structure and temperature distribution of a conventional horizontal electrode, and Figure 3 is a diagram for explaining the structure of a conventional horizontal electrode and temperature distribution. A diagram explaining the structure and temperature distribution of the horizontal electrode of the present invention,
FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the horizontal electrode according to the present invention. １７、Z３、＝・・・・・・・・・・・・River...
・・Horizontal electrode 17-1.23-1・・・・・First layer 1
7-2. Z'(-2...Second tier agent Patent attorney Noriyuki Chika and one other person Figure 1 Figure 2 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 対向して平行に配置された透明な前面基板と背面基板と
の間にスメクチック液晶層を挾み、前面基板の内壁面に
は透明電極でできた複数本の信号用縦電極を、背面基板
の内壁面には金属薄膜でできた熱書き込みまだは消去用
の複数本の横電極をそれぞれ設けて構成された熱書き込
みマトリクス形液晶表示素子において、前記金属薄膜で
できた熱書き込みまたは消去用の複数本の横電極を少な
くとも二層構造とし、この内、発熱体の役割を行わせる
層は電流の流れる方向と平行して複数本、に分割もしく
は網目状に形成された事を特徴とする熱書き込みマトリ
クス形液晶表示素子。A smectic liquid crystal layer is sandwiched between a transparent front substrate and a rear substrate that are arranged in parallel to each other, and a plurality of vertical signal electrodes made of transparent electrodes are installed on the inner wall surface of the front substrate. In a thermal writing matrix type liquid crystal display element, the inner wall surface is provided with a plurality of horizontal electrodes for thermal writing or erasing made of a metal thin film, respectively. Thermal writing characterized in that the horizontal electrode of the book has at least a two-layer structure, of which the layer that acts as a heating element is divided into a plurality of layers or formed in a mesh shape in parallel to the direction of current flow. Matrix type liquid crystal display element.