JPS5972478A - 表示装置 - 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）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、ＣＲＴ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
且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詳、Ｉ
Ｉ＋に説明する。第１図は本発明に係る表示素子の作像
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
示素子ＤＥを夫々示している。ｌは発熱要素で、可視光
にたいして透光性を示す液体より成る液層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ｌは、後述するよ
うにドツトマトリックス状（点打列状）、ドラ］・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単独又は混合して用いられる。これ
（こ用１．％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−プロピルアセテ−ル
、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコ−ル アルコール、インブチルアルコ−リレ　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 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／＼
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、ユチレングリコールジエチルエーテリレ
、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；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
グリコールモノエチルエーテルアセテート等のエステル
系溶剤；例えば、ジアセ１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，１ｇｍ〜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）のガラスやプラスチ・ンクが用いられる。

尚、この保護板は表示素子ＤＥを水平配置するときには
用１，％なし）場合もある。５ｉ士基板で、第１図（Ａ
）に示されてｌ，Ｘる透過型の表示素子ＤＥの場合、透
明保護板３と同しく耐圧性力くある透光性（無色乃至淡
色）の力゛ラスやプラスチックが用いられ、第１図（Ｂ
）＆こ示されてｌ／す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上しこ発
熱要素１力Ｎ　＋Ｑ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力くこのＩＩＩＲ　＆
こ積層されて本発明に係る表示素子ＤＥを構成してＵ）
る。４は表示素子ＤＥに平行光で入射してし）る１児明
光で、自然光乃至不図示の光源力）らの光で発熱要素ｌ
の非加熱部と加熱部１ａの両部分番こ人身ｔしている。

１３は液層加熱部で、液層２の低１温領域の一部を沸騰
しない程度に発熱要素１４こより力１１熱して形成され
た高温領域で、たとえＩｆ発熱要素ｌが発熱している部
位の加熱部１ａｉこよってカロ熱された液層２の部分を
示しており、実際（こＣ±ｈＯ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１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言えば、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ｔ　’Ｃから温度（を十ΔＢ°ｃ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、温度（ｔ→−△ｔ）°ｃの時のこの屈折率をＮ＋
ΔＮとｌ すると、屈折率勾配はΔＮ／Δｔ”４−ｔｏ　（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の近辺の液層２の微小
領域が加熱されると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△Ｎ／Δを値は負飴のみで
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
低温９１域の液層２の物性の変化はとんどなく、その物
性は近似的に一様である。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と、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は液層２内で直進し
表示素子ＤＥから平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／−Ｄ　Ｅ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。

即ち照明光４は基板５→発熱要素ｌ→液層２（低温領域
）→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
子ＤＥの前面から入射してその前面から射出する。即ち
、照明光４は透明保護板３→液層２（低温領域）→発熱
要素ｌの表面で反射（発熱要素１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）→
透明保護板３を経て表示素子ＤＥから射出する。一方、
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、前述の液層加熱部１３を通過しない照明光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を通過する照明光４は、この部分に熱
的に生じた屈折率勾配（タ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一℃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′Ｆ−ＤＥは一定の１１９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によつて加熱されていな
い（発熱要素１によって液層２か予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に１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、デフォーカスすることにより明点を
１Ｍ７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
ｌ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、第１図（Ｂ）において、発熱要素ｌが光を反
則しない場合、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、本実施例では、説明をわかり易くするために表示
素子ＤＥ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−ｆの作像原理を更に具体
的に説明するだ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−ｆ　Ｄ　Ｅを大々示している。

図に於て、６は輻射線６ａを吸収しで発熱する輻射線吸
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
を反射するだめの反射膜、１０は液層２を予め加熱して
おくための発熱体層である。これら反射膜８、圧力吸収
膜９、発熱体層ｌＯは必ずしも表示素子ＤＥに必要とす
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
きくならない表示素子ＤＥの昨には、圧力吸収膜９は用
いられないし幅９４線吸収層６が光反射性を有する時に
は反射膜８は用いられないし、液層２の液体の訓点が低
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液層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］、
０は用いられない。但し１、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は心間に応して第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な成膜（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７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！ｌｉ１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ｆＤＥ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から銅山する照明光４を遮
光している。このように構成された表示Ｊ’ｆＤＥに対
して、１２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Ｊ心意が発熱する。この
様にして輻射線吸収層６の１部か発熱すると、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ｌ　ｕ、　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を通過する時、第１図に於て前述し
たメカニス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Ｄ
Ｅ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を介して表示素子ＤＥを見た
場合、液層加熱部１３か形成された液層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明光４が、格子７の開
口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かない場合でも、液層加熱部１３を通過する照明
光４の方向と、液Ｍ２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ノくターン駄本こ照射するこ
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
こともできるか、１ビーム又はｌラインビームを輻射線
吸収層６４−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７ｍ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どの状態へ戻らな
い（分子の配列が閉じこめられるから）。但し、液晶も
本発明の原理、即ち光学物性が熱的■工逆性を有する範
囲で用いられる限り、本発明の技術的範囲である。その
ような液晶の使用は従来知られていないものであるから
である。

尚、以−に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等から成る伝熱層に
代え、これに不図示の発熱素ｒ−を近接尤しくは接触さ
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１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の間に前述したように可視光線の
反射膜８を別途、介在きせるごともできる。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ＩＷ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−ｈに輻射線６ａを照射する照射ス
ポッ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のスポント径（直径）は０．５ルー１００終位
が適当である。

しかしながら幅２１１１ＩＩ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を構成する液体の神意以上に
は加熱しないので１．ガ気泡も生ぜず、急激な圧力の増
大も起こらない。

したがって表示素子ＤＥの前述の圧力による破損はあま
り問題とならない。しかしなから、僅かではあるが、液
層２の加熱によっても表示素子ＯＥの圧力は」−ｌｌす
るし、ある種の不ｒ１５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番こ生じた圧力を吸収
する様にし又も良い。

勿論、前記した２つの方法を併用すれば、よリ一層、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手段が必要であ
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ゼることもできよう。

その他の手段として、不図示のポンプ又は１）銅器を用
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１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１１り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を予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、これ等
と発熱体層１０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
あるから良々ｆな表示結果がｉＩＩられるものと思われ
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】０による液層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
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
スＩ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、熱酸花笠が生じて表示素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
の界面に、１耐蝕性の保護ＩＩ！　（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。

未発明では、勿論、この保護１１ジを反射膜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きは、こ
れは、一般に基板としての輻射線透過性支持板」二に成
膜されるのが昔通であるから、輻！ｌ）１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１１ｇ
（不図示）を施すことにより輻射線吸収層６の輻射線６
ａ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、第３図乃至第９図によつでライトバ
ルブ式投写装置について説明する。ライトバルブ（光弁
）は光を制御あるいは調節するものの意であり、従って
、独立した光源からの光を適当な媒体（本実施例の場合
、表示素子の液層）で制御してスクリーン上に投写表示
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、ブラウン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、特に光量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
ーレンライトパルプとも呼ばれているもので、入力信号
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要
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１】によって第２格子７ｂの各パーの上に
遮光されるように夫々結像するように配置されている。

シュリーレンレンズｌｌ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）が一様に上滑で
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ＤＥ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が形成されると、そこ
を通過する光の光路が＠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１」）を通ってスクリーン
１２上に到達する。従って１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！ｎｊを
スクリーン１２をこ結像するように結像１７ンズ１１’
を配置すれば、表示素子ＤＥの液層の温１工（変化量に
対応した明暗像がスクリーン１２上に得られる。なお、
これに用いられる第１及び第２格子７ａ及び７ｂの開口
は線状、点状の如何を問わない。

第４図及び第５図は、第３図の表示装置の変形実施例の
概要構成図である。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、モ行光束となる。

この平行光束は透過型の表示素子ＤＥの背面から入射光
１４とし７て入用する。７Ｃは遮光フィルタで、集光レ
ンズ１１ｂの集光点に配置されているから、もし表示素
」′−Ｄ　Ｅの液層の物性（例えば屈折率）が一様なら
ば、入射光１４は表示素子ＤＥをそのまま通過し集光レ
ンズ１１ｂを介して遮光フィルタ７Ｃ］二に集光する。

これによって、遮光フィル・り７Ｃの後方に配置された
スクリーンｌ　２−Ｊ：に入射光１４は全く到達しない
。しかし１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＋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フ１ノーン１２−ｈ
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１２１；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源、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Ｊｌｂ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ｌｌｂ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１２上に到達
する。

しかし、表示素子ＤＥ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１２４二
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子ＤＥに入射光１４として
入射する。もし、表示素ｆ　Ｄ　Ｅ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１
４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と同じく平行光で集光レンズ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７
ｃ（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上に到達し
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１ｊｌ−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」二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上に到達するので、前述の反転像
か得られる。

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に対する信号入力手段の配
置の一実施例を示している。７ａは第１格子、ＤＥは透
過型の表示素子、１１はシュリーレンレンズ、７ｂは第
２格子、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（主に、赤外線）６ａの信号光は水平スキャナー１
７としての回転多面鏡によって水平走査され、レンズｌ
ｉｅ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。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、半導体レーザアレイ又は発光タイ十−ドアレイ（
ライン状に並−られたもの）を用いれば、木１１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
／木ノミラー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ｆＤＥを第４
図乃至第５図に適用側る場合、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］・フィルタ１５は、第４図においては、
表示素７’−ＤＥとレンズｌｌａの間に、又第５図にお
いては、表示素ｒ−ＤＥと集光レンズｌｌｂとの間に４
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
置面の概略構成図である。光源１４’がらの光束は、レ
ンズｌｌａ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ンズｌｌｂに入
射する。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１すひレンズｌｉｅ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ｌＯを除く）に入用する。この入射光１
４は表示素子ＤＥの反射膜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
口を通して外へ出てゆく。−・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によって反身４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ＣＢ）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）・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、２０はレーザ光たλ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２ｏにより変調された光は、水モスキャナー１６も
しくは垂直スキャナー１７に入射する。また、水平スキ
ャナー１６、垂直スキャナー１７は水平及び垂直駆動回
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。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エ６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ム２８は薄膜導波路型偏向器２
９を通過した後、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１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４−１」−半分を透過型の表示素ｆ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」−
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、これの具体的構成
及び製造技術に就いては、既に、特公昭５２−１３０９
４号公報及び特公昭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１７で、ここでは、詳細な説明な省略する。２
は液層、３は透明保護板でカラーモザイクフィルタ３１
を除き表示素子ＤＥを構成する要素については第２図に
於いて説明した通りで、ここでは簡単のため省略する。

図示例に於いて、カラーモザイクフィルタ３１の赤色フ
ィルタ部（Ｒ）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１１桑８により反射されるか
、もしくは輻射線吸収層６を透過してきた平行照明光４
は液層加熱部１３を通過することにより、前述のような
メカニズムにより、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、表示素子ＤＥ
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Ｃ
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。イ［１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ボしである。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、Ｈ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）な通過して
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３１の赤色フィ
ルタ部（Ｒ）、緑色フィルタ部（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
が形成された吐には、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１表７Ｊ′、素子
ＤＥの前面１こ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子の開口に通すこ
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＋−／＜ルブ式投写装置
であって、赤、青、紐玉チャンネルの投写装置３２．３
３．３４を並列に４にべて同時にスクリーン１２に投写
し、スクリーンｌ　２　［−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１３１Δ１こ光に；（を
示しであるように、白色光、［％　ｌ　４　″を２枚の
タイクロインクミラー３５とミラー３６によって三原色
に分解し、赤、青、緑、各々の投写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順次式の場
合のほぼ３倍になる。

第１４図は、本発明に係る別の表示素子の略画断面図に
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５゜ 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
等は第１図にて説明したものとｌ「ｉｌ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、
刀、１Ｊ１（こ絶縁層を挾んで交叉する様にマトリ・ン
クス状に２次元１’ｌ’Ｊ　４こ配置１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及び絶基績層４０は透明であり、たとえば発熱抵抗
客車４１．４２はインジウム・ティン・オキサイ）・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乃く共に
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、クス
駆動する例に就いて、更に訂しく説明する。

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
表示素子ＤＥはＸ　９．、　Ｘ　ｍ　。

Ｘ　ｎ　、　Ｘ　ｏ　、　Ｘ　ｐの針軸の発熱抵抗線（
これらを行線とＩＩ′Ｆ！ぷ）とＹｃ、Ｙｄ、Ｙｅの動
軸の発熱抵ドアＣ線（これらを列線と呼ぶ）等で構成さ
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、他方は夫々エミン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。

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（不図示）が順次、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閾イ
１＾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、エミッタ設
置されたトランジスタＴｒ１〜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　Ｈ〜
Ｔｒ３をオンすることにより、これらトランジスタＴｒ
、〜Ｔｒ：＋と夫々接続している。列線Ｙｃ　、Ｙｄ　
、Ｙｅに対して、所定のビデオ信号を印加する２このヒ
デオ信りの印加によッテ、列導線Ｙｃ、Ｙｄ、Ｙｅに対
＋４：、；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、選択された行線とりＩｌ線の交叉部分に液層加熱
部１３か形成される。

なお、以−トの例において、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１４図に例示した表示素子ＤＥは、マ！・リンクス
駆動をも可能とするものである。表示素子ＤＥの液層の
厚さが非常に薄い場合、Ｌ記の如く、ストライブ状に配
列ぶれる発熱抵抗線を透明保護板側と基板側の両方に設
置することにより、以下の効果が発生する。

・−１・　製作上程が簡単になり、歩留りが向北する。

２ン　液層を両側から加温するので、熱効率が良ｕ〜　
。

等である。

完熱抵抗線の放熱効果を高めるため放熱板を別Ｊ↑、設
けることが９！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。前述の行線と列線と
は絶縁層４０により隔てられており、絶縁層４０の厚さ
は数牌あるため、熱伝導の時間的ズレにより両信号を同
時に印加した場合には液層２に同時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」−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方が好まし
いと言えるが、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ψ１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は発熱担。

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４
５は、勿論、図面下方にも延在しティる。又、４６ａ、
４６ｂ、４６ｃ。

４６ｄ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、アルミニウム等の良導体により得ら
れる（なお、言及していないが、導線は５ｊ０７等の絶
縁膜（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が選択されてこれ等に共に電圧が印加さ
れたときには、両者の交叉部４８に対応する抵抗層４５
の一部に通電が為されて発熱する。

この様にして、行導線及び列導線の任意の（行・りＤ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４１．４
２及び絶縁層４ｏからなる発熱要素としての発熱素子の
かわりに組込んだ表示素子に於いては、第１５図々示例
と同様なマトリンクス駆動方式によって、ドットマトリ
ンクス画像の表示が可能である。

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（その他の領域では導線同志を絶縁する
）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ーク
の発生を実質的に防止することができる。

第１７図の例に於いては、行導線４７ａ、４７ｂ・・（
以ド、行導線４７という）とタリ導線４６ａ、４６ｂ・
・（以下、列導線４６という）は５ｉ０７゜Ｓｉ３Ｎ、
等の絶縁膜（不図示）を介して配設ｙれるが、行導線４
７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ｉ１４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ｆの代わりに組込ん
だ表示素子を７トリンクス駆動する例について、更に詳
しく説明する。行軸選択回路１０３は行軸駆動回路１０
１ａ、］０１ｂ・・・・（以下２行軸駆動回路ｌｏｔと
いう）と信号線により電気的に結合されており、さらに
夫々の９、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、本明細書に於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４７の個数だけ
あり、　　つの出力端子は−の行導線と結合していると
する。

タリ４ｉｌ＋　’１択回路１０４９列軸駆動回路１０２
ａ。

１０２ｂ、・・・・（以ド、列１１１１１駆動回路１０
２という）及びタ１１導線４６相互の関係についても同
様である。画像制御回路１０５は行軸選択回路１０３及
Ｕクリ輔選択回路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は画像制御信号゛を出力
することによって、行軸選択回路１０３がどの針軸を選
択す−ミきかを指令し、外軸選択回路１０４に対［７て
も同様である。即ち、画像間１）１１回路１０５からの
画像制御信号によって釘軸逆折回路１０３は行←１１駆
動回路ｌｏｔのいずれかを介して特定の針軸（行導線）
を選４Ｊ、！　（スインチ・オン）する。例えば、行軸
選択回路１０３が行導線Ｘｐを選択すればＸｐ行選択信
号を発し、それを受けてマｊ→１１１駆動１ｉｊ路１０
２Ｘｐは、行導線ｘｐに対しても行軸駆動信号を入力す
る。一方、画像制御回路１０５からの画像制御信号の−
・つであるビデオ信号が外軸選択回路１０４に人力され
ると、その指令を受けて外軸選択回路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
が列４線Ｙｅを選択すれば１外軸１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
けて列導ｄ、　Ｙ　ｅ　１５スインチ・オン（導通）状
態にする。

針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、行導線Ｘｐと列導線Ｙｅの交叉点（選択点；Ｘｐ
−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′ｌｋ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かできる。

このように第ｉ５図に於て説明したと同様に、第１８図
に於いても、行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４Ｂを導通状ｙ島にすることに
より２次元の画像表示を行うことができる。尚、列軸選
択回路１０４はビデ第４ｎ号による指令を受けて外軸選
釈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
選択回路１０３，１０４と行、及び外軸駆動回路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、以上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）にいて前述した
ように第１４図（Ａ）に示した透過型の表示素子ＤＥに
も圧力吸収１１り９を用いることもできるし、ｗＳ１４
図（Ｂ）に示した構成の表示素子ＤＥにも、必要に応じ
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）との間に耐蝕性の酸化硅
素ｎＱ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１］二することもできる
。

また、第１１図に示したカラーモザイグフィルタの赤色
フィルタ部（Ｒ）や緑色フィルタ部ＣＧ）や青色フィル
タ部（Ｂ）を、適宜、発熱霊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）−ト
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
１１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７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
適用できることは言うまでもない。

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：に子の発熱部
の配列は面状の点行列（ド・ント・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。４９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。この電極５０ａ
側は共通に接続されて接地されている。もう一方の゛上
極５０ｂ側は、スイッチング回路５１ａの電子スイフチ
に夫々接続されている。この電子スイフチのもう一端は
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の夫々の電子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は夫々赤色光、緑色光、青色光
を出力する赤色光源、緑色光源、６色光源で、この順に
時系列的に交カーに光を出す。

５６ａ、５６ｂはハーフミラ−で、大々緑色光源５７ｇ
、古色光源５７ｂからの光を反射させて赤色光ｉＱ　５
７　ｒの光の方向と同方向に向けるためのものである。

５５はシリントリ力ルレンス５４笠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−Ｆのラ
インａ−ａ’ヒにライン状に赤色光源５７ｒ、緑色光源
５７　ｇ　、　７＋゛色光ＴＡ５７　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ＤＥＬ：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ｒ−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７ｃ」二に集光される。５２
はレンズ、５３は光偏向器の１例とじてのカルパノミラ
ー、５８はレンズで、これらによって表示素子ＤＥの液
層加熱部から散乱されてきた光はスクリーン１２上に結
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応した像をスクリーン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からの赤色光は線像形成光学；Ｙ！５５
により表示素子ＤＥにライン状に結像される。これと同
期して、表示素子ＤＥの発熱素子５１の発熱抵抗体４９
はビデオ信号に応じて、スイッチング回路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ｙれた赤色光は、レンズ５２、ガルバノミラ
−５３、Ｌ／７ス５８を介してスクリーン１２−、にに
点像として結像ｙれる。次の緑色光源や古色光源につい
ても赤色光源と同様な動作によりビデオ信りに応じた点
像からなる線像がスクリーン１２１−の同一・線上に爪
掛される。このようにしてスクリーン１２上に次々とカ
ルパノミラ−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１２−１−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
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＋１！Ｊを用いない場合は、液層と発熱素子の間
にＳｔ□；＋’＠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１反射膜りと発熱素子との間に５ｉ０２’ｉの
絶縁層の薄膜を介在させることはいうまでもない。

ｍ２１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ｙ゛１温して、液体が薄層になって
いる液層２の中に不意に法気泡か発生することがある。

この様に蓄熱量が増大するとノイズの原因となり好まし
くない。

そこで５木１Δ示例では、液層２に於ける蓄熱を防ぐ為
に液層２内の液体が表示素子ＤＥ、気化室６３゜！（ｋ
化室６４の間を循環する様にした。

尚、気化室６３の役１］１オこのような余剰の熱を気化
熱どして奪い去ることど、不４１１１のｌべ気泡の発生
によって生ずる圧力を吸収又は緩和する機能を発揮する
ことである。又、気化室６３には、これを所定の減圧状
態に維持させるため減圧手段６２がイ・Ｊ加される。

気ｆヒ室６３がより低圧であれば、液体の法発速度力Ｕ
曽すから、放熱速度が早まること等も減圧−１段の効沫
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、再ひ表示素ｆＤＥ
内の液層２に注入される。

従っ−Ｃ，減圧手段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
再び液層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に圧力にょるノ、イスの除去に効果を発揮するもの
である。

更に、表示素子ＤＥに放熱手段又はペルチェ効果素子等
からなる冷却手段６１を旧設することにより、叙−にの
効果を助長することができるので１前述のヌクリーンＬ
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共を介在させること
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ごる。

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、真空ポンプや電磁ブ１゛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に不ＩＡ示
の液層加熱部が形成されるまでの時間を立」ニリ時間と
呼ぶことにすると、立上り時間はｌＯｐ、ｓｅｃ、程度
である。逆に、この液層加熱部が消滅ないしは消去され
る時間を立下り時間と呼ぶことにすると、立下り時間は
速いもので３０　ｇｓｅｃ、である。この様な、立」Ｌ
り時間、立下り時間は液層２に於ける液温やパルス印加
時間、印加電圧、放熱条件等に左右ｙ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
ることはでさない。しかしながら、残像効果等の見地か
ら、立下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程、低
消費電力で液層加熱部が形成され易いのでイｊ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（同７８℃、同０．５８　ｃａｌ／ｇ・ｄｅ
ｇ　ａｔ２５℃）、ｎ−プロピルアルコール（同９７℃
、同０．５１１６　　ｃａｌ／ｇ”　ｄｅｇ　ａｔ　　
２５℃）、イソプロピルアルコール（同り２℃、同０．
５８９　　ｃａｌ／ｇ争ｄｅｇ　ａｔ２０°Ｃり、ｎ−
ブチルアルコール（同１１８°Ｃ１同０．５ｆｔ３　　
ｃａｌ／ｇ＠ｄｅｇ　ａｔ　　２５°Ｃ）、ヘキサ〉・
（同１２６℃、同０，５０５　　ｃａｌ／ｇ−ｄｅｇ　
ａｔ　　２５℃）、ベンゼン（同８０℃、同０．２５　
ｃａｌ／ｇ−ｄｅｇ　ａｔ２５℃）、トルエン（同り１
０℃、同０．２６９ｃａｌ／ｇ＠ｄｅｇ　Ｉｔ　　２５
°Ｃ）、キシレン（同１４４、同０　、３８７　　ｃａ
ｌ／ｇ・ｄｅｇ　ａｔ　　３０°Ｃ）、四塩化炭素（同
７７°Ｃ１同０．２０７　　ｃａｌ／ｇ１１ｄａｇａＬ
　　２０℃）、エチレングリコール（同１９８°Ｃ１同
０゜５６１９ｃａｌ／ｇ壷ｄｅｇ　）　、グリセリン（
同２９０°Ｃ１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Ｍ６
成された場合は水（沸点１００℃、比熱１　　ｃａｌ／
ｇｏ　　ｄｅｇ）単独で構成ｙれる液層２の場合に比べ
て表示コントラス］・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°Ｃで
０．７　　ｃａｌ／ｇ−ｄｅｇ以丁である。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、
四塩化炭素等の低沸点溶媒では高温にすれば蒸気泡が生
ずるので温度をあまり高くすることはできない。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Δ１１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」−の液体なら
良ｌｉｆな表示コントラストが得られた。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、同４４、同５４
、同５５、同７５、同７７、同８１、同８３、同１０１
１回１１０、ｌ同１５２、Ｃ，１，アシ・ンドレント１
、同３、同５．同８、同１２、同１７、同１９、回２２
、同３１、同３２、同３７１回４１、同４７、同５６、
同６０、同７１、同１１２、同１１５、同１５４、同１
５５、同１６０、回１７１、同１８７、Ｃ，１，アシア
ンレン］・バイオレット５、同７、同１１、Ｃ，１，ダ
イレクトパイオレントロ、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２１゜Ｃ，１，アンッ
トイエローｌ、同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，１，タイレクトブル−１、同３７．同８３、同１２
７、同１４９、同２１５、同２３１．Ｃ，Ｉ　、アシ、
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一・のカラー画
像の表示が得られることになる。

また、液層加熱部が液層に形成された時（表示素子に観
察眼を近すけて見れば、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
ン上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」二に結像投影しても画像
表示できるものである。

以−にに詳説した通り、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表示画素としての液層加熱部の液層中でのイｆ
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）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
とかできる。

（４）、多色表示、並ひに、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適応できる。

（７）、ｇ％泡を形成して表示するのではなく液層を沸
点以上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、法気泡
消絨吟のキャビテーションにより表示、Ｅ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Ｔの耐久性が非常に高い
。

（８）、蒸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。

（１０）液層の液体の加熱程度に表示のコンｉ・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図は未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図は本発明の見、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
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図は本発明に係るヤトリッ
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プロ、り図。 第１９Ｍ、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。 に発熱要素　　　　　　２：液層 ３：透明保護板　　　　　４．照明光 ５：基板　　　　　　　　６：輻射線吸収層６ａ：輻射
線　　　　　　　７：格子 ７ａ：第１格子　　　　　　７ｂ：第２格子７ｃ　、　
？ｄ　＋遮光フィルタ　　　８：反射膜９、圧力吸収膜
　　　　　１０：発熱体層１１、シュリーレ〉ルンスｌ
ｌ’：結像レンズ１１ａ：レンズ　　　　　　　ｌｌｂ
：集光レンズ１２ニスクリーン　　　　　１３：液層加
熱部１４：入射光　　　　　　　１４′：光源１５：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１８：ミラー　　　　　　
　２０：光変調器２１：レーザ光源　　　　　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：
光学系　　　　　　　２７：レーザ発振器２８：レーザ
ビーム ２８：薄膜導波路型偏向器 °３０：ガルパノミラー 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、４ｅｃ、・・・・：列導線４７ａ、４
７ｂ、４７ｃ、・・・・：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／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　　　　　　　１０１：針軸
駆動回路１０２：列軸駆動回路　　　　１ｏ３：行軸選
択回路１０４：列軸選択回路　　　　１０５：画像制御
回路ＤＥ＝表示未了 Ｉ特許出願人　　　キャノン株式会社 （Ａ）　　　　　　　　　　　　　　（Ｂ）第１図 第　　２　　図 第　　４　　閃 第　　　５　　図 第　１０　　　閑 １９ 第　　１４　　図 巣１５凶 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 ７８６−

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、発熱
   抵抗体をドラ）−マトリックス状に配列し該液層の物性
   を変化させ且つ該液層に沸騰が生じない程度に加熱する
   ための発熱素子とを有する表示素子と、該表示素子を表
   示するための画情報に応じた信号を入力する針軸選択及
   び針軸駆動手段と動軸選択手段とを備えたことを特徴と
   する表示装置。