JPH0263023A - 画像表示装置 - 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】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、コンピュータ、テレビジョン等に用いられる
、フラットデイスプレィパネルの構造に関する。

［従来の技術］ 近年、コンピュータの機能は驚異的に上がり、事務関係
への応用、技術計測等への応用はまずます盛んになって
いる。その最、人間とのコミュニケーションの為のイン
ターフェイスには、キーボードやデイスプレィ等が用い
られる。デイスプレィには、ＣＲＴ、すなわちブラウン
管が用いられるのが通常であるが、そのブラウン管には
以下のような欠点がある。

（１）設置に当たって、占める床面積が大きい。

（２）ブラウン管の表面がフラットでないため外光の影
響を受は易く、見にくい場合がある。

（３）発光により表示を行うため、明るい場所では、コ
ントラストが落ちる。また、高電圧を要するため、消費
電力が大きい。

（４）電子線励起による発光のため、紫外線が発生し、
人体に悪影響を及ぼす。

そのようなブラウン管の欠点を改善するために、様々な
形式のフラットデイスプレィが提案されている。

液晶デイスプレィはその代表格である。

液晶デイスプレィは大きく分けて、単純マトリクス型と
アクティブマトリクス型に分けられるが、それらは以下
のような欠点を有する。

（１）液晶を封入する２枚のガラス基板の間の間隔をミ
クロン単位で精度良く保つ必要があるため、大型化が難
しい。

（２）偏光を利用して表示を行うため、表示を見ること
のできる場所が限られる。すなわち、視角の影響を受け
る。

（３）単純マトリクス型の場合、時分割で処理して画素
の数をふやしているため、コントラストを高くすること
に限界がある。

（４）アクティブマトリクス型の場合、製造工程が半導
体プロセスと同等になるため、装置面での多大な投資が
必要である。

（５）アクティブマトリクス型の場合、画素の増大に伴
い画素欠陥が増大する。さらに、アクティブデバイスの
容量による信号遅延のため、画素数に上限がある。

そのほかに、ＥＬデイスプレィ、エレクトロクロミック
デイスプレィ、プラズマデイスプレィ等のフラットデイ
スプレィが提案されているが、フルカラー化、応答速度
、駆動電圧などの点で難点がある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明による画像表示装置は、従来の技術の項目で述べ
たような従来のデイスプレィの欠点を解決するもので、
その目的とするところは、大型化、フルカラー化の容易
なフラットデイスプレィパネルの構造を提供するところ
にある。

［課題を解決するための手段］ 本発明による画像表示装置は、透明な導電性材料及び透
明な基板を用いた導電性材料を有する２枚の基板、およ
び該基板にイオンを含む溶液を挟持せしめた構造を有す
ることを特徴とする。

［作用］ 溶液として、電解質を含む水について考える。

水を適当な溶質と共に電気分解すると、次のような反応
が起こり、水素と酸素が発生する。

２　Ｈ２０−−−＋　２　Ｈ２＋　０２この場合、電極
表面、及び溶液中での電圧降下を考えないと、印加する
電圧が、１．２３Ｖ以上では上記の反応が起こるが、１
．２３Ｖ以下の場合、上記の反応はまったく起こらない
。すなわち、本発明による構造の場合、導電性材料を有
する２枚の基板への印加電圧を制御してやることにより
、挟持せしめたイオンを含む溶液の電気分解を制御する
ことが可能になる。さらに、導電性材料を有する２枚の
基板の導電性材料の構造を、２枚の基板間で直行する方
向にストライブ状になるように配置することにより、画
像表示装置を構成することができる。

［実施例］ 第１図は、本発明による実施例を示す、画像表示装置の
構成概略斜視図である。

本発明による画像表示装置１と、それの側面より光を供
給する位置に設置されている光源２よりなる。

第２図（ａ）は、本発明による実施例を示す、画像表示
装置１の、第１図に於けるＡ−Ｂ面での断面構成図であ
る。

上側ガラス基板３、下側ガラス基板４上に、それぞれ直
交する方向にストライブ状に導電性材料が設置されてお
り、Ｙ側電極５、Ｘ側電極６が形成されている。上側ガ
ラス基板３と下側ガラス基板４の間には、電解質として
、硫酸ナトリウムを含む水溶液７が挟持されている。ま
た、Ｙ側電極５には電圧を印加するためのリード線８が
取り付けられている。上側ガラス基板３と下側ガラス基
板４の間には、封止材９が、硫酸ナトリウムを含む水溶
液７を密封するよう設置されている。そして、下側ガラ
ス基板４の裏には、表示のコントラストを向上させるた
めの遮光層１０が設置されている。Ｙ側電極５及びＸ　
（Ｉｔ！Ｉ電極６の材料である導電性材料には、インジ
ウムの酸化物と錫の酸化物の混合物であるＩＴＯを用い
た。このＩＴＯは、可視光に対して、透明である。この
電極には、■Ｔｏ以外の材質のものでも、光を通すもの
であれば構わない。例えば、金、白金、パラジウム等の
薄膜を用いてもよい。また、硫酸ナトリウムの水溶液７
には、０．５モル／リットルの温度のものを用いた。

Ｙ側電極５、Ｘ側電極６間に、第６図に示すような信号
パターンで電圧を印加することにより、第１図の画像表
示装置１に画像を表示させることができた。

第２図（ｂ）は、本発明による実施例を示す、画像表示
装置１の、第１図に於けるＣ−Ｄ面での断面構成図であ
る。

第２図（ａ）とは、Ｘ側電極６に電圧を印加するための
リード線１１が取り付けられているのを見ることができ
る点で異なる。

第３図は、第１図における画像表示装置１を真上から見
た様子を示す図である。

遮光層１０は、下側ガラス基板４と重なっているため記
載していない。１画素分の表示領域１２が、表示画素の
最小単位である。

第４図（ａ）は、本発明による実施例、を示す、画像表
示装置１の、第２図とは異なる構成の実施例の、第１図
に於けるＡ−Ｂ面での断面構成図である。

上側ガラス基板３、下側ガラス基板４上に；　それぞれ
直交する方向にストライブ状に導電性材料が設置されて
おり、Ｙ側電極５、Ｘ側電極６が形成されている。Ｙ側
電極５の下には、色素層１３が設置されている。上側ガ
ラス基板３と下側ガラス基板４の間に、硫酸ナトリウム
を含む水溶液７が挟持されている。また、Ｙ側電極５に
は電圧を印加するためのリード線８が取り付けられてい
る。

上側ガラス基板３と下側ガラス基板４の間には、封止材
９が、硫酸ナトリウムを含む水溶液７を密封するよう設
置されている。そして、下側ガラス基板４の裏には、表
示のコントラストを向上させるための遮光層１０が設置
されている。上側ガラス基板３上にある色素層１３は、
光の三原色である赤、緑、青色のものをマトリクス状に
並べたものである。この構成のパネルに、第６図に示し
たような信号を印加することによって、同様な原理によ
りフルカラーのデイスプレィを構成することができた。

なお、構成材料は、第２図で示したものと同じ物を用い
た。

第４図（ｂ）は、本発明による実施例を示す、画像表示
装置１の、第１図に於けるＣ−Ｄ面での断面構成図であ
る。

第４図（ａ）とは、Ｘ側電極６に電圧を印加するための
リード線１１が取り付けられているのを見ることができ
る点で異なる。

第５図は、第４図（ａ）、　（ｂ）の画像表示装置を上
方より見たときの色素の配置を示す図である。

Ｒは赤色の色素を、Ｇは緑色の色素を、Ｂは青色の色素
を示す。Ｒ，Ｇ、　　Ｂの配置は必ずしもこの構成の通
りである必要はないが、フルカラーの表示を行うために
は、赤色、緑色、青色の要素がすべて含まれている必要
がある。

第６図（ａ）は、本発明による画像表示装置で２値表示
を行う場合の画像表示信号の印加例である。横軸は時間
を、縦軸は印加電圧を示す。

電極としては、横方向に並べたものがＸ側電極、縦方向
に並べたものがＹ側電極となっている。

第６図（ｂ）に示した、Ｘ方向のｎからｎ＋２番目、Ｙ
方向のｍからｍ＋２番目の画素の点灯状態を例にして説
明する。

ｎ、ｎ＋１、ｎ＋２番目のＸ側電極に印加する信号１４
．１５．１６と、ｍ、ｍ＋１、ｍ＋２番目のＹ側電極に
印加する信号１７．１８．１９により、画素の点灯状態
は第６図（ｂ）のようになる。なお、０は非点灯画素を
、１は点灯画素を示す。

信号については、Ｘ側電極に画素のデータ信号を、Ｙ側
電極にラインの選択信号を印加する。

選択されたＹ側電極には、−１，ＯＶが印加され、非選
択状態のＹ側電極には、Ｏｖが印加される。そして、Ｘ
側電極には、点灯画素には＋１゜Ｏｖが、非点灯画素に
はＯＶが印加される。このパターンの信号で電圧を印加
することによって、次のような信号が各画素に印加され
ることになる。

（１）選択されたライン 非点灯画素：、１．ＯＶ 点灯画素、２．ＯＶ （２）選択されないライン Ｏｖ　または　１．ＯＶ このような選択信号を印加することにより、後述の構成
条件において、点灯画素には１６ｍＡの電流が１１μ秒
間流れ、水が電気分解されて水素と酸素が発生する。発
生した水素と酸素は電極に付着し、ガラス基板の横方向
から当てた光源の光を乱反射させて、ガラス基板のフラ
ット面の方向でその光が観察される。また、非点灯画素
に於いては、水の電気分解が起こらないことから、光源
よりの光をガラス基板のフラット面から観察することは
できない。このようにして、ガラス基板、のフラット面
には、画像が表示される。尚、この際、ストライプ状の
電極の隙間を電極材料に近い屈折率を持つ材質で埋める
事により、さらにコントラストを高めることが可能であ
る。

第７図（ａ）は、本発明による画像表示装置で階調表示
を行う場合の画像表示信号の印加例である。横軸は時間
を、縦軸は印加電圧を示す。

本発明による画像表示装置で階調表示を行うためには、
電極に印加する電圧の印加時間幅を制御する方法が一番
簡単である。その場合、厳密に制御を行うなら、電圧の
印加時間は流れ込んだ電荷量で規定するのが一番よい。

第７図（ｂ）に示した、Ｘ方向のｎからｎ＋２番目、Ｙ
方向のｍからｍ＋２番目の画素の点灯状態を例にして説
明する。

ｎ、ｎ＋１、ｎ＋２番目のＸ側電極に印加する信号１４
．１５．１６と、ｍ、ｍ＋１、ｍ＋２番目のＹ側電極に
印加する信号１７．１８．１９により、画素の点灯状態
は図７（ｂ）のようになる。

なお、０は非点灯画素を、１は点灯画素を示し、その間
の値は、中間の階調であることを示す。

信号については、Ｘ側電極に画素のデータ信号を、Ｙ側
電極にラインの選択信号を印加する。

選択されたＹ側電極には、−１，ＯＶが印加され、非選
択状態のＹ側電極には、Ｏｖが印加される。そして、Ｘ
側電極には、点灯画素には＋１゜Ｏｖが、非点灯画素に
はＯＶが表示の階調に応じた時間幅で印加される。

このような信号を印加することにより、点灯画素には一
定の電荷量が流れ、その電荷量に応じた量の水が電気分
解されて、水素と酸素が発生する。

発生した水素と酸素は電極に付着し、ガラス基板の横方
向から当てた光源の光を乱反射させて、ガラス基板のフ
ラット面からその光が観察されるわけだが、観察される
光は流れた電荷量に比例した強度になるので、階調を伴
う表示が可能になる。

このようにして、ガラス基板のフラット面には、階調を
ともなった画像が表示される。

ここで、第６図（ａ）、第７図（ａ）に示した電圧で、
２値をとっているものは、本説明に示した範囲外のタイ
ミング領域である。

また、発生した水素及び酸素は、時間と共に溶液中で反
応し、やがて気泡は消失する。また、溶液中に、酸化剤
、もしくは還元剤を混入させることにより、気泡が消失
するまでの時間を変える事も可能である。同様に、白金
化合物等気体反応の触媒になる物質を用いることによっ
ても制御可能である。また、１フイールド毎にＸ側電極
とＹ側電極に印加する信号の極性を変えることによって
も気泡の生成、消失を制御することができる。

この印加信号の設定のもとどなったパラメーターは、次
の通りである。

画面サイズ　　　　：　　３０ｃｍｘ３０ｃｍ画素数　
　　　　　：　　１５００ｘ１５００画−素の大きさ　
　　＝　２００μｍ×２００μｍ−画面の走査時間　＝
　６７ｍ秒 １ラインの選択時間：　１１μ秒 画素に流れる電流　：　　１６ｍＡ 消費電力　　　　　＝６Ｗ また、本発明では、イオンを含む溶液として硫酸ナトリ
ウムの水溶液を用いたが、それ以外でもイオンを含む溶
液であれば構わない。例えば、陽イオンとしては、カリ
ウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、白金イオ
ン、第一鉄イオン、第二鉄イオン、銅イオン、ニッケル
イオン等が使用可能である。また、陰イオンとしては、
硝酸イオン、りん酸イオン、酢酸イオン等が使用可能で
ある。そして、溶媒も、水攻外の非水溶媒系の物でもま
ったく同様に用いることが可能である。その場合は、使
用可能な温度領域が変わる。

また、本発明による画像表示装置の実施例では、光源２
を画像表示装置の側面に設置したが、画像表示装置の表
側に設置しても多少表示が暗くなる以外は同様な効果が
期待できる。

同様に、外光を利用して、本発明による表示装置の表示
面より外光を導入することによっても表示を行うことが
可能である。また、そうでない構成にした場合でも、外
光があたった場所の表示のコントラストが低下しないと
いう特徴を有する。

［発明の効果］ 本発明による構造の画像表示装置を用いることにより、
従来得る事のできなかった高コントラスト、無欠陥の大
型フラットデイスプレィパネルを実現することが可能に
なった。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による実施例を示す、爪装置の構成概
略斜視図。 １・・・・画像表示装置 ２・・・・光源 画像表 第２図（ａ）、　（ｂ）は、本発明による実施例を示す
、画像表示装置１の、それぞれ、第１図に於けるＡ−Ｂ
面およびＣ−Ｄ面での断面構成図。 ３・・・・上側ガラス基板 ４・・・・下側ガラス基板 ５・・・・Ｙ側電極 ６・・・・Ｘ側電極 ７・・・・硫酸ナトリウムを含む水溶液８．１１・・・
・リード線 ９・・・・封止材 １０・・・・遮光層 第３図は、第１図における画像表示装置１を真上から見
た様子を示す図。 １２・・・・１画素分の表示領域 第４図（ａ）、　（ｂ）は、本発明による実施例を示す
、画像表示装置１の、それぞれ、第１図に於けるＡ−Ｂ
面およびＣ−Ｄ面での断面構成図。 １３・・・・色素 第５図は、第４図（ａ）、　（ｂ）の画像表示装置を上
方より見たときの色素の配置を示す図。 １８・・・・ｎ＋１番目のＹ側電極に印加する信号１９
・・・・・・ｎ＋２番目のＹ側電極に印加する信号第７
図（ａ）は、本発明による画像表示装置で階調表示を行
う場合の画像表示信号の印加例を示す図。 第７図（ｂ）は、Ｘ方向のｎからｎ＋２番目、Ｙ方向の
ｍからｎ＋２番目の画素の点灯状態の例を示す図。 第６図（ａ）は、本発明による画像表示装置で２値表示
を行う場合の画像表示信号の印加例を示す図。 第６図（ｂ）は、Ｘ方向のｎからｎ＋２番目、Ｙ方向の
ｍからｎ＋２番目の画素の点灯状態の例を示す図。 １４・・・・ｎ番目のＸ側電極に印加する信号１５・・
・・ｎ＋１番目のＸ側電極に印加する信号１６・・・・
ｎ＋２番目のＸ側電極に印加する信号１７・・・・ｍ番
目のＹ側電極に印加する信号以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 代理人　弁理士　　上櫛　雅言　　　他１名Ｄ 昂 ■ 図 （ｂ） （α） 簾０ ヰ （ｂ） 第Ｇ圓

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 透明な導電性材料及び透明な基板を用いた導電性材料を
   有する２枚の基板、および該基板にイオンを含む溶液を
   挟持せしめた構造を有することを特徴とする画像表示装
   置。