JP3782879B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、消費電力が小さく、画面輝度の大きな表示装置に関し、特に、入力される画像信号の属性に応じて光導波板に対するアクチュエータ部の接触・離隔方向の変位動作を制御して、光導波板の所定部位の漏れ光を制御することにより、光導波板に画像信号に応じた映像を表示させる表示装置に使用して好適な表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、表示装置として、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶表示装置、プラズマディスプレイ等の表示装置が知られている。
【０００３】
陰極線管としては、通常のテレビジョン受像機やコンピュータ用のモニタ装置等が知られているが、画面は明るいものの、消費電力が大きく、また、画面の大きさに比較して表示装置全体の奥行きが大きくなるという問題がある。また、表示画像の周辺部で分解能が低下し、像又は図形が歪む。記憶作用がない。大型表示ができないなどの難点もある。
【０００４】
この理由は、電子銃から放射された電子ビームを大きく偏向させることから、電子ビームがブラウン管の蛍光面に斜めに到達する箇所では発光点（ビームスポット）が広がり、像が斜めに表示されるようになる。これにより、表示画像に歪みが生じることになる。また、ブラウン管内部の大きな空間を真空に保つには限度があるからである。
【０００５】
一方、液晶表示装置は、装置全体を小型化でき、消費電力が少ないという利点があるものの、画面の輝度が劣り、画面視野角度が狭いという問題がある。また、電圧レベルにより階調表現を行うようにしているため、駆動回路の構成が非常に複雑になるという難点がある。
【０００６】
例えば、デジタルデータ線を用いた場合、その駆動回路は、コンポーネントＲＧＢデータ（各８ビット）を所定期間保持するラッチ回路と、電圧セレクタと、階調数に応じた種類の電圧レベルに切り換えるマルチプレクサと、該マルチプレクサからの出力データをデジタルデータ線に加えるための出力回路を有して構成される。この場合、階調数が大きくなるとマルチプレクサにおいて非常に多くのレベルの切換え動作が必要になり、それに伴って、回路構成が複雑になる。
【０００７】
アナログデータ線を用いた場合、その駆動回路は、順次入力されるコンポーネントＲＧＢデータ（各８ビット）を水平方向に整列させるためのシフトレジスタと、シフトレジスタからのパラレルデータを所定期間保持するラッチ回路と、電圧レベルの調整をとるレベルシフタと、レベルシフタからの出力データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、該Ｄ／Ａ変換器からの出力信号をアナログデータ線に加えるための出力回路を有して構成される。この場合、Ｄ／Ａ変換器において、オペアンプを使用することにより、階調に応じた所定の電圧を得るようにしているが、階調の範囲が広くなると、高精度の電圧を出力するオペアンプを使用する必要があり、構造が複雑になると共に価格も高くなるという欠点がある。
【０００８】
プラズマディスプレイは、液晶表示装置と同様に、表示部自体の体積が小さいため、小型化が可能であり、平板な表示面であるため、見やすいという長所があり、特に、交流型プラズマディスプレイにおいては、セルの記憶作用により、リフレッシュメモリが不要であるという長所も有する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記プラズマディスプレイにおいては、セルに記憶作用を持たせるために、印加電圧の極性を交番的に切り換えて放電を持続させる必要がある。そのため、駆動回路に、Ｘ方向のサスティンパルスを発生させるための第１のパルス発生器と、Ｙ方向のサスティンパルスを発生させるための第２のパルス発生器を設ける必要があり、駆動回路の構成がどうしても複雑になるという問題がある。また、行走査にかかる時間も長くなることから、高速スキャンが困難になり、高品位の画像表示に対応させることが難しい。
【００１０】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、行走査にかかる時間を大幅に短縮でき、高品位の画像表示に容易に対応させることができる表示装置を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、前記条件に加えて、表示階調の範囲を広くしても、複雑な電圧切換えや電圧選択等を行う必要がなく、使用電圧の設定数を最小限に抑えることができ、周辺回路系（駆動回路を含む）の構成の簡略化を実現させることができる表示装置を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、画素を構成するアクチュエータ部の形状保持層（圧電／電歪層や反強誘電体層）の記憶作用を最大限に活用してディスプレイとしての機能を発揮させることができ、発光の安定化、表示輝度（階調）の安定化を実現させることができる表示装置を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、画素の選択期間を最小にして消費電力の低減化を有効に図ることができる表示装置を提供することにある。
【００１４】
本発明に係る表示装置は、一主面と他主面とを有し、かつ、光源から出射される光が前記一主面と他主面で全反射されるように導入される光導波板と、前記光導波板の一主面の周囲に存在するエバネッセント領域へ散乱体を突入させる突入量を変化させることによって、前記光導波板の前記他主面から放出される散乱光量を表示階調として制御する駆動部とを有することを特徴とする。
【００１５】
これにより、光導波板の例えば端部から導入される光は、光導波板の屈折率の大きさを調節することにより、全ての光が光導波板の前面及び背面において透過することなく内部で全反射する（消光状態）。光導波板の一主面に何らかの物体（散乱体等）が光の波長以下の距離で接触すると、一旦、前記物体の表面に到達した光は、該物体の表面で反射して散乱光として、一部は再度光導波板の中で反射するが、散乱光の大部分は光導波板で反射されることなく、光導波板の前面を透過することになる（発光状態）。
【００１６】
この状態において、光導波板の一主面の周囲には、光のしみ出し（エバネッセント波）による領域（エバネッセント領域）が存在する。このエバネッセント領域での光エネルギー（エバネッセント波のエネルギー）は、光導波板と外部空間との界面に近づくほど大きく、前記界面から離れるに従って指数関数的に減衰する。
【００１７】
このエバネッセント領域に対して前記物体（散乱体等）を突入させることにより、その突入量に応じて発光量（輝度）が増大する。即ち、前記エバネッセント領域への突入量を変化させることによって表示階調を制御することができる。
【００１８】
この場合、画像の表示開始時点において前記物体を光導波板に対して接近する方向及び離間する方向に移動させるだけでよいため、行走査にかかる時間を大幅に低減させることができ、高品位の画像表示に容易に対応させることができる。
【００１９】
そして、前記駆動部として、該光導波板の前記一主面に対向して設け、かつ多数の画素に対応した数のアクチュエータ部を配列させて構成し、入力される画像信号の属性に応じて前記光導波板に対する前記アクチュエータ部の接触・離隔方向の変位動作を制御して、前記光導波板の所定部位の漏れ光を制御することにより、前記光導波板に前記画像信号に応じた映像を表示させるようにしてもよい。
【００２０】
また、本発明に係る表示装置においては、一主面と他主面とを有し、かつ、光源から出射される光が前記一主面と他主面で全反射されるように導入される光導波板と、前記光導波板の前記一主面に対向して設けられ、かつ、多数の画素に対応して設けられた多数のアクチュエータ部と、前記アクチュエータ部の変位動作を前記光導波板に伝達する変位伝達部と、前記アクチュエータ部の変位動作により前記変位伝達部の前記光導波板に対する接触面積をアナログ的に変化させることによって、前記光導波板の前記他主面から放出される散乱光量を表示階調として制御する駆動部とを設けて構成することも可能である。
【００２１】
この場合、アクチュエータ部が駆動部によって一方向に変位して変位伝達部が光導波板の一主面に接近する際、一般に、変位伝達部の表面（光導波板の一主面に対向した面）の一部が光導波板の一主面に接触し、アクチュエータ部の変位量の増加に応じて変位伝達部の表面の前記光導波板との接触部分が多くなる。この接触部分の面積が増えることによって、変位伝達部の表面で反射する光（散乱光）の量が増加し、当該アクチュエータ部に対応する画素の輝度レベルが高くなる。反対に、駆動部によってアクチュエータ部の変位量が減少し、変位伝達部が光導波板から離間すると、その離間幅に応じて画素の輝度レベルが低下する。即ち、駆動部のアクチュエータ部に対する変位操作によって画素に対する表示階調の制御を行うことができる。
【００２２】
そして、これらの発明において、少なくとも１行単位にアクチュエータ部を選択する第１の駆動回路と、選択行に対して表示用情報を出力する第２の駆動回路と、第１及び第２の駆動回路を制御する信号制御回路とを具備させ、前記信号制御回路によって少なくとも電圧変調方式で階調制御すべく前記第１及び第２の駆動回路を制御するようにしてもよい。
【００２３】
これにより、信号制御回路による制御によって、第１の駆動回路は、少なくとも１行単位にアクチュエータ部（画素）を選択し、第２の駆動回路は、選択された行（選択行）の各画素に表示情報を出力する。このとき、各画素の表示が少なくとも電圧変調方式で階調表現されるように、第１及び第２の駆動回路が信号制御回路を通じて制御される。
【００２４】
ここで、前記第１及び第２の駆動回路は、次の点を特徴とすることが望ましい。
(1) アクチュエータ部が容量性負荷となるため、該容量性負荷を駆動することを考慮に入れて、例えばアクチュエータ部を屈曲変位させる電圧（オン電圧）の印加終了時に容量性負荷に加わる分圧比が５０％以上であることが望ましい。
(2) 画素のオン状態及びオフ状態が表現できるだけのアクチュエータ部の変位量を得るために、２０Ｖ以上の電圧出力が可能であることが望ましい。
(3) 出力電流の向きが双方向にとられることを考慮に入れることが望ましい。
(4) 行方向及び列方向の２電極構造の負荷を駆動することができることが望ましい。
【００２５】
そして、前記構成において、アクチュエータ部を、形状保持層と、該形状保持層に形成された少なくとも一対の電極とを有する作動部と、該作動部を支持する振動部と、該振動部を振動可能に支持する固定部とを設けて構成し、前記駆動部に前記一対の電極への電圧印加によって生じる前記アクチュエータ部の変位動作を前記光導波板に伝達する変位伝達部を設けることが望ましい。
【００２６】
ここで、形状保持層を有するアクチュエータ部とは、同じ電圧レベルにおいて、２つ乃至それ以上の変位状態を少なくとも有するアクチュエータ部を指す。
【００２７】
これにより、光導波板の例えば端部から導入される光は、光導波板の屈折率の大きさを調節することにより、全ての光が光導波板の前面及び背面において透過することなく内部で全反射する（オフ状態）。この状態において、光導波板の一主面に変位伝達部が光の波長以下の距離で接触すると、一旦、変位伝達部の表面に到達した光は、変位伝達部の表面で反射して散乱光として、一部は再度光導波板の中で反射するが、散乱光の大部分は光導波板で反射されることなく、光導波板の前面を透過することになる（オン状態）。
【００２８】
このように、光導波板の背面にある変位伝達部の接触の有無により、光導波板の前面における光の発光（漏れ光）の有無を制御することができる。この場合、光導波板に対して変位伝達部を接触・離隔方向に変位動作させる１つの単位を１画素として考えれば、この画素を多数マトリクス状に配列し、入力される画像信号の属性に応じて各画素での変位動作を制御することにより、陰極線管や液晶表示装置と同様に、光導波板の前面に画像信号に応じた映像（文字や図形等）を表示させることができる。
【００２９】
また、形状保持層を有するアクチュエータ部による特徴は以下の通りである。(1) オフ状態からオン状態へのしきい値特性が形状保持層が存在しない場合と比して急峻になるため、電圧の振れ幅を狭くでき、回路側の負担を軽減することができる。
(2) オン状態及びオフ状態の差が明確になり、コントラストの向上につながる。(3) しきい値のばらつきが小さくなり、電圧の設定範囲に余裕が生まれる。
【００３０】
なお、アクチュエータ部としては、制御の容易性から、例えば上向きに変位するアクチュエータ部（電圧無負荷で離隔状態、電圧印加時に接触するもの）であることが望ましい。特に、表面に一対の電極をもつ構造であることが望ましい。
【００３１】
前記形状保持層としては、例えば圧電／電歪層や反強誘電体層が好ましく用いられる。
【００３２】
そして、前記構成において、前記アクチュエータ部への選択の際に、前記信号制御回路によって前記第２の駆動回路を通じて印加される電圧を表示階調に応じてアナログ制御するようにしてもよい。
【００３３】
特に、前記光導波板における表示面に静止画像を表示させる場合にあっては、最小静止画像表示期間の終了時に、前記第２の駆動回路を通じて、表示画像に応じてアナログ調整されたリフレッシュ電圧を各アクチュエータ部に印加するようにしてもよい。
【００３４】
この場合、各アクチュエータ部に対する定期的なリフレッシュ電圧の印加により、各アクチュエータ部の変位状態がその階調レベルまで復元されるため、前記最小静止画像表示期間以上に静止画像表示を維持させることができる。これにより、静止画像表示の応用例の一種であるいわゆる電子ポスタ等に用いて好適となる。
【００３５】
また、前記アクチュエータ部への選択の際に、前記信号制御回路によって前記第２の駆動回路を通じて印加される微小パルス信号の印加回数を表示階調に応じて変化させるようにしてもよい。
【００３６】
この場合、画像の表示開始時点において、アクチュエータ部に対してその階調に応じた分の微小パルス信号を印加させるだけでよいため、非常に高速な行走査が可能となり、高品位の画像表示に容易に対応させることができる。
【００３７】
特に、デジタルデータをアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換器が不要となり、しかも、表示階調の範囲を広くしても、複雑な電圧切換えや電圧選択等を行う必要がないため、使用電圧の設定数を最小限に抑えることができ、周辺回路系（駆動回路を含む）の構成の簡略化を実現させることができる。
【００３８】
前記微小パルス信号のパルス幅及び／又は振幅は、最大の表示階調を考慮して設定するようにしてもよいし、前記光導波板に導入される光の波長に応じて設定するようにしてもよい。
【００３９】
また、前記光導波板に対する光の入射角を前記光導波板に導入される光の波長に応じて設定するようにしてもよい。
【００４０】
一般に、エバネッセント領域の深さ（光導波板と外部空間との界面におけるエバネッセント波のエネルギー値が１／ｅになる深さ）は、光の波長が長くなるに従って大きくなり、光導波板に対する光の入射角が大きくなるほど小さくなる。
【００４１】
このことから、光源から赤色光、緑色光及び青色光を導入した場合を想定したとすると、各光は波長が異なるため、各光でのエバネッセント領域の深さ及びエバネッセント波のエネルギー分布も異なる。
【００４２】
しかし、本発明では、光導波板に導入される光の波長に応じて入射角を変えるようにしているため、各光でのエバネッセント波のエネルギー分布をほぼ同じにすることが可能となり、各光間での輝度ばらつきを有効に補正することができる。
【００４３】
そして、前記光導波板における表示面に静止画像を表示させる場合にあっては、最小静止画像表示期間の終了時に、前記第２の駆動回路を通じて少なくとも１つの前記微小パルス信号からなるリフレッシュパルスを各アクチュエータ部に印加するようにしてもよい。
【００４４】
この場合、各アクチュエータ部に対する定期的なリフレッシュパルスの印加により、各アクチュエータ部の変位状態がその階調レベルまで復元されるため、前記最小静止画像表示期間以上に静止画像表示を維持させることができる。これにより、静止画像表示の応用例の一種であるいわゆる電子ポスタ等に用いて好適となる。
【００４５】
また、前記光導波板における表示面に動画像を表示させる場合にあっては、前記動画像における１枚の画像を表示させる期間を１フィールドとしたとき、各フィールドの終了の際に、前記第２の駆動回路を通じて、前記アクチュエータ部の変位をリセットさせるに十分なリセット電圧を印加するようにしてもよい。
【００４６】
この場合、１フィールドの開始時点において微小パルス信号が階調に応じた回数ほど印加され、１フィールドの終了時点においてリセット電圧が印加されるだけであり、その間におけるアクチュエータ部への電圧印加等は不要とされる。そのため、アクチュエータ部を駆動するためにかかる消費電力を大幅に低減することができ、信号処理における時間的な余裕を持たせることができ、より高速な処理、例えばハイビジョン画像の表示やコンピュータグラフィックスの表示等への移行にも容易に対応させることができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る表示装置の実施の形態例（以下、単に実施の形態に係る表示装置と記す）を図１〜図２１を参照しながら説明する。
【００４８】
この実施の形態に係る表示装置Ｄは、図１に示すように、光源２００から出射された光１０が導入される光導波板１２と、該光導波板１２の背面に対向して設けられ、かつ多数のアクチュエータ部１４が画素に対応して配列された駆動部１６を有して構成されている。 駆動部１６は、例えばセラミックスにて構成された基体１８を有し、該基体１８の各画素に応じた位置にアクチュエータ部１４が配設されている。前記基体１８は、一主面が光導波板１２の背面に対向するように配置されており、該一主面は連続した面（面一）とされている。基体１８の内部には、各画素に対応した位置にそれぞれ後述する振動部を形成するための空所２０が設けられている。各空所２０は、基体１８の他端面に設けられた径の小さい貫通孔１８ａを通じて外部と連通されている。
【００４９】
前記基体１８のうち、空所２０の形成されている部分が薄肉とされ、それ以外の部分が厚肉とされている。薄肉の部分は、外部応力に対して振動を受けやすい構造となって振動部２２として機能し、空所２０以外の部分は厚肉とされて前記振動部２２を支持する固定部２４として機能するようになっている。
【００５０】
つまり、基体１８は、最下層である基板層１８Ａと中間層であるスペーサ層１８Ｂと最上層である薄板層１８Ｃの積層体であって、スペーサ層１８Ｂのうち、画素に対応する箇所に空所２０が形成された一体構造体として把握することができる。基板層１８Ａは、補強用基板として機能するほか、配線用の基板としても機能するようになっている。なお、前記基体１８は、一体焼成であっても、後付けであってもよい。
【００５１】
各アクチュエータ部１４は、図１に示すように、前記振動部２２と固定部２４のほか、該振動部２２上に直接形成された圧電／電歪層や反強誘電体層等の形状保持層２６と、該形状保持層２６の上面に形成された一対の電極２８（ロー電極２８ａ及びカラム電極２８ｂ）とを有するアクチュエータ部本体３０と、図１に示すように、該アクチュエータ部本体３０上に接続され、かつ光導波板１２との接触面積を大きくして画素に応じた面積にする変位伝達部３２とを有して構成されている。
【００５２】
即ち、この表示装置Ｄは、基体１８上に、形状保持層２６及び一対の電極２８からなるアクチュエータ部本体３０を形成した構造を有する。一対の電極２８は、形状保持層２６に対して上下に形成した構造や片側だけに形成した構造であってもかまわないが、基体１８と形状保持層２６との接合性を有利にするには、この表示装置Ｄのように、基体１８と形状保持層２６とが段差のない状態で直接接するように、形状保持層２６の上部（基体１８とは反対側）のみに一対の電極２８を形成した方が好ましい。
【００５３】
ここで、各部材の形状について図２〜図１０を参照しながら説明する。まず、図２に示すように、基体１８に形成される空所２０の周面形状、即ち振動部２２の平面形状は円形状とされ（破線参照）、形状保持層２６の平面形状（一点鎖線参照）並びに一対の電極２８にて形づくられる外周形状（実線参照）も円形状とされている。この場合、振動部２２の大きさが最も大きく、次いで一対の電極２８の外周形状とされ、形状保持層２６の平面形状が最も小さく設定されている。なお、一対の電極２８の外周形状が最も大きくなるように設定してもよい。
【００５４】
形状保持層２６上に形成される一対の電極２８（ロー電極２８ａ及びカラム電極２８ｂ）の平面形状は、例えば図３に示すように、これら一対の電極２８ａ及び２８ｂが互いに並行し、かつ相互に離間された数ターンの渦巻き状とされている。この渦巻きのターン数は、実際は、５ターン以上であるが、図３の例では、図面の複雑化を避けるために３ターンとして記載してある。
【００５５】
そして、各電極２８ａ及び２８ｂに通じる配線は、図２に示すように、多数の画素の行数に応じた本数の垂直選択線４０と、多数の画素の列数に応じた本数の信号線４２とを有する。各垂直選択線４０は、各画素（アクチュエータ部１４：図１参照）におけるロー電極２８ａに電気的に接続され、各信号線４２は、各画素１４のカラム電極２８ｂに電気的に接続されている。また、前記各垂直選択線４０は、前列の画素に関するロー電極２８ａから導出されて当該画素に関するロー電極２８ａに接続されて、１つの行に関し、シリーズに配線された形となっている。信号線４２は、列方向に延びる本線４２ａと該本線４２ａから分岐して各画素１４のカラム電極２８ｂに接続される支線４２ｂからなる。
【００５６】
各垂直選択線４０への電圧信号の供給は、図示しない配線基板（基体１８の他主面に貼り合わされている）からスルーホール４４を通じて行われ、各信号線４２への電圧信号の供給も、図示しない前記配線基板からスルーホール４６を通じて行われるようになっている。
【００５７】
スルーホール４４及び４６の配置パターンとしては種々のものが考えられるが、図２の例では、垂直選択線４０のスルーホール４４は、行数をＭ、列数をＮとしたとき、Ｎ＝Ｍ又はＮ＞Ｍの場合においては、ｎ行ｎ列（ｎ＝１，２・・・）の画素の近傍で、かつ（ｎ−１）列の信号線（本線）寄りの位置に形成され、Ｎ＜Ｍの場合においては、（αＮ＋ｎ）行ｎ列（α＝０，１・・・（Ｍ／Ｎの商−１））の画素の近傍で、かつ（ｎ−１）列の信号線（本線）寄りの位置に形成される。
【００５８】
一方、信号線４２のスルーホール４６は、Ｎ＝Ｍ又はＮ＜Ｍの場合においては、各信号線４２の本線４２ａ上であって、かつｎ行ｎ列（ｎ＝１，２・・・）の画素に近接する位置に形成され、Ｎ＞Ｍの場合においては、各信号線４２の本線４２ａ上であって、かつｎ行（βＭ＋ｎ）列（β＝０，１・・・（Ｎ／Ｍの商−１））の画素に近接する位置に形成される。また、垂直選択線４０のスルーホール４４は、信号線４２の場合と異なって、垂直選択線４０上に形成されないため、スルーホールと一方の電極２８ａ間にそれらの電気的導通を図るための中継導体４８が形成される。
【００５９】
なお、各垂直選択線４０と各信号線４２とが交差する部分には、互いの配線４０及び４２間の絶縁をとるためにシリコン酸化膜、ガラス膜、樹脂膜等からなる絶縁膜５０（二点鎖線で示す）が介在されている。
【００６０】
前記一対の電極２８の平面形状としては、図３に示す渦巻き形状のほかに、図４に示すような形状としてもよい。具体的には、一対の電極２８ａ及び２８ｂが共に、前記形状保持層２６上の中心に向かって延びる幹部５２及び５４と該幹部５２及び５４から多数枝分かれしてなる枝部５６及び５８を有する形状を具備し、かつ一対の電極２８ａ及び２８ｂが、相互に離間されて相補形に配列された形状（以下、便宜的に多枝形状と記す）としてもよい。
【００６１】
上述のような構成を有する表示装置Ｄでは、振動部２２の平面形状、形状保持層２６の平面形状及び一対の電極２８にて形づくられる外周形状を円形状とした場合を示したが、その他、図５及び図６に示すように長円形状（トラック形状）や、図７に示すように楕円形状としてもよい。
【００６２】
また、図８に示すように、振動部２２の平面形状及び形状保持層２６の平面形状を共に矩形状とし、コーナー部が角のとれた形状や、図９に示すように、振動部２２の平面形状及び形状保持層２６の平面形状を共に多角形状（例えば八角形状）とし、各頂角部分が丸みを帯びた形状としてもよい。
【００６３】
また、振動部２２の形状、形状保持層２６の平面形状、一対の電極２８にて形づくられる外周形状は、円と楕円の組み合わせでもよいし、矩形状と楕円の組み合わせでもよく、特に限定されるものではない。また、形状保持層２６の平面形状は、ここでは図示しないが、リング状とすることも好ましく採用される。この場合も、外周形状として、円、楕円、矩形状など種々のものが挙げられる。形状保持層２６の平面形状をリング状とすることにより、中空部分に電極を形成する必要がないため、変位量を小さくすることなく静電容量を小さくすることができる。
【００６４】
図２、図８及び図９の例では、基体１８上での各アクチュエータ部１４（画素）の配置をマトリクス状とした例を示したが、その他、図７で示すように、各行に対して画素（アクチュエータ部１４）を千鳥状に配置するようにしてもよい。この図７の配置パターンの場合は、各行に関するアクチュエータ部１４（画素）の配置が千鳥状となることから、各行に関し、それぞれ垂直選択線４０を結ぶライン（一点鎖線ａで示す）はジグザグ状とされる。信号線４２は、図示しない配線基板において、破線ｂに示すように、前記千鳥状に配される画素１４のうち、例えば垂直方向上側に位置する画素（アクチュエータ部１４）に対応する箇所に２本の信号線４２を互いに近接させて配線したパターンを有する。そして、図７上、千鳥状に配される画素のうち、例えば垂直方向上側に位置する画素（アクチュエータ部１４）のカラム電極２８ｂが、前記互いに近接する２本の信号線４２及び４２のうち、右側の信号線４２と中継導体６０及びスルーホール６２を通じて電気的に接続され、垂直方向下側に位置する画素（アクチュエータ部１４）のカラム電極２８ｂが、前記互いに近接する２本の信号線４２及び４２のうち、左側の信号線４２と中継導体６４及びスルーホール６６を通じて電気的に接続される。
【００６５】
次に、前記構成を有する表示装置Ｄの動作を図１を参照しながら簡単に説明する。まず、光導波板１２の例えば端部から光１０が導入される。この場合、光導波板１２の屈折率の大きさを調節することにより、全ての光１０が光導波板１２の前面及び背面において透過することなく内部で全反射する。この状態において、あるアクチュエータ部１４が選択状態とされて、光導波板４２の背面に前記アクチュエータ部１４に対応する変位伝達部３２が光１０の波長以下の距離で接触すると、一旦、変位伝達部３２の表面に到達した光１０は、変位伝達部３２の表面で反射して散乱光７０として、一部は再度光導波板１２の中で反射するが、散乱光７０の大部分は光導波板１２で反射されることなく、光導波板１２の前面を透過することになる。
【００６６】
つまり、光導波板１２の背面にある変位伝達部３２の接触の有無により、光導波板１２の前面における光の発光（漏れ光）の有無を制御することができる。特に、本実施例に係る表示装置Ｄでは、光導波板１２に対して変位伝達部３２を接触・離隔方向に変位動作させる１つの単位を１画素とし、更にこの画素を多数マトリクス状、あるいは各行に関し千鳥状に配列するようにしているため、入力される画像信号の属性に応じて各画素での変位動作を制御することにより、陰極線管や液晶表示装置並びにプラズマディスプレイと同様に、光導波板の前面に画像信号に応じた映像（文字や図形等）を表示させることができる。
【００６７】
ここで、光導波板１２に入射される光１０としては、紫外域、可視域、赤外域のいずれでもよい。光源２００としては、白熱電球、重水素放電ランプ、蛍光ランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、トリチウムランプ、発光ダイオード、レーザー、プラズマ光源、熱陰極管、冷陰極管などが用いられる。
【００６８】
次に、形状保持層２６として圧電層を用いた場合の各アクチュエータ部１４での動作原理を図１０の屈曲変位特性に基づいて説明する。図１０に示す屈曲変位特性は、アクチュエータ部１４におけるロー電極２８ａ及びカラム電極２８ｂ間に分極処理のための電圧を印加して、形状保持層２６を分極処理した後、アクチュエータ部１４に加えられる電圧を連続的に変化させたときのアクチュエータ部１４の屈曲変位をみたものである。この例では、図１に示すように、アクチュエータ部１４が一方向（光導波板１２に接近する方向）に屈曲変位する場合を正方向としている。
【００６９】
具体的に前記屈曲変位特性の測定について一例をあげて説明する。まず、形状保持層２６を分極処理するためにロー電極２８ａ及びカラム電極２８ｂ間に電圧をかけると、形状保持層２６の一主面において面方向に正方向の電界が生じる。
【００７０】
表示装置Ｄのアクチュエータ部１４として使用する電圧の使用範囲（Ｖｒ〜Ｖｈ）を超えた電圧を例えば７時間、適度な温度下において印加することによって、発生した電界と同じ方向に分極処理される。
【００７１】
その後、ロー電極２８ａ及びカラム電極２８ｂ間への電圧印加を停止して電圧無負荷状態とする。そして、測定開始と共に、アクチュエータ部１４のロー電極２８ａ及びカラム電極２８ｂ間に周波数が１ｋＨｚ、正側ピーク電圧がＶｈ、負側ピーク電圧がＶｒのｓｉｎ波を印加し、各ポイント（点Ａ〜点Ｈ）での変位量を連続してレーザ変位計で測定する。このときの測定結果を電界−屈曲変位グラフにプロットしたものが図１０の屈曲変位特性である。図１０の矢印に示すように、屈曲変位の変位量は、印加電圧の連続的な増減によってある程度のヒステリシスをもって連続的に変化している。
【００７２】
具体的に、まず、測定を点Ｂで示す電圧無負荷状態（印加電圧＝０Ｖ）から開始したとすると、この点Ｂにおいては、形状保持層２６に分極処理による一様の電界が生じているだけであるため、形状保持層２６に伸びは生じず、変位伝達部３２と光導波板１２とは離隔された状態、即ち、オフ状態にある。
【００７３】
次に、アクチュエータ部１４のロー電極２８ａ及びカラム電極２８ｂ間に正側ピーク電圧（Ｖｈ）が印加されると、点Ｅに示すように、アクチュエータ部１４は、一方向（光導波板１２に接近する方向）に屈曲変位する。このアクチュエータ部１４の凸状変形によって変位伝達部３２が光導波板１２側に変位し、該変位伝達部３２は光導波板１２に接触することとなる。
【００７４】
変位伝達部３２は、アクチュエータ部本体３０の屈曲変位に対応して光導波板１２の背面に接触するものであるが、変位伝達部３２が光導波板１２の背面に接触すると、例えば光導波板１２内で全反射されていた光１０が、光導波板１２の背面を透過して変位伝達部３２の表面まで透過し、変位伝達部３２の表面で反射する。これによって、当該アクチュエータ部１４に対応する画素がオン状態となる。
【００７５】
なお、変位伝達部３２は、光導波板１２の背面を透過した光を反射するため、更には光導波板１２との接触面積を所定以上に大きくするために設けられるものである。即ち、変位伝達部３２と光導波板１２との接触面積により、発光面積が規定される。
【００７６】
そして、前記表示装置Ｄでは、変位伝達部３２は、実質的な発光面積を規定する板部材３２ａと、アクチュエータ部１４の変位を板部材３２ａに伝達するための変位伝達部材３２ｂを有する。
【００７７】
また、光導波板１２に接触する板部材３２ａ以外の部分をブラックマトリクスで覆うことが好ましい。中でも、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｇ等の金属膜をブラックマトリクスとして使うと光の吸収が小さいため、光導波板１２を伝搬する光の減衰、散乱を抑制することができ、特に好ましく用いられる。
【００７８】
次に、アクチュエータ部１４の一対の電極２８ａ及び２８ｂ間への電圧印加を停止して、電圧無負荷状態とした場合、アクチュエータ部１４は、凸の状態から元の状態（点Ｂの状態）に戻ろうとするが、ヒステリシス特性の関係から、完全に点Ｂの状態までは戻らず、点Ｂよりも僅かに一方向に変位した状態（点Ｈの状態）となる。この状態においては、変位伝達部３２と光導波板１２とは隔離された状態、即ち、ＯＦＦ状態となっている。
【００７９】
次に、アクチュエータ部１４の一対の電極２８ａ及び２８ｂ間に負側ピーク電圧（Ｖｒ）が印加されると、点Ａに示すように、前記電圧無負荷状態での僅かな一方向への変位が打ち消されて、完全に元の状態に復元することになる。
【００８０】
従って、図１０の屈曲変位特性からもわかるように、正のピーク電圧Ｖｈを動作電圧、負のピーク電圧をリセット電圧として定義することが可能である。以下、この定義に沿って説明を行う。
【００８１】
なお、前記形状保持層２６を有するアクチュエータ部１４の特徴は以下の通りである。
(1) オフ状態からオン状態へのしきい値特性が形状保持層２６が存在しない場合と比して急峻になるため、電圧の振れ幅を狭くでき、回路側の負担を軽減することができる。
(2) オン状態及びオフ状態の差が明確になり、コントラストの向上につながる。
(3) しきい値のばらつきが小さくなり、電圧の設定範囲に余裕が生まれる。
【００８２】
なお、アクチュエータ部１４としては、制御の容易性から、例えば上向きに変位するアクチュエータ部１４（電圧無負荷で離隔状態、電圧印加時に接触するもの）であることが望ましい。
【００８３】
次に、前記アクチュエータ部１４の各構成部材、特に各構成部材の材料等の選定について説明する。
【００８４】
まず、振動部２２は、高耐熱性材料であることが好ましい。その理由は、アクチュエータ部１４を有機接着剤等の耐熱性に劣る材料を用いずに、固定部２４によって直接振動部２２を支持させる構造とする場合、少なくとも形状保持層２６の形成時に、振動部２２が変質しないようにするため、振動部２２は、高耐熱性材料であることが好ましい。
【００８５】
また、振動部２２は、基体１８上に形成される一対の電極２８におけるロー電極２８ａに通じる垂直選択線４０とカラム電極２８ｂに通じる信号線４２との電気的な分離を行うために、電気絶縁材料であることが好ましい。
【００８６】
従って、振動部２２は、高耐熱性の金属あるいはその金属表面をガラス等のセラミック材料で被覆したホーロー等の材料であってもよいが、セラミックスが最適である。
【００８７】
振動部２２を構成するセラミックスとしては、例えば安定化された酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、スピネル、ムライト、窒化アルミニウム、窒化珪素、ガラス、これらの混合物等を用いることができる。安定化された酸化ジルコニウムは、振動部２２の厚みが薄くても機械的強度が高いこと、靭性が高いこと、形状保持層２６及び一対の電極２８との化学反応性が小さいこと等のため、特に好ましい。安定化された酸化ジルコニウムとは、安定化酸化ジルコニウム及び部分安定化酸化ジルコニウムを包含する。安定化された酸化ジルコニウムでは、立方晶等の結晶構造をとるため、相転移を起こさない。
【００８８】
一方、酸化ジルコニウムは、１０００℃前後で、単斜晶と正方晶とで相転移し、この相転移のときにクラックが発生する場合がある。安定化された酸化ジルコニウムは、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、酸化スカンジウム、酸化イッテルビウム、酸化セリウム又は希土類金属の酸化物等の安定化剤を、１〜３０モル％含有する。振動部２２の機械的強度を高めるために、安定化剤が酸化イットリウムを含有することが好ましい。このとき、酸化イットリウムは、好ましくは１．５〜６モル％含有し、更に好ましくは２〜４モル％含有することであり、更に０．１〜５モル％の酸化アルミニウムが含有されていることが好ましい。
【００８９】
また、結晶相は、立方晶＋単斜晶の混合相、正方晶＋単斜晶の混合相、立方晶＋正方晶＋単斜晶の混合相などであってもよいが、中でも主たる結晶相が、正方晶、又は正方晶＋立方晶の混合相としたものが、強度、靭性、耐久性の観点から最も好ましい。
【００９０】
振動部２２がセラミックスからなるとき、多数の結晶粒が振動部２２を構成するが、振動部２２の機械的強度を高めるため、結晶粒の平均粒径は、０．０５〜２μｍであることが好ましく、０．１〜１μｍであることが更に好ましい。
【００９１】
固定部２４は、セラミックスからなることが好ましいが、振動部２２の材料と同一のセラミックスでもよいし、異なっていてもよい。固定部２４を構成するセラミックスとしては、振動部２２の材料と同様に、例えば、安定化された酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、スピネル、ムライト、窒化アルミニウム、窒化珪素、ガラス、これらの混合物等を用いることができる。
【００９２】
特に、本実施の形態に係る表示装置で用いられる基体１８は、酸化ジルコニウムを主成分とする材料、酸化アルミニウムを主成分とする材料、又はこれらの混合物を主成分とする材料等が好適に採用される。その中でも、酸化ジルコニウムを主成分としたものが更に好ましい。
【００９３】
なお、焼結助剤として粘土等を加えることもあるが、酸化珪素、酸化ホウ素等のガラス化しやすいものが過剰に含まれないように、助剤成分を調節する必要がある。なぜなら、これらガラス化しやすい材料は、基体１８と形状保持層２６とを接合させる上で有利ではあるものの、基体１８と形状保持層２６との反応を促進し、所定の形状保持層２６の組成を維持することが困難となり、その結果、素子特性を低下させる原因となるからである。
【００９４】
即ち、基体１８中の酸化珪素等は重量比で３％以下、更に好ましくは１％以下となるように制限することが好ましい。ここで、主成分とは、重量比で５０％以上の割合で存在する成分をいう。
【００９５】
形状保持層２６は、上述したように、圧電／電歪層や反強誘電体層等を用いることができるが、形状保持層２６として圧電／電歪層を用いる場合、該圧電／電歪層としては、例えば、ジルコン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、マグネシウムタンタル酸鉛、ニッケルタンタル酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、チタン酸鉛、チタン酸バリウム、マグネシウムタングステン酸鉛、コバルトニオブ酸鉛等、又はこれらの何れかの組合せを含有するセラミックスが挙げられる。
【００９６】
これらの化合物が５０重量％以上を占める主成分であってもよいことはいうまでもない。また、前記セラミックスのうち、ジルコン酸鉛を含有するセラミックスは、形状保持層２６を構成する圧電／電歪層の構成材料として最も使用頻度が高い。
【００９７】
また、圧電／電歪層をセラミックスにて構成する場合、前記セラミックスに、更に、ランタン、カルシウム、ストロンチウム、モリブデン、タングステン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガン等の酸化物、若しくはこれらの何れかの組合せ、又は他の化合物を、適宜、添加したセラミックスを用いてもよい。例えば、マグネシウムニオブ酸鉛とジルコン酸鉛及びチタン酸鉛とからなる成分を主成分とし、更にランタンやストロンチウムを含有するセラミックスを用いることが好ましい。
【００９８】
圧電／電歪層は、緻密であっても、多孔質であってもよく、多孔質の場合、その気孔率は４０％以下であることが好ましい。
【００９９】
形状保持層２６として反強誘電体層を用いる場合、該反強誘電体層としては、ジルコン酸鉛を主成分とするもの、ジルコン酸鉛とスズ酸鉛とからなる成分を主成分とするもの、更にはジルコン酸鉛に酸化ランタンを添加したもの、ジルコン酸鉛とスズ酸鉛とからなる成分に対してジルコン酸鉛やニオブ酸鉛を添加したものが望ましい。
【０１００】
特に下記の組成のようにジルコン酸鉛とスズ酸鉛からなる成分を含む反強誘電体膜をアクチュエータ部１４のような膜型素子として適用する場合、比較的低電圧で駆動することができるため、特に好ましい。
【０１０１】
Ｐｂ0.99Ｎｂ0.02［（Ｚｒx Ｓｎ1-x ）1-y Ｔｉy ］0.98Ｏ3
但し、0.5 ＜ｘ＜ 0.6，0.05＜ｙ＜ 0.063，0.01＜Ｎｂ＜ 0.03
また、この反強誘電体膜は、多孔質であってもよく、多孔質の場合には気孔率３０％以下であることが望ましい。
【０１０２】
そして、前記基体１８における振動部２２の厚みと該振動部２２上に形成される形状保持層２６の厚みは、同次元の厚みであることが好ましい。なぜなら、振動部２２の厚みが極端に形状保持層２６の厚みより厚くなると（１桁以上異なると）、形状保持層２６の焼成収縮に対して、振動部２２がその収縮を妨げるように働くため、形状保持層２６と基体１８界面での応力が大きくなり、はがれ易くなる。反対に、厚みの次元が同程度であれば、形状保持層２６の焼成収縮に基体１８（振動部２２）が追従し易くなるため、一体化には好適である。具体的には、振動部２２の厚みは、１〜１００μｍであることが好ましく、３〜５０μｍが更に好ましく、５〜２０μｍが更になお好ましい。一方、形状保持層２６は、その厚みとして５〜１００μｍが好ましく、５〜５０μｍが更に好ましく、５〜３０μｍが更になお好ましい。
【０１０３】
前記形状保持層２６上に形成される一対の電極２８は、用途に応じて適宜な厚さとするが、０．０１〜５０μｍの厚さであることが好ましく、０．１〜５μｍが更に好ましい。また、前記一対の電極２８は、室温で固体であって、導電性の金属で構成されていることが好ましい。例えば、アルミニウム、チタン、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、銀、スズ、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、金、鉛等を含有する金属単体又は合金が挙げられる。これらの元素を任意の組合せで含有していてもよいことはいうまでもない。
【０１０４】
変位伝達部３２の変位伝達部材３２ｂは、アクチュエータ部１４の変位を直接光導波板１２に伝達できる程度の硬度を有するものが好ましい。従って、前記変位伝達部材３２ｂの材質としては、ゴム、有機樹脂、有機接着フイルム、ガラス等が好ましいものとして挙げられるが、電極層そのものあるいは圧電体ないしは上述したセラミックス等の材質であってもかまわない。最も好ましくは、エポキシ系、アクリル系、シリコーン系、ポリオレフィン系等の有機樹脂又は有機接着フイルムがよい。更に、これらにフィラーを混ぜて硬化収縮を抑制することも有効である。
【０１０５】
板部材３２ａの材質としては、前記変位伝達部材３２ｂの材料のほか、エポキシ系、アクリル系、シリコーン系等の有機樹脂に高屈折率を有するセラミック粉末、例えばジルコニア粉末、チタニア粉末、酸化鉛粉末、それらの混合粉末等を高分散させた材料が、発光効率、平坦性維持の点で望ましい。この場合、樹脂重量：セラミック粉末重量＝１：（０．１〜１０）がよい。更に、前記組成に平均粒径０．５〜１０μｍのガラス粉末をセラミック粉末に対して１：（０．１〜１．０）の割合で添加すると、光導波板１２の面との接触性、離型性が改良されるため好ましい。
【０１０６】
なお、前記板部材３２ａは、光導波板１２と接触する部分（面）の平坦度、平滑度が、アクチュエータ部１４の変位量に比較して十分小さくすることが好ましく、具体的には、１μｍ以下、更に好ましくは０．５μｍ以下、特に好ましくは０．１μｍ以下である。但し、変位伝達部３２の光導波板１２と接触する部分（面）の平坦度は、変位伝達部３２が光導波板１２に接触した状態での隙間を減ずるために重要であって、接触した状態で当該接触部分が変形するものであれば前記平坦度に必ずしも限定されるものではない。
【０１０７】
前記変位伝達部３２のアクチュエータ部本体３０への接続は、変位伝達部３２として上述した材料を使用する場合には、接着剤を使って上述した材料の変位伝達部３２を積層するか、上述した材料の溶液、ペーストないしスラリーをコーティングする等の方法によりアクチュエータ部本体３０の上部、あるいは光導波板１２上に形成することにより行えばよい。
【０１０８】
前記変位伝達部３２をアクチュエータ部本体３０に接続する場合は、好ましくは、変位伝達部材３２ｂの材料を接着剤として兼ねる材料とすればよい。特に、有機接着フイルムを用いれば、熱をかけることで接着剤として使えるため、好ましい。
【０１０９】
光導波板１２は、その内部に導入された光１０が前面及び背面において光導波板１２の外部に透過せずに全反射するような光屈折率を有するものであり、導入される光１０の波長領域での透過率が均一で、かつ高いものであることが必要である。このような特性を具備するものであれば、特にその材質は制限されないが、具体的には、例えばガラス、石英、アクリル等の透光性プラスチック、透光性セラミックスなど、あるいは異なる屈折率を有する材料の複数層構造体、又は表面にコーティング層を設けたものなどが一般的なものとして挙げられる。
【０１１０】
そして、この実施の形態に係る表示装置Ｄの周辺回路は、図１１に示すように、多数のアクチュエータ部１４がマトリクス状、あるいは千鳥状に配列された駆動部１６における前記垂直選択線４０に選択的に駆動信号を供給して、１行単位にアクチュエータ部１４を順次選択する垂直選択線駆動回路１００と、前記駆動部１６の信号線４２にパラレルにデータ信号を出力して、前記垂直選択線駆動回路１００にて選択された行（選択行）の画素（アクチュエータ部）１４にそれぞれデータ信号を供給するデータ線駆動回路１０２と、入力される映像信号Ｓｖ及び同期信号Ｓｓに基づいて垂直選択線駆動回路１００及びデータ線駆動回路１０２を制御する信号制御回路１０４とを有して構成されている。
【０１１１】
従って、前記垂直選択線駆動回路１００にて１つの行が選択され、データ線駆動回路１０２からデータ信号が出力されると、選択行に関する各画素に対して、それぞれの階調に応じた電圧が印加されることになる。
【０１１２】
そして、前記垂直選択線駆動回路１００には、内部のロジック回路での論理演算のためのロジック電源電圧と、２種類の垂直選択線用電源電圧が電源部１０６を通じて供給され、データ線駆動回路６２には、前記ロジック電源電圧と、２種類のデータ線用電源電圧が同じく電源部１０６を通じて供給されている。
【０１１３】
信号制御回路１０４は、その内部にタイミングコントローラ、フレームメモリ及びＩ／Ｏバッファを有し、垂直選択線駆動回路１００に通じる制御線１０８並びにデータ線駆動回路１０２に通じる制御線１１０を通じてこれら垂直選択線駆動回路１００及びデータ線駆動回路１０２を電圧変調方式で階調制御するように構成されている。
【０１１４】
前記垂直選択線駆動回路１００及びデータ線駆動回路１０２は、次の点を特徴とすることが望ましい。
(1) アクチュエータ部１４が容量性負荷となるため、該容量性負荷を駆動することを考慮に入れて、例えばアクチュエータ部１４を屈曲変位させる電圧（動作電圧）の印加終了時に容量性負荷に加わる分圧比が５０％以上であることが望ましい。
(2) 画素のオン状態及びオフ状態が表現できるだけのアクチュエータ部１４の変位量を得るために、２０Ｖ以上の電圧出力が可能であることが望ましい。
(3) 出力電流の向きが双方向にとられることを考慮に入れることが望ましい。
(4) 行方向及び列方向の２電極構造の負荷を駆動することができるものとすることが望ましい。
【０１１５】
ここで、電圧変調方式による階調制御の２つの方式（第１及び第２の駆動方式）について、図１２〜図１９を参照しながら説明する。
【０１１６】
まず、第１の駆動方式は、図１２に示すように、１枚の画像の表示期間を１フィールドとしたとき、例えば図１３に示すように、形状保持機能を有するアクチュエータ部１４が印加電圧のレベルに応じてアナログ的に変位することを利用するものであり、画素への印加電圧を階調表現の分解能に応じて複数に分割（等分割あるいは任意の分割）し、画素の階調に合わせた電圧をアクチュエータ部１４に印加することで電圧制御方式による階調制御を達成することができる。
【０１１７】
具体的には、図１２の選択期間Ｔｓに、図１１に示す垂直選択線駆動回路１００にて、例えば１つの行を選択している場合において、当該選択行に配列される多数のアクチュエータ部１４に対し、データ線駆動回路１０２を通じて各アクチュエータ部１４の階調に応じた電圧が印加される。各アクチュエータ部１４は、印加された電圧のレベルに応じて一方向に変位し、図１３の例では、電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，・・・Ｖn に対して変位量がＺ1 ，Ｚ2 ，・・・Ｚn というように、線形的に変位することになる。
【０１１８】
そして、例えばアクチュエータ部１４が変位量Ｚ1 ほど変位した時点で、例えば図１４に示すように、変位伝達部３２の板部材３２ａの一主面と光導波板１２の背面との間の距離Ｄが光１０（光導波板１２に導入される光１０）の波長λに相当する距離となり、例えば変位量Ｚn ほど変位した時点で、理想的には板部材３２ａの一主面が光導波板１２の背面に完全に密着する。
【０１１９】
変位伝達部３２が光導波板１２の裏面に向かって接近し、該変位伝達部３２の板部材３２ａの一主面と光導波板１２の背面間の距離が光１０の波長λ以下となった場合、その距離が短くなるにつれて光導波板１２の表面から放射される散乱光の光量が多くなり、当該アクチュエータ部１４に対応する画素の輝度レベルが高くなる。
【０１２０】
この現象は、以下の２つの根拠から説明できる。即ち、まず、第１の根拠は、画素のドット面積と接触性である。アクチュエータ部１４が一方向に変位して変位伝達部３２の板部材３２ａの一主面が光導波板１２の背面に接近する際、一般に、該板部材３２ａの一部が光導波板１２の背面に接触し、アクチュエータ部１４の変位量の増加に応じて板部材３２ａの前記光導波板１２との接触部分が多くなる。この接触部分の面積が増えることによって、板部材３２ａの表面で反射する光（散乱光）の量が増加し、当該アクチュエータ部１４に対応する画素の輝度レベルが高くなる。反対に、アクチュエータ部１４の変位量が減少して、板部材３２ａが光導波板１２から離間すると、その離間幅Ｄに応じて画素の輝度レベルが低下する。
【０１２１】
第２の根拠は、以下のエバネッセント効果で説明することができる。一般に、光導波板１２における例えば背面の周囲には、図１４に示すように、光のしみ出し（エバネッセント波）による領域（エバネッセント領域）１２０が存在する。そして、このエバネッセント領域１２０の深さｄｐは、光導波板１２と外部空間との界面（この例では、光導波板１２の背面）におけるエバネッセント波のエネルギー値が１／ｅになる深さを示し、以下の（１）式で与えられ、また、エバネッセント波のエネルギーＥは、以下の（２）式で与えられる。
【０１２２】
ｄｐ＝λ／［２πｎ1 √｛ｓｉｎ2 θ−（ｎ2 ／ｎ1 ）2 ｝］ …（１）
Ｅ＝ｅｘｐ｛−（Ｄ／ｄｐ）｝ …（２）
ここで、λは光１０の波長を示し、θは図１４に示すように、光導波板１２から外部空間に光１０が入射するときの角度（入射角）を表す。また、ｎ1 は光導波板１２の光屈折率を示し、ｎ2 は外部空間の光屈折率を示す。
【０１２３】
前記（１）式により、前記深さｄｐは、光１０の波長λが増加するにつれて大きくなり、入射角θが臨界角に近づくほど大きくなることが予想できる。一方、エバネッセント波のエネルギーＥは、（２）式に示すように、光導波板１２の裏面に近づくほど大きく、前記光導波板１２の裏面から離れるに従って指数関数的に減衰する。変位伝達部３２の板部材３２ａの表面にて反射される光（散乱光７０）の光量は、前記エバネッセント波のエネルギーＥに比例することから、散乱光７０の光量も、板部材３２ａが光導波板１２の裏面に近づくほど多くなり、前記光導波板１２の裏面から離れるに従って指数関数的に減少することになる。
【０１２４】
前記選択期間Ｔｓの終了時点からリセットパルスＰｒの印加時点までの非選択期間Ｔｕにおいては、アクチュエータ部１４における形状保持層２６の形状保持効果により、当該アクチュエータ部１４は、非選択期間Ｔｕにわたって選択期間終了時の変位量を保持し続け、当該画素の発光状態が一定期間維持される。
【０１２５】
次に、第２の駆動方式について図１５〜図１９を参照しながら説明する。この第２の駆動方式は、光導波板１２の表面に静止画像を表示させるか、あるいは動画像を表示させるかによって、その時間制御が異なる。
【０１２６】
具体的には、静止画像を表示させる場合においては、図１５Ａに示すように、動画像における１枚の画像を表示する期間を１フィールドとしたとき、静止画像の最小表示期間Ｔｓｉ（最小静止画像表示期間）は、図１５Ｂに示すように、前記１フィールドよりもかなり長い期間が設定される。この最小静止画像表示期間Ｔｓｉは、１枚の画像の表示開始時点ｔｓから最初のリフレッシュを行う時点ｔｒまでの期間が相当し、表示装置の構造（ＣＲＴ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等）によって左右される。例えば記憶作用のないＣＲＴでは動画像を表示する場合と同様の１フィールドが設定され、液晶ディスプレイ及びプラズマディスプレイでは、液晶及びプラズマの放電時間を考慮して最小静止画像表示期間Ｔｓｉが設定される。
【０１２７】
液晶ディスプレイ及びプラズマディスプレイは、ＣＲＴと異なって記憶作用があるため、一般に、前記最小静止画像表示期間Ｔｓｉは、１フィールドよりも長い期間が設定される。
【０１２８】
そして、本実施の形態に係る表示装置Ｄの第２の駆動方式においては、図１６Ａ〜図１６Ｃに示すように、垂直選択線駆動回路１００を通じて選択された画素群に対応する各アクチュエータ部１４に対し、行走査の開始時点ｔ０で１つ又はそれ以上の微小パルスＰ１〜Ｐ６を有する駆動信号をデータ線駆動回路１０２を通じて供給する。図１６Ａは、ある列の画素群に対して１行単位に駆動信号を供給している例のタイミングチャートを示し、図１６Ｂは当該列の任意の行におけるアクチュエータ部（画素）１４に対して前記駆動信号を供給する場合の波形図を示す。また、図１６Ｃは駆動信号の供給による画素の表示輝度の変化を示し、この例では、例えば最大階調６（微小パルスＰ１〜Ｐ６）に対して、階調レベル４（Ｐ１〜Ｐ４）を表示する場合を示している。
【０１２９】
前記駆動信号は、図１６Ｂからもわかるように、その画素が表示すべき階調レベルに応じた個数の微小パルスを有し、そのパルス周期Ｔｐｃは、垂直選択線駆動回路１００によって全行（第１行〜第ｎ行）を選択する期間（微小パルス走査期間）Ｔｓｓか、あるいは該微小パルス走査期間Ｔｓｓよりも短い期間とされている。もちろん、前記微小パルス走査期間Ｔｓｓよりも長く設定してもよい。図１６Ａ及び図１６Ｂの例では、微小パルスのパルス周期Ｔｐｃを微小パルス走査期間Ｔｓｓと同じに設定してある。
【０１３０】
この場合、アクチュエータ部１４に印加されるパルス信号としてパルス幅が非常に短い微小パルスを用いているため、各微小パルス走査期間（Ｔｓｓ）は非常に短く、走査開始時点ｔ０から最大階調６に対応する微小パルスＰ６の走査期間（Ｔｓｓ）の終了時点ｔ６（＝ｔｓ）までの期間（微小パルス印加期間）Ｔｐｉも最小静止画像表示期間Ｔｓｉと比して非常に短いものとなる。
【０１３１】
そして、１つの微小パルスがアクチュエータ部１４に印加されると、アクチュエータ部１４は、そのパルスのエネルギー（電力）に応じた分だけ一方向に変位する。この現象を図１７に示す。この図１７は、光導波板１２の表面のうち、測定対象のアクチュエータ部１４に対応する箇所にフォトダイオードを設置し、当該アクチュエータ部１４に種々の電圧を印加した場合のフォトダイオードの出力強度をみたものである。
【０１３２】
この図１７からもわかるように、ピーク値が１３０Ｖである微小パルスＰが当該アクチュエータ部１４に印加された時点で当該アクチュエータ部１４に対応した画素が発光し、また、ピーク値が−５０ＶのリセットパルスＰｒが印加された時点で当該画素が消光している。
【０１３３】
このように、微小パルスＰの電力に応じた分だけアクチュエータ部１４が変位することから、図１８に示すように、１つの微小パルスＰ１の印加によるアクチュエータ部１４の変位量を１オフセット量Ｚｏ１と定義した場合、アクチュエータ部１４は、２つの微小パルスＰ１及びＰ２の印加によって２オフセット量Ｚｏ２ほど変位し、３つの微小パルスＰ１〜Ｐ３の印加によって３オフセット量Ｚｏ３ほど変位し、４つの微小パルスＰ１〜Ｐ４の印加によって４オフセット量Ｚｏ４ほど変位する。一般的には、アクチュエータ部１４は、ｎ個の微小パルスＰ１〜Ｐｎの印加によってｎオフセット量Ｚｏｎだけ変位することになる。
【０１３４】
この場合、上述したように、アクチュエータ部１４の変位量が多くなるに従って光導波板１２の裏面に対する板部材３２ａの接触面積が増え、あるいは図１４に示すように、光導波板１２の裏面周囲に存在するエバネッセント領域１２０への突入量ｔが増加することから、図１６Ｃに示すように、当該アクチュエータ部１４に対応する画素の表示輝度もＥ１〜Ｅ４というように増加することになる。即ち、当該画素の階調が微小パルスＰの個数によって制御されることになる。
【０１３５】
また、微小パルス印加期間Ｔｐｉ（図１６Ａ参照）を過ぎた段階では、アクチュエータ部１４における形状保持層２６の形状保持効果により、当該アクチュエータ部１４は、微小パルス印加期間Ｔｐｉ終了時の変位量を保持し続け、当該画素の発光状態が一定期間維持される。
【０１３６】
そして、光導波板１２の表面に静止画像を表示させる場合においては、前記微小パルス印加期間Ｔｐｉの終了後一定期間が経過する前に、即ち、アクチュエータ部１４の変位量が低減する前に、１つの微小パルス（リフレッシュパルス）Ｐｒｆをアクチュエータ部１４に印加する。この操作は、全てのアクチュエータ部１４に対して順次行われる。
【０１３７】
このアクチュエータ部１４に対するリフレッシュパルスＰｒｆの印加によって、各アクチュエータ部１４の変位量が微小パルス印加期間Ｔｐｉの終了時点における変位量まで復元され、アクチュエータ部１４の変位は、更に一定期間維持されることになる。この操作を順次繰り返すことによって、光導波板１２の表面には静止画像が表示されることになる。
【０１３８】
なお、図１１及び図１２に基づいて説明した前記第１の駆動方式において、例えば静止画像を表示させる場合は、例えば図１５Ｂに示すように、最小静止画像表示期間Ｔｓｉの終了時に、前記データ線駆動回路１０２を通じて、表示画像に応じてアナログ調整されたリフレッシュ電圧を各アクチュエータ部１４に印加すればよい。
【０１３９】
次に、この第２の駆動方法において、光導波板１２の表面に動画像を表示させる場合について説明すると、この動画像を表示する場合も、基本的には、上述の静止画像を表示する場合とほとんど同じであるが、図１９に示すように、１枚の画像を表示する期間を１フィールドとしたとき、各フィールドの終了の際に、前記データ線駆動回路１０２を通じて、前記アクチュエータ部１４の変位をリセットさせるに十分な電圧を有するリセットパルスＰｒが印加される点で異なる。
【０１４０】
この場合、微小パルス印加期間Ｔｐｉがすぐに終了するため、全画素に対してリセットパルスＰｒを印加する期間（リセット走査期間）Ｔｒｓと前記微小パルス印加期間Ｔｐｉとは干渉することがなく、前記リセット走査期間Ｔｒｓを前記微小パルス印加期間Ｔｐｉよりも長く設定することができる。これは、各画素に対するリセットパルスＰｒの印加期間を長くできることにつながり、各画素の変位を確実にリセットすることができる。
【０１４１】
このように、この第２の駆動方法においては、アクチュエータ部１４に対してその階調に応じた分の微小パルス信号を印加させるだけでよいため、非常に高速な行走査が可能となり、高品位の画像表示に容易に対応させることができる。
【０１４２】
特に、デジタルデータをアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換器が不要となり、しかも、表示階調の範囲を広くしても、複雑な電圧切換えや電圧選択等を行う必要がないため、使用電圧の設定数を最小限に抑えることができ、周辺回路系（第１及び第２の駆動回路を含む）の構成の簡略化を実現させることができる。
【０１４３】
また、前記光導波板１２の表示面に静止画像を表示させる場合にあっては、各アクチュエータ部１４に対する定期的なリフレッシュパルスＰｒｆの印加により、各アクチュエータ部１４の変位状態がその階調レベルまで復元されるため、前記最小静止画像表示期間Ｔｓｉ以上に静止画像表示を維持させることができる。これにより、静止画像表示の応用例の一種である、いわゆる電子ポスタ等に用いて好適となる。これは、第１の駆動方式で静止画像を表示させる場合も同様である。
【０１４４】
また、前記光導波板１２の表示面に動画像を表示させる場合にあっては、１フィールドの開始時点ｔ０において微小パルス信号が階調に応じた回数ほど印加され、１フィールドの終了時点においてリセットパルスＰｒが印加されるだけであり、その間におけるアクチュエータ部１４への電圧印加等は不要とされる。そのため、アクチュエータ部１４を駆動するためにかかる消費電力を大幅に低減することができ、しかも、信号処理における時間的な余裕を持たせることができる。その結果、より高速な処理、例えばハイビジョン画像の表示やコンピュータグラフィックスの表示等への移行にも容易に対応させることができる。
【０１４５】
この実施の形態では、最大階調を６としたが、最大階調を７以上にしてもよい。一定のパルス幅及び一定の振幅とした場合には、最大階調の数に応じて、微小パルス印加期間Ｔｐｉが長くなるため、動画像表示において輝度不足になるおそれがある。そのため、各微小パルス信号のパルス幅及び／又は振幅は、最大の表示階調と許容できる微小パルス印加期間Ｔｐｉを考慮して設定することが好ましい。
【０１４６】
また、上述したように、エバネッセント領域１２０の深さｄｐは、光１０の波長λが長くなるに従って大きくなり、光導波板１２に対する光１０の入射角θが臨界角に近づくほど大きくなることから、光源２００から光導波板１２に赤色光、緑色光及び青色光を導入した場合を想定した場合、各光は波長が異なるため、各光でのエバネッセント領域１２０の深さｄｐ及びエバネッセント波のエネルギー分布も異なる。
【０１４７】
このことから、Ｒ／Ｇ／Ｂ別に微小パルスＰのパルス幅及び振幅を設定することにより、１つの微小パルスの印加によるアクチュエータ部１４の変位量（１オフセット量Ｚｏ１）をＲ／Ｇ／Ｂ別に任意に調整することができ、輝度の向上及びコントラストの向上を容易に図ることができる。
【０１４８】
また、前記光導波板１２に対する光の入射角θを前記光導波板１２に導入される光の波長λに応じて設定するようにしてもよい。例えば、Ｒ／Ｇ／Ｂ別に光源２００の位置をずらす、あるいはＲ／Ｇ／Ｂに対応して３種の光源２００を設置する。これによって、各光（Ｒ／Ｇ／Ｂ）でのエバネッセント波のエネルギー分布をほぼ同じにすることが可能となり、各光（Ｒ／Ｇ／Ｂ）間での輝度ばらつきを有効に補正することができる。
【０１４９】
Ｒ／Ｇ／Ｂの切り換えは、熱陰極管、冷陰極管、発光ダイオード、レーザー等のＲＧＢ光源に対して、機械的シャッタやスイッチのＯＮ／ＯＦＦを利用することにより実現できる。また、ＲＧＢ以外の紫外、単色可視光、赤外光源に対しては、例えば三原色フィルタ、補色フィルタ、不透明体で例えば樹脂等に顔料などの色素を散乱させたもの、蛍光体等を組み合わせて使用することにより実現できる。
【０１５０】
ところで、光源２００から出射され、光導波板１２に導入される光１０が可視光である場合、光導波板１２内の欠陥（傷や異物等）によって散乱光が発生するおそれがあり、コントラストを損ねる場合がある。
【０１５１】
また、実施の形態に係る表示装置Ｄにおいては、光導波板１２に対するアクチュエータ部１４の接触・離隔方向の変位動作を制御して、光導波板１２の所定部位の漏れ光７０を制御することにより画像を表示しているが、画素の接触が不完全になると、表示輝度が小さくなるおそれがある。これを解決するには、変位伝達部３２として柔軟性をもったもので構成する方法が考えられるが、応答性の点で不利になるという問題がある。
【０１５２】
そこで、以下に示す本実施の形態に係る表示装置Ｄの変形例Ｄａ及びＤｂにおいては、図２０及び図２１に示すように、光源２００から出射されて光導波板１２に導入される光１０を不可視光とし、この不可視光１０によって励起されて所定の可視光２０４が発光される蛍光体（図２０及び図２１の例では蛍光体層２０２）を画素に形成して構成する。
【０１５３】
図２０の第１の変形例に係る表示装置Ｄａでは、変位伝達部３２の板部材３２ａの上面に蛍光体層２０２を形成した場合を示し、図２１の第２の変形例に係る表示装置Ｄｂでは、前記板部材３２ａの代わりに蛍光体層２０２を形成した場合を示す。また、前記不可視光１０としては紫外光や赤外光があるが、いずれを使用してもよい。なお、その他の構成は、図１に示す本実施の形態に係る表示装置Ｄと同じであるため、その詳細な説明を省略する。
【０１５４】
前記第１及び第２の変形例に係る表示装置Ｄａ及びＤｂの具体例を示すと、光源２００として、例えば赤外線光源を使用でき、画素に形成する発光体（図２０及び図２１の例では蛍光体層２０２）として赤外光励起による蛍光体を用いることができる。この場合、赤外光励起蛍光体について特に限定はなく、赤外輝尽効果を利用するものや、量子計数作用を利用するもの、多段エネルギー伝達によるもの等を用いることができる。
【０１５５】
また、この表示装置Ｄａ及びＤｂにおいては、赤外光とともに輝尽励起光源を併用することで輝尽性蛍光体を用いることが可能であり、カラー表示を行う場合、光の三原色である赤、緑及び青色発光をそれぞれ示す３種類の蛍光体材料を用いて、それらを２次元的なパターンに並べて形成することが可能である。
【０１５６】
光源２００としては、蛍光体を励起するのに必要な波長の光を含み、励起に十分なエネルギー密度を有していれば、特に制限はない。例えば、赤外光励起蛍光体に対しては、赤外線レーザー、ハロゲンランプ等が好ましく用いられる。
【０１５７】
このように、前記第１及び第２の変形例に係る表示装置Ｄａ及びＤｂにおいては、光導波板１２に導入される光１０として不可視光を用いるようにしたので、画素発光以外での光導波板１２内での可視光の発光が皆無となり、コントラストの向上に有利になる。
【０１５８】
また、光源２００から出射される不可視光１０のエネルギー密度、波長、入射角を調整することにより、有効なエバネッセント領域１２０の深さｄｐ（図１４参照）を大きくとることができ、画素の接触が不完全でも輝度の大きい表示が可能となる。
【０１５９】
この場合、画素の接触性を考慮した設計（柔軟性のある材料を用いた設計）から、応答性を重視した剛性の高い設計に改善することができる。これは、行走査の更なる高速化につながり、高品位の画像表示への実現が非常に容易になる。
【０１６０】
また、階調制御の変調方式については、上述した電圧変調方式や時間変調方式の全てが適用できるが、特に電圧変調方式を用いた場合、有効なエバネッセント領域１２０の深さｄｐが大きくなるため、多階調化に有利になる。
【０１６１】
特に、例えば図２０に示すように、光導波板１２の側面に対する光源２００からの不可視光１０の入射角をθ、この不可視光１０が光導波板１２の表面に達したときの空気に対する入射角をθｗとしたとき、エネルギー密度が大きいほど、波長が大きいほど、入射角θ（但し、入射角θｗが臨界角より大きいことが必須条件）が大きいほど有利になる。
【０１６２】
なお、この発明に係る表示装置は、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【０１６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る表示装置によれば、行走査にかかる時間を大幅に短縮でき、高品位の画像表示に容易に対応させることができる。また、表示階調の範囲を広くしても、複雑な電圧切換えや電圧選択等を行う必要がなく、使用電圧の設定数を最小限に抑えることができ、周辺回路系（駆動回路を含む）の構成の簡略化を実現させることができる。
【０１６４】
また、画素を構成するアクチュエータ部の形状保持層（圧電／電歪層や反強誘電体層）の記憶作用を最大限に活用してディスプレイとしての機能を発揮させることができ、発光の安定化、表示輝度（階調）の安定化を実現させることができる。また、画素の選択期間を最小にして消費電力の低減化を有効に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る表示装置を示す構成図である。
【図２】本実施の形態に係る表示装置におけるアクチュエータ部（画素）の配置を拡大して示す平面図である。
【図３】本実施の形態に係る表示装置における一対の電極の平面形状（渦巻き状）を示す平面図である。
【図４】本実施の形態に係る表示装置における一対の電極の平面形状（多枝形状）を示す平面図である。
【図５】本実施の形態に係る表示装置における振動部、形状保持層及び一対の電極の平面形状（長円形状、渦巻き状）を示す平面図である。
【図６】本実施の形態に係る表示装置における振動部、形状保持層及び一対の電極の平面形状（長円形状、多枝形状）を示す平面図である。
【図７】本実施の形態に係る表示装置におけるアクチュエータ部（画素）の他の配置例を拡大して示す平面図である。
【図８】本実施の形態に係る表示装置におけるアクチュエータ部（画素）の他の配置例を拡大して示す平面図である。
【図９】本実施の形態に係る表示装置におけるアクチュエータ部（画素）の他の配置例を拡大して示す平面図である。
【図１０】本実施の形態に係る表示装置におけるアクチュエータ部（画素）の屈曲変位特性を示す図である。
【図１１】本実施の形態に係る表示装置の周辺回路を示す構成図である。
【図１２】本実施の形態に係る表示装置の第１の駆動方式を説明するためのタイミングチャートである。
【図１３】第１の駆動方式による階調制御を説明するためのアクチュエータ部の変位特性図である。
【図１４】画素のドット面積と接触性並びにエバネッセント効果による階調制御の原理を示す説明図である。
【図１５】図１５Ａは動画像における１枚の画像を表示する期間（１フィールド）を示すタイミングチャートであり、図１５Ｂは最小静止画像表示期間を説明するためのタイミングチャートである。
【図１６】図１６Ａはある列の画素群に対して１行単位に駆動信号を供給している例のタイミングチャートを示し、図１６Ｂは当該列の任意の行におけるアクチュエータ部（画素）に対して前記駆動信号を供給する場合の波形図を示し、図１６Ｃは駆動信号の供給による画素の表示輝度の変化を示す図である。
【図１７】図１７Ａは第２の駆動方式において微小パルスとリセットパルスの印加タイミング及び印加電圧を示す波形図であり、図１７Ｂは図１７Ａに示す電圧が印加された場合の画素の発光強度分布を示す図である。
【図１８】微小パルスの数に対するアクチュエータ部の変位量（オフセット量）の変化を示す特性図である。
【図１９】第２の駆動方式にて動画像を表示させる場合のタイミングチャートである。
【図２０】本実施の形態に係る表示装置の第１の変形例を示す構成図である。
【図２１】本実施の形態に係る表示装置の第２の変形例を示す構成図である。
【符号の説明】
１０…光 １２…光導波板
１４…アクチュエータ部 １６…駆動部
１８…基体 ２０…空所
２２…振動部 ２４…固定部
２６…形状保持層 ２８…一対の電極
２８ａ…ロー電極 ２８ｂ…カラム電極
３０…アクチュエータ部本体 ３２…変位伝達部
３２ａ…板部材 ３２ｂ…変位伝達部材
４０…垂直選択線 ４２…信号線
１００…垂直選択線駆動回路 １０２…データ線駆動回路
１０４…信号制御回路 ２００…光源
２０２…蛍光体層 Ｄ、Ｄａ、Ｄｂ…表示装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、消費電力が小さく、画面輝度の大きな表示装置に関し、特に、入力される画像信号の属性に応じて光導波板に対するアクチュエータ部の接触・離隔方向の変位動作を制御して、光導波板の所定部位の漏れ光を制御することにより、光導波板に画像信号に応じた映像を表示させる表示装置に使用して好適な表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、表示装置として、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶表示装置、プラズマディスプレイ等の表示装置が知られている。
【０００３】
陰極線管としては、通常のテレビジョン受像機やコンピュータ用のモニタ装置等が知られているが、画面は明るいものの、消費電力が大きく、また、画面の大きさに比較して表示装置全体の奥行きが大きくなるという問題がある。また、表示画像の周辺部で分解能が低下し、像又は図形が歪む。記憶作用がない。大型表示ができないなどの難点もある。
【０００４】
この理由は、電子銃から放射された電子ビームを大きく偏向させることから、電子ビームがブラウン管の蛍光面に斜めに到達する箇所では発光点（ビームスポット）が広がり、像が斜めに表示されるようになる。これにより、表示画像に歪みが生じることになる。また、ブラウン管内部の大きな空間を真空に保つには限度があるからである。
【０００５】
一方、液晶表示装置は、装置全体を小型化でき、消費電力が少ないという利点があるものの、画面の輝度が劣り、画面視野角度が狭いという問題がある。また、電圧レベルにより階調表現を行うようにしているため、駆動回路の構成が非常に複雑になるという難点がある。
【０００６】
例えば、デジタルデータ線を用いた場合、その駆動回路は、コンポーネントＲＧＢデータ（各８ビット）を所定期間保持するラッチ回路と、電圧セレクタと、階調数に応じた種類の電圧レベルに切り換えるマルチプレクサと、該マルチプレクサからの出力データをデジタルデータ線に加えるための出力回路を有して構成される。この場合、階調数が大きくなるとマルチプレクサにおいて非常に多くのレベルの切換え動作が必要になり、それに伴って、回路構成が複雑になる。
【０００７】
アナログデータ線を用いた場合、その駆動回路は、順次入力されるコンポーネントＲＧＢデータ（各８ビット）を水平方向に整列させるためのシフトレジスタと、シフトレジスタからのパラレルデータを所定期間保持するラッチ回路と、電圧レベルの調整をとるレベルシフタと、レベルシフタからの出力データをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、該Ｄ／Ａ変換器からの出力信号をアナログデータ線に加えるための出力回路を有して構成される。この場合、Ｄ／Ａ変換器において、オペアンプを使用することにより、階調に応じた所定の電圧を得るようにしているが、階調の範囲が広くなると、高精度の電圧を出力するオペアンプを使用する必要があり、構造が複雑になると共に価格も高くなるという欠点がある。
【０００８】
プラズマディスプレイは、液晶表示装置と同様に、表示部自体の体積が小さいため、小型化が可能であり、平板な表示面であるため、見やすいという長所があり、特に、交流型プラズマディスプレイにおいては、セルの記憶作用により、リフレッシュメモリが不要であるという長所も有する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記プラズマディスプレイにおいては、セルに記憶作用を持たせるために、印加電圧の極性を交番的に切り換えて放電を持続させる必要がある。そのため、駆動回路に、Ｘ方向のサスティンパルスを発生させるための第１のパルス発生器と、Ｙ方向のサスティンパルスを発生させるための第２のパルス発生器を設ける必要があり、駆動回路の構成がどうしても複雑になるという問題がある。また、行走査にかかる時間も長くなることから、高速スキャンが困難になり、高品位の画像表示に対応させることが難しい。
【００１０】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、行走査にかかる時間を大幅に短縮でき、高品位の画像表示に容易に対応させることができる表示装置を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、前記条件に加えて、表示階調の範囲を広くしても、複雑な電圧切換えや電圧選択等を行う必要がなく、使用電圧の設定数を最小限に抑えることができ、周辺回路系（駆動回路を含む）の構成の簡略化を実現させることができる表示装置を提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、画素を構成するアクチュエータ部の形状保持層（圧電／電歪層や反強誘電体層）の記憶作用を最大限に活用してディスプレイとしての機能を発揮させることができ、発光の安定化、表示輝度（階調）の安定化を実現させることができる表示装置を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、画素の選択期間を最小にして消費電力の低減化を有効に図ることができる表示装置を提供することにある。
【００１４】
本発明に係る表示装置は、一主面と他主面とを有し、かつ、光源から出射される光が前記一主面と他主面で全反射されるように導入される光導波板と、前記光導波板の一主面の周囲に存在するエバネッセント領域へ散乱体を突入させる突入量を変化させることによって、前記光導波板の前記他主面から放出される散乱光量を表示階調として制御する駆動部とを有することを特徴とする。
【００１５】
これにより、光導波板の例えば端部から導入される光は、光導波板の屈折率の大きさを調節することにより、全ての光が光導波板の前面及び背面において透過することなく内部で全反射する（消光状態）。光導波板の一主面に何らかの物体（散乱体等）が光の波長以下の距離で接触すると、一旦、前記物体の表面に到達した光は、該物体の表面で反射して散乱光として、一部は再度光導波板の中で反射するが、散乱光の大部分は光導波板で反射されることなく、光導波板の前面を透過することになる（発光状態）。
【００１６】
この状態において、光導波板の一主面の周囲には、光のしみ出し（エバネッセント波）による領域（エバネッセント領域）が存在する。このエバネッセント領域での光エネルギー（エバネッセント波のエネルギー）は、光導波板と外部空間との界面に近づくほど大きく、前記界面から離れるに従って指数関数的に減衰する。
【００１７】
このエバネッセント領域に対して前記物体（散乱体等）を突入させることにより、その突入量に応じて発光量（輝度）が増大する。即ち、前記エバネッセント領域への突入量を変化させることによって表示階調を制御することができる。
【００１８】
この場合、画像の表示開始時点において前記物体を光導波板に対して接近する方向及び離間する方向に移動させるだけでよいため、行走査にかかる時間を大幅に低減させることができ、高品位の画像表示に容易に対応させることができる。
【００１９】
そして、前記駆動部として、該光導波板の前記一主面に対向して設け、かつ多数の画素に対応した数のアクチュエータ部を配列させて構成し、入力される画像信号の属性に応じて前記光導波板に対する前記アクチュエータ部の接触・離隔方向の変位動作を制御して、前記光導波板の所定部位の漏れ光を制御することにより、前記光導波板に前記画像信号に応じた映像を表示させるようにしてもよい。
【００２０】
また、本発明に係る表示装置においては、一主面と他主面とを有し、かつ、光源から出射される光が前記一主面と他主面で全反射されるように導入される光導波板と、前記光導波板の前記一主面に対向して設けられ、かつ、多数の画素に対応して設けられた多数のアクチュエータ部と、前記アクチュエータ部の変位動作を前記光導波板に伝達する変位伝達部と、前記アクチュエータ部の変位動作により前記変位伝達部の前記光導波板に対する接触面積をアナログ的に変化させることによって、前記光導波板の前記他主面から放出される散乱光量を表示階調として制御する駆動部とを設けて構成することも可能である。
【００２１】
この場合、アクチュエータ部が駆動部によって一方向に変位して変位伝達部が光導波板の一主面に接近する際、一般に、変位伝達部の表面（光導波板の一主面に対向した面）の一部が光導波板の一主面に接触し、アクチュエータ部の変位量の増加に応じて変位伝達部の表面の前記光導波板との接触部分が多くなる。この接触部分の面積が増えることによって、変位伝達部の表面で反射する光（散乱光）の量が増加し、当該アクチュエータ部に対応する画素の輝度レベルが高くなる。反対に、駆動部によってアクチュエータ部の変位量が減少し、変位伝達部が光導波板から離間すると、その離間幅に応じて画素の輝度レベルが低下する。即ち、駆動部のアクチュエータ部に対する変位操作によって画素に対する表示階調の制御を行うことができる。
【００２２】
そして、これらの発明において、少なくとも１行単位にアクチュエータ部を選択する第１の駆動回路と、選択行に対して表示用情報を出力する第２の駆動回路と、第１及び第２の駆動回路を制御する信号制御回路とを具備させ、前記信号制御回路によって少なくとも電圧変調方式で階調制御すべく前記第１及び第２の駆動回路を制御するようにしてもよい。
【００２３】
これにより、信号制御回路による制御によって、第１の駆動回路は、少なくとも１行単位にアクチュエータ部（画素）を選択し、第２の駆動回路は、選択された行（選択行）の各画素に表示情報を出力する。このとき、各画素の表示が少なくとも電圧変調方式で階調表現されるように、第１及び第２の駆動回路が信号制御回路を通じて制御される。
【００２４】
ここで、前記第１及び第２の駆動回路は、次の点を特徴とすることが望ましい。
(1) アクチュエータ部が容量性負荷となるため、該容量性負荷を駆動することを考慮に入れて、例えばアクチュエータ部を屈曲変位させる電圧（オン電圧）の印加終了時に容量性負荷に加わる分圧比が５０％以上であることが望ましい。
(2) 画素のオン状態及びオフ状態が表現できるだけのアクチュエータ部の変位量を得るために、２０Ｖ以上の電圧出力が可能であることが望ましい。
(3) 出力電流の向きが双方向にとられることを考慮に入れることが望ましい。
(4) 行方向及び列方向の２電極構造の負荷を駆動することができることが望ましい。
【００２５】
そして、前記構成において、アクチュエータ部を、形状保持層と、該形状保持層に形成された少なくとも一対の電極とを有する作動部と、該作動部を支持する振動部と、該振動部を振動可能に支持する固定部とを設けて構成し、前記駆動部に前記一対の電極への電圧印加によって生じる前記アクチュエータ部の変位動作を前記光導波板に伝達する変位伝達部を設けることが望ましい。
【００２６】
ここで、形状保持層を有するアクチュエータ部とは、同じ電圧レベルにおいて、２つ乃至それ以上の変位状態を少なくとも有するアクチュエータ部を指す。
【００２７】
これにより、光導波板の例えば端部から導入される光は、光導波板の屈折率の大きさを調節することにより、全ての光が光導波板の前面及び背面において透過することなく内部で全反射する（オフ状態）。この状態において、光導波板の一主面に変位伝達部が光の波長以下の距離で接触すると、一旦、変位伝達部の表面に到達した光は、変位伝達部の表面で反射して散乱光として、一部は再度光導波板の中で反射するが、散乱光の大部分は光導波板で反射されることなく、光導波板の前面を透過することになる（オン状態）。
【００２８】
このように、光導波板の背面にある変位伝達部の接触の有無により、光導波板の前面における光の発光（漏れ光）の有無を制御することができる。この場合、光導波板に対して変位伝達部を接触・離隔方向に変位動作させる１つの単位を１画素として考えれば、この画素を多数マトリクス状に配列し、入力される画像信号の属性に応じて各画素での変位動作を制御することにより、陰極線管や液晶表示装置と同様に、光導波板の前面に画像信号に応じた映像（文字や図形等）を表示させることができる。
【００２９】
また、形状保持層を有するアクチュエータ部による特徴は以下の通りである。(1) オフ状態からオン状態へのしきい値特性が形状保持層が存在しない場合と比して急峻になるため、電圧の振れ幅を狭くでき、回路側の負担を軽減することができる。
(2) オン状態及びオフ状態の差が明確になり、コントラストの向上につながる。(3) しきい値のばらつきが小さくなり、電圧の設定範囲に余裕が生まれる。
【００３０】
なお、アクチュエータ部としては、制御の容易性から、例えば上向きに変位するアクチュエータ部（電圧無負荷で離隔状態、電圧印加時に接触するもの）であることが望ましい。特に、表面に一対の電極をもつ構造であることが望ましい。
【００３１】
前記形状保持層としては、例えば圧電／電歪層や反強誘電体層が好ましく用いられる。
【００３２】
そして、前記構成において、前記アクチュエータ部への選択の際に、前記信号制御回路によって前記第２の駆動回路を通じて印加される電圧を表示階調に応じてアナログ制御するようにしてもよい。
【００３３】
特に、前記光導波板における表示面に静止画像を表示させる場合にあっては、最小静止画像表示期間の終了時に、前記第２の駆動回路を通じて、表示画像に応じてアナログ調整されたリフレッシュ電圧を各アクチュエータ部に印加するようにしてもよい。
【００３４】
この場合、各アクチュエータ部に対する定期的なリフレッシュ電圧の印加により、各アクチュエータ部の変位状態がその階調レベルまで復元されるため、前記最小静止画像表示期間以上に静止画像表示を維持させることができる。これにより、静止画像表示の応用例の一種であるいわゆる電子ポスタ等に用いて好適となる。
【００３５】
また、前記アクチュエータ部への選択の際に、前記信号制御回路によって前記第２の駆動回路を通じて印加される微小パルス信号の印加回数を表示階調に応じて変化させるようにしてもよい。
【００３６】
この場合、画像の表示開始時点において、アクチュエータ部に対してその階調に応じた分の微小パルス信号を印加させるだけでよいため、非常に高速な行走査が可能となり、高品位の画像表示に容易に対応させることができる。
【００３７】
特に、デジタルデータをアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換器が不要となり、しかも、表示階調の範囲を広くしても、複雑な電圧切換えや電圧選択等を行う必要がないため、使用電圧の設定数を最小限に抑えることができ、周辺回路系（駆動回路を含む）の構成の簡略化を実現させることができる。
【００３８】
前記微小パルス信号のパルス幅及び／又は振幅は、最大の表示階調を考慮して設定するようにしてもよいし、前記光導波板に導入される光の波長に応じて設定するようにしてもよい。
【００３９】
また、前記光導波板に対する光の入射角を前記光導波板に導入される光の波長に応じて設定するようにしてもよい。
【００４０】
一般に、エバネッセント領域の深さ（光導波板と外部空間との界面におけるエバネッセント波のエネルギー値が１／ｅになる深さ）は、光の波長が長くなるに従って大きくなり、光導波板に対する光の入射角が大きくなるほど小さくなる。
【００４１】
このことから、光源から赤色光、緑色光及び青色光を導入した場合を想定したとすると、各光は波長が異なるため、各光でのエバネッセント領域の深さ及びエバネッセント波のエネルギー分布も異なる。
【００４２】
しかし、本発明では、光導波板に導入される光の波長に応じて入射角を変えるようにしているため、各光でのエバネッセント波のエネルギー分布をほぼ同じにすることが可能となり、各光間での輝度ばらつきを有効に補正することができる。
【００４３】
そして、前記光導波板における表示面に静止画像を表示させる場合にあっては、最小静止画像表示期間の終了時に、前記第２の駆動回路を通じて少なくとも１つの前記微小パルス信号からなるリフレッシュパルスを各アクチュエータ部に印加するようにしてもよい。
【００４４】
この場合、各アクチュエータ部に対する定期的なリフレッシュパルスの印加により、各アクチュエータ部の変位状態がその階調レベルまで復元されるため、前記最小静止画像表示期間以上に静止画像表示を維持させることができる。これにより、静止画像表示の応用例の一種であるいわゆる電子ポスタ等に用いて好適となる。
【００４５】
また、前記光導波板における表示面に動画像を表示させる場合にあっては、前記動画像における１枚の画像を表示させる期間を１フィールドとしたとき、各フィールドの終了の際に、前記第２の駆動回路を通じて、前記アクチュエータ部の変位をリセットさせるに十分なリセット電圧を印加するようにしてもよい。
【００４６】
この場合、１フィールドの開始時点において微小パルス信号が階調に応じた回数ほど印加され、１フィールドの終了時点においてリセット電圧が印加されるだけであり、その間におけるアクチュエータ部への電圧印加等は不要とされる。そのため、アクチュエータ部を駆動するためにかかる消費電力を大幅に低減することができ、信号処理における時間的な余裕を持たせることができ、より高速な処理、例えばハイビジョン画像の表示やコンピュータグラフィックスの表示等への移行にも容易に対応させることができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る表示装置の実施の形態例（以下、単に実施の形態に係る表示装置と記す）を図１〜図２１を参照しながら説明する。
【００４８】
この実施の形態に係る表示装置Ｄは、図１に示すように、光源２００から出射された光１０が導入される光導波板１２と、該光導波板１２の背面に対向して設けられ、かつ多数のアクチュエータ部１４が画素に対応して配列された駆動部１６を有して構成されている。 駆動部１６は、例えばセラミックスにて構成された基体１８を有し、該基体１８の各画素に応じた位置にアクチュエータ部１４が配設されている。前記基体１８は、一主面が光導波板１２の背面に対向するように配置されており、該一主面は連続した面（面一）とされている。基体１８の内部には、各画素に対応した位置にそれぞれ後述する振動部を形成するための空所２０が設けられている。各空所２０は、基体１８の他端面に設けられた径の小さい貫通孔１８ａを通じて外部と連通されている。
【００４９】
前記基体１８のうち、空所２０の形成されている部分が薄肉とされ、それ以外の部分が厚肉とされている。薄肉の部分は、外部応力に対して振動を受けやすい構造となって振動部２２として機能し、空所２０以外の部分は厚肉とされて前記振動部２２を支持する固定部２４として機能するようになっている。
【００５０】
つまり、基体１８は、最下層である基板層１８Ａと中間層であるスペーサ層１８Ｂと最上層である薄板層１８Ｃの積層体であって、スペーサ層１８Ｂのうち、画素に対応する箇所に空所２０が形成された一体構造体として把握することができる。基板層１８Ａは、補強用基板として機能するほか、配線用の基板としても機能するようになっている。なお、前記基体１８は、一体焼成であっても、後付けであってもよい。
【００５１】
各アクチュエータ部１４は、図１に示すように、前記振動部２２と固定部２４のほか、該振動部２２上に直接形成された圧電／電歪層や反強誘電体層等の形状保持層２６と、該形状保持層２６の上面に形成された一対の電極２８（ロー電極２８ａ及びカラム電極２８ｂ）とを有するアクチュエータ部本体３０と、図１に示すように、該アクチュエータ部本体３０上に接続され、かつ光導波板１２との接触面積を大きくして画素に応じた面積にする変位伝達部３２とを有して構成されている。
【００５２】
即ち、この表示装置Ｄは、基体１８上に、形状保持層２６及び一対の電極２８からなるアクチュエータ部本体３０を形成した構造を有する。一対の電極２８は、形状保持層２６に対して上下に形成した構造や片側だけに形成した構造であってもかまわないが、基体１８と形状保持層２６との接合性を有利にするには、この表示装置Ｄのように、基体１８と形状保持層２６とが段差のない状態で直接接するように、形状保持層２６の上部（基体１８とは反対側）のみに一対の電極２８を形成した方が好ましい。
【００５３】
ここで、各部材の形状について図２〜図１０を参照しながら説明する。まず、図２に示すように、基体１８に形成される空所２０の周面形状、即ち振動部２２の平面形状は円形状とされ（破線参照）、形状保持層２６の平面形状（一点鎖線参照）並びに一対の電極２８にて形づくられる外周形状（実線参照）も円形状とされている。この場合、振動部２２の大きさが最も大きく、次いで一対の電極２８の外周形状とされ、形状保持層２６の平面形状が最も小さく設定されている。なお、一対の電極２８の外周形状が最も大きくなるように設定してもよい。
【００５４】
形状保持層２６上に形成される一対の電極２８（ロー電極２８ａ及びカラム電極２８ｂ）の平面形状は、例えば図３に示すように、これら一対の電極２８ａ及び２８ｂが互いに並行し、かつ相互に離間された数ターンの渦巻き状とされている。この渦巻きのターン数は、実際は、５ターン以上であるが、図３の例では、図面の複雑化を避けるために３ターンとして記載してある。
【００５５】
そして、各電極２８ａ及び２８ｂに通じる配線は、図２に示すように、多数の画素の行数に応じた本数の垂直選択線４０と、多数の画素の列数に応じた本数の信号線４２とを有する。各垂直選択線４０は、各画素（アクチュエータ部１４：図１参照）におけるロー電極２８ａに電気的に接続され、各信号線４２は、各画素１４のカラム電極２８ｂに電気的に接続されている。また、前記各垂直選択線４０は、前列の画素に関するロー電極２８ａから導出されて当該画素に関するロー電極２８ａに接続されて、１つの行に関し、シリーズに配線された形となっている。信号線４２は、列方向に延びる本線４２ａと該本線４２ａから分岐して各画素１４のカラム電極２８ｂに接続される支線４２ｂからなる。
【００５６】
各垂直選択線４０への電圧信号の供給は、図示しない配線基板（基体１８の他主面に貼り合わされている）からスルーホール４４を通じて行われ、各信号線４２への電圧信号の供給も、図示しない前記配線基板からスルーホール４６を通じて行われるようになっている。
【００５７】
スルーホール４４及び４６の配置パターンとしては種々のものが考えられるが、図２の例では、垂直選択線４０のスルーホール４４は、行数をＭ、列数をＮとしたとき、Ｎ＝Ｍ又はＮ＞Ｍの場合においては、ｎ行ｎ列（ｎ＝１，２・・・）の画素の近傍で、かつ（ｎ−１）列の信号線（本線）寄りの位置に形成され、Ｎ＜Ｍの場合においては、（αＮ＋ｎ）行ｎ列（α＝０，１・・・（Ｍ／Ｎの商−１））の画素の近傍で、かつ（ｎ−１）列の信号線（本線）寄りの位置に形成される。
【００５８】
一方、信号線４２のスルーホール４６は、Ｎ＝Ｍ又はＮ＜Ｍの場合においては、各信号線４２の本線４２ａ上であって、かつｎ行ｎ列（ｎ＝１，２・・・）の画素に近接する位置に形成され、Ｎ＞Ｍの場合においては、各信号線４２の本線４２ａ上であって、かつｎ行（βＭ＋ｎ）列（β＝０，１・・・（Ｎ／Ｍの商−１））の画素に近接する位置に形成される。また、垂直選択線４０のスルーホール４４は、信号線４２の場合と異なって、垂直選択線４０上に形成されないため、スルーホールと一方の電極２８ａ間にそれらの電気的導通を図るための中継導体４８が形成される。
【００５９】
なお、各垂直選択線４０と各信号線４２とが交差する部分には、互いの配線４０及び４２間の絶縁をとるためにシリコン酸化膜、ガラス膜、樹脂膜等からなる絶縁膜５０（二点鎖線で示す）が介在されている。
【００６０】
前記一対の電極２８の平面形状としては、図３に示す渦巻き形状のほかに、図４に示すような形状としてもよい。具体的には、一対の電極２８ａ及び２８ｂが共に、前記形状保持層２６上の中心に向かって延びる幹部５２及び５４と該幹部５２及び５４から多数枝分かれしてなる枝部５６及び５８を有する形状を具備し、かつ一対の電極２８ａ及び２８ｂが、相互に離間されて相補形に配列された形状（以下、便宜的に多枝形状と記す）としてもよい。
【００６１】
上述のような構成を有する表示装置Ｄでは、振動部２２の平面形状、形状保持層２６の平面形状及び一対の電極２８にて形づくられる外周形状を円形状とした場合を示したが、その他、図５及び図６に示すように長円形状（トラック形状）や、図７に示すように楕円形状としてもよい。
【００６２】
また、図８に示すように、振動部２２の平面形状及び形状保持層２６の平面形状を共に矩形状とし、コーナー部が角のとれた形状や、図９に示すように、振動部２２の平面形状及び形状保持層２６の平面形状を共に多角形状（例えば八角形状）とし、各頂角部分が丸みを帯びた形状としてもよい。
【００６３】
また、振動部２２の形状、形状保持層２６の平面形状、一対の電極２８にて形づくられる外周形状は、円と楕円の組み合わせでもよいし、矩形状と楕円の組み合わせでもよく、特に限定されるものではない。また、形状保持層２６の平面形状は、ここでは図示しないが、リング状とすることも好ましく採用される。この場合も、外周形状として、円、楕円、矩形状など種々のものが挙げられる。形状保持層２６の平面形状をリング状とすることにより、中空部分に電極を形成する必要がないため、変位量を小さくすることなく静電容量を小さくすることができる。
【００６４】
図２、図８及び図９の例では、基体１８上での各アクチュエータ部１４（画素）の配置をマトリクス状とした例を示したが、その他、図７で示すように、各行に対して画素（アクチュエータ部１４）を千鳥状に配置するようにしてもよい。この図７の配置パターンの場合は、各行に関するアクチュエータ部１４（画素）の配置が千鳥状となることから、各行に関し、それぞれ垂直選択線４０を結ぶライン（一点鎖線ａで示す）はジグザグ状とされる。信号線４２は、図示しない配線基板において、破線ｂに示すように、前記千鳥状に配される画素１４のうち、例えば垂直方向上側に位置する画素（アクチュエータ部１４）に対応する箇所に２本の信号線４２を互いに近接させて配線したパターンを有する。そして、図７上、千鳥状に配される画素のうち、例えば垂直方向上側に位置する画素（アクチュエータ部１４）のカラム電極２８ｂが、前記互いに近接する２本の信号線４２及び４２のうち、右側の信号線４２と中継導体６０及びスルーホール６２を通じて電気的に接続され、垂直方向下側に位置する画素（アクチュエータ部１４）のカラム電極２８ｂが、前記互いに近接する２本の信号線４２及び４２のうち、左側の信号線４２と中継導体６４及びスルーホール６６を通じて電気的に接続される。
【００６５】
次に、前記構成を有する表示装置Ｄの動作を図１を参照しながら簡単に説明する。まず、光導波板１２の例えば端部から光１０が導入される。この場合、光導波板１２の屈折率の大きさを調節することにより、全ての光１０が光導波板１２の前面及び背面において透過することなく内部で全反射する。この状態において、あるアクチュエータ部１４が選択状態とされて、光導波板４２の背面に前記アクチュエータ部１４に対応する変位伝達部３２が光１０の波長以下の距離で接触すると、一旦、変位伝達部３２の表面に到達した光１０は、変位伝達部３２の表面で反射して散乱光７０として、一部は再度光導波板１２の中で反射するが、散乱光７０の大部分は光導波板１２で反射されることなく、光導波板１２の前面を透過することになる。
【００６６】
つまり、光導波板１２の背面にある変位伝達部３２の接触の有無により、光導波板１２の前面における光の発光（漏れ光）の有無を制御することができる。特に、本実施例に係る表示装置Ｄでは、光導波板１２に対して変位伝達部３２を接触・離隔方向に変位動作させる１つの単位を１画素とし、更にこの画素を多数マトリクス状、あるいは各行に関し千鳥状に配列するようにしているため、入力される画像信号の属性に応じて各画素での変位動作を制御することにより、陰極線管や液晶表示装置並びにプラズマディスプレイと同様に、光導波板の前面に画像信号に応じた映像（文字や図形等）を表示させることができる。
【００６７】
ここで、光導波板１２に入射される光１０としては、紫外域、可視域、赤外域のいずれでもよい。光源２００としては、白熱電球、重水素放電ランプ、蛍光ランプ、水銀ランプ、メタルハライドランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、トリチウムランプ、発光ダイオード、レーザー、プラズマ光源、熱陰極管、冷陰極管などが用いられる。
【００６８】
次に、形状保持層２６として圧電層を用いた場合の各アクチュエータ部１４での動作原理を図１０の屈曲変位特性に基づいて説明する。図１０に示す屈曲変位特性は、アクチュエータ部１４におけるロー電極２８ａ及びカラム電極２８ｂ間に分極処理のための電圧を印加して、形状保持層２６を分極処理した後、アクチュエータ部１４に加えられる電圧を連続的に変化させたときのアクチュエータ部１４の屈曲変位をみたものである。この例では、図１に示すように、アクチュエータ部１４が一方向（光導波板１２に接近する方向）に屈曲変位する場合を正方向としている。
【００６９】
具体的に前記屈曲変位特性の測定について一例をあげて説明する。まず、形状保持層２６を分極処理するためにロー電極２８ａ及びカラム電極２８ｂ間に電圧をかけると、形状保持層２６の一主面において面方向に正方向の電界が生じる。
【００７０】
表示装置Ｄのアクチュエータ部１４として使用する電圧の使用範囲（Ｖｒ〜Ｖｈ）を超えた電圧を例えば７時間、適度な温度下において印加することによって、発生した電界と同じ方向に分極処理される。
【００７１】
その後、ロー電極２８ａ及びカラム電極２８ｂ間への電圧印加を停止して電圧無負荷状態とする。そして、測定開始と共に、アクチュエータ部１４のロー電極２８ａ及びカラム電極２８ｂ間に周波数が１ｋＨｚ、正側ピーク電圧がＶｈ、負側ピーク電圧がＶｒのｓｉｎ波を印加し、各ポイント（点Ａ〜点Ｈ）での変位量を連続してレーザ変位計で測定する。このときの測定結果を電界−屈曲変位グラフにプロットしたものが図１０の屈曲変位特性である。図１０の矢印に示すように、屈曲変位の変位量は、印加電圧の連続的な増減によってある程度のヒステリシスをもって連続的に変化している。
【００７２】
具体的に、まず、測定を点Ｂで示す電圧無負荷状態（印加電圧＝０Ｖ）から開始したとすると、この点Ｂにおいては、形状保持層２６に分極処理による一様の電界が生じているだけであるため、形状保持層２６に伸びは生じず、変位伝達部３２と光導波板１２とは離隔された状態、即ち、オフ状態にある。
【００７３】
次に、アクチュエータ部１４のロー電極２８ａ及びカラム電極２８ｂ間に正側ピーク電圧（Ｖｈ）が印加されると、点Ｅに示すように、アクチュエータ部１４は、一方向（光導波板１２に接近する方向）に屈曲変位する。このアクチュエータ部１４の凸状変形によって変位伝達部３２が光導波板１２側に変位し、該変位伝達部３２は光導波板１２に接触することとなる。
【００７４】
変位伝達部３２は、アクチュエータ部本体３０の屈曲変位に対応して光導波板１２の背面に接触するものであるが、変位伝達部３２が光導波板１２の背面に接触すると、例えば光導波板１２内で全反射されていた光１０が、光導波板１２の背面を透過して変位伝達部３２の表面まで透過し、変位伝達部３２の表面で反射する。これによって、当該アクチュエータ部１４に対応する画素がオン状態となる。
【００７５】
なお、変位伝達部３２は、光導波板１２の背面を透過した光を反射するため、更には光導波板１２との接触面積を所定以上に大きくするために設けられるものである。即ち、変位伝達部３２と光導波板１２との接触面積により、発光面積が規定される。
【００７６】
そして、前記表示装置Ｄでは、変位伝達部３２は、実質的な発光面積を規定する板部材３２ａと、アクチュエータ部１４の変位を板部材３２ａに伝達するための変位伝達部材３２ｂを有する。
【００７７】
また、光導波板１２に接触する板部材３２ａ以外の部分をブラックマトリクスで覆うことが好ましい。中でも、Ｃｒ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｇ等の金属膜をブラックマトリクスとして使うと光の吸収が小さいため、光導波板１２を伝搬する光の減衰、散乱を抑制することができ、特に好ましく用いられる。
【００７８】
次に、アクチュエータ部１４の一対の電極２８ａ及び２８ｂ間への電圧印加を停止して、電圧無負荷状態とした場合、アクチュエータ部１４は、凸の状態から元の状態（点Ｂの状態）に戻ろうとするが、ヒステリシス特性の関係から、完全に点Ｂの状態までは戻らず、点Ｂよりも僅かに一方向に変位した状態（点Ｈの状態）となる。この状態においては、変位伝達部３２と光導波板１２とは隔離された状態、即ち、ＯＦＦ状態となっている。
【００７９】
次に、アクチュエータ部１４の一対の電極２８ａ及び２８ｂ間に負側ピーク電圧（Ｖｒ）が印加されると、点Ａに示すように、前記電圧無負荷状態での僅かな一方向への変位が打ち消されて、完全に元の状態に復元することになる。
【００８０】
従って、図１０の屈曲変位特性からもわかるように、正のピーク電圧Ｖｈを動作電圧、負のピーク電圧をリセット電圧として定義することが可能である。以下、この定義に沿って説明を行う。
【００８１】
なお、前記形状保持層２６を有するアクチュエータ部１４の特徴は以下の通りである。
(1) オフ状態からオン状態へのしきい値特性が形状保持層２６が存在しない場合と比して急峻になるため、電圧の振れ幅を狭くでき、回路側の負担を軽減することができる。
(2) オン状態及びオフ状態の差が明確になり、コントラストの向上につながる。
(3) しきい値のばらつきが小さくなり、電圧の設定範囲に余裕が生まれる。
【００８２】
なお、アクチュエータ部１４としては、制御の容易性から、例えば上向きに変位するアクチュエータ部１４（電圧無負荷で離隔状態、電圧印加時に接触するもの）であることが望ましい。
【００８３】
次に、前記アクチュエータ部１４の各構成部材、特に各構成部材の材料等の選定について説明する。
【００８４】
まず、振動部２２は、高耐熱性材料であることが好ましい。その理由は、アクチュエータ部１４を有機接着剤等の耐熱性に劣る材料を用いずに、固定部２４によって直接振動部２２を支持させる構造とする場合、少なくとも形状保持層２６の形成時に、振動部２２が変質しないようにするため、振動部２２は、高耐熱性材料であることが好ましい。
【００８５】
また、振動部２２は、基体１８上に形成される一対の電極２８におけるロー電極２８ａに通じる垂直選択線４０とカラム電極２８ｂに通じる信号線４２との電気的な分離を行うために、電気絶縁材料であることが好ましい。
【００８６】
従って、振動部２２は、高耐熱性の金属あるいはその金属表面をガラス等のセラミック材料で被覆したホーロー等の材料であってもよいが、セラミックスが最適である。
【００８７】
振動部２２を構成するセラミックスとしては、例えば安定化された酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、スピネル、ムライト、窒化アルミニウム、窒化珪素、ガラス、これらの混合物等を用いることができる。安定化された酸化ジルコニウムは、振動部２２の厚みが薄くても機械的強度が高いこと、靭性が高いこと、形状保持層２６及び一対の電極２８との化学反応性が小さいこと等のため、特に好ましい。安定化された酸化ジルコニウムとは、安定化酸化ジルコニウム及び部分安定化酸化ジルコニウムを包含する。安定化された酸化ジルコニウムでは、立方晶等の結晶構造をとるため、相転移を起こさない。
【００８８】
一方、酸化ジルコニウムは、１０００℃前後で、単斜晶と正方晶とで相転移し、この相転移のときにクラックが発生する場合がある。安定化された酸化ジルコニウムは、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化イットリウム、酸化スカンジウム、酸化イッテルビウム、酸化セリウム又は希土類金属の酸化物等の安定化剤を、１〜３０モル％含有する。振動部２２の機械的強度を高めるために、安定化剤が酸化イットリウムを含有することが好ましい。このとき、酸化イットリウムは、好ましくは１．５〜６モル％含有し、更に好ましくは２〜４モル％含有することであり、更に０．１〜５モル％の酸化アルミニウムが含有されていることが好ましい。
【００８９】
また、結晶相は、立方晶＋単斜晶の混合相、正方晶＋単斜晶の混合相、立方晶＋正方晶＋単斜晶の混合相などであってもよいが、中でも主たる結晶相が、正方晶、又は正方晶＋立方晶の混合相としたものが、強度、靭性、耐久性の観点から最も好ましい。
【００９０】
振動部２２がセラミックスからなるとき、多数の結晶粒が振動部２２を構成するが、振動部２２の機械的強度を高めるため、結晶粒の平均粒径は、０．０５〜２μｍであることが好ましく、０．１〜１μｍであることが更に好ましい。
【００９１】
固定部２４は、セラミックスからなることが好ましいが、振動部２２の材料と同一のセラミックスでもよいし、異なっていてもよい。固定部２４を構成するセラミックスとしては、振動部２２の材料と同様に、例えば、安定化された酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、スピネル、ムライト、窒化アルミニウム、窒化珪素、ガラス、これらの混合物等を用いることができる。
【００９２】
特に、本実施の形態に係る表示装置で用いられる基体１８は、酸化ジルコニウムを主成分とする材料、酸化アルミニウムを主成分とする材料、又はこれらの混合物を主成分とする材料等が好適に採用される。その中でも、酸化ジルコニウムを主成分としたものが更に好ましい。
【００９３】
なお、焼結助剤として粘土等を加えることもあるが、酸化珪素、酸化ホウ素等のガラス化しやすいものが過剰に含まれないように、助剤成分を調節する必要がある。なぜなら、これらガラス化しやすい材料は、基体１８と形状保持層２６とを接合させる上で有利ではあるものの、基体１８と形状保持層２６との反応を促進し、所定の形状保持層２６の組成を維持することが困難となり、その結果、素子特性を低下させる原因となるからである。
【００９４】
即ち、基体１８中の酸化珪素等は重量比で３％以下、更に好ましくは１％以下となるように制限することが好ましい。ここで、主成分とは、重量比で５０％以上の割合で存在する成分をいう。
【００９５】
形状保持層２６は、上述したように、圧電／電歪層や反強誘電体層等を用いることができるが、形状保持層２６として圧電／電歪層を用いる場合、該圧電／電歪層としては、例えば、ジルコン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、マグネシウムタンタル酸鉛、ニッケルタンタル酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、チタン酸鉛、チタン酸バリウム、マグネシウムタングステン酸鉛、コバルトニオブ酸鉛等、又はこれらの何れかの組合せを含有するセラミックスが挙げられる。
【００９６】
これらの化合物が５０重量％以上を占める主成分であってもよいことはいうまでもない。また、前記セラミックスのうち、ジルコン酸鉛を含有するセラミックスは、形状保持層２６を構成する圧電／電歪層の構成材料として最も使用頻度が高い。
【００９７】
また、圧電／電歪層をセラミックスにて構成する場合、前記セラミックスに、更に、ランタン、カルシウム、ストロンチウム、モリブデン、タングステン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガン等の酸化物、若しくはこれらの何れかの組合せ、又は他の化合物を、適宜、添加したセラミックスを用いてもよい。例えば、マグネシウムニオブ酸鉛とジルコン酸鉛及びチタン酸鉛とからなる成分を主成分とし、更にランタンやストロンチウムを含有するセラミックスを用いることが好ましい。
【００９８】
圧電／電歪層は、緻密であっても、多孔質であってもよく、多孔質の場合、その気孔率は４０％以下であることが好ましい。
【００９９】
形状保持層２６として反強誘電体層を用いる場合、該反強誘電体層としては、ジルコン酸鉛を主成分とするもの、ジルコン酸鉛とスズ酸鉛とからなる成分を主成分とするもの、更にはジルコン酸鉛に酸化ランタンを添加したもの、ジルコン酸鉛とスズ酸鉛とからなる成分に対してジルコン酸鉛やニオブ酸鉛を添加したものが望ましい。
【０１００】
特に下記の組成のようにジルコン酸鉛とスズ酸鉛からなる成分を含む反強誘電体膜をアクチュエータ部１４のような膜型素子として適用する場合、比較的低電圧で駆動することができるため、特に好ましい。
【０１０１】
Ｐｂ0.99Ｎｂ0.02［（Ｚｒx Ｓｎ1-x ）1-y Ｔｉy ］0.98Ｏ3
但し、0.5 ＜ｘ＜ 0.6，0.05＜ｙ＜ 0.063，0.01＜Ｎｂ＜ 0.03
また、この反強誘電体膜は、多孔質であってもよく、多孔質の場合には気孔率３０％以下であることが望ましい。
【０１０２】
そして、前記基体１８における振動部２２の厚みと該振動部２２上に形成される形状保持層２６の厚みは、同次元の厚みであることが好ましい。なぜなら、振動部２２の厚みが極端に形状保持層２６の厚みより厚くなると（１桁以上異なると）、形状保持層２６の焼成収縮に対して、振動部２２がその収縮を妨げるように働くため、形状保持層２６と基体１８界面での応力が大きくなり、はがれ易くなる。反対に、厚みの次元が同程度であれば、形状保持層２６の焼成収縮に基体１８（振動部２２）が追従し易くなるため、一体化には好適である。具体的には、振動部２２の厚みは、１〜１００μｍであることが好ましく、３〜５０μｍが更に好ましく、５〜２０μｍが更になお好ましい。一方、形状保持層２６は、その厚みとして５〜１００μｍが好ましく、５〜５０μｍが更に好ましく、５〜３０μｍが更になお好ましい。
【０１０３】
前記形状保持層２６上に形成される一対の電極２８は、用途に応じて適宜な厚さとするが、０．０１〜５０μｍの厚さであることが好ましく、０．１〜５μｍが更に好ましい。また、前記一対の電極２８は、室温で固体であって、導電性の金属で構成されていることが好ましい。例えば、アルミニウム、チタン、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、銀、スズ、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、金、鉛等を含有する金属単体又は合金が挙げられる。これらの元素を任意の組合せで含有していてもよいことはいうまでもない。
【０１０４】
変位伝達部３２の変位伝達部材３２ｂは、アクチュエータ部１４の変位を直接光導波板１２に伝達できる程度の硬度を有するものが好ましい。従って、前記変位伝達部材３２ｂの材質としては、ゴム、有機樹脂、有機接着フイルム、ガラス等が好ましいものとして挙げられるが、電極層そのものあるいは圧電体ないしは上述したセラミックス等の材質であってもかまわない。最も好ましくは、エポキシ系、アクリル系、シリコーン系、ポリオレフィン系等の有機樹脂又は有機接着フイルムがよい。更に、これらにフィラーを混ぜて硬化収縮を抑制することも有効である。
【０１０５】
板部材３２ａの材質としては、前記変位伝達部材３２ｂの材料のほか、エポキシ系、アクリル系、シリコーン系等の有機樹脂に高屈折率を有するセラミック粉末、例えばジルコニア粉末、チタニア粉末、酸化鉛粉末、それらの混合粉末等を高分散させた材料が、発光効率、平坦性維持の点で望ましい。この場合、樹脂重量：セラミック粉末重量＝１：（０．１〜１０）がよい。更に、前記組成に平均粒径０．５〜１０μｍのガラス粉末をセラミック粉末に対して１：（０．１〜１．０）の割合で添加すると、光導波板１２の面との接触性、離型性が改良されるため好ましい。
【０１０６】
なお、前記板部材３２ａは、光導波板１２と接触する部分（面）の平坦度、平滑度が、アクチュエータ部１４の変位量に比較して十分小さくすることが好ましく、具体的には、１μｍ以下、更に好ましくは０．５μｍ以下、特に好ましくは０．１μｍ以下である。但し、変位伝達部３２の光導波板１２と接触する部分（面）の平坦度は、変位伝達部３２が光導波板１２に接触した状態での隙間を減ずるために重要であって、接触した状態で当該接触部分が変形するものであれば前記平坦度に必ずしも限定されるものではない。
【０１０７】
前記変位伝達部３２のアクチュエータ部本体３０への接続は、変位伝達部３２として上述した材料を使用する場合には、接着剤を使って上述した材料の変位伝達部３２を積層するか、上述した材料の溶液、ペーストないしスラリーをコーティングする等の方法によりアクチュエータ部本体３０の上部、あるいは光導波板１２上に形成することにより行えばよい。
【０１０８】
前記変位伝達部３２をアクチュエータ部本体３０に接続する場合は、好ましくは、変位伝達部材３２ｂの材料を接着剤として兼ねる材料とすればよい。特に、有機接着フイルムを用いれば、熱をかけることで接着剤として使えるため、好ましい。
【０１０９】
光導波板１２は、その内部に導入された光１０が前面及び背面において光導波板１２の外部に透過せずに全反射するような光屈折率を有するものであり、導入される光１０の波長領域での透過率が均一で、かつ高いものであることが必要である。このような特性を具備するものであれば、特にその材質は制限されないが、具体的には、例えばガラス、石英、アクリル等の透光性プラスチック、透光性セラミックスなど、あるいは異なる屈折率を有する材料の複数層構造体、又は表面にコーティング層を設けたものなどが一般的なものとして挙げられる。
【０１１０】
そして、この実施の形態に係る表示装置Ｄの周辺回路は、図１１に示すように、多数のアクチュエータ部１４がマトリクス状、あるいは千鳥状に配列された駆動部１６における前記垂直選択線４０に選択的に駆動信号を供給して、１行単位にアクチュエータ部１４を順次選択する垂直選択線駆動回路１００と、前記駆動部１６の信号線４２にパラレルにデータ信号を出力して、前記垂直選択線駆動回路１００にて選択された行（選択行）の画素（アクチュエータ部）１４にそれぞれデータ信号を供給するデータ線駆動回路１０２と、入力される映像信号Ｓｖ及び同期信号Ｓｓに基づいて垂直選択線駆動回路１００及びデータ線駆動回路１０２を制御する信号制御回路１０４とを有して構成されている。
【０１１１】
従って、前記垂直選択線駆動回路１００にて１つの行が選択され、データ線駆動回路１０２からデータ信号が出力されると、選択行に関する各画素に対して、それぞれの階調に応じた電圧が印加されることになる。
【０１１２】
そして、前記垂直選択線駆動回路１００には、内部のロジック回路での論理演算のためのロジック電源電圧と、２種類の垂直選択線用電源電圧が電源部１０６を通じて供給され、データ線駆動回路６２には、前記ロジック電源電圧と、２種類のデータ線用電源電圧が同じく電源部１０６を通じて供給されている。
【０１１３】
信号制御回路１０４は、その内部にタイミングコントローラ、フレームメモリ及びＩ／Ｏバッファを有し、垂直選択線駆動回路１００に通じる制御線１０８並びにデータ線駆動回路１０２に通じる制御線１１０を通じてこれら垂直選択線駆動回路１００及びデータ線駆動回路１０２を電圧変調方式で階調制御するように構成されている。
【０１１４】
前記垂直選択線駆動回路１００及びデータ線駆動回路１０２は、次の点を特徴とすることが望ましい。
(1) アクチュエータ部１４が容量性負荷となるため、該容量性負荷を駆動することを考慮に入れて、例えばアクチュエータ部１４を屈曲変位させる電圧（動作電圧）の印加終了時に容量性負荷に加わる分圧比が５０％以上であることが望ましい。
(2) 画素のオン状態及びオフ状態が表現できるだけのアクチュエータ部１４の変位量を得るために、２０Ｖ以上の電圧出力が可能であることが望ましい。
(3) 出力電流の向きが双方向にとられることを考慮に入れることが望ましい。
(4) 行方向及び列方向の２電極構造の負荷を駆動することができるものとすることが望ましい。
【０１１５】
ここで、電圧変調方式による階調制御の２つの方式（第１及び第２の駆動方式）について、図１２〜図１９を参照しながら説明する。
【０１１６】
まず、第１の駆動方式は、図１２に示すように、１枚の画像の表示期間を１フィールドとしたとき、例えば図１３に示すように、形状保持機能を有するアクチュエータ部１４が印加電圧のレベルに応じてアナログ的に変位することを利用するものであり、画素への印加電圧を階調表現の分解能に応じて複数に分割（等分割あるいは任意の分割）し、画素の階調に合わせた電圧をアクチュエータ部１４に印加することで電圧制御方式による階調制御を達成することができる。
【０１１７】
具体的には、図１２の選択期間Ｔｓに、図１１に示す垂直選択線駆動回路１００にて、例えば１つの行を選択している場合において、当該選択行に配列される多数のアクチュエータ部１４に対し、データ線駆動回路１０２を通じて各アクチュエータ部１４の階調に応じた電圧が印加される。各アクチュエータ部１４は、印加された電圧のレベルに応じて一方向に変位し、図１３の例では、電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，・・・Ｖn に対して変位量がＺ1 ，Ｚ2 ，・・・Ｚn というように、線形的に変位することになる。
【０１１８】
そして、例えばアクチュエータ部１４が変位量Ｚ1 ほど変位した時点で、例えば図１４に示すように、変位伝達部３２の板部材３２ａの一主面と光導波板１２の背面との間の距離Ｄが光１０（光導波板１２に導入される光１０）の波長λに相当する距離となり、例えば変位量Ｚn ほど変位した時点で、理想的には板部材３２ａの一主面が光導波板１２の背面に完全に密着する。
【０１１９】
変位伝達部３２が光導波板１２の裏面に向かって接近し、該変位伝達部３２の板部材３２ａの一主面と光導波板１２の背面間の距離が光１０の波長λ以下となった場合、その距離が短くなるにつれて光導波板１２の表面から放射される散乱光の光量が多くなり、当該アクチュエータ部１４に対応する画素の輝度レベルが高くなる。
【０１２０】
この現象は、以下の２つの根拠から説明できる。即ち、まず、第１の根拠は、画素のドット面積と接触性である。アクチュエータ部１４が一方向に変位して変位伝達部３２の板部材３２ａの一主面が光導波板１２の背面に接近する際、一般に、該板部材３２ａの一部が光導波板１２の背面に接触し、アクチュエータ部１４の変位量の増加に応じて板部材３２ａの前記光導波板１２との接触部分が多くなる。この接触部分の面積が増えることによって、板部材３２ａの表面で反射する光（散乱光）の量が増加し、当該アクチュエータ部１４に対応する画素の輝度レベルが高くなる。反対に、アクチュエータ部１４の変位量が減少して、板部材３２ａが光導波板１２から離間すると、その離間幅Ｄに応じて画素の輝度レベルが低下する。
【０１２１】
第２の根拠は、以下のエバネッセント効果で説明することができる。一般に、光導波板１２における例えば背面の周囲には、図１４に示すように、光のしみ出し（エバネッセント波）による領域（エバネッセント領域）１２０が存在する。そして、このエバネッセント領域１２０の深さｄｐは、光導波板１２と外部空間との界面（この例では、光導波板１２の背面）におけるエバネッセント波のエネルギー値が１／ｅになる深さを示し、以下の（１）式で与えられ、また、エバネッセント波のエネルギーＥは、以下の（２）式で与えられる。
【０１２２】
ｄｐ＝λ／［２πｎ1 √｛ｓｉｎ2 θ−（ｎ2 ／ｎ1 ）2 ｝］ …（１）
Ｅ＝ｅｘｐ｛−（Ｄ／ｄｐ）｝ …（２）
ここで、λは光１０の波長を示し、θは図１４に示すように、光導波板１２から外部空間に光１０が入射するときの角度（入射角）を表す。また、ｎ1 は光導波板１２の光屈折率を示し、ｎ2 は外部空間の光屈折率を示す。
【０１２３】
前記（１）式により、前記深さｄｐは、光１０の波長λが増加するにつれて大きくなり、入射角θが臨界角に近づくほど大きくなることが予想できる。一方、エバネッセント波のエネルギーＥは、（２）式に示すように、光導波板１２の裏面に近づくほど大きく、前記光導波板１２の裏面から離れるに従って指数関数的に減衰する。変位伝達部３２の板部材３２ａの表面にて反射される光（散乱光７０）の光量は、前記エバネッセント波のエネルギーＥに比例することから、散乱光７０の光量も、板部材３２ａが光導波板１２の裏面に近づくほど多くなり、前記光導波板１２の裏面から離れるに従って指数関数的に減少することになる。
【０１２４】
前記選択期間Ｔｓの終了時点からリセットパルスＰｒの印加時点までの非選択期間Ｔｕにおいては、アクチュエータ部１４における形状保持層２６の形状保持効果により、当該アクチュエータ部１４は、非選択期間Ｔｕにわたって選択期間終了時の変位量を保持し続け、当該画素の発光状態が一定期間維持される。
【０１２５】
次に、第２の駆動方式について図１５〜図１９を参照しながら説明する。この第２の駆動方式は、光導波板１２の表面に静止画像を表示させるか、あるいは動画像を表示させるかによって、その時間制御が異なる。
【０１２６】
具体的には、静止画像を表示させる場合においては、図１５Ａに示すように、動画像における１枚の画像を表示する期間を１フィールドとしたとき、静止画像の最小表示期間Ｔｓｉ（最小静止画像表示期間）は、図１５Ｂに示すように、前記１フィールドよりもかなり長い期間が設定される。この最小静止画像表示期間Ｔｓｉは、１枚の画像の表示開始時点ｔｓから最初のリフレッシュを行う時点ｔｒまでの期間が相当し、表示装置の構造（ＣＲＴ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等）によって左右される。例えば記憶作用のないＣＲＴでは動画像を表示する場合と同様の１フィールドが設定され、液晶ディスプレイ及びプラズマディスプレイでは、液晶及びプラズマの放電時間を考慮して最小静止画像表示期間Ｔｓｉが設定される。
【０１２７】
液晶ディスプレイ及びプラズマディスプレイは、ＣＲＴと異なって記憶作用があるため、一般に、前記最小静止画像表示期間Ｔｓｉは、１フィールドよりも長い期間が設定される。
【０１２８】
そして、本実施の形態に係る表示装置Ｄの第２の駆動方式においては、図１６Ａ〜図１６Ｃに示すように、垂直選択線駆動回路１００を通じて選択された画素群に対応する各アクチュエータ部１４に対し、行走査の開始時点ｔ０で１つ又はそれ以上の微小パルスＰ１〜Ｐ６を有する駆動信号をデータ線駆動回路１０２を通じて供給する。図１６Ａは、ある列の画素群に対して１行単位に駆動信号を供給している例のタイミングチャートを示し、図１６Ｂは当該列の任意の行におけるアクチュエータ部（画素）１４に対して前記駆動信号を供給する場合の波形図を示す。また、図１６Ｃは駆動信号の供給による画素の表示輝度の変化を示し、この例では、例えば最大階調６（微小パルスＰ１〜Ｐ６）に対して、階調レベル４（Ｐ１〜Ｐ４）を表示する場合を示している。
【０１２９】
前記駆動信号は、図１６Ｂからもわかるように、その画素が表示すべき階調レベルに応じた個数の微小パルスを有し、そのパルス周期Ｔｐｃは、垂直選択線駆動回路１００によって全行（第１行〜第ｎ行）を選択する期間（微小パルス走査期間）Ｔｓｓか、あるいは該微小パルス走査期間Ｔｓｓよりも短い期間とされている。もちろん、前記微小パルス走査期間Ｔｓｓよりも長く設定してもよい。図１６Ａ及び図１６Ｂの例では、微小パルスのパルス周期Ｔｐｃを微小パルス走査期間Ｔｓｓと同じに設定してある。
【０１３０】
この場合、アクチュエータ部１４に印加されるパルス信号としてパルス幅が非常に短い微小パルスを用いているため、各微小パルス走査期間（Ｔｓｓ）は非常に短く、走査開始時点ｔ０から最大階調６に対応する微小パルスＰ６の走査期間（Ｔｓｓ）の終了時点ｔ６（＝ｔｓ）までの期間（微小パルス印加期間）Ｔｐｉも最小静止画像表示期間Ｔｓｉと比して非常に短いものとなる。
【０１３１】
そして、１つの微小パルスがアクチュエータ部１４に印加されると、アクチュエータ部１４は、そのパルスのエネルギー（電力）に応じた分だけ一方向に変位する。この現象を図１７に示す。この図１７は、光導波板１２の表面のうち、測定対象のアクチュエータ部１４に対応する箇所にフォトダイオードを設置し、当該アクチュエータ部１４に種々の電圧を印加した場合のフォトダイオードの出力強度をみたものである。
【０１３２】
この図１７からもわかるように、ピーク値が１３０Ｖである微小パルスＰが当該アクチュエータ部１４に印加された時点で当該アクチュエータ部１４に対応した画素が発光し、また、ピーク値が−５０ＶのリセットパルスＰｒが印加された時点で当該画素が消光している。
【０１３３】
このように、微小パルスＰの電力に応じた分だけアクチュエータ部１４が変位することから、図１８に示すように、１つの微小パルスＰ１の印加によるアクチュエータ部１４の変位量を１オフセット量Ｚｏ１と定義した場合、アクチュエータ部１４は、２つの微小パルスＰ１及びＰ２の印加によって２オフセット量Ｚｏ２ほど変位し、３つの微小パルスＰ１〜Ｐ３の印加によって３オフセット量Ｚｏ３ほど変位し、４つの微小パルスＰ１〜Ｐ４の印加によって４オフセット量Ｚｏ４ほど変位する。一般的には、アクチュエータ部１４は、ｎ個の微小パルスＰ１〜Ｐｎの印加によってｎオフセット量Ｚｏｎだけ変位することになる。
【０１３４】
この場合、上述したように、アクチュエータ部１４の変位量が多くなるに従って光導波板１２の裏面に対する板部材３２ａの接触面積が増え、あるいは図１４に示すように、光導波板１２の裏面周囲に存在するエバネッセント領域１２０への突入量ｔが増加することから、図１６Ｃに示すように、当該アクチュエータ部１４に対応する画素の表示輝度もＥ１〜Ｅ４というように増加することになる。即ち、当該画素の階調が微小パルスＰの個数によって制御されることになる。
【０１３５】
また、微小パルス印加期間Ｔｐｉ（図１６Ａ参照）を過ぎた段階では、アクチュエータ部１４における形状保持層２６の形状保持効果により、当該アクチュエータ部１４は、微小パルス印加期間Ｔｐｉ終了時の変位量を保持し続け、当該画素の発光状態が一定期間維持される。
【０１３６】
そして、光導波板１２の表面に静止画像を表示させる場合においては、前記微小パルス印加期間Ｔｐｉの終了後一定期間が経過する前に、即ち、アクチュエータ部１４の変位量が低減する前に、１つの微小パルス（リフレッシュパルス）Ｐｒｆをアクチュエータ部１４に印加する。この操作は、全てのアクチュエータ部１４に対して順次行われる。
【０１３７】
このアクチュエータ部１４に対するリフレッシュパルスＰｒｆの印加によって、各アクチュエータ部１４の変位量が微小パルス印加期間Ｔｐｉの終了時点における変位量まで復元され、アクチュエータ部１４の変位は、更に一定期間維持されることになる。この操作を順次繰り返すことによって、光導波板１２の表面には静止画像が表示されることになる。
【０１３８】
なお、図１１及び図１２に基づいて説明した前記第１の駆動方式において、例えば静止画像を表示させる場合は、例えば図１５Ｂに示すように、最小静止画像表示期間Ｔｓｉの終了時に、前記データ線駆動回路１０２を通じて、表示画像に応じてアナログ調整されたリフレッシュ電圧を各アクチュエータ部１４に印加すればよい。
【０１３９】
次に、この第２の駆動方法において、光導波板１２の表面に動画像を表示させる場合について説明すると、この動画像を表示する場合も、基本的には、上述の静止画像を表示する場合とほとんど同じであるが、図１９に示すように、１枚の画像を表示する期間を１フィールドとしたとき、各フィールドの終了の際に、前記データ線駆動回路１０２を通じて、前記アクチュエータ部１４の変位をリセットさせるに十分な電圧を有するリセットパルスＰｒが印加される点で異なる。
【０１４０】
この場合、微小パルス印加期間Ｔｐｉがすぐに終了するため、全画素に対してリセットパルスＰｒを印加する期間（リセット走査期間）Ｔｒｓと前記微小パルス印加期間Ｔｐｉとは干渉することがなく、前記リセット走査期間Ｔｒｓを前記微小パルス印加期間Ｔｐｉよりも長く設定することができる。これは、各画素に対するリセットパルスＰｒの印加期間を長くできることにつながり、各画素の変位を確実にリセットすることができる。
【０１４１】
このように、この第２の駆動方法においては、アクチュエータ部１４に対してその階調に応じた分の微小パルス信号を印加させるだけでよいため、非常に高速な行走査が可能となり、高品位の画像表示に容易に対応させることができる。
【０１４２】
特に、デジタルデータをアナログ信号に変換するためのＤ／Ａ変換器が不要となり、しかも、表示階調の範囲を広くしても、複雑な電圧切換えや電圧選択等を行う必要がないため、使用電圧の設定数を最小限に抑えることができ、周辺回路系（第１及び第２の駆動回路を含む）の構成の簡略化を実現させることができる。
【０１４３】
また、前記光導波板１２の表示面に静止画像を表示させる場合にあっては、各アクチュエータ部１４に対する定期的なリフレッシュパルスＰｒｆの印加により、各アクチュエータ部１４の変位状態がその階調レベルまで復元されるため、前記最小静止画像表示期間Ｔｓｉ以上に静止画像表示を維持させることができる。これにより、静止画像表示の応用例の一種である、いわゆる電子ポスタ等に用いて好適となる。これは、第１の駆動方式で静止画像を表示させる場合も同様である。
【０１４４】
また、前記光導波板１２の表示面に動画像を表示させる場合にあっては、１フィールドの開始時点ｔ０において微小パルス信号が階調に応じた回数ほど印加され、１フィールドの終了時点においてリセットパルスＰｒが印加されるだけであり、その間におけるアクチュエータ部１４への電圧印加等は不要とされる。そのため、アクチュエータ部１４を駆動するためにかかる消費電力を大幅に低減することができ、しかも、信号処理における時間的な余裕を持たせることができる。その結果、より高速な処理、例えばハイビジョン画像の表示やコンピュータグラフィックスの表示等への移行にも容易に対応させることができる。
【０１４５】
この実施の形態では、最大階調を６としたが、最大階調を７以上にしてもよい。一定のパルス幅及び一定の振幅とした場合には、最大階調の数に応じて、微小パルス印加期間Ｔｐｉが長くなるため、動画像表示において輝度不足になるおそれがある。そのため、各微小パルス信号のパルス幅及び／又は振幅は、最大の表示階調と許容できる微小パルス印加期間Ｔｐｉを考慮して設定することが好ましい。
【０１４６】
また、上述したように、エバネッセント領域１２０の深さｄｐは、光１０の波長λが長くなるに従って大きくなり、光導波板１２に対する光１０の入射角θが臨界角に近づくほど大きくなることから、光源２００から光導波板１２に赤色光、緑色光及び青色光を導入した場合を想定した場合、各光は波長が異なるため、各光でのエバネッセント領域１２０の深さｄｐ及びエバネッセント波のエネルギー分布も異なる。
【０１４７】
このことから、Ｒ／Ｇ／Ｂ別に微小パルスＰのパルス幅及び振幅を設定することにより、１つの微小パルスの印加によるアクチュエータ部１４の変位量（１オフセット量Ｚｏ１）をＲ／Ｇ／Ｂ別に任意に調整することができ、輝度の向上及びコントラストの向上を容易に図ることができる。
【０１４８】
また、前記光導波板１２に対する光の入射角θを前記光導波板１２に導入される光の波長λに応じて設定するようにしてもよい。例えば、Ｒ／Ｇ／Ｂ別に光源２００の位置をずらす、あるいはＲ／Ｇ／Ｂに対応して３種の光源２００を設置する。これによって、各光（Ｒ／Ｇ／Ｂ）でのエバネッセント波のエネルギー分布をほぼ同じにすることが可能となり、各光（Ｒ／Ｇ／Ｂ）間での輝度ばらつきを有効に補正することができる。
【０１４９】
Ｒ／Ｇ／Ｂの切り換えは、熱陰極管、冷陰極管、発光ダイオード、レーザー等のＲＧＢ光源に対して、機械的シャッタやスイッチのＯＮ／ＯＦＦを利用することにより実現できる。また、ＲＧＢ以外の紫外、単色可視光、赤外光源に対しては、例えば三原色フィルタ、補色フィルタ、不透明体で例えば樹脂等に顔料などの色素を散乱させたもの、蛍光体等を組み合わせて使用することにより実現できる。
【０１５０】
ところで、光源２００から出射され、光導波板１２に導入される光１０が可視光である場合、光導波板１２内の欠陥（傷や異物等）によって散乱光が発生するおそれがあり、コントラストを損ねる場合がある。
【０１５１】
また、実施の形態に係る表示装置Ｄにおいては、光導波板１２に対するアクチュエータ部１４の接触・離隔方向の変位動作を制御して、光導波板１２の所定部位の漏れ光７０を制御することにより画像を表示しているが、画素の接触が不完全になると、表示輝度が小さくなるおそれがある。これを解決するには、変位伝達部３２として柔軟性をもったもので構成する方法が考えられるが、応答性の点で不利になるという問題がある。
【０１５２】
そこで、以下に示す本実施の形態に係る表示装置Ｄの変形例Ｄａ及びＤｂにおいては、図２０及び図２１に示すように、光源２００から出射されて光導波板１２に導入される光１０を不可視光とし、この不可視光１０によって励起されて所定の可視光２０４が発光される蛍光体（図２０及び図２１の例では蛍光体層２０２）を画素に形成して構成する。
【０１５３】
図２０の第１の変形例に係る表示装置Ｄａでは、変位伝達部３２の板部材３２ａの上面に蛍光体層２０２を形成した場合を示し、図２１の第２の変形例に係る表示装置Ｄｂでは、前記板部材３２ａの代わりに蛍光体層２０２を形成した場合を示す。また、前記不可視光１０としては紫外光や赤外光があるが、いずれを使用してもよい。なお、その他の構成は、図１に示す本実施の形態に係る表示装置Ｄと同じであるため、その詳細な説明を省略する。
【０１５４】
前記第１及び第２の変形例に係る表示装置Ｄａ及びＤｂの具体例を示すと、光源２００として、例えば赤外線光源を使用でき、画素に形成する発光体（図２０及び図２１の例では蛍光体層２０２）として赤外光励起による蛍光体を用いることができる。この場合、赤外光励起蛍光体について特に限定はなく、赤外輝尽効果を利用するものや、量子計数作用を利用するもの、多段エネルギー伝達によるもの等を用いることができる。
【０１５５】
また、この表示装置Ｄａ及びＤｂにおいては、赤外光とともに輝尽励起光源を併用することで輝尽性蛍光体を用いることが可能であり、カラー表示を行う場合、光の三原色である赤、緑及び青色発光をそれぞれ示す３種類の蛍光体材料を用いて、それらを２次元的なパターンに並べて形成することが可能である。
【０１５６】
光源２００としては、蛍光体を励起するのに必要な波長の光を含み、励起に十分なエネルギー密度を有していれば、特に制限はない。例えば、赤外光励起蛍光体に対しては、赤外線レーザー、ハロゲンランプ等が好ましく用いられる。
【０１５７】
このように、前記第１及び第２の変形例に係る表示装置Ｄａ及びＤｂにおいては、光導波板１２に導入される光１０として不可視光を用いるようにしたので、画素発光以外での光導波板１２内での可視光の発光が皆無となり、コントラストの向上に有利になる。
【０１５８】
また、光源２００から出射される不可視光１０のエネルギー密度、波長、入射角を調整することにより、有効なエバネッセント領域１２０の深さｄｐ（図１４参照）を大きくとることができ、画素の接触が不完全でも輝度の大きい表示が可能となる。
【０１５９】
この場合、画素の接触性を考慮した設計（柔軟性のある材料を用いた設計）から、応答性を重視した剛性の高い設計に改善することができる。これは、行走査の更なる高速化につながり、高品位の画像表示への実現が非常に容易になる。
【０１６０】
また、階調制御の変調方式については、上述した電圧変調方式や時間変調方式の全てが適用できるが、特に電圧変調方式を用いた場合、有効なエバネッセント領域１２０の深さｄｐが大きくなるため、多階調化に有利になる。
【０１６１】
特に、例えば図２０に示すように、光導波板１２の側面に対する光源２００からの不可視光１０の入射角をθ、この不可視光１０が光導波板１２の表面に達したときの空気に対する入射角をθｗとしたとき、エネルギー密度が大きいほど、波長が大きいほど、入射角θ（但し、入射角θｗが臨界角より大きいことが必須条件）が大きいほど有利になる。
【０１６２】
なお、この発明に係る表示装置は、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【０１６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る表示装置によれば、行走査にかかる時間を大幅に短縮でき、高品位の画像表示に容易に対応させることができる。また、表示階調の範囲を広くしても、複雑な電圧切換えや電圧選択等を行う必要がなく、使用電圧の設定数を最小限に抑えることができ、周辺回路系（駆動回路を含む）の構成の簡略化を実現させることができる。
【０１６４】
また、画素を構成するアクチュエータ部の形状保持層（圧電／電歪層や反強誘電体層）の記憶作用を最大限に活用してディスプレイとしての機能を発揮させることができ、発光の安定化、表示輝度（階調）の安定化を実現させることができる。また、画素の選択期間を最小にして消費電力の低減化を有効に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る表示装置を示す構成図である。
【図２】本実施の形態に係る表示装置におけるアクチュエータ部（画素）の配置を拡大して示す平面図である。
【図３】本実施の形態に係る表示装置における一対の電極の平面形状（渦巻き状）を示す平面図である。
【図４】本実施の形態に係る表示装置における一対の電極の平面形状（多枝形状）を示す平面図である。
【図５】本実施の形態に係る表示装置における振動部、形状保持層及び一対の電極の平面形状（長円形状、渦巻き状）を示す平面図である。
【図６】本実施の形態に係る表示装置における振動部、形状保持層及び一対の電極の平面形状（長円形状、多枝形状）を示す平面図である。
【図７】本実施の形態に係る表示装置におけるアクチュエータ部（画素）の他の配置例を拡大して示す平面図である。
【図８】本実施の形態に係る表示装置におけるアクチュエータ部（画素）の他の配置例を拡大して示す平面図である。
【図９】本実施の形態に係る表示装置におけるアクチュエータ部（画素）の他の配置例を拡大して示す平面図である。
【図１０】本実施の形態に係る表示装置におけるアクチュエータ部（画素）の屈曲変位特性を示す図である。
【図１１】本実施の形態に係る表示装置の周辺回路を示す構成図である。
【図１２】本実施の形態に係る表示装置の第１の駆動方式を説明するためのタイミングチャートである。
【図１３】第１の駆動方式による階調制御を説明するためのアクチュエータ部の変位特性図である。
【図１４】画素のドット面積と接触性並びにエバネッセント効果による階調制御の原理を示す説明図である。
【図１５】図１５Ａは動画像における１枚の画像を表示する期間（１フィールド）を示すタイミングチャートであり、図１５Ｂは最小静止画像表示期間を説明するためのタイミングチャートである。
【図１６】図１６Ａはある列の画素群に対して１行単位に駆動信号を供給している例のタイミングチャートを示し、図１６Ｂは当該列の任意の行におけるアクチュエータ部（画素）に対して前記駆動信号を供給する場合の波形図を示し、図１６Ｃは駆動信号の供給による画素の表示輝度の変化を示す図である。
【図１７】図１７Ａは第２の駆動方式において微小パルスとリセットパルスの印加タイミング及び印加電圧を示す波形図であり、図１７Ｂは図１７Ａに示す電圧が印加された場合の画素の発光強度分布を示す図である。
【図１８】微小パルスの数に対するアクチュエータ部の変位量（オフセット量）の変化を示す特性図である。
【図１９】第２の駆動方式にて動画像を表示させる場合のタイミングチャートである。
【図２０】本実施の形態に係る表示装置の第１の変形例を示す構成図である。
【図２１】本実施の形態に係る表示装置の第２の変形例を示す構成図である。
【符号の説明】
１０…光 １２…光導波板
１４…アクチュエータ部 １６…駆動部
１８…基体 ２０…空所
２２…振動部 ２４…固定部
２６…形状保持層 ２８…一対の電極
２８ａ…ロー電極 ２８ｂ…カラム電極
３０…アクチュエータ部本体 ３２…変位伝達部
３２ａ…板部材 ３２ｂ…変位伝達部材
４０…垂直選択線 ４２…信号線
１００…垂直選択線駆動回路 １０２…データ線駆動回路
１０４…信号制御回路 ２００…光源
２０２…蛍光体層 Ｄ、Ｄａ、Ｄｂ…表示装置
Claims (9)
- 一主面と他主面とを有し、かつ、光源から出射される光が前記一主面と他主面で全反射されるように導入される光導波板と、
前記光導波板の一主面の周囲に存在するエバネッセント領域へ散乱体を突入させる突入量を変化させることによって、前記光導波板の前記他主面から放出される散乱光量を表示階調として制御する駆動部とを有する表示装置であって、
少なくとも１行単位にアクチュエータ部を選択する第１の駆動回路と、選択行に対して表示用情報を出力する第２の駆動回路と、第１及び第２の駆動回路を制御する信号制御回路とを具備し、
前記信号制御回路は、前記アクチュエータ部への選択の際に、前記第２の駆動回路を通じて印加される微小パルス信号の印加回数を表示階調に応じて変化させることを特徴とする表示装置。 - 請求項１記載の表示装置において、
前記駆動部は、該光導波板の前記一主面に対向して設けられ、かつ多数の画素に対応した数のアクチュエータ部が配列されて構成され、
入力される画像信号の属性に応じて前記光導波板に対する前記アクチュエータ部の接触・離隔方向の変位動作を制御して、前記光導波板の所定部位の漏れ光を制御することにより、前記光導波板に前記画像信号に応じた映像を表示させることを特徴とする表示装置。 - 請求項２記載の表示装置において、
前記アクチュエータ部は、形状保持層と、該形状保持層に形成された少なくとも一対の電極とを有する作動部と、該作動部を支持する振動部と、該振動部を振動可能に支持する固定部とを有して構成され、
前記一対の電極への電圧印加によって生じる前記アクチュエータ部の変位動作を前記光導波板に伝達する変位伝達部を有することを特徴とする表示装置。 - 一主面と他主面とを有し、かつ、光源から出射される光が前記一主面と他主面で全反射されるように導入される光導波板と、
前記光導波板の前記一主面に対向して設けられ、かつ、多数の画素に対応して設けられた多数のアクチュエータ部と、
前記アクチュエータ部の変位動作を前記光導波板に伝達する変位伝達部と、
前記アクチュエータ部の変位動作により前記変位伝達部の前記光導波板に対する接触面積をアナログ的に変化させることによって、前記光導波板の前記他主面から放出される散乱光量を表示階調として制御する駆動部とを有する表示装置であって、
少なくとも１行単位に前記アクチュエータ部を選択する第１の駆動回路と、選択行に対して表示用情報を出力する第２の駆動回路と、第１及び第２の駆動回路を制御する信号制御回路とを具備し、
前記信号制御回路は、前記アクチュエータ部への選択の際に、前記第２の駆動回路を通じて印加される微小パルス信号の印加回数を表示階調に応じて変化させることを特徴とする表示装置。 - 請求項１〜４のいずれか１項に記載の表示装置において、
前記微小パルス信号のパルス幅及び／又は振幅は、最大の表示階調を考慮して設定されることを特徴とする表示装置。 - 請求項１〜５のいずれか１項に記載の表示装置において、
前記微小パルス信号のパルス幅及び／又は振幅は、前記光導波板に導入される光の波長に応じて設定されていることを特徴とする表示装置。 - 請求項１〜６のいずれか１項に記載の表示装置において、
前記光導波板に対する光の入射角が、前記光導波板に導入される光の波長に応じて設定されていることを特徴とする表示装置。 - 請求項１〜７のいずれか１項に記載の表示装置において、
前記光導波板における表示面に静止画像を表示させる場合であって、
最小静止画像表示期間の終了時に、前記第２の駆動回路を通じて少なくとも１つの前記微小パルス信号からなるリフレッシュパルスが各アクチュエータ部に印加されることを特徴とする表示装置。 - 請求項１〜７のいずれか１項に記載の表示装置において、
前記光導波板における表示面に動画像を表示させる場合であって、
前記動画像における１枚の画像を表示させる期間を１フィールドとしたとき、
各フィールドの終了の際に、前記第２の駆動回路を通じて、前記アクチュエータ部の変位をリセットさせるに十分なリセット電圧が印加されることを特徴とする表示装置。
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