JPH10307541A - ディスプレイ用光導波板 - Google Patents

ディスプレイ用光導波板

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JPH10307541A
JPH10307541A JP9117186A JP11718697A JPH10307541A JP H10307541 A JPH10307541 A JP H10307541A JP 9117186 A JP9117186 A JP 9117186A JP 11718697 A JP11718697 A JP 11718697A JP H10307541 A JPH10307541 A JP H10307541A
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waveguide plate
light
display
plate
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Yukihisa Takeuchi
幸久 武内
Tsutomu Nanataki
七瀧　　努
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NGK Insulators Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】光導波板本体における表面上の面粗さを精細に
できると共に、傷、汚れ等を実質的になくすようにし
て、ディスプレイのコントラストの向上及び輝度の向上
を図る。 【解決手段】光源４０からの光１０が入射される光導波
板本体４２と、この光導波板本体４２の両面に、光導波
板１２とほぼ同じ光屈折率を有する表面平滑材４４を形
成して構成する。光導波板本体４２は、入射された光１
０を全反射させる必要から、ガラスやアクリル等の透明
材料によって構成され、表面平滑材４４は、例えば光導
波板本体４２と濡れ性のよい液体４６で構成される。表
面平滑材４４の光屈折率と光導波板本体４２の光屈折率
とがほぼ同じである範囲は、表面平滑材４４の光屈折率
をｍ、光導波板本体４２の光屈折率をｎとしたとき、
０．８ｎ≦ｍ≦１．２ｎである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、消費電力が小さ
く、画面輝度の大きなディスプレイに使用される光導波
板に関し、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
示させるディスプレイに使用される前記光導波板の構造
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、ディスプレイとして、陰極線
管（ＣＲＴ）や液晶表示装置等のディスプレイが知られ
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。
【０００４】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。
【０００５】更にこれら陰極線管や液晶表示装置におい
ては、カラー画面にする場合、画素数を白黒画面の３倍
にしなければならず、このため、装置自体が複雑にな
り、消費電力がかさみ、コストアップが避けられないと
いう問題もあった。
【０００６】そこで、本出願人は、前記問題を解決する
べく、新規なディスプレイを提案した（例えば、特開平
７−２８７１７６号公報参照）。このディスプレイは、
図１４に示すように、画素毎に配列されたアクチュエー
タ部１００を有し、各アクチュエータ部１００は、圧電
／電歪層１０２と該圧電／電歪層１０２の上面及び下面
にそれぞれ形成された上部電極１０４と下部電極１０６
とを具備したアクチュエータ部本体１０８と、該アクチ
ュエータ部本体１０８の下部に配設された振動部１１０
と固定部１１２からなる基体１１４とを有して構成され
ている。アクチュエータ部本体１０８の下部電極１０６
は、振動部１１０と接触して、振動部１１０により上記
アクチュエータ部本体１０８が支持されている。
【０００７】前記基体１１４は、振動部１１０及び固定
部１１２が一体となってセラミックスから構成され、更
に、基体１１４には、前記振動部１１０が薄肉になるよ
うに凹部１１６が形成されている。
【０００８】また、アクチュエータ部本体１０８の上部
電極１０４には、光導波板１１８との接触面積を所定の
大きさにするための変位伝達部１２０が接続されてお
り、図１４の例では、前記変位伝達部１２０は、アクチ
ュエータ部１００が静止している通常状態において光導
波板１１８に近接して配置され、励起状態において前記
光導波板１１８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。
【０００９】そして、前記光導波板１１８の例えば端部
から光１２２を導入する。この場合、光導波板１１８の
屈折率の大きさを調節することにより、全ての光１２２
が光導波板１１８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１０
４及び下部電極１０６を通してアクチュエータ部１００
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１００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、上記変位伝
達部１２０の光導波板１１８への接触・離隔が制御さ
れ、これにより、前記光導波板１１８の所定部位の散乱
光（漏れ光）１２４が制御されて、光導波板１１８に画
像信号に応じた映像の表示がなされる。
【００１０】このディスプレイによれば、(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。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図１５及び
図１６に示すように、前記光導波板１１８は、光源１２
６を通じて入射された光１２２を全反射させる必要か
ら、ガラスやアクリル等の透明材料によって構成される
が、これら透明材料の表面上の面粗さ、傷、汚れ等によ
り、発光させない部分においても発光（偽発光）が生じ
てしまい、ディスプレイのコントラスト（表示部分の輝
度と非表示部分の輝度との比）を低下させるおそれがあ
る。図１５は光導波板１１８の表面に付いた傷ａによっ
て偽発光が生じている例を示し、図１６は光導波板１１
８の表面に付いた汚れｂによって偽発光が生じている例
を示す。
【００１２】また、前記のように、発光させたくない部
分（非表示部分）において発光が生じてしまうため、発
光させたい部分（表示部分）での入射光が減り、輝度低
下の原因になるおそれがある。
【００１３】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、光導波板本体における表面上の面粗さを
精細にできると共に、傷、汚れ等を実質的になくすこと
ができ、ディスプレイのコントラストの向上及び輝度の
向上を図ることができるディスプレイ用光導波板を提供
することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】まず、本発明に係るディ
スプレイ用光導波板は、その前提として、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
備するディスプレイ、より詳しくは、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、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ディスプレイ
に使用されるものである。
【００１５】そして、本発明に係る光導波板は、光源か
らの光が入射される光導波板本体の少なくとも一方の面
に、前記光導波板本体とほぼ同じ光屈折率を有する表面
平滑材が形成されて構成されるものである。
【００１６】これによって、光導波板本体における表面
上の面粗さが大きく、あるいは表面に傷や汚れがあった
としても、前記表面平滑材によって、光導波板本体の表
面は、光学的に滑らかとなる。つまり、光導波板本体に
おける表面上の面粗さが精細になると共に、傷、汚れ等
が実質的になくなる。その結果、発光させたくない部分
（非表示部分）での漏洩光の発生を低減させることがで
き、ディスプレイのコントラスト（表示部分の輝度と非
表示部分の輝度との比）を向上させることが可能とな
る。
【００１７】しかも、いままで光導波板本体の表面にあ
る傷や汚れ等によって漏洩していた光成分（漏洩成分）
が、前記表面平滑材の存在によって低減されると同時
に、その低減分が発光させたい部分（表示部分）の発光
に利用されることから、ディスプレイの輝度も向上す
る。
【００１８】表面平滑材の光屈折率を前記光導波板本体
の光導波板の光屈折率とほぼ同じにするのは、光導波板
本体と表面平滑材との界面での光の反射や散乱を低減す
るためである。この場合、前記表面平滑材の光屈折率ｍ
は、光導波板本体の光屈折率をｎとしたとき、０．８ｎ
≦ｍ≦１．２ｎを満足することが好ましい。更に望まし
くは、０．９ｎ≦ｍ≦１．１ｎである。
【００１９】また、前記表面平滑材は、前記光導波板と
濡れ性のよい液体であってもよいし、前記光導波板本体
に固着された接着剤等の透明性樹脂層であってもよい。
濡れ性のよい液体は、滑らかな面を形成する上で有利で
ある。
【００２０】また、前記表面平滑材上に平面板を固定す
るようにしてもよい。この場合、前記表面平滑材を間に
挟んで前記光導波板本体と接合材により固定するように
してもよい。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るディスプレイ
用光導波板の実施の形態例（以下、単に実施の形態に係
る光導波板と記す）を図１〜図１３を参照しながら説明
するが、その前に、本実施の形態に係る光導波板が適用
されるディスプレイＤの構成について図１を参照しなが
ら説明する。
【００２２】このディスプレイＤは、図１に示すよう
に、光１０が導入される本実施の形態に係る光導波板１
２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が画素に対応してマトリク
ス状あるいは千鳥状に配列された駆動部１６を有して構
成されている。
【００２３】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。
【００２４】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。
【００２５】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。
【００２６】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２
２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２８
ｂ）とを有するアクチュエータ部本体３０と、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。
【００２７】即ち、このディスプレイ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、
このディスプレイＤのように、基体１８と形状保持層２
６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２
８を形成した方が好ましい。なお、図１の例では、例え
ばロー電極２８ａをスルーホール３４を通じて基体１８
の裏面側に引き出した例を示している。
【００２８】次に、前記構成を有するディスプレイＤの
動作を図１を参照しながら簡単に説明すると、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。この場合、光
導波板１２の反射率ｎとしては、１．３〜１．８が望ま
しく、１．４〜１．７がより望ましい。
【００２９】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。
【００３０】なお、変位伝達部３２は、光導波板１２の
背面を透過した光１０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。
【００３１】前記ディスプレイ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
ュエータ部本体３０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。
【００３２】変位伝達部３２と光導波板１２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。
【００３３】そして、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３６として、一部は再度光導波板１２の中で反射する
が、散乱光３６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。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
ＯＮ状態となる。
【００３４】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、本実施の形態に係る表示装置では、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、即ち、表示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。
【００３５】そして、本実施の形態に係る光導波板１２
は、図２に示すように、光源４０からの光１０が入射さ
れる光導波板本体４２と、該光導波板本体４２の両面
に、光導波板１２とほぼ同じ光屈折率を有する表面平滑
材４４が形成されて構成されている。
【００３６】光導波板本体４２は、入射された光１０を
全反射させる必要から、ガラスやアクリル等の透明材料
によって構成され、一方、表面平滑材４４は、例えば前
記光導波板本体４２と濡れ性のよい液体４６で構成され
る。
【００３７】これによって、光導波板本体４２における
表面上の面粗さが大きく、あるいは表面に傷ａや汚れｂ
があったとしても、前記表面平滑材４４によって、光導
波板本体４２の表面は、光学的に滑らかとなる。つま
り、光導波板本体４２における表面上の面粗さが精細に
なると共に、傷ａ、汚れｂ等が実質的になくなる。その
結果、発光させたくない部分（非表示部分）での漏洩光
の発生を低減させることができ、ディスプレイＤのコン
トラスト（表示部分の輝度と非表示部分の輝度との比）
を向上させることが可能となる。
【００３８】しかも、いままで光導波板本体４２の表面
にある傷ａや汚れｂ等によって漏洩していた光成分（漏
洩成分）が、前記表面平滑材４４の存在によって低減さ
れると同時に、その低減分が発光させたい部分（表示部
分）の発光に利用されることから、ディスプレイＤの輝
度も向上する。
【００３９】ここで、表面平滑材４４の光屈折率を前記
光導波板本体４２の光屈折率とほぼ同じにする理由につ
いて説明する。
【００４０】図３Ａに示すように、表面平滑材４４の光
屈折率が光導波板本体４２の光屈折率とほぼ同じである
場合においては、光導波板本体４２の表面にある傷ａを
通じて表面平滑材４４に進入した光１０は、該表面平滑
材４４と外部空間（空気）との界面において全反射され
て再び光導波板本体４２内に戻っていく。即ち、散乱光
３６としては認識されず、非表示部分における余分な発
光（偽発光）は生じない。
【００４１】一方、表面平滑材４４の光屈折率と光導波
板本体４２の光屈折率とが異なる場合においては、光導
波板本体４２の表面にある傷ａを通じて表面平滑材４４
に進入した光１０は、該表面平滑材４４と外部空間との
界面から漏れ光として外方に出射される。即ち、散乱光
３６として認識され、偽発光が発生する。
【００４２】表面平滑材４４の光屈折率と光導波板本体
４２の光屈折率とがほぼ同じである範囲は、表面平滑材
４４の光屈折率をｍ、光導波板本体４２の光屈折率をｎ
1 としたとき、０．８ｎ1 ≦ｍ≦１．２ｎ1 （より好ま
しくは、０．９ｎ1 ≦ｍ≦１．１ｎ1 ）であり、この条
件を満足することによって、上述した表面平滑材４４と
しての効果を十分に発揮させることができる。
【００４３】なお、図２の例では、前記表面平滑材４４
を構成する液体４６を光導波板本体４２の両面に形成す
るようにしたが、必ずしも駆動部側の面に形成する必要
はない。
【００４４】次に、前記実施の形態に係る光導波板１２
の変形例について図４〜図９を参照しながら説明する。
【００４５】図４に示すように、光導波板本体４２が例
えばアクリル系樹脂にて構成されている場合、その表面
に傷ａがつきやすく、しかも、ガラス板と比べて剛性が
足りないことから、うねりや反りが発生しやすい。
【００４６】そこで、この変形例に係る光導波板１２Ａ
は、図５に示すように、光導波板本体４２の両面に例え
ば透明性樹脂にて構成された接合層（接着層）５０を形
成し、更に、前記接合層５０上に光導波板本体４２より
も薄い剛性透明板５２を接合（貼着）することにより構
成される。この場合、接合層５０にて表面平滑材４４が
構成される。前記剛性透明板５２としては、例えば白色
ガラス板や安価な色付きガラス板を用いることができ
る。
【００４７】ここで、光導波板本体４２の厚みｔ1 は１
０ｍｍ〜２００ｍｍ程度であり、剛性透明板の厚みｔ2
は０．１ｍｍ〜３ｍｍ程度である。このとき、５ｔ2 ≦
ｔ1≦５００ｔ2 に設定することが望ましい。また、剛
性透明板５２として色付きガラス板を使用する場合に
は、目的とする光の色がずれるのを防止するため、前記
ガラス板を通過する光のパスが短くなるように、前記厚
みｔ1 及びｔ2 を１０ｔ 2 ≦ｔ1 ≦５００ｔ2 に設定す
ることが望ましい。
【００４８】また、接合層５０の光屈折率ｍは、光導波
板本体４２の光屈折率ｎ1 とほぼ同じであり、この場合
も、０．８ｎ1 ≦ｍ≦１．２ｎ1 、更に好ましくは、
０．９ｎ1 ≦ｍ≦１．１ｎ1 を満足することが望まし
く、剛性透明板の光屈折率ｎ2 との関係では、０．８ｎ
2 ≦ｍ≦１．２ｎ2 、更に好ましくは、０．９ｎ2 ≦ｍ
≦１．１ｎ2 を満足することが望ましい。
【００４９】このときの光導波板１２Ａ内における光線
路は、例えば図６及び図７に示すような経路をたどるこ
とになる。なお、図６及び図７においては、光導波板本
体４２、接合層５０、剛性透明板５２及び外部空間の光
屈折率をそれぞれｎ1 、ｍ（＝ｎ1 ）、ｎ2 及びｎ
0 （空気＝１．０）として表示してある。
【００５０】図６に示す例は、剛性透明板５２として、
その光屈折率ｎ2 が光導波板本体４２の光屈折率ｎ1 よ
りも大きいものを用いた例を示すもので、下記に示す条
件を満足する光線路上の光は、すべて剛性透明板５２と
外部空間との界面にて全反射されて、光導波板本体４２
に戻る。
【００５１】前記条件を満足する光線路とは、発光させ
る部分（表示部分）から散乱した光がたどる光線路以外
の光線路、即ち、外部に漏洩させたくない光がたどる光
線路であり、具体的には、接合層５０と剛性透明板５２
との界面への入射角θ1 が臨界角θｃ10以上であり、か
つ、前記界面からの出射角θ2 が臨界角θｃ20以上であ
る光線路を指す。
【００５２】ここで、 臨界角θｃ10＝ｓｉｎ-1（ｎ0 ／ｎ1 ） 臨界角θｃ20＝ｓｉｎ-1（ｎ0 ／ｎ2 ） である。
【００５３】また、図７に示す例は、剛性透明板５２と
して、その光屈折率ｎ2 が光導波板本体４２の光屈折率
ｎ1 よりも小さいものを用いた例を示すもので、この場
合も、前記条件を満足する光線路上の光、即ち、外部に
漏洩させたくない光がたどる光線路上の光は、すべて剛
性透明板５２と外部空間との界面にて全反射して、光導
波板本体４２に戻る。
【００５４】前記例では、接合層５０の光屈折率ｍが光
導波板本体４２の光屈折率ｎ1 とほぼ同じであれば、外
部に漏洩させたくない光が剛性透明板５２と外部空間と
の界面にて全反射されることを示したが、接合層５０の
光屈折率ｍと光導波板本体４２の光屈折率ｎ1 とが異な
っていたとしても（ｍ≠ｎ1 ）、図８に示すように、光
屈折率の大小関係がｎ0 ＜ｎ1 ＜ｎ2 ＜ｍを満足するな
らば（このとき、θ2＜θ3 ＜θ1 ）、上述と同様に、
外部に漏洩させたくない光を剛性透明板５２と外部空間
との界面にて全反射させることができる。
【００５５】但し、光導波板本体４２の光屈折率ｎ1 及
び剛性透明板５２の光屈折率ｎ2 に比べて、接合層５０
の光屈折率ｍがあまりに大きすぎると、光導波板本体４
２と接合層５０との界面あるいは剛性透明板５２と接合
層５０との界面で反射結像光（catoptric light ）が発
生することから、全体として暗くなるという問題が生じ
る。
【００５６】従って、接合層５０の光屈折率ｍは、光導
波板本体４２との関係では０．８ｎ 1 ≦ｍ≦１．２
ｎ1 、好ましくは、０．９ｎ1 ≦ｍ≦１．１ｎ1 を満足
し、剛性透明板５２との関係では０．８ｎ2 ≦ｍ≦１．
２ｎ2 、好ましくは、０．９ｎ2≦ｍ≦１．１ｎ2 を満
足することが望ましい。
【００５７】前記接合層５０としては、アクリル系、不
飽和ポリエステル系、シリコーン系、フェノール系、ポ
リエチレン系、エポキシ系等の可視光波長領域で透明性
を有する熱硬化性（紫外線硬化性も含む）樹脂や熱可塑
性樹脂が好ましく使用される。
【００５８】なお、光導波板本体４２に多層構造の表面
平滑材４４を形成した場合の入射角と出射角の関係は、
図９に示すように、例えば３相構造の表面平滑材４４を
例にとると、第１層４４ａ、第２層４４ｂ及び第３層４
４ｃの各光屈折率をｎ1 、ｎ 2 及びｎ3 とし、第１層４
４ａと第２層４４ｂとの界面への入射角をθ1 、該界面
からの出射角をθ2 （＝第２層４４ｂと第３層４４ｃと
の界面への入射角）、第２層４４ｂと第３層４４ｃとの
界面からの出射角をθ3 としたとき、スネルの法則によ
り、 ｎ1 ｓｉｎθ1 ＝ｎ2 ｓｉｎθ2 ｎ2 ｓｉｎθ2 ＝ｎ3 ｓｉｎθ3 となり、結果的に ｎ1 ｓｉｎθ1 ＝ｎ3 ｓｉｎθ3 θ3 ＝ｓｉｎ-1｛（ｎ1 ／ｎ3 ）ｓｉｎθ1 ｝ となる。
【００５９】即ち、第２層４４ｂと第３層４４ｃとの界
面からの出射角θ3 は、第１層４４ａと第２層４４ｂと
の界面への入射角θ1 のみに依存し、途中の第２層４４
ｂの光屈折率ｎ2 には依存しない。このことは、４層以
上の表面平滑材４４においても同様であり、最上層とそ
の下層との界面からの出射角は第１層と第２層との界面
への入射角θ1 のみに依存する。但し、途中で全反射の
部分がないものとする。途中で全反射の部分が存在する
と、表示輝度が暗くなるため、光屈折率ｎ1 、ｎ2 及び
ｍは上述と同様の関係とすることが望ましい。
【００６０】このように、前記変形例に係る光導波板１
２Ａによれば、光導波板本体４２の両面に接合層５０を
介して剛性透明板５２を接合するようにしたので、光導
波板１２Ａの強度を上げることができ、大画面仕様に対
応させることも可能となる。
【００６１】また、剛性透明板５２は、光導波板本体４
２と比して傷ａがつきにくいため、光導波板１２Ａにお
ける表示面への傷つきが軽減され、しかも、反りやうね
り等も接合層５０の介在によって吸収され、全体として
平坦度の高い光導波板１２Ａとなる。そのため、非表示
部分における余分な発光（偽発光）を低減することがで
き、ディスプレイＤのコントラストの向上及び輝度の向
上を図ることができる。
【００６２】前記変形例に係る光導波板１２Ａでは、光
導波板本体４２の両面にそれぞれ接合層５０を介して剛
性透明板５２を貼り合わせるようにしたが、その他、図
１０に示すように、光導波板本体４２の両面にそれぞれ
ある程度の隙間を空けて剛性透明板５２を接合材５４に
よって固定し、前記隙間に液体４６を注入して乾燥固化
させた構成を採用するようにしてもよい。
【００６３】表面平滑材４４としての透明樹脂層や剛性
透明板５２上に例えばＳｉＯ2 、ＭｇＦ2 、ＬａＦ3 、
ＭｇＯ、ＳｉＯ、ＮｄＦ3 等のフッ化物や酸化物等の透
明な膜を形成するようにしてもよい。この場合、使用時
の傷防止、更には反射防止膜として機能するため、好ま
しい。
【００６４】ここで、アクチュエータ部本体３０におけ
る形状保持層２６について簡単に説明すると、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、上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、本実施の形態の圧電／電歪
層の構成材料として最も使用頻度が高い。
【００６５】また、圧電／電歪層をセラミックスにて構
成する場合、上記セラミックスに、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。
【００６６】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。
【００６７】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。
【００６８】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。
【００６９】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第１及び第２
の実施の形態に係る反強誘電体膜型素子のような膜型素
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。
【００７０】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、この反強誘電体層は、多孔質であっても良く、多
孔質の場合には気孔率３０％以下であることが望まし
い。
【００７１】なお、本発明に係るディスプレイ用光導波
板を、本実施の形態に係る光導波板及びその変形例に係
る光導波板に基づいて具体的に説明してきたが、本発明
は、前記実施の形態並びに変形例に限定されて解釈され
るものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおい
て、種々なる変更、修正、改良等を加えうるものであ
る。
【００７２】
【実施例】実施例１ 図１１及び図１２に示すように、２００ｍｍ×３００ｍ
ｍ×１０ｍｍの形状で、光屈折率が１．４８のアクリル
製の光導波板本体４２における表示面及び反対面に光屈
折率１．４８の液体４６（図２参照）を塗布した実施例
１と、前記光導波板本体４２に何も塗布していない比較
例を用意した。
【００７３】前記実施例１及び比較例の各裏面（表示面
の反対面）に１５個の散乱体（例えばアルミニウム片）
６０をマトリクス状（縦方向に３個、横方向に５個）に
配列貼着し、光導波板１２の側面に光源４０を配置し
て、該光源４０から光導波板１２内に光１０を導入させ
た（図１２参照）。
【００７４】このとき、図１３に示すように、散乱体６
０の表面に到達した光１０は、該散乱体６０の表面で反
射して散乱光３６として、光導波板１２の表示面から出
射することになる。散乱体６０による発光部分がこの光
導波板１２における表示部分となる。
【００７５】そして、前記実施例１及び比較例につい
て、前記表示部分における表示輝度と、表示部分とは異
なる部分（即ち、非表示部分）における輝度を測定した
ところ、実施例１は、表示部分の表示輝度が７９００ｃ
ｄ／ｍ2 、非表示部分の輝度が４０ｃｄ／ｍ2 であり、
比較例は、表示部分の表示輝度が７７００ｃｄ／ｍ2 、
非表示部分の輝度が６５ｃｄ／ｍ2 であった。
【００７６】前記測定結果からもわかるように、実施例
１は、比較例よりも非表示部分における輝度が低減さ
れ、表示部分の表示輝度が向上している。しかも、輝度
の均一性も向上した。実施例２ 次に、２００ｍｍ×３００ｍｍ×１０ｍｍの形状で、光
屈折率が１．４８のアクリル製の光導波板本体４２にお
ける表示面及び反対面に光屈折率１．４８のアクリル系
の接着剤を使用してガラス板を貼り合わせた実施例２
（図５参照）と、前記光導波板本体４２に何も塗布して
いない比較例を用意し、上述と同様に、１５個の散乱体
６０をマトリクス状に配列貼着し、光導波板１２の側面
に光源４０を配置して、該光源４０から光導波板１２内
に光を導入させた（図１２参照）。
【００７７】この実施例２及び比較例について、前記表
示部分における表示輝度と、表示部分とは異なる部分
（即ち、非表示部分）における輝度を測定したところ、
上述と同様に、実施例２は、比較例よりも非表示部分に
おける輝度が低減され、表示部分の表示輝度が向上し、
しかも、輝度の均一性も向上していることがわかった。
特に、この実施例２では、光導波板１２の表示面に傷が
付きにくくなると同時に剛性も向上し、反りも低減され
ていることがわかった。
【００７８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るディ
スプレイ用光導波板によれば、光導波板本体における表
面上の面粗さを精細にできると共に、傷、汚れ等を実質
的になくすことができ、ディスプレイのコントラストの
向上及び輝度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る光導波板が適用されるディ
スプレイを示す構成図である。
【図２】本実施の形態に係る光導波板を示す構成図であ
る。
【図３】図３Ａは表面平滑材の光屈折率が光導波板本体
の光屈折率とほぼ同じである場合の光線路を示す説明図
であり、図３Ｂは表面平滑材の光屈折率が光導波板本体
の光屈折率と異なる場合の光線路を示す説明図である。
【図４】光導波板本体をアクリル系樹脂にて構成した場
合の不都合点を示す説明図である。
【図５】変形例に係る光導波板を示す構成図である。
【図６】剛性透明板として、その光屈折率ｎ2 が光導波
板本体の光屈折率ｎ1 よりも大きいものを用いた場合の
光線路を示す説明図である。
【図７】剛性透明板として、その光屈折率ｎ2 が光導波
板本体の光屈折率ｎ1 よりも小さいものを用いた場合の
光線路を示す説明図である。
【図８】接合層の光屈折率が光導波板本体の光屈折率と
異なっている場合において、外部に漏洩させたくない光
を剛性透明板と外部空間との界面にて全反射させるため
の条件を説明する図である。
【図９】光導波板本体に３層構造の表面平滑材を形成し
た場合の入射角と出射角の関係を示す説明図である。
【図１０】変形例に係る光導波板の他の例を示す構成図
である。
【図１１】実施例１と比較例との表示部分及び非表示部
分の輝度を測定するための装置を示す正面図である。
【図１２】実施例１と比較例との表示部分及び非表示部
分の輝度を測定するための装置を示す側面図である。
【図１３】散乱体の表面において光が反射した際の発光
状態を示す説明図である。
【図１４】提案例に係るディスプレイを示す構成図であ
る。
【図１５】光導波板の表面に付いた傷によって偽発光が
生じている状態を示す説明図である。
【図１６】光導波板の表面に付いた汚れによって偽発光
が生じている状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１０…光 １２、１２Ａ…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 ３２…変位伝達部 ３６…散乱光 ４２…光導波板本体 ４４…表面平滑材 ４６…液体 ５０…接合層 ５２…剛性透明板

Claims (6)

    【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
    映像を表示させるディスプレイに使用される前記光導波
    板であって、 光源からの光が入射される光導波板本体の少なくとも一
    方の面に、前記光導波板とほぼ同じ光屈折率を有する表
    面平滑材が形成されていることを特徴とするディスプレ
    イ用光導波板。
  2. 【請求項２】請求項１記載のディスプレイ用光導波板に
    おいて、 前記表面平滑材の光屈折率ｍは、前記光導波板本体の光
    屈折率をｎとしたとき、 ０．８ｎ≦ｍ≦１．２ｎ を満足することを特徴とするディスプレイ用光導波板。
  3. 【請求項３】請求項１又は２記載のディスプレイ用光導
    波板において、 前記表面平滑材は、前記光導波板本体と濡れ性のよい液
    体であることを特徴とするディスプレイ用光導波板。
  4. 【請求項４】請求項１又は２記載のディスプレイ用光導
    波板において、 前記表面平滑材は、前記光導波板本体に固着された透明
    性樹脂層であることを特徴とするディスプレイ用光導波
    板。
  5. 【請求項５】請求項３又は４記載のディスプレイ用光導
    波板において、 前記表面平滑材上に平面板が固定されていることを特徴
    とするディスプレイ用光導波板。
  6. 【請求項６】請求項５記載のディスプレイ用光導波板に
    おいて、 前記平面板は前記表面平滑材を間に挟んで前記光導波板
    本体と接合材により固定されていることを特徴とするデ
    ィスプレイ用光導波板。
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