JPS5972429A - 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工（測用機器に於ける端末表
示器、或は、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、陰極線管（所謂、ＣＲＴ）か広く利用さ
れている。しかし、このＣＲＴに就いては、画質、解像
度１表示容量の面で銀塩若しくは電子写真法を用いた／
＼−トコピー程度のレベルに達していないと言う不満か
残されている。又、ＣＲＴに代わるものとして、液晶に
よりトラ）・マトリックス表示する所謂、液晶ノくネル
の実用化の試みも為されているが、この液晶ノくネルに
就いても、駆動性、信頼性、生産性、耐久性の面で木だ
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
ＪＬつ高密度画素をもつ新規な表示素子及びこれを利用
した表示装置を提供することを目的とする。

以下、本発明の表示に係る実施例を図面に従ってＷ￥　
！１１に説明する。第１図は本発明に係る表示素ｒの作
像原理を示すた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ＩＤＥを夫々示している。１は発熱要素で、可視
光にたいして透光性を〉ｉ、すフθ体より成る液層２の
物性を変化させ且つ液層２に沸１通が生しない程度に液
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ンクス状（点打列状）、ト
ン１ライン状（点線状）、ライン状、島状等の種々の形
１ル；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シコール熱を利用す
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、インプ
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、シクロベンクン、ヘ
ンセン、トルエン、ギシロール等の炭化水素ｉ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、テトラクロロ千タン、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
、１升しンゲ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
グリコール七ノエチルエーテルアセテーｌ−等のエステ
ル系溶剤−例えは、ジアセトンアルコール等のアルコー
ル系溶剤９例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルア
セ（・アミド等のアミド類；　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、１−〜１ｍｍ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ングが用いられる。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、夕が用いられ、第１図（Ｂ）に示されている反
射型の表示素子ＤＥの場合、耐圧性を有する部材が用い
られる。この基板５」二に発熱要素１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１、液層２、透明保護板３
か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１
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の低温領域の一部を沸騰しない
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ｌａ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１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ｌで予熱する場合、その予
熱されている液層の状態から液層加熱部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
態の物慴より、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、家電、分極率等の変化を舒味している
。たとえば、この中で屈折率についてｎ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Ｉｇ（ｔ＋△ｔ）°Ｃに上昇したとする
。この場合、Ｉ品度七°Ｃの時の透光性液体の屈折率を
Ｎとし、温Ｉｆ（ｔ＋△ｔ）’ｃの時のこの屈折率をＮ
＋ΔＮとすると、屈折率勾配はΔＮ／ムを字−１Ｏ（１
／’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が、加熱部１ａの近辺のｌｆセ層
２の微小領域か加熱されると微小領域におζフるＪｌ・
１目升率勾配は大であり、疲って、この加熱された微少
９゛１域の液層加熱部１３はパワーを持ち　屈折率勾配
の人の領域において光はｈｌ；折、散乱、回折“＋する
。尚ΔＮ／ムｔ　ｍ　ｌオ負伯のみでない。

完熟要素ｌの加熱部１ａか発熱して液層２の透光性液体
にＮ＋　１１６が生ぜず月つその物性かボＩ述のように
変化する程度に加熱されて液層加熱部１３か形成される
。発熱要、に１のその池の部位は発熱しでいないのでそ
れに対１へ；する低温領域の液層２の′）カＦ１の変化
はとんとなく、その物性は近似的に峰である。低温領域
においても実際には加熱部等からの熱１ム導によって、
加温され、光学的物性はｕｆＬするであろうか、加熱部
の変化からみると、相、に４　＋’＋’＋に無視できる
であろう。表示素子ＤＥのｌ夜層２の液層加熱部１３以
外に入射した照明光４は！イタ層２内で直進し表示素／
−Ｄ　Ｅから・上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ツバ素ｒＤＥの場合、表ホ
索１’　Ｄ　Ｅの背面から入射した後、表示素子ＤＥの
前面に射出する。

１ｉ１１ち１ｊｌｐ明光４はノ＾板５−発熱要素１→液
層２（低温領域）→透明保、ｉ＜（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
は表示素子ＤＥの前面から入用してその前面から射出す
る。即ち、［！り（明光４は透明保護板３−十液層２（
低７ｉ！領域）→発熱要素１の表面で反射（発熱要素１
か非反射性の場合光反射性の不図示の反射膜でノヌ用）
→液層２（低温領域）→透明保護板３を経て表示素子Ｄ
Ｅから射出する。−力、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、前述の液層加熱部１３を
通過１７ない照明光４の表示素子ＤＥ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
１ｊ１４明光４は、この部分に熱的に生した屈折率勾配
（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を通過する照明光４ど、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か加熱しなくなれば、液
層加熱部１３は冷却されてなくなり、表示素／−Ｄ　Ｅ
から射出する！１す、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２Ｔ＋：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とか光学的に識別される。　本発明に
係る表示素ｆ−Ｄ　Ｅ　＋−１一定の照明条件（例えば
、平行光による照明）のドで１才直視表示ちり能である
が、後述のち一像光学ぶ・との組合わせによって史に表
示装置としての用途及び利用価イ１１Ｉは広がるもので
ある。＋ｉｉ＋　２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−１’　Ｄ　Ｅ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１によって液層
２か工・熱されている場合も含む）液層２の低温領域の
部分（以ド、油層非加熱部という）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
カス丈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７−　Ｄ　Ｅ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旧設すれば表
示効果は、飛躍的に向」ニする。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
いるが、液層２の近辺に発熱要素１紮配置し熱伝導加熱
により液層２を加熱してもよい。たとえば、第１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１模、誘′屯ミラ
ー等を介在させる。

なお、本実施例では、説明をわかり易くするために表示
素Ｆ　Ｄ　Ｈに入射する光束を平行光としたが、特、に
・［１行光にかぎるものではなく、木質的には表示素子
ＤＥに入射する光か発熱要素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、１０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１１Ａ８、圧
力吸収膜９、発熱体層ｌＯは必ずしも表示素子〇Ｅに必
要どするものではなく、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
しく犬きくならない表示素ＹＤＥの時には、月二力吸収
膜９は用いられないし輻射線吸収層６が光反射性を有す
る時には反射１１り８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１１）−１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１６層２が加熱されて液層加熱部１３か形成される
場合は、発熱体層１０は用いられない。但し、発熱体層
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や発熱体層１０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ｒ＆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、不図示のカラスラプラスチック等
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
か−・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、　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６７は格
ｒ−で、液層２が加熱されていない時、表示：Ｒ７−Ｄ
　Ｅに入射して透過型の表示素ｆＤＥを透過したり、反
射型の表示素ｆ−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１１ｑ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、液温か」
−Ｈ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１
３を通過する照明光４は、液層加熱部１３を通過する時
、第１図に於て前述し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によって遮光されるので、この格子７を介１
．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ど１６層２の液層
非加熱部を通過する照明光４とが識別される。

勿論、液層非加熱部を通過する照明光４か、格子７の開
［」をａ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
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に対して輻射線６ａを照射する場合、
所定の画像に対応する様に、＜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をヒー
ムとして多数のビートをドツト状に一括して照射するこ
ともできるが、ｌヒーム又は１ラインヒームを輻射線吸
収層６上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、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６
ａ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１
３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
は七の逆に変化するが、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ほもとの状態へ戻らない
（分子の配列が閉しこめられるから）。但し、液晶も本
発明の原理、即ち光学物性が熱的可逆性をイ１する範囲
で用いられる限り１本発明の技術的範囲である。そのよ
うな液晶の使用は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
方法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“９から成る伝熱層
に代え、これに不図示の発熱素ｒをＭ接置しくは接触さ
せて液体を伝導加熱する様ｉこ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ｌ１ｉｊ述したように可視
光線の反射膜８を別途、介在さけることもできる。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、液層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件ではない
。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
トは向上することが実験の結果ｆ１っだ。更に、これを
積極的に利用すれば、液Ｎ２を加熱するための、＠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６Ｆに輻射線６ａを照射する照射スボ
ント径は小さい程表示のコントラストが良＜　１１１’
適な輻射線６ａのスボン］・径（直径）は０　、５　メ
ｔ〜１００ル位が適当である。

しかしながら幅２ｍ＋ｎ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液層加熱部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。したがっ
て、本発明に於いては液層加熱部１３を微小範囲に限定
するものではない。

本発明に於いては、液層２を構成する静体の４１点以上
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。

したかって表示素ｆＤＥの前述の圧力による破損１寸あ
まり問題とならない。しかしながら、僅かでｉｌｌある
が、液層２の加熱によっても表示素子ＤＥの圧力は上、
ｌ、−／するし、ある種の不可抗力的な小故に遭遇した
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に生した圧力を吸収す
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、よリ−・層、
効果的である。この圧力吸収膜９は透光性の弾性材又は
高粘弾性材石から成り、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ｒ段が必要であ
るが、前述した不図示の空気室又はアキュｌ、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Ｌ）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ＴＩ’Ｊ　８を用いない場合は、
表示素子〇Ｈの輻射線吸収層６と液層２との１１１１に
、又反射膜８を用いる場合は、輻射線吸収層６と反射膜
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、所定の液層２をｒ熱することが望ましい。尚、こ
の時、輻射線吸収層６或は反射膜８が導体である場合に
は、これ笠と発熱体層ｌＯとの間に不図示の絶縁層を設
けることが望ましい。

このような発熱体層ｌＯ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熱体や格ｆ−状
発熱体（何れも不図示）等が好適である。発熱体層１０
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か得られるものと思われる。

このとき輻射線６ａの◆６１用線吸収層６への照射と発
熱体層ｌＯ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（こ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に腐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）「して表示素ｆ−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１４蝕性の構成要
素の界面に、１耐蝕性の保護膜（不図示）を形成するこ
とが望ましい。そして、この保護膜の素材としては、酸
化硅素、酸化チタン等の誘電体や１耐熱性プラスチツク
等を挙げることができる。

本発明では、勿論、この保護膜を反射膜８かその機能の
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５は、こ
れは、一般に基板としての輻射線透過性支持板−にに成
膜されるのが汁通であるから、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＋１！１　（
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。

次に応用例として、？ｊ’、　３図乃至第９図によって
ライトバルブ式投写装置について説明する。ライトバル
ブ（光ｊｉ）は光を制御あるいは調節するものの７ζＹ
であり、従って、独３゛ｌシた光源からの光を適声１な
媒体（本実施例の場合、表示素子の液層）で制ｊ３１１
シてスクリーン）−に投写表示する方式のディスプレイ
はすべてこれに含まれることになる。この方式は、プラ
ウ／管のような自発光型ディスプレイに比べると原理的
には、使用する光ｌ！：（を強くすることにより表示画
面のザイスと明るさをい（らでも増加できるので、特に
光はを必要とする大画面ティスプレィに適している。そ
のうち、第３図にｊｌ＜すものは、シュリーレンライド
パて制ｉＪ１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、スクリーンに
投りｊ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装
構成図である。第１格子７ａの各スリアトの像はシュリ
ーレンレンズ１１によって第２格（−７ｂの各バーの−
にに遮光されるように大々結像するように配４されてい
る。シュリーレンレンズ１１と第２格子７ｂとの間に才
３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
平滑であれば，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−ｒＤＥの液層の一部か発熱要素に
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が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で遮ら
れることなく第２格子７ｂの間隙（開口）を６ってスク
リーン１２−１−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１２に結像するように結像レンズ
１１′を配置すれば、表示素ｆ−ＤＥの液層の温度変化
畢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７
ｂの開「１は線状、点状の如何を問わない。

第４図及び第５　１Ｎ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、１４’は光源
でレンズｌｌａの焦点位置番こ配置されＣいるので、こ
れからの光束は全てレンズ１１ａを通過後，・］ｉ行光
行光なる。この平行光中１オ透渦型の表示素子ＤＥの背
面から人身４光】４とし，ツー大川する。７ｃは遮光フ
ィルタで、集光レンズＩＪ１）の集光点に配置されてい
るから、もし大小素Ｊ’　Ｄ　Ｅの液層の物性（例えば
屈折−ト）か−杆ならば、入射光Ｊ４は表示素子ＤＥを
そのまま通過し集光１／ンスｌｌｂを介して遮光−フィ
ルタフｃ１に集光する。これによって、遮光フィルタ７
ｃの後方に配置されたスクリーン１２１，に入射光１４
は全く到達しない。しかし、表示素１’ＤＥの液層の一
部か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−そこを通過する尤の光路か前述せ
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で遮もれることなくスクリーン１２１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ｉ　ｌ　ｂを配置すれば、表示
素子ＤＥの液層の温度変化星に対Ｉ右した明暗像がスク
リーン１２１−に得られる。

第５図は第４１Δ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ｌＪ，１　ｌ　ｂ
は集光レンズで、レンズｌｌａで羽行光末とされた光源
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）レタ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＞ｌ＜素子ＤＥか配置され
，遮光フィルタ７ｄの後方番こスクリーンが配置°１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１１
ｂにより集光点に集光され、この集光点を通過しでスク
リーン１２上に到達する。

しかし、表示素／−Ｄ　Ｅに液層加熱部１３が形成され
ると、ここを通る光は、光路変化して散乱光となり、遮
光フィルタ７ｄによって遮光されるので；スクリーン１
２．１に光が到達しない点が出て明暗像が形成される。

第６図は、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′からの光束
は、レンズｌｌａにより平行光とされ、ハーフミラ−１
５′を介して反射型の表示素Ｊ’　Ｄ　Ｅに入射光１４
として大剣する。もし、表示素／−ＤＥの液層の物性（
例えば屈折率）が−梯であれば１表示素子ＤＥへの入射
光１４は表示素子ＤＥによって反射され、この反射され
た光は入射光１４と同じく上行光で集光レンズｌｌｂ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１２Ｌ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１１ｂを介
してスクリーン１２１−に到達する。この集光レンズ１
　ｌ　ｂ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１２−１：に得られる
。

また、このスクリーン上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しく一点鎖線で示した遮光フィルタ
７ｄを図示の如く配ｊηすればよい。この場合、表示素
ｆ　Ｄ　Ｅ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」二に到達するので、前述の
反転像が得られる。

第７図は透過型ライトバルブ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ｆ段の配
置の一実施例を示している。７ａは第１格ｒ−１ＤＥは
透過型の表示素子、ｌｌはシュリーレンレンズ、７ｂは
第２格子、ｌ　ｌ　’　Ｉｆ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！４８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（−トに、赤外線）６ａの信り光は
水平スキャナー１７としての回転多面鏡によって水乎走
在され、レンズｌｉｅを介し、垂直スキャナー１６とし
ての回転多面鏡、又はカルパノミラーによって垂直走査
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子ＤＥでの輻射線吸収層
６に結像し、液層２をドントマ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。−力、ｆ５１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ムによ
りスクリーン１２−１−に、表示素ｆ−Ｄ　Ｅの液層加
熱部１３に対＋５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ＯＴ視光に対しては透過性のものてなければな
らないことｔ±もちろんである。

なお、゛ヒ４体レーザアレイ又は発光ダイオードアレイ
（ライン状に並べられたもの）を用いれば、水平スキャ
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−どを共用しても良い。

尚、第２図（Ａ）に示した透過型の表示素ｒＤＥを第４
１２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１１ｅ、垂直スキヤ
ナー１６及びコールドフ・イルタ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ｒ−ｒｌＥとレンズｌｌａの間に、又第５図にお
いては、表示素′Ｆ−ＤＥと集光レンズｌｌｂとの間に
介在させればよい。

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ＩＡである。光源１４′からの光束は、レ
ンズ１１　ａを介して平行光とされ。

更にこの平行光は、ミラー１８により直角に屈曲され集
光レーノズｌｌｂに入射する。−この集光レンズｆｌｂ
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ｒｌｆびレンズｌｉ
ｅによりＭｚ性行光され、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ｑ４光１４は表示素子ＤＥの反射
１模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
での反則光（その全部又はその大部分）は再びレンズ１
１ｃを介してミラー１９の中心間１」を通して外へ出て
ゆく。一方、表示素子ＤＥの表示点で反Ｑ１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、
ミラーエ９によって反射され、結像レンズ１１’によっ
てスクリーン１２上に結像される。

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
ナーエフ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としてのガルバ
ノミラ−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次元的に走査きれて入射する。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−ヒ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に与えるための制御回路、２１はレーザ
光源、２ｏ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にょす変調された光は、水４１スキャナー１６も
しくは１■直スキヤナー１７に入射する。また、水平ス
キャナー１６、＠的スキャナー１７は水モ及び垂直駆動
回路２３による大々映像信号に同期した駆動信号をうけ
て動作する。他の破線内の部分の構成については前述し
た構成と同じ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９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より出用されるレーザビームを変調する。一方、
制御回路２４より水平回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１
′７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
りここでは筒中のため省略する。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、ｗＳＩＯ図に示す光学系２
６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は薄膜導波路型偏向器２９を
通過した後、ガルバノミラ−３０で反射されながら、表
示素−ｆ’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ＩＪ、本発明に係るカラー表示−に子の実施例
にして、説明の便宜し、上半分を透過型の表示素−ｒ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６６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。

３１は、カラーモザイクフィルタで、これの１体的構成
及び製造技術に就いては、既に、特公昭５２−１．３０
９４号公報及び特公昭５２−３６０１９号公報に於い−
で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３
１を除き表示素子ＤＥを構成する°及素については第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。

図示例に於いて、力？−モザイクフィルタ３１の赤色フ
ィルタ部（Ｒ）に接する液層２が輻射線６ａを吸収した
輻射線吸収層６により熱伝導加熱され、この上に液層加
熱部１３が生ずると、反射１１ζ１８により反射される
か、もしくは輻射線吸収層６を透過してｙた４１行照明
光４は液層加熱部１３をｄ（過することにより、前述の
ようなメカニス１１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ｒＤ）３外に射出してくる。白色光か赤色フィルタ
部（Ｒ）に入用した場合、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（以下、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。

世し、本図の場合、緑色フィルタ部（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（
Ｂ）を通過してきた尤は、青が視覚される光（以下、＾
゛色光いう）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ｌｉ＃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か形成された時番二は、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／−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■に通すことに
より、更に明瞭な加色法による擬似カラー表示をうるこ
とができる。

第１２図は同時式のカラーライトバルブ式投写装置であ
って、赤、斤、紐玉チャンネルの投写装置３２．３３．
３４を、１に列に並べて同時にスクリーン１２に投写し
、スクリーン１２にで３原色のラスタをきらんと小ね合
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枚のグイクロインクミラー３５
とミラー３６しこよって王原色に分解し、赤、青、緑、
行々の投りＪ装置の照明用光源としている。したがって
、光源の光束利用率はｎ＋ｒ＋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ｆ−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＝＋ｉに
して用いる時用いない場合もある）、２は液層を示し、
これ等は第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
、発熱部材としての複数の発熱抵抗線４１．４２が、！
ｌいに絶縁層を挾んで交叉する様にマトリ、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１
４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が共に選択され発熱したときのみ、両者の
交叉領域に於て液層２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１１り９
、反射膜３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子をマトリアクス
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図で説明した
とのと同様の詳細構成を持つものと考えれば良い。この
表示素ｆ−Ｄ　ＥはＸ文、　Ｘ　ｍ　。

Ｘ　ｎ　、Ｘ　ｏ　、　Ｘ　Ｉ）の行軸の発熱抵抗線（
これらを行程と呼ぶ）とＹｃ、Ｙｄ、Ｙｅの列輛の発熱
機１１″Ｌ線（これらを列線と呼ぶ）笠で構成されてお
り列線Ｙｃ　、Ｙｄ　、Ｙｅの一方は共通直流電源に接
続されており　他力は夫／ぞエミッタ接地されたトラン
ジスタＴｒｌ　〜Ｔｒ３のコレクタ側に接続されている
・ ？Ｔ線Ｘ　ｅ　、　Ｘ　ｍ　、　Ｘ　ｎ　、　Ｘ　ｏ　
、　Ｘ　ｐに順次、加熱用′屯流パルスを印加すると、
これ等の行線に埒１応する液層（不図示）が順次、線」
Ｊζに加熱されるが、このとき、加熱の程度を液体の加
熱表示の岡値以ド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１３は発生しな
い。−力、加熱用電流信号の印加に同期させなから、エ
ミッタ接地されたトランジスタＴ　ｒ　（〜’ｒ丁、う
のヘース側にビデオ信号用パルスを加えてトランジスタ
’−Ｔｒｌ−Ｔｒ３をオンすることにより、これらトラ
ンジスタＴｒ１〜Ｔｒ３　と犬々接続している。列線Ｙ
ｃ　、Ｙｄ　、Ｙｅｎこ対して、所定のビデオ信号を印
加するにのヒデオ信棹の印加によって、列導線Ｙｃ、Ｙ
ｄ、Ｙｅに対１５する液層は線状に加熱される。これに
よって、加熱用゛屯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
算的に力１１熱されて、液層の加熱の程度が加熱表示の
閾＜＋ｅ：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、選択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、以十の例において、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、打線
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、効果は全く回しである。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
をも可能とするものである。表示素子ＤＥの液層の厚さ
力〜非常１こ薄い場合、１−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番
こ設置することにより、以ドの効果か発生する。

＋１・　習１’ト１−程か１１ｉ中になり、歩留りが向
上する。

２・　液層を両側から加Ｉｊ！するので、熱効率力ζ良
（）。

笠である。

、；ｔ　、；ｌｂ　、ｊ代抗線の放熱効果を高めるため
放熱板を別律１．没けることか望ましい。この放熱板に
は基板５（第１４図）を代用することか可能である。＋
ｉｉｉ述の行線ど列線とは絶縁層４０により隔てられ１
′おり、絶縁層４０の厚さは数μあるため、外伝・ｑの
ＩＩ＋ｒ間的スレにより両信号を同時に印加１７た場１
゛〒には液層２に同時に伝導熱が到達してこなし）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ノ々ルスを他の信壮線に対す
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、両信号線のすべてか発熱抵抗体によって形成さ
れる必ｐ（よなり）。むしろ、エネルギーの節約を図る
」二から１１線と夕ＩＩ線の交叉部分のみを発熱抵抗体
によって構成し、それ以外は人文などの良導体で構成す
る方力１ｆましＵ）と言えるか、その分、製造工程か複
雑【こなる欠！、′！、はめる。

メ、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１，１て第１６１’％により説明す
る。

第１６図は、発熱素子の一部領域を模式的番こ描いた外
観斜視図である。図に於いて４５（±発熱４民抗層を示
し、これは、公知の発熱抵抗体（例えば、ニクロム、合
金、硼化／＼フニウム、窒化タンタル等）を面状に成膜
して得られる。図示されてし）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、４
６ｂ、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得ら
れる（なお、汀及していないが、導線はＳ　＋　０２等
の絶ｔ＆ｌｌり（不図示）によって被覆されるのが一般
的である。）。図示発熱素子に於いて、例えば、列導線
の４６ｂと行導線の４７ｃが！択されてこれ等に共に電
圧が印加されたときには、ｉ；［４者の交叉部４８に対
応する抵抗層４５の部に通電が為されて発熱する。

この様にして、行導線及び列導線ｒハ任意の（行・列）
交叉部を発熱させることができる。

従って、図示発熱素子を第１４図の発熱抵抗線・１１．
４２及び絶縁層４０からなる発熱要素とじての発熱素子
のかわりに組込んだ表示素子に於いては、第１５図／／
示例と同様なマドす、クス駆動力式によって、トントマ
トリンクス画像の表示か■１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？ｑ線同志を絶縁す
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ロスト−
りの発生を実質的に防止することかできる。

第１７図の例に於いては、行導線４７ａ、４７ｂ・・（
以下、行導ｔｊａ４７という）と列導線４６ａ、４６ｂ
　・・（以下、列４線４６という）は５ｉ０２゜５１３
Ｎ４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１模は取り除かれ
、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１７１−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
んだ表示素子をマドリンク７駆動する例について、更に
詳しく説明する。材軸選択回路１０３は材軸駆動回路１
０１ａ、ｌ０Ｉｂ・・・・（以下１材軸駆動回路ｌｏｔ
という）と信号線により電気的に結合されており、５ら
に夫々の行軸駆動回路１０１の各出力端子は夫々の行導
線４７と結合している。出力端子と行導線４７の結合の
しかたは様々あるか、本明細占に於ては基本的な１社、
様について説明するため、出力端子は行導線４７の個数
だｉ−Ｊあり、　　つの出力端子は−のイ１導線と結合
しているとする。

、シリ＋ｋｌ＋　’１択回路１０４９列軸駆動回−路１
０２ａ。

１０２ｂ、　・・・・（以Ｉ・１外軸駆動回路１０２と
いう）及びタ１１導線４６相ｌＩ、の関係についても同
様である。画像１１ノ制御回路１０５１士行軸選択１ｊ
ｉｌ路１０３及び、７．；ｉ軸選択回路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
像制御信はを出力することによって、行Ｎ＋ｉ！択回路
１０３かどの＃−ｊ　’＋：１１を選択す〜きかを指令
し、外軸選択回路１０４に＋に、ｔ　ｌ、でも同様であ
る。即ち、画像制御回路１０５かもの画像制御信号によ
って材軸選釈回路１０３は行軸駆動回路１０１のいずれ
かを介して特定の材軸（行導線）を選択（スイフチ・オ
ン）する。例えば、材軸選択回路１０３が行導線Ｘｐを
選択すればＸｐ行逍択信号を発し、それを受けて材軸駆
動回路１０２Ｘｐは、行導線Ｘｐに；（Ｊ　しても針軸
駆動信吟を入力する。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外軸選択回路１
０４に入力されると、その指令を受けて列輛選１フシ回
路１０４は所定の外軸（列導線）を選択する。例えば、
外軸選択回路１０４か列４線Ｙｅを選択すれば、外軸駆
動回路１０２Ｙｅは外軸選択回路１０４から発せられた
Ｙｅ列選択信号を受けて外溝ｌ、Ｙｅをスイフチ・オン
（Ｊ厚Ａ）状態にする。

材軸の選択と外軸の選択が同期してなされれば、本例の
場合、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、不図示の液層じ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。

このように第１５図に於て説明したと同様に、第１８図
に於いても、材軸駆動信号で線順次走査Ｌ、かつそれに
同門して列軸選択信号を出力し。

動軸駆動回路１０２を介Ｉ２て選択された列導線４６を
・ｑ適状！Ｒ−）にすることにより２次元の画像表示を
ンＩ）ことができる。尚、動軸選択回路１０４はビアオ
イΔ吟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。この時、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、及び外軸選釈回路１０３，１０
４と行、及び動軸駆動回路１０１．１０２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。

クス駆動による表示方式に於ても、第２図（Ｂ）に於て
前述したように第１４図（Ａ）に示した透過型の表示素
ｊ’−ＤＥにも圧力吸収膜９を用いることもできるし、
第１４図（Ｂ）に示した構成の表示素（−ＤＥにも、必
要に応して液層２と反射膜８もしくは液層２と発熱素子
（たとえば、その内の発熱抵抗線４１）との間に＃触性
の酸化硅素膜や窒化ソ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４情宜防Ｉ卜することも
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ＣＧ）や青色フィル
タ部１）を、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、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）上に夫
々あわせて配列して設けることによって、第１１図ノ？
示例と同様な構成を採用することにより、第１、４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図と回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、このようなマトリンクス駆動型の表示素子
が第３図〜第６図に示したライトバルブ式投写装置にも
適用できることはｔ；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図の発熱部ｆ−の）Ａ熱
部の配列は面状の点行列（ドツト・マドす１．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）状に配タリされたものである。４９
は、発熱抵抗体で、絶縁層５１ｂと交Ｑ−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
に犬／／電極５０ａ、５０ｂが設けられている。この電
極５０ａ側は共通に接続されて接地されている。もう−
・方の′上極５０ｂ側は、スイッチング回′ｔ！１５１
　ａの゛重子スインチに大々接続されている。この電子
ス・ｆ・７チのもう−・端は共通に不図示の直’ｆｉｔ
　Ｘ源に接続されている。このスインチング回路５１ａ
の夫々の’、−Ｌｉ：　ｆ−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黄構成図であ
る。

５７　ｒ　、５７ｇ　、５７　ｂは大々ｈ　色光、＆１
光、青色光を出力する赤色光源、緑色光源、７１色光源
で、この順に時系列的に交伍に光を出す。

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ａ５７　
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等から構成される線像光学
系で、ｆｆ１１９図に示した発熱素子５工を発熱要素と
して組み込んだ反射型の表示素子ＤＥの発熱部−ヒのラ
インａ　−ａ　’　ｌ）にライン状に赤色光源５７ｒｌ
緑色光Ｍ５７　ｇ　、６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Ｄ　Ｅ−）、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により表示素子
ＤＥを介して遮光フィルタ７　ＣＪ：に集光される。、
５２はレンズ、５３は光塀向器の１例とじてのガルバノ
ミラ−９５８はレンズで、これらによって表示素（−Ｄ
Ｅの液層加熱部から散乱されてきた光はスクリーン１２
−１−に結像す−る。また、ガルバノミラ−５３は表示
、素子ＤＥから反射される線像に対１イ＼、］７た像を
スクリーン１２の矢印方向に走査するためのものである
。

今、ガルバノミラ−５３がある位置に位置したとする。

赤色光源５７ｒかもの赤色光は線像形成光学系５５によ
り表示素子ＤＨ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／−５１の発熱抵抗体４９は
ビデオ信号に応じて、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？！！を部（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、カルパノ
ミラ−５３、レンズ５８を介１７てスクリーン１２−ヒ
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信吟に応した
点像からなる線像がスクリーン１２し、の同一・線１−
に重畳される。このようにしてスクリーン１２．４−に
次々とがル／へノミラ−５３の走査により線像が形成さ
れればビデオ信壮に応したカラー投写像がスクリーン１
２上に形成されることになる。

なお、第１４［４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図で説すノしたように第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１１々を用いない場合は、液層と発熱素子の
間に５４０７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１１々を用
いる場合は、反射膜と発熱素子との間にＳｉＯ２！：ｆ
、の絶縁層の薄Ｉ漠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ック図である。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１１温して、液体が薄層になってい
る液層２の巾に不意に７４気泡か発生することかある。

この様に蓄熱量が増大すると７′イヌの原因となりりｆ
ましくない。

そこで、本図不例では、液層２に於ける蓄熱な防ぐ’、
？、！ｌに液層２内のＭ体か表示素７−［ＩＥ、気化室
６３、液化′−４＜、　６４の間を′循環する様にした
。

尚、気化室６３の役ＩＩはこのような余剰の熱を気化熱
としてイ１い）鷲ることと、不ｌ１ｌｌＩのノル気泡の
発生番こよって生ずる圧力を吸収又は緩和する機能を発
揮することである。又、気化室６３には、これ紮所：＋
ｉ７の減月、状態に維持させるため減圧手段６２が伺加
される・ 気（ヒ室６３かより低圧であれば、液体の７５発組度か
増すから、放熱速度がｌ￥よること等も減圧り段の効果
である。気化した蒸気は次に液化室６４で熱を系タトニ
放出して液化され、循環路６５を経て、ｐ工ひ表、■（
素ｆ−Ｄ　Ｅ内の液層２に１１人される。

従って、滅、圧り段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（こ
この気イヒ゛４可６３かも液化室６４へ、次１．Ｘで１
（（（ヒ′−Ｈ＜　６　ａからＨＴｐ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
・イスの除去に効果を発揮するものである。

更に、表示素子ＤＥｉこ放熱り段又はくルチェ効果素子
等からなる冷却手段６１奢イζ］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、前述のスクリー
ン上に拡大ｙ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介在させること
を必須としない。つまり、液体の目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、ｉｅ１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、真空ポンプや電磁弁を用いて構成
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、熱パルスか液体に印加されてから液層２に・ｆ・図
ンＪ＼の１合層加熱部が形成されるまでの時間を立りり
時間と＋＋ｆふことにすると、立」−り時間は１０Ｊ、
１．ＳｅＣ稈四である。逆に、この液層加熱部が消滅な
いしは消去される時間を立トリ時間と呼ぶことにすると
、　　１”１．”Ｔ’“す１１１ｒ間は速いもので３０
　メＬｓｅｃ、である。この様な、ｓ’ｆＩ：り時１１
）置立トリ時間は液層２に於ける液温やパルス印加時間
、印加電圧、放へ条４’ｌ′、９に左右されるものであ
り、液体の比熱や熱（バ導斗の影響も受けやす〈−概に
論することはてきない。しかしながら、残像効果等の見
地から、立１・゛り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−ドリ時間は液体の組成を調−
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か小さいもの稈、低
消費゛重力で液層加熱部が形成され易いのて有利である
。例えばメチルアルコール（沸点６５℃、比熱０．５９
９　　ｃａｌ／ｇ−ｄｅｇ　ａｔ　　２０°Ｃ）、エチ
ル・アルコ−Ｊｌ／　Ｃ回７８℃、同０．５８　ｃａｌ
／ｇ・ｄｅｇ　ａｔ２５°Ｃ）、ｎ−プロピルアルコー
ル（同９７℃、同０．５８６　　ｃａｌ／ｇ−ｄｅｇ　
ａｔ　　２５°Ｃ）、イソプロピルアルコール（同８２
°Ｃ１同０．５ｆｔ９　　ｃａｌ／ｇ中ｄｅｇ’ａｔ２
０００）、ｎ−ブチルアルコール（同１１８℃、同０．
５６３　　ｃａｌ／ｇ１１ｄｅｇ　ａｔ　　２５°Ｃ）
、ヘキサ；（同１２６℃、同０，５０５　　ｃａｌ／ｇ
−ｄｅｇａｔ　　２５℃）１ヘンゼ〉・（同り０℃、同
０．２５　ｃａｌ／ｇ＠ｄｅｇ　ａｔ２５°Ｃ）、トル
エン（同１１０°Ｃ１同０　、２６９ｃａｌ／ｇｅ　ｄ
ｅｇ　ａｔ　　２５°Ｃ）、キシレン（同１４４、同０
　、３８７　　ｃａｌ／ｇ寺ｄ＋４ａｔ　　３０℃）、
四ｊｆｉ化炭素（同７７°Ｃ１同０．２０７　　ｃａｌ
／ｇ・ｄｅｇ　ａｔ　　２０℃）、エチレングリコール
（同１９８°Ｃ１同０．５６１９ｃａｌ／ｇ−ｄｅｇ　
）　、グリセリン（同２９０°Ｃ２同０．５６９　　ｃ
ａｌ／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−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１′Ａ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°Ｃで０．７　　ｃａｌ／ｇ−ｄｅｇ以ドで
ある。同一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ｌ′Ａ２化炭素客の低沸点溶媒では高温側こすれば％
５気泡が生ずるので温度をあまり高くすることはてきな
い。それが表示コント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は加熱して温度を」二げ
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ｔが可能である。実験では沸点が８０℃以上の液体
なら良好な表示コントテストが得られた。例えばイソプ
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。たとえばマセンタ
を呈色する液体に用いる染料としてはＣ，１，ダイレフ
トレンド３、同１６、同２０、回４４１回５４、同５５
、同７５、同７７、同８１、同８３、同１０１、同１１
０、同１５２．ｃ、１．アンンドレツド１、同３、同５
、同８、同１２、同１７、回１９、回２２、同３工、同
３２、回３７、同４工、同４７、同５６、同６０、同７
Ｉ、同１１２、同１１５、同１５４、同１５５、同１６
０、回１７１、同１８７、Ｃ，１，アシアンレントバイ
オレ、ト５、同７、同１１、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
液体を用いる染料としてはＣ１■、ダイレクトイエロー
１８、同２２、回２７、Ｃ，Ｉ　　アンットイエロ−１
、回１３、回１８゜同１０６、同１８６等がある。シア
ンを呈色する液体に用いる染料としては、Ｃ，ｉ、タイ
レクトブル−１、同３７１回８３、同１２７、同１４９
、同２１５、同２３１、Ｃ，１，アシンドブルー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１゜でも、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？１′Ｊ　　の
カラー画像の表示が得られることになる。

また、液層加８部が液層に形成された時（表示７＋２／
に観察眼を近ずけて見れば、両者の部分を通過してくる
光が観察眼に入射するので同時に見える。）、液層１１
加熱部の力か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子は１１
１１述したようなう・イトバルブ式投写装置を利用して
スクリーン−に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］、に結像投影
しても画像表示できるものであるつ 以上に詳説した通り、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個を表示画素中位として
高評：度に配列することが可能であるから。

高Ｍ像度の画像表乃＼ができる。

（２）１表示画素としての液層加熱部の液層中での存Ｈ
１時間を調節することによって１静１．Ｉｒ−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、ノイスのない良画質の画面を現示する
ことかできる。

（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）、万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ｒ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ξを小型化できる。

（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、ただ弔に液層を沸騰しない
程度に加熱する程度なので素子゛の耐久性がづト常に高
い。

（９）、＄気泡で表示する場合、液層の液体を排除する
ので圧力増大を招き、そのために特別な液排出場所を設
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張のみであるから、はとんど圧力増
大を招がないので、Ｊ１力対策を必要としないが、もし
★、］１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、しが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）　ｒａ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ｒＪＩ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）は未発明に係る透過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１Ｏ図は輻射線によ
る作像信号の入力システムの−・例の外観斜視図、第１
１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図は本発明の一応用例としてのカ
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２
１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。 ｌ：発熱要素　　　　　　２：液層 ３：透引保護板　　　　　４：照明光 ５：ノみ板　　　　　　　　６：輻射線吸収層６ｄ：輻
ＱＪ線　　　　　　　７：格Ｙ７ａ：ｉ’ｉｌ格−ｆ　
　　　　　　７ｂ　：　ｐ　２格子７ｃ　、　７ｄ　：
遮光フィルタ　　　８：反射膜９：圧力吸収膜　　　　
　１ｏ二発熱体層１１：ンユリーレンレンズ　ＩＩ’：
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′入則光　　　　　　　１４′：光源１５：コール
ドフィルタ　　ＩＳ　：　垂ｉ９スキャナー１７、水平
スキャナー　　　１８：ミラー１８：　ニラ−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−１， ２９：薄膜導波路型偏向器 ３０：ガルバノミラ− ３Ｉ：カラーモザイクフィルター ３２：赤チヤンネル投射装置 ３３、緑チャンネル投射！装置 ３４：青チヤンネル投射装置 ４ｏ：絶縁層　　　　　　　４１．４２：発熱抵抗線４
５：）Ａ熱抵抗層 ４ｆｔａ、４８ｂ、４６ｃ、・・・・：列導線４７ａ、
４７ｂ、４７ｃ、・・・・：行導線４８：交叉部　　　
　　　　４８：発熱体５０ａ、５０ｂ、　二電極　　　
５１：線形発熱素子５３：がル／へノミラー 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：青色光源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　　　　１ｏ３：釘軸選
択回路１０４列＋１１＋追択回路　　　　１０５：画像
制御回路ＤＥ二大表示ｒ （Ａ）　　　　　　　　　　　　　（Ｂ）第１図 第　　２　　図 第　　　４　　閃 第　　　５　　図 第　　９ｖ！Ｊ 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
   該液層を加熱するだめの発熱要素とを有する表示素子と
   、該表示素子の液層に連通した液体循環路とを備えたこ
   とを特徴とする表示素イ。