JPS58219531A - 表示素子 - 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】 本発明は新規な画像表示素子の改良に関する。

現在、各種の表示装置があり、各々の特色を生かして、
あるものは家庭用個人用として、あるものは業務用とし
て、又あるものは家庭用個人用から業務用に至るまで広
く利用されている。しかしながら、これらの表示装置は
１画質、装置の形状。

生産性、駆動性及び信頼性等の技術的経済的重要事項の
うち、少なくともいずれかの点で欠陥を有している。例
えば陰極線管は、形状、とくに奥行きが大きすぎみ等の
欠陥を有するし、電子ビームを用いているため高電圧を
必要とし回路が大型化する。又１時計や電卓のデジタル
表示忙使用される液晶表示器はコントラストが悪るく見
えが良くない等の欠点があり末だ満足できるものは得ら
れていない。

そこで本発明では斯かる技術分野に於ける従来技術の解
決し得なかった課題を解決するものとして、新規な画像
表示素子を提供することを目的とする。

即ち１本発明の目的は、液層を加熱要素で加熱すること
によシ蒸気泡を形成して表示する表示素子において加熱
要素を液層を介して配置することによシ１画像安定性、
即ち信頼性が高く、シかも画像応答性の良好な表示素子
を提供することにある。

以下１本発明の表示素子の実施例を固層に従って詳細に
説明する。

第１図は本発明の表示素子の作像原理を概説するための
略画断□面図にして、／は液層、２は透明保護板、３ｉ
基板、４ｔａ−１１ｃは透明保護板λと基板３の両側に
設けられた。ドツト状又はセグメ成要素についても同じ
ようにいう）を示し、これ゛らを積層することによって
棺１図に示したような表示素子ＢＥが構成される。なお
、これら気泡発生要素は、液層／を介して透明保護板コ
側もしくは基板３のどちらか一方に液層／に蒸気泡が生
じない程度に加熱する加熱要素を備え、他方に、液層／
中に蒸気泡を発生させるだめの発熱要素を備えている。

この表示素子ＢＥは２種類あり、第１図（ａ）のような
透過型表示素子と第１図（ｂ）のような反射型表示素子
がある。液層／を構成する液体としては着色液体と白濁
液体とがあり、この液体の基本組成分としては、水、或
は各種有機溶剤が単独又は混合して用いられる。又、前
述の着色液体とは、前述の基本組成分としての液体中に
各種の染、顔料を溶解又は分散させて得られる（黒色を
含めた２有色液体なＶい、との有色液体は透光性である
か否かは問わない。前述の白濁液体とは前述の基本成分
としての液体中に光拡散性微粒子を分散して得られる白
色又は淡色の液体を「い。

この光拡散性微粒子が固形分であるか否かは問わない。

これら着色液体と白濁液体とが適当に混合されて液層／
を形成している。との液層／の厚さとしては、その透過
または反射光量が入射光量の大略、半分以下になるよう
な厚さく一般的には。

１０μｒｎ−３００μｍ）が望ましい。尚、この時液層
／を光が透過した時の透過光量の減少は可視域の全波長
に亘ることを要しない。つオリ、液層／が用いる光の波
長域の一定領域での選択吸収性を有することによる可視
域の一部の波長域の光の減少であっても良い。液層／に
よる可視域の一部の波長域の光の吸収によって、赤、青
、緑の着色が液層ｌに生じることを考慮に入れれば前述
したことは当然のことである。また、この液層／を光が
透過した時の透過光量の減少は前述の着色液体による光
の吸収、或いは前述の白濁液体による光の散乱の何れに
起因するものであっても良い。

透明保護板コとしては、できる限シ耐圧性がある透光性
（無色乃至淡色）のガラスやプラスチックが用いられる
。尚、この透明保護板Ωは表示素子を水平位置にして用
いる時には必らずしも必要でない。基板３としては第１
図（ａ）の透過型表示素子の場合、ガラスやプラスチッ
ク等の透明性基板が、又、第７図（ｂ）の反射型表示素
子の場合。

前述の基板以外にシリコンやセラミックス基板等の不透
明な基板が用いられている。

気泡発生要素グは熱的手段によるものかあシ。

熱的手段にも、放電によるもの、輻射線ビームの照射に
よるものジュール熱によるもの等かあり液層／を局部的
に加熱でき１局部的に蒸気泡を形成することができるも
のならばどのよう、な構成のものでも良い。本発明１を
理解する上においては、そのうちの−例をもって足シる
ので、以下の説明に於いてはジュール熱によるものにつ
いてのみ説明する。

まず初めに第１図（ａ）を参照して透過型表示素子の場
合の作像原理全説明する。基板３を透明性の基板とし、
気泡発生要素ダとして透明で半導電性を有し１通電した
時に発熱する透明発熱抵抗素子を用いた透過型表示素子
である。ｌ、ａは気泡発生要素駆動回路で、パルス信号
等を気泡発生要素グに与えるだめのものである。、４ｂ
は選択回路で気泡発生要素ダの一部にパルス信号を与え
る時にどの気泡発生要素に与えるか選択するだめのもの
である。６Ｃは制御回路で１選択回路４ｂを制御し、も
とのパルス信号を出力するだめのものである。これら気
泡発生要素駆動回路乙ａ１選択回路乙す、制御回路乙Ｃ
により本発明の表示素子ＢＥを駆動するための駆動回路
乙を構成している。７（７８〜７ｃ）は不図示の照明光
源からの照明光で、基板３の背後から不図示の照明光源
で照明している。なお、照明光源は単一波長の光でも良
いし、液層ｌに適合するものならばどのような光でも良
い。今、気泡発生要素＆ｃの発熱要素に駆動回路乙から
パルス・信号が印加されておらず、従って気泡発生要素
１１ｃの発熱要素としての透明発熱抵抗素子が発熱せず
、気泡発生要素ｌｌｃ上の液層／内に蒸気泡が生じてい
ないので、照明光７Ｃによって液層／の色をなす着色液
体が黒色なら黒色に、赤色にら赤色に青色なら青色に透
明保護板コ側から視覚される。気泡発生要素ｑのない部
分を照明している照明光７ａについても前述の照明光７
Ｃの場合と同様である。気泡発生要素４ｔａ、Ｉｌｂの
発熱要素及び加熱要素としての透明発熱抵抗素子は駆動
回路乙によシバルス信号を印加されているので、これら
が通電されて発熱すると、これらに接しているか近接し
ている液層ｌ内の液体は熱伝導加熱により局部的に昇温
し、ついに沸騰して液層／中に蒸気泡ｃ以下、バブルと
いう）５ａ。

左すが形成される。なお、この場合気泡発生要素グの加
熱要素はたえず加熱しておき駆動回路乙により気泡発生
要素ｑの発熱要素にパルス信号を印加して、この時、両
者の発熱により液層ｌ中にバブルを形成しても良い。一
般に、気泡発生要素ｑａ、９ｂの発熱要素としての透明
発熱抵抗素子の形状（長さ及び幅又は直径）が液層ｌの
臀さよシも大きければ、バブル３ａ　、３ｂは透明保護
板コの内表面に到達して図示したようになる。即ち。

透明性の基板３から透明保護板−の間に液層／が存在し
ない領域が現われる。このバブルｊ；ａ　、Ｊｂを開孔
として照明光７ｂ等は透明性の基板３．気泡発生要素ｇ
ａ、４ｂ、バブル左ａ、３ｂを透過して透明保護板コ側
に透過する。バブルｐａ、４１ｂは一般に気泡発生要素
％ａ、％ｂの発熱要素としての透明発熱抵抗素子の面上
いっばいに広がるが。

それ以上はほとんど広がらない。即ち、気泡発生要素９
ａ、＆ｂの発熱要素としての透明発熱抵抗素子の輪郭が
バブル３ａ、３ｂ、従って開孔の輪郭であると近似的に
考えても良い。但し１例えば気泡発生要素１１１ａとし
ての透明発熱抵抗素子いっばいに広がるバブルｊａは単
一のバブルであることもあるが、複数のバブルの集合体
であることもある。

バブルＳにより形成された開孔は気泡発生要素グの発熱
要素としての透明発熱抵抗素子の大きさ及び形状によっ
て決まり、直径７０μから数詭のもの迄は勿論のこと幅
／朋、長さＩＯ鴎等の長方形のものもできる。望むなら
、それ以上の大きさの開孔も形成できることは勿論であ
る。この種のバブルｑに透過作用があるのはバブルグを
組成する蒸気は液層ｌの着色液体（又は白濁液体）の成
分である溶媒の蒸気であシ１着色剤（又は光拡散性微粒
子）の蒸気ではないからである。

照明光７は不図示の光源を設けて照射する場合に限らず
、自然光や室内光或いはそれらの反射光等いずれの場合
でもよいものである。更に前述の表示効果を得るために
は一バブルグが透明保護板コ迄到達しない場合であって
も差し支えない。後者の場合には液層／の厚みの差によ
って生じる濃度分布によって作像（又社表示）が得られ
る。

次に第１図（ｂ）を参照して反射型表示素子の場合を説
明する。第１図（ｂ）において透明保護板コ側は気泡発
生要素ｑの加熱要素として透明発熱抵抗素子を用い、基
板３側の気泡発生要素ダの発熱要素として半導電性を有
し１通電した時に発熱する発熱抵抗素子を用いた反射型
表示素子の前面から不図示の光源によシ照明光りで照明
するようにした反射型表示素子である。ｌ、ａ、Ａｂ、
ＡＣＩｒｉ各々気泡各々気泡発生要素駆動回路１選割御
回路で、これらから構成される駆動回路乙は前述の透過
型表示素子の駆動回路と同じ構成、動作をする。

今、気泡発生要素ｑｃの発熱要素としての発熱抵抗素子
に駆動回路６からパルス信号が印加されておらず、従っ
て気泡発生要素Ｑｃ上の液層／にバブルは生じていない
ので、この部分は照明光７Ｃの特定波長の光のみが液層
／の選択反射性によシ反射され０着色液体の色蒼応じた
色が透明保護板コ側か゛ら視覚される。気泡発生要素グ
リ外の所に入射する照明光７ａについても前述の照明光
７Ｃの場合と同様となる。次に、駆動回路乙によシ気泡
発生要素ｐａ、ｐｂの発熱要素（勿論、と□の時加熱要
素は通電され加熱している）としての発熱抵抗素子にパ
ルス信号が印加されて、これらが通電発熱すると、これ
らに接するか近接している液層ｌ内の液体は熱伝導加熱
によシ昇温し、終に沸騰して液層ｌ中にバブル３ａ　、
ｊ；ｂが形成される。

これらのバブル、ｊａ　、５ｂは透明保護板コのつ表面
に到達して図示したようｋなる。′これらの・９プル、
Ｊａ、！ｉｂが微小なものであればバブル３ａ。

５ｂによる回折やバブル、Ｓ″ａ、５ｂの曲率の影響が
アラわれてバブル３ａ、３ｂによる光散乱効果が大きく
なり、たとえばバブル５ｂに入射した照明光７ｂはとれ
らによシ散乱されて戻り光７’ｂとなる。また、バブル
タａ、５ｂの寸法が大きい場合、たとえばバブル３ｂに
入射した照明光７ｂはこれらを透過し気泡発生要素１１
ｔｂとしての反射性を有する発熱抵抗素子の反射面によ
シ反射されて。

再びバブル左すを透過し戻シ光７１ｂとなる。これらの
バブルｊａ、、ｉｂが原因で散乱もしくは反射さｈた戻
り光７′と液層／により反射された反射光との光量の差
もしくはこれらの光を視覚することによる表示素子の表
示部の色彩の差は大きいので。

反射型表示素子を前面から見た場合、明暗もしくは色彩
の差が明確にでる。また、この場合照明光７は、不図示
の光源を設けて、照射する場合に限らず、自然光や室内
光或いはそれらの反射光等のいづれの場合でもよい。第
２図（ａ）は前述の透明保護板または基板に気泡発生要
素を設けた一実施例にして、第２図（ａ）の上図が正面
図、下図は正面図をＡ　−ＡＩで切断した断面図を示し
ている。透明性の基板３又は透明保護板コの上に透明で
通電すると加熱する透明発熱抵抗薄膜１１．１ａ−４ｔ
ｌＣが規則正しく縞状に配列されて設けられている。こ
の透明発熱抵抗薄膜ｑ１ａ、　４ＴｃＯ上は発泡点、即
ち表示点以外の領域を金属膜等の導体ｇで島状に独立し
て規則正しく被覆されている。この金属膜等で被覆され
た透明発熱抵抗薄膜ｑｌａ−１Ｉｌｃの領域は。

ショートされているので透明発熱抵抗薄膜に通電しても
この部分は発熱しない。透明発熱抵抗薄膜ｔ、（ｌ　ａ
　−４１＋　ｃは透明発熱抵抗体１例えばＩＴＯ（イン
ジム・ティン・オキサイド）の真空蒸着法により成膜さ
れる。その上に金属１例えばＡｕ（金）を真空スパッタ
リング法によシ成膜する。金属膜の導体ざは必らずしも
透明である必要はないが透過率Ｓｏ係係上上透明性を得
たい場合には、金属・、・　へ としてＡ　ｕ　（金）を用いる場合の薄膜の厚さはＩＴ
Ｏ膜や金膜の耐着性を良くしている。これら導体ｇで被
覆されてない箇所の透明発熱抵抗薄膜４＋ａ　−４’Ｃ
の上や導体ｇの上や透明性の基板３または透明保護板コ
の上を保護するために保護膜ワが片面を被覆している。

また必要に応じて、透明性の基板３又は透明保護板コと
してソーダガラスを用いる場合、ソーダガラスのアルカ
リ成分によるＩＴＯ膜の化学的損傷を防止するためソー
ダガラス全面に５ｉ０２（珪酸）膜が被覆される。

第２図（ａ）のようなパターン形状（透明発熱抵抗素子
の寸法形状が／θμ×７０μのものから／朋×／朋のも
の）は通常の写真食刻版技術によシ容易に得られる。こ
こで透明発熱抵抗素子とは透明発熱抵抗薄膜４（ｌ　ａ
−％　ｌ　ｃのうち、金属膜等の導体にで被覆されてな
い領域、即ち透明発声抵抗薄膜ｑ′ａ−ダ１Ｃに通電し
た時に抵抗発熱する領域（表示点）を意味する。しかし
ながら、導体ｇは必らずしも必要でなく、製作加工上工
程が複雑となるのでない方が望ましいが、消費電力の浪
費を避けるだめには導体ｇは必要々ものである。なお。

前述の保護膜９としては、透明性、絶縁性、耐液性、耐
熱性、熱伝導性、耐衝撃性に優れたものが望まれる。こ
の必要条件を満たすものとしてＳｉＯ膜Ｃ−酸化珪素膜
）、５ｉ０２膜（２酸化珪素膜）等の誘電体膜があげら
れる。なお第１図（ｂ）に示されているような反射型表
示素子の場合、透明性の基板３．保護膜ワ、透明発熱抵
抗薄膜９　ｌａ−ψＣ導体ざは不透明なものを用いても
良い。保護膜９の不透明なものとしてはＳｉ３Ｎ４膜（
窒化珪素膜）等があげられる。

第２図（ｂ）は第一図（ａ）の基本構成のものを構成要
素として組み合せた透過型表示素子の概略構造断面図で
ある。透明性の基板３と透明保護板２に第２図（ａ）の
ように構成した構成要素を用い。

各々の透明発熱抵抗薄膜、ｇｌが液層ｌを挾んで直交す
るようにし、それらの交叉点に於いて両者の透明発熱抵
抗素子が相対向するように組み合わされる。ここで、透
明保護板コ側に設けられた透明発熱抵抗素子を気泡発生
要素の加熱要素とし、透明性の基板３に設けられた透明
発熱抵抗素子を気泡発生要素の発熱要素とする。第２図
（ｂ）において透明性の基板３側の断面は第２図（ａ）
のＢ　−ＢＴの切断面と同様であシ、第一図（ｂ）の透
明保護板コ側の断面は第２図Ｃａ”）のＡ−にの切断面
と同様である。／は液層１．２は透明保護板、３は透明
性の基板、　４１’ａ　−１１’ｃ　、　＜（＋ｂ＋は
透明発熱抵抗薄膜、ｇ。

ｇｌは導体、？ａ〜７Ｃは照明光、　９　、９’は必要
に応じて用いる保護膜である。乙−／は第１の駆動回路
で、その詳細な構成は第１図で前述した駆動回路と同じ
であシ、この駆動回路は透明性の基板３側に設けられた
透明発熱抵抗薄膜ｑ′の各一端部に接続され、そのもう
一方の各他端部は接地されている（図示せず）。乙−コ
は第λの駆動回路で。

その詳細な構成は第１図で前述した駆動回路と同じであ
り１図示しはないが第１の駆動回路６啼と相互にタイミ
ングをとっておシ、この第コの駆動回路は、透明保護板
コ側に設けられた透明発熱曽□。

抵抗薄膜４ｔ１の各一端部に接続され、そのもう一方の
他端部は接地さ昨ている（図示せず）。なお。

反射型表示素子を構成する場合、第、２図（ａ）で前述
した。構成要素を組み合せて第２図（ｂ）の透明型表示
素子と同様に容易１に構成することができる。

第３図は９本発明の透過型表示素子の他の一実のとまっ
たく同じである。ここで　ｐｅａ　、　４’ｂ。

ｌｌ＋　ｃは透明発熱抵抗薄膜１ｇは導体、ｑは保護膜
であり、第２図（ｂ）において前述した構成と機畦を有
する。コは透明保護板で、この上に透明発熱抵抗薄膜ｑ
１ｈ１が全面に設けられ、更にこの上に必要に応じて透
明な保護膜９′が用いられている。７は、不図示の光源
からの照明光で、この表示素子ＢＨの背後から解明して
いる。また／は液層で。

これを介して前述の気泡発生要素の加熱要素としての透
明発熱抵抗薄膜ｑ１ｂ１と気泡発生要素の発熱要素とし
ての透明発熱抵抗薄膜、＠ｌａ、　、＠＋ｂ、　１ＩＩ
Ｃの透明発熱抵抗素子素がある。

この透過型表示素子と同じ構成の反射型表示素子は１ｓ
３図の透明性の基板３に不透明な基板を用いても良く透
明発熱抵抗薄膜、＠ｌａ−’ｌ’ｃ　ｋ及び僧奮護膜９
を不透明な膜を用いて構成することができる。この第２
図（ｂ）及び第３図の透明型表示素子の場合、互いに向
きあっている透明発熱抵抗素子が通電により発熱した場
合、即ち加熱要素と発熱要素とが加熱した時のみバブル
が形成される。たとえば、ｔた。これら表示素子の配線
は、第２図（ｂ）とほぼ同じで第コの駆動回路乙−一を
第７図の構成のものでなくただ単に通電するのみの駆動
回路で良い。また、この他にも気泡発生要素の加熱要素
として・の透明発熱抵抗薄膜ｔａ１ｂ１に縞状忙導体を
設けることにょシわずかな加熱用電力で加熱することも
できる。第コの駆動回路乙−一にょシ透明発熱抵抗薄膜
ｑｌｂ１に通電して気泡発生要素としての加熱要素が加
熱している間に、第１の駆動回路Ａ−／にょシ、走査に
より透明発熱抵抗薄膜４！１ａにパルス信号を印加して
通電し１次に透明発熱抵抗薄膜＜ｚ’ｂにパルス信号を
印加して通電し。

次に透明発熱抵抗薄膜グＴｃにペルス信号を印加しなか
った場合、断面で示されている透明発熱抵抗　′薄膜、
＠ｌａ、　４１ｂの気泡発生要素の発熱要素としての透
明発熱抵抗素子と、これに液層ｌを介しある透明発熱抵
抗薄膜１ＩＩｂ＋もしくはそれの透明発熱抵抗素子（気
泡発生要素の加熱要素）の両者は共に癲熱するのでバブ
ル５ａ、５ｂが形成される。ところが断面で示されてい
る透明発熱抵抗薄膜（１＋　ｃの透明発熱抵抗素子は発
熱していないので、これに対向している透明発熱抵抗薄
膜１Ｉｌｂ１もしくはそれの透明発熱抵抗素子が発熱し
てもバブルは形成されない。このように形成されたバブ
ル３ａ、３ｂは前述の開孔を形成するので、たとえばバ
ブルＳｂは照明光７ｂが透過して、照明光が強く視覚さ
れる。一方バプルが形成されてない所は、液層ｌによシ
照明光７ａ、７０の特定波長域の光が吸収され、透過光
により（ｔつたく透過しない場合のもある）１色のつい
た液層ｌとして視覚される。

これによって、透過型表示素子を前面から見た場合１作
像（表示）が光の明暗として視覚される。

反射型表示素子の場合も前面から光をあてて、前面から
見ることによシ第１図と同じ原理で作像（表示）できる
。このように表示素子を構成することにより製作工程が
簡単になり分留シが向上すの基板３側に縞状に設けられ
た透明発熱抵抗薄膜４１ａ、　４’ｂ　、　４１ｃ・・
・を動軸導線とし、これに直角に交叉する透明保護板コ
側に縞状に設けられた透明発熱抵抗薄膜・・・ｑｌｂｌ
・・を有軸導線とし、これら行１副軸導線にパルス信号
等としての行１副軸駆動信号を制御しながら与えること
によル大きな作像（表示）が可能となることはいう寸で
もない。

第９図及び第Ｓ図は、第２図（ｂ）の表示素子及び第３
図の表示素子を駆動するだめの表示素子と駆動回路の関
係及びそれらと信号との関係を説明するための概略図で
ある。第２図（ｂ）の表示素子の場合、第９図において
ＢＥは表示素子で、Ｙａ。

Ｙｂ・・・・・・Ｙｚは１動軸導線であり、Ｘａ、Ｘｂ
・・・Ｘｚは有軸導線である。これら動軸導線ＹＫは動
軸駆動回路１０２及び副軸選択回路ｌＯダ（前述の気泡
発生要素駆動回路及び選択回路が対応している）が直列
接続され、また、これら有軸導線Ｘには１行軸駆動回路
ｌθｌ及び行軸選択回路１０３（前述の気泡発生要素駆
動回路及び選択回路が対応している）が直列接続されて
いる。これら行軸選択回路１０３及び動軸選択回路１０
（ｌには１画像信号制御回路ｉｏｓ　ｃ前述の制御回路
に相当する）が接続されている。これら行９列の回路は
第ユ図Ｃｂ）の第１及び第ユの駆動回路に各々対応して
いる。

第３図において、ＢＥは表示素子、Ｙｃ−Ｙｅは動軸導
線の一部、ＸＩ−Ｘｐは有軸導線の一部。

他の行９副軸導線は説明を簡略化するだめ省略している
。１０２は動軸駆動回路で、たとえばエミッタ接地され
たトランジスタＴｒｌ−Ｔｒ３からなり。

これらのトランジスタＴｒｔ−Ｔｒ３のコレクタ側は動
軸導線Ｙｃ−Ｙｅが各々接続され、またこれらのトラン
ジスタＴｒｌ−Ｔｒ３のベース側には動軸選択回路ｌＯ
グが接続されている。第２図（ｂ）の表示素子の場合１
動軸導線Ｙ　ｃ　−Ｙ　ｅの他端す電源に接続されてい
る。有軸導線Ｘ　Ｉ−ｘｐも動軸導線Ｙｃ−Ｙｅと同様
な接続となっており第３図の波形で示した釘軸駆動信号
がそれらに入力するよう構成されている。

次に第７図及び第３図を参照して第２図（ｂ）の表示素
子をマドＩＪックス駆動する実施例に就いての動作説明
をする。今、この表示素子ＢＥ内の図面左右方向に゛あ
る有軸導線Ｘａ、・・・ＸＩ、・・・Ｘｐ、・・・Ｘ　
ｚ　Ｋ画像信号制御回路ｌＯ５から出力された信号が行
軸選択回路／θ３によシ順次室軸導線を選択して釘軸駆
動回路１０／によシ１行軸駆動信号が第、′５図に示さ
れているように与えられる。これによって、順次通電さ
れた有軸導線Ｘａ　、・・・ＸＩ、・・・Ｘｐ、・・・
Ｘｚのいづれかは加熱し、加熱伝導にょ如表示素子ＢＥ
内の不図示の液層は線状に加熱されるが、この時、加熱
の程度を不図示の液層の液体の沸点以下にな、る様に設
定しであるので液層中にバブルは発生しない。一方、こ
の釘軸駆動信号の印加に同期させながら１図面上下方向
に配列した動軸導線−Ｙａ、・・・Ｙｃ、　Ｙｄ、　Ｙ
ｅ、・・・Ｙｚに対して画像信号制御回路ｌＯ３から出
力される画像信号の１例としてのビデオ信号が動軸選択
回路１０１１に与えられ、この回路によって動軸導線Ｙ
ａ、・・・Ｙｃ。

Ｙｄ、Ｙｅ、・・・Ｙｚのいずれかを選択するための動
軸選択信号が出力されて動軸駆動回路１０２のエミッタ
接地されたトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３等のいづれかの
ベースに与えられ、トランジスタがオンすることにより
ビデオ信号に応じた動軸駆動信号が動軸導線Ｙａ、・・
・Ｙｃ、　Ｙｄ、　Ｙｅ、・・・Ｙｚの内１選択された
副軸導線メに与えられて、この動軸導線〆は加熱する。

このようにして釘軸駆動信号と動軸駆動信号とが同期し
た有軸導線Ｘと動軸導線Ｙとの交叉部分においては両者
の発熱により相和的に加熱される。そして相和的に加熱
された場合にのみ対応する不図示の液層が発泡するよう
に条件設定し　′ておけば選択された行１副軸導線Ｘ、
Ｙの交差部分にバブル左が形成される。

第３図の表示素子の場合は、第９図の竹輪駆動回路１０
／１行軸選択回路１０３の代シに不図示の駆動回路を有
軸導線に接続している。有軸導線Ｘａ、・・・Ｘｌ、・
・・ｘｐ　ｌ・・・Ｘｚは、７本の有軸導線Ｘとなる。

実質的には、７本であるが動軸導線Ｙと交差する部分は
、第７図の行１副軸導線が交差している部分の数だけあ
るので、あたかも釘軸導線Ｘａ、・・・ＸＩ、・・・Ｘ
ｐ、・・・Ｘｚを点線で並列接続したように配置されて
いる。また不図示の駆動回路は。

画像信号制御回路１０Ｓに接続されている構成となる。

また、第Ｓ図においては第ダ図と同じ七ように釘軸導線
Ｘは点線で示す如く並列接続されている。これに加えら
れる竹輪駆動信号は動軸選択信号が発生している間１つ
の点線で示したような信号となる。この表示素子の動作
説明は１竹輪駆動信号を除きまったく同じなので説明を
省略する。

本発明に於ける表示原理に於いては必ずしも１つの電気
信号パルスに対して１個のバブルの発生−消滅サイクル
が対応する場合に限定されるものではなく、複数個のパ
ルスの共働によ１．／個のバブルの発生−消滅サイクル
が行われる場合をも□　　。

含むものである。この場合の複数個のパルスの各々は波
形、張高、パルス幅に於いて全く異なるものであっても
差えないそのである。

、第６図（ａ）は本発明の表示素子の概略全体を示す省
略正面図、第ｔ、　’ｒｏ　（ｂ）は、第４図（ａ）の
Ｃ−Ｃ１の省略断面図である。

本発明に於て、液層／中に不図示のバブルが発生すると
きには、急激な圧力の増大を伴うので。

液層ｌが密閉系に構成された場合は１表示素子が破損す
る恐れが強い。従って、この液層ｌを気密室又はアキュ
ムレーターに接続して、液層ｌに於ける圧力の増大を緩
和することが望ましい。

表示素子ＢＥ内の液層ｌは外界に通じた状態に置かれる
場合（開放系）と、透明保護板コと基板３と封止部Ｊ＋
とによシ外界から隔絶された状態に置かれる場合（密封
系）とがある。いずれの系が望ましいかは用途によって
異゛力る。例えば、携帯用なら密封系が望ましいことは
当然である。しかるに１次に述べる技術的事項は開放系
の場合に於いても重要であ、ろが、密封系に於いて特に
重要である。バブルの発子は一般に圧力の上昇を伴うが
、圧力の上昇分が大きければバブル自身が発生しない。

したがって、圧力の上昇を最小限に抑える努力が払われ
なければならない。また、バブルの発生によって、バブ
ルの容積に相当する容積の液体が排除されるが、その受
は皿がなければ、圧力の上昇を招き、結局バブルは生じ
ない。したがって排除される液層ｌの液体をどのように
収容するかについても考慮を払わなければならない。

上記問題の解決手段として、先の出願に於いて開示した
ように透明保護板コや基板３の内壁に不図示の弾性膜を
付けることも一策である。しかるに、よシ効果的な手段
は第６図に一例を示す空洞室２１を設けることである。

空洞室、２／と液層ｌとは気体や液体を透さない不図示
の可撓性膜によって隔てられる。このように構成するこ
とによシ、圧力吸収と排除される液・　層／の液体の問
題の解決を図ったものである。なお、液層ｌと接する壁
面を親液性（例えば液層の撥水性）材料で構成すること
によシ可撓性膜を不要とすることができ製造が簡単とな
る。何故なら。

ヘルムホルツの自由エネルギ最小原理に従って、液層ｌ
は親液性の面２２と撥液性の面２３との境界に於いてみ
ずから安定するからである。すなわち、液層は親液性面
２２にとどまろうとし、撥液性面コ３からは遠ざかろう
とする。

なお、親液性面ユニと撥液性面ユ３との境界面ないしそ
の近傍において液は進退し、又、液のメニスカス２Ｓに
よるクッション作用も加わって。

圧力吸収効果が発揮せられる。１．ｊｌ：容器の壁面に
近いところで表面張力により自由表面が曲がること） 液層の液が水性の場合に於いて空洞室２１を撥水処理す
る忙はポリテトラフルオロ′エチレン等を塗装する方法
がある。

なお、第６図に於いては、空洞室２１は液層ｌをとりま
く形に設けられているが、必ずしも第６図の場合に限定
する□ものではなく１部分的に設けられていてもよい。

要するに、いかなる形状、いかなる大きさであれ撥電性
の壁面からなる空洞室を設置していれば本発明の技術的
範囲である。

液層／の内圧Ｃ以下、液圧という）Ｆｉ省電力対策上、
安定動作上及び安全対策上の見地よシ表示素子の外圧、
たとえば７乙ＱｍＨ１（大気圧）以下に設定することが
望ましい。何故なら、液圧が低い程、よシ低いエネルギ
の供給で、即ちより低い温度で発泡するからであシ、又
液圧が高ければそれだけ表示素子の破損率が高くなるか
らである。

９洞室２／と液層／と不図示の可撓性膜によって隔てた
構造に於いては液圧は空洞室、２／の内圧。

不図示の可撓性膜の応力等にょシ決定せられる。

いずれの場合に於いても、その時の液層／の液温に於け
る液層溶液の飽和蒸気圧以下にまで液圧を押し下げるこ
とはできない。又、液圧を飽和蒸気圧又はその近傍にま
で下げすぎると、出力信号に関係なくバブルが発生し、
動作安定性に欠ける事態におちいる。従って、安定性を
増すためには常温気体を空洞室２１内に適当量封入する
ことにょシ液圧を表示素子の外圧、たとえば７乙Ｑ　ｍ
ｍ　Ｈ１以下、飽和蒸気圧近傍以上に設定することが望
ましい。

液圧の条件についてさらに詳述すれば、省電力上、安定
動作上及び安全対策上より好適の条件はダθ°０に於け
る液圧を７乙Ｑｍｕ　Ｈ，ｆ以下に設定することである
。但し、バブルが発生していない場合の圧力値である。

このように設定することにょシ、少くとも開放系の場合
より省電力化を図ることができる。

なお、バブルが生ずることにより、又、バブルの発生数
により、液層ｌの液圧は上昇変動するが。

前記空洞室２ノを好適に設置することにょシ、圧力上昇
の弊害を実質的に抑えることができるものである。又、
通常はｇ　ｏ　’ａ以下で使用するのでｑＯｏＣを一応
の基準とした。

空洞室Ω／の容積とバブルにより排除される液量との関
係もバブル表示の安定動作上重要な事項である。

今５密封系を想定し、その場合の空洞室ノ／の容積をＶ
、その時の内圧をＰ、温度をＴとするとボイル・シャル
ルの法則の微分形は次のように表わされる。

ここでΔＶはバブルによって排除される液体の流入分に
よる空洞室２１の容積の圧縮分、△Ｐはその時の空洞室
２１内の圧力上昇分である。

なお、Ｐは飽和蒸気圧と常温気体の全圧であるが、実際
には飽和蒸気圧は液化もするので、又。

系の温度も変化するので上記関係式は厳密に成立するも
のではないが、一応の傾向は示していると云える。従っ
て圧力変動による弊害を実質的になくすには、△Ｖ／Ｖ
　　又はＰを小さくに設定しなければならない。バブル
１個の容積は微小であ゛る。

例えば前述の発熱抵抗素子の大きさがコＯＯμｍ×２０
Ｑｐｍ、液層ｌの厚さが／θθμｍＩｙ：）場合のバブ
ルの容積はｇＸ’／□ｃＩＩである。、従って。

任意の複数のバブルが同時に発生した場合における総圧
縮分をΣΔＶとするとＰ・Σ△Ｖ／Ｖが小さくに設定さ
れていれば圧力の弊害は起こらない。

なお、今迄の説明においては液層ｌを構成する液体とし
て、無色透光性液体を特に掲げなかったが、無色透光性
、液体を含まない趣旨ではない。バブルによる散乱を利
用する表示素子の場合には無色透光性液体は有効な表示
媒体液となりうるものである。

本発明は前述せるように構成して動作させることにより
気泡発生要素の発熱要素と加熱要素を一枚の板にわけて
製造するため、製造が簡単でしかも分留シが向上する。

さらに液層を発熱要素と加熱要素の両側から加熱するた
めバブル形成のための応答速度が非常に早くなり、従っ
て、またエネルギー効率が良く、熱雑音が減少し画質が
向上する効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る基本的表示素子の概略断面図、第
２図（ａ）　ｆ１本発明の表示素子に用いる気泡発生要
素等の基本構成要素の一実施例の構成図。 第２図（ｂ）は第一図（ａ）の基本構成要素を用い発熱
抵抗素子を行列状に配列した表示素子の−実施例の概略
断面図、第３図は本発明他のｌ実施例断面図、第９図及
び第５図は１本発明の表示素子の作像（表示）方式の一
実施例の模式的説明図、第６図は本発明の表示素子全体
の省略図である。 ｌ・・・液層　　　　　　　コ・・・透明保護板３・・
・基板　　　　　　　ｑ・・・気泡発生要素ｑ１・・・
透明発熱抵抗薄膜　Ｓ・・・蒸気泡Ｃバブル）７・・・
照明光　　　　ｇ　、　ｇ’・・・導体９．９１・・・
保護膜　　　　　コバ・・−空洞室２Ｓ・・・メニスカ
ス　　　ＢＥ・・・表示素子Ｘ・・・有軸導線　　　　
　Ｙ・・・列軸導線壊２図 ＩＩ３図 第５図 （ａ） □ 第　　６　　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液層と、該液層中に気泡を発生させるだめの発熱要素及
   び該液層を気泡が生じない種度に加熱する加熱要素を備
   えた表示素子において、該発熱要素及び該加熱要素は該
   液層を介して配置されていることを特徴とする表示素子
   。