JPS6159427A - Liquid crystal display element - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To obtain an image of high quality even by high-speed display by using a substrate consisting of two layers having different heat conductivities as a substrate on which a row electrode is formed in a display element. CONSTITUTION:A line electrode 2 is formed on the surface of a glass substrate 1 to obtain a line electrode substrate Y. A polyimide electrode layer 5 is uniformly formed on an Al substrate 6, and a row electrode 4 is further formed on the layer 5 to obtain a row electrode substrate X. The substrates X, Y are placed so that the electrodes 2, 4 confront each other, and a smectic liq. crystal is injected into the gap between the electrodes to manufacture a display element. The heat conductivity of the polymide electrode layer 5 is slightly lower than that of the liq. crystal layer 3, and the heat conductivity of the Al substrate 6 is higher than that of the layer 3.

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は液晶の熱光学効果を利用した液晶表示素子に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a liquid crystal display element that utilizes the thermo-optic effect of liquid crystal.

［従来の技術］ 本発明に係わる熱書込み形表示方式の動作原理を以下に
説明する。第２図は、液晶層をはさみ込む二枚の基板上
の電極パターンを示す図で、一方の基板（Ｘ）には行電
極群（走査電極）Ｘ１〜Ｘｎが設けられており、もう一
方の基板（Ｙ）には、前記行電極群Ｘ１”Ｘｎと直交す
る列電極群（信号電極）Ｙ１〜Ｙｎが設けられている。[Prior Art] The operating principle of the thermal writing type display system according to the present invention will be explained below. Figure 2 is a diagram showing the electrode patterns on two substrates sandwiching a liquid crystal layer.One substrate (X) is provided with row electrode groups (scanning electrodes) X1 to Xn, and the other substrate (X) is provided with row electrode groups (scanning electrodes) X1 to Xn. The substrate (Y) is provided with column electrode groups (signal electrodes) Y1 to Yn orthogonal to the row electrode group X1''Xn.

このような電極構成において、前記行電極群に電圧パル
スを印加すると液晶層が加熱され等方性液相の状態にな
る。その後電圧パルスの移動と共に、液晶層は順次冷却
され、その過程で液晶層は、等方性液相の状態からネマ
チック相、スメクチック相へと変化し、スメクチック相
でその配向状態が安定化する。液晶層内の状態がネマチ
ック相を通過する際に、列電極を通じて電圧を印加する
と、液晶の徐冷による作用と共に、電界による配向効果
によって液晶層内の分子配列が垂直配向状態となり、光
学的に透明な状態となる。一方冷却過程において、電圧
を印加しない場合には液晶層内の分子配列が等方性液相
のランダムな状態のまま急冷され、光学的に白濁の状態
になる。′すなわち、液晶層内の状態が等方性液相から
ネマチック液相を通過する間に、信号電圧を印加したか
否かによって「透明」及び「白濁」の各表示状態の選択
を行うもので、次の電圧パルスによる加熱があるまでは
、その安定状態を維持させることが出来る。この様な熱
書込み形表示方式では、いわゆるクロス］・−りの問題
がないので高表示容微の薄型表示装置が得られる。In such an electrode configuration, when a voltage pulse is applied to the row electrode group, the liquid crystal layer is heated and enters an isotropic liquid phase state. Thereafter, as the voltage pulse moves, the liquid crystal layer is sequentially cooled, and in the process, the liquid crystal layer changes from an isotropic liquid phase state to a nematic phase and a smectic phase, and its alignment state is stabilized in the smectic phase. When the state in the liquid crystal layer passes through the nematic phase, when a voltage is applied through the column electrodes, the molecular alignment in the liquid crystal layer becomes vertically aligned due to the effect of slow cooling of the liquid crystal and the alignment effect caused by the electric field, resulting in an optically It becomes transparent. On the other hand, in the cooling process, if no voltage is applied, the molecular arrangement within the liquid crystal layer is rapidly cooled while remaining in a random state of an isotropic liquid phase, resulting in an optically cloudy state. 'In other words, the display state of "transparent" and "cloudy" is selected depending on whether or not a signal voltage is applied while the state inside the liquid crystal layer passes from an isotropic liquid phase to a nematic liquid phase. , the stable state can be maintained until heating by the next voltage pulse. In such a thermal writing type display system, there is no problem of so-called cross-printing, so that a thin display device with a high display density can be obtained.

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、現状では表示速度の点でブラウン管表示
に劣っており、広く普及するまでには至っていない。そ
こで表示速度を上げるために、一画素の書込み時間を短
縮することが技術的課題となる。以下その問題点を述べ
る。[Problems to be Solved by the Invention] However, at present, they are inferior to cathode ray tube displays in terms of display speed, and have not yet become widespread. Therefore, in order to increase the display speed, a technical challenge is to shorten the writing time for one pixel. The problems are described below.

第３図は、画素書込み時における液晶層内の温度変化を
表わしたものである。第３図において、ＴＩＮはネマチ
ック相〜等方性液相の転移温度、ＴＮＳはスメクチック
相〜ネマチック相転移温度を示し、ｔＨは加熱時間、ｔ
ｃは冷却時間を示す。FIG. 3 shows temperature changes within the liquid crystal layer during pixel writing. In FIG. 3, TIN represents the transition temperature from nematic phase to isotropic liquid phase, TNS represents the transition temperature from smectic phase to nematic phase, tH represents heating time, and t
c indicates cooling time.

第３図において明らかなように、書込み時間を短縮する
には、液晶の転移温度（ＴＩＮ及びＴ　ＮＳ）を低く設
定するか、又は液晶の加熱時間ｔＨ及び冷却時間ｔｃを
短かくする二つの方法が考えられる。しかし、ＴＩＮ及
びＴＮＳは液晶特有の物性値であり、その値の変更には
おのずから限界がある。As is clear from FIG. 3, there are two ways to shorten the writing time: set the transition temperature (TIN and TNS) of the liquid crystal low, or shorten the heating time tH and cooling time tc of the liquid crystal. is possible. However, TIN and TNS are physical property values unique to liquid crystals, and there are limits to changing these values.

また、ｔ　Ｈとｔｃを共に短縮する事は、液晶の物理的
特性の飛躍的な改善が必要で、現状の液晶特性に基づい
て書込み時間の短縮を図る事は、技術的に大変困難であ
った。Furthermore, shortening both tH and tc requires a dramatic improvement in the physical characteristics of the liquid crystal, and it is technically very difficult to shorten the writing time based on the current liquid crystal characteristics. Ta.

本発明はこのような従来の問題点を解決するためになさ
れたもので、加熱電極を二層構成とすることによって、
高速の画像表示においても、高品位の画質を得ることの
できる液晶表示素子の提供を目的としている。The present invention was made to solve these conventional problems, and by making the heating electrode have a two-layer structure,
The object of the present invention is to provide a liquid crystal display element that can obtain high-quality images even in high-speed image display.

［問題点を解決するための手段］ 第１図は本発明による表示素子の断面を表わしたもので
ある。ガラス基板１の表面上に、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ
−Ｔｉｎ　０ｗ１ｄｅ）から成る列電極２を蒸着により
形成し、基板Ｙとする。一方、アルミ基板６１−に、ポ
リイミド電極層５をスピナーにより均一に形成し、さら
にそのＩ：にＩＴＯの行電極４を蒸着により形成するこ
とによって基板Ｘとする。このようにして得られた基板
ＸとＹを、行電極１列電極が対向するように配置し、そ
の間隙にスメクチック液相を注入して素子を形成する。[Means for Solving the Problems] FIG. 1 shows a cross section of a display element according to the present invention. On the surface of the glass substrate 1, ITO (Indium
A column electrode 2 made of -Tin 0w1de) is formed by vapor deposition to form a substrate Y. On the other hand, a polyimide electrode layer 5 is uniformly formed on an aluminum substrate 61- using a spinner, and a row electrode 4 of ITO is further formed on the aluminum substrate 61- by vapor deposition to obtain a substrate X. The substrates X and Y thus obtained are arranged so that the row and one column electrodes face each other, and a smectic liquid phase is injected into the gap to form an element.

なお本発明においては、ポリイミド電極層５の熱伝導率
を液晶層３より若干小さくし、アルミ基板６の熱伝導率
を液晶層３より大きくする事を特徴としている。The present invention is characterized in that the thermal conductivity of the polyimide electrode layer 5 is slightly lower than that of the liquid crystal layer 3, and that the thermal conductivity of the aluminum substrate 6 is higher than that of the liquid crystal layer 3.

［作　用コ 第１図において、行電極４に電流を流すと、行電極４が
発熱し、液晶層を加熱する。ここで液晶層３の熱伝導率
がポリイミド電極層５の熱伝導率より若干大きいため、
行電極４で発生した熱は、液晶層３により多く伝わする
。このために、加熱効率が向上し、加熱時間ｔＨが短縮
される。その後、行電極４に流れる電流が止まると、電
極の発熱が停止し、冷却が始まる。ここで、前記発熱に
よる熱は、熱伝導によりそのほとんどがポリイミド電極
層５に蓄熱されるが、アルミ基板６の熱伝導率が、ポリ
イミド電極層５に比べ非常に大きいため二層間の温度勾
配も大きくなる。したがって液晶及びポリイミド電極層
５に蓄熱された熱は、アルミ基板６を介してすばやく拡
散する。この作用により、冷却時間ｔｃが短縮される。[Operation] In FIG. 1, when a current is passed through the row electrodes 4, the row electrodes 4 generate heat and heat the liquid crystal layer. Here, since the thermal conductivity of the liquid crystal layer 3 is slightly higher than that of the polyimide electrode layer 5,
More of the heat generated at the row electrodes 4 is transferred to the liquid crystal layer 3. For this reason, heating efficiency is improved and heating time tH is shortened. Thereafter, when the current flowing through the row electrodes 4 stops, the electrodes stop generating heat and begin cooling. Here, most of the heat generated by the generated heat is stored in the polyimide electrode layer 5 by thermal conduction, but since the thermal conductivity of the aluminum substrate 6 is much higher than that of the polyimide electrode layer 5, there is also a temperature gradient between the two layers. growing. Therefore, the heat stored in the liquid crystal and polyimide electrode layer 5 quickly diffuses through the aluminum substrate 6. This effect shortens the cooling time tc.

以上の説明で明らかなように、本発明においては、加熱
時にポリイミドを蓄熱層とし、冷却時にはアルミ基板を
放熱層とする事によって、加熱、冷却時間の短縮を可能
にしている。As is clear from the above description, in the present invention, heating and cooling times can be shortened by using polyimide as a heat storage layer during heating and using an aluminum substrate as a heat dissipation layer during cooling.

［実施例］ 本実施例では、第１図に示す電極構成において、各熱伝
導率を次の様に設定した。[Example] In this example, in the electrode configuration shown in FIG. 1, each thermal conductivity was set as follows.

液晶層３；　　約０．５ｗ・「１−　ｋ−’ポリイミド
電極層５；約０．２賢１−１・ｋ−１アルミ基板６；　
約２００ｗ、ｗ−’　−ｋ−’なお、ポリイミド電極層
５の厚みは５０＃１．鵬とし、液晶層３には、Ｂ）１０
社のスメクチック混合液晶ｒＳ−５」を用いた。Liquid crystal layer 3; about 0.5w.1-k-' polyimide electrode layer 5; about 0.2w.1-1.k-1 aluminum substrate 6;
Approximately 200W, w-'-k-'The thickness of the polyimide electrode layer 5 is 50#1. B) 10 in the liquid crystal layer 3
A smectic mixed liquid crystal "rS-5" manufactured by Co., Ltd. was used.

この様にして得られた表示素子を用いて画像表示を行っ
た結果、従来に比べて表示速度が上昇しただけでなく、
表示画質も向上させる事ができた。これは冷却時間の短
縮により、急冷の度合が増し、コントラストが向上した
ためと考えられる。As a result of displaying images using the display element obtained in this way, not only was the display speed increased compared to conventional methods, but
We were also able to improve the display quality. This is thought to be due to the shortening of the cooling time, which increased the degree of rapid cooling and improved the contrast.

［発明の効果］ 本発明によれば、加熱電極を形成する基板を二層とする
ことで、表示速度と表示画質が共に向−１ニするという
効果がある。[Effects of the Invention] According to the present invention, by making the substrate on which the heating electrode is formed into two layers, there is an effect that both the display speed and the display image quality are improved by -1.

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

第１図は、本発明による表示素子の断面図。 第２図は、従来の熱書込み形表示装置の説明図。 第３図は、画素書込み時の、液晶層内における温度変化
の説明図。 １ニガラス基板、２：列電極、３：液晶層、４：行電極
、５：ポリイミド電極層 ６：アルミ基板、Ｘ：行電極基板、 Ｙ二列電極基板、ｘ１〜ｘｎ：行電極群、Ｙ１〜Ｙｎ　
二列電極群、FIG. 1 is a sectional view of a display element according to the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram of a conventional thermal writing type display device. FIG. 3 is an explanatory diagram of temperature changes within the liquid crystal layer during pixel writing. 1 glass substrate, 2: column electrode, 3: liquid crystal layer, 4: row electrode, 5: polyimide electrode layer 6: aluminum substrate, X: row electrode substrate, Y two-column electrode substrate, x1 to xn: row electrode group, Y1 ~Yn
double row electrode group,

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 熱光学効果を顕著に示す液晶層の、上下に配置された行
電極群及び列電極群が、各々直交するように形成された
熱書込み形表示装置において、該行電極群の基板が、熱
伝導率の異なる二層の基板から形成されていることを特
徴とする液晶表示素子。In a thermal writing type display device in which row electrode groups and column electrode groups arranged above and below of a liquid crystal layer exhibiting a remarkable thermo-optical effect are formed so as to be perpendicular to each other, the substrate of the row electrode groups is thermally conductive. A liquid crystal display element characterized in that it is formed from two layers of substrates having different ratios.