JPS58219588A - 表示素子及びその表示方法 - 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方法及び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であ
るものは家庭用個人用としで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、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る等の
欠陥を有するし、電子ビームな用℃・ているため高電圧
を必要とし回路が大型化する。又、時計や電東のデジタ
ル表示に使用される液晶表示器はコントラストが悪ろく
見えが良くない等の欠点があり未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
示方法及び表示素子を提供することを目ｒ自とすて）。

即ち、□本発明の目的は、液層を用いた表示素子におし
・て、液層を挾むコ枚の板のうち、いずれか−に複数の
加熱用電流信号線を配設し、他の−に前記加熱用電流信
号線と直角に交叉する複数のビプ′オ信号線を配設した
表示素子及び目ｆ■記表示素子の０１１記液−の両側か
ら加熱して蒸気泡を液層に生ぜしめてアトリックス表示
する方法を提供することを目的とし、これによって信頼
性が高く、製造の簡単なさらに鮮明かつ高画質の素子素
子及び表示方法を提供することができる。

す、下、本発明の表示素子及び素示素子のマトリックス
表示方法の実施例を図面に従って詳細に説明す木。

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、ユは透明保護板、３は基
板、グａ−ｔｌｃはドツト状又はセこれらを積−するこ
とによって第１図に示したような、表示素子ＢＥが構成
される。この表示素子Ｂ、　Ｅはユ種類あり、第７図（
ａｌのような透過型表示素子と第７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２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）有色液体を言い、こ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
基本組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、又は淡色の液体を言い、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
。この液層／の厚さとしては、その透過光量が入射光量
の大略、半分以下になるような厚さく一般的には、１０
ｔｔｍ　〜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Ｊ［の全波
長に亘ることを要しない。つまり、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
視域のご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／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、城いは前述の清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）としては、できる限り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λ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１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
板等の不透明な裁板が用いられている。

気泡発生要素りは電気分解反応を利用するもの、化学反
応を利用するもの、気体を液層／中に注入する方式及び
熱的手段によるもの等がある。又熱的手段にも、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
よるもの等があり液層／を局部的に加熱でき、局部的に
蒸気泡を形成することができるものならばとの゛ような
構成のものでも良い。本発明は以上のいずれの手段、要
素においても成立するものであるが、本発明を理解する
上においては、そのうちの−例をもって星りるので、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
合の作像原理を説明する。基板３を透明性基板とし、気
泡発生要素ケとして透明で半導電性を有し、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。４ａは気泡発生要素駆動回路で、パルス信号を気
泡発生要素ｑに与えるためのものである。乙すは選択回
路で気泡発生要素ｑの一部にパルス信号を与える時にど
の気イ・４発生要素ダに−りえるか選択するためのもの
である。乙Ｃは制御回路で、選択回路乙すを制御し、も
とのパルス信号を出力するためのものである。

これら気泡発生要素駆動回路Ａａ、選択回路４ｂ、制御
ｆｔ１１回路乙Ｃにより本発明の表示素子ＢＥをか動す
るための駆動回路乙を構成している。７（７ａ〜７ｃ）
は不図示の照明光源力・もの照明光で、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／に適
合するものならばどのような光でも良い。

今、気泡発生要素りＣ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としての透
明発熱抵抗素子が発熱せず、気泡発生要素４ｃ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、赤色なら
赤色に、青色なら青色に透明保護板ユ側から視覚される
。気泡発生要素グのない部分を照明して′尤・る照明光
７ａについても前述め照明光７Ｃの場合と同様である。

気泡発生要素ｌＩａ　、９ｂとしての透明発熱抵抗素子
は駆動回路乙によりパルス信号を印加されて℃・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／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（以下、
バブルと℃・う）５’ａ、Ｓ−ｂが形成される。一般に
、気泡発生要素４ａ、ｔｌｂ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／の厚さよりも大
きければ、バブル５ａ、、ｔｂ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、門外の基板
３から透明保護板コの間に液＠／が存在しない領域が現
われる。このバブル５ａ　、、ｉｂを開化として照明光
７ｂ等は透明性の基板３、気泡発生要素４ａ。

ｌＩｂ、バブル、ｙａ、、、ｙｂを透過して透明保護板
コ側Ｋ　ａ過する。バブル５ａ、５ｂは一般に気泡発生
要素ｌｌａ　＊　ｌｌｂとしての透明発熱抵抗素子の面
上（・つげ（・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ｌＩａ、４ｂとしての透明発
熱抵抗素子の輪郭がバブル５ａ、５ｂ、従って、開孔の
輪郭であると再思的に考えても１１−但ｌ−２、例えば
気泡発生要素４ａとしての透明発熱抵抗素子（・つばい
に広がるバブルＳａは単一ノ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化は気泡発生要素ｑ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から散開のもの迄は勿論のこと幅／闘、長さ
１０ＩＩ！ＩＫ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ｑを
組成する蒸気は、液層／の着色液体（又は白濁液体）の
成分である溶媒の蒸気であり、着色剤（又は光拡散微粒
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、或いし人、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
ためにはバブルダ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。

役名の場合には、液層／の厚みの差によって生じる濃度
分布によって作像（又は表示）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、気泡発生要素ｑとし
て半導電性をイ１し、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
り照明光７で照明するようにした反射型表示素子である
。乙ａ、乙す、乙Ｃは各々気泡発生要素駆動回路、選択
回路、制御回路で、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１１ｃとしての発熱抵抗素子に
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ｌＩＣ」二の液＠／にバブルは生じてい、
ないので。この部分は照明光りＣの特定波圏の光のみが
液層／の選択反射性により反射され、着色液体の色に応
じた色が透明保護板゛コ側から視覚される。気泡発生要
素ｑ以外の所に入射する照明光７ａについても前述め照
明光７Ｃの場合と同様となる。次に、駆動回路乙により
気泡発生要素４ａ。

４ｂとしての発熱抵抗素子にパルス信号が印加されて、
これらが通電加熱すると、これらに接するか近接してい
る液層／内の液体は熱伝導加熱により軒、　ａｎｔ、　
ｔ、、終に沸騰して液＠／中にバブルタａ。

５ｂが形成される。これらのバブル５ａ　、５ｂは透明
保護板コの内表面に到達して図示したように１（、ろ。

これらのバブル５ａ、５ｂが微小なもので本）ればバブ
ル５ａ、、５−ｂＫよる回折やバブル５ａ。

左すの曲率の影響があられれてバブル、ｔａ、５ｂ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はこれらにより散乱されて戻り′Ｌ’７
’ｂとなる。また、バブル５ａ、５ｂの寸法が大きい場
合、たとえばバブル５ｂに入射した照明光７ｂは、これ
らを透過し気泡発生要素＋ｂとしての反射性を有する発
熱抵抗素子の反射面により反射されて、再びバブルｊｂ
を透過し戻り光？’ｂとなる。これらのバブル５ａ、５
ｂが原因で散乱もしくは反射された戻り光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
尤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」−図が
正面図、下図は、正面図をＡ−、Ａ’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９’ａ−４
’ｃが規則正しく縞状に配列されて設けられて（・る。

この透明発熱抵抗薄膜１１１ｈ〜＜ｚ’ｃの上は発泡点
、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４／ａ−り′Ｃの領域はショー
トされているので透明発熱抵抗薄膜ｑ′に通電してもこ
の部分は発熟しなし・。透明発熱抵抗薄膜’ｘ’ａ　−
ｑ’ｃは透明発熱抵抗体、例えばＩＴＯ（インジウム・
ナイン・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、例えばＡｕ　１６ｍを真空スパッタリン
グ法により成膜する。金属膜の導体ｇは必らずしも透明
でｔ）る必要はないが透過率５０チ以上の透明性を得た
い場合には、金属としてＡＵ（金）を用いる場合のＮ）
膜の厚さは１０θ久〜２ｏｏＸが適当である。通常はＩ
ＴＯ膜と金膜の間に３０′に厚のクロム膜を介在させて
ＩＴＯ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＋’ａ−ｚ’
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
λ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Ｓｉｏ’、　　（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１０μ×１０μのものから／ｍｍＸ／Ｗｒ
ＩＲのもの）は通常の写真食刻版技術により容易に得ら
れる。ここで透明発熱抵抗素子とは透明発熱抵抗薄膜＋
’ａ−＜ｚ’ｃのうち、金属膜等め導体ｇで被覆されで
ない領域、即ち透明発熱抵抗薄膜Ｉｌｌ　ａ　−１７／
　ｃ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
、製作加モ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ためには導体ｇは必要なもの
である。なお、前述の保護膜９としては、透明性、絶縁
骨、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Ｓ１０膜
（−酸化珪素膜）、５１０２膜（２酸化珪素膜）等の誘
電体膜があけられる。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
９、透明発熱抵抗薄膜ｑ／ａ−ｑ′Ｃ導体ｇ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
、Ｓ　ｌｓ　Ｎ４　ｔｌ・寝（窒化珪素膜）等があげら
れる。

第２図（１））は第２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（？
Ｌ）のように構成した構成要素を２つ用（・、各々の透
明発熱抵抗薄膜ψが液層／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。

第２図（ｂ）において透明性の基板３側の断面は第コ図
Ｋ）のＢ−Ｂ’の切断面と同様であり、第２図（ｂ）の
透明保護板λ側の断面は第２図（ａ）のＡ　−Ａ’の切
断面と同様である。／は液層、コは透明保護板、３は透
明性の基板Ｉｌｌ　ａ〜ψＣ等は複数のビデオ信号線と
しての透明発熱抵抗薄膜で、＜ｚ’　ｂ’等は複数の加
熱用電流信号線としての透明発熱抵抗薄膜、とざ′は導
体７ａ〜７Ｃは照明光ヲ　ｑｔは保護膜である。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り、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５一方の各他端部は接地されている（図
示せず）。乙−コは第コの駆動回路で、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、図示してい
ないが第１の駆動回路乙−／と相互にタイミングをとっ
ており、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）。

なお、反射型表示素子を構成する場合、第２図（ａｌ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に構成することができる。この第２
図（ｂ）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のみバブ
ルが形成される。たとえば、第λの駆動回路乙−λによ
り加熱用電流信号線としての透明発熱抵抗薄膜ｑ′ｂｌ
に通電して液層／を熱伝導加熱している間に、第１の駆
動回路乙−／により、走査によりビデオ信号線としての
透明発熱抵抗薄膜１７／　ａにビデオ信号のパルス信号
を印加して通電し、次にビデオ信号線としての透明発熱
抵抗薄膜ｔＩ／ｂにビデオ信号のパルス信号を印加して
通電し、次にビデオ信号線としての透明発熱抵抗薄膜４
／　ｃにビデオ信号のパルス信号を印加しなかった場合
、断面で示□されているビデオ信号線としての透明発熱
抵抗薄膜グ′ａ、ψｂの透明発熱抵抗素子と、これに液
層／を介しある加熱用電流信号線としての透明発熱抵抗
薄膜＜ｚ／　ｂ／の透明発熱抵抗素子の両者は共に発熱
するのでバブル５ａ　、５ｂが形成される。ところが断
面で示されているビデオ信号線としての透明発熱抵抗薄
膜Ｉｌｌ　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加熱用電流信号線としての透明発
熱抵抗薄膜ψｂ′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５ａ、
５’ｂは前述の開孔を形成するので、たとえばバブルｔ
ｂは照明光７ｂが透過して、照明光が視覚される。一方
バプルが形成されてない所は、液層／により照明光７ａ
、７Ｃの特定波長域の光が吸収され、透過光により（ま
ったく透過しない場合のもある）色彩をおびた液−／と
じて視覚される。これによって、透過型表示素子を前面
から見た場合、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
から見ることにより第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
程が筒中になり、分留りが向上するし、液−／を両側か
ら加温するから熱効率が良い。等の利点を有する。

な、お、このように透明基板３本側に縞状に設けられた
透明発熱抵抗薄膜９’ａ　、　４’ｂ　、　ｌｌ’ｃ・
・・・・・をビデオ信号線としての動軸導線とし、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・・・・・・グ′ｂ′・・・・・・を加
熱電流信号線どしての行輔導線とし、これら行、動軸導
線にパルス信号としての行、動軸駆動信号を制御しなが
ら与えることにより大きな作像（表示）が可能となるこ
とはいうまでもない。

第３図及び第９図は、第２図（ｂｌの表示素子を駆動す
るための、表示素子と駆動回路の関係及びそれらと信号
との関係でマ）　ＩＪフッ２表示する方法を説明するた
めの概略図である。第３図においてＢＥは表示素子で、
ｙａ　、　ｙｂ・・・・・・ｙｚはビデオ信号線として
の動軸導線であり、ｘａ、ｘｂ・・・・・・ＸＺは加熱
用電流信号線としての行輔導線である。これら動軸導線
Ｙには動軸駆動回路１０２及び列軸選択回路１０１Ｉ（
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、これら釘軸導線Ｘには、釘
軸駆動回路１０／及び釘軸選択回路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℃・る）が直
列接続されている。これら釘軸選択回路１０３及び動軸
選択回路７０ケには、画像制御信号回路１０Ｓ（前述の
制６１１回路に相当する）が接続されている。これら行
、列の回路は第２図（ｂ）の第１及び第コの駆動回路に
各々対応して〜・る。

第９図において、ＢＥは表示素子、ＹＣ−Ｙｅｔはビデ
オ信号線としての動軸導線の一部、　Ｘｉ〜Ｘｐは加熱
用電流信号線としての釘軸導線の一部、他の行、動軸導
線は説明を簡略化するため省略している。７０．２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Ｔｒ、〜Ｔｒ３からなり、これらのトランジスタＴｒ
、〜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Ｔｒ、〜Ｔｒ
、　　のベース側には動軸選択回路／　０　’Ｉが接続
されている。第２図（ｂ）の表示素子の場合、動軸導線
ｙｃ−ｙｅの他端は電源に接続されている。釘軸導線Ｘ
１！〜Ｘｐも動軸導線ｙｃ−ｙｅと同様な接続となって
おり第９図の波形で示した釘軸駆動信号がそれらに人力
するよう構成されている。

次に第３図及び第７図を参照して第２図（ｂ）の表示素
子をマトリックス駆動してマトリックス表示する方法の
実施例に就いての動作説明をする。今、この表示素子Ｂ
Ｅ内の図面左右方向にある釘軸等線Ｘａ・・・・・・Ｘ
ｔ・・・・・Ｘｐ・・・・・、、Ｘｚ　　に画像信号制
御回゛′各１０３から出力された信号が釘軸選択回路１
０３により順次釘軸導線を選択して釘軸駆動回路１０／
により、加熱用信号としての釘軸駆動信号が第９図に示
されているように与えられる。これによつア、ｊ１□□
５よ、オ、え釘軸導線工８６０．ええ１６．工、Ａいづ
れかは加熱し、加熱伝導により表示素子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Ｓ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、図面」１下方向に配列
した動軸導線Ｙａ・・・Ｙｃ、ｙｄ、Ｙｅ、　−・・Ｙ
ｚ　　Ｋ対して画像信号制御回路１０５から出力される
画信信号が動軸選択回路ＩＯ’ｌに−りえられ、この回
路によって動軸導線Ｙａ・・・ＹＣｌＹｄ　、　Ｙｅ　
、・・ｙｚの（・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Ｔｒ、〜Ｔｒ８等のいづれかのベースに力
えられてトランジスタがオンすることによりビデオ信号
としての動軸駆動信号が動軸導線ｙａ・・・Ｙｃ、Ｙｄ
、Ｙｅ・・・ｙｚ　　の内選択された動軸同期した釘軸
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ｌ〜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饗択された
行、動軸導線Ｘ、Ｙの交差部分にバブルＳが形成される
。これらバブルＳは、マトリックス状に配置された加熱
電流信号線としての釘軸導線Ｘ及びビデオ信号線として
の動軸導線Ｙの交差部分にあられれるので、バブルＳに
よるマトリック表示が可能となる。

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７個のバブルＳ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り、７個のバブルＳ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、波高、パルス幅に於いて
全く異なるものであっても差えないものである。

第Ｓ図（ａ）は本発明の表示素子の概略全体を示す省略
上面図、第Ｓ図（ｂ）は第Ｓ図（ａ）のＣ−Ｃ′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／が密閉系
に構成された場合は、表示素子が破損する恐れが強い。

従って、この液層／を気密室又はアキュムレーターに接
続して、液、層／に於ける圧力の増大を緩和することが
望ましい。

表示素子内の液層／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：Ｌ］Ｊ１部
２１Ｉとにより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
よって異なる。例えば、携帯用なら密封系が望まし℃・
ことは当然である。しかるに、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るが、密封系に於いて
特に重要である。バブルの発生は一般に圧力の上昇を伴
うが、月（力の十昇分が大きければバブル自身が発生し
な℃・。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
容積の液層／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ムコ、生じない。した
がって排除される液層／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℃・。

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、より効果的な手段
は第Ｓ図に一例を示す空洞室２／を設けることである。

空洞室２／と液層／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
により、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＠／と接する壁面を親
液性（例えば液層の液溶媒が水性なら親水性）材料で構
成し、空洞室２／の内壁を１：：！液性（液＠／の液溶
媒が水性なら撥水性）材料で構成することにより可撓性
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／
は親液性の面λノと撥液性の面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２３，２乙からは遠ざかろうとする。

なお、親液性面２２と撥液性面コ３との境界面ないしそ
の近傍にお！て液は進退し、又、液のメニスカス２５に
よるクツシコン作用も加わって圧力吸収効果が発揮せら
れる。　　　　１、−１゜゛　　　　　　−−−−ニー
　　　８　＋＋。

水処理するに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、２／は
液層／をとりまく形に設けられているが、必ずしも第Ｓ
図の場合に限定するものではなく、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
であれ撥液性の壁面からなる空洞室を設置して（・れば
本発明の技術的範囲である。

液＠／の内圧（以下、液圧という）は省電力対策」二、
安定動作上及び安全対策上の見地より表示素子の外圧、
たとえば７１．ＯｒｕｍＨｊ（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、より低いエ
ネルギの供給で即ちより低い温度で発泡するからであり
、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。

空洞室２／と液＠／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
性膜の応力等により決定せられる。

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Ｋ
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２／内に適当量封入す
ることにより液圧を表示素子の外圧、たとえば７ＡＯｔ
ｔｒｍＨｇ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ｌＩＯ℃に於け
る液圧な７６ＯｔｒａｎＨ９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より、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、液圧は上昇変動するが、前記空洞室２１を好適
に設置することにより、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ｌＩＯ℃以下で使用するのでｌ７０℃を一応
の基準とした。

空洞室２／の容積と液層／が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、密封系を想定し、その場合の空洞室２／の容積をＶ
、その時の内圧をＰ１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ここでΔＶは液層／が
バブルによって排除される液体の流入分による空洞室コ
／の容積の圧縮分、ΔＰはその時の空洞室２／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、ΔＶ／Ｖ又はＰを小さくに
設定しなければならない。バブル７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２００μｍ　
×２００μｍ、液層／の厚さが７００μｍの場合のバブ
ルの容積はｑ×１０ｃＩ／ｌ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　Δ
ＶとするとＰ−ＥΔＶ／Ｖ　が小さく設定されていれば
圧力の弊害は起こらない。

なお、今迄の説明に於いては液層／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
加熱用電流信号線とビデオ信号線とを２枚の板にわけて
製造するため、表示素子の製造が簡単でしかも分留をが
向上する。さらに液層を加熱用電流信号線とビデオ信号
線と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）は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２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一実施例の概略断面図、第３図
及び第９図は、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Ｓ図は本発明の表示素子全
体の省略図である。 ｌ　液　層　　　　　ツ、透明保護板 ３、基　板　　　　　ケ　気泡発生要素ｑ′　透明発熱
抵抗薄膜ふ　蒸気泡（バブル）７　照明光　　　　にｇ
′　導　体 ｚｑ′　　保護膜　　　　２／　空洞室２５、　　メニ
スカス　　　ＢＥ　　表示素子Ｘ　釘軸導線　　　　Ｙ
　列軸導線 ＜ａ＞　　　Ｌ　−−−−−Ｊ ＜　ｂ＞　　　　Ｌ　　　　　　Ｊ 第　　１　　図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）液層と、該液層中に気泡を発生させるための発熱
   要素とを備えた表示素子において、該液層を挾む２枚の
   板のうち、どちらか一方の板に複数の加熱用電流信号線
   を配設し、他方の板に前記加熱用電流信号線と直交する
   複数のビデオ信号線を配設したことを特徴とする表示素
   子。
2. （２）　　加熱用電流信号線とそれと交叉するビデオ信
   号線から成り、各々信号が印加された該加熱用電流信号
   線と該ビデオ信号線の交点上に於いて蒸気泡を生ぜしめ
   て表示をなすマトリックス表示方法において、液層を介
   して一方の面に該加熱用電流信号線を、他方の面に該ビ
   デオ信号線を一装置することにより、該液層の液体を該
   両側の信号線により加熱することにより蒸気泡を生ぜし
   めて表示をなすことを特徴とするマトリックス表示方法
   。