JPS58220172A - 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】 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、またあるものは家庭用（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、信頼性
等の面のうち、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（ＣＲＴ）は形状、特に奥行が大きす
ぎるという欠陥を有し、また、時言１や電卓のデジタル
表示に使用される液晶表示器は画像のコントラストが悪
く、見えがよくない等の欠陥があり未だ満足できるもの
は得られていない。

そこで、本出願人はかかる技術分野におけるこのような
問題点を解決すると共に、従来にない表示効果を現出す
る新規な画像表示方法及び表示素子並びに表示装置に関
して先に提案した。

以下、この提案に係る表示素子の作像原理を第１図から
第３図の図面に基づいて説明する。第１図は基本となる
、同図（ａ）は反射型、同図（ｂ）は透過型の場合を示
す。／は液層、２．３はそれぞれこの液層／に積層され
た透明保護板と基板である。

グは基板３の内壁に付設されたドツト状あるいはセグメ
ント状の気泡発生要素である。液層／を構成する液体と
しては■青色液体と■白濁液体があり、これらの液体の
基本組成分として水あるいは各種有機溶剤が単独にまた
は混合して用いられる。

ここで、■着色液体とは、上に述べた液体の基本組成分
の中に各種の染料、顔料を溶解または分解させて得られ
る、黒色を含めた有色液体を言い、光透過性であるか否
かは問わない。■白濁液体とは、同じく上に述べた液体
の基本組成分の中に光拡散性微粒子（これは固形分であ
るか否かは問わない）を分散して得られる白色または淡
色の液体を言う。液層／の厚さとしては、透過光量が入
射光量の概ね半分以下になるような厚さ、一般的には、
７０Ｉ１ｍ〜３θθμｍ　が望ましい。なお、このとき
透過光量の減少は可視域の全波長にわたることを要しな
い。つまシ、可視域の一部の波長光の減少であってもよ
い。可視域の一部の波長域の吸収によって、赤、青、緑
の青色が生ずることを考えれば当然である。しかしなが
ら、この透過光量の減少は、光の吸収あるいは散乱の何
れに起因するものであってもよい。透明保護板３として
は、できる限り耐圧性があり、無色ないし淡色の透光性
のガラスやプラスティックが用いられる。なお、この透
明保護板３は表示素子／θを水平に配置するときには使
用しない場合もある。基板３としては、透過型表示の場
合においてはガラスやプラスティック等の透明性の基板
が、また反射型表示の場合においては上記基板以外にシ
リコンやセラミックスの基板等の不透明な基板が用いら
れる。気泡発生要素ダとしては、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、熱的手段によるもの等がある。

また熱的手段にも、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る。本発明
は以上のいずれの手段、方式の気泡発生要素りによって
も成立するので、以下の説明においては気泡発生要素り
としてはジーール熱によるもののみを取扱う。さらに、
作像原理は透過型表示・反射型表示のいずれをも可能と
するものであるが、以下の説明においては透過型表示の
場合を取扱う。すなわち、第１図（ｂ）において基板３
を透明性基板、気泡発生要素ダとして透明発熱素子を用
いた構成とし、基板３の側から背後光３０　　　　′を
照射する場合を考える。

液層／内に気泡が生じていなければ、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Ｖこ、青色な
ら青色に、それぞれ透明保護板ノの側から視覚される。

いま、駆動回路２０からの電気信号の印加により所定の
（−または複数の）気泡発生要素ダである透明発熱素子
が発熱すると、これに接し、あるいは近接している液層
／内の液体は熱伝導加熱Ｖこよシ昇温し、終には沸騰し
て液層／内に蒸気泡（以下バルブと言う）、５が形成さ
れる。一般に、透明発熱素子の形状（長さおよび幅また
は直径）が液層／の厚さよりも大きければ小さい場合に
比べて、バブルｊは透明保護板ｌの内側表面に容易に到
達する。すなわち、基板３と透明保護板２の間に着色液
体が存在しない領域が現われる。このバブル、５を開孔
として背後光３０は透明保護板３の側にまで透過する。

バブルＳは一般に、透明発熱素子、の面上いっばい広が
るが、それ以上Ｖこは殆んど広がらない。すなわち、透
明発熱素子の輪郭がバブルｊ、つまり開口の輪郭である
と近似的に考えてよ″い。ただし、透明発熱素子いっば
いに広がるバブルｊ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であることもある。開孔は透明発
熱素子の大きさおよび形状によって決まり、直径が７０
μｍから数■のものまでは勿論、幅／間長さ１０咽等の
長方形のものもできる。望むなら、それ以上のものも形
成できることは勿論である。この種のバブルＳの光透過
作用があるのは、バブルＳを組成する蒸気が青色液体ま
たは白濁液体の成分である溶媒の蒸気であり着色剤の蒸
気でないからである。背後光３θは、上記のように、意
識的に照射する場合に限らず、自然光や室内光あるいは
それらの反射光等のいずれでもよい。さらに、表示効果
を得るためにはバブルｊが透明保護板２まで到達・する
ことを必ずしも要件としない。バブルＳが透明保護板２
まで到達しない場合には、濃淡差によって作像（表示）
が行なわれる。

以上に述べた作像原理の応用例として、ドツトマトリッ
クス表示方式による表示素子の概略構成の例を第２図な
いし第９図に示す。第２図（ａ）はドツトマトリックス
表示方式による。表示素子の平面図、第β図（ｂ）はそ
のＬ　−Ｉ２断面の断面図である。

β′、３′はそれぞれ第１図の透明保護板２、基板３と
同じ機能を有する保護板と透明基板である。／′は発泡
点、即ち表示点以外の領域を金属等の導体グ′で被膜さ
れた透明発熱抵抗線で、保護膜！′と、基板３′の間に
複数個、二次元的に配列されている。

透明発熱抵抗線／′は透明発熱抵抗体、例えばＩＴＯ（
インジウム争ティン。オキサイド）を真空蒸着法により
成膜することにより得られる。そしてその上に金属、例
えばＡｕ　（金）を真空スパッタリング法により成膜す
る。金属膜は必ずしも透明である必要はないが、透過率
５０％以上の透過性を得たい場合ニハ、Ａｕ０）場合で
１００Ｘ−，２００；の厚さが必要である。通常は約３
０＾のクロム膜がＩＴＯ膜と金膜の接着剤として付けら
れる。また、透明基板３にソーダガラス音用いる場合に
は、ＩＴＯの化学的損傷を防止するためにソーダガラス
の上に５ｉＣｈ（二酸化シリコン）が被膜される。

第２図のようなパターン形状（透明発熱抵抗素子の寸法
が７０μｍＸ／Ｑμｍから／　ｔａｒ　Ｘ　／　Ｂ’　
）　は通常の写真食刻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線／′のうち、
金属等の導体グ′で被膜されていない箇所、即ち発熱箇
所を意味する。しかしながら、第２図に示すような導体
ダ′は必ずしも必要ではなく、製作加工上はない方が望
ましいが、消費電力の浪費を避けるためには必要である
。さらに、透明発熱抵抗素子および導体ｑ′の損傷を防
ぎ、制久性を増加するためには厚さ数μｍの保護膜β′
でこれらを被膜するのがよい。保護膜２′としては、透
明性（反射型表示の場合は要件でない）、絶縁性、耐液
性、熱伝導性、耐衝撃性に優れたものが望まれる。この
ような要件を満たすものとしてＳｉＯ（−酸化／リコン
）、５ｉＯ２（二酸化シリコン）等の誘電体がある。

第３図は第１図および第３図の表示素子の構成要素を組
合わせて得られた表示素子の概略構造を示す断面図であ
る。透明発熱抵抗線／’ａ、、／’ｂが液層／ｆ：挾ん
で直交し、その交点において両方の透明発熱抵抗素子が
対向するように配設されている。この表示素子において
は、液層／が挾んで互いに直交する発熱抵抗線／’ａ、
／’ｌ）が共に選択されて発熱したときにのみ、両者の
交差領域において液層／中にバブルｊが形成されるよう
に設計されている。、２０’、、２θ〃はそれぞれ液層
／の左側の発熱抵抗線、右側の発熱抵抗線の所望の発熱
抵抗線に電流を供給する表示素子駆動回路である。第９
図は第３図のような表示素子をマトリックス駆動する、
場合の説明図である。この表示素子１０〃はＸｔ、Ｘｍ
＋Ｘｎ、　Ｘｏ、　Ｘｐの釘軸の発熱抵抗線（これらを
行導線と呼ぶ）とＹｃ　、　Ｙｄ　、　Ｙｅの動軸の発
熱抵抗線（これらを列導線と呼ぶ）で構成されている。

行導線Ｘｔ　、　Ｘｍ　、　Ｘｎ　＋　Ｘｏ　＋　Ｘｐ
に順次、加熱用電流信号を印加すると、これ等の行導線
に対応する液層（不図示）が順次、線状に加熱されるが
、このとき、加熱の程度を液体の沸点以下になるように
設定しであるので、液層中に蒸気泡は発生しない。一方
、加熱用電流信号の印加に同期させながら、列導線Ｙｃ
、Ｙｄ、Ｙｅに対して、所定のビデオ信号を印加する。

このビデオ信号の印加によって、列導線Ｙｃ　＋Ｙｄ　
、　Ｙｅに対応する液層は線状に加熱されるが、との場
合にも加熱の程度を液体の沸点以下に抑えることを要件
とするので、これだけでは対応する液層にバブルを生じ
させない。しかし、加熱用電流信号とビデオ信号とが同
期した行線と列線との交叉部分においては両者の発熱に
より加算的に加熱される。そして加算的に加熱された場
合にのみ対応する液層が発泡するように条件設定してお
けば、選択された行線と列線の交叉部分にバブルｊ′が
形成される。

なお、以上の例において、駆動方式を次の様に変えた場
合にも、全く同様に作像することができる。即ち、行線
にビデオ信号を印加し、列線に加熱用電流信号を印加す
る様に変形しても、効果は全く同じである。このように
第３図に例示した表示素子は、マトリックス駆動をも可
能とするものである０上記の如く、ストライプ状に配列
される°　　　゛発熱抵抗線を透明保護板側と基板側の
両方に設置することによシ、以下の効果が発生する。

■製作工程が簡単になり、歩留９が向上する。

■液層を両側から加温するので熱効率が良い。

勿論、透明保護板と基板のうち、いずれが−の要素のみ
に透明発熱素子をマトリックス状に配列して駆動させる
ことも可能である。第Ｓ図がその例である。同図におい
て／／ａ、／／ｂ、／／ｃ。

／／ｄはいずれも行導線であり、／、２ａ、／、２ｂ。

／、、２ｃ、、／＝２ｄはいずれも列導線である。そし
てこれ等の全ての導線は金、銅、アルミニューム等の良
導体により得られる。行導線と列導線の交差領域の絶縁
層にｔｆｉ窓（ウィンドウ）が開けられ発熱抵抗素子／
３ａ、／３ｂ、／３ｃ、／３ｄが埋め込ま゛れている。

このような構成においては、信号に忠実な作像にとって
不都合なりロストークの発生を実質的に防止することが
できる。又、行導線と列導線との交叉部にダイオード特
性を有する発熱抵抗体を配置すれば、完全にクロストー
クを防止する効果が得られる。第３図は第５図の表示素
子の１駆動回路の回路図である。画像制御信号特定の発
生回路／θＳの画像制御信号によって、行動選択回路／
θ３、動軸選択回路７０グは特定の行動及び副軸を選択
する。行動選択回路／θ３と行動駆動回路／θ／ａ、／
θ／ｂ、・・・・・・・・、１０／ｍは複数の信号線に
より電気的に結合されてお９、行動駆動回路／θ／ａ、
／θ／ｂ、・・・・・、７０７ｍの各出力端子は所定の
行導線と結合している。この出力端子と行導線の結合の
仕方は種々あるが、本明細書においては基本的な態様に
ついて説明するため、出力端子は行導線の個数だけあり
、一つの出力端子が一つの行導線と結合している場合に
ついて取扱う。動軸選択回路／θり、りυ軸駆動回路／
θａ２ａ＋／θ、、２　ｂ　、　−・・、　／　０２　
ｎ及び列導線／、２ａ、／、２ｂ、・　・、／、２ｎ相
互の関係を同様である。画像制御信号によって行動選択
回路／θ３は特定の行動（行導線）を選択（スイッチ・
オン）する。例えば−行動選択回路７０３が行導線／／
ｃ′ｆ：選択すれば／／ｃ行選択信号を発し、それを受
けて行動駆動回路１０／ｃは行導線／／ｃに釘軸駆動信
　　　号を出力する。一方、画像制御信号の−っである
ビデオ信号が動軸選択回路７０グに入力されると、その
指令を受けて動軸選択回路１０Ｉ１．は所定の副軸（列
導線）を選択する。例えば、動軸選択回路１０’ｌが列
導線／、２ｄｉ選択すれば、動軸駆動回路１０．！ｄは
動軸選択回路１０４１から発せられた／、２ａ列選択信
号を受けて列導線／２ｄをスイッチ・オン（導通）状態
にする。所定の行導線に対する行動駆動信号の印加中、
所定の列導線が動軸選択信号Ｕこよって導通状態になれ
ばその行導線とその列導線の交差領域における発熱抵抗
素子に電流が流れ、バブルが生ずる。行導線／／ｃに対
する行動駆動信号の印加に同期／β、列導線／２ｄを動
軸選択信号によって導通状態にすれば行導線／／ｃと列
導線／、２ｄの交差点にバブルが生ずる。

次に、行導線／／ｍが選択され行導線／／ｍに行動駆動
信号が印加される。それに同期して列導線／、２ｃ、７
．２ｅが動軸選択信号によって導通状態にされると、／
／ｍと／、２ｃ、／／ｍと／　２　ｅの各々の交差点（
選択点）にバブルが生ずる。選択点以外の交差点にもリ
ーク電流が流れるが、一般に発泡開始電流値以下である
ので、バブルは生じない。「だ、発熱抵抗素子にダイオ
ード機能を持たせることによりリーク電流をさらに微弱
にすることができる。このように、行動駆動信号を線順
次走査し、かつそれに同期させて、動軸選択信号を出力
させることにより画像表示を行うことができる。なお、
動軸選択回路７０グはビデオ信号による指令を受けて動
軸選択信号を出力するものである。このとき、発熱抵抗
素子を流れる電流の向きは問わない。このような駆動回
路、選択回路はシフトレジスタ、トランジスタマレイ等
を用いて公知の技術により構成されるものである。

本表示素子において液層／中にバブルＳ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−ムレ−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、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、携帯用々ら密封系が望ま
しいことは当然である。しかるに、次Ｑこ述へる技術的
事項は開放系の場合においても重要であるが、密封系に
おいて特に重要である。

バブルｊの発生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ｊ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Ｓの発生によって、バブルｊの
容積に相当する容積の液が排除されるが、その受は皿が
なければ、圧力の上昇を招き結局、バブルｊは生じない
。したがって、排除される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。このような問
題の解決手段として、先の出願において開示したように
、透明保護板や基板の内壁に弾性膜を付けることも一策
である。然るに、より効果的な手段は第７図に例を示す
空洞室／ｊを設けることである。空洞室／ｊと液層／と
は気体や液体を通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
除される液体の問題の解決を図ったものである。なお、
液層／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／ｊの内壁を撥液
性（液層の液溶媒が水性なら撥水性）利料で構成するこ
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。なぜなら、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／乙と撥液性の面／７
との境界において自ずから安定するからである。すなわ
ち、液層／は親液性面／乙にとどまろうとし、撥液性面
／７からは遠ざかろうとする。なお、親液性面／乙と撥
液性面／７との境界面ないしその近傍において液体は進
退し、又、液体のメニスカス／と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。液層／の液体
が水性の場合において空洞室／ｊを撥水処理するにはポ
リテトラジルオロエチレン等を塗装する方法がある。な
お、第３図においては空洞室／ｊは液層／をとり捷く形
に設けられているが、必ずしも第７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、又密封系か開
放系かを問わず空洞室／ｊの設置６に１技術的範囲であ
る。液層／の内圧、即ち液圧は省電力対策上、安定動作
−トおよび安全対策上の見地より、７乙θｍｍＨｒ（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、より低いエネルギーの供給で、即ちより低い
温度で発泡するからであり、又内圧が高ければそれだけ
表ノに素子の破損率が高くなるからである。空洞室／ｊ
と液層／　ｆ　ｎＪ撓件膜によって隔てた構造において
は、液圧は空洞室／Ｓの内圧、ｎＪ撓性膜の応力等によ
り決定せられる。いずれの場合においても、その時の液
温Ｖこおける液層／の溶液の飽和蒸気月−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ＩＣＥ又はその近傍にまで下げすぎ
ると、出カイ菖号に関係なくバブルｊが発生し、動作安
定性ＶＣ欠ける事態に陥いる。従って、安定性を増゛ノ
ーためには常温気体を空洞室７．５に適当量封入するこ
とにより、液圧を７３θ部Ｈグ以下、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１作上および安全対策
上好適の条件は９０℃における前記液圧を７３θａｍ　
Ｈ２以下に設定することである。ただし、バブルＳ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ｊが生ずることにより、又
、バブルｊの発生数により液圧は上昇、変動するが、空
洞室／ｊを好適に設置することにより、圧力上列の弊害
を実質的に抑えることができる。

又、通常は９０℃以下で使用するのでｌＩ０℃ヲ一応の
基準とした。空洞室／ｊの容積とバブルｊ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−ト重要な事
項である。今、空洞室／ｊの容積を■、その時の内圧を
Ｐ、温度をＴ２：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。

ｐ　　　　ｖ　　　　ｐｖ 〒〜■＋〒〜Ｐ−〒２−Ｔ−θ ここで△■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／Ｓの容積の圧縮分、△Ｐはその時の圧力上
昇分である。

なおＰ　ｉ、、を飽和蒸気圧と常温気体の全圧であるが
、実際には蒸気は液化もするので、父系の温度も変化す
るので」二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、発熱抵抗素子
の大きさが２００μｍｘ、２θθ／７ｍ、液層の厚さが
１０θ／’ｍの場合のバブルの容積はｌｌ×／θ−。

ｍ”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　ΔＶとするとＰ・　ΔＶ
／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、今までの説明においては液層／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。

このように、本出願人が開示した先の提案は画質、生産
性等の点において優れており、表示点（セグメント）が
少なく比較的簡単な電卓から表示点が多く、複雑なテレ
ビジョンに至るまで幅広い機能および用途を有している
。

しかしながら、空洞室の効果は表示素子の画面ザイズが
大きくなると、それにともなって空洞室の効果は減殺す
る欠点を有する。何故なら、空洞室から一番遠く離間し
た発熱素子までの距離がもはや流体抵抗を無視できない
程の大変に長い距離となれば、その位置におけるバブル
発生が困難かつ不安定となる。さらに素子又は装置全体
の小型化のためには空洞室は小さい程良いが、表示素子
の画面サイズが大型化してくるとそれにともなって、空
洞室も大きくなってくる欠点を有する。

本発明の目的は上記の点に鑑み、上記欠点を解消するた
めになされたもので、液層とこの液層片に気泡を発生さ
せるための発熱要素を備えた表示素子において、該発熱
要素上の少なくとも画素領域の少なくとも一部を親液層
によって被覆し、それ以外の非画素領域の少なくとも一
部を撥液層によって被覆した表示素子により、表示安定
性の高い、しかも小型の表示素子を提供することにある
。

以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する第
と図（ａ）は本発明の表示素子を透明保護板から見た正
面図、第と図（ｂ）は第と図（ａ）をに、−に２線に沿
って切断した時の断面図である。第ｒ図において、りは
ドツト状もしくはセグメント状の発熱抵抗素子で、第３
図または第５図のいずれの構成の発熱抵抗素子であって
もよい（但し、第と図では回路、絶縁層および保護膜は
簡略化のため図示されてない）。この発熱抵抗素子グは
基板３の上に多数個、行列状に配置されている。この発
熱抵抗素子グの上は直接、又は不図示の保護膜を介して
液層／を構成する溶液に漏れ易い材料で被覆されている
。この被覆層は親液層、５′／と呼ばれ、この親液層Ｓ
／は発熱抵抗素子ｑが対向する透明保護板β側にも設け
られている。これらの親液層、Ｓ／ばいわゆる発熱抵抗
素子ケの発熱により、液層／を加熱することによりバブ
ルＳを形成して表示する画素領域に設けられている。そ
の画素領域以外の非画素領域にある基板３および透明保
護板−の内表面には、液層／を構成する溶液に漏れにく
い材料で被覆されている一撥液層５．２が設けられてい
る。なお、撥液層Ｓ、２−親液層ｊ／のツクターンは基
板３と透明保護板２の各々に同一形状のものを形成する
ことが望ましく、この断面形状は第と図（ｂ）に図示さ
れているとおりである。即ち、ノくプルＳが画素領域に
形成されていない時、親液層Ｓ／が設けられている画素
領域のみ液層／の溶液が充填され、撥液層３．２が設け
られている非画素領域では液層／の溶液がはじかれ空洞
領域ｊ３となっている。このように液層／は発熱抵抗兼
子グの上の画素領域に点状に個別に存在し、そして発熱
抵抗素子グがない非画素領域は空洞領域ｊ３となってい
る。従って液層／に近接して空洞領域ｊ３が縦横にある
ため、発熱抵抗素子グを通寧加熱することにより画素領
域にある液層／が加熱し、沸騰してバブル３が形成され
て、画素領域にあつた液層／が非画素領域の空洞領域３
３に押し出されても圧力は上昇しないし液層／の溶液の
排出が円滑に行なわれる。このような効果は前述の空洞
室（第７図の空洞室／３）と空洞領域Ｓ３との併設によ
り一層著るしいものとなる。なお、撥液層ｊ２のある領
域は必らずしも完全に空洞であることを要しない。撥液
層ｊ、２のある領域における空洞領域Ｓ３の占める比率
が大きい程、前述の効果ばそれたけ著るしくなるが、こ
のことは効果の程度の差にしか過ぎない。即ち撥液層Ｓ
２のある領域における一部分が空洞領域ｊ３であれば、
程度の差は別として前述の効果はあられれる。また非画
素領域の全てに撥液層ｊ２を設けることは必要とせず、
その少なくとも一部分でもよい、さらに親液層、５／は
画素領域ばかりでなく、その近傍の非画素領域迄設けて
もよい。この場合、バブル５非形成時、画素領域に安定
して液層／が設けられる。また、液層／等と接している
不図示の保護膜が液層／に対し７て親液性もしくは撥液
性であれば、特に親液層ｊ／もしくは撥液層Ｓ２を特に
設ける必要はなく、保護膜に保護作用と親液作用もしく
は撥液作用を兼用させる。この場合、保護膜が液層／に
対して親液性であれば、この保護膜の」二に撥液層ｊ、
２ｆ：設ける必要がある。バブルＳ非形成時、液層／を
親液層ｊ／に設けるべく、その液体を親液層Ｓ／のみ選
択的に付着させる方法は比較的簡単であって、通常の印
刷技術で用いられるローラ法、浸漬法等が用いられる。

いずれの方法でも、液層／の液体が親液層Ｓ／には　れ
て付着するが、撥液層３．２には反発し濡れないという
液体の特性を利用するものである。Ｓｌｌは不透光層で
、空洞領域Ｓ３を外部から見せないために設けられたも
ので、少なくとも空洞領域Ｓ３上に設けられている。こ
の不透光層Ｓｔによって光の透過、反射が遮断されるが
、しかし、・軟調な表示を得たい場合、この不透光層Ｊ
ｌを入射した光の一部透過もしくは反射してもよい。

第２図〜第１／図は本発明の他の実施例で、第２図は発
熱抵抗素子グ上に設けられた親液層ｊ／と撥液層６．２
’ｆ＜縞状に構成したもので、この場合非画素領域にも
親液層ｊ／が設けられている。表示素子の端部に示され
ているとおり、撥液層５．２にできる前述の空洞領域は
全て連通していることが望ましい。第７０図は親液層ｊ
／の平面形状を正方形とし、各正方形状の親液層Ｓ／は
複数個の発熱抵抗素子ｔＩを　含している場合の表示素
子で、この場合にも非画素領域の一部に親液層ｊ／が設
けられている。第１／図は親液層Ｓ／および撥液層ｊ、
２がＬ字状に交互に設けられ構成された表示素子を示し
ている。この場合にも、撥液層３，２に形成される前述
の空洞領域は全てつながっていることが望ましい。また
、この場合にも、非画素領域の一部に親液層ｊ／が設け
られている。第２図〜第１／図のその他の構成要件は第
と図の構成要件、たとえば液層／、基板２、透明保護板
３、空洞領域ｊ３、不透光層ｊ９と同様に設けられてい
る。また第ざ図に図示されていない回路、絶縁層および
保護膜は第ざ図と同様に簡略化のため図示されていない
。

次に第と図〜第１／図の構成の表示素子の親液層および
撥液層の具体的な設は方について説明する。液層／の液
体が水溶性の場合、親液層ｊ／′ｆ：設けるための親水
性材料として好適なものは硝子、５ｉｎ（／酸化　素）
、５ｉＯ＝（−２酸化　素）、Ｔｉ（ｈ（，２酸化チタ
ン）等の多くの無機物質がある。殊にＳｉｇｎ　５ｉｆ
ｔは絶縁膜、保護膜としても有用であり保護膜と親液層
Ｓ／とを兼用することが可能である。撥液層３．２を設
けるための撥水性材料として好適なものはワセリン、ホ
トレジスト、ポリテトラフルオロエチレン、ポリイミド
イソインドロキナゾリンジオン等の有機物質がある。撥
液層３．２のパターニングの方法としては写真食刻法、
印刷法、切削法等が知られている。ここで、撥水性の材
料としてポリイミドイソイン、ドロキナゾリンジオンを
用いた場合のパターニングの方法について説明する。ま
ず、透明保護板２および基板３の表面に膜厚２μのポリ
イミドイソインドロキナゾリンジオン樹脂膜を塗布する
。この塗布方法としてはスピナー回転塗布が一般に使用
される。スピナー回転塗布する場合、スピナーの回転条
件および塗布する液体の粘度によって膜厚および膜質は
制御される。市販されているポリイミドイソインドロキ
ナゾリンジオン原液は一般に約／θ０θＣｐの粘度を有
しているが、この粘度が高すぎる場合、原液をジメチル
アセトアミドとＮ−メチル−！−ピロリドン等との混合
液による専用希釈液によっ−ご希釈して使用する。この
ようにして溶液を用いて塗布後、加熱乾燥を経た後、ホ
トレジストをこの塗布し乾燥した膜の上に塗布乾燥し、
その後ポリイミドインインドロキナゾリンジオン樹脂膜
のエツチング液として好適なヒドラジンヒトラードとエ
チレンジアミンとの混合液を用いてよく知られた通常の
写真食刻法を利用して所望の撥液層ｊ２のパターニング
が得られる。

本発明はこの他にも基板もしくは透明保護板どちらか一
方のみに撥液層を設けてもよい。

本発明は前述のように構成して、動作させることにより
発熱抵抗素子近傍に空洞領域を設けることにより、バブ
ルの発生による圧力上昇を吸収緩和できるので、バブル
発生が一定条件下で容易となり、より安定した表示像が
得られる。また、空洞領域と空洞室とを併用した場合、
空洞室を大きくすることなく表示素子の大画面化を図る
ことができ、空洞室を小型にできるので表示素子全体を
小型に構成することができ、しかも、バブルの発生がよ
り容易となり、より安定した表示像をうろことができる
効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は先の提案の基本的表示素子の概略を示す断面図
、第３はドツトマトリックス表示方式による表示素子の
概略を示す平面図と断面図、第３図は第１図と第３図の
表示素子の構成要素を組合わせて得られた表示素子の概
略を示す断面図、第９図は第３図に示す表示素子をマ）
　ＩＪラックス動する場合の説明図、第５図はマトリッ
クス表示方式による、他の表示素子の概略を示す斜視図
、第ご図は表示素子を行列駆動するための回路図、第７
図は先の提案に係る従来の表示素子全体の省略図、第と
図は本発明の表示素子の正面図およびその断面図、第２
図〜第１／図は本発明の表示素子の他の実施例の正面図
である。 ／　液層　　　　／′ａ、／′ｂ・・透明発熱抵抗線３
・透明保護板　　　β′　保護膜 ３・・・基板　　　　　　グ・・・気泡発生要素ダ′　
・・　導体　　　　　　　　　　　　ｊ、　５′・・・
　蒸　気？包　（）（）゛　ル　）１０、／θＪ　、　
／　ＱＬ／・・・表示素子／／ａ、　／／ｂ、　／／ｃ
、　／／ｄ・・行導線／、、２ａ、　／、２ｂ、　／２
ｃ、　／、２ｄ　−列導線／Ｊａ、　／３ｂ、　／３ｃ
、　／Ｊｄ　・・発熱抵抗素子／ｌｌ　・スペーサ　　
／ｊ・・・空洞室／乙・・親液性面　　／７・撥液性面 ／と・・メニスカス 、２０．．２０′、　、２０”・・・表示素子駆動回路
３０・・・背後光又は入射光 、５／・・親液層　　　ｊ２・・・撥液層Ｓ３・空洞領
域　　ｓｉｔ・・・不透光層ｘｔ−ｘｐ・・・行導線　
　Ｙｃ　−Ｙｅ・・・夕ｌ」導線ｌ１１１　　図 （ａ） １１２　　　図 第　　６　　図 （ａ） （ｂ） １１７図 （ｂン １１８図 １ 第９図 １１ 館１０図 ＄　　１１　　　図 手　続　補　正　書（方式） ％式％ ■、小事件表示　昭和５７年　特訂願　　第１０２２９
７号２、発明の名称 表示装置 ３、補１「をする者 １１￥件との関係　　　出願人 キャノン株式会社 ４、代理人 住所　　東京都港区赤坂１丁目９番２０号５　鋪市命令
の１−■ｆ′、Ｊ 発送［Ｊ：昭和５７年９月２ｇ［１ 乙　捕１１：、の対象 明細書の「図面の簡単な説明」の欄。 ７、補正の内容 明細壽第２ｇ頁、７０行目から／／行目迄の「第２は・
・・断面図、」を１−第２図はドツトマトリックス表示
方式による表示素子の概略を示す平面図と断面図、」と
補１Ｆ：、する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液層と、前記液層中に気泡を発生させるための発熱要素
   を備えた表示素子において、少なくとも発熱要素上の画
   素領域の少なくとも一部を親液層によって被覆し、画素
   領域以外の非画素領域の少なくとも一部を撥液層によっ
   て被覆した事を特徴とする表示素子。