JP2563765B2

JP2563765B2 - 表示装置

Info

Publication number: JP2563765B2
Application number: JP6300685A
Authority: JP
Inventors: 稔磯部
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1994-12-05
Filing date: 1994-12-05
Publication date: 1996-12-18
Anticipated expiration: 2011-12-18
Also published as: JPH07294966A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は表示装置に関し、より詳
細には、熱駆動形の表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来この種の表示装置としては、例えば
特公昭６０−３３２５４号公報に開示されているよう
に、ラインサーマルヘッドとこのヘッドに対して相対的
に移動するサーモシートを用いた、いわゆるサーマルデ
ィスプレイが知られている。

【０００３】図５はこのサーマルディスプレイの構成を
示す斜視図である。同図において、１はラインサーマル
ヘッド、２はエンドレスのサーモシート、３はサーモシ
ート２を矢印Ａ方向に移動させるためのフィードロー
ラ、４は色フィルタ、５は冷却器、６は蛍光燈及び７は
ヒータである。サーモシート２の表面上には熱可逆性材
料が塗布されている。この熱可逆性材料は温度によって
色が可逆的に変化する。すなわち、このような材料は温
度濃度特性にヒステリシス特性を有する。

【０００４】図６にＡｇ₂ＨｇＩ₄熱可逆性材料の特性
例を示す。サーマルディスプレイはこのヒステリシス特
性を利用して画像の書込み（表示）及び消去を行なう。
すなわち、画像の表示は一定速度で移動するサーモシー
ト２をラインサーマルヘッド１で熱印加し、サーモシー
ト２の熱印加部分を変色させる。また、画像の消去は冷
却器５によりサーモシート２を強制的に冷却し、熱印加
部分を復色させる。

【０００５】ここで、表示される画像のコントラストを
増大させて目視性を良くするために、通常サーモシート
２の裏面側から蛍光燈６でサーモシート２を照射し、サ
ーモシート２の熱印加に起因する光透光性の変化を色フ
ィルタ４を介して取り出している。

【０００６】また、従来の表示装置として、特開昭６０
−２０８７８７号には面（二次元）サーマルヘッドを用
いた面サーマルディスプレイが開示されている。この面
サーマルディスプレイの断面図を図７に示す。同図にお
いて、８はガラス基板、９はＸ配線、１０はポリイミド
等の断熱層、１１はスルーホールの導体、１２はＹ配
線、１３は前述した図６に示すような特性をもつ示温材
層、及び１４は抵抗体である。

【０００７】画像の表示は、まずＸ配線９及びＹ配線１
２からそれぞれ１本ずつ選択することにより１つの抵抗
体１４を選択する。実際にはＸ配線９の選択端子はＯ、
非選択端子には２／３Ｅ、またＹ配線１２の選択端子は
Ｅ、非選択端子には１／３Ｅの電圧を印加する。これに
より、選択された抵抗体１４にはＥ、選択されない抵抗
体１４には１／３Ｅの電圧が印加される。従って、画像
情報に応じて選択された抵抗体１４のみ他の３倍の電圧
が印加され、この結果９倍の発熱量となり、示温材層１
３が局部的に加熱され変色する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ライン
サーマルヘッドを用いたサーマルディスプレイは以下の
問題点を有する。（イ）このサーマルディスプレイはラインサーマルヘッ
ド１を用いているので、サーマルヘッド１とサーモシー
ト２との相対的移動が必要であり、それゆえ一画面を形
成するのに所定の時間が必要であるという問題点があ
る。

【０００９】（ロ）しかも、形成された画面をその表示
のままに維持するためには、サーモシート２の熱印加さ
れた部分と熱印加されない部分の温度状態を維持するこ
とが必要である。この温度状態を一度の熱印加状態のま
まで維持するためには、一度の熱印加によるサーモシー
ト２の変色状態を長時間維持しなければならない。特
に、サーマルディスプレイの装置内部の温度は、実際に
は熱印加温度より低い。

【００１０】従って、この状態でも復色しないようにす
るためには、比較的低温にてヒステリシス特性を示す
サーモシート２を用いるか、サーモシート２に塗布さ
れる熱可逆性材料の他に熱保持用の媒体を混入させる
か、又は、図５に示すようにヒータ７を設けて装置内
部をある程度加熱しておくことが考えられる。

【００１１】しかしながら、上記の場合は熱印加がく
り返し行なわれた場合、装置内部の温度が上昇し、サー
モシート２の全面が変色するおそれがある。また、の
場合は、サーモシート２の透光性が悪化する。更に、
の場合は復色を防止するためには有益であるが、復色さ
せるためには冷却器５で強制冷却する必要があるので、
温度制御が極めて困難である。

【００１２】（ハ）また、コントラストを向上させるた
めに蛍光燈６と色フィルタ４が必要であり、また復色の
ための冷却器５が必要なので装置が大型化する。

【００１３】（ニ）一方、図７に示す構成の面サーマル
ディスプレイは以下の問題点を有する。Ｘ配線とＹ配線
とは示温材層１３を通るスルーホールの導体で電気的に
接続する必要があるため構成及び製造が複雑である。ま
た、ドット数分の抵抗体が必要なため、構成及び製造が
複雑となる。従って、コスト高となる。

【００１４】従って、本発明はサーマルヘッドとサーモ
シートの相対的移動、色フィルタ、蛍光燈、ヒータ、冷
却器等を必要とせず、構成及び製造が簡単で画像表示の
制御が簡単な表示装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本出願の発明の表示装置
は、電気的に絶縁状態の基体と、該基体の一面に一方向
に配列された複数の第１の電極線と、該第１の電極線を
含む面上に形成される抵抗膜と、該抵抗膜上に前記第１
の電極線と交差する方向に配列された複数の第２の電極
線と、該第２の電極線を含む面上に直接または電気的に
絶縁された保護膜を介して設けられ、熱によって変色す
る熱可逆性の材料で形成される層と、前記第１の電極線
の相互間または前記第２の電極線の相互間に設けられた
絶縁層とを具備し、前記第１の電極線の１本および前記
第２の電極線の１本に接続されまたはその一部で構成さ
れた一対の電極が抵抗膜の反対面に配置されていて、そ
れにより抵抗膜を貫通する電流を流し、前記一対の電極
により電流が流される抵抗膜の部分が発熱素点を形成
し、前記熱可逆性の材料で形成される層の該発熱素点に
対応する領域が変色するものである。

【００１６】

【作用】本出願の発明によれば、画像の表示は次のとお
り行なわれる。画像信号に応じて抵抗膜の両面に設けら
れている電極線が選択され、電圧が印加される。する
と、電流は一方の電極線から抵抗膜を通り他方の電極線
に流れる。この結果、通電された電極線ではさまれた抵
抗膜の領域（発熱素点）が発熱する。この熱は抵抗膜の
上面に設けられている電極線を介して熱可逆性材料の層
に印加される。そして、発熱素点に対応する層の領域が
変色する。さらに、電極線相互間に絶縁層が設けられて
おり、１つの電極線から隣接する電極線への熱伝が阻止
される。また、漏れ電流が阻止される。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１は本発明の前提となる技術を示す一実
施例の断面図である。同図において、１５は基板であ
る。基板は電気的に絶縁状態であって例えばセラミック
ス、ガラス、プラスチック又は表面を電気的に絶縁処理
した金属等で形成される。１６はグレーズドガラス層
で、基板１５上に設けられる。基板１５とグレーズドガ
ラス層１６とで基体が形成される。グレーズドガラス層
１６は保温性を有する。１７は電極線で、グレーズドガ
ラス層１６の表面上に一方向（図示の場合、紙面に対し
平行方向）に、ほぼ等間隔で配列されている。電極線１
７はめっきやエッチング等によってグレーズドガラス層
１６の表面上に付着される。

【００１８】１８は抵抗膜である。抵抗膜１８は電極線
１７を含むグレーズドガラス層１６の表面上に塗布され
る。抵抗膜１８は、例えば窒化タンタルで形成される。
１９は電極線である。電極線１９は抵抗膜１８の表面上
に、電極線１７の長手方向に直角な方向にほぼ等間隔で
配列されている。各電極線１９はめっきやエッチング処
理により形成される。電極線１７と電極線１９とではさ
まれた抵抗膜１８の領域は１つの発熱素点を形成する。

【００１９】２０はサーモシートである。サーモシート
２０はシート上の物質の表面上に熱可逆性の材料を主体
として塗布したものである。この熱可逆性材料は、図２
に示すような温度−光学濃度特性をもつものを用いる。
この特性は図２と図６とを比較してわかるように、比較
的高温側に熱変色領域があり、かつ温度に対する変色の
感度が優れている（熱保持性が小さい）ことを特徴とす
る。このような染料として、例えばよう化水銀（Ａｇ₂
ＨｇＩ₄）がある。

【００２０】このようにして形成されたサーモシート２
０は、電極線１９を含む抵抗膜１８の表面上に接着剤等
を用いて全面密着固定される。ただし、サーモシート２
０は青、黄、茶等の色調があり、ディスプレイとしての
運用の仕方に合わせてこれを自在に貼りかえて使用する
こともできる。従って、このような場合には、サーモシ
ート２０を着脱可能となるように設ける。

【００２１】次に動作を説明する。まず、画像信号に従
って選択的に電極線１７及び電極線１９に通電すると、
電流は電極線１７→抵抗膜１８→電極線１９（又はこの
逆）の順に流れ、電極線１７と電極線１９とではさまれ
る抵抗膜１８の領域（発熱素点）が発熱する。この熱は
主に、電極線１９を介してサーモシート２０に伝わる。
そして、サーモシート２０の対応する領域が変色する。

【００２２】このとき、サーモシート２０の熱可逆性材
料は前述した図２に示すように熱保存性が小さいので、
熱印加により得られるサーモシート２０の変色のコント
ラストは極めて大きい。従って、従来のように透過光に
よる画像を得るための蛍光燈や色フィルタは必要ない。
このため本実施例によれば表面側からの自然光により極
めて優れた表示面を得ることができる。

【００２３】また、熱変色温度は比較的高温側にあり、
しかも変色の感度が優れているため、復色のための冷却
器を必要としないという利点もある。尚、上記動作にお
いて、変色を長時間維持する場合は、サーモシート２０
に対する熱印加を短時間でくり返せばよい。

【００２４】図３は本発明の前提となる技術を示す他の
実施例の断面図である。図中、図１に示す部材と同一の
ものには同一の参照番号を付してある。２１は保護膜で
ある。保護膜２１は電極線１９を含む抵抗膜１８の表面
上に付着される。保護膜２１は例えばＴａ₂Ｏ₅やＳｉ
Ｏ₂により形成される。保護膜２１の膜厚は２〜３μｍ
程度で良い。２２は保護膜２１上に直接塗布した熱可逆
性材料の層である。尚、この構造の表示動作は図１の構
造の表示動作と同様なので、ここでの説明は省略する。

【００２５】また、他の構造として、図１に示すサーモ
シート２０上又は図３に示す熱可逆性材料の層２２上
に、更に透明で薄い保護膜を設けてもよい。このように
すれば、この保護膜の表面上での筆記及び消去可能とな
る。

【００２６】以上、本発明の前提となる技術を示す実施
例を説明した。尚、上記実施例で用いられる電極線１９
は全長にわたり一定の幅を有するものを用いたが、発熱
素点に発生した熱が電極線１９を介して隣接する発熱素
点に伝わることを軽減するために、電極線１７と交差す
る電極線１９の部分の表面積を大とし、その他の部分の
表面積を小とする構成としてもよい。

【００２７】更に、図４に示すように、前述の実施例に
よるサーマルディスプレイと同一基体２５上に、その周
辺装置である制御回路（シフトレジスタやドライバ）２
３やマトリクス配線部２４を設けて構成することも可能
である。

【００２８】図８に、本発明の実施例の断面図を示す。
尚、図中、図１に示した要素と同一のものについては同
一の参照番号を付してある。本実施例では、抵抗膜１８
上であって、隣接する電極線１９間に、電極線１９の電
極面と同一の高さの電気絶縁性を有する断熱部２９を設
けている。

【００２９】この断熱部２９は、隣接する電極線１９す
なわち発熱素子の隣接方向への漏れ電流を阻止し、熱拡
散を断熱するためのものである。このように構成するこ
とにより、１つの電極線に電流を流したとき、隣接する
電極線に沿う発熱素子が発熱するのを防ぎ、また発熱を
より良好に外部へ誘導することができる。

【００３０】図９および図１０（ａ）〜（ｅ）は本発明
の他の実施例を示している。このうち、図９は、一部を
切欠いて示す斜視図、図１０（ａ）〜（ｅ）は図９のＡ
−Ａ線、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−Ｄ線断面図である。
この実施例では図８の実施例と同様、隣接する電極線１
９相互間の間隔に断熱部２９が設けられている（図９
（ａ））。また、電極線１７相互間の間隔も断熱部４１
が設けられている（図９（ｅ））。

【００３１】さらにこの実施例の抵抗層４２は３つの層
４３，４４および４５から成る。中間の層４４は、図９
（ｃ）に示すように、抵抗物質の連続した層である。上
側および下側の層４３および４５は、図９（ｂ）および
（ｄ）に示すように、絶縁物の層４３ａ，４５ａ中にス
ポット状の抵抗物質４３ｂ，４５ｂが発熱素点位置に配
置されてマトリクスを形成するように配列されたもので
ある。

【００３２】このスポット状の抵抗物質４３ｂ，４５ｂ
は抵抗層４４と連続している。従って、発熱素点の位置
では、抵抗物質が垂直方向に連続しており、抵抗素子を
形成している。上記のように、スポットを取巻くように
絶縁物４３ａ，４５ａを設けると、選択された発熱素点
から周囲の領域への熱の拡散を防ぐことができ、従って
選択された発熱素点を駆動するのに必要な電力を減少さ
せることができる。

【００３３】変形例として、層４３又は４５又はこれら
の両者を省いてもよい。両層４３，４５とも省かれたも
のと、図８との差異は、断熱部４１を設けた点のみとな
る。

【００３４】図１１（ａ）〜（ｄ）は、本発明のさらに
他の実施例を示している。このうち同図（ａ）は平面
図、同図（ｂ）〜（ｄ）は、Ｂ−Ｂ線、Ｃ−Ｃ線、Ｄ−
Ｄ線断面図である。この実施例は、大体において、図９
および図１０（ａ）〜（ｅ）の実施例と同じであるが、
各発熱素点にダイオード５１が設けられている。このダ
イオード５１は一方の電極、例えばアノード５１ａが電
極線１７に接続され、他方の電極、例えば５１ｂが抵抗
物質のスポット４５ｂに接続されている。

【００３５】ダイオード５１は例えばポリシリコンから
成り、例えばＣＶＤ法によって被着させた後、ｐ形およ
びｎ形の不純物を選択的にドーブし、所要のパターンを
持つようにエッチングすることにより形成することがで
きる。また逆バイアスされるｐ−ｎ接合部はＡｌ層５２
によって側路されている。電極線１７は一方の側がダイ
オード５１のアノード５１ａに接続されるように形成さ
れる。

【００３６】図示の構成では各発熱素点は、各ダイオー
ド５１のカソード５１ｂが抵抗層に露出し、かつ接続さ
れている位置に各発熱素点が形成されている。電極線１
７上の絶縁層４５は、電流が電極線１７から直接抵抗層
４４に流れ込むのを防止する。

【００３７】ダイオードを有する発熱素点のマトリクス
の回路構成では、図１２に示す如くである。ダイオード
の役割は選択されていない発熱素点における発熱を防止
することにある。ダイオード５１が設けられていない場
合には、選択されていない発熱素点の抵抗素子にも小さ
な電流が流れる。

【００３８】例えば電極線Ｂ３およびＡ２の交点の発熱
素点が選択されたとする。すると、Ｂ３およびＡ２の交
点の抵抗素子Ｒ２３を通った電流の一部が、Ａ２および
Ｂ２の交点の抵抗素子Ｒ２２を通って線Ｂ２に流れ込
む。その結果、Ｂ２およびＡ２の交点の選択されていな
い発熱素点が発熱する。上記のようにダイオードを設け
ると、そのような望ましくない発熱が回避される。

【００３９】図１３（ａ）〜（ｄ）は、本発明のさらに
他の実施例を示している。このうち同図（ａ）は平面
図、同図（ｂ）〜（ｄ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線、Ｃ−
Ｃ線、Ｄ−Ｄ線断面図である。この実施例は、図１１
（ａ）〜（ｄ）の実施例と大体同じであるが、ダイオー
ド５１のアノードはその下側の面で電極線１７と接続さ
れている。各電極線１７は広幅の下側部分１７ａとこれ
に連続した狭幅の上側部分１７ｂとから成り、上側の部
分１７ｂがその上面でアノード５１ａに接続されてい
る。

【００４０】図１４（ａ）〜（ｃ）は、本発明のさらに
他の実施例を示している。このうち同図（ａ）は平面
図、同図（ｂ），（ｃ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線、Ｃ−
Ｃ線断面図である。この実施例は、図１１（ａ）〜
（ｄ）および図１３（ａ）〜（ｄ）の実施例と大体同じ
であるが、各ダイオード５１がｐ型およびｎ型の層を、
垂直方向に積上げた点で異なる。積層体の下端はアノー
ド５１ｄを構成し、電極線１７に接続されている。積層
体の上端はカソード５１ｅを形成し、抵抗層４４と接続
されている。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本出願の発明によ
れば、以下の効果が得られる。（イ）本発明は抵抗膜を挟んで電極線を設けることとし
たため、構造が簡単であり、製造も容易となる。また、
画素表示、消去の制御が簡単となる。

【００４２】（ロ）本発明は熱可逆性材料を有する層
（例えばサーモシート）を発熱部に対して固定して設け
ることとしたため、発熱部と熱可逆性材料を有する層と
を相対移動させる必要がなくなる。

【００４３】（ハ）熱可逆性材料は比較的高い熱変色温
度のものを用いているため、色フィルタ、蛍光燈、ヒー
タ等を用いることなくコントラストが大きい画像を表示
させることができるとともに、装置を小型化することが
できる。

【００４４】（ニ）１つの電極線に電流を流したとき隣
接する電極線に沿う発熱素子において発熱するのを防ぐ
ことができる。従って表示が鮮明になる。

【００４５】（ホ）本出願の発明においては、上記に加
えてさらに、ダイオードが設けられており、１つの発熱
素子に電流を流したときに、同一の電極線に沿う他の発
熱素子に電流（逆流）が流れるのを防ぐことができる。
従って表示が一層鮮明になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の前提となる技術を示す一実施例の断面
図

【図２】熱可逆性材料の温度−光学濃度特性を示す図

【図３】本発明の前提となる技術を示す他の実施例の断
面図

【図４】表示装置をその周辺回路とをもって基体上に設
けた構造例を示す図

【図５】ラインサーマルヘッドを用いた従来の表示装置
の斜視図

【図６】Ａｇ₂ＨｇＩ₄の温度−光学濃度特性を示す図

【図７】面サーマルヘッドを用いた従来の表示装置の断
面図

【図８】本発明の実施例の断面図

【図９】本発明の他の実施例の斜視図

【図１０】本発明の他の実施例の断面図

【図１１】本発明のさらに他の実施例を示す図

【図１２】本発明のさらに他の実施例の回路構成を示す
図

【図１３】本発明のさらに他の実施例を示す図

【図１４】本発明のさらに他の実施例を示す図

【符号の説明】

１５基板１６グレーズドガラス層１７電極線１８抵抗膜１９電極線２０サーモシート２１保護膜２２熱可逆性材料の層２３制御回路２４マトリクス配線部２５基体２９断熱部４１断熱部４３ａ絶縁物４５ａ絶縁物５１ダイオード

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】電気的に絶縁状態の基体と、該基体の一面に一方向に配列された複数の第１の電極線
と、該第１の電極線を含む面上に形成される抵抗膜と、該抵抗膜上に前記第１の電極線と交差する方向に配列さ
れた複数の第２の電極線と、該第２の電極線を含む面上に直接または電気的に絶縁さ
れた保護膜を介して設けられ、熱によって変色する熱可
逆性の材料で形成される層と、前記第１の電極線の相互間または前記第２の電極線の相
互間に設けられた絶縁層とを具備し、前記第１の電極線の１本および前記第２の電極線の１本
に接続されまたはその一部で構成された一対の電極が抵
抗膜の反対面に配置されていて、それにより抵抗膜を貫
通する電流を流し、前記一対の電極により電流が流され
る抵抗膜の部分が発熱素点を形成し、前記熱可逆性の材
料で形成される層の該発熱素点に対応する領域が変色す
ることを特徴とする表示装置。
【請求項２】前記一対の電極により電流が流される抵
抗膜の部分をスポット状として発熱素点を形成する請求
項１記載の表示装置。
【請求項３】前記発熱素点がダイオードを介して前記
第１の電極線に接続される請求項１記載の表示装置。