表示装置

本発明は導光構造を用いた表示装置に関する。

近年、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイを始めとする表示装置は、地上デジタル放送開始やインターネット、携帯電話の普及によりますます需要が高まっている。 これらのディスプレイの一部は小型ディスプレイとしてモバイル機器へ搭載されているが、一方、大画面テレビの需要も伸びている。

従来のディスプレイは、ガラス基板上にマトリクス配線を設け、特に液晶ディスプレイの場合はマトリクス配線の交点に薄膜トランジスタを設ける。 薄膜加工は半導体加工プロセスを用いる。 そのため、ディスプレイを大型化しようとすると、半導体加工プロセスに基づく大規模な装置を用いなければならず、生産ラインへの投資額は膨大になる。 また、ディスプレイが大型化すると、配線が長くなるので配線抵抗が増加し、この配線を介した信号の伝達が遅延するという問題がある。

これらの問題を解決する方法として、導光構造を用いたディスプレイが提案されている。 これは導光体の側面において光取り出し部の接触あるいは非接触を機械的に制御することで、導光体側面の任意位置から光を取り出すことで画像を表示する方式であり、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイより高効率な表示装置が実現できる。

例えば特許文献１においては、光を取り出すための構造体を導光体に接触させるために静電力を用いている。 導光体には電極が設られており、導光体と対向する構造体にも電極が設けられており、対向する２つの電極（導光体の電極と構造体の電極）の電圧差で静電力を発生させて構造体を導光体に接触させている。 電極間に電圧が印加されていない場合、導光体と構造体は、電極同士の間に静電気が働く範囲内、すなわち極めて近い距離に設けられている必要がある。 従って、構造体は高い精度で配置されることが求められる。

しかしながら、多数の構造体を精度良く均一に配置することは困難である。

また、導光体に設けられる電極は、光を取り出しやすいように透明である必要があるが、一般的に用いられるＩＴＯ（酸化インジウムスズ合金）を代表とする透明電極でも、わずかながら光を吸収する。 そのため、導光体内の光は一部が透明電極に吸収されるので、光取り出し効率が低下する。

本発明は、導光体と光取出し部との距離の精度が高く、光取出し効率が高い表示装置を得ることを目的とする。

本発明の表示装置は、光源と、前記光源からの光を一端側から他端側へ向かって導く導光体と、前記導光体の一側面と対向し、前記一側面と平行に設けられた第１の導電部と第２の導電部とを有し、前記第１の導電部と前記第２の導電部とに電圧が印加されると電圧が印加されない状態よりも前記一側面に接近して前記導光体内の光を取り出す光取り出し部と、前記第１の導電部と前記第２の導電部の間に電圧を印加する駆動回路と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、表示装置の導光体と光取出し部との距離の精度を高めることができ、光取出し効率を高めることができる。

第１の実施形態に係る表示装置の全体上面図

第１の実施形態に係る表示装置の一部断面図

第１の実施形態に係る表示装置の一部断面図

第１の実施形態に係る光取出し部の平面図

第１の実施形態の変形例に係る光取出し部の平面図

第１の実施形態の変形例に係る光取出し部の平面図

第２の実施形態に係る表示装置の断面図

第３の実施形態に係る光取出し部の断面図

第３の実施形態の変形例に係る光取出し部の断面図

第４の実施形態に係るマトリクスの等価回路を示す図

第５の実施形態に係るマトリクスの等価回路を示す図

第５の実施形態に係るタイムチャート

以下に、本発明の実施形態を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態である、導光体を用いた任意の位置で光を取り出して任意の画像を表示することのできる表示装置について、図１、図２を使って説明する。 図１は、この表示装置の平面図である。 図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 表示装置は、複数の平行に配置されたユニットを有する。 各ユニットには複数の光取出し部２が設けられており、各光取り出し部２は走査線１３a、１３bを介して駆動回路５に接続されている。 （図１では省略したが、各ユニットのすべての光取り出し部２は走査線１３a、１３bによって駆動回路５に接続されている。）
各ユニットは図２に示すように、光源１１と、光源１１を覆う筒２３と、筒２３に連結された柱状の導光体１とを備える。 光源１１は、接続部材２２を介して筒２３外にある電源２１から電源が供給されて発光する。 光源１１は、たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）である。 筒２３は、光源１１の光を内壁で効率よく反射させて導光体１に入射させる。

導光体１の形状は、一方向に延びる柱状であり、その一端に入射面１ａを持つ。 導光体１は、入射面１ａから光源１１の光が入射するように配置される。 入射面１ａから入射した光は、導光体１内部で全反射を繰り返しながら、導光体１の他端へ向けて伝播する。

導光体１の側面（筒２３で覆われていない範囲）はクラッド６で覆われている。 このクラッド６上に、所定の間隔で光取り出し部２が複数設けられる。 １つの光取り出し部２が１画素を形成しているので、これを２次元に配列することにより １つの表示画面となる。

クラッド６は固体部分と液体部分８とを備える。 このうち、各画素に対応する各光取り出し部２と対向する部分には、液体部分８が設けられている。 このような液体部分８を設けることによって、導光体１と読み出し部２との間の距離を高精度に制御することができる。 クラッド６のうち、光取り出し部２と対向する部分以外の部分は、本実施形態においては固体で形成されていることとする。

図３は本発明の第１の実施形態に係る表示装置の１つの画素の構造を示している。 すなわち、図３は、表示装置のうちの光取り出し部２が設けられた部分を拡大した図であり、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線断面を示す図である。 光路９ａは、導光体１側面で全反射を繰返しながら進行する光路の一例である。 光路９bは、導光体１側面である液体部分８で光取り出し部２に取り出される光路の一例である。

クラッド６は、光取り出し部２と対向する液体部分８も、その他の固体部分も、導光体１よりも屈折率が低い。 液体部分８としては、例えばジメチルシリコーンオイル（屈折率１．４０）を用いることができる。 液体部分８の厚さは１μｍである。 ジメチルシリコーンオイルは粘性が低く、室温において安定であり、電気抵抗も高いため、デバイスへ適用しやすい。

本実施の形態においては、クラッド６の液体部分８以外の部分には、ポリフロロアクリレート（Poly fluoro acrylate；ＰＦＡ、屈折率１．４０）を用いる。 本実施の形態においては、導光体としてはＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート、屈折率１．４９）を用いる。

光取出し部２は、第１の導電部３及び第２の導電部４とこれらを保持する保持部材１６を有する。 第１の導電部３及び第２の導電部４は保持部材１６表面に形成されても良いし、保持部材１６に埋め込まれるように形成されても良い。 図３では保持部材１６に埋め込まれるように形成されている。 保持部材１６は、接触面７で導光体１の液体部分８に接触している。 なお、第１の導電部３と第２の導電部４は、導光体１側面に平行な平面内に形成されている。

第１の導電部３と第２の導電部４の材料は、導電性が高く光透過性が高いものを用いる。 例えばインジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）を用いる。 保持部材１６の材料には絶縁性と光透過性が高いものを用いる。 例えばシリコン酸化膜やシリコン窒化膜などを用いる。

駆動回路５は第１の走査線１３aによって第１の導電部３に、第２の走査線１３bによって第２の導電部４に接続され、第１の導電部３、第２の導電部４それぞれに電圧を印加することができる。

第１の導電部３、第２の導電部４に電圧が印加されているか否かによって、光取り出し部２から導光体１内の光が取り出されるか否かが決まる。 たとえば、第１の導電部３、第２の導電部４に電圧が印加されていないとき、導光体１を進行する光は導光体１と液体部分８の界面で全反射し、光損失は全く生じない。 すなわち、導光体１内の光は液体部分８が設けられた側面部分で全反射し、導光体１の外部には取り出されない。

導光体１内の光を外部に取り出すためには、第１の導電部３と第２の導電部４それぞれに、互いに逆極性の電圧を印加する。 図３においては第１の導電部３に正の電圧が、第２の導電部４に負の電圧が印加されている。

第１の導電部３、第２の導電部４にこのような電圧を印加すると、導光体１の第１の導電部３、第２の導電部４それぞれと対向する位置に、第１の導電部３、第２の導電部４と逆極性の電荷が誘起される。 すなわち、導光体１の第１の導電部３と対向する位置には、第１の導電部３と逆極性の電荷（―）が誘起される。 また、導光体１の第２の導電部４と対向する位置には、第２の導電部４と逆極性の電荷（＋）が誘起される。 従って、第１の導電部３と、導光体１のこれに対向する位置との間で互いに引き合う静電力が生じる。 また、第２の導電部４と、導光体４のこれに対向する位置との間でも同様な静電力が生じる。

このように、光取り出し部２と導光体１との間に引き合う静電気が生じると、光取り出し部２と導光体１とは液体部分８を挟んで接近することができる。

一般に、屈折率が高い材料中を進行する光が、屈折率が低い材料との境界で全反射する際は、高屈折率側から低屈折率側に光の波長程度の距離でわずかに光が浸透する現象が知られている。 この光をエバネッセント光と呼ぶ。 液体部分８は導光体１よりも屈折率が小さいので、導光体１内を進行する光が液体部分８が接している部分で全反射するとき、液体部分８側に光が浸透する。 このとき、光が液体部分８に浸透する距離は光の波長程度である。

従って、光取り出し部２が液体部分８を圧縮して液体部分８の厚さが波長程度になると、浸透した光が光取出し部２に伝播する。 上述したように静電気力によって光取り出し部２を導光体１を近づけると、光取り出し部２はクラッド６の対向する液体部分８を押圧するので、液体部分８の厚さを薄くすることができる。 このようにして液体部分８の厚さが光の波長程度以内に薄くなれば、導光体１側面で生じるエバネッセント光が光取出し部２に伝播し、光路９ｂのように光が取り出される。 圧縮された時の液体部分８の厚さは０．３μｍ以下、望ましくは０．１μｍ以下である。

このように、各画素に対応する、それぞれの光取り出し部２について、駆動回路５による印加電圧の有無によって、導光体１との接近・離間を制御することができる。 これにより、2次元マトリックス状の任意の位置で光を取り出すことができ、表示装置全体として任意の画像を表示することができる。

光取り出し部２に電圧を印加しない状態での導光体１と光取出し部の間隙は、１μｍ程度が望ましい。 導光体１と光取り出し部２の距離が遠いと静電力が働きにくくなり、より高い印加電圧が必要となる。 また、光取り出し部２に電圧を印加しない状態でも、導光体１と光取り出し部２の距離が近づきすぎると、導光体１の光が漏れ出てくる。

本実施の形態においては、導光体１の光取り出し部２と対向する部分が液体部分８で覆われているため、光取り出し部２に電圧が印加されていない状態において、導光体１と光取り出し部２との距離を制御しやすい。 光取り出し部２に電圧を印加しない状態での導光体１と光取り出し部２の距離は、液体部分８と光取り出し部２の濡れ性によってほぼ決定される。 従って、濡れ性を考慮して液体部分８の材料と光取り出し部２の保持部材１６の材料の組み合わせることによって、光取り出し部２を、導光体１からの距離が静電力が働く範囲内で、かつ、導光体１から光漏れしない距離に設けることができる。

例えば液体部分８がジメチルシリコーンオイルの場合、その表面張力は２１ｄｙｎｅ／ｃｍ程度であり、ほとんど全ての固体表面に対して良好に濡れる。 光取り出し部２の保持部材１６の材料によっては、光取り出し部２に電圧を印加していない状態でも両者の距離は０．１μｍ以下となる場合がある。 すなわち、光取り出し部２に電圧が印加されていないのに、導光体１から光が取り出されてしまう虞がある。

この場合は、光取出し部２の保持部材１６の表面（接触面７）に薄く撥水処理を施す。 撥水性とは、光取り出し部２の接触面７と液体部分８との濡れ性の低さを表すものである。 ここで、撥水処理を施した接触面７は、導光体１よりも液体部分8に対する撥水性を高くする。 接触面７の撥水性を導光体１の撥水性よりも高くすることで、接触面７と液体部分８の濡れ性を若干低くすることができ、その結果、液体部分８の膜厚を厚くすることが可能である。 すなわち、電圧が印加されていない状態で、光取り出し部２と導光体の距離を、静電力が働く範囲内、かつ、導光体１から光漏れしない距離に設けることができる。

具体的には、接触面７にサイトップ（旭硝子製）を０．１μｍ塗布形成することで撥水処理を施した結果、液体部分８の膜厚を１μｍ程度に調整できた。 なお撥水処理は導光体１の液体部分８に接する側に施しても良く、導光体１及び光取り出し部２の両側に施しても良い。 また、撥水処理面は１画素内で局所的に施しても良い。 すなわち、導光体の液体部分８と接する部分、あるいは光取り出し部２の接触面７の一部に撥水処理を施すことにより、導光体１と光取り出し部２の距離を調整することも可能である。

本実施例に拠れば、予め撥水面を形成しておくことで、液体部分８の性質を十分に活用して自己整合的に導電体１と光取出し部２の間隙を形成することが可能となり、光取り出し部２それぞれと導光体１との距離を精度良く形成できるので、画素間の均一性も大幅に向上する。 すなわち、光取り出し部２それぞれで取り出される光量を均一にすることができる。

液体部分８の膜厚を1μｍ程度にした状態では、液体の表面直力で光取出し部２は液体部分８に付着する。 光取り出し部２は画素サイズに相当するため、大きくても数ミリ程度であり、フィルムをベースとした軽量な部材であれば、重力よりも表面張力が勝るため、光取り出し部２は液体部分８に付着することになる。

第１の導電部３及び第２の導電部４の形状は図４（ａ）に示すように、略矩形薄膜上で互いに僅かな間隙を有して配置しても良い。 間隙が小さいほど静電力は高まる。 また第１の導電部３及び第２の導電部４は図４（ｂ）に示すように櫛歯状に形成して、互いにかみ合うように配置しても良い。 第１の導電部３及び第２の導電部４が隣接する長さをより長くすることで、静電力は増大する。 他に図４（ｃ）に示すスパイラル状などが考えられる。

ここで第１の導電部３、第２の導電部４間に±８０Ｖを印加した。 保持されていた光取り出し部２と導光体１のギャップは狭くなり、光取出し部材２が導光体１に接近した結果、導光体１からの光取出しが確認できた。

電圧の印加を止めると、導光体１と光取り出し部２は元の間隔に戻った。

なお、光取出し部２に取り出された光は、光取出し部２の内部、あるいは上面に光散乱部材あるいは光屈折部材を設けることによって、より導光体１長手方向に対して垂直な方向に配光することが可能であり、視角特性に優れた表示装置を実現できる。

また、第１の導電部３及び第２の導電部４の電圧を切った場合、導光体１と光取り出し部２の距離が電圧を印加する前の状態に戻るまでに、導光体１の電極と対向する位置に誘起された電荷が中和されるまでの緩和時間が必要となる。 すなわち、電圧を切っても緩和時間が経過するまでは光取り出しが行われる。 そこで、印加していた電圧を切る前に、短時間、印加していた電圧と逆極性の電圧を両導電部３、４に印加して電荷の中和を早めることで、光取出しの応答速度は改善する。 また、光取り出しを行なう際の導電部３，４への印加電圧の極性を取り出し動作ごとに変えることで、導光体１の帯電を防ぎ安定した動作を実現することが出来る。

なお、表示装置の導光体１の数及び光取り出し部２の数は、図１に限定されない。

（第２の実施形態）
図５は本発明の第２の実施形態に係る表示装置の１つの画素の構造を示している。 第２の実施形態が第１の実施形態と違うところは、導光体１側面と光取り出し部２との間の空間１００内にスペーサ部１０が設けられている点である。 第２の実施例においては、導光体１側面と光取り出し部２との間の、２つのスペーサによって挟まれた内側の領域に空間１００が形成されている。 たとえば、空間１００は、導光体１のクラッド６を一定間隔隔ごとにクラッド６の一部を除いて形成される。

第１の導電部３と第２の導電部４に電圧が印加されていない場合に、このスペーサ部１０によって、導光体１と光取り出し部２との距離が設計された距離に保たれる。

光源１１からの光は導光体１の一端から入射され、導光体１内を光路９ａのように導光体１側面で全反射を繰返しながら進行する。 導光体１側面にはクラッド６が設けられているが、第1の実施形態とは異なり、画素に対応する（液体部分８に相当する）箇所のクラッド６は除かれている。

光取出し部材２には第１の導電部３と第２の導電部４が、導光体１側面に平行な平面内に形成されている。 前記導電部３、４は保持部材１６表面に形成されても良いし、保持部材１６に埋め込まれるように形成されても良い。 図３では保持部材１６に埋め込まれるように形成している。 駆動回路５は第１の導電部３、第２の導電部４に、互いに逆極性の電圧を印加する。

導光体１と光取り出し部２の接触面７との間には凸状のスペーサ部１０が高さ１μｍで形成されており、導光体１の側面と光取り出し部２の間隙を維持している。 すなわち、第２の実施形態においては、導光体１と光取り出し部２との間には、２つのスペーサ部１０が設けられており、導光体１と光取り出し部２と２つのスペーサ部１０とによって囲まれた内側には空間１００が形成されている。

スペーサ部１０の材料としては、絶縁性が高いものを用いる。 光透過性を有するものであれば、導光体１との接触部からスペーサ部へ光が漏れ出ないよう、屈折率がクラッド部６と同じか、それ以下のものが好ましく、フッ素系樹脂が適当である。 光を透過しない材料であれば、着色樹脂、金属などが適当である。

また、光取り出し部２の保持部材１６としては、絶縁性と光透過性が高く、弾性変形しやすいものを用いる。 例えば、アクリル樹脂、シリコン樹脂などを用いる。

第１の導電部３と第２の導電部４に電圧を印加すると、導光体１の、各導電部３、４に対向する位置に、各導電部３、４それぞれと逆極性の電荷が誘起され、その結果導光体１と導電部３、４の間に静電力が生じ、両者は引き付け合う。 すなわち、第１の導電部３と、導光体１の第１の導電部３と対向する部分との間に静電気力が生じ、また、第２の導電部４と、導光体１の第２の導電部４と対向する部分との間に静電気力が生じ、光取り出し部２と導光体１は引き付けあう。

このとき、光取出し部２の両端はスペーサ１０によって支持されているので、
光取り出し部２の両端においては導光体１との距離は変わらない。 光取り出し部２の中央部分であるスペーサ１０で保持されていない部分は、上述の静電気力により導光体１に近づく。 すなわち、光取り出し部２は弾性変形を生じ、導光体１側に凸状に突き出すようにして、中央部分が導光体１に近づく。

駆動回路５にて導電部３、４それぞれに±１５０Vを印加した状態では、導光体１と光取り出し部２はほぼ接触した。 この状態で導光体１からの光取出しを確認した。

導電部３、４に電圧を印加するのを止めると、導電部３、４は電荷を持たないので、導光体１にも電荷は誘起されず、光取り出し部２と導光体１との間に静電気が生じない。 したがって、光取り出し部２の中央部分は弾性変形を生じる前の形状に戻り、導光体１から離れる。 したがって、光取り出し部２と導光体１の距離は離れて、導光体１内の光は取り出されない。

（第３の実施形態）
図６は本発明の第３の実施形態に係る光取出し部の構造を示している。 図６（a）は断面図を示しており、図６（b）は平面図を示している。 図６（a）は図６（b）のＡＡ線断面を示す。 光取り出し部２はレンチキュラーの凹凸形状マイクロレンズ１２を有している。 マイクロレンズ１２の凹部には第１の導電部３、第２の導電部４が櫛歯状に設けられている。 すなわち、第１の導電部３と第２の導電部４の櫛歯状の部分がマイクロレンズ１２の凹部に沿って設けられている。 第１の真空蒸着、スパッタのような薄膜プロセスで導電膜を成膜した後にパターニングしても良いし、有機導電膜を塗布あるいはインクジェット印刷により凹部に選択的に塗布しても良い。 水溶性インクであれば、凹部に選択的にインクが塗布される。 マイクロレンズ１２の凹凸の差Ｌは１μｍ程度の微小なものとする。 また、導電体１と取り出し部材２の間の液体部分８には、ジメチルシリコーンオイルを薄く充填した。

この状態で第１の導電部３、第２の導電部４に互いに逆極性の電圧を±１００Ｖ印加したところ、マイクロレンズ１２凸部と導光体が接し、導光体１を進行する光の一部がエバネッセント波として光取出し部２に伝播し、光取出しが観察された。 電圧印加を止めたところ、液体部分８の表面張力により、光取出し部２と導光体１の間の距離は１μｍ程度に戻った。

電極間３、４距離は３μｍとした。 電極間３、４距離が短いほど、誘起される静電力は強くなるが、電極３、４間の電界強度が強くなるため、耐圧の問題が生じる。 電極３、４をエッチングで形成した場合は、エッチング残渣に起因するリーク、あるいは絶縁破壊が生じやすいが、本構造では隣接する電極３、４間に別の部材、この場合はマイクロレンズ１２の凸部が挿入されており、絶縁耐圧も高いという利点がある。

マイクロレンズ１２凸部から入射した光は、レンズ界面で全反射等の効果により図の上方向（V方向）に配光する。 例えば、図中に示すような浅い入射光９は、レンズの側面での全反射の効果により、図の上方向に進行方向が変わる。 従って、マイクロレンズ１２によると、光取り出し部２で取り出した光をより多く図の上方向、すなわち観察者側に光を到達させることができる。

（第４の実施形態）
図７は第４の実施形態に係るマトリクスの等価回路を３行×３列示している。

複数並べられた導光体１のうちの１Ｎ−１、１Ｎ、１Ｎ＋１列目の導光体１を示している。 マトリクス状に配置された光取り出し部２に対応して、櫛歯状の第１の電極３及び第２の電極４が設けられている。 同じ行（第Ｎ行）に設けられた第１の電極３同士は第１の走査線１３aＮで接続されている。 また、同じ行（第Ｎ行）に設けられた第２の電極４同士は第２の走査線１３bＮで接続されている。

第Ｎ−１ラインから第Ｎ＋１ラインまでの走査線に順次信号を印加することで、マトリクス内の光取り出し部２それぞれを制御し、画素を動作させる。

具体的な表示動作について説明すると、例えば第Ｎ−１ライン（第Ｎ−１行）の２本の走査線1３ａＮ−１、１３ｂＮ−１に相互に逆特性の電圧を印加し、第Ｎ−１ラインにある光取り出し部２の第１の電極３および第２の電極４に電圧を印加して導光体１に接近させる光取出し動作を行なう。 列方向には１列ごとに導光体１Ｎ−１、１Ｎ、１Ｎ＋１と、それらに対応する光源１１Ｎ−１，１１Ｎ，１１Ｎ＋１が配置されており、これらの光源１１Ｎ−１，１１Ｎ，１１Ｎ＋１それぞれが、任意の強度または色の光を光源１１から導光体１へ導入する。 その結果、第Ｎ−１ラインで光取出し状態になった画素（光取り出し部２）から適切な光が出射される。 他の行の画素（光取り出し部２）は電圧が印加されておらず光取出し状態になっていないので、光は漏れ出ない（取り出されない）。

第Ｎ−１ラインの画素からの光取出しが完了した後、第Ｎ−１ラインと同様に第Ｎライン、第Ｎ＋１ラインについても、走査線１３a、１３bに電圧を印加して順次光取出し状態を切り替え、さらに光源１１から適切な強度または色の光を導光体１へ導入して、画素から光を取り出す。

以上の動作を高速に繰返すことで動画像を表示することができ、１秒間に６０回、あるいはその倍数のスピードでの表示動作を行うことができる。

また、第１ラインから最終ラインまで光取り出し部２から光を取り出し（１走査期間）、再び第１ラインから光を取り出す際（次の走査期間）は、走査線１３ａ、１３ｂに印加した電圧の極性を前の走査期間と正負逆にすることで、導光体１の帯電を防ぎ正常な動作を保つことが出来る。

（第５の実施形態）
図８は第５の実施形態に係るマトリクスの等価回路を３行×３列示している。 すなわち、図８においては３行×３列の光取り出し部２それぞれに設けられた第１の導電部３及び第２の導電部４とこれらを接続する走査線１３が示されている。 第４の実施形態に比較して、図６の第Ｎ−１ラインの走査線１３ｂＮ−１と、１３ａＮが共通になって図８の１３Ｎになっており、同様に１３ｂＮと１３ａＮ＋１が共通になって図８の１３Ｎ＋１になっている点に相違がある。 すなわち、第Ｎラインの第１の導電部３と第Ｎ−１ラインの第２の導電部４が共通の走査線１３Ｎで接続されている。 また第Ｎラインの第２の導電部４と第Ｎ＋１ラインの第１の導電部３が共通の走査線１３Ｎ＋１で接続されている。

隣接するライン間で走査線１３を共通化することで、これら走査線１３に駆動電圧を供給する走査線駆動回路の出力数を半分にすることができ、パネルコストが大幅に低減できる。

第５の実施形態に係る、各走査線１３に供給される駆動電圧のタイムチャートを図９に示す。 まず、走査線１３Ｎ−１に電圧＋Ｖを印加し、他の走査線１３Ｎ、１３Ｎ＋１、１３Ｎ＋２には電圧０が印加されている。 この状態では第Ｎ−１ラインの光取り出し部２の第１の導電部３には電圧＋Ｖが印加されているが第２の導電部４に印加されている電圧は０であるため、導光体１に接触しないので、第Ｎ−１ラインの画素は十分な電圧が印加されず光取出し状態にない。

次に走査線１３Ｎ−１の電圧を＋Ｖに保ったまま、走査線１３Ｎを−Ｖに変える。 その結果第Ｎ−１ライン画素は２Ｖの電圧が印加され、光取出し状態となる。 すなわち、第Ｎ−１ラインの光取り出し部２の第１の導電部３には電圧＋Ｖが印加され、第２の導電部４には電圧−Ｖが印加された状態となるため、第Ｎ−１ラインの光取り出し部２と導光体１との間に静電力が働いて、光取り出し部２は導光体１に接触する。 第Ｎライン画素にはＶの電圧が印加されており、光取出し状態にはない。

次に走査線１３Ｎ−１の印加電圧を０に戻し、走査線１３Ｎの印加電圧は−Ｖのままにし、走査線１３Ｎ＋１の印加電圧を＋Ｖに変える。 その結果第Ｎ−１ラインの画素１４Ｎ−１は非選択状態（非光取り出し状態）に、第Ｎラインの画素１４Ｎは選択状態（光取り出し状態）に、第Ｎ＋１ラインの画素１４Ｎ＋１は非選択状態（非光取り出し状態）になり、選択ライン（光取り出し状態にあるライン）が第Ｎ−１ラインから第Ｎラインに移行する。

なお、上述したように、第Ｎ−１ラインをゼロの戻す際、僅かの時間、逆極性パルス１５を印加することで、導光体１に誘起された電荷の中和を促進することができ、結果的に導光体１から光取出し部材２が早く離れることが出来、応答速度が改善する。

第Ｎ−１ラインの画素からの光取出しが完了した後、第Ｎライン、第Ｎ＋１ラインと順次光取出し状態を切り替え、さらに光源１１から適切な強度または色の光を導光体１へ導入する。

以上の動作を高速に繰返すことで動画像を表示することができ、１秒間に６０回、あるいはその倍数のスピードで表示動作が一般的である。

また次の走査期間では、走査線１３ａ、１３ｂに印加した電圧の極性を正負逆にすることで、導光体１の帯電を防ぎ正常な動作を保つことが出来る。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。 また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。 例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。 さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。

１ ・・・導光体 ２ ・・・光取り出し部 ３ ・・・第１の導電部 ４ ・・・第２の導電部 ５ ・・・駆動回路 ６ ・・・クラッド ７ ・・・接触面 ８ ・・・液体部分 ９ ・・・光路 １０ ・・・スペーサ １１ ・・・光源 １２ ・・・マイクロレンズ １３ ・・・走査線 １４ ・・・画素 １５ ・・・逆極性パルス １６ ・・・保持部材 ２１ ・・・電源 ２２ ・・・接続部材 ２３ ・・・筒 １a ・・・導光体の入射面 １００ ・・・空間

例えば特許文献１においては、光を取り出すための構造体を導光体に接触させるために静電力を用いている。 導光体には電極が設けられており、導光体と対向する構造体にも電極が設けられており、対向する２つの電極（導光体の電極と構造体の電極）の電圧差で静電力を発生させて構造体を導光体に接触させている。 電極間に電圧が印加されていない場合、導光体と構造体は、電極同士の間に静電気が働く範囲内、すなわち極めて近い距離に設けられている必要がある。 従って、構造体は高い精度で配置されることが求められる。

本発明の表示装置は、光源と、前記光源からの光を一端側から他端側へ向かって導く導光体と、前記導光体の一側面と対向し、前記一側面に対して平行な平面内に設けられた第１の導電部と第２の導電部とを有し、 前記第１の導電部から前記第２の導電部に向かう方向は、前記一側面に沿っており、前記第１の導電部と前記第２の導電部との間に電圧が印加されると電圧が印加されない状態よりも前記一側面に接近して前記導光体内の光を取り出す光取り出し部と、前記第１の導電部と前記第２の導電部の間に電圧を印加する駆動回路と、を具備することを特徴とする。

クラッド６は固体部分と液体部分８とを備える。 このうち、各画素に対応する各光取り出し部２と対向する部分には、液体部分８が設けられている。 このような液体部分８を設けることによって、導光体１と光取り出し部２との間の距離を高精度に制御することができる。 クラッド６のうち、光取り出し部２と対向する部分以外の部分は、本実施形態においては固体で形成されていることとする。

第１の導電部３、第２の導電部４にこのような電圧を印加すると、導光体１の第１の導電部３、第２の導電部４それぞれと対向する位置に、第１の導電部３、第２の導電部４と逆極性の電荷が誘起される。 すなわち、導光体１の第１の導電部３と対向する位置には、第１の導電部３と逆極性の電荷（―）が誘起される。 また、導光体１の第２の導電部４と対向する位置には、第２の導電部４と逆極性の電荷（＋）が誘起される。 従って、第１の導電部３と、導光体１のこれに対向する位置との間で互いに引き合う静電力が生じる。 また、第２の導電部４と、導光体１のこれに対向する位置との間でも同様な静電力が生じる。

従って、光取り出し部２が液体部分８を圧縮して液体部分８の厚さが波長程度になると、浸透した光が光取り出し部２に伝播する。 上述したように静電気力によって光取り出し部２を導光体１ に近づけると、光取り出し部２はクラッド６の対向する液体部分８を押圧するので、液体部分８の厚さを薄くすることができる。 このようにして液体部分８の厚さが光の波長程度以内に薄くなれば、導光体１側面で生じるエバネッセント光が光取り出し部２に伝播し、光路９ｂのように光が取り出される。 圧縮された時の液体部分８の厚さは０．３μｍ以下、望ましくは０．１μｍ以下である。

本実施例に拠れば、予め撥水面を形成しておくことで、液体部分８の性質を十分に活用して自己整合的に導光体１と光取り出し部２の間隙を形成することが可能となり、光取り出し部２それぞれと導光体１との距離を精度良く形成できるので、画素間の均一性も大幅に向上する。 すなわち、光取り出し部２それぞれで取り出される光量を均一にすることができる。

光取り出し部材２には第１の導電部３と第２の導電部４が、導光体１側面に平行な平面内に形成されている。 前記導電部３、４は保持部材１６表面に形成されても良いし、保持部材１６に埋め込まれるように形成されても良い。 図５では保持部材１６に埋め込まれるように形成している。 駆動回路５は第１の導電部３、第２の導電部４に、互いに逆極性の電圧を印加する。

スペーサ部１０の材料としては、絶縁性が高いものを用いる。 光透過性を有するものであれば、導光体１との接触部からスペーサ部へ光が漏れ出ないよう、屈折率がクラッド６と同じか、それ以下のものが好ましく、フッ素系樹脂が適当である。 光を透過しない材料であれば、着色樹脂、金属などが適当である。

このとき、光取り出し部２の両端はスペーサ部 １０によって支持されているので、
光取り出し部２の両端においては導光体１との距離は変わらない。 光取り出し部２の中央部分であるスペーサ部 １０で保持されていない部分は、上述の静電気力により導光体１に近づく。 すなわち、光取り出し部２は弾性変形を生じ、導光体１側に凸状に突き出すようにして、中央部分が導光体１に近づく。

（第３の実施形態）
図６は本発明の第３の実施形態に係る光取り出し部の構造を示している。 図６（a）は断面図を示しており、図６（b）は平面図を示している。 図６（a）は図６（b）のＡＡ線断面を示す。 光取り出し部２はレンチキュラーの凹凸形状マイクロレンズ１２を有している。 マイクロレンズ１２の凹部には第１の導電部３、第２の導電部４が櫛歯状に設けられている。 すなわち、第１の導電部３と第２の導電部４の櫛歯状の部分がマイクロレンズ１２の凹部に沿って設けられている。 第１の真空蒸着、スパッタのような薄膜プロセスで導電膜を成膜した後にパターニングしても良いし、有機導電膜を塗布あるいはインクジェット印刷により凹部に選択的に塗布しても良い。 水溶性インクであれば、凹部に選択的にインクが塗布される。 マイクロレンズ１２の凹凸の差Ｌは１μｍ程度の微小なものとする。 また、導光体１と光取り出し部２の間の液体部分８には、ジメチルシリコーンオイルを薄く充填した。

なお、上述したように、第Ｎ−１ラインをゼロに戻す際、僅かの時間、逆極性パルス１５を印加することで、導光体１に誘起された電荷の中和を促進することができ、結果的に導光体１から光取り出し部材２が早く離れることが出来、応答速度が改善する。