JPS5972425A - 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方法、表示素子、及び表示装置
に関する。 現在、各種の事務用機器や計４１１用機器に於ける端末
表示器、或は、テレビやヒデオカメラ用モニターに於け
る表示器として、陰極線管（所謂、ＣＲＴ）が広く利用
されている。しかし、このＣＲＴに就いては、画質、解
像度、表示容量の面で銀塩若しくは電子写真法を用いた
ハードコピー程度のレベルに達していないと言う不満が
残されている。又、ＣＲ’Ｔに代わるものとして、液晶
によりドツトマトリックス表示する所謂、液晶パネルの
実用化の試みも為されているが、この液晶パネルに就い
ても、駆動性、信頼性、生産性、耐久性の面で未だ満足
できるものは得られていない。 そこで、本発明は、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ことを目的とする。 つまり、本発明の目的は、高解像度で良質の画像を表示
する方法、及び駆動性、生産性、耐久性、信頼性に優れ
１１つ高密度画素をもつ新規な表示素ｆ〜及びこれを利
用した表示装置を提供することを目的とする。 以下、未発［１ｑの表示に係る実施例を図面に従って工
゛ｒ細に説明する。第１図は本発明に係る表示素ｒの作
像原理を示すだめの略画断面図にして、第１図（Ａ）は
透過型の表示素子ＤＥを、また第１図（Ｂ）は反射型の
表示素子ＤＥを夫々示している。■は発熱要素で、可視
光にたいして透光性を小す液体より成る液層２の物性を
変化させ珪つ液層２に肩騰が生じない程度に液層２を加
熱するためのものである。この発熱要素１は、後述する
ようにドットマトリンクス状（点打列状）、ドツトライ
ン状（点線状）、ライン状、島状等の種々の形態で発熱
して熱伝導により液層２を加熱する。 また、この発熱要素ｌとしては、例えば、後述の輻射線
加熱を利用するものや抵抗加熱等のジュール熱を利用す
るもの等があげられる。表示素子ＤＥが透過型の場合、
発熱要素ｌは可視光に対して透過性であることが要件と
なる。２は可視光に対して透光性を示す液体より成る液
層で、この透光性液体の基本組成分としては、水或いは
各種有機溶剤が単独又は混合して用いられる。これに用
いる各種有機溶剤としては具体的にメチルアルコール、
エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロ
ピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、５ｅｃ−ブチ
ルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、イソブチ
ルアルコール　ペンチルアルコール、ヘキシルアルコー
ル、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、ノニル
アルコール、デシルアルコール等のアルキルアルコール
；例えば、ヘキサン、オクタン、シクロペンクン、ベン
ゼン、トルエン、キジロール等の炭化水素系溶剤；例え
ば、四塩化炭素、トリクロロエチレン、テトラクロロエ
チレン、テトラクロロエタン、ジクロロベンゼン等のハ
ロゲン化炭化水素系溶剤；例えば、エチルエーテル、ブ
チルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、
エチレングリコールモノエチルエーテル等のエーテル系
溶剤；例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチル
プロピルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノ
ン等のケトン系溶剤；ギ酸エチル、メチルアセテート、
プロピルアセテート、フェニルアセテート、エチレング
リコールモノエチルエーテルアセテ−１・等のエステル
系溶剤；例えば、ジアセトンアルコール等のアルコール
系溶剤：例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセ
トアミＦ等のアミＦ類：　トリエタノールアミン、ジェ
タノールアミン等のアミン類；例えば、ポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレ
ングリコール類；エチレングリコール、プロピレングリ
コール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、
アルキレングリコール類；例えば、グリセリン等の多価
アルコール；石油炭化水素溶剤等が挙げられる。液層２
の厚さとしては、ｌ　）ｕｓ　−ｉ　ｎｏｎの範囲内が
望ましい。 ３は透明保護板で、できる限り耐圧性がある透光性（無
色乃至淡色）のカラスやプラスチックが用いられる。尚
、この保護板は表示素子ＤＥを水平配置するときには用
いない場合もある。５は基板で、第１図（Ａ）に示され
ている透過型の表示素子ＤＥの場合、透明保護板３と同
じく耐圧性がある透光性（無色乃至淡色）のガラスやプ
ラスチフクが用いられ、第１図（Ｂ）に示されている反
射型の表示素子ＤＨの場合、耐圧性を有する部材が用い
られる。この基板５」−に発熱要素ｌが設けられている
が、発熱要素ｌと基板５とを共用する場合もあり、特に
発熱要素が基板５を必要としない場合もある。基本的に
は、これら基板５、発熱要素ｌ、液層２、透明保護板３
がこの順に積層されて本発明に係る表示素子ＤＥを構成
している。４は表示素子ＤＥに平行光で入射している照
明光で、自然光乃至不図示の光源からの光で発熱要素ｌ
の非加熱部と加熱部１ａの両部会に入射している。１３
は液層加熱部で、液層２の低温領域の−・部を沸騰しな
い程度に発熱要素１により加熱して形成された高温領域
で、たとえば発熱要素ｌが発熱している部位の加熱部１
ａによって加熱された液層２の部分を示しており、実際
には加熱部１ａより周辺の液層に行くに従って温度勾配
がついている場合もあり、この部分の液層２の液体の物
性は、ｇ３熱２　；４；ｉによる加熱前のその物性より
変化している（但し、液層２を発熱要素１で予熱する場
合、そのｔ熱されている液層の状態から液層加熱部工３
を形成するために、更に、液層２を加熱するので、１ル
層２のｐ熱状態の物性より、更に形成された液層加熱部
１３の物性は変化している。）に の液層２の物性変化とは、特に光学的物性の変化を意味
し、たとえば、具体的には液層２を構成している透光性
液体の屈折率、密度、分極率等の変化を意味している。 たとえば、この中で屈折率について汀えば、発熱要素ｌ
の加熱部１ａの発熱により液層２の透光性の液体が温度
Ｌ′Ｃから温Ｉｆ（ｔ＋Δｔ）０Ｃに上昇したとする。 この場合、温度ｔ　’ｃの時の透光性液体の屈折率をＮ
とし、温１＜（（ｔ＋△ｔ）°ｃの時のこの屈折率をＮ
＋ΔＮと４ すると、屈折率勾配はΔＮ／△ｔ”ａ−１０（１，７°
Ｃ）である。屈折率の変化率、即ち温度に対する屈折率
変化は僅かであるか、加熱部１ａの近辺の液層２の微小
領域か加熱されるど微小領域における屈折率勾配は大で
あり、従って、この加熱された微少領域の液層加熱部１
３はパワーを持ち、屈折率勾配の人の領域において光は
屈折、散乱、回折等する。尚ΔＮ／ΔＬ　（内は負イ１
＾のみでない。 発熱要素ｌの加熱部１ａが発熱して液層２の透光性液体
に沸騰が生ぜず且つその物性か前述のように変化する程
度に加熱されて液層加熱部１３が形成される。発熱要素
ｌのその他の部位は発熱していないのでそれに対応する
低温領域の液層２の物性の変化はとんどなく、その物性
は近似的に・様である。低温領域においても実際には加
熱部等からの熱伝導によって、加温され、光学的物性は
変化するであろうが、加熱部の変化からみるど、相対的
に無視できるであろう。表示素子ＤＥの液層２の液層加
熱部１３以外に入射した照明光４は＃層２内で直進し表
示素（−ＤＥから・１１行光として射出する。勿論、こ
の時の照明光４の進路は透過型の表示素子ＤＥの場合、
表示素子ＤＥの背面から入射した後、表示素子ＤＥの前
面に射出する。 ｌψち照明光４は基板５→発熱要素１→液層２（低７ｆ
＋Ａ領域）→透明保護板３を経て射出する。また、反射
型の表示素子ＤＥの場合、照明光４の進路は表示素ｒＤ
Ｅの前面から入射してその前面から射出する。即ち、！
１り（明光４は、り明保護板３→液層２（低１品領域）
→発熱要素１の表面で反射（発熱要素ｌが非反射性の場
合光反射性の不図示の反射膜で反射）−液層２（低温領
域）叶透明保護板３を経て表示素子ＤＥから射出する。 −・方、液層２の高７１、＾領域である液層加熱部１３
を通過する照明光４の経路は、液層２内の液層加熱部１
３を通過する以外は、前述の液層加熱部１３を通過しな
い照明光４の表示素ｆ　Ｄ　Ｅでの経路とまったく同じ
である。しかし、この液層加熱部１３を通過するｌ（４
明光４は、この部分に熱的に生じた屈折率勾配（グラデ
ィエンドインデックス）によって屈折、散乱、回折等し
て液層２内を直進せず屈折して光路変化する。このため
、液層加熱部１３を通過する照り１尤４と、そこを通過
しない照明光４とは、表示素Ｔ−ＤＥを射出してきた時
、平行光とはならず、それらの射出方向は互いに異なる
。発熱要素ｌの加熱部１ａが加熱しなくなれば、液層加
熱部１３は冷却されてなくなり、表示素子ＤＥから射出
する照明光４の方向は全て、液層加熱部１３でない部分
を通過してきた凡と回し方向となる。故に、液層加熱部
１３の高温領域を通過する照明光４と、液層加熱部１３
でない部位の液層２の低温領域を通過する照明光４とが
光学的に識別される。　本発明に係る表示素子ＤＥは一
定の照明条件（例えば、平行光による照明）の下では直
視表示も可能であるが、後述の結像光学系との組合わせ
によって更に表示装置としての用途及び利用価値は広が
るものである。前者の直視表示の場合、液層加熱部］３
を通過してきた光の方向に対して位置した不図示の観察
眼に到達する光量差に基すき表示画素の識別ができる。 後者の表示素子ＤＥと後述の結像光学系との組合わゼの
場合、液層２の液層加熱部１３の結像光学系による結像
位置と液層２の液層加熱部１３でない発熱要素１にょっ
て加熱されていない（発熱要素ｌによって液層２がｔ熱
されている場合も含む）液層２の低温領域の部分（以下
、液層非加熱部という）の結像光学系による結像位置か
異なるためにデフォーカスすることにより表示点の識別
がより明確に行なわれる。従って、デフォーカスするこ
とにより明点を暗点に反転させて表示することもできる
。後述の結像光学系を用いない場合には、表示素子ＤＥ
の表示効果を増すために照明光４として平行光を用い、
後述のような遮光格子を付設すれば表示効果は飛躍的に
向上する。なお、第１図にお゛いて、発熱凹素１は液層
２と直接、接して液層２を加熱しているが、液層２の近
辺に発熱要素１を配置し熱伝導加熱により液層２を加熱
してもよい。たとえば、ｆｉＳ１図（Ｂ）において、発
熱要素１か光を反射しない場合、液層２と発熱要素ｌと
の間に光反射性の金属膜、誘電ミラー等を介在させる。 なお、木実雄側では、説明をわかり易くするために表示
素ｒ−Ｄ　Ｈに入射する光束を平行光としたが、特に平
行光にかぎるものではなく、木質的には表示素子ＤＥに
入射する光が発熱要素ｌの加熱部１ａの発熱によって光
路中に液層２の高温領域の液層加熱部１３が形成される
ことにより液層加熱部１３が形成されない前の光路と比
較して光路変化をするということを利用するものである
。 第２図は本発明に係る表示素子の作像原理を更に具体的
に説明するための表示素子の略画断面図にして、第２図
（Ａ）は透過型の表示素子ＤＥを、第２図（Ｂ）は反射
型の表示素子ＤＥを夫々示している。 図に於て、６は輻射線６ａを吸収して発熱する輻射線吸
収層、２は液層、３は透明保護板を示し、基本的にはこ
れ等を積層することによって表示素子ＤＥが構成されて
いる。なお、第２図（Ｂ）に示されている反射型の表示
素子ＤＥに於て、９は液層２が加熱された時の圧力の増
大を吸収する圧力吸収膜、８は表示に利用する照明光４
を反射するための反射膜、ｌＯは液層２を予め加熱して
おくための発熱体層である。これら反射膜８、圧力吸収
膜９、発熱体層１０は必ずしも表示素ｆ　Ｄ　Ｅに心間
とするものではなく、必要に応じて用いられる。たとえ
ば、液層２が加熱された時、液層２の内圧の増大が著し
く大きくならない表示；＋；　−１’　Ｄ　Ｅの時には
、圧力吸収ｎり９は用いられないし幅用線吸収層６が光
反射性を有する時には反射１１９８は用いられないし、
液層２の液体の沸点が低く輻射線６ａの輻射線吸収層６
への照射のみによる輻射線吸収層６の発熱のみで充分応
答性良くＩ金層２が加熱されて液層加熱部１３が形成さ
れる場合は、発熱体層１０は用いられない。但し、９：
、熱体層ｌＯについては後述するので、第２図（Ｂ）に
おいては発熱体層１０はないものとして説明する。また
、これら圧力吸収１模９や発熱体層ＩＯは心安に応して
第２図（Ａ）に示されている透過型の表示素子ＤＥにも
用いられる。輻射線吸収層６は輻射線６ａとりわけ赤外
線を効率的に吸収して発熱するが、それ自身は発熱する
ことによって溶融し難い。この輻射線吸収層６は各種の
無機或は有機材料を成膜（多層膜を含む）して得られる
。尚、この輻射線吸収層６自身は膜厚数ル程度なので、
概して支持機能に乏しいから、不図示のガラスやプラス
チック等からなる基板としての輻射線透過性支持板を付
加するのが〜・般的である。液層２を構成している透光
性液体は前述のような種類があり、一般に可視光線に対
して透光性を有する液体を意味し、透光性液体が赤外線
等の輻射線６ａに対して透光性であるか否かは問わない
。７は格子で、液層２が加熱されていない時、表示素子
ＤＥに入射して透過型の表示素子ＤＥを透過したり、反
射型の表示素子ＤＥによって反射されて表示素子ＤＥか
ら射出する照明光４を遮光している。このように構成さ
れた表示素子ＤＥに対して、図面右方から輻射線（特に
、赤外線）６ａを照射すると、輻射線吸収層６の対応点
が発熱する。この様にして輻射線吸収層６の１部が発熱
すると、これに接しているかもしくは近接している液層
２の液体は熱伝導によって加熱され、液温が上昇して、
その物性が加熱前より変化し、液層２の高温領域の液層
加熱部１３が形成される。この液層加熱部１３を通過す
る照明光４は、液層加熱部１３を通過する詩、第１図に
於て前述

【７たメカニズムによりその光路を変化させら
れる。この光路変化をうけた照明光４の少なくとも１部
は表示素子ＤＥを射出した時、格子７の開口を通過する
。一方、液層加熱部１３を通らない照明光４は全て格子
７によって鵡光されるので、この格子７を檜して表示素
子ＤＥを見た場合、液層加熱部１３が形成された液層２
の部分を通過する照明光４と液層２の１部層非加熱部を
通過する照明光４とか識別される。 勿論、液層非加熱部を通過する照明光４が、格子７の開
［］を通過するようにすれば、液層加熱部１３か形成さ
れた時に、この部分を通過する照明光４は格子７によっ
て遮光されるので、照明光４が通過しない格子７の開口
もあり、前述の実施例の逆の形態の表示素子も可能とな
る。 格子７がない場合でも、液層加熱部１３を′Ａ過する照
明光４の方向と、液層２の液層非加熱部を通過する照明
光４の方向とは表示素子ＤＥを射出してきた場合、互い
に異なっているので、どちらか一方の光束がくる方向に
むかって見た場合、光学的に照明光４は識別される。 尚、表示素子ＤＥに対して幅ＪＮ　１Ｍ６　ａを照射す
る場合、所定の画像に対応する様にパターン状に照射す
ることもできるし、レーザ光源を利用して、輻射線６ａ
をビームとして多数のビームをドツト状に一括して照射
することもできるが、ｉ　ヒ−ム又は１ラインビームを
輻射線吸収層６１−に走査させる方法をとることもでき
る６又輻用線６ａを照射する方向は、第２図（Ａ）に示
されている透過型の表示素Ｔ−ＤＥの場合、図示例のみ
に限定されない。つまり、透明保護板３及び液層２を輻
射線６ａが透過する場合には、輻射線６ａを図面左方か
ら照射することも可能である。尚１表示の消去は液層加
熱部１３の冷却によって自然に為される。この点が従来
知られた液晶の熱光学効果と異なる。即ち、液晶の熱光
学効果は熱的変化によって透明状態から不透明状１μ（
へ、あるいはその逆に変化するが、いったん変化した状
態は記憶され単に温度が元へ戻っただけではもとの状態
へ戻らない（分子の配列が閉じこめられるから）。（［
１し、液晶も本発明の原理、即ち光学物？１か熱的り逆
性を有する範囲で用いられる限り、本発明の技術的範囲
である。そのような液晶の使用ｌ」従来知られていない
ものであるからである。 尚、以１．では輻射線加熱によって表示画素を形成する
方ツノ、に就いて説明したが、本発明では第２図の輻射
線吸収層６を後述のように不図示の金属゛・７から成る
伝熱層に代え、これに不図示の発熱素ｆを近接若しくは
接触させて液体を伝導加熱する様に変形することも可能
である。 本発明では、表示画素の識別効果を更に高める為に、輻
射線吸収層６と液層２の間に１１１１述したように可視
光線の反射膜８を別途、介在させることもできる。斯か
る反射膜８は、熱伝導の際、それ自身が溶融することの
ない高融点の金属材料又は金属化合物材料によって形成
する必要がある。 本発明に於て有効な表示を得るためには輻射線吸収層６
と接する液層２の液面及びその近傍の液Ｐ：！：２が加
熱される必要があるが、その加熱が透明保護板３に接す
る液層２の液面及びその近傍にまで及ぶことは要性では
ない。しかしながら、輻射線吸収層６の加熱面に接する
液層２の液面及びその近傍の液層２の温度が周辺領域の
液層２の温度より高い程、表示素子ＤＥの表示のコント
ラス）・は向上することか実験の結果判った。更に、こ
れを積極的に利用すれば、液層２を加熱するための熱量
を異ならしめることにより中間調を表示することが可能
になる。 尚、輻射線吸収層６上に輻射線６ａを照射する照射スポ
、ト径は小さい程表示のコントラストが良く好適な輻射
線６ａのスポット径（１μ径）は０．５に〜ｉｏｏル位
が適当である。 しかしながら幅２ｍｍ長さ１０ｍ＋ｗの矩形状の光束の
輻射線６ａで輻射線吸収層６を照射し−〔も表示像は得
られるものである。本発明の詳細な説明に於てしばしば
用いる液層加熱部１３とは後者の範囲も含むものである
。もっとも、液層２の液層加熱部１３が微小でなくとも
加熱面の温度が一様でないために１夜層加熱部１３に於
ける光の光路の方向と液層非加熱部に於ける光の光路の
方向に差異が生ずれば識別効果は生ずるであろう。した
かって、侵発明に於いては液層加熱部１３を微小ｒｆ屯
囲に限定するものではない。 オ、発明に於いては、液層２を構成する液体の沸点以１
には加熱しないので、蒸気！包も生ぜず、急激な圧力の
増大も起こらない。 ｌ、またがって表／Ｊ＜素子ＤＥの前述の圧力による破
Ｊｉ−３１まあまり問題とならない。しかしながら、僅
がではあるが、液層２の加熱によっても表示素子ＤＥの
圧力は１−ｙｌするし、ある種の不可抗力的な事故に遭
遇した場合には気泡が発生する場合もあることを想定し
ておく必要はあるであろう。 そこで、そのような場合に備えて、この液層２を何れも
不図示の空気室又はアキュムレーターに接続して、液層
２に於ける圧力の増大を緩和することが望ましい。又、
別の方法として、第２図（Ｂ）に示した様に表示素子Ｄ
Ｅ内に圧力吸収膜９を液層２と透明保護板３との間に、
介在させることによって、液層２に生じた圧力を吸収す
る様にしても良い。 勿論　前記した２つの方法を併用すれば、より一層、効
果的である。この圧力吸収１模９は透光性の弾性材又は
高粘りｉ性材料から成り、その他、内部に気泡を包含し
たり通気孔を持つ所謂、スポンジを以て構成することも
できる。 さらに、液層２内に常温気体からなる気泡が発生又は混
入した場合には、そのような気泡の除去り段が必要であ
るが、前述した不図示の空気室又はアキュムレーターに
気泡除去の機能をもたせることもできよう。 その他のＬ段として、不図示のポンプ又は注射器を用い
て、気泡を加圧除去又は吸引除去することもできる。 本実施例においては、第２図（Ｂ）に示されているよう
に、表示画素としての液層加熱部１３の形成速度を大い
に速めるために、反射ｌｌｌ８を用いない場合は、表示
素子ＤＥの輻射線吸収層６と液層２との間に、又反射ｌ
１Ｉ８を用いる場合は、輻射１９吸収層６と反射１１９
８との間にジュール熱によって発熱する発熱体層１０を
設け、所一定の液層２をｆ−熱することが望ま１７い。 尚、この時、輻射線吸収層６或ｌオ反躬膜８が導体であ
る場合には、これ′ｔと発熱体層１０との間に不図示の
絶縁層を設けることか望」シい。 このような発熱体層１０としては、はぼ、輻射線ヒーム
の　又は複数の走査線に対応する線状発？ソシ体や格ｒ
状発熱体（何れも不図示）等が好適である。発熱体層１
０が線状発熱体の場合、この幅方向に於いて発熱部は微
小であるから良好な表示結果が得られるものとｊｎ、わ
れる。このとき輻射線６ａの輻射線吸収層６への照射と
発熱体層１０による液層２の加熱とを同期させるのが好
適である。この様な発熱体層１０の素材としては、硼化
ハフニウムや窒化タンタル等に代表される金属化合物、
ニクロム等の合金を挙げることができる。 又、本発明に於ては、液層２に直接、腐蝕性の構成要素
が接触する様な表示素子ＤＥの構成は、素ｆ−Ｄ　Ｅの
寿命を低下させることになるので、避けるべきである。 つまり、液層２にｆ４蝕性の構成要素が接している構成
では、化学腐蝕、熱酸化等が生じて表示素１’　Ｄ　Ｅ
が損傷又は劣化する場合が大きい。 従って、この様な場合には、液層２と腐蝕性の構成要素
の界１ｎｊに、耐蝕性の保護膜（不図示）全形成するこ
とが望ましい、そして、この保護膜の素相としては、酸
化硅素、酸化チタン等の誘電体や耐熱性プラスチック等
を挙げることかできる。 本発明では、勿論、この保護１模を反射膜８がその機能
の如何により兼ねることもある。 なお、輻射線吸収層６として金属等を用いるときは、こ
れは、一般に基板としての輻ｒＡＪ線透過性支持板−Ｌ
に成膜されるのが普通であるから、輻射線吸収層６を加
熱した時、これは外部空気によって酸化される心配はな
い。輻射線吸収層６の輻射線吸収率が完全でない場合に
は、これに輻射線６ａを照射する側に反射防止膜（不図
示）を施すことにより輻射線吸収層６の輻射線６ａの吸
収率を著しく高めることもできる。 次に１必用例として、第３図乃至第９図によってライト
／ヘルプ式投ｑＪ装置について説明する。ライトバルブ
（光、１ｒ）ｌ；ｌ光を制御あるいは調節するものの、
はであり、従って、独ヴした光源からの光を適）（１な
媒体（本実施例の場合、表示素子の液層）？１’　ｉｌ
ノＩ　１Ｊｌｌ　１．、てスクリーン１−に投写表示す
る方式のティスジ１／イはすべてこれに含まれることに
なるにの方式は、ノラウン管のような自発光型ティスプ
レィに比へると原理的には、使用する光源を強くするこ
とにより表示画面のサイズと明るさをいくらでも増加で
きるので、特に光にを必要とする友画面ディスプレイに
適している。そのうち、第３図に示すものは、シュリー
レンライトバルブどもｌｔｐばれているもので、入力値
−）に応じて制御媒体である液層に光の屈折角、回折角
あるいは反射角の異なるパターンをつくり、シュリーレ
ン光学系を用いてその変化を明暗像に変換し、スクリー
ンｔこ投′ｑする方式である。 第３図はその表示装置の基本原理を説明するための概安
構成図である。第１格子７ａの各スリットの像はシュリ
ーレンレンズ１１によって第２格子７ｂの各バーの上に
遮光されるように大々結像するように配置されている。 シュリーレンレンズ１１と第２格子７ｂとの間におかれ
た透過型の表示素子ＤＥの媒体としての液層が加熱され
ておらず、その物性（例えば、屈折率）が一様にモ滑で
あれば、第１格子７ａを通過した入射光はすべて第２格
子７ｂにより遮られてスクリーン１２に到達しない。し
かし、表示素子ＤＨの液層の一部が発熱要素により加熱
されて高温になり液層加熱部１３か形成されると、そこ
を通過する光の光路か前述したように変化するので、そ
こを通過した入射光１４は第２格子７ｂ″Ｃ−遮られる
ことなく　７ｉ’ｙ　２格子７ｂの間隙（開１１）を通
ってスクリーン１２」二に到達する。従って、表示素−
ｆ　Ｄ　Ｅの液層加熱部１３を加熱している加熱面又は
その近傍の媒体面をスクリーン１２４こ結像するように
結像レンズ１１’をｌ！ｌ！置すれば、表示素子ＤＥの
液層の温度変化量に対応した明暗像がスクリーン１２−
１−に得られる。なお、これに用いられる第１及び第２
格ｆ７ａ及び７ｂの開口は線状、点状の如何を問わない
。 ｕ−４図及び第５図は、第３図の表示装置の変形実施例
の４１ｉｔ　を構成図である。第４図に於いて、１４′
は光源でレンズｌｌａの焦点位置に配置されているので
、これからの光束は全てレンズ１１ａを通過後、’ｌｉ
ｆ＋光束となる。この平行光束は透過４りの表４く素Ｉ
ＤＥの背面から入射光１４とし、て入用する。７Ｃは遮
光フィルタで、集光レンズｌｌｂの集光点に配置されて
いるから、もし大小素／−Ｄ　Ｅの液層の物性（例えば
屈折率）が一様ならば、人ｑ４光１４は表示素子ＤＥを
そのまま通過し集光レンズｌｌｂを介して遮光フィルタ
７ｃ１に集光する。これによって、遮光フィルタ７Ｃの
後方に配置されたスクリーン１２Ｉ−に入射光１４は全
く到達しない。しかし、表示素子ＤＥの液層の−・部が
加熱されて高温になり液層加熱部１３か形成されると、
表示素子ＤＥのそこを通過する光の光路が前述せるよう
に変化するので、そこを通過した入射光１４は遮光フィ
ルタ７Ｃで遮られることなくスクリーンＩ　２　、Ｌに
到達する。 従って、表示素子ＤＥの液層加熱部１３を加熱している
加熱面、又はその近傍の媒体面をスクリーン１２上に結
像するように集光レンズｌｌｂを配置すれば、表示素子
ＤＥの液層の温度変化量に対応した明暗像がスクリーン
１２−１−に得られる。 第５図は第４図の表示装置の反転像をうるための表示装
置の変形実施例としてのＲ略構成図である。１４′はレ
ンズｌｌａの焦点位置に配置された光源、ｌｌｂは集光
レンズで、レンズ１１　ａで平行光束とされた光源１４
′からの入射光１４を焦点位置に集光するためのもので
ある。この集光レンズｌｌｂの焦点位置、即ち集光点を
通過する光束のみを通す遮光フィルタ７ｄが集光点に配
置されている。また、集光レンズｌｌｂと遮光フィルタ
７ｄの間に透過型の表示素子ＤＥが配置され、遮光フィ
ルタ７ｄの後方にスクリーンが配置されている。透過型
の表示素子ＤＥに液層加熱部１３が形成されていない場
合、入射光１４は全て集光レンズＩｌｂにより集光点に
集光され、この集光点を通過してスクリーン１２Ｊ−に
到達する。 しかし、表示素−（ＤＥ　４こ液層加熱部１３が形成さ
れると、ここを通る光は、光路変化して＾に乱光となり
、遮光フィルタ７ｄによって遮光されるのでスクリーン
１２１．に光が到達しない点が出て明暗像か形成される
。 第６図は、ｆｆ５４図及び第５図の表示装置の実施例の
他の変形実施例の概略構成図である。光源１４′からの
光束は、レンズｌｌａにより平行光とされ、ハーフミラ
−１５′を介して反射型の表７Ｊ＼素γＤＥに入射光１
４として入射する。もし、表示素ｒ、ＤＥの液層の物性
（例えば屈折率）が一様であれば、表示素子ＤＥへの入
射光１４は表示素−ｒＤＥによって反射され、この反射
された光は入射光１４と同しく平行光で集光レンズｌｌ
ｂを介して集光点に集光せられる。この集光点に遮光フ
ィルタ７ｃ（この場合、遮光フィルタ７ｄは配置されて
いない）が配置されてあれば、この集光点に集光した光
は遮光フィルタ７ｃによって遮光されスクリーン１２」
−に到達しない。 しかし、表示素子ＤＥの液層の一部が加熱されて高温領
域の液層加熱部１３が形成されると、この部分に入射し
た光は、光路変化して反射され、集光レンズｌｌｂを介
してスクリーン１２　ｋ：、に到達する。この集光レン
ズｌｌｂが液層加熱部１３を加熱している加熱面又はそ
の近傍の媒体面をスクリーン１２上に結像するような位
置に配置されていれば、表示素子ＤＥの液層の温度変化
量に対応した明暗像がスクリーン１２−にに得られる。 また、このスクリーン」−の反転像をうるためには、遮
光フィルタ７ｃに代わって一点鎖線で示した集光点のみ
を通過する光を通す同じく一点鎖線で示した遮光フィル
タ７ｄを図示の如く配置すればよい。この場合、表示素
子ＤＥの液層加熱部１３からの散乱光の大部分を遮光フ
ィルタ７ｄで遮光し、非散乱光は遮光フィルタ７ｄを通
過してスクリーン１２にに到達するので、前述の反転像
が得られる。 第７図は透過型ライトパルプ式投写装置の概略構成図で
あり、透過型の表示素子ＤＥに対する信号人力１段の配
置の一実施例を示している。７ａは第１格−（−、ＤＥ
は透過型の表示素子、１１はシュリーレルンズ、７ｂは
第２格了、１１′は結像レンズ、１２はスクリーンで、
これらの構成は第３図の表示装置の構成に類似している
。不図示のレーザ光源及び光変調器を通して変調された
輻射線（−１１に、赤外線）６ａの信号光は水平スキャ
ナー１７としての回転多面鏡によって水下走査され、レ
ンズｌｉｅを介し、垂直スキャナー１６としての回転多
面鏡、又はガルバノミラ−によって６直走査され、コー
ルドフィルタ１５によって反射されて第２図（Ａ）に示
した透過型の表示素ｒＤＥでの輻射線吸収層６に結像し
、液層２をドツトマトリックス状に加熱して液層加熱部
１３の２次元像を形成する。−力、第１格子７ａを通過
した入射光１４はコールドフィルタ１５な通過するので
、第３図に於いて前述せるメカニズムによりスクリーン
１２上に、表示素子ＤＥの液層加熱部１３に対応した２
次元の可視像を形成するものである。本図に於いて用い
られる表示素子ＤＥの輻射線吸収層６はｒＴｆ視光に対
しては透過性のものでなければならないことはもちろん
である。 なお、゛ト導体し−ザアレイメは発光タイオードアレイ
（ライン状に並べられたもの）を用いれば、水下スキャ
ナー１７は省略される。又コールドフィルタ１５とガル
バノミラ−とを共用しても良い。 尚、第２図（Ａ）に示した透過型の表示素子ＤＥを第４
図乃至第５図に適用する場合、輻射線６ａの入射方式に
ついては、例えば、第７図において説明したレーザ発振
器、水平スキャナー１７、レンズＬｉｅ、垂直スキャナ
ー１６及びコールドフィルタ１５等を用いればよい。こ
の時コールドフィルタ１５は、第４図においては、表示
素子ＤＥとレンズｌｌａの間に、又第５図においては、
表示素７’−ＤＥと集光レンズｌｌｂとの間に台布させ
ればよい。 第８図は表示装置としての反射型ライトバルブ式投写装
置の概略構成図である。光源１４′からノ光中は、レン
ズｌｌａを介して平行光とされ、更にこの゛１ｉ−行光
は、ミラー１８により直角にｈ’＋’、曲され集光レン
ズｌｌｂに入用する。この集光レンズｌｌｂにより集光
された照明用の入射光１４はミラー１９の中心に設けら
れた中心開口を通過して＋ＩｆびレンズＩｌｃにより平
行光とされ、第２図（Ｂ）において示した反射型の表示
素子ＤＥ（ここでは、発熱体層１０を除く）に入射する
。この人！Ｊ４光１４は表示素子ＤＥの反射１１り８に
よって反射されるが、表示点（液層加熱部１３に熱を加
えている加熱面もしくはその近傍）以外の箇所での反射
光（その全部又はその大部分）は再びレンズ１１ｃを介
してミラー１９の中心開口を通じて外へ出てゆく。−・
方、表示素子ＤＥの表示点で反射された光はミラー１９
の中心開口から外へ出てゆくものもあるが、ミラー１９
によって反射され、結像レンズｌ　１’によってスクリ
ーン１２」二に結像される。 また、不図示のレーザ光源及び光変調器を通して変調さ
れた輻射線（主に赤外線）６ａの信号光は、水平スキャ
ナー１７としての回転多面鏡によって水平走査され、レ
ンズｌｉｅを介して垂直スキャナー　１６としてのがル
パノミラーにより垂直走査されて表示素子ＤＥの輻射線
吸収層６に２次元的に走査されて入射する。これによっ
て、信号光に応じて、表示点が表示素子ＤＥ内に２次元
的に多数形成され、この表示点が前述せるように投写像
としてスクリーン１２上に明点となって結像されて投写
画像が得られることになる。 勿論、第２図（Ｂ）に示した反射型の表示素子ＤＥを第
８図のように第６図、に示した表示装置に用いることが
できる。 第９図は、本発明に係る表示装置としてのライトバルブ
式投写装置のブロック図である。 ２５は映像信号を発生する映像発生回路、２４は映像信
号を制御してこの信号をＰＩ！像増１１＠１回路２２及
び水平、垂直駆動回路２３に与えるための制御回路、２
１はレーザ光源、２０はレーザ光源からのレーザビーム
を映像増幅回路２２がらの信号に従って変調する光変調
器、光変調器２ｏにより変調された光は、水ｊＬｉスキ
ャナー１６もしくは重置スキャナー】７に入射する。ま
た、水平スキャナー１６、垂直スキャナー１７は水ｔｌ
Ｘ及び垂直駆動回路２３による夫々映像信号に同期した
駆動信すをうけて１肋作する。他の破線内の部分の構成
については前述した構成と同し７なので説明を省略する
。 映像発生回路２５より出力された映像信号は制御回路２
４を介して映像増幅回路２２で増幅される。増幅された
映像信号の入力により光変調器２０は駆動し、レーザ光
源２１より出射されるレーザビームを変調する。一方、
制御回路２４より水平同期信号及び垂直同期信号が出力
され、水平、垂直駆動回路２３を介して夫々水平スキャ
ナー１７及び垂直スキャナー１６を駆動する。このよう
にして表示素子ＤＥの液層内に熱的２次元像が形成され
る。この後の破線内の構成動作については前述した通り
でありここでは簡単のため省略する。なお、ＴＶ電波を
受信する場合には映像発生回路２５に代えて受信機を用
いればよい。かかる表示素子ＤＥに対して熱的信号を印
加する他の手段として、例えば、第１Ｏ図に示す光学系
２８が利用される。図に於いて、レーザ発振器２７から
出力されたレーザビーム２８はＰｊｉ膜導油導波路型偏
向器２９過した後、ガルバノミラ−３０で反射されなが
ら、表示素子ＤＥ面を高速走査される。前記レーザ発振
器２７に画像信号回路（不図示）を接続しておけば、具
体的な作像が可能になる。 第１１図は、本発明に係るカラー表示素子の実施例にし
て、説明の便宜」―、−に半分を透過型の表示素子を、
下半分を反射型の表示素子として略画断面図で示しであ
る。６は輻射線吸収層、８は反射膜であり、本図の上半
分に示した透過型の表示素子ＤＥには設けていない。３
１は、カラーモザイクフィルタで、これの具体的構成及
び製造技術に就いては、既に、特公昭５２−１３０９４
吟公報及び特公昭５２−’３６０１９号公報に於いて詳
しく説明されている通りであるから、これらを、援用す
ることとして、ここでは、詳細な説明を省略する。２は
液層、３は透明保護板でカラーモザイクフィルタ′・り
３１を除き表示素子ＤＥを構成する“政素については第
２図に於いて説明した通りで、ここでは筒中のため省略
する。 図４＜例に於いて、カラーモザイクフィルタ３１の赤色
フィルタ部（Ｒ）＋ｊ接する液層２が輻射線６ａを吸収
した輻射線吸収層６１こより熱１ｉミ導加熱され、この
１−に液層加熱部１３が生ずると、反射膜８により反射
されるか、もしくは輻射線吸収層〔ｊを透過してきた平
行照明光４は液層加熱部１３を（ｉ過することにより、
前述のようなメカニズＪ・により、破線で小したような
液層加熱部１３がない場合に通過してきた光の光路とは
異なった２点鎖線で示したような屈曲した光路を通って
、表フト素１’ＤＥ外に銅山してくる。白色光が赤色フ
ィルタ部（Ｒ）に入射した場合、表示素子ＤＥから出て
くる透過光もしくは反射光は、赤が視覚される光（以ド
、赤色光という）のみである。青色フィルタ部（Ｂ）及
び緑色フィルタ部（Ｇ）を通過してくる光についても赤
色フィルタ部（Ｒ）を通過する前述の光の進路と同様で
ある。但し、本図の場合、緑色フｆルタ部（Ｇ）につい
ては、液層加熱部１３を通過しない場合の光線のみ図示
しである。また、入射光４が白色光の場合、古色フィル
タ部ＣＢ）を通過してきた光は、古が視覚される光（以
下　古色光という）のみであり、また緑色フィルタ部Ｃ
Ｇ）を通過してきた光は、緑が視覚される光（以下、緑
色光という）のみである。この液層加熱部１３を通過し
てくる光の方向に向って、表示素−ｆＤＥを見た場合、
不図示の観察者は、加色法による擬似カラーを視覚する
ものである。例えば、相隣接したカラーモザイクフィル
タ３１の赤色フィルタ部（Ｒ）、緑色フィルタｉ？Ｒ（
Ｇ）、古色フィルタ部（Ｂ）に於いて同時に液層２を加
熱して液層加熱部１３が形成された時には、不図示の観
察者は白色を視覚することができる。 また、第２図に於いて説り１したように、表示素子ＤＥ
の前面に不図示の遮光格子を配置することにより、表示
素子ＤＥから出てくる光の内、液層加熱部１３を通過し
てくる光のみを不図示の遮光格ｒの開１１に通すことに
より、更番こ明瞭な加色法による擬似カラー表示をうろ
ことができる。 １１２図は同時式のカラーライト／ヘルプ式投写装置で
あって、赤、占、緑÷Ｅチャンネルの投写装置前３２．
３３．３４を並列に並べて同時にスクリーン１２に投写
し、スクリーン１２上で３原色のラスタをきちんと重ね
合わせる方式である。第１３図に光源を示しであるよう
に、白色光源１４″を２枚のタイクロイックミラー３５
とミラー３６によって三原色に分解し、赤、青、緑、各
々の投すＪ゛装置照明用光源としている。したかって、
光源の光束利用率は順次式の場合のほぼ３倍番こなる。 第１４図は１本発明に係る別の表示素子の略−輛断面図
にして、第１４図（Ａ）は透過型の、また第１４図（Ｂ
）は反射型の表示素子を夫々示している。 図に於て、３は透明保護板（表示素子ＤＥを水平にして
用いる時用いない場合もある）、２は液層を示し、これ
−９は第１図にて説明したものと同じ機能を持つ要素で
ある。４０は熱伝導性の絶縁層であり、この両面には、
９２ｆ′！＋部材としての複数の発熱抵抗線４１．４２
が、！ｊ、いに絶縁層を挾んで交叉する様にマトリック
ス状に２次元的に配列しである。５は、これ等発熱抵抗
線４１．４２及び絶縁層４０の支持板としての基板であ
る。第１４図（Ａ）に示した透過型の表示素子ＤＥの場
合は、これら発熱抵抗線４１．４２基板５及び絶縁層４
０は透明であり、たとえば発熱抵抗線４１．４２はイン
ジウム争ティンーオキサイドの透Ｉ夛１１市膜から構成
されている。そして、これらの表示素子ＤＥに於ては、
所定の発熱抵抗線４１．４２か共に１釈され発熱したと
きのみ、両者の交叉領域に於て液Ｒ２中に表示可能な高
温領域の液層加熱部（不図示）が形成される様、設計し
である。 また、第２図において前述したように圧力吸収膜９、反
射膜８は必要に応して用いられる。 次に、第１５図を用いて斯かる表示素子をマトリックス
駆動する例に就いて、更に詳しく説明する。 図に於て、ＤＥは表示素子を示し、第１４図で説明１７
たとのと同様の詳細構成を持つものと考えねば良い。こ
の表示素子ＤＥはＸ文、　Ｘ　ｍ　。 Ｘ　ｎ　、　Ｘ　ｏ　、　Ｘ　ｐの行−１１の発熱抵抗
線（これらを打線と叶ふ）とＹｃ、Ｙｄ、Ｙｅの動軸の
発熱機）１”Ｌ線（これらを列線と■テぶ）等で構１表
されており列線Ｙｃ　、Ｙｄ　、Ｙｅの一方は共通直流
′ｒＴＸ、源に接ｈ：されており、他方は夫々エミッタ
接地されたトランジスタＴｒ、〜Ｔｒ３のコレクタ側に
接続されている。 行線Ｘ　ｅ　、　Ｘ　ｍ　、　Ｘ　ｎ　、　Ｘ　ｏ　、
　Ｘ　ｐに順次、加熱用電流パルスを印／Ｉ＋けると、
これ−等の行線に文Ｊｊら、する液層（不図示）がｊホ
１次、線状に加熱されるか、このとき、加熱の程度を液
体の加熱表示の閑（１〆（以下になるように設定しであ
るので、液層中に加熱表示用の高温領域の液層加熱部１
３は発生しない。−力、加熱用電流信号の印加に同期さ
せながら、エミンタ設置されたｌ・ランジスタＴｒｌ〜
−Ｉ−ｒ　３のベース側にビデオ信号用パルスを加えて
トランジスタ’Ｔ　ｒ　１−Ｔ　ｒ３をオンすることに
より、これらトランジスタＴｒ、〜Ｔｒ３　と夫々接続
している。列線Ｙｃ、Ｙｄ、Ｙｅに対して、ｌｉ定のビ
デオ信号を印加する。このヒデオ信壮の印加によって、
列導線Ｙｃ、Ｙｄ、Ｙｅに対応する液層は線状に加熱さ
れる。これによって、加熱用電流パルスとビデオ信号と
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て、液層の加熱の程度が加熱
表示の閾値を越える。そして加算的に加熱された場合に
のみ対応する、液層に、液層加熱部１３が形成されるよ
うに条件設定しておけば、選釈された行線と列線の交叉
部分に液層加熱部１３が形成される。 なお、以−Ｌの例において、駆動力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１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、効果は全く同しである。このよう
に第１４図に例示した表示素子ＤＥは、マトリックス駆
動をもｎ（能とするものである。表、１〈素１’ＤＥの
液層の厚さが非常にｌ市い場合、１−記の如く、ストラ
イブ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；ざ；することにより、以トの効果か発生す
る。 弓　製Ｖ１１稈かｆ！ｉ　”ｌｉになり、歩留りか向−
１−する。 ニン・　ｉｔ＆層を両側から加温するので、熱効率が良
等である。 尾熱賎抗線の放熱効果を高めるため放熱板を別途、設け
ることが望ましい。この放熱板には基板５（第１４図）
を代用することが可能である。前述の打線と列線とは絶
縁層４０により隔てられ−（おり、絶縁層４０の厚さは
数戸あるため、熱伝導の時間的スレにより両信号を同時
に印加した場合には液層２に回ｌ１４ｊに伝導熱が到達
してこないので、液層加熱部の形成が阻害される場合が
ある。 従って、より加算的加熱効果を高めるために液層２に近
い方の信号線に対する印加パルスを他の信号線に対する
信号パルスより遅延させることが好ましい場合もある。 なお、両信号線のすべてが発熱抵抗体によって形成され
る必要はない。むしろ、エネルギーの節約を図る上から
行線と列線の交叉部分のみを発熱抵抗体によって構成し
、それ以外はＡ文などの良導体で構成する方が好ましい
と訂えるが、その分、製造−Ｌ程が複雑になる欠点はあ
る。 又、第１５図々示例の如きマトリ・ンクス駆動を行なう
のに好適な表示素子を構成するだめの発熱要素としての
発熱素子の他の例に就いて第１６図により説明する。 第１６図は、発熱素子の一部領域を模式的に描いた外観
斜視図である。図に於いて４５は発熱抵抗層を示し、こ
れは、公知の発熱抵抗体（例えば、ニクロム合金、硼化
ハフニウム、窒化タンタル等）を面状に成膜して得られ
る。図示されていないか、この抵抗層４５は、勿論、図
面下刃にも延在しティる。又、４６ａ、４６ｂ　、４６
ｃ。 ４６ｃｌは何れも列導線であり、４７ａ、４７ｂ。 ４７ｃは何れも行導線である。そして、これ等全ての導
線は、金、銀、銅、アルミニウム等ノ良ｉ４体１こより
１１）られる（なお、片及してし）なｌ、Ｘ力く、導線
は５ｉ０７等の絶縁１１位（不図示）番こよって被覆さ
れるのが一般的である。）９図示発熱素子４こｊｔいて
、例えば、列導線の４６ｂと１１４線の４７ｃか選択、
〉れてこれ等にＪ（に電圧力（電力１１されたときしこ
は、両者の交叉部４８（こ対応する抵）ん層４５の一部
１こ通ＩＦが為されて発熱する。 この様にして、行導線及び列導線σ〕イ１意の（１１・
列）交叉部を発熱させること力（できる。 従って、図示発熱素子を第１４図の発熱抵キ九線４１．
４２及び絶縁層４０からなる発熱要素とし−（の発熱素
イーのかわりに岨込んｆど表示素子に於ｌ／）ては、第
１５図々示例と同様なマドＩＪツクス駆嘴１ツカ式によ
って、ドツトマド１ノ・ンクス画像の表示力：Ｉ＋ｆ能
である・ ところで、第１６図（こ示した発熱素子に於１．Ｘて、
５？３熱抵抗層４５を、列導線４６と行導線４７との交
叉部にのみ分割して設ζする（その他の領域では導線同
志を絶縁する）こともｕ１能であり、この様な構成（第
１７図）に於し）てｔよ、信号に忠実な作像にとって不
都合なりロスト−りの発生を実質的に防１トすることが
できる。 第１７図の例に於いては、行導線４？ａ　、４７ｂ・・
（以ド、行導線４７という）と列導線４Ｅｉａ、４６ｂ
・・（以下、列導線４６という）は５ｉ０７゜Ｓｉ３Ｎ
４等の絶縁膜（不図示）を介して配設されるが、行導線
４７と列導線４６の交差領域の絶縁膜は取り除かれ、代
りにその部分に発熱抵抗体４５ａ、４５ｂ、・・・・（
以下、発熱抵抗体４５という）が埋めこまれている。 次に第１８図に於いて斯かる第１７図に示した発熱要素
としての発熱素子を第１４図に示した発熱抵抗体４１．
４２及び絶縁層４０からなる発熱素子の代わりに組込ん
だ表示素子をマＩ・リックス駆動する例について、更に
詳しく説明する。杆軸選択回路１０３は杆軸駆動回路１
０１ａ、１０１ｂ・・・・（以下２杆軸駆動回路１０１
という）と信号線により電気的に結合されており、さら
に夫々の杆軸駆動回路１０１の各出力端子は夫々の行導
線４′７と結合している。出力端子と行導線４７の結合
のしかたは様々あるか１本明細書に於てはノ＾木的なｙ
パ、様について説明するため、出力端−ｒ・は行導線４
７の個数だけあり、　つの出力端ｒ−は　の行導線と結
合しているとする。 タリ’ｈｌｌ　選ＪＲ回路１０４１列佃１駆動回路１０
２ａ。 １０２ｂ、・・・・（以ド、列＋１１１１駆動回路１０
２という）及びタ１１導埠４６相ｌｊ−の関係について
も同様である。画像制御回路１０５は杆軸選択回路１０
３及び動軸Ｊパ択回路１０４と信号線により電気的に結
ばれている。画像制御回路１０５は画像制御信５多を出
力することによって、杆軸選釈回路１０３がとの行１１
１１＋を選択すべきかを指令し、動軸選択回路１０４に
対しても同様である。即ち、画像制御トす路１０５から
の画像制御信号によって釘軸選択回路１０３は杆軸駆動
回路１０１のいずれかを介して特定の杆軸（行導線）を
選択（スイッチ・オン）する。例えば１行軸選択回路１
０３が行導線ｘｐを１択すればＸＰ行選択信号を発し、
それを受けて行＋ｔＩ駆動回路１０２Ｘｐは、行導線Ｘ
ｐに対しＣも杆軸駆動信すを入力する。一方、画像制御
回路１０５からの画像制御信号の一つであるビデオ信号
が動軸選択回路１０４に入力されると、その指令を受け
て動軸選択回路１０４は所定の動軸（列導線）を選択す
る。例えば、動軸選択回路１０４が列導線Ｙｅを選択す
れば、動軸駆動回路１０２Ｙｅは動軸選択回路１０４か
ら発せられたＹｅ列選択信号を受けて列導線Ｙｅをスイ
ッチ・オン（導通）状態にする。 杆軸の選択と動軸の選択が同期してなされれば、本例の
場合、行導線ｘｐと列導線Ｙｅの交叉点（選択点；Ｘｐ
ｅＹｅ）にある発熱抵抗体に電流が流れ、ジュール熱が
発生し、不図示の液層に液層加熱部が形成される６非選
択点にもリーク７１を流は流れるが液層加熱部形成電流
値以下であるので液層に液層加熱部は形成されないｊま
た、発熱抵抗体４５にダイオード機能を持たせることに
より、リーク’；ＩＩ！、流をさらに微弱にすることが
できる。 このように第１５図に於て説明したと同様に、第１８図
に於いても、杆軸駆動信号で線順次走査し、かつそれに
回期して外軸選択信号を出力し。 外軸駆動回路１０２を介して選択された列導線４Ｇを導
通状態にすることにより２次元の画像表示を行うことが
できる。尚、動軸選択回路１０４はビアオ信ｔ）による
指令を受けて外軸選択信号を出力するものである。この
時１発熱抵抗体を流れる電流の向きは問わない。このよ
うな、行、及び動軸選択回路１０３，１０４と行、及び
外軸駆動回路１０１　、　ｌ　０２とはシフトトランジ
スタやトランジスタア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。 尚、以−１−説明した発熱素子を利用したマトリンクス
駆動による表示方式に於ても、第２図（Ｂ）に醗て前述
したように第１４図（Ａ）に示した透過型の表示素子Ｄ
Ｅにも圧力吸収膜９を用いるごともできるし、第１４図
（Ｂ）に示した構成の表示素子ＤＥにも、必要に応じて
液Ｒ２と反射Ｉｔ！　８もしくは液層２と発熱素子（た
とえば、その内の発熱抵抗＆Ｉａ４１）との間に耐蝕性
の酸化硅素膜や窒化シリコン膜を介在させることにより
液層２とそれらとの反応腐食を適宜防止することもでき
る。 また、第１１図に示したカラーモザイクフィルタの赤色
フィルタ部（Ｒ）や緑色フィルタ部（Ｇ）や青色フィル
タ部ＣＢ）ｉ、適宜、発熱要素としての発熱素子の発熱
部（たとえば第１４図に示した表示素子ＤＥに於ては１
発熱抵抗線４１と４２の交叉点部、また、第１７図に示
した発熱素子においては、発熱抵抗体４５の部分）七に
夫々あわせて配列して設けることによって、第１１図々
示例と同様な構成を採用することにより、第１４図、第
１７図に示した発熱素子を夫々用いた表示素子で、第１
１図と同様な原理でカラー表示を行うことができること
は勿論である。 しかしながら、このような発熱素子を利用した表示素子
を用いた表示装置としてのライトバルブ式投写装置に於
ては、第７図や第８図に示したような輻射線入力手段に
係る部分、即ち、不図示のレーザー光源及び光変調器、
回転多面鏡、ガルバノミラ−、レンズ等、は勿論不要で
ある。勿論、このようなマトリックス駆動型の表示素イ
が第３図〜第６図にホしたライトバルブ式投写装置にも
適用できることは１−；うまでもない。 第１９図は発熱要素としての発熱素子等の他の変形実施
例の概略部分図である。第１４図の発熱ＪＧ　（の５１
熱ｆｚｈの配列は面状の点行列（ドツト・マトリンクス
）状であるのに対し、本図の発熱素子５１の発熱部は点
線形（ドツト・ライン）状に配列されたものである。４
９は、発熱抵抗体で、絶縁層５１ｂと交互にラインａ−
ａ’方向に配列されている。この発熱抵抗体４９の両側
に夫々電極５０ａ、５０ｂが設けられているにの電極５
０ａ側は共通に接続されて接地されている。もう一方の
電極５０ｂ側は、スイッチング回路５１ａの電ｆ−スイ
ンチに夫々接続されている。この電子スイフチのもラ一
端は共通に不図示の直流電源に接続されている。このス
イッチング回路５１ａの夫ｈ　１７）電ｆ−スイッチは
画像信号に応じて開閉されるものとする。 第２０図は第１９図に示した発熱素子を利用してカラー
画像をスクリーンに投写する表示装置の概要構成図であ
る。 ５７ｒ、５７ｇ、５７ｂは大々赤色光、緑色光、青色光
を出力する赤色光源、緑色光源、古色光源で、この順に
時系列的に交互に光を出ず。 ５６ａ、５６ｂはハーフミラ−で、夫々緑色光＆１５７
ｇ、青色光源５７ｂからの光を反射させて赤色光源５７
ｒの光の方向と同方向に向けるためのものである。５５
はシリンドリカルレンズ５４に４から構成される線像光
学系で、第１９図に示した発熱素子５１を発熱要素とし
て組み込んだ反射型の表示素子ＤＥの発熱部−にのライ
ンａ　−ａ　’　、１−にライン状に赤色光源５７ｒ、
緑色光源５７　ｇ　、　ｔＷ色光源５７ｂのいずれかの
光を結像するためのものである。表示素子ＤＥ上に結像
されたライン状の光像は、もし表示素子ＤＥの液層に液
層加熱部が形成されていなければ表示素子ＤＥによって
反射されて、全て線像形成光学系５５により表４（素子
ＤＥを介して遮光フィルタ７ＣＪ―に集光される。５２
は１７ンズ、５３は光偏向器の１例とじてのカルハノこ
ラ−，５８はレンズで、これらによって大小素ｒ１１）
　Ｈの液層加熱部から散乱されてきた光はスクリーン１
２にに結像する。また、カル・パノミラ、−５３は大小
素子ＤＥから反射される線像に苅１４−１した像をスク
リーン１２の矢印方向に走査するｔ二めのものである。 今、カルハノミラ−５３がある位置に位置したとする。 赤色光源５７ｒからの赤色光は線像形成光’７′糸５５
により表示素−ｒ−ＤＥにライン状に結像される。これ
と同期して、表示素子ＤＥの発熱素（５１（７）発熱抵
抗体４９はビデオ信号に応して。 スインチング回路５１ａを介して通電されることにより
発熱し、表示素子ＤＥの液層に液層加熱部（不図示）が
形成される。この液層加熱部によって散乱された赤色光
は、レンズ５２、ガルバノミラ−５３，１７ンス５８を
介してスクリーン１２」−に点像として結像される。次
の緑色光源や青色光源についても赤色光源と同様な動作
によりビデオイ１１吟に応した点像からなる線像がスク
リーン１２１、の回−線１．に屯畳される。このように
してスクリー７１２１−．に次々とガルバノミラ−５３
の走査により線像が形成されればビデオ信号に応じたカ
ラー投写像がスクリーン１２Ｊ：に形成されることにな
る。 なお、第１４１Δから第２０口糸の実施例の中で、液層
の液体としてアルコール類等の導電性の良好なものを用
いる場合、第１６図で説明したように第１４図及び第１
７図、第１９図に示した発熱素子を表示素子に用いる場
合で反射膜を用いない場合は、液層と発熱素子の間に５
ｉ０２等の絶縁層の薄膜を介在させることはいうまでも
ない。また、反射膜として導体の反射膜を用いる場合は
、反射膜と発熱素子との間に５ｊＣ１７等の絶縁層の薄
１１？Ｊを介在させることはいうまでもない。 第２１図は、表示素子の液層を冷却するための表示装置
の液体循環システムのブロンク図である。表示素子ＤＥ
が長時間、連続駆動されるときは、素子ＤＥ内の液層２
は蓄熱により徐々に′１７ｊｌｕして、液体が薄層にな
っている液層２の中に不意−にハタし泡か発生すること
かある。この様に蓄熱量か増大すると・′イフの原因と
なり好ましくない。 そこて、本図小側ては、液層２に於ける蓄熱を防くノ、
ＩＩに７１り層２内の液体が表示素７−［ＩＥ、気化室
６３、諦化室６４の間を循環する様にした。 尚、気化室６３の役１目走このような余剰の熱を気化熱
と１２で奪い）くることと、不Ａ１１ｌのツム気泡の発
生によって生ずる圧力を吸収又は緩和する機能を発揮１
−ることである。又、気化室６３には、これを所ｉどノ
減圧状態に維持させるため減圧手段６２か伺加される。 侃化室６３がより低圧であれば、液体の蒸発速１５が増
すから、放熱速度が早まること等も減圧手段の効果であ
る。気化した蒸気は次に液化室６４で熱を系外に放出し
て液化ｙれ、循環路６５を経て、ｒｌＴび表示素子ＤＥ
内の液層２に注入される。 従って、試用０Ｌ段６２によって減圧状態を維持しなが
ら、液層２から循環路６５を経て気化室６３へ、更にこ
の気化室６３から液化室６４へ、次いで液化室６４から
ＩＩＴび液層２へと液体を循環させる上記液体循環シス
テムは第１に画像欠陥としての熱的ノイズの除去、そし
て、第２に圧力によるノ、イズの除去に効果を発揮する
ものである。 更に１表示素子ＤＥに放熱手段又はペル手工効果素子等
からなる冷却−１段６１を付設することにより、斜上の
効果を助長することができるので。 前述のスイ７リーン−１−に拡大された画面を投影する
ことができる。 ところで、本図に於いて説明した液体循環システムに就
いてはポンプ等の強制的な液体循環具を分布させること
を必須としない。つまり、液体の自然対流により液体循
環システムを構成することができる。 なお、液層２中に液層加熱部形成期間中に培体循環系の
液体を流動させる場合には、液層加熱部を乱さない程度
の流速にすべきことは勿論である。 又、減圧手段６２は、真空ポンプやＭ　磁ｊｔを用いて
構成できるし、液化室６４の外壁には放熱を促進する目
的でファンを設けてもよい。 又、熱パルスが液体に印加されてから液層２に・ｆり図
示の液層加熱部が形成されるまでの時間を立１、り時間
ど呼７もことにすると、ｆＬ　’−１−り時間は１ＯＩ
ＬＳｅＣ，ｌＴ＋′度である。逆に、この液層加熱部が
消滅ないしｔ」消去される時間を立下り時間と呼ぶこと
にすると、立トリ時間は速いもので３０メＬｓｅｃ、で
ある。この様な、立上り蒔間、立丁り時間は液層２に於
ける液温やパルス印加時間、印加′尼圧、放熱条件笠に
左右５れるものであり、液体の比熱や熱伝導率の影響も
受けやすく−・概に論することはで、きない。１．かじ
ながら、残像効果等の見地から、ｔトリ時間に関しては
それほどの高速性は要求されない。所望の立下り時間は
液体の組成を調整することにより設定することができる
。 液層２を構成する液体としては比熱が小さいもの稈、低
消費電力で液層加熱部が形成され易いので有利である。 例えばメチルアルコール（沸点６５°Ｃ１比熱０．５９
９　　ｃａｌ／ｇｏ　ｄｅｇ　ａｔ　　２０’Ｏ）　、
エチルアルコール（同７８℃、同０．５８　ｃａｌ／ｇ
ｏ　ｄｅｇ　ａｔ２５℃）、ｎ−プロピルアルコール（
同９７℃、同０．５８８　　ｃａｌ／ｇ１１ｄｅｇ　ａ
ｔ　　２５°Ｃ）、イソプロピルアルコール（同８２℃
、同０．５６９　　ｃａｌ／ｇ１１ｄｅｇ　ａｔ２０℃
）、ｎ−ブチルアルコール（同１１８°Ｃ１同０．５６
３　　ｃａｌ／ｇ拳ｄｅｇａｔ　　２５℃）、ヘキサン
・（Ｍ１２６　　℃　、　　同０，５０５　　　ｃａｌ
／ｇ　争　ｄｅｇａｔ　　　２５　°Ｃ）　、ベンゼ〉
′（同８０℃、同０．２５　ｃａｌ／ｇｅ　ｄｅｇ　ａ
ｔ２５℃）、トルエン（同１１０’Ｃ！、同０　、２６
９ｃａｌ／ｇｓｄｅｇ　４ｔ　　２５°Ｃ）、キシレン
（同１４４、同０．３８７　　ｃａｌ／ｇＩＩｄｅｇａ
ｔ　　３０℃）、四ｊス１化炭素（同７７°Ｃ１同０．
２０７　　ｃａｌ／ｇ　争ｄｅｇ　ａｔ、　　２０°Ｃ
）、エチレングリコール（同１９８℃、回０゜５６１８
ｃａｌ／ｇｏ　ｄｅｇ’）　、グリセリン（同２９０°
Ｃ１同０．５Ｈｃａｌ／ｇ−ｄｅｇ　）等の液体（単独
、複合を問わない）から液層２か構成された場合は水（
沸点１００°Ｃ１比熱１　　ｃａｌ／ｇ　ｅ　　ｄｅｇ
）単独で構成される液層２の場合に比べて表示コントラ
ストがはるかに良い結果が得られる。したがって、好適
な比熱条件は、温度２０−２５℃で０．７　　ｃａｌ、
／ｇｏ　　ｄｅｇ以Ｆである。同　液体に於いては液層
加熱部の温度を周囲に比べて高温にする程表示コントラ
ストは高くなる。 しかしながら、メチルアルコール、エチルアルコール、
四塩化炭素等の低掴１点溶媒では高温にすれは蒸気泡が
生ずるので温度をあまり高くすることはで冴ない。それ
が表示コンＩ・ラストを上げることができない理由とな
っている。それに夕Ｊして、エチレングリコール、グリ
セリン等の高沸点の液体では加熱して温度を上げていっ
ても蒸気泡が生じないので、加熱した液体の温度勾配を
大きくとることができ表示コントラストを高くすること
が可能である。実験では沸点が８０°Ｃ以上の液体なら
良好な表示コントラストが得られた。例えばインプロピ
ルアルコールは好適な例の１つである。 本発明はこの他にも表示素子に用いている液層の前述の
種類の液体に染料を溶解させて、色々な色を呈色する液
層を用いて色表示することもできる。たとえばマゼンタ
を呈色する液体に用いる染料としてはＣ，Ｉ　　グ・イ
レグトーレンド３、回１６、回２０、回４４、同５゛４
．同５５．同７５、同７７、同８１、同８３、同ｉｏｔ
、同１１０．１司１５２、Ｃ，１，アシントレンドｌ、
同３、同５．同８、同１２、同１７、同１９、同２２、
同３１、同３２、同３７、同４１、同４７、回５６、回
６０、同７１、同１１２、回１１５、回１５４、同１５
５、回１６０、同１７１、回１８７、Ｃ，Ｉ　　アンア
ンレンドハイオレット５、同７１回ｌ】、Ｃ，１，グイ
レクトハイオレント６．同７．同１６等がある。イエロ
ーを呈色する液体を用いる染料どしてはＣ０■、グイレ
フトイエロー１８、同２２、回２１゜Ｃ，Ｉ　　アシン
）・イエローｌ、同１３、回１８、同１０６　　回１８
６等かある。ンアンを呈色する静体に用いる染料として
は、Ｃ，Ｉ　　ダイレクトブルー１．同３７、同８３、
回１２７、回１４９、回２１５．同２３１．Ｃ，Ｉ　、
アシッドブルー１５等が挙げられる。 しかし、たとえ液層を構成している液体に前述のような
染料を適当に選んで液層を呈色したとしても、第１図に
おいて前述したような表示素子の作像原理には変わりな
い。従って、液層を呈色させた時には単　のカラー画像
の表示か得られることになる。 また、液層加熱部か液層に形成された時（表示７↓；ｆ
に観察眼を近ずけて見れば、両者の部分を通過してくる
光が観察眼に人身４するので同時に見える。）、液層非
加熱部の方が液層加熱部より強く呈色しているので、そ
の呈色の度合いによっても画像表ノＪ＼することができ
る。 従って、このような染料を液層に用いた表示素子は前述
したようなライトバルブ式投写装置を利用してスクリー
ン」−に表示素子の画像を投写しても良いが、結像光学
系を用いてそのままスクリーンＬに結像投影しても画像
表示できるものである。 以トに詳説した通り、本発明に於ては、主要な効果とし
て、 （１）、微小な液層加熱部の１個を表示画素単位として
高密度に配列することが可能であるから、高解像度の画
像表示ができる。 （２）１表示画票としての液層加熱部の液層中での存続
時間を調節することによって、静止画、又は、スローモ
ーションを含む動画の表示が容易にできる。 （３）１表示素子に於て、液体の循環システムを採用す
ることによって、ノイズのない良１面質の画面を提示す
ることができる。 （４）、多色表示、並びに、フルカラー表示を容易に実
施することができる。 （５）、素子の構造が比較的、２簡略であるから、その
生産性に優れているし、素子の耐久性が高く信頼性に優
れている。 （６）、広範囲な駆動方式に適応できる。 （７）、Ｍ気泡を形成して表示するのではなく液層を沸
点以下の温度に加熱して表示するので、表示素ｆ−に用
いる電力が少なくて済み、それだけ電源部、即ち表示素
子や表示装置な小４り化できる。 （８）、蒸気泡で光変調や表示を行う素子では、蒸気泡
消滅時のキャビテーションにより表示素子を破損する恐
れがあるが、本願発明では、ただ中に液層を沸騰しない
程度に加熱する程度なので素ｆ−の耐久性が非常に高い
。 （９）　、　、７１：気泡で大小する場合、液層の液体
を排除するので１１４力増大を招き、そのために特別な
液籾出湯所を設ける必要があるが、本発明の場合は圧力
増大に関するのは液層の液体の熱膨づｋのみであるから
、はとんど圧力増大を招かないので、圧力対策を必要と
しないか、もし対策を設けるとしても、圧力吸収膜程度
で、表示素子自体を小型化でき、しかもくり返し使用に
対しても圧力の影響が少なく耐久性がある。 （ｌＯ）液層の液体の加熱程度に表示のコントラストが
依存するので、表示もアナログ的に中間調を出し易い等
が挙げられる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明に係る透過型の表示素子の作像原
理を説明するだめの略画断面図、第１図（Ｂ）は、本発
明に係る、反射型の表示素子の作像原理を説明するため
の略画断面図、第２図は本発明に係る具体的な表示素子
の略画断面図、第３図乃至第８図は、本発明の応用例と
しての表示装置の概要構成図、第９図は本発明の応用例
としての表示装置のブロック図、第１０図は輻射線によ
る作像信号の入力システムの一例の外観斜視図、第１１
図は本発明に係るカラー表示の構成例を説明するための
略画断面図、第１２図は本発明の−・応用例としてのカ
ラー表示装置の概要構成図、第１３−図はカラー照明光
学系の概要構成図、第１４図は本発明に係るマトリック
ス駆動型の表示素子の構成例を説明するための略画断面
図、第１５図は本発明に係る作像方式の一例の模式的説
明図、第１６図及び第１７図は発熱素子の各構成例を説
明するための外観部分斜視図、第１８図は本発明に係る
マトリックス駆動表示装置のブロック図、第１９図は、
ドツト・ライン状発熱素子等の概略部分図、第２０図は
、本発明の一応用例としての表示装置の概要構成図、第
２１図は本発明の表示素子に用いる液体循環システムの
ブロック図である。 １：ｙｌ、２Ａ霊人　　　　　　２：液層３：透明保護
板　　　　−４：照明光 ５：基４Ｊｙ６　：輻射線吸収層 ６ａ：輻射線　　　　　　　７：格子 ７ａ：第１格ｆ−７ｂ：第２格子 ７ｃ、？ｄ：ｉ！！：光フィルタ　　　８：反射膜９：
圧力吸収＋１！Ｊ　　　　　　１０：発熱体層１１：シ
ュリーレ〉ルンズ　１１′：結像レンズ１１ａ：レンズ
　　　　　　　　１１ｂ：集光レンズ１２ニスクリーン
　　　　　１３：液層加熱部１４、大射光　　　　　　
　１４′：光源】５：コールドフィルタ　　１６：垂直
スキャナー１７：水平スキャナー　　　１８＝ミラー１
９：ミラー　　　　　　　２０：光変調器２１：レーザ
光源　　　　　２２：映像増幅回路２３：眞直駆動回路
、水平駆動回路 ２４、映像制御回路　　　　２５：映像発生回路２６：
光学系　　　　　　　２７：レーザ発振器２８：レーザ
ビーム ２０：薄膜導波路型偏向器 ３０：ガルバノミラ− ３１：カラーモザイクフィルター ３２：赤チヤンネル投射装置 ３３：緑チヤンネル投射装置 ３４：青チヤンネル投射装置 ４０：絶縁層　　　　　　　４１．４２：発熱抵抗線４
５：発熱抵抗層 ４８ａ、４６ｂ、４６ｃ、・・・・二列導線４７ａ、４
？ｂ、４？ｃ、・・・・：行導線４８：交叉部　　　　
　　　４８：発熱体５０ａ、５０ｂ、：電極　　　５１
：線形発熱素子５３：ガルバノミラ− ５４ニジリントリカルレンズ ５５：線像形成光学系　　　５７ｒ：赤色光源５７ｇ：
緑色光源　　　　　５７ｂ＝青色光源６に冷却手段　　
　　　　６２：減圧手段６３：気化室　　　　　　　６
４：液化室６５：循環路　　　　　　　１０１＝行軸駆
動回路１０２：外軸駆動回路　　　　１０３：４ｉ輛選
択回路１０４列軸選択回路　　　　１０５画像制御回路
ＤＥ１表小７（８ｒ （Ａ）　　　　　　　　　　　　　　　（Ｆ３）第１図 （Ａ）（３）〜茄 第　　２　　図 第　　４　　Ｋ 第５図 ２７″ り−ｒｌ；　　ｉｏ　　　閉 スフ ２３５− 第１コ凶 第１９図 ６５ 第　　２１　　　　図 第１頁の続き ０発　明　者　臼井正幸 東京都太田区下丸子３丁目３０番 ２号キャノン株式会社内 ０発　明　者　染谷厚 東京都太田区下丸子３丁目３０番 ２号キャノン株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 可視光に対して透光性を示す液体より成る液層と、該液
   層の物性を変化させ且つ該液層に沸騰が生しない程度に
   該液層を加熱するための発熱要素と、該液層の液体を直
   接もしくは間接的に冷却するための冷却手段とを備えた
   ことを特徴とする表示素子。