JPS5972427A - 表示装置 - Google Patents

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JPS5972427A
JPS5972427A JP57182882A JP18288282A JPS5972427A JP S5972427 A JPS5972427 A JP S5972427A JP 57182882 A JP57182882 A JP 57182882A JP 18288282 A JP18288282 A JP 18288282A JP S5972427 A JPS5972427 A JP S5972427A
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liquid layer
light
display element
heating
liquid
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JP57182882A
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English (en)
Inventor
Yukio Nishimura
征生 西村
Yuko Mochizuki
望月 祐子
Kazuo Minoura
一雄 箕浦
Takeshi Baba
健 馬場
Kazuhiko Matsuoka
和彦 松岡
Masayuki Usui
臼井 正幸
Atsushi Someya
染谷 厚
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0147Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on thermo-optic effects

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

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、各種の専務用機器や計測用機器に於ける端末表示
器、或l±、テレビやビデオカメラ用モニターに於ける
表示器として、陰極線7i(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し′・ルに達していないと言う不満
が残されている6又、CRTに代わるものとして、液晶
によりトットマトリンクス表示する所謂、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、耐久慴、信頼性に優れ
且つ高密度画素をもつ新規な表示素r及びこれを利用I
7た表不装置を提供することを目的とする。
以L・“、本発明の表示に係る実施例を図面に従っ−c
r:Y細に説、明する。第1図は本発明に係る表示素r
のイ′1像原理を示すだめの略画断面図にして、第1図
(A)は透過型の表示素イ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。1は発熱質素
で、可視光にたいして透光性を小才液体より成る液層2
の物性を変化させ且つ液層2に沸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、
後述するようにドントマトリックス状(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1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
各種有機溶剤が中糠又は混合して用いられるやこれに用
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、シクロペンタン、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、
エチし一ングリコール七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/、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;キ酸エチル、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
グリコールレモンエチル上−チルアセデーI・等のエス
テル系溶剤;例んは、・ンアセトンアルニ】−ル′阜の
アルコール剤;例えは、ジノチルホルムアミド、ジメチ
ルアセトアミド ポリエチレングリコール、ポリプロピレンゲ1)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:例えは、グ
リセリン等の多価γノ]・コール;イーj油戻化水素溶
剤等が挙げられる。液層2の厚さどしては、1μ〜1m
111の範囲内が望ましり\。
3は透明保護板で、できる限り耐圧性がある透光セ1 
(無色乃至淡色)のカラスやプラスチ・ンクカく用いら
れる。尚、この保に((板は表示素子DEを氷モ配置す
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と回し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ツクが用いられ、第1図(B)に示
されている反射型の表示素子DEの場合、耐圧性を有す
る部朋が用いられる。この基板5上に発熱要素lが設け
られているが,発熱要素1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
6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にモ行光で入射
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J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1a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、発熱要素lによる加熱前のその物性より
変化17−(いる((+、!L  液層2を発熱要素1
で予熱する場合、そのY・熱されている液層の状態から
液す1′す加熱部13を形成するために、更に、液層2
を加熱するので、液層2の予熱状態の物性より、更に形
成された液層加熱部13の物性は変化している。)。
この液層2の物性変化とは、特に光学的物性の変化を憇
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から温度(t+ΔB°cに」−昇したとする。
この場合、温If t″Cの時の透光性液体の屈折率を
Nとし、温度(t+ΔB’cの時のこの屈折率をN+Δ
Nと4 すると、屈折率勾配は△N/Δtz−to(t/°C)
である。屈折率の変化率、即ち温度に対する屈折−t/
: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人
であり、従って、この加熱された微少領域の液層加熱部
13はパワーを持ち、屈折率勾配の大の領域において光
は)、+’、折、散乱、回折“9する。尚△N/Δを値
は負値のみでない。
発熱要素1の加熱部1aが発熱して液層2の透光性液体
に沸騰が生ぜず旧、つその物性が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)M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
は加熱部等がらの熱イバ導によって、加温され、光学的
物性は変化するであろうか、加熱部の変化からみると、
和文J的に無視できるであろう。表itj’−DEの液
層2の液層加熱部13以外に入射した照明光4は液層2
内で直進し表示素子DEから・+を行光どして射出する
。勿論、この時の照明光4の進路は透過型の表示素子D
Eの場合、表yN # (−D Eの背面かう入用した
後、表示素−1’DEの前面に射出する。
1甲も照明光4(1基板5→発熱要素l→液層2(低l
晶1(1域)→透明保j1((板3を経て射出する。ま
た。
jv川用の表示素f D Eの場合、照明光4の進路は
大小JCf D Eの+iij面から入射してその前面
から射出する。即ち、!)(+明光4は透明保護板3→
液層2(低1品領域)→発熱要素】の表面で反!4(発
熱要素1か、I1反射性の場合光反射性の不図示の反射
膜で反!:14)−1液層2(低温領域)→透明保護板
3を紅で表示素/−D Eから射出する。−・方、液層
2の高温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13を通過する以外は
、1111述の液層加熱部13を通過しない照明光4の
表示素イDEでの経路とまったく回じである。1.かじ
、この液層加熱部13を通過する照明光4は、この部分
に熱的に生じた屈折率勾配(グラ天イエントインデンク
ス)によって屈折、11シ乱、回折等して液層2内を直
進ぜず屈折して光路変化する。このため、液層加熱部1
3を通過するjj+4明光4と、そこを通過しない照明
光4とは、表示素子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1
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−f−D Eがら射出する照
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2℃と回し方向となる。1々   。
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−・定のp61JI条件(例えば、平行光
による照明)のドでは直視表示も口I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13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ずき
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せの場合、液層2の液層加熱部1
3の結像光学系による結像位置と液層2の液層加熱部1
3でない発熱要素lによっで加熱されていない(発熱要
素■によって液層2かt熱されている場合も含む)液層
2の低温領域の部分(以ド、lイ′9層非加熱部という
)の結像光学系による結像″位置が異なるためにデフォ
ーカスすることに4、り表示点の識別がより明確に行な
われど〕。従って、デフォーカスすることにより明点を
((〆f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f−DEの表、
1、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旧設すれば表示効果はi肯V+す
r白に向トする。なお、第1図において、発熱要素lは
液層2と直接、接して液層2を加熱しているか、液層2
の近辺に発熱要素lを配置し熱伝導加熱により液層2を
加熱してもよU゛。たとえば、第1図CB)において、
発熱要素1が光な反射しない場合、液層2と発熱要素1
との間に光反94に1の金属11Q、誘電ミラー等を介
在させる9なお、本実施例では、説明をわかり易くする
ために表示素1’−D Eに入射する光束を平行光とし
たが、特に1部行光にかぎるものではなく、本質的には
表示素子DEに入射する光が発熱要素1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211(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
おくだめの発熱体層である。これら反射膜8、圧力吸収
H’J、 9、発熱体層lOは必ずしも表示素rDEに
心安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
箸しく大きくならない表4’<素f−1) TΣの時に
は、圧力吸収膜9は用いられないし幅04線吸収層6が
光反射性を有する時には反則+1x 8は用いられない
し、液層2の液体のH+点か低く輻射線6aの幅用線吸
収層6への照射のみによる幅用線吸収層6の発熱のみで
充分J心答性良< 1tli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、li熱体層10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、これら圧力吸収膜9つ発熱体層10は心
安に14′、、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1f!i! 
(多層膜を含む)して得1しれる。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、不図示のカ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伺加するのが一般的であ
る。液層2を構成[7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r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・lは、液層加執部13を通過する詩
、第1図に於てit1述したメカニスノ・番、=よりそ
の光路を・変化させられる。この−Y−/、’、 ’J
−化をうげた照明′Xf4の少なくとも1部は表21、
:1. rD E ヲQ4出l、 タII!?、格r−
7ノZ 1.J ヲX+ 過する。−万、液層加熱部1
3を通らない照明光4は仝1格f ’7によ一〕で遮光
されるので、この格子7を介I7て表小素1’−1) 
Eを兄た場合、液層加熱部J3か形成された液層2の部
分を通過する照明光4とI(9層2の液層非加熱部を通
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り1光4が、格子7の
開IIを通過するようにすれば、1夜層加熱部13が形
成された時に、この部分を通過する照明光711よ格子
7によって遮光されるので、照明光11が通過しない格
/−7の開口もあり、riij述の実施例の)、φの形
!専の表示素子も可能となる。
格−f7がない場合でも、液層加熱部13を通過する照
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11−の方向とは表示素子DEを射出1、できた場合
、ノ1−いに異なっているので、どちらか一方の光束か
くる方向にむかって見た閉合、光学的に!IQ明光4は
識別される。
尚1表示素子DEに対して輻射線6aを!!<4用する
場合、所定の画像に対応する様にパターン状に1ji(
、j:ll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ヒーム紮ドツト状に
一括して照射することもできるが、1ヒーム又は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。
又輻射線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子DEの場合1図示例のみに限定
されない。つまり、透明保護板3及び1夜層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!
16則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態へ、
あるいはその逆に変化するが、いったん変化した状態は
記憶され中に温度が元へ戻っただけで1jもとの状v馬
ヘノノ:らない(分子の配列か閉じこめlろれるから)
。(11シ、液晶も本発明のj;(理、111jち光学
物(’lか熱的i4逆に1を41する範囲で用いられる
11111す、不発明の技#kr的範囲である。そのよ
うな液晶の使j1目よ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Q1線加熱によって表71\画素を形
成する方法に就いて説明したが、本発明では第2図Gつ
輻射線吸収層6を後述のように不図示の金属′りから成
るftζ熱層に代え、これに不図示の発熱素rを1斤1
妾、t’; シ<は接触させて液体を伝導加熱する杯に
(シ゛形することも可能である。
不発明では、表示画素の識別効果を更に高める為に、幅
I4線吸収層6と液層2の間に前述したように11f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、それ白羽が溶融することの
ない高融点の金属材料又は金属化合物材才1によって形
成する必要がある。
末完11 )こ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層2が加
熱される8黄があるが、その加熱が透明保jk板3に接
する液層2の1合面及びその近傍にまで及ぶことは要件
ではない。しかし2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Iffか
周辺領域の液層2の温1工(より高い程、表示素子DE
の表示のコントラスト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
るための熱間を異ならしめることにより中間調を表示す
ることが1TT能になる。
尚、輻射線吸収層6にに輻射線6aを照射する照射スポ
フト径は小さい程表示のコントラスト良く好適な輻射線
6aのスポット径(直iγ)は0 5ν,〜100用位
が適slzである。
しかしながら幅2IIlffl長さ10mmの矩形状の
光束の輻射線6aで輻射線吸収層6を照射しても表小1
象I」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】3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−・様Cないl二めにlt’y
層加熱部13に於ける光の光路の方向と77)層非加熱
部に於ける光の光路の方向に差異か生ずれば識別効果は
生ずるであろう。したかっ−(、本発明(こ於いては液
層加熱部13を微小rl&四に限定するものではない。
本発明に於いては、液層2を構成する液体の沸点以1に
は加熱しないので、法気泡も生ぜず、急激な圧力の増大
も起こらない。
しl−かって表示素f−DEの前述の圧力による破損は
あまり問題とならない。しかしながら、僅かで1」ある
か、液層2の加熱によっても表示素子ICEの1力はl
: Jj)するし、ある種の不Of抗力的な事故jこ遭
遇した場籍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
本図ノI<の空気室又はアキュJ、レータ−に接続して
、液層2に於ける圧力の増大を緩和することか望ましい
。又、別の方法として、第2図(B)に小した様に表示
素−fDE内に圧力吸収膜9を液層2ど透明保護板3と
の間に、介在させることによって、液層2に生I7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(II川すれば、より一層
、効果的である。この圧力吸収)1り9は透光+!1の
りI外材又は高粘弾性材料から成り、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内に當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手段が心霊であ
るが、前述した不図示の空気室又はアキュj・レータ−
に気泡除去の機能をもたせることもできよう。
その他の手段として、不図示のポンプ又は社Q4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U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、反射膜8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、又反射膜8を
用いる場合は、輻射線吸収層6と反則11%l aとの
間にジュール熱によって発熱り−る発熱体層10を設け
、所足の液層2をf−熟−することか望ましい。尚、こ
の時、輻射線吸B層(j或は反射Ill! 8.が導体
である場合には、これ′へど発熱体層10どの間に不図
示の絶縁層を設けZ)ことか望ましい。
このような発熱体層10と1.ては、はぼ、福用謀ヒー
ムの−又は複数の走査線に対応する線状発熱体に゛〕格
r伏)i、熱体(何れも不図示)等が好適である。発熱
体層lOが線状発熱体の場合、この幅方向りこ於いて発
熱部は微小であるから良好な表示’A’i果が11tら
れるものと思われる。このとき幅用線6aの輻射線吸収
層6への照射と発熱体層lOによるi夜層2の加熱とを
同期させるのか好適である。この様な発熱体層lOの素
材としては、硼化ハノニウトや窒化タンタル等に代表さ
れる金属化合物、ニクロト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1μ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 I) 
Hの寿命を低ドさせることになるので、避けるへきであ
る。つまり、液層2に腐蝕性の構成要素が接17ている
構成では、化学腐蝕、熱酸化等が生じて表示素子DE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
の界面に、1耐蝕性の保護11ジ(不図示)を形成する
ことが望ましい、そして、この保護11りの素材として
は、醇化硅素、酸化チタン等の誘電体や1ll)18性
プラスチツク等を挙トfることができる。
本発明では、勿論、この保護+11A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、−般(こ基板としての幅用線透過性支持板上に成
I模されるのが許通であるから、輻射線吸収層6を加熱
した時、これは外部空気によって醇化される心配はない
。輻射線吸収層6の幅用線吸収率が完全でない場合には
、これに幅用線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
バルブ式没写装Wノについて説明する。ライ1バルブ(
光弁)は光を制御あるいは調節するものの頓、であり、
従って、独へLした光源からの光を楢当な媒体(本実施
例の場合、表示素イの液層)で制9111.−Cスクリ
ーン1−1に投写表示する方式のディスプレ・fはすべ
てこれに含まれることになる。この方式は、ブラウン管
のような自発光η!デC/−プレイ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Jざをいくらでも増加できるので、特に光峡を
必要とする大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
呼ばれているもので、大カイ8号に応して制’+11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ψj暗像に変換し、スクリーンに投写する方式
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星
構成図である。第1格子7aの各スリブ1−ノ像はンユ
リーレ/レンス】■#こよって第2格f−7bの各パー
の1−4に遮光されるようtこ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:?I2格/−
7bとの間におかれた透過型の表示素f−D Eの媒体
としての1&、層か加熱されておらず、その物性(例え
ば、hti折*)が一様に1L滑であれば、pf、1格
−/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】2に到達しない。しかし、表示素
子DEの液層の−・部が発8要素により加熱之れで高温
になり液層加熱部13が形成されると、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
た人94光14は第2格子7bで遮られることなく第2
+6f−7bの間隙(開1−I)を禮ってスクリーン1
2−にに到達する。従って1表示未了DEの液層加熱l
s 13を/II+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に結像するように結像レンズ11
′を配置すれば7表示″XFDEの液層の温度変化量に
対応した明暗像がスクリーン121−に得られる6なお
、これに用いられる第1及び第2格/7a及υ7bの開
し1は線状1点状の如何を問わ4゛い。
;B 4図及び第5図は、第3図の表示装置の変形実施
例の粗間構成図である。第4図に於いて、34′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l J、 aを通過後、’l
”i−i光束となる。この・17行光束は透過型の表示
素r−DEの背面から入射光14と11.て入用する。
7Cは遮光フィルタで、集光レン:T:’ 1 l b
の集光点に配置されているから、もし表、+l豊・;f
I)Hの液層の物性(例えば屈折率)が−・様ならば、
入用光14は表示素子DEをそのまま通過し集光レンズ
flbを介して遮光フィルタ7C)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l 2−1=に入射光] /Lは全く到達しない。し
かし、表示素子DEの液層の一部が加熱されて高温にな
り液層加熱部13が形成されると、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12十に到達する。
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1
2j−に結像するように集光1/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7た明暗
像がスクリーン12−F−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概略構成図である。14′はレ
ンズllaの焦点位置に配置された光a、llbは集光
レンズで、レンズlla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Ilbと遮光フィルタ7
d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4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flbにより集光点に集
光され、このイ1、光点を通過してスクリーン12、−
1−に到達する。
しかし、表示素rI) T−1に液層加熱部13が形成
されると1、−こをイlる光は、光路変化して散乱光と
なり、遮光フィルタ7dによって遮光されるので7スク
リーン121に光が到達しない点が出て明暗像が形成さ
れるや 第6図ill、第4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
光重は、レンズLLaにより平行光どされ、ハーフミラ
−15′を介して反射型の表示;l(f D E +こ
入射光14として入射する。もし、表示素rDEの液層
の物性(例えば屈折率)が様であれば、表示素子DEへ
の入射光14は表示素(DEによって反射され、この反
射された光は入射光14ど回じ〈平行光で集光レンズl
lb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(]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1
7た光は遮光フィルタ7Cによって遮光されスクリーン
12トに到達しない。
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flbを介
してスクリーン121:に到達する。この集光レンズl
lb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ト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121−に得られる。
また、このスクリーン1−の反転像をうるために1−1
:、遮光フィルタ7Cに代わって−・点鎖線で示した集
光点のみを通過する光を通す同しく−・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かもの散乱光の大部
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−Llこ到達するので
、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′弓入力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はンコリーレルノス、7bは第
2 格r、11′は結像レンズ、12はスクリーンで、
これらの構成1J第3図の表示装置の構成に類似してい
る。茶園小の■/−リ゛光t;(及び光変調器を通して
変調された輻射線(−1に、赤外線)6aの信号光は水
平−スキャーJ−−1’、’どしての回転多面鏡によっ
て水・V走貞され、レンズ11 eを介し、垂直スキャ
ナー16としての回転多面鏡、又は刀ル/へ7ミラーに
よ−)で+1111′1走査され、コールドフィルタJ
5によって反射されて第2図(A)に示した透過型の表
、i\素/−DEでの輻射線吸収層6に結像し、液層2
をトント7トリンクス状に加熱して液層加熱部13の2
次元像を形成する。一方、第1格子7aを通過した入射
光14はコールドフィルタ15を通過するので、第3図
に於いて前述せるメカニズノ・によりスクリーン12−
1−に、表示素子DEの液層加熱部13に幻1.l−1
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は可視光に
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、  ’IL導体レーザアレイ又は発光タイオート
アレイ(ライン伏に並−2られたもの)を用いれば、水
・11スキヤナー17は省略される。又コールドフィル
タ15とプjルパ/ミラーとをJ(川しても良い。
尚、第2図(A)に示1.た透過型の表示′ArDEを
第4図乃至t55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x+7スキヤナー17、レンズ11e、r
兵直スキヤナー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fDEとレンズllaの間に、又第5図
においては4表、伝票7’−DEと集光レンズllbと
の間に介イ1さゼればよい。
第8Mは表示装置としての反射型ライトバルブ式投写装
置ttの概略構成図である。光源14′からの光中は、
1/−ス1. l aを介して゛11行光とされ、更に
この・口1光は、ミラー18により直角に屈曲C下れ集
光レンズ1. l bに入射する。この集光レンズ11
1〕により集光された照明用の入射光14はミラー 1
9の中心に設けられた中心開口を通過しCI’)ひl/
ンズ11. cにより−Pイ[光とされ、第2図(■3
)によヌいてノJ\した反則型の表示素子DE(ここで
は、発熱体層10を除く)に入用する。この人用尤14
は表示素−rDEの反射膜8によって反I′14される
か、表示点(油層加熱部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lieを介してミラー19の
中心間[Jを通して外へ出−Cゆく。−力、表示素子D
Eの表示点で反射された光はミラー19の中心間11か
も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 l’によってスクリーン12.J
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(1玉に赤外線)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を介して垂面スキャナー16としてのカル
ハノニ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121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パルプ
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映像増幅回路22及び水平、垂
直駆動回路23にかえるための制御回路、21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からの信号に従って変調する光変調器、光変調
器20により変調された光は、水・11スキヤナー16
もしくは屯的スキャナー17に入用する。また、水17
−スヤセナー16、+ii: l’、j ’;’!キャ
ナー17は水平及び垂面駆動回路23による人々映像信
壮に同期した駆動層−)をうけて動f1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回しなので説
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(211
回路24を介して映像増幅回路22で増幅される。増幅
された映像上−すの入力により一光変調器20は駆動し
、レーザ光源21より出用されるL−ザヒートを変調す
る。−・力、制御回路24より水平同期信号及び重直同
期信けが出力され、木・11.川向駆動回路23を介し
て夫々水4Lスキャナー■7及び垂直スキャナーJ6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一簡単のため省略す
る。なお、TV電波を受信する場合には映像発生回路2
5に代えて受信機を用いればよい。かかる表示素f−D
 Eに対して熱的信号を印加する他の手段として1例え
ば、第10図に示す光学系26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112
8は薄膜導波路型偏向器29を通過した後、刀ルパノミ
ラ−30で反射されながら、表示素イDE面を高速走査
される。前記レーザ発振器27に画像値す回路(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1本発明に係るカラー表示素rの実施例にし
て、説明の便宜上、」−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、本図の一ヒ半
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、カラーモデイクフィルタで、これの具体的構成及
び製造技術に就いては、既に、時分1¥452−130
94吋公報及び特公昭52−36019″f+公報に於
いて5Tしく説明されている通りであるから、これらを
、援用することとじ又、ここでは、詳細な説明を省略す
る。2 ff i+’t、層、3は透明保護板でカラー
モザイクフィルタ3Jを除き表示素子DEを構成する習
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。
図小例に於いて、カラーモザイクフィルタ31の赤色フ
ィルタ部(1()に接する液層2が輻射線〔jaを吸収
1.た輻射線吸収層6により熱伝導加熱S″′−れ、こ
の−1,に液層加熱部13が生ずるど、反射++社: 
8により反射されるか、もしくは輻射線吸収層f5を透
過してきた平行照明光4は液層加熱部13を通if!’
bすることにより、前述のようなメカニズJ・番こより
、破線で示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、表示素7’ D E外に射出し
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。(lj L 、本図の1
昌合、緑色フィルタ部(G)については、液層加熱部1
3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(B)を通過し
てきた光は、nが視覚される光(以下、青色光という)
のみであり、また緑色フィルタ部(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、表示素子DE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3.1の赤色フィル
タ部(R)、緑色フィルタ部(G)、青色フィルタ部(
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図に於いて説明したように、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17
てくる光のみを不図示の遮光格rの開11に通ずことに
より、更に明瞭な加色法番こよる擬似カラー表示をうろ
ことかできる。
;is l 2 IN 111回111ノ戊のカラーラ
イトバルブ式投写装置であって、rJ+1、iY、線圧
チャンネルの投写装置32.33.34を並列に並べて
同時にスクリーーー12に投′す°し、スクリーン12
1−で3原色のラスタをきちんと東ね合わせる方式であ
る。第13図に光r:)を示しであるように、白色光源
14″を2枚のグイクロイックミラー35とミラー3G
にJ’、’−)で丹原色に分解し、赤、青、緑、名々の
投”J択:?“;の照明用光源としている。したがって
、光源の光中利用率は1■I次式の場合のほぼ3倍にな
る。
第14図は、本発明に係る別の表示素r−の略画断面図
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・11に
1.7用いるII!j用いない場合もある)、2は液層
を示し、これ等は第1図にて説明したものと回し機能を
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、発熱部材どしての複数の発熱抵抗線41.4
2が、lIいに絶縁層を挾んで交叉する様にマi・リッ
クス状に2次元的に配置iQ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。fiS+tr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40は透明であり、たとえば発熱抵抗線41
.42はインジウム・ティン・オキサイドの透明薄11
りから構成されている。そして、これらの表示、もfD
Eに於ては、所定の発熱抵抗線41.42がバに選択さ
れ発熱したと5のみ、両者の交叉領域に於て1合層2中
に表示可能な高温領域の液層加熱部(小図示)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11ジ9
、反射膜8は必要に応じて用いられる。
次に、第15図を用いて斯かる表示素fをマトリンクス
駆動する例に就いて、更に詳しく説すJする。
1λに於て、DEは表示素子を示し、第14図で説明し
たどのと同様の詳細構成を持つものと考えれIf良い。
この表伝票fDEはX曳、 X m 。
X n 、 X o 、 X p (7) i+軸(7
) Q ?8抵抗線(コレラヲ行線と11T′ふ)とY
c、Yd、Yeの動軸の発熱抵抗線(これらを列線と1
1f、ぶ)等で構成されており列線Y (: 、 Y 
d 、 Y eの一方は共通j亘流′市源に接続されて
おり、他力は夫々エミッタ接地されたトランジスタ’I
’ r H〜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加すると、これ
笠の行線に対応する液層(不図丞)が順次、線状に加熱
yれるが、このとき、加熱の程度を液体の加熱表示の圃
6(i J:、J、 F’になるように段足しであるの
で、液層中に加熱表示用の高温領域の液層加熱部13は
発生しない、−力、加熱用電流値りの印加に回期させな
がら、エミンク設置された[ランジスタTrl〜Tr3
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
”r r 1〜Tr3をオンすることにより、これらl
・ランンスタTrl−Tr、、と大々接続している。ク
リ線Yc、Yd、Yetご夕j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Y
c、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゛准流パルスとビデオ信号とが回期
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
件設定しておけは、+8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」二の例において、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かで♂・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
加する様に変度しても、効果は全く同じである。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Cある。表1(<素fDEの
液層の厚さか−11−常に7゛鳴い場合、1記の如く、
ストライブ状に配列される発熱抵抗線な透明保護板側と
基板側の両方に設置することにより、以トの効果が発生
する。
・l 製fr l稈かfftl中になり、歩留りが向−
1ニする。
二・・ 11セ層を1・1→側から加温するので、熱効
率が良い。
笠であるつ ?fぢ世抗、線の放熱効果を高めるため放熱板を別i:
i、1没けることが望ま1.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V1\の
行線ど列線とは絶縁層40により隔てられており、絶縁
層40のtyさは数胛あるため、8伝4Iの時間的スレ
により両信号を同時に開力102.た場合には液層2に
回待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。
留って、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
信シ)パルスより〃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
れる心霊はない。むしろ、エネルギーの節約を図る1−
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AMなどの良導体で構成する力が好ま
しいと汀えるが、その分、製造工程か複雑になる欠点は
ある。
又、第15図々示例の如きマトリックス駆動を行なうの
に好適な表示素子を構成するた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。図示されていないが、この抵抗層45は、勿論、図
面下方にも延在している。又、46a、46b、46c
46dは何れも列導線であり、47a 、 47 b 
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、アルミニウム等の良導体によりf−
j)られる(なお1.−r及していないが、導線は5i
07等の絶縁膜(不図示)によって被覆されるのか一般
的である。)。図示発熱素イに於いて、例えば、列4線
の46bと行導線の47cかj列択されてこねパ9に」
(に゛市川が印加されたときにt4、両者の交叉部48
に対14−1する抵抗層45の部に通゛屯か為されて9
.熱する。
この様にして、行導線及び列導線σ)任意の(行・列)
(叉部を発熱させることができる。
従って、図示発熱素f−を第14図の発熱抵抗線41.
42及び絶縁層4oからなる発熱要素とし−(の発熟素
f−のかわりに組込んだ表示素子に於いては、第15図
々示例と同様なマトリックス駆動方式によって、]・ン
トマトリックス画像の表示が11丁能である。
ところで、第16図に示した発熱素子に於いて、発熱抵
抗層45を、列導線46と行導線47との交叉部にのみ
分割して設ける(その他の領域では4線回]と:を絶縁
する)ことも可能であり。
この様な構成(第17図)に於いては、信号に忠実な作
像にとって不都合なりコストークの発生を実質的に防1
1することができる。
第17図の例に於いては、行導線47a、47b・・(
以ド、行導線47という)と列導線46a、48b・・
(以下、タリ導ff146という)は5j07゜Si3
N、1等の絶縁11ジ(不図示)を介して配設されるか
、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、45 b、
−・・・(以下、5?3熱抵抗1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4oからなる発熱素子の代わりに組込ん
だ表示素子をマトリックス駆動する例について、更に訂
しく説明する。針軸逍択回路103は針軸駆動回路10
1a、101b・・・・(以下2行軸駆動回路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
夫々の釘軸駆動回路101の各出方端子は夫々の行導線
47と結合している。出力端子と行導線47の結合のl
、かたj」扛/、あるか、木明+(ill−;に於ては
)に末的な履+、[について1況明するため、出力端r
−は行4線47tJ)個ml゛I這↑あり、  つの出
力端r−は・の行導線と、結合12ているとする。
%/lIす11訳4J+:回路]、 04 、動軸駆動
回路102a。
102b、・・・・(以1・、動軸駆動回路102とい
・)及び、’、/II r!1線46相Ji−の関係に
ついても同様である。画像制御回路105は針軸選択回
路103とりひ夕114+l)選打−回路104とイハ
号線により電気的に結ばitている。画像制御回路10
5は画像制御回路を出力することによって、針軸選択回
路103かとの’Cj−hlを選択すべきかを指令し、
タリ軸選択回路104に7“(、]シても同様である。
即ち、画像制御回路105からの画像制御信号によって
行+h選択回路103は行1111+駆動回路101の
いずれかを1して特定の針軸(行4線)を選択(スイッ
チ・オン)する。例えは、針軸選択回路103か行導線
Xpを選択すればxp行選択信号を発し、それを211
 で’41Nl 駆動回路102XPii、行導線xp
に;y、I しても針軸駆動信吟を人力する6一方、画
像制御回路105からの画像制御回路の−・つであるヒ
テオ信けが動軸選択回路104に人力されると、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4線Ye
を選択すれば、動軸馴動回路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1.
Yeをスイッチ・オン(導通)状!fi′:にする。
針軸の選択と動軸の選択が回期してなされれば、本例の
場合1行導1.Xpと列導線Yeの交叉点(選択点;X
p−Ye)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。非
選択点にもリーク市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。また
、発熱抵抗体45にグ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。
このように第15図に於て説明したと同様に、第18図
に於いても、針軸駆動信号で線順次走査1−1かつそれ
に同門して外軸選択信号を出力し、θ1llI111駆
動回路102をそして選択5れた列導線46を・9適状
jハ8にすることにより2次元の画像表示を白)、′−
とかeきる。尚、外軸選択回路104はビrオ信すによ
る指令を受けて列@I+ i%?択信号を出力するもの
である。この11鴇発熱抵抗体を論れる電流の向きは問
わない。このような、行、及び外軸選択回路103,1
04と行、及び外軸駆動回路101 、 l O2とは
シフトトランジスタやトランン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ックス馴
初による表示方式に於ても、第2図(B)番ζ醗て前述
したように第14図(A)に71テした透過1(liの
大小素j−DEにも圧力吸収膜9な用いることもできる
し、第14図(B)に示した構成の大小]): /−D
 Eにも、必要に応じて液層2と反射膜8更、シ〈は液
層2と発熱素子(たとえば、その内の発熱抵抗線41)
との間に耐蝕性の酸化什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1i: 腐食を適
宜防上することもできる。
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1“1B(G)や青色
フィルタ部1)を、適宜、発熱貧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、発M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)
4−に大々あわせて配列して設けることによって、第1
1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11図と同様な原理でカラー表7]\を行うことが
できることは勿論である。
しかしなから、このような発熱部f−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−1」/ンズ等、は勿論不
安である。勿論1、二のような7トリンクス駆動型の表
示素イが第3図〜第6図に、1天したライトバルブ式投
写装置にも必用できることは、7うまでもない。
第19図は発熱安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、)8rの発熱
部の配列は面状の点行列(ドツト・マI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!/すされたものである。49
は、発熱抵抗体で、絶縁層51bと交生にラインa−a
′方向に配列されC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。この゛上極
50a側は共通に接続されて接地されている。もう−・
方の電極50b側は、スイッチング回路51aの′屯r
スインチに大々接続されている。この電子ス・f7チの
もう・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の夫々の、li: (−ス
イフ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は夫々赤色光、緑色光、青色光
を出力する赤色光源、緑色光源、?を色光源で、この順
に時系列的に交互に光を出す。
56a、56bはハーフミラ−で、夫々緑色光源57g
、青色光源57bからの光を反射させて赤色光源57r
の光の方向と同方向に向けるためのものである。55は
シリンドリ力ルレンス54等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」二のラインa
−a’l−にライン状に赤色光@ 57 r 、緑色光
源57 g 、 Iv色光源57 b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により表ツバ素子DE
を介して遮光フィルタ7 C、、にに集光される。52
はレンズ、53は光偏向器の1例とじてのカル/ヘノミ
ラー 、581jレンスで、これらによ)て表示、H(
DIEの液層加熱部から散乱されてきた光1」スクリー
ン17.1−に結像する。また、ガル・/E;3−53
は大小素子DEから反射される綿1室に幻1411.、
した像をヌクリーン12の矢印方向に走−1するための
ものである。
今 )lルハ/ごラ−53かあ・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学系55
により表示素子DEにライン状に結像される。これと回
期して、表示素子DEの発熱素1′51の発熱抵抗体4
9はビデオ信号に応じて、スイン−1−ング回路51a
を介して通′屯されることにより完熱し1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69乱された赤色光は、レンズ52、ガ
ルバノミラ−53、レンズ58を介してスクリーン12
上に点像として結像される。次の緑色光源や青色光諒に
ついても赤色光源と同様な動作によりビデオ4j’ L
;に応した点像からなる線像がスクリーン121の回・
線1−に重畳される。このようにしてスクリーン12」
二に次々とガルバノミラ−33(7)走査により線像が
形成されればビデオ信5)に応じたカラー投写像がスク
リーン19−1::に形成されることになる。
なお、第14図から第20図迄の実施例の中で、液層の
静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17
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Si
n、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11り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Sin、等の絶縁層の薄
膜を介在させることはいうまでもない。
第21図は1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、連続駆動されるどきは、素子DE内の液層2
は蓄熱により徐々にy1温して、液体が薄層になってい
る液層2の中に不意にA気泡か3ノ1することかある。
この様に蓄熱惜力司111°人イるど・ノでノの原因と
なりI’/ましくない。
そこて、木[4,1、例r ij: 、液層2に於ける
蓄熱を防・:)、I、に1t’+層2内のM体か表示素
J’DE、気化室63、lイ々(lデ:(64の間2循
環する様にした。
尚、気化室(53の没1.1 fat、このような余剰
の熱を気化熱どしてイクい入ることと、不測のlΔ気泡
の発]1−によって生する圧力を吸収又は緩和する機能
を発揮シーることである。又、気化室63には、これを
所カニの減圧状!ルに随持させるため減圧手段62が伺
加される。
気イヒ木63がより低圧であれば、液体の蒸発速1σか
増すから、放熱速度が早まること等も減圧r一段の効果
である。気化した蒸気は次に液化室64で熱を系外に放
出して液化され、循環路65を経て、1[1U表小素f
−D E内の液層2に注入される。
従)で、減圧1段62によって減圧状1ルをM1持17
ながI、、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6
4から再び液層2へと液体を循環させる一1〜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に圧力にょるノ・イスの除去に効果を発
揮するものである。
更に1表示素子DEに放熱手段又はベルチェ効果素子等
からなるん却手段61を千1設することにより、叙1−
の効果を助長することができるので。
riij述のスクリーン1−1に拡大された画面を投影
することがでSる。
どころで、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介在さゼること
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液体循環系の
液体を流動轡斡る場合には、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、真空ポンプや電磁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、然ノクル」スかlげ体に印加されてから液層2に・
f・1−4小の液層加す(V部か形成されるまでの時間
を立]り時間ど呼ぶことにすると、立上り時間は1OI
r、 sec、r+’ 1%であZ〕。逆に、この液層
加熱部が消滅h′い1.l」消ノ、される時間をA″l
lト9時間ぶこと(−するど、s”l’、 t□り時間
は速いもので30 gsec、である。この様な、立1
.す+111ift 、 tl下り時間は液層2に於(
Jる液温やパルス印加時間、印加正圧、放熱条ヂl′−
,に左右ネれるものであり、液体の比熱や、fh (i
’、導−+ξの影響も受けやすく−・概に論することは
できない。しかしながら、残像効果等の見地から、S’
s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撃することにより
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てイ1利である
。例えばメチルアルコール(沸点65℃、比熱0.59
9  cal/g・deg at  20℃)、エチル
アルコール(回78°C1同0.58 cal/g・d
eg at25℃)、n−プロピルアルコール(回97
°C1同0.5Hcal/gQdeg at  25℃
)、イソプロピルアルコール(同82°C1同0.56
9  cal/g拳deg at20°(1)、n−ブ
チルアルコール(同I J、 8℃、回0.563  
cal/go deg at  25℃)、ヘキサ/(
回126°C1四〇、505  cal/g−deg 
at  25°C)、−ンゼ〉′(同80℃、同0.2
5 cal/g・deg at25℃)、トルエン(同
110℃、同0.269cal/g−deg It  
25℃)、キシレ〉・(回144、同0 、387  
cal/g拳deg at  30’C) 、四塩化)
R素(同77°C1同0.2.07  cal/g 争
deg at  20℃)、エチレングリコール(同1
98°C1同9.5619cal/gφdeg ) 、
グリセリン(同290℃、同0.569  cal/g
−deg )等の液体(単独、複合を問わない)から液
層2が構成された場合は水(W++点100°C1比熱
1  cal/g命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かはるかに良い結果が得
られる。lまたがって、好適な比熱条件は、温度20−
25°Cで0.7  cal/g Φdeg以−ドであ
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。
しかしなから、メチルアルコール、エチルアル:j−ル
、四jΣ11化)架部′3′の低沸点溶媒では高温にす
tl、ばノん気泡かJlするので温度をあまり高くする
ことl;j、−7Fきない。逢れが表示コントラストこ
とがてさない理由となっている。それに対して、エチレ
ングリコール、グリセリン等の高沸点の液体で1i加熱
して温度を−1−げていっても蒸気泡か生じないので,
加熱した液体の温IW勾配を大きくどることかでき表示
コントラストを高くすることかIll能である。実験で
は沸点が80°C以−にの液体なら良II(な表示コン
トラスト IJイソ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才゛)としてl−1: C 
、 I 、夕′イレクトレ・ント3、同16、同20、
同44,回54、同55、同75、回77、同81,回
83、同101、同110、同152、C.1.アン、
1・し、 +s’ t 。
同3、回5,回8、回12.同17、回19、回22、
同31、同32、同37、回41、回47、同56,回
60、同71、回112、回115、回154、同15
5、同J. 6 0、回171、同187、C.1.ア
シアンl/ンドパイオレ/ト5、同7、回11、C.1
.タイ1/クト・\イオレット6,同7、回16!′I
;がある。イエローを呈色する液体を用いる染料として
はC。
■,グイレクトイエロー18.同22,回21、C.1
.“アンットイエローl、回13、回18、回106,
同186等がある。シアンを呈色する液体に用いる染木
]としては、C.1.ダイレクトブルー1、同37、同
83、同127、同149、回215、同231.C.
I 、アシ、ドブルー15笠が挙げられる。
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f・の171像JIiUI
II+には変わりない。従って、液層を呈色さ(すだ時
に(上申9のカラー画像の表;IXが得られることにな
る。
また、1合層加熱部かm層に形成された時(表示zrに
liM察眼を、L〔ず(jて見れば、百渚の部分を通が
:I t、 −c <る光が観察眼に入用するので同時
に見える。)、M層J1加j!+部の方が液層加熱部よ
り強く多色しているので、その呈色の度合いによっても
画像表示することができる。
従って、このような染料を液層に用いた表示素イt」前
述したようなう、f l−、<ルプ式投V装置を利Il
l 1.でスクリー〉′l−に表示未了の画像を投写し
ても良いか、結像光学系を用いてそのままスクリーンI
−に結像投影17ても画像表示できるものである。
以1−にi′を説した通り、本発明に於ては、主要なり
J果と17で、 (1)、微小な液層加熱部の1個を表示画素単位として
高W: l<M 4こ配列することがti丁能であるか
ら、品解像1」Vの画像表示ができる。
(2)9表示画素どしての1夜層加熱〆1Bの液層中で
のイf統時間を調節することによって、静止画、又は、
スローモーシ、ヨ/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、ノイズのない良画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、簡略であるから、その’
l= #性に優れているし、素rの耐久性か高く信頼性
に優れている。
(6)、広範囲な駆動方式に/i応できる。
(7)、ノに気泡全形成して表示するのではなく液層を
沸点以ドの温度に加熱して表示するので、表示素r−に
用いる電力が少なくて済み、それだけ゛屯源部、即ち表
示素子や表示装置を小型化できる。
(+1)J入気泡で光変調や表示を行う素f−では、ノ
に%泡消絨時のキャビテーションにより表示2糺rを破
損する顕れかあるか、木m1発明では、ただ中に府す1
゛÷を沸11らしない4′1′瓜に加熱する程度なので
、K fの耐久性が非X++H,に高い。
(U)、、’A気泡で大小する場合、液層の液体を排除
す!1ので11’勾増人を招き、そのために特別な液t
lF tl’+ 、1桔所を設りる必要があるが、本発
明の場合は月、力増大に関するのは液層の液体の熱1膨
張のみであるから、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nジ程度で、大小、もr=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。
(I O) 油層の静体の加熱程度に表示のコントラス
トか依イfするので、表示もアナログ的に中間調先出1
.易い等か挙げられる。
【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1′1
像j;j理を説明するための略画断面図、第1図(T3
)I;l、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両断面図、第2図は本発明に係る1
4体的な大小素r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
は本発明の紀、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りの人力システムの・例の
外観ぶ1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、2812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
発明に係るマトリンクス馴動型の表示素子の構成例な説
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−・例の模式的説IJI図、第16図及び第17
図は発熱1和子の各構成例を説明するための外観部分斜
視IL第18図は本発明に係るマトリ・7クス駆動表示
装置のブロフク図、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フク図である。 14発熱要2(コ2  液層 3 透明保1.((板     4・照明光5、]に板
        6:輻射線吸収層68  輻射線  
     7:格!−?a : 第1格r7b  第2
格t 7 c 、 7 d : Q’4.光フィルタ   8
:反射11り9:月力吸収11タ     10:発熱
体層11:ンユリーレ〉ルンズ +1’:結像レンズ1
1a:レンズ        11b:集光レンズ12
、スクリーン     J3:液層前8部14:入用光
       14′:光源15、コールドフィルタ 17、水゛iミノスキャナー  18=ミラー19・ミ
ラー       20:光変調器21:l/−リ゛光
源     22:映像増幅回路23:垂直駆動回路,
水平駆動回路 24:映像制御回路    25:映像発生回路26・
光Jy系       27:レーザ発振器28、し〜
ザヒー11 29:薄膜導波路型偏向器 30:刀ルパノミラー 31ニカラーモザイクフイルター 32:赤チャンネル投射装d 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 4[ia、48b、46c、・・・・:列導線47a、
47b、47c、・・・・:行導線48:交叉部   
    49:発熱体50a、50b、:電極   5
1:線形発熱素子53ニガル/ζノミラー 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:@色光源61:冷却手段 
     62:減圧手段63:気化室       
64:液化室65:循環路       1o1:釘軸
駆動回路102:列軸駆動回路    103:行輛選
択回路104列+II選枡1回路    105:画像
制御回路IIE表小大小,r 1’r 、:’+出だ1人   キャノン株式会社27
5 りf’;  10   m6 ′12 第  13  図 第Ib凶 第19図 U〜62 ) 5 第  21    図 図 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 (72,)発 明 者 染谷厚 東京都大田区下丸子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. iir視光に対して透光性を示す液体より成る液層ど、
    該液層に近接も1−〈は接触して配置され該液層の物性
    を変化させ且つ該液層にN、 lJiが生じない程度に
    加熱するための輻射線吸収層とを有する表示素f−と、
    該表示素子に対して画情報に応じた輻nJv1による信
    号を入力する信号人力手段とを備えたことを特徴どする
    表示装置。
JP57182882A 1982-10-20 1982-10-20 表示装置 Pending JPS5972427A (ja)

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