JP3411584B2 - 表示装置 - Google Patents

表示装置

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JP3411584B2
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七瀧  努
大和田  巌
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Description

【発明の詳細な説明】 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関する。
背景技術 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。
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
比例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。
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。
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。
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。
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。
プラズマディスプレイは、液晶表示装置と同様に、表
示部自体が体積をとらないため、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。
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。
一方、本出願人は、前記CRT、液晶表示装置やプラズ
マディスプレイでの問題を解消するために、新規な表示
装置を提案した(例えば、特開平7−287176号公報参
照)。この表示装置は、図39に示すように、画素毎に配
列されたアクチュエータ部200を有し、各アクチュエー
タ部200は、圧電/電歪層202と該圧電/電歪層202の上
面及び下面にそれぞれ形成された上部電極204と下部電
極206とを具備したアクチュエータ部本体208と、該アク
チュエータ部本体208の下部に配設された振動部210と固
定部212からなる基体214とを有して構成されている。ア
クチュエータ部本体208の下部電極206は、振動部210と
接触して、振動部210により前記アクチュエータ部本体2
08が支持されている。
前記基体214は、振動部210及び固定部212が一体とな
ってセラミックスにて構成され、更に、基体214には、
前記振動部210が薄肉になるように凹部216が形成されて
いる。
また、アクチュエータ部本体208の上部電極204には、
光導波板218との接触面積を所定の大きさにするための
変位伝達部220が接続されており、図39の例では、前記
変位伝達部220は、アクチュエータ部200が静止している
通常状態において、光導波板218に近接して配置され、
励起状態において前記光導波板218に光の波長以下の距
離で接触するように配置されている。
そして、前記光導波板218の例えば端部から光222を導
入する。この場合、光導波板218の屈折率の大きさを調
節することにより、全ての光222が光導波板218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
の状態で、前記上部電極204及び下部電極206を通してア
クチュエータ部200に画像信号の属性に応じた電圧信号
を選択的に印加して、該アクチュエータ部200に通常状
態による静止と励起状態による変位を行わせることによ
り、前記変位伝達部220の光導波板218への接触・隔離が
制御され、これにより、前記光導波板218の所定部位の
散乱光(漏れ光)224が制御されて、光導波板218に画像
信号に応じた映像の表示がなされる。
この表示装置によれば、(1)消費電力を少なくでき
ること、(2)画面輝度を大きくすることができるこ
と、(3)カラー画面にする場合において、画素数を白
黒画面の場合に比して増加させる必要がないこと等の利
点を有する。
上述のような表示装置の周辺回路においては、例えば
図40に示すように、多数の画素が配列された表示部230
と、1つの行を構成する多数の画素(画素群)に対して
共通とされた垂直選択線232が必要な行数分導出された
垂直シフト回路234と、1つの列を構成する多数の画素
(画素群)に対して共通とされた信号線236が必要な列
数分導出された水平シフト回路238を有して構成されて
いる。
そのため、水平シフト回路238から選択行の画素群に
対して出力される表示情報(出力電圧)が非選択行に関
する画素群にも印加されることになり、不必要な画素
(アクチュエータ部)を駆動せざるを得ない。従って、
不必要な消費電力が発生し、低消費電力化において不利
になるおそれがある。
また、垂直走査期間内に行選択をすべての行について
実施するためには、(垂直走査期間/必要な選択行数)
だけの時間しか画素発光ができないため、高輝度化に不
利になる可能性がある。
前記不利となる点を解消するために、別途スイッチン
グ素子をICで設けた場合、画素数に相当するスイッチン
グ素子を設けた駆動回路と、アクチュエータ部が形成さ
れた基板(アクチュエータ基板)間で多数本の配線が必
要になり、前記アクチュエータ基板での配線パターンの
形成が困難になるという新たな問題が生じるおそれがあ
る。
また、図41に示すように、行単位に水平シフト回路23
8を設けることが考えられるが、回路構成が非常に複雑
になるという問題がある。
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、前記提案例に係る表示装置において、消費電力の
低減化、高輝度化並びに配線形成の簡略化を図ることが
できる表示装置を提供することを目的とする。
発明の開示 本発明に係る表示装置は、光が導入される光導波板
と、該光導波板の一方の板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
た駆動部を具備し、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表示装置において、前
記駆動部に、それぞれ前記アクチュエータ部に対応して
スイッチング素子を形成し、前記スイッチング素子のオ
ンオフ制御により前記アクチュエータ部の変位動作を制
御するように構成する。
これにより、画像信号の入力に基づいて、多数に配さ
れたアクチュエータ部が行単位に選択され、その選択行
に関する表示情報(電圧信号)が供給される。通常は、
当該選択行とは関係のない非選択行に関するアクチュエ
ータ部へも前記電圧信号が供給されることになるが、本
発明に係る表示装置では、非選択行に関するアクチュエ
ータ部については、対応するスイッチング素子をオフに
させることによって、非選択行への前記表示情報の供給
を防止することができる。そのため、非選択行に関する
画素(アクチュエータ部)を駆動させる必要がなくな
り、消費電力の削減化を有効に図ることができる。
また、アクチュエータ部の静電容量並びに配線抵抗と
スイッチングのオン抵抗によるCR時定数は小さいため、
スイッチング素子のオンによって、選択行に関するアク
チュエータ部は急速に充電される。その後にスイッチン
グ素子がオフとされると、表示情報の供給線(信号線)
とアクチュエータ部間との接続部は非常に高いインピー
ダンス状態となり、ほぼ開放状態に近い状態となる。こ
れは、抵抗が非常に大きくなることを示す。これによ
り、前記CR時定数も非常に大きくなる。
このことから、スイッチング素子がオフになっても、
アクチュエータ部に対する表示情報の供給(電圧信号の
印加)が維持されることになるため、当該アクチュエー
タ部は、一定以上の変位量を保持し続け、当該画素のオ
ン状態が維持されることになる。
このように、非選択行に関するアクチュエータ部は、
充電されたまま開放状態として維持され、行選択時に与
えられた変位量を信号無印加状態で一定時間維持させる
ことができるため、非選択期間の画素発光が可能とな
る。このため、高輝度化を実現させることができる。
また、本発明では、各スイッチング素子を駆動部(主
面でも背面でもよい)に形成するようにしているため、
駆動部上での大規模な配線パターンの形成を行う必要が
なくなり、配線の簡略化を図ることができる。
また、液晶ディスプレイ(TFT−LCD)と異なり、各ス
イッチング素子を光路と関係のない空間(場所)に設置
することができ、各スイッチング素子を駆動部の背面に
設けることができる。これにより、画素の開口率を大き
くとることができ、輝度の向上を図ることができる。
この場合、前記駆動部として、セラミックスにて構成
された基体を設け、該基体の各画素に応じた位置にアク
チュエータ部を配設し、前記基体上に前記スイッチング
素子を形成するようにしてもよい。
そして、前記構成において、前記アクチュエータ部
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有
して構成し、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。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。
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、光導波板の例えば背面に変位伝達部が光の波長以下
の距離で接触すると、それまで全反射していた光は、光
導波板の背面に接触している変位伝達部の表面まで透過
する。一旦、変位伝達部の表面に到達した光は、変位伝
達板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)。
このように、光導波板の背面にある変位伝達板の接触
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板を接触・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。
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。
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。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。
また、本発明においては、前記スイッチング素子をト
ランジスタにて構成するようにしてもよいし、バリスタ
で構成するようにしてもよい。また、圧電リレーで構成
するようにしてもよい。
そして、本発明においては、少なくとも1行単位にス
イッチング素子を選択する第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て少なくとも時間変調方式で階
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
うに構成する。
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行単位にスイッチング素子
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
示が少なくとも時間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。
例えば時間変調方式によって階調制御する場合、画素
の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なり、使用電圧の設定数を最
小限に抑えることができる。具体的な動作は後述する。
前記階調制御は、前記時間変調方式のほか、電圧制御
方式によっても行うことができ、その他、時間変調方式
と電圧制御方式を組み合わせた方式によっても行うこと
ができる。
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(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。
(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。
時間変調方式の階調制御を行う場合は、例えば、1枚
の画像の表示期間を1フィールドとし、該1フィールド
を複数に分割した際の1つの分割期間をサブフィールド
としたとき、各サブフィールド毎に、選択期間と非選択
期間を設定し、前記サブフィールドとしては、当該サブ
フィールドに割り当てられる単位階調レベルに応じた時
間的長さとなるように設定する。各サブフィールドの長
さの順序は特にこだわらない。
前記分割の方法を工夫して1フィールドを等分割して
サブフィールドを構成した場合、(1)電流のピーク値
が抑制でき、回路の負担が軽減される。(2)瞬時的に
発生する力が抑制でき、アクチュエータ部への負荷が軽
減され、長期安定性が向上する。(3)画素の応答時間
のばらつきが吸収され、輝度むらが減少する。また、サ
ブフィールドが単位階調レベルに応じて可変するため、
輝度が向上する。
また、前記構成において、前記第1の駆動回路で、各
サブフィールド内においてすべての行選択を終了するよ
うに、前記信号制御回路にて前記第1の駆動回路をタイ
ミング制御し、前記第2の駆動回路で、前記選択行に関
する各画素について、それぞれの階調レベルに応じた表
示時間を各サブフィールドに割り当てて作成されたデー
タ信号を各サブフィールドにおける選択期間に出力する
ように、前記信号制御回路にて第2の駆動回路をタイミ
ング制御する。
これにより、まず、1フィールドの開始と共に、第1
の駆動回路によって1行目の画素群が選択され、第2の
駆動回路を通じて、該1行目の画素群にデータ信号が供
給される。各画素に供給されるデータ信号は、その階調
レベルに応じた表示時間を各サブフィールドに割り当て
て作成されたデータ信号(例えば作動信号及びリセット
信号)であり、1つの画素についてみた場合、その画素
の階調レベルに応じた表示時間を、各サブフィールドに
割り当てられた時間幅に振り分ける。この場合、すべて
のサブフィールドに振り分けられる場合やいくつかのサ
ブフィールドに振り分けられる場合とがある。
具体的には、例えば1フィールドを4つのサブフィー
ルド(第1〜第4サブフィールド)に分けた場合、第1
サブフィールドの時間幅を4、第2サブフィールドの時
間幅を8、同様に、第3サブフィールド及び第4サブフ
ィールドの各時間幅をそれぞれ16及び32とすることがで
きる。
従って、前記画素の階調レベルが例えば60である場
合、すべてのサブフィールドが選択されることになり、
また、前記階調レベルが44である場合は、第1、第2及
び第4サブフィールドが選ばれることになる。
そして、前記画素に対して供給されるデータ信号の出
力形態としては、例えば選択されたサブフィールドにつ
いては高レベル信号を出力し、選択されないサブフィー
ルドについては低レベル信号を出力するという形態を採
用することができる。
ここで、第1及び第2の駆動回路としては、それぞれ
1つのみの駆動回路、即ち、2つの駆動回路のみで構成
されることが望ましい。前記アクチュエータ部が2本
(一対)の電極構造をしており、なおかつ、形状保持機
能を有しているため、駆動回路は2つのみで済む。
その他、1フィールドを複数に分割せずに、1フィー
ルドを一連の選択期間と非選択期間にて構成するように
してもよい。この場合、電圧制御方式による階調制御も
可能である。
また、本発明に係る表示装置において、あるサブフィ
ールドの前記有効表示期間と、その次のサブフィールド
の前記有効表示期間との間に、表示輝度をほぼゼロとす
るリセット期間を少なくとも有するようにしてもよい。
これにより、一旦、リセット期間において表示輝度がゼ
ロとされるため、動画像の表示に容易に対応させること
ができる。このリセット期間では、スイッチング素子は
オン状態とし、アクチュエータ部にリセット電圧を印加
する。
また、前記構成において、あるサブフィールドの前記
有効表示期間と、その次のサブフィールドの前記有効表
示期間との間に、表示輝度をほぼゼロとするリセット期
間と非選択期間を有するようにしてもよい。
これにより、一旦、リセット期間において表示輝度が
ゼロとされるため、次のサブフィールドにおける有効表
示期間においてアクチュエータ部を屈曲変位させる場
合、リセット期間における復元位置によってはアクチュ
エータ部の応答速度が遅くなるおそれがある。
しかし、この発明では、リセット期間後に非選択期間
を設定するようにしているため、該非選択期間におい
て、アクチュエータ部への印加電圧レベルを画素がオフ
である範囲のうち、例えばオン、オフのしきい値付近に
設定することができ、次の有効表示期間での屈曲変位に
対する応答速度を改善させることができる。即ち、前記
リセット期間後の非選択期間は、アクチュエータ部の屈
曲変位に対するブートストラップのための予備期間とし
て使用することができる。但し、この場合は、非選択期
間においても、スイッチング素子をオン状態にして、ア
クチュエータ部に前記屈曲変位を与えるような電圧を印
加させることになる。前記非選択期間における電圧は、
望ましくは第1の駆動回路又は第2の駆動回路の少なく
とも一方から入力できる回路として構成することができ
る。この関係から、前記非選択期間は、選択期間及びリ
セット期間以外の期間として定義することができる。
このような構成において、前記選択期間の直前、ある
いは選択期間内にアクチュエータ部の動作を安定化させ
るための準備期間を設けることが望ましい。前記準備期
間は、選択パルス印加直前の電圧レベルを一定値にする
ための期間である。この場合、前記非選択期間における
予備期間と兼用させてもよいし、予備期間の経過後に準
備期間を設けるようにしてもよい。
また、前記構成において、前記第1の駆動回路は、少
なくとも3つの電圧レベルが設定でき、前記第2の駆動
回路は、少なくとも2つの電圧レベルが設定できること
が望ましい。
また、第1の駆動回路による行選択は、前記選択期間
に選択パルス信号を出力し、前記非選択期間に非選択信
号を出力し、前記リセット期間にリセットパルス信号を
出力することにより行われ、第2の駆動回路によるデー
タ信号の出力は、前記各サブフィールドのうち、割り当
てられたサブフィールドの有効表示期間における選択期
間にオン信号を出力し、それ以外のサブフィールドの有
効表示期間における選択期間にオフ信号を出力すること
により行われる。
これにより、1つの画素について、階調レベルの時間
幅の振り分けによって選択されたサブフィールドにおい
ては、その選択期間において、例えば正方向に最も高い
電圧が画素に印加されることから、画素を構成するアク
チュエータ部は前記電圧印加によって一方向(アクチュ
エータ部が光導波板に接近する方向)に屈曲変位し、上
述したような光導波板からの漏れ光の発生(発光)を誘
起する。この屈曲変位状態は、逆方向への電圧印加(リ
セットパルス信号の供給)があるまで記憶されることに
なる。
前記選択期間後の非選択期間においては、非選択信号
が出力されることになるが、この場合、前記非選択信号
を選択期間における電圧よりも小さい電圧に固定した信
号、あるいは交番的に振れる信号とすることができる。
そして、次のリセット期間においてリセットパルス信
号が当該アクチュエータ部に供給されることになるが、
このリセットパルス信号は、例えば負方向に最も高い電
圧とされた信号となるため、アクチュエータ部は、今度
は他方向(光導波板から離間する方向)に変位すること
になり、輝度が最も低い状態(消光)となる。
前記一連の動作は、選択されたサブフィールドにおい
てのみ行われ、選択されないサブフィールドでは、選択
期間にオフ信号が画素に供給されることから、該選択さ
れないサブフィールドの期間では消光状態となる。
そして、前記オン信号の出力期間内に、対象画素のア
クチュエータ部に対して、該アクチュエータ部を屈曲変
位させるに十分な電圧を印加し、前記リセットパルス信
号の出力期間内に、対象画素のアクチュエータ部に対し
て、該アクチュエータ部の変位を復元させるに十分な電
圧を印加する。選択期間内にオン信号が供給されたアク
チュエータ部は該オン信号の出力期間において屈曲変位
して該アクチュエータ部に対応する画素が発光する。こ
の状態は非選択期間にわたって維持される。アクチュエ
ータ部は、次のリセット期間内に出力されるリセットパ
ルス信号の出力によって元の状態(オフ状態)に復元さ
れ、当該画素は消光状態となる。
そして、前記各画素のアクチュエータ部に対して、前
記非選択期間に加わる電圧の最大値と前記選択期間内に
オフ信号によって加わる電圧の最大値との差の絶対値
(B)は、前記選択期間にオン信号によって加わる電圧
の最大値とオフ信号によって加わる電圧の最大値との差
の絶対値(A)の100%以下(即ち、B≦A)とする。
望ましくは、B≦0.5Aであり、更にはAの30%以下が望
ましい。
また、前記差の絶対値(B)はオン信号とオフ信号の
差の絶対値(A)よりも小さいことが望ましい。なぜな
ら、非選択時において、オン状態のアクチュエータ部の
変位が高く、かつ、オフ状態のアクチュエータ部の変位
が小さい電圧の範囲を利用できるからである。
なお、前記絶対値(A)は10V以上に設定されている
ことが望ましい。更に望ましくは20V以上がよい。
そして、前記第1の駆動回路において、前記選択期間
に、前記オン信号との合成によって、対象画素のアクチ
ュエータ部に対し、該アクチュエータ部を屈曲変位させ
るに十分な電圧を印加させるための選択用ウィンドウパ
ルスを出力するようにしてもよく、前記リセット期間
に、対象画素のアクチュエータ部に対して、該アクチュ
エータ部の変位を復元させるに十分な電圧を印加させる
ためのリセット用ウィンドウパルスを出力するようにし
てもよい。また、前記非選択期間に、各画素のスイッチ
ング素子及びアクチュエータ部について、その非選択期
間に印加される平均電圧の差を小さくするための非選択
用ウィンドウパルスを出力するようにしてもよい。
また、前記構成において、各画素のスイッチング素子
及びアクチュエータ部についてその非選択期間に印加さ
れる平均電圧の差が小さくなるように、少なくとも前記
オン信号に位相情報を付加することが望ましい。
非選択期間は、アクチュエータ部の屈曲変位状態をそ
のまま維持させる必要から、上述したように理想的には
スイッチング素子のオン/オフ状態及び前記屈曲変位に
影響しない程度の固定電位が印加されることが望まし
い。
しかし、各サブフィールド内においてすべての行選択
が終了することから、各サブフィールドの非選択期間に
おいては、別の行についてのデータ信号(オン信号及び
オフ信号)が順次現れることになる。即ち、1つの画素
に関してみると、当該画素が属する列における当該画素
が属する行以外の行についてのデータ信号のパターン
(オン信号とオフ信号の出現パターン)によって、当該
画素の非選択期間における電圧波形が決定される。
例えば、当該画素を含む行以外のすべての行について
オン信号が出力される場合、当該画素の非選択期間にお
ける平均電圧は、オン信号の電圧レベルから基準レベル
を差し引いた電圧レベル(便宜的に高電圧レベルと記
す)に固定され、当該画素を含む行以外のすべての行に
ついてオフ信号が出力される場合は、前記平均電圧は、
オフ信号の電圧レベルから基準レベルを差し引いた電圧
レベル(便宜的に低電圧レベルと記す)に固定され、当
該画素を含む行以外のすべての行について行単位にオン
信号とオフ信号が交互に出力される場合、前記平均電圧
は、前記高電圧レベルと低電圧レベルとの中間電圧とな
る。
その結果、非選択期間におけるスイッチング素子のオ
ン/オフ状態及びアクチュエータ部の屈曲変位が前記電
圧変化(オン信号及びオフ信号のパターンに依存した電
圧変化)によって微妙に変化し、特に、多数の行がまと
まってオン信号を出力する場合やオフ信号を出す場合に
おいては、前記平均電圧上の落差が大きいため、当該画
素の非選択期間での表示状態(輝度及び階調)が不安定
になる可能性がある。
また、オン信号とオフ信号とが交番的に現れる場合、
オン信号及びオフ信号のパルス幅が選択期間とほぼ同じ
であるため、この場合の平均電圧波形は前記中間電圧に
固定されず、あるオフセットをもってゆらぐことにな
る。
そこで、本発明では、前記問題を解決するために、選
択パルス信号並びにオン信号及び/又はオフ信号にそれ
ぞれ位相情報を付加する、あるいは、これらの信号に加
えてリセット信号にも位相情報を付加するようにしてい
る。
具体的には、例えば、前記オン信号及びオフ信号とし
て、各パルス幅を前記第1の駆動回路におけるアドレス
時間よりも小とし、かつ互いの位相を所定角度ずらす。
更に、前記リセットパルス信号として、その位相を前記
オン信号又はオフ信号に対して所定角度ずらす。
これにより、オン信号及びオフ信号は共に、選択期間
に相当する期間において高レベルと低レベルが混在する
パルス信号を構成することになる。
そのため、上述のように、1つの画素について考える
と、すべての行についてオン信号が出力される場合、す
べての行についてオフ信号が出力される場合、行単位に
オン信号とオフ信号が交互に出力される場合等を含むす
べて場合において、当該画素の非選択期間に、パルス幅
が狭く、かつ振幅が(高電圧レベル−低電圧レベル)の
パルス信号が連続的に現れることになる。その結果、非
選択期間における平均電圧がオン信号及びオフ信号のパ
ターンに依存せず、ほぼ一定の値となる。従って、非選
択期間での表示状態(輝度及び階調)が安定化すること
になる。しかも、非選択期間に現れるパルス信号のパル
ス幅は選択期間に相当する期間よりも十分に短く、発光
の応答速度がある程度遅いことと相俟って、ローパスフ
ィルタ効果を得ることができ、選択期間での表示状態
(発光状態)が非選択期間においてそのまま維持され、
上述したような不安定な表示状態はほとんど解消され
る。
また、リセットパルス信号の位相が前記オン信号又は
オフ信号に対して所定角度ずれていることから、各画素
は、そのリセット期間において必ず負方向に最も高い電
圧が印加されることになり、これにより、各画素を構成
するスイッチング素子が確実にオンし、アクチュエータ
部は、前記リセット期間において、確実に輝度が最も低
い状態(消光)となる。
その他、少なくとも前記オン信号又はオフ信号のいず
れかを、そのパルス周期が前記アドレス時間の1/n(n
は1〜5の任意の実数)としてもよい(請求項23記載の
発明)。望ましくは、1〜3である。その理由は、ロー
パスフィルタ効果は、パルス数が多い方がよいが、消費
電力の低減には、パルス数あるいは電圧切換回数が少な
い方が効果的であるからである。
そして、この発明において、前記スイッチング素子を
バリスタで構成した場合においては、前記バリスタのオ
フ抵抗を、非選択時の該オフ抵抗による放電で前記アク
チュエータ部への印加電圧の変動量が5%以内となる値
に設定し、前記バリスタのオン抵抗を、実効選択期間で
アクチュエータ部への印加電圧が95%まで立ち上がる値
に設定することが望ましい。
オフ抵抗が小さすぎると、選択時にアクチュエータ部
に充電された電荷が放電されて、メモリ機能を失うから
である。従って、非選択期間におけるアクチュエータ部
への印加電圧の変動量は、バリスタの静電容量の分圧に
よるもの(5%)とリーク電流による放電によるものと
の和で表すことができる。
また、オフ抵抗を上述のように設定することにより、
非選択期間におけるCR時定数が大きくなり、それに伴う
ローパスフィルタ効果によって非選択期間にアクチュエ
ータ部に印加される電圧が平滑化され、アクチュエータ
部への印加電圧がほぼ一定値に維持されることになる。
その結果、アクチュエータ部は、選択期間あるいはリセ
ット期間での変位を保持し得る。
また、バリスタのオン抵抗を上述のように設定するこ
とにより、実効選択期間におけるCR時定数が小さくな
り、印加電圧の立ち上がりに対する応答が速くなる。そ
のため、選択期間にオン信号が供給されるアクチュエー
タ部は、その印加電圧が実効選択期間において急峻に立
ち上がり、特定の電圧の95%まで瞬時に到達することに
なる。従って、アクチュエータ部は、実効選択期間にお
いて瞬時に一方向に屈曲変位することになる。
図面の簡単な説明 図1は、第1の実施の形態に係る表示装置を示す構成
図である。
図2は、第1の実施の形態に係る表示装置の周辺回路
を示すブロック図である。
図3は、第1の実施の形態に係る表示装置の駆動部に
配置された各画素の等価回路を示す図である。
図4は、第1の実施の形態に係る表示装置におけるア
クチュエータ部を示す平面図である。
図5Aは、ゲート線駆動回路やデータ線駆動回路の構成
単位としてのプッシュプル回路を示す回路図である。
図5Bは、プッシュプル回路を組み合わせた回路を示す
回路図である。
図6は、第1の実施の形態に係る表示装置におけるア
クチュエータ部の屈曲変位特性を示す図である。
図7は、第1の実施の形態に係る表示装置での時間変
調方式による階調制御を説明するためのタイミングチャ
ートである。
図8は、図7に示すタイミングチャートの一部を拡大
して示す図である。
図9Aは、TFTのオン及びオフによるアクチュエータ部
への印加電圧の変化を示す特性図である。
図9Bは、TFTのオン及びオフによるアクチュエータ部
の変位状態を示す特性図である。
図10は、第1の実施の形態に係る表示装置の他の例を
示す構成図である。
図11Aは、第1の実施の形態に係る表示装置のアクチ
ュエータ部において、形状保持層上にくし歯状の一対の
電極を形成した場合の構成を示す平面図である。
図11Bは、同じく形状保持層上に渦巻き状の一対の電
極を形成した場合の構成を示す平面図である。
図12は、第1の実施の形態に係る表示装置のアクチュ
エータ部において、形状保持層上に多枝形状の一対の電
極を形成した場合の構成を示す平面図である。
図13は、第2の実施の形態に係る表示装置の駆動部に
配置された各画素の等価回路を示す図である。
図14は、第2の実施の形態に係る表示装置におけるア
クチュエータ部を示す平面図である。
図15は、時間変調方式の階調制御を説明するための図
であり、特に1フィールドを8つのサブフィールドに等
分割した例を示す。
図16は、第2の実施の形態に係る表示装置の時間変調
方式を示すタイミングチャートである。
図17Aは、第1の駆動方式におけるカラム信号(1列
目)の波形図である。
図17Bは、第1の駆動方式におけるロー信号(1行
目)の波形図である。
図17Cは、特定の画素(1行1列)におけるバリスタ
の一方の電極と下部電極間への印加電圧を示す電圧波形
図である。
図17Dは、特定の画素(1行1列)におけるアクチュ
エータ部への印加電圧を示す電圧波形図である。
図18は、本実施の形態に係る表示装置の第2の駆動方
式によるカラム信号とロー信号の各信号形態を示す説明
図である。
図19Aは、第2の駆動方式におけるカラム信号(1列
目)の波形図である。
図19Bは、第2の駆動方式におけるロー信号(1行
目)の波形図である。
図19Cは、特定の画素(1行1列)におけるバリスタ
の一方の電極と下部電極間への印加電圧を示す電圧波形
図である。
図19Dは、特定の画素(1行1列)におけるアクチュ
エータ部への印加電圧を示す電圧波形図である。
図20は、本実施の形態に係る表示装置の第3の駆動方
式によるカラム信号とロー信号の各信号形態を示す説明
図である。
図21Aは、第3の駆動方式におけるカラム信号(1列
目)の波形図である。
図21Bは、第3の駆動方式におけるロー信号(1行
目)の波形図である。
図21Cは、特定の画素(1行1列)におけるバリスタ
の一方の電極と下部電極間への印加電圧を示す電圧波形
図である。
図21Dは、特定の画素(1行1列)におけるアクチュ
エータ部への印加電圧を示す電圧波形図である。
図22は、本実施の形態に係る表示装置の第4の駆動方
式によるカラム信号とロー信号の各信号形態を示す説明
図である。
図23Aは、第4の駆動方式におけるカラム信号(1列
目)の波形図である。
図23Bは、第4の駆動方式におけるロー信号(1行
目)の波形図である。
図23Cは、特定の画素(1行1列)におけるバリスタ
の一方の電極と下部電極間への印加電圧を示す電圧波形
図である。
図23Dは、特定の画素(1行1列)におけるアクチュ
エータ部への印加電圧を示す電圧波形図である。
図24は、本実施の形態に係る表示装置の第5の駆動方
式によるカラム信号とロー信号の各信号形態を示す説明
図である。
図25Aは、第5の駆動方式におけるカラム信号(1列
目)の波形図である。
図25Bは、第5の駆動方式におけるロー信号(1行
目)の波形図である。
図25Cは、特定の画素(1行1列)におけるバリスタ
の一方の電極と下部電極間への印加電圧を示す電圧波形
図である。
図25Dは、特定の画素(1行1列)におけるアクチュ
エータ部への印加電圧を示す電圧波形図である。
図26Aは、基体上にアクチュエータ部及びゲート線を
形成した例を示す図である。
図26Bは、基体の背面側にバリスタ及びデータ線を形
成した例を示す図である。
図27は、アクチュエータ基板にバリスタ基板を貼り合
わせる例を示す説明図である。
図28Aは、第2の実施の形態に係る表示装置のアクチ
ュエータ部において、形状保持層上にくし歯状の一対の
電極を形成した場合の構成を示す平面図である。
図28Bは、形状保持層上に渦巻き状の一対の電極を形
成した場合の構成を示す平面図である。
図29は、ヒステリシスを持たない材料の屈曲変位特性
を示す図である。
図30は、第3の実施の形態に係る表示装置の駆動部に
配置された各画素の等価回路を示す図である。
図31は、第3の実施の形態に係る表示装置におけるア
クチュエータ部と圧電リレーを示す断面図である。
図32は、第3の実施の形態に係る表示装置におけるア
クチュエータ部と圧電リレーを示す平面図である。
図33は、第3の実施の形態に係る表示装置の他の例を
示す構成図である。
図34は、1フィールドを複数のサブフィールドに分解
しないで階調制御を行う場合を示す説明図である。
図35は、電圧制御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36は、時間変調方式の階調制御を説明するために、
特に1フィールドを有効表示期間の割合を高めて分割し
た例を示す図である。
図37は、時間変調方式の階調制御を説明するために、
特に1フィールドの前半部分を有効表示期間の割合を高
めた分割方式にて複数のサブフィールドに分割し、後半
部分をほぼ等分割に複数のサブフィールドに分割した例
を示す図である。
図38は、非選択期間に加わる電圧の最大値と、選択期
間内にオフ信号によって加わる電圧の最大値と、選択期
間内にオン信号によって加わる電圧の最大値との関係を
示す図である。
図39は、提案例に係る表示装置を示す構成図である。
図40は、提案例に係る表示装置の周辺回路を示すブロ
ック図である。
図41は、提案例に係る表示装置の他の周辺回路を示す
ブロック図である。
発明を実施するための最良の形態 以下、本発明に係る表示装置のいくつかの実施の形態
例を図1〜図41を参照しながら説明する。
まず、第1の実施の形態に係る表示装置Daは、図1に
示すように、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と、前記
アクチュエータ部14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。
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。従って、以下の説明では基
体18をアクチュエータ基板18と記す。このアクチュエー
タ基板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。アクチュエータ基板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、アクチュエー
タ基板18の背面側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。
前記アクチュエータ基板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。
つまり、アクチュエータ基板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からなる積層体であって、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、前記アクチュエータ基板18は、
一体焼成であっても、後付けであってもよい。
各アクチュエータ部14は、図示するように、前記振動
部22と固定部24のほか、該振動部22上に形成された圧電
/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上部電極28aと、前記形状保
持層26の下面に形成された下部電極28bとを有して構成
されている。
また、図4に示すように、上部電極28aの平面形状
(実線参照)、形状保持層26の平面形状(一点鎖線参
照)及び下部電極28bの外周形状(破線参照)はいずれ
も矩形状とされ、この場合、上部電極28aの大きさが最
も大きく、次いで形状保持層26の平面形状とされ、下部
電極28bの平面形状が最も小さく設定されている。
そして、第1の実施の形態に係る表示装置Daは、図4
に示すように、前記アクチュエータ基板18(図1参照)
上における各アクチュエータ部14の近傍にスイッチング
用のTFT(薄膜トランジスタ)40が形成されている。こ
の場合、各アクチュエータ部14の上部電極28aは、対応
するTFT40のソース/ドレイン領域42にコンタクト44を
通じて電気的に接続されている。
前記上部電極28a及び下部電極28bに通じる配線は、図
3に示すように、多数の画素(アクチュエータ部)14の
行数に応じた本数のゲート線46と、多数の画素の列数に
応じた本数のデータ線48とを有する。各ゲート線46は、
図4に示すように、各画素(アクチュエータ部14)に対
応して形成されたTFT40のゲート電極にコンタクト50を
通じて電気的に接続され、各データ線48は、各画素14に
対応して形成されたTFT40のソース/ドレイン領域52に
コンタクト54を通じて電気的に接続されている。
なお、各ゲート線46と各データ線48とが交差する部分
には、互いの配線46及び48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56が介在
されている。
また、この第1の実施の形態に係る表示装置Daの周辺
回路は、図2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
における前記ゲート線46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を順次選択するゲー
ト線駆動回路60と、前記駆動部16のデータ線46にパラレ
ルにデータ信号を出力して、前記ゲート線駆動回路60に
て選択された行(選択行)の各TFT40のソース/ドレイ
ン領域52(図4参照)にそれぞれデータ信号を供給する
データ線駆動回路62と、入力される映像信号Sv及び同期
信号Ssに基づいてゲート線駆動回路60及びデータ線駆動
回路62を制御する信号制御回路64とを有して構成されて
いる。
各アクチュエータ部14における下部電極28bは、アク
チュエータ基板18に形成されたスルーホール66(図4参
照)を通じてアクチュエータ基板18の背面側に導出さ
れ、該アクチュエータ基板18の背面に形成された接地線
68(図1参照)に電気的に接続されるようになってい
る。
従って、前記ゲート線駆動回路60にて1つの行が選択
されると、当該選択行に関するTFT40がすべてオンとな
り、これにより、データ線駆動回路62を通じて供給され
たデータ信号は、TFT40のチャネル領域を通じてアクチ
ュエータ部14の上部電極28aに供給されることになる。
そして、前記ゲート線駆動回路60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
類のゲート線用電源電圧が電源部70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70を通じて供
給されている。
前記2種類のゲート線用電源電圧は、TFT40をオンに
するための電圧(以下、オン電圧と記す)とTFT40をオ
フにするための電圧(以下、オフ電圧と記す)であり、
前記2種類のデータ線用電源電圧は、後述するようにア
クチュエータ部14を屈曲変位させるに十分な電圧(以
下、動作電圧と記す)とアクチュエータ部14を元の状態
に復帰させるに十分な電圧(以下、リセット電圧と記
す)である。更に、リセット後の非選択期間用にアクチ
ュエータ部14にブートストラップ用電圧を印加するため
に、もう1種類の電源電圧を設けるようにしてもよい。
従って、前記ゲート線駆動回路60やデータ線駆動回路
62としては、電圧の2値レベル(“H"又は“L")を切り
換えるだけの単純な回路、例えば、図5Aに示すように、
2つのMOSFETが直列接続されて構成されたプッシュプル
回路72a、または、図5Bに示すように、前記プッシュプ
ル回路72aを組み合わせた回路72bをチャネル数分だけ用
意したシリアル−パラレルコンバータでよく、液晶表示
装置にて使用されている複雑なデータ線駆動回路は不要
となる。
信号制御回路64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、ゲート線
駆動回路60に通じる制御線74並びにデータ線駆動回路62
に通じる制御線76を通じてこれらゲート線駆動回路60及
びデータ線駆動回路62を時間変調方式で階調制御するよ
うに構成されている。
前記ゲート線駆動回路60及びデータ線駆動回路62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位(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。
(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。
ところで、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。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、圧電/
電歪層の構成材料として最も使用頻度が高い。
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。
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。
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と主成分と
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。
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の場合、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。
Pb0.99Nb0.02[(ZrxSn1-x1-yTiy0.98O3 但し、0.5<z<0.6,0.05<y<0.063,0.01<Nb<0.0
3 また、この反強誘電体層は、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。
次に、前記構成を有する表示装置Da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12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が光の波長以下の
距離で接触すると、それまで全反射していた光10は、光
導波板12の背面に接触している変位伝達部32の表面まで
透過する。
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80として、一部は再度光
導波板12の中で反射するが、散乱光80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。
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Da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12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。
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6の屈曲変位特性に
基づいて説明する。図6に示す屈曲変位特性は、アクチ
ュエータ部14における上部電極28a及び下部電極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。
具体的に前記屈曲変位特性の測定について一例を挙げ
て説明する。まず、形状保持層26を分極処理するために
上部電極28a及び下部電極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。
表示装置Da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。
その後、上部電極28a及び下部電極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の上部電極28a及び下部電極2
8b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6の屈曲変位特性である。図6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。
具体的には、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、OFF状態にある。
次に、アクチュエータ部14の上部電極28a及び下部電
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。
変位伝達部32は、アクチュエータ部14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ON状態となる。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。
そして、前記表示装置Da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1
4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。
なお、変位伝達部32と光導波板12との接触とは、変位
伝達部32と光導波板12とが光10(光導波板12に導入され
る光10)の波長以下の距離に位置することを意味する。
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。
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。
従って、図6の屈曲変位特性からもわかるように、正
側ピーク電圧Vhを動作電圧、負側ピーク電圧Vrをリセッ
ト電圧として定義することが可能である。以下の説明で
は、この定義に沿って説明を行う。
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。
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。
ここで、時間変調方式による階調制御について、図7
〜図9Bを参照しながら説明する。まず、図7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、
該1フィールドは例えば4つに分割した際の1つの分割
期間をサブフィールドとして設定される。各サブフィー
ルドの時間的長さは、図7の例では、最初のサブフィー
ルド(第1サブフィールドSF1)が最も短く、サブフィ
ールドの経過毎に2倍の割合で長くなるように設定され
ている。なお、各サブフィールドの長さの順序は特にこ
だわらない。
各サブフィールドの時間的長さをデータ値の大きさで
表した場合、第1サブフィールドSF1の時間的長さを例
えば「4」としたとき、第2サブフィールドSF2は
「8」、第3サブフィールドSF3は「16」、第4サブフ
ィールドSF4は「32」として設定される。
この場合、ゲート線駆動回路60は、各サブフィールド
SF1〜SF4内においてすべての行選択を終了するように信
号制御回路64によってタイミング制御される。従って、
ゲート線駆動回路60にて1つの行を選択する時間は、1
つのサブフィールドの時間的長さを駆動部16の行数で除
算することにより得られる時間幅で規定され、該時間幅
か、もしくは該時間幅よりも短い時間が選ばれる。そし
て、この第1の実施の形態に係る表示装置Daにおいて
は、図7及び図8に示すように、各サブフィールドを選
択期間Tsと非選択期間Tuとに分けるようにしている。
即ち、1つのゲート線についてみた場合、各サブフィ
ールドの選択期間Tsは、ゲート線駆動回路60を通じて当
該ゲート線にオン電圧が印加されて、当該選択行に関す
るアクチュエータ部14の各TFT40がオンとされる期間で
あり、各サブフィールドの非選択期間Tuは、ゲート線駆
動回路60を通じて当該ゲート線にオフ電圧が印加され
て、当該選択行に関するアクチュエータ部14の各TFT40
がオフとされる期間である。
更に、この第1の実施の形態に係る表示装置Daでは、
信号制御回路64において、選択行に関する各画素につい
て、それぞれの階調レベルに応じた表示時間を各サブフ
ィールドSF1〜SF4に割り当ててデータ信号を作成し、こ
れらデータ信号をデータ線駆動回路62を通じて各サブフ
ィールドSF1〜SF4における選択期間Tsに出力する。
これにより、例えば1フィールドの開始と共に、ゲー
ト線駆動回路60によって1行目の画素群が選択され、デ
ータ線駆動回路62を通じて、該1行目の画素群にデータ
信号が供給される。各画素に供給されるデータ信号は、
その階調レベルに応じた表示時間を各サブフィールドSF
1〜SF4に割り当てて作成されたデータ信号(例えば動作
電圧又はリセット電圧)であり、1つの画素についてみ
た場合、その画素の階調レベルに応じた表示時間を、各
サブフィールドに割り当てられた時間幅に振り分ける。
この場合、すべてのサブフィールドに振り分けられる場
合やいくつかのサブフィールドに振り分けられる場合と
がある。
例えば、当該画素の階調レベルが例えば60である場
合、すべてのサブフィールドSF1〜SF4が選択されること
になり、また、階調レベルが44である場合は、第1、第
2及び第4サブフィールドSF1、SF2及びSF4が選ばれる
ことになる。
そして、当該画素に対して供給されるデータ信号の出
力形態としては、例えば選択されたサブフィールドにつ
いては動作電圧Vhを出力し、選択されないサブフィール
ドについてはリセット電圧Vrを出力するという形態を採
用することができる。
具体的に、第1の実施の形態に係る表示装置Daでの駆
動方式を説明する。この説明では、横縞パターン、例え
ば奇数行目が発光、偶数行目が消光の場合を想定して説
明を行う。
ゲート線駆動回路60は、あるゲート線に対して、各サ
ブフィールドの選択期間Tsにオン電圧を出力し、非選択
期間Tuにオフ電圧を出力する。データ線駆動回路62は、
各サブフィールドのうち、割り当てられたサブフィール
ドの選択期間Tsに動作電圧Vhを出力し、それ以外のサブ
フィールドにおける選択期間Tsにリセット電圧Vrを出力
する。この例では、奇数行に対応する選択期間Tsに動作
電圧Vhが出力され、偶数行に対応する選択期間Tsにリセ
ット電圧Vrが出力される。
ゲート線駆動回路60を通じて選択されたある奇数行の
各画素は、各サブフィールドの選択期間Tsにおいて、上
部電極28aにTFT40を通じて動作電圧Vhが印加され、下部
電極28bに接地電圧Vssが印加されることから、該画素の
上部電極28a及び下部電極28b間の印加電圧は動作電圧Vh
と等価となる。これにより、図6の屈曲変位特性から、
前記画素はON状態とされて発光することになる。
そして、図9A及び図9Bに示すように、各サブフィール
ドの選択期間Tsにおいては、アクチュエータ部14の静電
容量並びに配線抵抗とTFT40のオン抵抗によるCR時定数
が小さいため、TFT40のオンによって、選択行に関する
アクチュエータ部14は急速に充電される。
各サブフィールドの非選択期間Tuにおいては、当該奇
数行に関するTFT40がオフとされることから、データ線
とアクチュエータ部14間との接続部が非常に高いインピ
ーダンス状態となり、ほぼ開放状態に近い状態となる。
これは、抵抗が非常に大きくなることを示し、これによ
り、前記CR時定数も非常に大きくなる。このことから、
当該選択行のTFT40がオフになっても、アクチュエータ
部14に対するデータ信号の供給(この場合、動作電圧Vh
の印加)が維持されるかたちとなるため、当該アクチュ
エータ部14は、一定以上の変位量を保持し続け、当該画
素のオン状態が維持される。
一方、ゲート線駆動回路60を通じて選択されたある偶
数行の各画素は、各サブフィールドの選択期間Tsにおい
て、上部電極28aにTFT40を通じてリセット電圧Vrが印加
され、下部電極28bに接地電圧Vssが印加されることか
ら、該画素の上部電極28a及び下部電極28b間の印加電圧
はリセット電圧Vrと等価となる。これにより、図6の屈
曲変位特性から、アクチュエータ部14は、元の状態に復
帰してオフ状態とされ、当該選択行に関する画素は消光
することになる。当該選択行(偶数行)のTFT40がオフ
になっても、アクチュエータ部14に対するデータ信号の
供給(この場合、リセット電圧Vrの印加)が維持される
かたちとなるため、当該アクチュエータ部14は、元の復
帰状態を保持し続け、当該画素のオフ状態が維持される
ことになる。
このように、第1の実施の形態に係る表示装置Daにお
いては、各アクチュエータ部14への電圧印加をオンオフ
制御するためのスイッチング素子であるTFT40を各アク
チュエータ部14に対応して設けるようにしたので、非選
択行に関するアクチュエータ部14に対応するTFT40をオ
フにさせることによって、非選択行へのデータ信号(動
作電圧Vh及びリセット電圧Vr)の供給を防止することが
でき、非選択行に関する画素(アクチュエータ部)14を
駆動させる必要がなくなり、消費電力の削減化を有効に
図ることができる。
また、TFT40がオフになっても、アクチュエータ部14
に対するデータ信号の供給(動作電圧Vh又はリセット電
圧Vrの印加)が維持されることになるため、当該アクチ
ュエータ部14は、一定以上の変位量を保持し続け、当該
画素のオン状態あるいはオフ状態が維持されることにな
る。
このように、非選択行に関するアクチュエータ部14
は、充電されたまま開放状態として維持され、行選択時
に与えられた変位量を信号無印加状態で一定時間維持さ
せることができるため、非選択期間の画素発光が可能と
なる。このため、高輝度化を実現させることができる。
また、第1の実施の形態に係る表示装置Daでは、アク
チュエータ基板18上であって、各アクチュエータ部14の
近傍にそれぞれTFT40を形成するようにしたので、アク
チュエータ基板18上での大規模な配線パターンの形成を
行う必要がなくなり、配線の簡略化を図ることができ
る。
この第1の実施の形態に係る表示装置Daにおいては、
アクチュエータ基板18上に、アクチュエータ部14、TFT4
0、ゲート線46及びデータ線48を形成し、アクチュエー
タ基板18の背面側に接地線68を形成するようにしたが、
その他、アクチュエータ基板18上に、アクチュエータ部
14及び接地線68を形成し、アクチュエータ基板18の背面
側にTFT40、ゲート線46及びデータ線48を形成するよう
にしてもよい。
また、この第1の実施の形態に係る表示装置Daにおい
ては、形状保持層26の上面及び下面に上部電極28a及び
下部電極28bを形成するようにしたが、その他、図10に
示すように、振動部22上に直接形状保持層26を形成し、
該形状保持層26の上面に一対の電極28(データ線側の電
極28a及び接地側の電極28b)を形成するようにしてもよ
い。
この場合、図11Aに示すように、一対の電極28a及び28
bが互い違いに配列されたくし歯形状であってもよく、
図11Bに示すように、一対の電極28a及び28bが互いに並
行に、かつ相互に離間された渦巻き状としてもよい。ま
た、図12に示すように、一対の電極28a及び28bが、相互
に離間された相補形に配列された形状(以下、単に多枝
形状と記す)であってもよい。この図12では、アクチュ
エータ基板18(図10参照)の裏面にスイッチング素子
(図示せず)が形成され、一方の電極28aが中継導体30
及びスルーホール66を通じて前記スイッチング素子に電
気的に接続された例を示す。
次に、図13〜図29を参照しながら第2の実施の形態に
係る表示装置Dbについて説明する。なお、第1の実施の
形態に係る表示装置Daと対応するものについては同符号
を記す。
この第2の実施の形態に係る表示装置Dbは、図13及び
図14に示すように、前記第1の実施の形態に係る表示装
置Da(図3参照)とほぼ同様の構成を有するが、アクチ
ュエータ部14の下部電極28bとデータ線48との間にバリ
スタ90が挿入接続され、1行の画素群に対して共通のゲ
ート線46が接続され、データ線48がアクチュエータ基板
18の背面側に形成されている点で異なる。
図14に示すように、ゲート線46は、前列の画素に関す
る上部電極28aから導出されて当該画素に関する上部電
極28aに接続されて、一つの行に関し、シリーズに配線
された形となっている。また、下部電極28bとデータ線4
8とはアクチュエータ基板18に形成されたスルーホール9
2を通じて電気的に接続される。
バリスタ90は、印加電圧の変化に応じて抵抗値が非線
形的に変わる抵抗素子であり、例えばSiCバリスタやSi
のpnpバリスタ、または、ZnOを主体としたバリスタにて
構成され、両端電圧が高くなると抵抗値が減少する負特
性を有する。
この第2の実施の形態に係る表示装置Dbにおいては、
例えば図15及び図16に示すように、有効表示期間Tdは、
最初のサブフィールド(第1サブフィールドSF1)が最
も長く、サブフィールドの経過毎に1/2の割合で短くな
るように設定される。
この有効表示期間Tdの長さをデータ値の大きさで表し
た場合、図15に示すように、第1サブフィールドSF1の
有効表示期間を例えば「512」としたとき、第2サブフ
ィールドSF2は「256」、第3サブフィールドSF3は「12
8」、第4サブフィールドSF4は「64」、第5サブフィー
ルドSF5は「32」、第6サブフィールドSF6は「16」、第
7サブフィールドSF7は「8」、第8サブフィールドSF8
は「4」として設定される。
この場合、ゲート線駆動回路60は、各サブフィールド
SF1〜SF8内においてすべての行選択を終了するように信
号制御回路64によってタイミング制御される。従って、
ゲート線駆動回路60にて1つの行を選択する時間は、1
つのサブフィールドの時間幅を駆動部16の行数で除算す
ることにより得られる時間幅で規制され、該時間幅か、
もしくは該時間幅よりも短い時間が選ばれる。好ましく
は、前記時間幅の1/n(nは1〜5の任意の実数、好ま
しくは1〜3の実数)が選ばれる。このゲート線駆動回
路60にて1つの行を選択する時間は、駆動部16に対して
アドレスを切り換える時間に相当することから、前記時
間はアドレス時間Taとして定義することができる。
そして、この第2の実施の形態に係る表示装置Dbにお
いては、前記アドレス時間Taを上述した時間幅の1/nに
設定し、更に、図16に示すように、各有効表示期間Tdを
選択期間Tsと非選択期間Tuとに分け、あるサブフィール
ドの有効表示期間Tdと、その次のサブフィールドの有効
表示期間Tdとの間にリセット期間Trと非選択期間Tuを設
けるようにしている。なお、図16の例は、図面の複雑化
を避けるために、1フィールドを3つのサブフィールド
SF1〜SF3に分け、ライン数を4とした場合を示す簡略化
したフォーマットを示す。
この第2の実施の形態では、前記選択期間Ts及びリセ
ット期間Trを前記アドレス時間Taと同じ時間に設定して
いる。従って、各サブフィールドSF1〜SF8において、選
択期間Tsとリセット期間Trを除く期間、即ち、サブフィ
ールドの期間から2アドレス時間を除いた期間がすべて
非選択期間Tuとなる。なお、アクチュエータ部14での変
位のリセット(元の位置に復元させる)を完全にするた
めに前記リセット期間Trはアドレス時間Taより長く設定
してもよい。
更に、この第2の実施の形態では、信号制御回路64に
おいて、選択行に関する各画素について、それぞれの階
調レベルに応じた表示時間を各サブフィールドSF1〜SF8
の有効表示期間Tdに割り当ててデータ信号を作成し、こ
れらデータ信号をデータ線駆動回路62を通じて各サブフ
ィールドSF1〜SF8における選択期間Tsに出力する。
これにより、例えば1フィールドの開始と共に、ゲー
ト線駆動回路60によって1行目の画素群が選択され、デ
ータ線駆動回路62を通じて、該1行目の画素群にデータ
信号が供給される。各画素に供給されるデータ信号は、
その階調レベルに応じた表示時間を各サブフィールドSF
1〜SF8の有効表示期間Tdに割り当てて作成されたデータ
信号(例えばオン信号及びオフ信号)であり、1つの画
素についてみた場合、その画素の階調レベルに応じた表
示時間を、各サブフィールドに割り当てられた時間幅に
振り分ける。この場合、すべてのサブフィールドに振り
分けられる場合やいくつかのサブフィールドに振り分け
られる場合とがある。
例えば、当該画素の階調レベルが例えば1020である場
合、すべてのサブフィールドSF1〜SF8が選択されること
になり、また、階調レベルが656である場合は、第1、
第3及び第6サブフィールドSF1、SF3及びSF6が選ばれ
ることになる。
そして、当該画素に対して供給されるデータ信号の出
力形態としては、例えば選択されたサブフィールドにつ
いてはオン信号を出力し、選択されないサブフィールド
についてはオフ信号を出力するという形態を採用するこ
とができる。
ところで、非選択期間Tuは、アクチュエータ部14の屈
曲変位状態をそのまま維持させる必要から、理想的には
アクチュエータ部14の屈曲変位に影響しない程度の固定
電位が印加されることが望ましい。
しかし、各サブフィールド内においてすべての行選択
が終了することから、各サブフィールドの非選択期間Tu
においては、別の行についてのデータ信号(オン信号及
びオフ信号)が順次現れることになる。即ち、1つの画
素に関してみると、当該画素が属する列における当該画
素が属する行以外の行についてのデータ信号のパターン
(オン信号とオフ信号の出現パターン)によって、当該
画素の非選択期間Tuにおける電圧波形が決定される。
即ち、非選択期間Tuにおけるアクチュエータ部14の屈
曲変位が前記電圧変化(オン信号及びオフ信号のパター
ンに依存した電圧変化)によって微妙に変化し、特に、
多数の行がまとまってオン信号を出力する場合やオフ信
号を出す場合においては、前記平均電圧上の落差が大き
いため、当該画素の非選択期間Tuでの表示状態(輝度及
び階調)が不安定になる可能性がある。
そこで、以下に示す第2の実施の形態に係る表示装置
Dbの各種駆動方式においては、前記問題を解消する方式
を採用するようにしており、例えば図17A〜図17Dに示す
ように、オン信号、オフ信号等に位相情報を付加するよ
うにしている。
具体的に、まず、この第2の実施の形態に係る表示装
置Dbでの第1の駆動方式を図17A〜図17Cのタイミングチ
ャートを参照しながら説明する。この例では、説明を簡
単にするために、行数を8とした1列目の画素の表示パ
ターンのみを対象に説明を行う。この図17A〜図17Cで
は、横縞パターンを想定して、奇数行目が発光、偶数行
目が消光の場合を示す。また、図17A〜図17Cのタイミン
グチャートは、1列目のカラム信号Scと、1行目のロー
信号Srと、1行1列の画素への印加電圧Vpの各波形を示
す。
この第1の駆動方式は、ゲート線駆動回路60を通じ
て、有効表示期間Tdの選択期間Ts(アドレス時間Ta)に
選択パルス信号Psが出力され、有効表示期間Tdにおける
非選択期間Tu及びリセット期間Tr後の非選択期間Tuに非
選択信号Suが出力され、前記リセット期間Trにリセット
パルス信号Prが出力される。
また、データ線駆動回路62を通じて、各サブフィール
ドのうち、割り当てられたサブフィールドの有効表示期
間Tdにおける選択期間Tsにオン信号が出力され、それ以
外のサブフィールドの有効表示期間Tdにおける選択期間
Tsにオフ信号を出力する。即ち、図17A〜図17Cの例で
は、奇数行に対応する出力期間にオン信号(オン電圧Vo
n)が出力され、偶数行に対応する出力期間にオフ信号
(オフ電圧Voff)が出力される。
更に、この第1の駆動方式は、図17Aに示すように、
オン信号のみに位相情報を付加した方式であり、この場
合のオン信号は、選択期間Tsの開始と同時に立ち上が
り、パルス幅がアドレス時間Taの1/2とされた波形とな
っている。オフ信号は、ここではオフ電圧Voffに一定と
されている。
また、図17Bに示すように、選択パルス信号Psは、そ
のパルス幅が選択期間Ts(アドレス時間Ta)とほぼ同じ
で、かつピーク電圧がVsのパルス波形を有し、非選択信
号Suは、基準レベルVuに固定され、リセットパルス信号
Prは、そのパルス幅がリセット期間Tr(アドレス時間T
a)とほぼ同じで、かつピーク電圧がVrのパルス波形を
有する。これにより、図17Aに示すように、オン信号は
1つのアドレス時間Ta内において高レベルと低レベルが
混在するパルス信号を構成することになる。
そして、1行1列の画素は、選択期間Tsにおいて、バ
リスタ90の一方の電極(データ線48に接続された電極)
にオン信号(オン電圧Von)が印加され、下部電極28bに
選択パルス信号Ps(選択電圧Vs)が印加されることか
ら、図17Cに示すように、前記バリスタ90の一方の電極
と下部電極28b間の印加電圧Vpは、最も高レベルのV1と
なる。
この場合、バリスタ90はオン状態となり、そのときの
抵抗は非常に小さいものとなる(以下、オン状態でのバ
リスタ90の抵抗をオン抵抗と記す)。従って、このオン
抵抗とバリスタ90の静電容量による時定数も小さくな
り、前記印加電圧Vpの変化に対する応答が速くなる。こ
れにより、図17Dに示すように、アクチュエータ部14に
印加される電圧Vactは、急峻に規定の電圧VH(例えば13
0V)まで立ち上がることになり、図6の屈曲変位特性か
ら、前記画素はオン状態とされて発光することになる。
選択期間Ts後の非選択期間Tuにおいては、バリスタ90
の一方の電極にオン信号とオフ信号が交互に印加される
ことから、図17Cに示すように、前記バリスタ90の一方
の電極と下部電極28b間には、オフ信号(オフ電圧Vof
f)と非選択信号(基準レベルVu)との差分であるV3
と、オン信号(オン電圧Von)と基準レベルVuとの差分
であるV2が交互に印加されることになる。
この非選択期間Tuでは、バリスタ90はオフ状態とな
り、そのときの抵抗は非常に大きいものとなる(以下、
オフ状態でのバリスタ90の抵抗をオフ抵抗と記す)。従
って、このオフ抵抗とバリスタ90の静電容量による時定
数も大きくなり、前記印加電圧Vpに対する応答が遅くな
る。これにより、図17Dに示すように、アクチュエータ
部14に印加される電圧Vactは、交番的に加わる電圧が積
分された波形となってほぼ一定の値VHとなるため、ある
範囲で変位上の変動があるが、該画素での発光は維持さ
れる。
リセット期間Trにおいては、バリスタ90の一方の電極
にオフ信号(オフ電圧Voff)が印加され、下部電極28b
にリセットパルス信号Pr(リセット電圧Vr)が印加され
ることから、図17Cに示すように、前記バリスタ90の一
方の電極と下部電極28b間の印加電圧Vpは、最も低レベ
ルのV5となる。
この場合、バリスタ90は再びオン状態となり、そのと
きのオン抵抗は非常に小さいものとなる。これにより、
図17Dに示すように、アクチュエータ部14に印加される
電圧Vactは、急峻に規定の電圧VL(例えば−50V)まで
立ち下がることになり、図6の屈曲変位特性から、前記
画素はオフ状態とされて消光することになる。
リセット期間Tr後の非選択期間Tuにおいては、前記選
択期間Ts後の非選択期間Tuと同じように、バリスタ90の
一方の電極にオン信号とオフ信号が交互に印加されて、
バリスタ90の一方の電極と下部電極28b間には電圧V2とV
3が交互に印加されることになる。これにより、図17Dに
示すように、アクチュエータ部14に印加される電圧Vact
は、交番的に加わる電圧が積分された波形となってほぼ
一定の値VLとなるため、ある範囲で変位上の変動がある
が、該画素での消光は維持される。
なお、他の画素、例えば2行1列の画素については、
その選択期間Tsにおいて、オフ信号(オフ電圧Voff)が
供給されるため、バリスタ90の一方の電極と下部電極28
b間にはオフ信号の電圧(Voff)と選択パルス信号Psの
電圧(Vs)との差分であるV2が印加される。当該画素に
おけるアクチュエータ部14は、その前のタイミングにお
けるリセット期間Trにて元の状態に戻されているため、
アクチュエータ部14への印加電圧Vactは低レベルVLが保
持され、該画素での消光はそのまま維持される。
そして、前記一連の動作が順次繰り返されることによ
って、ディスプレイの画面上に画像が表示されることに
なる。
この第1の駆動方式では、1つの画素について考える
と、図17Aに示すように、行単位にオン信号とオフ信号
が交互に出力される場合並びに他の行すべてについてオ
ン信号が出力される場合において、図17Cに示すよう
に、当該画素の非選択期間Tuに、振幅が(高レベル(V
2)−低レベル(V3))のパルス信号が1つおきに、あ
るいは連続的に現れることになる。なお、他の行すべて
についてオフ信号が出力される場合、当該画素の非選択
期間Tuにおいてパルス波形は生じず、一定(V3)とされ
る。
従って、この第1の駆動方式においては、非選択期間
Tuにおける平均電圧の差を低くすることができるため、
非選択期間Tuでのバリスタ90の抵抗変化が安定化し、そ
れに伴って駆動部16での表示状態(輝度及び階調)も安
定化することになる。
また、画素のオン時において、選択パルス信号Psの出
力期間(選択期間Ts)内に該選択パルス信号Psとは極性
の異なるオン信号がバリスタ90の一方の電極に印加され
ることになるため、バリスタ90の一方の電極と下部電極
28b間には、選択期間Tsの開始時点からアドレス時間Ta
の1/2の時間にわたって当該アクチュエータ部14を一方
向に変位させるに十分な電圧(V1)が印加されることに
なる。
なお、選択期間Tsにオフ信号が供給される場合は、バ
リスタ90の一方の電極と下部電極28b間に電圧V2が選択
期間Tsにわたって印加されることから、当該オフ信号が
供給される画素については、リセット期間Trでの消光状
態が維持されることになる。
また、この第1の駆動方式においては、リセットパル
ス信号Prのパルス幅をアドレス時間Taとほぼ同じにして
いるため、当該画素のリセット期間Tr内に、必ずアクチ
ュエータ部14を元の位置に復元させるのに十分な電圧
(V5)がバリスタ90の一方の電極と下部電極28b間に印
加されることになる。
具体的には、当該画素についてリセットパルス信号Pr
が印加されている間に、他の行でオン信号が印加されて
いる場合、前記リセット期間Trのうち、該オン信号のパ
ルス幅を除く期間において電圧V5が印加され、他の行で
オフ信号が印加されている場合は、前記リセット期間Tr
の全体に電圧V5が印加される。
そのため、リセット期間Trにおいてアクチュエータ部
14を完全に復元させて消光させることができ、その後の
表示サイクルにおける輝度上及び階調上の不具合等は生
じなくなり、前記オン信号及びオフ信号のパターンによ
る違いを補償するような大きなリセット電圧も不要にな
る。
次に、第2の実施の形態に係る表示装置Dbの第2の駆
動方式について説明する。この第2の駆動方式は、図18
に示すように、オン信号と選択パルス信号Psにそれぞれ
位相情報を付加した方式であり、この場合のオン信号
は、選択期間Tsの開始と同時に立ち上がり、パルス幅が
アドレス時間Taの1/2とされた波形であり、選択パルス
信号Psは前記オン信号の逆相となっている。なお、オフ
信号は、ここでは一定(Voff)とされ、また、図19Bに
示すように、非選択信号Su及びリセットパルス信号Prの
出力タイミングは、前記第1の駆動方式の場合(図17B
参照)と同じである。
つまり、オン信号及び選択パルス信号Psはそれぞれ1
つのアドレス時間Ta内において高レベルと低レベルが混
在するパルス信号を構成することになる。
この場合も、1つの画素について考えると、図19Aに
示すように、行単位にオン信号とオフ信号が交互に出力
される場合並びに他の行すべてについてオン信号が出力
される場合において、図19Cに示すように、当該画素の
非選択期間Tuに、振幅が(高レベルV2−低レベルV3)の
パルス信号が1つおきに、あるいは連続的に現れること
になる。なお、他の行すべてについてオフ信号が出力さ
れる場合、当該画素の非選択期間Tuにおいてパルス波形
は生じず、一定(V3)とされる。
このように、前記第2の駆動方式においても、前記第
1の駆動方式と同様に、非選択期間Tuにおける平均電圧
の差を低くすることができるため、非選択期間Tuでのバ
リスタ90の抵抗変化が安定化し、それに伴って駆動部16
での表示状態(輝度及び階調)が安定化することにな
る。
また、当該画素をオンさせる場合、その選択期間Tsに
おいて、選択パルス信号Psと逆相のオン信号がバリスタ
90の一方の電極に印加されることになるため、バリスタ
90の一方の電極と下部電極28b間には、選択期間Tsの開
始時点からアドレス時間Taの1/2の時間にわたって当該
アクチュエータ部14を一方向に変位させるに十分な電圧
(V1)が印加されることになる。
なお、選択期間Tsにオフ信号が供給される場合は、バ
リスタ90の一方の電極と下部電極28b間に電圧V3が選択
期間Tsにわたって印加されることから、当該オフ信号が
供給される画素については、リセット期間Trでの消光状
態が維持されることになる。
また、この第2の駆動方式においては、前記第1の駆
動方式と同様に、当該画素のリセット期間Tr内に、必ず
アクチュエータ部14を元の位置に復元させるのに十分な
電圧(V5)がバリスタ90の一方の電極と下部電極28b間
に印加されることになるため、リセット期間Trにおいて
アクチュエータ部14を完全に復元させて消光させること
ができる。
この例では、選択パルス信号Psの波形をオン信号と逆
相の波形としたが、該オン信号のパルス幅よりも狭いあ
るいは広いパルス波形、即ち、ウィンドウパルスの形態
を採用するようにしてもよい。
次に、第2の実施の形態に係る表示装置Dbの第3の駆
動方式について説明する。この第3の駆動方式は、図20
に示すように、オフ信号と選択パルス信号Psにそれぞれ
位相情報を付加した方式であり、この場合のオフ信号
は、選択期間Tsの中間時点で立ち上がり、パルス幅がア
ドレス時間Taの1/2とされた波形であり、選択パルス信
号Psは前記オフ信号と同相となっている。なお、オン信
号は、ここでは一定(Von)とされ、また、図21Bに示す
ように、非選択信号Su及びリセットパルス信号Prの出力
タイミングは、前記第1の駆動方式の場合(図17B参
照)と同じである。
つまり、オフ信号及び選択パルス信号Psはそれぞれ1
つのアドレス時間Ta内において高レベルと低レベルが混
在するパルス信号を構成することになる。
この場合も、1つの画素について考えると、図21Aに
示すように、行単位にオン信号とオフ信号が交互に出力
される場合並びに他の行すべてについてオフ信号が出力
される場合において、図21Cに示すように、当該画素の
非選択期間Tuに、振幅が(高レベルV2−低レベルV3)の
パルス信号が1つおきに、あるいは連続的に現れること
になる。なお、他の行すべてについてオン信号が出力さ
れる場合、当該画素の非選択期間Tuにおいてパルス波形
は生じず、一定(V2)とされる。つまり、選択パルス信
号Psは、オン信号に対するウィンドウパルスを構成して
いる。
このように、この第3の駆動方式においても、前記第
1の駆動方式と同様に、非選択期間Tuにおける平均電圧
の差を低くすることができるため、非選択期間Tuでのバ
リスタ90の抵抗変化が安定化し、それに伴って駆動部16
での表示状態(輝度及び階調)が安定化することにな
る。
また、当該画素をオンさせる場合、選択期間Tsのう
ち、選択パルス信号Psが出力されている期間において当
該アクチュエータ部14を一方向に変位させるに十分な電
圧(V1)がバリスタ90の一方の電極と下部電極28b間に
印加されることになる。なお、選択期間Tsにオフ信号が
供給される場合は、バリスタ90の一方の電極と下部電極
28b間に電圧V2〜電圧V3が印加されることから、当該オ
フ信号が供給される画素については、リセット期間Trで
の消光状態が維持されることになる。
次に、第2の実施の形態に係る表示装置Dbの第4の駆
動方式について説明する。この第4の駆動方式は、図22
に示すように、オン信号、オフ信号及び選択パルス信号
Psにそれぞれ位相情報を付加した方式であり、この場合
のオン信号は、選択期間Tsの開始と同時に立ち上がり、
パルス幅がアドレス時間Taの1/2とされた波形であり、
オフ信号は前記オン信号の逆相となっている。また、選
択パルス信号Psは前記オフ信号と同相となっている。な
お、図23Bに示すように、非選択信号Su及びリセットパ
ルス信号Prの各出力タイミングは、前記第1の駆動方式
の場合(図17B参照)と同じである。
つまり、オン信号、オフ信号及び選択パルス信号Psは
それぞれ1つのアドレス時間Ta内において高レベルと低
レベルが混在するパルス信号を構成することになる。
この場合も、1つの画素について考えると、図23Aに
示すように、行単位にオン信号とオフ信号が交互に出力
される場合、他の行すべてについてオン信号が出力され
る場合並びに他の行すべてについてオフ信号が出力され
る場合において、図23Cに示すように、当該画素の非選
択期間Tuに、振幅が(高レベルV2−低レベルV3)のパル
ス信号が連続的に現れることになる。
このように、前記第4の駆動方式においては、非選択
期間Tuにおいてパルス信号が連続的に現れることになる
ため、非選択期間Tuにおける平均電圧がオン信号及びオ
フ信号のパターンに依存せず、ほぼ一定の値となり、こ
れにより、非選択期間Tuでのバリスタ90の抵抗変化が安
定化し、駆動部16での表示状態(輝度及び階調)が安定
化することになる。
また、前記連続的に現れるパルス信号のパルス幅は、
オン信号及びオフ信号のパターンによって異なり、図の
場合では、アドレス時間Taの1/2の場合や、アドレス時
間Taとほぼ同じ場合があるが、各画素における発光の応
答速度がある程度遅いことと相俟って、ローパスフィル
タ効果を得ることができ、選択期間Tsでの表示状態(発
光状態)が非選択期間Tuにおいてそのまま維持され、上
述したような不安定な表示状態はほとんど解消される。
また、選択パルス信号Psとオン信号とが逆相の関係に
あるため、バリスタ90の一方の電極と下部電極28b間に
は、選択期間Tsの開始時点からアドレス時間Taの1/2の
時間にわたって当該アクチュエータ部14を一方向に変位
させるに十分な電圧(V1)が印加されることになる。な
お、選択期間Tsにオフ信号が供給される場合は、バリス
タ90の一方の電極と下部電極28b間に電圧V2が少なくと
も選択期間Tsにわたって印加されることから、当該オフ
信号が供給される画素については、リセット期間Trでの
消光状態が維持されることになる。
また、この第4の駆動方式においては、前記第1の駆
動方式と同様に、当該画素のリセット期間Tr内に、必ず
アクチュエータ部14を元の位置に復元させるのに十分な
電圧(V5)が印加されることになるため、リセット期間
Trにおいてアクチュエータ部14を完全に復元させて消光
させることができる。
この例では、選択パルス信号Psの波形をオン信号と逆
相の波形としたが、該オン信号のパルス幅よりも狭いあ
るいは広いパルス波形、即ち、ウィンドウパルスの形態
を採用するようにしてもよい。
次に、第2の実施の形態に係る表示装置Dbの第5の駆
動方式について説明する。この第5の駆動方式は、図24
に示すように、オン信号、オフ信号、選択パルス信号Ps
及びリセットパルス信号Prにそれぞれ位相情報を付加し
た方式であり、オン信号、オフ信号及び選択パルス信号
Psは、前記第4の駆動方式のパルス波形と同様である
が、リセットパルス信号Prがリセット期間Tr内に立ち上
がり、当該リセット期間Tr内に立ち下がるパルス波形、
即ち、パルス幅がリセット期間Tr(アドレス期間Ta)よ
りも狭いパルス波形を有する。
つまり、オン信号、オフ信号、選択パルス信号Ps及び
リセットパルス信号Prはそれぞれ1つのアドレス時間Ta
内において高レベルと低レベルが混在するパルス信号を
構成することになる。なお、図25Bに示すように、非選
択信号Suの出力タイミングは、前記第1の駆動方式の場
合と同じである。
1つの画素について考えると、図25Aに示すように、
行単位にオン信号とオフ信号が交互に出力される場合、
他の行すべてについてオン信号が出力される場合並びに
他の行すべてについてオフ信号が出力される場合におい
て、図25Cに示すように、当該画素の非選択期間Tuに、
振幅が(高レベルV2−低レベルV3)のパルス信号が連続
的に現れることになる。
このように、この第5の駆動方式においては、非選択
期間Tuにおいてパルス信号が連続的に現れることになる
ため、非選択期間Tuにおける平均電圧がオン信号及びオ
フ信号のパターンに依存せず、ほぼ一定の値となり、こ
れにより、非選択期間Tuでのバリスタ90の抵抗変化が安
定化し、駆動部16での表示状態(輝度及び階調)が安定
化することになる。
また、選択パルス信号Psとオン信号とが逆相の関係に
あるため、選択期間Tsに当該アクチュエータ部14を一方
向に変位させるに十分な電圧(V1)がバリスタ90の一方
の電極と下部電極28b間に印加されることになる。な
お、選択期間Tsにオフ信号が供給される場合は、リセッ
ト期間Trでの消光状態が維持されることになる。
特に、この第5の駆動方式においては、リセット期間
Tr内において、パルス幅が該リセット期間Trよりも狭
く、かつ、オン信号及びオフ信号のエッジを含むリセッ
トパルス信号Prが出力されることになるため、当該画素
のリセット期間Tr内に、必ずアクチュエータ部14を元の
位置に復元させるのに十分な電圧(V5)が印加されるこ
とになる。
このように、前記第1〜第5の駆動方式においては、
オン信号、オフ信号、選択パルス信号の各エッジをアド
レス期間の1/2の位置に設定するようにしたが、これに
限定する必要はなく、以下の条件を満足すれば、1アド
レス期間Ta内の任意の位置に設定することができる。
(1)当該画素のオン選択時において、選択期間Ts内に
当該アクチュエータ部14に対して一方向に変位させるに
十分な電圧(V1)が印加されること。
(2)当該画素のオフ選択時において、選択期間Ts内に
当該アクチュエータ部14に対してリセット時の変位を維
持できる電圧(V2〜V3)が印加されること。
(3)当該画素のリセット時において、リセット期間Tr
内に当該アクチュエータ部14に対して元の位置に復元さ
せるのに十分な電圧(V5)が印加されること。
次に、前記バリスタ90の好ましい特性について説明す
る。まず、オフ抵抗は、非選択期間Tuの該オフ抵抗によ
るリーク電流(放電)でアクチュエータ部14への印加電
圧Vactの変動量が5%以内となるように設定する。オフ
抵抗が小さすぎると、選択期間Tsにアクチュエータ部14
に充電された電荷が放電されて、メモリ機能を失うから
である。
従って、非選択期間Tuにおけるアクチュエータ部14へ
の印加電圧Vactの変動量は、バリスタ90の静電容量の分
圧によるもの(5%)とリーク電流による放電によるも
のとの和で表すことができる。
また、オフ抵抗を上述のように設定することにより、
非選択期間TuにおけるCR時定数が大きくなり、それに伴
うローパスフィルタ効果によって非選択期間Tuにアクチ
ュエータ部14に印加される電圧Vactが平滑化され、アク
チュエータ部14への印加電圧Vactがほぼ一定値に維持さ
れることになる。その結果、アクチュエータ部14は、選
択期間Tsあるいはリセット期間Trでの変位を保持し得
る。
一方、バリスタ90のオン抵抗は、実効選択期間Tss
(図17A〜図17Dや図19A〜図19D等の例では、選択期間Ts
の開始時点からアドレス時間の1/2の期間)に、アクチ
ュエータ部14への印加電圧Vactが規定の電圧VHの95%ま
で立ち上がる値に設定される。図17Dや図19D等の例で
は、実効選択期間Tssにおいて、アクチュエータ部14の
印加電圧Vactが規定の電圧(この場合、高レベルVH)の
95%まで立ち上がる値に設定される。
これは、実効リセット期間Trs(図17A〜図17Dや図19A
〜図19D等の例では、リセット期間Trの開始時点からア
ドレス時間の1/2の期間)においても同様であり、実効
リセット期間Trsに、アクチュエータ部14への印加電圧V
actが規定の電圧VLの95%まで立ち下がる値に設定され
る。
これによって、実効選択期間TssにおけるCR時定数が
小さくなり、印加電圧Vpの立ち上がりに対する応答が速
くなる。そのため、選択期間Tsにバリスタ90の一方の電
極にオン信号が供給される場合、アクチュエータ部14へ
の印加電圧Vactが実効選択期間Tssにおいて急峻に立ち
上がり、規定の電圧VHの95%まで瞬時に到達することに
なる。従って、アクチュエータ部14は、実効選択期間Ts
sにおいて瞬時に一方向に屈曲変位することになる。
これは、リセット期間Trにおいても同じであり、前記
の条件を満足することにより、実効選択期間Trsにおけ
るCR時定数が小さくなり、印加電圧Vpの立ち上がりに対
する応答が速くなる。そのため、リセット期間Trにおい
て、バリスタ90の一方の電極と下部電極間の電圧Vpが電
圧V5となる場合、アクチュエータ部14への印加電圧Vact
が実効リセット期間Trsにおいて急峻に立ち下がり、規
定の電圧VLの95%まで瞬時に到達することになる。従っ
て、アクチュエータ部14は、実効リセット期間Tssにお
いて瞬時に元に復帰することになる。
具体的に数値を当てはめて考察すると、いま、駆動部
16の行数を16ラインとし、32階調(5サブフィールド)
を想定したとき、最長サブフィールドのメモリ期間は他
の15行の選択期間となる。従って、1/15のメモリ期間で
許されるアクチュエータ部14への印加電圧Vactの変動量
は、5%×1/15=0.34%(0.0034)である。
ここで、アクチュエータ部14の静電容量500pFに対し
てバリスタ90の静電容量を50pFにした場合、オフ抵抗を
1GΩ、オン抵抗を10Ωとしたとき、1/15のメモリ期間で
の前記印加電圧Vactの変動量は、シミュレーションの結
果により、Vact=90Vに対し、変動量が4.548Vとなり、
4.548/90=0.05となる。オフ抵抗を20MΩ、オン抵抗を1
0Ωとしたとき、1/15のメモリ期間での前記印加電圧Vac
tの変動量は、同様にシミュレーションの結果から、4.8
2/90=0.0535(≒5%+0.34%)となる。
また、オン抵抗を50kΩ以下に設定したとき、実効選
択期間Tssにおいて規定の電圧VHの95%まで立ち上がる
ことがシミュレーションで確認できた。
従って、バリスタ90の特性としては、 オフ抵抗>20MΩ オン抵抗<50kΩ 静電容量<50pF を満足することが望ましい。
次に、この第2の実施の形態に係る表示装置Dbの各種
信号の電圧設定について説明する。この電圧設定は、オ
ン信号とオフ信号の各絶対値が等しくない場合の設定で
ある。
ここで、バリスタ90に印加される電圧(以下、バリス
タ印加電圧と記す)をVval、バリスタ90の特性上の電圧
(バリスタ電圧)を±VB、アクチュエータ部14への印加
電圧(以下、アクチュエータ印加電圧と記す)をVactと
する。また、ロー側の各種信号Srの電圧Vrowは、選択パ
ルス信号Psの電圧Vs、非選択信号Suの電圧Vu、リセット
パルス信号Prの電圧Vrとを含み、カラム側の各種信号Sc
の電圧Vcolは、オン信号の電圧Vonと、オフ信号の電圧V
offを含む。なお、選択電圧Vs<0とする。
[1]まず、1つの設定条件としては、非選択期間Tsに
おけるアクチュエータ部14への印加電圧Vactがカラム側
の各種信号Scの電圧Vcolに依存しないことである。
(A)選択期間Tsにオン信号が出力されている場合 (a)アクチュエータ印加電圧Vact Vact=Von−Vs−VB ……(1) (b)非選択期間にオン信号が出力されている場合のバ
リスタ印加電圧Vval Vval=(Vs−Vu)+VB ……(2) (c)非選択期間にオフ信号が出力されている場合のバ
リスタ印加電圧Vval Vval=(Vs−Vu)+(Voff−Von)+VB ……(3) (B)選択期間にオフ信号が出力されている場合 (a)アクチュエータ印加電圧Vact Vact=Voff−Vs−VB ……(4) (b)非選択期間にオン信号が出力されている場合のバ
リスタ印加電圧Vval Vval=(Vs−Vu)+(Von−Voff)+VB ……(5) (c)非選択期間にオフ信号が出力されている場合のバ
リスタ印加電圧Vval Vval=(Vs−Vu)+VB ……(6) 前記(2)式において、Vval<0であるから、 Vval≧−VB ∴ Vs−Vu≧−2VB 前記(3)式において、Vval<0であるから、 Vval≧−VB ∴ (Vs−Vu)+(Voff−Von)≧−2VB 前記(5)式において、Vval>0であるから、 Vval≦VB ∴ (Vs−Vu)+(Von−Voff)≦0 前記(6)式において、Vval<0であるから、 Vval≧−VB ∴ (Vs−Vu)≧−2VB 従って、Vs−Vu≧−2VB,Von−Voff≦Vu−Vs ……(7) Von−Voff≦(Vs−Vu)+2VB ……(8) [2]次に、オン電圧及びオフ電圧の差を最大値として
設定する。
前記(7)式と(8)式以外に (A)選択期間にオン信号が出力されている場合 Von≧Vs+VB (B)選択期間にオフ信号が出力されている場合 Voff≧Vs+VB [3]リセット期間にオフ信号が出力されている場合 Vr≧VB+Voff 上述の電圧設定[1],[2]及び[3]を満足させる
ことが好ましい。設定例としては、 Vrow: Vs=−161V、Vu=0V、Vr=161V、VB=120V Vcol: Von=82V、Voff=0V が挙げられる。
この第2の実施の形態に係る表示装置Dbにおいては、
アクチュエータ基板18上に、アクチュエータ部14、バリ
スタ90及びゲート線46を形成し、アクチュエータ基板18
の背面側にデータ線48を形成するようにしたが、その
他、図26A及び図26Bに示すように、アクチュエータ基板
18上に、アクチュエータ部14及びゲート線46を形成し、
アクチュエータ基板18の背面側にバリスタ90及びデータ
線48を形成するようにしてもよい。
この場合、図27に示すように、一主面に多数のアクチ
ュエータ部14(図示せず)が形成されたアクチュエータ
基板18のほかに、両面に電極300及び302が形成されたバ
リスタ基板304を用意する。アクチュエータ基板18の一
主面から他主面につながるスルーホール66(図1参照)
を各アクチュエータ部14に対応して多数設け、該スルー
ホール66におけるアクチュエータ基板18の他主面側に電
極パッド306を形成する。即ち、これら電極パッド306
は、一主面に設けられたアクチュエータ部14に対応した
位置に設けられることになる。
一方、バリスタ基板304は、図27に示すように、アク
チュエータ基板18の裏面に貼り合わせたときに、各アク
チュエータ部14(正確には、各電極パッド306)に対応
した位置にそれぞれ電極300、302が形成されている。こ
の両面の電極300及び302とこれら電極300及び302間に存
在する基板材料によって各アクチュエータ部14に対応し
たバリスタ90として機能することになる。
そして、バリスタ基板304の裏面(アクチュエータ基
板18とは反対側の面)に形成された電極302、302同士を
接続することによってデータ線48が構成されることにな
る。バリスタ機能を必要としない電極308(例えばゲー
ト線46の取り出し電極)は、例えばスルーホール310を
用いてアクチュエータ基板18の他主面に形成されたゲー
ト線取り出し用の電極パッド312に電気的に接続され
る。
これらアクチュエータ基板18とバリスタ基板304との
貼り合わせは、アクチュエータ基板18の他主面(多数の
電極パッド306が形成された面)とバリスタ基板304の一
主面とを互いに合わせ、アクチュエータ基板18における
電極パッド306とバリスタ基板304における電極300とを
例えば半田や導電性樹脂などで貼り合わせる。この貼り
合わせによって、アクチュエータ部14の一方の電極(例
えば上部電極28a)とデータ線48とがバリスタ90を介し
て電気的に接続されることになる。
ここで、バリスタ基板304の厚みは、要求されるバリ
スタ電圧VBから決定され、バリスタ90の電極面積は要求
される静電容量と電流容量から決定される。
また、バリスタ基板の一主面において近接する電極30
0、300間やバリスタ基板の他主面において近傍する電極
302、302間でのリーク電流を低減し、かつ、これら電極
300及び302の配置についての自由度を高める方法として
は、例えば、以下のような2つの方法が考えられる。
(1)近接する電極300、300間並びに近接する電極30
2、302間に溝を切る。この場合、電極300、300間並びに
電極302、302間の距離が実質的に増大し、バリスタ電圧
VBが高くなる。
(2)バリスタ基板304の構成材料の粒径を細かく
し、バリスタ基板304の厚みを薄くする。この場合、対
向電極300及び302間のバリスタ電圧VBを維持しながら近
接する電極300、300間並びに電極302、302間のバリスタ
電圧VBが高くなる。
このように、アクチュエータ基板18とは別に、バリス
タ90を構成するためのバリスタ基板304を用意し、該バ
リスタ基板304をアクチュエータ基板18に貼り合わせる
ようにしたので、各アクチュエータ部14とデータ線48と
の間にバリスタ90を接続するための配線構造が非常に簡
単になり、表示装置Dbのサイズを小型化できると共に、
表示装置Dbの歩留まりの向上、製造コストの低廉化等で
非常に有利となる。
また、この第2の実施の形態に係る表示装置Dbにおい
ては、形状保持層26の上面及び下面に上部電極28a及び
下部電極28bを形成するようにしたが、その他、振動部2
2上に直接形状保持層26を形成し、該形状保持層26の上
面に一対の電極28(ゲート線側の電極28a及びデータ線
側の電極28b)を形成するようにしてもよい。
この場合、図28Aに示すように、一対の電極28a及び28
bが互い違いに配列されたくし歯形状であってもよく、
図28Bに示すように、一対の電極28a及び28bが互いに並
行に、かつ相互に離間された渦巻き状であってもよい。
また、図12に示す場合と同様に、一対の電極28a及び28b
を多枝形状としてもよい。この場合も第1の実施の形態
に係る表示装置Daと同様に、バリスタ90をアクチュエー
タ基板18(図10参照)の主面にも裏面にも形成すること
ができる。図12に沿った構成では、アクチュエータ基板
18の裏面にバリスタ(図示せず)が形成され、一方の電
極28aが中継導体30及びスルーホール66を通じて前記バ
リスタに電気的に接続される形態とされた例を示す。
このように、前記バリスタ90を用いた第2の実施の形
態に係る表示装置Dbにおいては、バリスタ90自体にアク
チュエータ部14への印加電圧Vactのメモリ作用を有する
ことから、アクチュエータ部14における形状保持層26の
構成材料として、図29に示すように、屈曲変位特性にヒ
ステリシスを持たない材料を用いることも可能となり、
材料の選択の幅を広げることができる。
次に、図30〜図38を参照しながら第3の実施の形態に
係る表示装置Dcについて説明する。なお、第1の実施の
形態に係る表示装置Daと対応するものについては同符号
を付してその重複説明を省略する。
この第3の実施の形態に係る表示装置Dcは、図30に示
すように、基本的には、前記第1の実施の形態に係る表
示装置Daとほぼ同様の構成を有するが、アクチュエータ
部14の上部電極28aと接地線68との間に圧電リレー100が
挿入接続されている点で異なり、この圧電リレー100を
設ける関係から、構造的にも前記第1の実施の形態に係
る表示装置Daと異なる。
具体的に説明すると、図31及び図32に示すように、こ
の第3の実施の形態に係る表示装置Dcは、アクチュエー
タ基板18の各アクチュエータ部14に隣接した位置にそれ
ぞれ圧電リレー100が配設される。アクチュエータ基板1
8の内部には、前記アクチュエータ部14を構成するため
の空所20のほかに、圧電リレー100を構成するための空
所102が設けられている。該空所102も、アクチュエータ
基板18の背面側に設けられた径の小さい貫通孔(図示せ
ず)を通じて外部と連通されている。
従って、この場合も、前記アクチュエータ基板18のう
ち、前記空所102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圧電リレ
ー用の振動部104として機能し、空所102以外の部分は厚
肉とされて前記振動部104を支持する圧電リレー用の固
定部106として機能するようになっている。
各圧電リレー100は、図示するように、前記振動部104
と固定部106のほか、該振動部104上に形成された圧電/
電歪層や反強誘電体層等の形状保持層108と、該形状保
持層108の下面に形成された下部電極28bと、前記形状保
持層108の上面に形成された中間電極110(ゲート線46に
つながる電極)と、該中間電極110上に形成された絶縁
層112と、該絶縁層112上に形成された上部電極28aとを
有するリレー本体114と、光導波板12における駆動部側
の面のうち、各圧電リレー100に対応した位置に設けら
れたブラックマトリクス層116と、該ブラックマトリク
ス層116の前記圧電リレー100と対向する面に形成された
接地電極118とを有して構成されている。ブラックマト
リクス層116としては、例えばCr、Al、Ni、Ag等の金属
膜を用いることが好ましい。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
きるからである。この例では、ブラックマトリクス層11
6を形成した例を示しているが、その他、前記ブラック
マトリクス層116を形成せずに、透明電極を接地電極118
として使用する場合もある。
前記各種電極のうち、下部電極28bは、アクチュエー
タ部14の下部電極(データ線48につながる電極)28bと
共通とされ、上部電極28aは、アクチュエータ部14の上
部電極28aと共通とされている。
この第3の実施の形態に係る表示装置Dcにおいては、
1つのゲート線46に対して例えば選択信号(例えば正の
高レベル電位)を印加することによって当該ゲート線46
が選択されるようになっており、このとき、非選択行に
関するゲート線46には非選択信号(例えば接地電位)が
印加される。即ち、時間変調方式の階調制御において
は、あるゲート線46に関する1つのサブフィールドの選
択期間Tsにおいて選択信号(正の高レベル電位)が当該
ゲート線46に供給され、非選択期間Tuに非選択信号(接
地電位)が供給される。
次に、上述と同様に横縞パターンを表示する場合を想
定してこの第3の実施の形態に係る表示装置Dcの駆動方
式を説明する。
まず、ゲート線駆動回路60は、あるゲート線46に対し
て、各サブフィールドの選択期間Tsに選択信号を出力
し、非選択期間Tuに非選択信号を出力する。データ線駆
動回路62は、各サブフィールドのうち、割り当てられた
サブフィールドの選択期間Tsに駆動信号を出力し、それ
以外のサブフィールドにおける選択期間Tsにリセット信
号を出力する。この例では、奇数行に対応する選択期間
Tsに駆動信号が出力され、偶数行に対応する選択期間Ts
にリセット信号が出力される。
即ち、ゲート線駆動回路60を通じて選択されたある奇
数行の各画素に関してみると、当該選択行に関する各サ
ブフィールドのうち、割り当てられたサブフィールドの
選択期間Tsには、当該アクチュエータ部14に対応する圧
電リレー100の中間電極110に選択信号(正の高レベル電
位)が供給され、下部電極28bに駆動信号(負電位)が
供給されることになり、非選択期間Tuにおいては、前記
中間電極110に非選択信号(接地電位)が供給され、下
部電極28bには同じく駆動信号(負電位)が供給される
ことになる。
また、選択行に関する各サブフィールドのうち、割り
当てられないサブフィールドの選択期間Tsには、当該ア
クチュエータ部14に対応する圧電リレー100の中間電極1
10に選択信号(正の高レベル電位)が供給され、下部電
極28bにリセット信号(正の低レベル電位)が供給され
ることになり、非選択期間Tuにおいては、前記中間電極
110に非選択信号(接地電位)が供給され、下部電極28b
には同じくリセット信号(正の低レベル電位)が供給さ
れることになる。
この場合、接地電位と駆動信号(負電位)との電位差
が前記動作電圧Vhに相当し、選択信号(正の高レベル電
位)と駆動信号(負電位)との電位差が圧電リレー100
をブラックマトリクス層116の方向に屈曲変位させるに
十分なオン電圧に相当し、非選択信号(接地電位)と駆
動信号(負電位)との電位差が圧電リレー100をブラッ
クマトリクス層116から離間させる方向に変位させるに
十分なオフ電圧に相当するように設定される。
また、接地電位とリセット信号(正の低レベル電位)
との電位差が前記リセット電圧Vrに相当し、選択信号
(正の高レベル電位)とリセット信号(正の低レベル電
位)との電位差が圧電リレー100をブラックマトリクス
層116の方向に屈曲変位させるに十分なオン電圧に相当
し、非選択信号(接地電位)とリセット信号(正の低レ
ベル電位)との電位差が圧電リレー100をブラックマト
リクス層116から離間させる方向に変位させるに十分な
オフ電圧に相当するように設定される。
従って、選択行に関する各サブフィールドのうち、割
り当てられたサブフィールドの選択期間Tsにおいて、中
間電極110に選択信号が供給されると、圧電リレー100が
屈曲変位してオン状態となることから、上部電極28a
は、ブラックマトリクス層116下の接地電極118に接触
し、電位的に接地電位とされる。このとき、下部電極28
bに駆動信号が供給されている場合は、アクチュエータ
部14の上部電極28a及び下部電極28b間に動作電圧Vhが印
加されることとなるため、図6の屈曲変位特性から、当
該画素はON状態とされて発光することになる。
各サブフィールドの非選択期間Tuにおいては、圧電リ
レー100が元の状態に復帰してオフ状態とされるため、
上部電極28aは、高インピーダンス状態となり、アクチ
ュエータ部14に対するデータ信号の供給(この場合、動
作電圧Vhの印加)が維持されるかたちとなる。そのた
め、当該アクチュエータ部14は、一定以上の変位量を保
持し続け、当該画素のオン状態が維持されることにな
る。
一方、ゲート線駆動回路60を通じて選択されたある偶
数行の各画素は、各サブフィールドの選択期間Tsにおい
て、上部電極28a及び下部電極28b間にリセット電圧Vrが
印加されることとなるため、図6の屈曲変位特性から、
元の状態に復帰してオフ状態とされ、当該選択行に関す
る画素は消光することになる。各サブフィールドの非選
択期間Tuにおいては、アクチュエータ部14に対するデー
タ信号の供給(この場合、リセット電圧Vrの印加)が維
持されるかたちとなるため、当該アクチュエータ部14
は、元の復帰状態を保持し続け、当該画素のオフ状態が
維持されることになる。
この第3の実施の形態に係る表示装置Dcにおいても、
前記第1の実施の形態に係る表示装置Daと同様に、非選
択行へのデータ信号の供給を防止することができ、非選
択行に関する画素(アクチュエータ部)14を駆動させる
必要がなくなり、消費電力の削減化を有効に図ることが
できる。また、非選択期間Tuの画素発光が可能となるた
め、高輝度化を実現させることができる。また、アクチ
ュエータ基板18上での大規模な配線パターンの形成を行
う必要がなくなり、配線の簡略化を図ることができる。
この第3の実施の形態に係る表示装置Dcにおいては、
アクチュエータ基板18上に、アクチュエータ部14、圧電
リレー100及び接地電極118を形成したが、その他、図33
に示すように、アクチュエータ基板18上にアクチュエー
タ部14を形成し、アクチュエータ基板18の背面側に圧電
リレー100及び接地電極118を形成するようにしてもよ
い。
例えば、図33に示すように、アクチュエータ基板18の
うち、アクチュエータ部14を構成するための空所20の下
方に圧電リレー100を構成するための空所102を設けて、
該空所102の下方にリレー本体114を形成することにより
達成できる。この場合、データ線48を共通化することが
できないため、新たにスイッチング専用のデータ線120
をアクチュエータ基板18の背面側に配線する。また、圧
電リレー100上に形成される上部電極28aをアクチュエー
タ部14からアクチュエータ基板18に設けられたスルーホ
ール122を通じて配線し、上部電極28aと選択的に接触さ
れる接地電極118をアクチュエータ基板18の下方に配置
されたプリント配線基盤124に形成すればよい。
なお、電極28a及び28bを形状保持層26上に形成し、く
し歯形状、渦巻き状又は多枝形状に一対の電極として形
成してもよいのは、前記第1及び第2の実施の形態に係
る表示装置Da及びDbと同様である。
前記第1の実施の形態に係る表示装置Da〜第3の実施
の形態に係る表示装置Dcにおいては、1フィールドを複
数に分割して例えば4つのサブフィールドとしたが、そ
の他、図34に示すように、1フィールドを複数に分割せ
ずに、1フィールドを一連の選択期間Tsと非選択期間Tu
にて構成するようにしてもよい。この場合、上述した時
間変調方式ではなく、電圧制御方式による階調制御を行
うことにより、画像表示を実現させることができる。
電圧制御方式は、例えば図35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。
ところで、1フィールドを複数のサブフィールドに分
割する方法としては、図15に示す等分割のほかに、図36
に示すように、1フィールドを有効表示期間Tdの割合を
高めて分割する方法も考えられる。この方法の場合、有
効表示期間Tdを最大限に活用することができるため、輝
度向上において有利である。
ここで、等分割した場合(図15参照)の特徴を、有効
表示期間Tdの割合を高めて分割した場合(図36参照)と
比較しながら説明すると、等分割した場合は、選択期間
Tsの長さが長くとれることから、(1)電流のピーク値
が抑制でき、回路の負担が軽減される。(2)瞬時的に
発生する力が抑制でき、構造体(アクチュエータ部14)
への負荷が軽減され、長期安定性が向上する。(3)画
素の応答時間のばらつきが吸収され、輝度むらが減少す
る。
また、選択期間Tsの長さが同じとすれば、1サブフィ
ールド内に選択できる行数が増え、データ線駆動回路62
を通じて信号入力できる行数が増えるため、データ線駆
動回路62に用いるICの数を減らすことができ、コストの
低廉化につながる。
上述した種々の特徴をふまえて、この実施の形態で
は、図37に示すように、分割の割合を決定することがで
きる。例えば1フィールドの前半部分を有効表示期間Td
の割合を高めた分割方式にて複数のサブフィールドに分
割し、後半部分をほぼ等分割に複数のサブフィールドに
分割することが可能である。この場合、2種の分割方式
の長所を併せ持つため、階調制御を高精度に行うことが
でき、再生画像の画質の向上を図ることができる。
また、図38に示すように、前記各画素のアクチュエー
タ部14に対して、前記非選択期間Tuに加わる電圧の最大
値(Y)と前記選択期間Ts内にオフ信号によって加わる
電圧の最大値(X)との差の絶対値(B)は、前記選択
期間Tsにオン信号によって加わる電圧の最大値(Z)と
オフ信号によって加わる電圧の最大値(X)との差の絶
対値(A)の100%以下(即ち、B≦A)とする。望ま
しくは、B≦0.5Aであり、更に望ましくはB≦0.3Aであ
る。
なぜなら、非選択期間Tuにおいて、オン状態のアクチ
ュエータ部14の変位が高く、かつ、オフ状態のアクチュ
エータ部14の変位が小さい電圧の範囲を利用できるから
である。なお、前記Aは10V以上に設定されていること
が望ましい。更に望ましくは20V以上がよい。
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。
産業上の利用可能性 以上説明したように、本発明に係る表示装置によれ
ば、光が導入される光導波板と、該光導波板の一方の板
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た駆動部を具備し、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
させる表示装置において、前記駆動部に、それぞれ前記
アクチュエータ部に対応してスイッチング素子を形成
し、前記スイッチング素子のオンオフ制御により前記ア
クチュエータ部の変位動作を制御するようにしている。
このため、消費電力の低減化、高輝度化並びに配線形
成の簡略化を図ることができるという効果が達成され
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤尾 隆嘉 愛知県春日井市出川町1849―57 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 26/08 G09F 9/30

Claims (27)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光が導入される光導波板と、該光導波板の
    一方の板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た駆動部を具備
    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
    映像を表示させる表示装置において、 前記駆動部に、それぞれ前記アクチュエータ部に対応し
    てスイッチング素子が形成され、 前記スイッチング素子のオンオフ制御により前記アクチ
    ュエータ部の変位動作を制御することを特徴とする表示
    装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載の表示装置において、 前記駆動部は、セラミックスにて構成された基体を有
    し、該基体の各画素に応じた位置にアクチュエータ部が
    配設され、 前記基体上に前記スイッチング素子が形成されているこ
    とを特徴とする表示装置。
  3. 【請求項3】請求項1又は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。
  4. 【請求項4】請求項1〜3のいずれか1項に記載の表示
    装置において、 少なくとも1行単位に前記スイッチング素子を選択する
    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、少なくとも時間変調方式で階調制
    御すべく前記第1及び第2の駆動回路を制御することを
    特徴とする表示装置。
  5. 【請求項5】請求項4記載の表示装置において、 1枚の画像の表示期間を1フィールドとし、該期間中に
    選択期間と非選択期間が設定されていることを特徴とす
    る表示装置。
  6. 【請求項6】請求項4又は5記載の表示装置において、 1枚の画像の表示期間を1フィールドとし、該1フィー
    ルドを複数に分割した際の1つの分割期間をサブフィー
    ルドとしたとき、 各サブフィールド毎に、選択期間と非選択期間が設定さ
    れ、 前記サブフィールドは、当該サブフィールドに割り当て
    られる単位階調レベルに応じた時間的長さに設定されて
    いることを特徴とする表示装置。
  7. 【請求項7】請求項6記載の表示装置において、 前記第1の駆動回路は、各サブフィールド内においてす
    べての行選択を終了するように前記信号制御回路にてタ
    イミング制御され、 前記第2の駆動回路は、前記選択行に関する各画素につ
    いて、それぞれの階調レベルに応じた表示時間を各サブ
    フィールドに割り当てて作成されたデータ信号を各サブ
    フィールドにおける選択期間に出力するように前記信号
    制御回路にてタイミング制御されることを特徴とする表
    示装置。
  8. 【請求項8】請求項7記載の表示装置において、 あるサブフィールドの前記有効表示期間と、その次のサ
    ブフィールドの前記有効表示期間との間に、表示輝度を
    ほぼゼロとするリセット期間を少なくとも有することを
    特徴とする表示装置。
  9. 【請求項9】請求項7記載の表示装置において、 あるサブフィールドの前記有効表示期間と、その次のサ
    ブフィールドの前記有効表示期間との間に、表示輝度を
    ほぼゼロとするリセット期間と非選択期間を有すること
    を特徴とする表示装置。
  10. 【請求項10】請求項7〜9のいずれか1項に記載の表
    示装置において、 前記選択期間の直前にアクチュエータ部の動作を安定化
    させるための準備期間を有することを特徴とする表示装
    置。
  11. 【請求項11】請求項7〜10のいずれか1項に記載の表
    示装置において、 前記選択期間内にアクチュエータ部の動作を安定化させ
    るための準備期間を有することを特徴とする表示装置。
  12. 【請求項12】請求項4〜11のいずれか1項に記載の表
    示装置において、 前記第1の駆動回路は、少なくとも3つの電圧レベルが
    設定でき、前記第2の駆動回路は、少なくとも2つの電
    圧レベルが設定できることを特徴とする表示装置。
  13. 【請求項13】請求項8〜12のいずれか1項に記載の表
    示装置において、 前記第1の駆動回路は、前記選択期間に選択パルス信号
    を出力し、前記非選択期間に非選択信号を出力し、前記
    リセット期間にリセットパルス信号を出力し、 前記第2の駆動回路は、前記各サブフィールドのうち、
    割り当てられたサブフィールドの有効表示期間における
    選択期間にオン信号を出力し、それ以外のサブフィール
    ドの有効表示期間における選択期間にオフ信号を出力す
    ることを特徴とする表示装置。
  14. 【請求項14】請求項13記載の表示装置において、 前記オン信号の出力期間内に、対象画素のアクチュエー
    タ部に対して、該アクチュエータ部を屈曲変位させるに
    十分な電圧が印加され、 前記リセットパルス信号の出力期間内に、対象画素のア
    クチュエータ部に対して、該アクチュエータ部の変位を
    復元させるに十分な電圧が印加されることを特徴とする
    表示装置。
  15. 【請求項15】請求項13又は14記載の表示装置におい
    て、 前記各画素のアクチュエータ部に対して、前記非選択期
    間に加わる電圧の最大値と前記選択期間内にオフ信号に
    よって加わる電圧の最大値との差の絶対値は、前記選択
    期間にオン信号によって加わる電圧の最大値とオフ信号
    によって加わる電圧の最大値との差の絶対値の100%以
    下であることを特徴とする表示装置。
  16. 【請求項16】請求項13〜15のいずれか1項に記載の表
    示装置において、 第1の駆動回路は、前記選択期間に、前記オン信号との
    合成によって、対象画素のアクチュエータ部に対し、該
    アクチュエータ部を屈曲変位させるに十分な電圧を印加
    させるための選択用ウィンドウパルスを出力することを
    特徴とする表示装置。
  17. 【請求項17】請求項13〜16のいずれか1項に記載の表
    示装置において、 前記第1の駆動回路は、前記リセット期間に、対象画素
    のアクチュエータ部に対して、該アクチュエータ部の変
    位を復元させるに十分な電圧を印加させるためのリセッ
    ト用ウィンドウパルスを出力することを特徴とする表示
    装置。
  18. 【請求項18】請求項13〜17のいずれか1項に記載の表
    示装置において、 前記第1の駆動回路は、前記非選択期間に、各画素のア
    クチュエータ部について、その非選択期間に印加される
    平均電圧の差を小さくするための非選択用ウィンドウパ
    ルスを出力することを特徴とするディスプレイの駆動装
    置。
  19. 【請求項19】請求項13〜18のいずれか1項に記載の表
    示装置において、 各画素のアクチュエータ部についてその非選択期間に印
    加される平均電圧の差が小さくなるように、少なくとも
    前記オン信号に位相情報が付加されていることを特徴と
    する表示装置。
  20. 【請求項20】請求項19記載の表示装置において、 前記選択パルス信号並びにオン信号及び/又はオフ信号
    にそれぞれ位相情報が付加されていることを特徴とする
    表示装置。
  21. 【請求項21】請求項19又は20記載の表示装置におい
    て、 前記の信号に加えてリセット信号にも位相情報が付加さ
    れていることを特徴とする表示装置。
  22. 【請求項22】請求項19〜21のいずれか1項に記載の表
    示装置において、 前記オン信号及びオフ信号は、そのパルス幅が前記第1
    の駆動回路におけるアドレス時間よりも小とされ、かつ
    互いの位相が所定角度ずれていることを特徴とする表示
    装置。
  23. 【請求項23】請求項13〜22のいずれか1項に記載の表
    示装置において、 少なくとも前記オン信号又はオフ信号のいずれかは、そ
    のパルス周期が前記アドレス時間の1/n(nは1〜5の
    任意の実数)であることを特徴とする表示装置。
  24. 【請求項24】請求項1〜23のいずれか1項に記載の表
    示装置において、 前記スイッチング素子がトランジスタで構成されている
    ことを特徴とする表示装置。
  25. 【請求項25】請求項1〜23のいずれか1項に記載の表
    示装置において、 前記スイッチング素子がバリスタで構成されていること
    を特徴とする表示装置。
  26. 【請求項26】請求項25記載の表示装置において、 前記バリスタのオフ抵抗は、非選択時の該オフ抵抗によ
    る放電で前記アクチュエータ部への印加電圧の変動量が
    5%以内となる値に設定され、 前記バリスタのオン抵抗は、実効選択期間でアクチュエ
    ータ部への印加電圧が95%まで立ち上がる値に設定され
    ていることを特徴とする表示装置。
  27. 【請求項27】請求項1〜23のいずれか1項に記載の表
    示装置において、 前記スイッチング素子が圧電リレーで構成されているこ
    とを特徴とする表示装置。
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