專利名稱：顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用光導(dǎo)結(jié)構(gòu)的顯示裝置。
背景技術(shù)：
近年來，由于數(shù)字地面廣播的開始和互聯(lián)網(wǎng)及移動(dòng)電話的普及，對包括液晶顯示器及等離子體顯示器的顯示裝置的需求日益增長 。雖然這些顯示器中的一些是作為緊湊的顯示器安裝在移動(dòng)裝置中，然而另一方面，對于大屏幕電視的需求也在增長。在常規(guī)的顯示器中，在玻璃基底上設(shè)置矩陣互連部；并且尤其是在液晶顯示器的情況下，在矩陣互連部的交叉點(diǎn)處設(shè)置薄膜晶體管。使用半導(dǎo)體制造工藝用于薄膜處理。因此，當(dāng)試圖擴(kuò)大顯示器時(shí)，基于半導(dǎo)體制造工藝，需要使用的大量的設(shè)備；并且生產(chǎn)線的投資是巨大的。此外，當(dāng)擴(kuò)大顯示器時(shí)，因?yàn)榛ミB部延長而使互連部電阻增大；并且因?yàn)榻?jīng)由互連部的信號(hào)的傳輸延遲，所以產(chǎn)生問題。作為用于解決該問題的方法，已經(jīng)提出了一種使用光導(dǎo)結(jié)構(gòu)的顯示器。這是一種通過利用機(jī)械控制光導(dǎo)的側(cè)表面處的光提取單元的接觸或非接觸來提取來自光導(dǎo)側(cè)表面的任何位置的光以顯示圖像的方法；并且能夠?qū)崿F(xiàn)具有比液晶顯示器或等離子體顯示器的效率高的效率的顯示裝置。例如，在專利文獻(xiàn)I中，使用靜電力以使得用于提取光的結(jié)構(gòu)體接觸光導(dǎo)。在光導(dǎo)中設(shè)置電極；在與光導(dǎo)相對的結(jié)構(gòu)體中也設(shè)置電極；并且通過使歸因于在兩相對的電極(光導(dǎo)的電極和結(jié)構(gòu)體的電極)之間的電壓差的靜電力發(fā)生而使結(jié)構(gòu)體接觸光導(dǎo)。在電極之間沒有施加電壓的情況下，光導(dǎo)和結(jié)構(gòu)體需要設(shè)置在靜電力在電極之間起作用的范圍內(nèi)，SP，在非常小的距離。因此，期望以高精度布置結(jié)構(gòu)體。引用列表專利文獻(xiàn)PTL IUSP 5953469

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題然而，很難以高精度均勻地布置許多結(jié)構(gòu)體。此外，雖然為了容易提取光，需要設(shè)置在光導(dǎo)中的電極是透明的，然而光被由通常使用的ITO (氧化銦錫合金)為代表的透明電極吸收，盡管是少量地。因此，光提取效率降低，因?yàn)楣鈱?dǎo)內(nèi)部的光的一部分被透明電極吸收。本發(fā)明是旨在獲得具有聞光提取效率和光導(dǎo)與光提取單兀之間的距尚的聞精度的顯示裝置。問題的解決方案本發(fā)明的顯示裝置包括光源；光導(dǎo)，配置為將來自所述光源的光從一端側(cè)朝向另一端側(cè)引導(dǎo)；與所述光導(dǎo)的一個(gè)側(cè)表面相對的光提取單元，所述光提取單元包括第一導(dǎo)電單元和第二導(dǎo)電單元，所述第一導(dǎo)電單元及所述第二導(dǎo)電單元與所述一個(gè)側(cè)表面平行設(shè)置，所述光提取單元配置為，通過在給所述第一導(dǎo)電單元和所述第二導(dǎo)電單元施加電壓時(shí)比其中沒有施加所述電壓的狀態(tài)變得更接近所述一個(gè)側(cè)表面，來提取所述光導(dǎo)內(nèi)部的光；以及驅(qū)動(dòng)電路，配置為在所述第一導(dǎo)電單元與所述第二導(dǎo)電單元之間施加所述電壓。發(fā)明的有益效果根據(jù)本發(fā)明，能夠提高所述顯示裝置的所述光導(dǎo)與所述光提取單元之間的距離的精度，并且能夠提高光提取效率。


圖I為根據(jù)第一實(shí)施例的顯示裝置的整體俯視圖； 圖2為根據(jù)第一實(shí)施例的顯示裝置的部分橫截面視圖；圖3為根據(jù)第一實(shí)施例的顯示裝置的部分橫截面視圖；圖4A為根據(jù)第一實(shí)施例的光提取單元的平面視圖；圖4B為根據(jù)第一實(shí)施例的變型的光提取單元的平面視圖；圖4C為根據(jù)第一實(shí)施例的變型的光提取單元的平面視圖；圖5為根據(jù)第二實(shí)施例的顯示裝置的橫截面視圖；圖6A為根據(jù)第三實(shí)施例的光提取單元的橫截面視圖；圖6B為根據(jù)第三實(shí)施例的變型的光提取單元的橫截面視圖；圖7為根據(jù)第四實(shí)施例的矩陣的等效電路圖表；圖8為根據(jù)第五實(shí)施例的矩陣的等效電路圖表；圖9為根據(jù)第五實(shí)施例的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。(第一實(shí)施例)現(xiàn)在將利用圖I和圖2對為第一實(shí)施例的顯示裝置進(jìn)行描述，所述顯示裝置能夠通過利用光導(dǎo)提取任何位置處的光來顯示任何圖像。圖I是顯示裝置的平面視圖。圖2為圖I的線II-II橫截面視圖。該顯示裝置包括多個(gè)平行布置的單元。在每一個(gè)單元中設(shè)置有多個(gè)光提取單元2 ;并且每一個(gè)光提取單元2經(jīng)由掃描線13a和13b連接到驅(qū)動(dòng)電路5。(盡管在圖I中沒有示出，但是每一個(gè)單元的所有光提取單元2經(jīng)由掃描線13a和13b連接到驅(qū)動(dòng)電路5。)如圖2所示，每一個(gè)單元包括光源11，覆蓋光源11的管23，以及具有柱狀配置的光導(dǎo)1，光導(dǎo)I連接至管23。光源11通過經(jīng)由連接構(gòu)件22從管23外部的電源21供應(yīng)的電力供應(yīng)而發(fā)射光。光源11為，例如，發(fā)光二極管(LED)。管23通過由內(nèi)壁有效地反射光而使光源11的光進(jìn)入光導(dǎo)I。光導(dǎo)I的配置為在一個(gè)方向延伸的柱狀配置并且在其一端具有入射表面la。光導(dǎo)I布置為使得光源11的光從入射表面Ia進(jìn)入。當(dāng)重復(fù)光導(dǎo)I內(nèi)部中的全內(nèi)反射時(shí)，從入射表面Ia進(jìn)入的光向光導(dǎo)I的另一端傳播。
光導(dǎo)I的側(cè)表面(沒有覆蓋有管23的范圍)覆蓋有包層6。光提取單元2以規(guī)定的間距多重(multiply)設(shè)置在包層6上。因?yàn)橐粋€(gè)像素由一個(gè)光提取單元2形成，因此通過二維地安置這些光提取單元2形成一個(gè)顯示屏。包層6具有固體部分及液體部分8。其中，液體部分8設(shè)置在與對應(yīng)于每一個(gè)像素的每一個(gè)光提取單元2相對的部分中。通過設(shè)置該液體部分8，能夠以高精度控制光導(dǎo)I與讀出單元2之間的距離。在該實(shí)施例中，除與光提取單元2相對的部分之外的包層6的部分是由固體形成的。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的顯示裝置的一個(gè)像素的結(jié)構(gòu)。即，圖3為其中設(shè)置有光提取單元2的顯示裝置的部分被放大的圖樣，并且為示例了圖I的線III-III橫截面的圖樣。光路9a為在重復(fù)在光導(dǎo)I的側(cè)表面的全內(nèi)反射時(shí)傳導(dǎo)的光路的范例。光路9b為在液體部分8處提取到光提取單元2的光路的范例，液體部分8為光導(dǎo)I的側(cè)表面。在包層6中，與光提取單元2相對的液體部分8以及除液體部分8之外的固體部 分的折射率都比光導(dǎo)I的折射率小。例如，二甲基娃酮油(dimethyl silicone oil)( I. 40 的折射率)能夠用作液體部分8。液體部分8的厚度為I μ m。二甲基硅酮油很容易施加到該裝置，因?yàn)槎谆柰途哂械偷酿ざ?、在室溫下穩(wěn)定、并且具有高的電阻。在該實(shí)施例中，除液體部分8之外的包層6的部分包括聚氟丙烯酸酯(Polyfluoro acrylate (PFA),具有I. 40的折射率)。在該實(shí)施例中，PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯(poly methyl methacrylate),具有 I. 49 的折射率)用作光導(dǎo)。光提取單元2包括第一導(dǎo)電單元3，第二導(dǎo)電單元4，以及支承構(gòu)件16，所述支承構(gòu)件16支承第一導(dǎo)電單元3及第二導(dǎo)電單元4。第一導(dǎo)電單元3及第二導(dǎo)電單元4可以形成在支承構(gòu)件16表面并且可以形成為掩埋在支承構(gòu)件16中。在圖3中，第一導(dǎo)電單元3及第二導(dǎo)電單元4形成為掩埋在支承構(gòu)件16中。支承構(gòu)件16在接觸表面7處接觸光導(dǎo)I的液體部分8。第一導(dǎo)電單元3及第二導(dǎo)電單元4形成在與光導(dǎo)I的側(cè)表面平行的平面中。 第一導(dǎo)電單元3及第二導(dǎo)電單元4的材料具有高的導(dǎo)電率和高的光透射率。例如，使用氧化錫銦(ΙΤ0)。支承構(gòu)件16的材料具有高絕緣特性和高的光透射率。例如，使用氧化硅膜、氮化硅膜等。驅(qū)動(dòng)電路5通過第一掃描線13a連接到第一導(dǎo)電單元3，通過第二掃描線13b連接到第二導(dǎo)電單元4，并且能夠分別給第一導(dǎo)電單元3和第二導(dǎo)電單元4施加電壓。是否從光提取單元2提取光導(dǎo)I內(nèi)部的光是由是否給第一導(dǎo)電單元3和第二導(dǎo)電單元4施加電壓決定的。例如，當(dāng)沒有給第一導(dǎo)電單元3和第二導(dǎo)電單元4施加電壓時(shí)，穿過光導(dǎo)I行進(jìn)的光在光導(dǎo)I與液體部分8之間的界面處經(jīng)歷全內(nèi)反射；并且完全不發(fā)生光損失。換句話說，光導(dǎo)I內(nèi)部的光在設(shè)置液體部分8的側(cè)表面部分經(jīng)歷全內(nèi)反射并且沒有被提取到光導(dǎo)I外部。為了將光導(dǎo)I內(nèi)部的光提取到外部，給第一導(dǎo)電單元3和第二導(dǎo)電單元4分別施加彼此相反極性的電壓。在圖3中，給第一導(dǎo)電單元3施加正電壓；并且給第二導(dǎo)電單元4施加負(fù)電壓。當(dāng)給第一導(dǎo)電單元3和第二導(dǎo)電單元4施加該電壓時(shí)，在光導(dǎo)I的分別與第一導(dǎo)電單元3和第二導(dǎo)電單元4相對的位置處感應(yīng)極性與第一導(dǎo)電單元3和第二導(dǎo)電單元4的極性相反的電荷。換句話說，在光導(dǎo)I的與第一導(dǎo)電單兀3相對的位置處感應(yīng)極性與第一導(dǎo)電單元3的極性相反的電荷(_)。并且，在光導(dǎo)I的與第二導(dǎo)電單元4相對的位置處感應(yīng)極性與第二導(dǎo)電單元4的極性相反的電荷(+ )。因此，在第一導(dǎo)電單元3與光導(dǎo)I的和第一導(dǎo)電單元3相對的位置之間產(chǎn)生彼此吸引的靜電力。并且，在第二導(dǎo)電單元4與光導(dǎo)4的和第二導(dǎo)電單元4相對的位置之間產(chǎn)生類似的靜電力。因而，當(dāng)在光提取單元2與光導(dǎo)I之間產(chǎn)生彼此吸引的靜電力時(shí)，隨著液體部分8的插入，光提取單元2能夠變得接近光導(dǎo)I。通常地，已知一種現(xiàn)象，其中，在穿過具有高的折射率的材料行進(jìn)的光在與具有低的折射率的材料的邊界處經(jīng)歷全內(nèi)反射的情況中，非常少量的光從高的折射率側(cè)穿透大約光的波長的距離進(jìn)入到低的折射率側(cè)。此光稱為漸逝(evanescent)光。因?yàn)橐后w部分8的折射率比光導(dǎo)I的折射率低，當(dāng)行進(jìn)穿過光導(dǎo)I的光在與液體部分8接觸的部分處經(jīng)歷全內(nèi)反射時(shí)，光穿透進(jìn)入到液體部分8側(cè)。此時(shí)，光穿透進(jìn)入到液體部分8的距離大約為光的波長。 因此，當(dāng)光提取單元2壓縮液體部分8并且液體部分8的厚度變?yōu)榇蠹s波長時(shí)，已經(jīng)穿透的光在光提取單元2中傳播。當(dāng)通過如以上描述的靜電力使光提取單元2變得接近光導(dǎo)I時(shí)，能夠降低液體部分8的厚度，因?yàn)楣馓崛卧?擠壓包層6的相對的液體部分8。因而，如果液體部分8的厚度降低到在大約光的波長以內(nèi)，則發(fā)生在光導(dǎo)I的側(cè)表面處的漸逝光在光提取單元2中傳播；并且光像在光路9b中那樣地被提取。壓縮時(shí)的液體部分8的厚度不大于O. 3 μ m并且期望不大于O. I μ m。因而，對于對應(yīng)于每一個(gè)像素的光提取單元2，能夠通過由驅(qū)動(dòng)電路5施加的電壓的存在/不存在來控制到光導(dǎo)I的接近/遠(yuǎn)離。由此，能夠在二維矩陣配置的任何位置處提取光；并且顯示裝置作為整體能夠顯示任何圖像。期望在沒有給光提取單元2施加電壓的狀態(tài)中，光導(dǎo)I與光提取單元之間的間隙為大約Ιμπι。當(dāng)光導(dǎo)I與光提取單元之間的距離大時(shí)，靜電力不再容易起作用；并且更高的施加電壓變得有必要。此外，即使在沒有給光提取單元2施加電壓的狀態(tài)中，當(dāng)光導(dǎo)I與光提取單元2之間的距離太接近時(shí)，光導(dǎo)I的光也泄漏。在該實(shí)施例中，因?yàn)楣鈱?dǎo)I的與光提取單元2相對的部分覆蓋有液體部分8，因此在沒有給光提取單元2施加電壓的狀態(tài)中，光導(dǎo)I與光提取單元2之間的距離容易控制。在沒有給光提取單元2施加電壓的狀態(tài)中，光導(dǎo)I與光提取單元2之間的距離本質(zhì)上由液體部分8與光提取單元2之間的潤濕性決定。因此，考慮到潤濕性，通過結(jié)合液體部分8的材料與光提取單元2的支承構(gòu)件16的材料，光提取單元2能夠設(shè)置為使得離光導(dǎo)I的距離在靜電力起作用的范圍內(nèi)并且使得離光導(dǎo)I的距離為光不會(huì)從光導(dǎo)I泄漏的距離。例如，在液體部分8為二甲基硅酮油的情況中，其表面張力大約為21達(dá)因/厘米并且對于幾乎所有的固體表面都很好地發(fā)生潤濕。根據(jù)光提取單元2的支承構(gòu)件16的材料，即使在沒有給光提取單元2施加電壓的狀態(tài)中，也存在兩個(gè)距離都不超過O. I μ m的情況。換句話說，即使沒有給光提取單元2施加電壓，也存在來自光導(dǎo)I的光可能被不期望地提取的風(fēng)險(xiǎn)。在該情況中，在光提取單元2的支承構(gòu)件16的表面(接觸表面7)上薄薄地執(zhí)行防水處理。防水是指在液體部分8與光提取單元2的接觸表面7之間的低的濕潤性。這里，關(guān)于液體部分8的防水特性，對于對其已經(jīng)執(zhí)行了防水處理的接觸表面7的比對于光導(dǎo)I的高。通過接觸表面7的防水特性比光導(dǎo)I的防水特性高，接觸表面7與液體部分8之間的濕潤性能夠輕微地降低；并且結(jié)果，增加液體部分8的膜厚度是可能的。換句話說，光提取單元2與光導(dǎo)之間的距離能夠設(shè)置為在靜電力起作用的范圍內(nèi)的距離并且在沒有施加電壓的狀態(tài)中，光不會(huì)從光導(dǎo)I泄漏的距離。具體地,作為通過在接觸表面7上涂敷O. I μ m的氟樹脂(Cytop)(由Asahi Glass制造)以執(zhí)行防水處理的結(jié)果，液體部分8的膜厚度可以調(diào)節(jié)為大約Ιμπι。防水處理可以在光導(dǎo)I的接觸液體部分8的側(cè)上執(zhí)行并且可以在光導(dǎo)I側(cè)和光提取單元2側(cè)都執(zhí)行。此外，可以在一個(gè)像素內(nèi)局部地形成防水處理表面。換句話說，通過在光導(dǎo)的接觸液體部分8的部分上或光提取單元2的接觸表面7的部分上執(zhí)行防水處理，調(diào)節(jié)光導(dǎo)I與光提取單元2之間的距離也是可能的。根據(jù)此范例，通過由預(yù)形成防水表面以充分地利用液體部分8的特性來以自對準(zhǔn) 處理形成導(dǎo)體I與光提取單元2之間的間隙是可能的；并且像素之間的均勻性也大幅度地提高，因?yàn)槟軌蛞粤己玫木刃纬晒鈱?dǎo)I與每一個(gè)光提取單元2之間的距離。換句話說，在每一個(gè)光提取單元2處提取的光的量能夠是均勻的。在液體部分8的膜厚度大約為I μ m的狀態(tài)中，光提取單元2由于液體表面直接力而粘附到液體部分8。光提取單元2在其最大處為大約幾毫米，對應(yīng)像素大??；并且如果光提取單元2為具有膜作為底部的輕重量構(gòu)件，則光提取單元2粘附到液體部分8，因?yàn)楸砻鎻埩Τ^了重力。如圖4A中所示，第一導(dǎo)電單元3和第二導(dǎo)電單元4的配置可以是在基本上矩形的薄膜上并且可以布置為兩者之間具有微小的間隙。隨著間隙減小，靜電力增大。并且，如圖4B所示，第一導(dǎo)電單元3和第二導(dǎo)電單元4可以形成為叉指(interdigit)配置并且也可以布置為相互嚙合。通過增大第一導(dǎo)電單元3和第二導(dǎo)電單元4的相鄰的長度，靜電力增大。此外，可以考慮圖4C中示出的螺旋配置等。這里，在第一導(dǎo)電單元3和第二導(dǎo)電單元4之間施加±80V。作為由于光導(dǎo)I與被支承的光提取單元2之間的間隙變窄而使得光提取單元2變得接近光導(dǎo)I的結(jié)果，能夠加強(qiáng)(confirm)來自光導(dǎo)I的光提取。當(dāng)停止電壓的施加時(shí)，光導(dǎo)I和光提取單元2返回到原始的間距。通過在光提取單元2的內(nèi)部或其上表面處設(shè)置光散射構(gòu)件或光折射構(gòu)件，提取到光提取單元2的光具有沿與光導(dǎo)I的縱向方向垂直的方向的光分布是可能的；并且能夠?qū)崿F(xiàn)具有出色視角特性的顯示裝置。在切斷第一導(dǎo)電單元3和第二導(dǎo)電單元4的電壓的情況下，用于中和在光導(dǎo)I的與電極相對的位置中感應(yīng)的電荷的馳豫時(shí)間是必要的，直到光導(dǎo)I與光提取單元2之間的距離返回到施加電壓之前的狀態(tài)。換句話說，即使在切斷電壓時(shí)，也執(zhí)行光提取，直到馳豫時(shí)間過去。因此，通過利用在切斷正在施加的電壓之前在短時(shí)間段內(nèi)給兩個(gè)導(dǎo)電單元3和4施加極性與正在施加的電壓的極性相反的電壓來加快電荷的中和而增加光提取的反應(yīng)率。并且，通過在執(zhí)行光提取時(shí)的每個(gè)提取操作改變施加給導(dǎo)電單元3和4的電壓的極性，能夠防止光導(dǎo)I的充電并且能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的操作。顯示裝置的光導(dǎo)I的數(shù)量和光提取單元2的數(shù)量不限于圖I的那些。(第二實(shí)施例)圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的顯示裝置的一個(gè)像素的結(jié)構(gòu)。第二實(shí)施例與第一實(shí)施例不同在于在光提取單兀2與光導(dǎo)I的側(cè)表面之間的空間100的內(nèi)部設(shè)置隔離物單元10。在第二范例中，在插入在光提取單元2與光導(dǎo)I的側(cè)表面之間的兩隔離物之間的內(nèi)部區(qū)域中形成空間100。例如，通過移除包層6的部分，在光導(dǎo)I的包層6的每個(gè)恒定的間隔形成空間100。在沒有給第一導(dǎo)電單元3和第二導(dǎo)電單元4施加電壓的情況下，光導(dǎo)I與光提取單元2之間的距離通過隔離物單元10保持在設(shè)計(jì)的距離。來自光源11的光從光導(dǎo)I的一端進(jìn)入并且在如光路9a那樣在光導(dǎo)I的側(cè)表面處重復(fù)全內(nèi)反射時(shí)行進(jìn)穿過光導(dǎo)I。盡管包層6設(shè)置在光導(dǎo)I的側(cè)表面處，然而這與第一實(shí)施例不同，因?yàn)橐瞥藢?yīng)于像素(對應(yīng)于液體部分8)的位置的包層6。
在光提取構(gòu)件2中，第一導(dǎo)電單元3和第二導(dǎo)電單元4形成在與光導(dǎo)I的側(cè)表面平行的平面中。導(dǎo)電單元3和4可以形成在支承構(gòu)件16表面并且可以形成為掩埋在支承構(gòu)件16中。在圖3中，導(dǎo)電單元3和4形成為掩埋在支承構(gòu)件16中。驅(qū)動(dòng)電路5給第一導(dǎo)電單元3和第二導(dǎo)電單元4施加彼此相反極性的電壓。光提取單元2與光導(dǎo)I的側(cè)表面之間的間隙由具有突出配置的隔離物單元10來保持，所述突出配置形成在光導(dǎo)I與光提取單元2的接觸表面7之間，具有I μ m的高度。換句話說，在第二實(shí)施例中，在光導(dǎo)I與光提取單元2之間設(shè)置兩個(gè)隔離物單元10 ;并且在由光導(dǎo)I、光提取單元2、以及兩個(gè)隔離物單元10包圍的內(nèi)側(cè)上形成空間100。使用具有高絕緣特性的材料作為隔離物單元10的材料。如果材料是透光的，則折射率等于或小于包層6的折射率，使得光不會(huì)從與光導(dǎo)I的接觸部分朝隔離物單元泄漏，是有利的。如果材料是不透光的材料，則著色的樹脂、金屬等是合適的。并且，使用具有高絕緣特性、具有高的光透射率、以及容易經(jīng)歷彈性變形的材料作為光提取單元2的支承構(gòu)件16。例如,使用丙烯酸樹脂(acrylic resin)、娃樹脂等。當(dāng)給第一導(dǎo)電單元3和第二導(dǎo)電單元4施加電壓時(shí)，在分別在光導(dǎo)I的與導(dǎo)電單元3和4相對的位置處感應(yīng)與導(dǎo)電單元3和4的極性相反的極性的電荷；結(jié)果，在光導(dǎo)I與導(dǎo)電單元3和4之間產(chǎn)生靜電力；并且兩者被拉到一起。換句話說，靜電力產(chǎn)生在第一導(dǎo)電單元3與光導(dǎo)I的和第一導(dǎo)電單元3相對的部分之間；靜電力產(chǎn)生在第二導(dǎo)電單元4與光導(dǎo)I的和第二導(dǎo)電單元4相對的部分之間；并且光提取單元2和光導(dǎo)I被拉到一起。此時(shí)，因?yàn)楣馓崛卧?的兩端由隔離物10支撐，因此在光提取單元2的兩端處離光導(dǎo)I的距離不會(huì)改變。沒有被隔離物10支承的部分，S卩，光提取單元2的中央部分，由于以上描述的靜電力而變得接近于光導(dǎo)I。換句話說，光提取單元2經(jīng)歷彈性變形并且朝光導(dǎo)I側(cè)突出在突出配置中；并且中央部分變得接近于光導(dǎo)I。在通過驅(qū)動(dòng)電路5分別給導(dǎo)電單元3和4施加土 150V的狀態(tài)中，光導(dǎo)I基本上接觸光提取單元2。在此狀態(tài)中，來自光導(dǎo)I的光提取被加強(qiáng)。當(dāng)停止給導(dǎo)電單元3和4的電壓的施加時(shí)，在光導(dǎo)I中不會(huì)感應(yīng)電荷，因?yàn)閷?dǎo)電單元3和4沒有電荷；并且光提取單元2與光導(dǎo)I之間的靜電不會(huì)產(chǎn)生。因此，光提取單元2的中央部分返回到彈性變形產(chǎn)生時(shí)之前的配置并與光導(dǎo)I分離。因此，光提取單元2與光導(dǎo)I之間的距離增大；并且不提取光導(dǎo)I內(nèi)部的光。
(第三實(shí)施例)圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的光提取單元的結(jié)構(gòu)。圖6A為橫截面視圖；并且圖6B為平面視圖。圖6A示出了圖6B的線AA橫截面。光提取單元2包括微透鏡12，微透鏡12具有透鏡狀的凹進(jìn)和突出配置。第一導(dǎo)電單元3和第二導(dǎo)電單元4以叉指配置設(shè)置在微透鏡12的凹進(jìn)處。換句話說，沿著微透鏡12的凹進(jìn)處設(shè)置具有叉指配置的第一導(dǎo)電單元3和第二導(dǎo)電單元4的部分?？梢栽诶弥T如第一真空氣相沉積和濺射的薄膜工藝形成導(dǎo)電膜之后執(zhí)行構(gòu)圖；并且可以通過涂布或噴墨印刷選擇性地將有機(jī)導(dǎo)電膜涂覆到凹進(jìn)處中。在水溶性油墨的情況下，選擇性地將油墨涂覆到凹進(jìn)處中。微透鏡12的凹進(jìn)處與突出之間的差值L是細(xì)微的并且大約為Ιμπι。并且，薄薄地填充二甲基硅酮油作為導(dǎo)體I與提取構(gòu)件2之間的液體部分8。當(dāng)在此狀態(tài)中給第一導(dǎo)電單元3和第二導(dǎo)電單元4施加具有彼此相反極性的±100V的電壓時(shí)，微透鏡12的突出接觸光導(dǎo)；穿過光導(dǎo)I行進(jìn)的光的部分作為漸逝波傳播進(jìn)入光提取單元2 ;并且觀察到了光提取。當(dāng)停止電壓施加時(shí)，由于液體部分8的表面張力，光提取單元2與光導(dǎo)I之間的距離返回到大約I μ m。 中間電極3和4的距離為3 μ m。盡管感應(yīng)的靜電力隨著中間電極3和4的距離減小而增大，但是因?yàn)殡姌O3和4之間的電場強(qiáng)度增強(qiáng)而產(chǎn)生擊穿電壓問題。盡管在電極3和4是通過刻蝕形成的情況中產(chǎn)生由刻蝕殘留或電介質(zhì)擊穿引起的泄漏，但是此結(jié)構(gòu)具有絕緣擊穿電壓高的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)榱硪粯?gòu)件，在此情況中為微透鏡12的突出部，插入在相鄰電極3和4之間。由于諸如透鏡界面處的全內(nèi)反射等的效果，從微透鏡12的突出進(jìn)入的光具有沿圖的向上方向(V方向)的光分布。例如，由于透鏡的側(cè)表面處的全內(nèi)反射的效果，諸如圖中示出的行進(jìn)方向的淺入射光9的行進(jìn)方向改變?yōu)閳D的向上方向。因此，根據(jù)微透鏡12，能夠使更多的由光提取單元2提取的光到達(dá)圖的向上方向，即，人類觀看者側(cè)。(第四實(shí)施例)圖7示出了根據(jù)第四實(shí)施例的矩陣的等效電路的三行乘三列。在多重安置的光導(dǎo)I中，示出了第(1N-1)列、第IN列、和第(1N+1)列的光導(dǎo)I。具有叉指配置的第一電極3和第二電極4設(shè)置為與以矩陣配置布置的光提取單元2對應(yīng)。設(shè)置在同一行(第N行)中的第一電極3通過第一掃描線13aN彼此連接。并且，設(shè)置在同一行(第N行)的第二電極4通過第二掃描線13bN彼此連接。通過相繼地給從第(N-I)排到第(N+1)排的掃描線施加信號(hào)，通過控制矩陣內(nèi)部的每一個(gè)光提取單元2來操作像素?，F(xiàn)在描述具體的顯示操作，例如，給第(N-I)排(第(N-I)行)的兩掃描線13aN_l和13bN-l施加彼此相反特性的電壓；電壓施加給第(N-I)排中的光提取單元2的第一電極3和第二電極4 ;并且執(zhí)行變得接近于光導(dǎo)I的光提取操作。在列方向中，每一列布置有光導(dǎo)1N-1、1N、和1N+1以及與其對應(yīng)的光源11N-1、11N、和11N+1 ;并且對于每一個(gè)光源11N-1、11N、和11N+1，將任何強(qiáng)度或顏色的光從光源11引導(dǎo)至光導(dǎo)I。結(jié)果，從處于光提取狀態(tài)中的第(N-I)排的像素(光提取單元2)發(fā)射合適的光。對于其它行的像素(光提取單元2)，光不會(huì)泄漏出(不會(huì)被提取)，因?yàn)闆]有施加電壓并且狀態(tài)不是光提取狀態(tài)。在自第(N-I)排的像素的光提取完成后，與第(N-I)排類似地，對于第N排和第N+1排，也通過給掃描線13a和13b施加電壓以相繼地切換到光提取狀態(tài)并進(jìn)一步將合適的強(qiáng)度或顏色的光從光源11引導(dǎo)至光導(dǎo)I來從像素提取光。通過以高速率重復(fù)以上記載的操作，能夠顯示移動(dòng)圖像；并且能夠以每秒60次的速度或者其倍數(shù)執(zhí)行顯示操作。此外，通過從第一排到最后一排從光提取單元2提取光(一個(gè)掃描間隔)，并且通過在再次從第一排(下一個(gè)掃描間隔)提取光時(shí)給掃描線13a和13b施加其中極性的正和負(fù)與之前的掃描間隔的極性的正和負(fù)相反的電壓，能夠防止光導(dǎo)I的電充電并且能夠保持正常的操作。(第五實(shí)施例)
圖8示出了根據(jù)第五實(shí)施例的矩陣的等效電路的3行乘3列。S卩，圖8示出了設(shè)置在3行乘3列的光提取單元2的每一個(gè)中的第一導(dǎo)電單元3和第二導(dǎo)電單元4以及與其連接的掃描線13。這與第四實(shí)施例不同，因?yàn)榈?N-I)排的掃描線13bN-l和圖6的13aN一起形成圖8的13N ;并且類似地，13bN和13aN+l —起形成圖8的13N+1。換句話說，第N排的第一導(dǎo)電單元3和第(N-I)排的第二導(dǎo)電單元4通過公共掃描線13N連接。并且，第N排的第二導(dǎo)電單元4和第(N+1)排的第一導(dǎo)電單元3通過公共掃描線13N+1連接。對于相鄰的排，通過使用公共掃描線13，給這些掃描線13供應(yīng)驅(qū)動(dòng)電壓的掃描線驅(qū)動(dòng)電路的輸出的數(shù)量能夠減半；并且面板成本能夠大大地降低。在圖9中示出了根據(jù)第五實(shí)施例的供應(yīng)給每一個(gè)掃描線13的驅(qū)動(dòng)電壓的時(shí)序圖。首先，給掃描線13N-1施加電壓+V ;并且給其它的掃描線13NU3N+1、和13N+2施加電壓O。盡管給第(N-I)排的光提取單元2的第一導(dǎo)電單元3施加電壓+V，但是在此狀態(tài)中給第二導(dǎo)電單元4施加的電壓為O;并且因此，沒有給第(N-I)排的像素施加足夠的電壓，并且該狀態(tài)不是光提取狀態(tài)，因?yàn)槲唇佑|光導(dǎo)I。然后，在保持掃描線13N-1的電壓在+V的同時(shí)，掃描線13N改變?yōu)?V。結(jié)果，2V的電壓施加給第(N-I)排像素；并且這些像素切換到光提取狀態(tài)。換句話說，因?yàn)檫@是其中給第(N-I)排的光提取單元2的第一導(dǎo)電單元3施加電壓+V并且給第二導(dǎo)電單元4施加電壓-V的狀態(tài)，所以靜電力在光導(dǎo)I與第(N-I)排的光提取單元2之間起作用；并且光提取單元2接觸光導(dǎo)I。給第N排像素施加V的電壓；并且這些像素未處于光提取狀態(tài)中。然后，掃描線13N-1的施加電壓返回到O ;掃描線13N的施加電壓保持在-V ;并且掃描線13N+1的施加電壓改變?yōu)?V。結(jié)果，第(N-I)排的像素14N-1處于未選中狀態(tài)(非光提取狀態(tài))；第N排的像素14N處于選中狀態(tài)(光提取狀態(tài))；第(奸1)排的像素14N+1處于未選中狀態(tài)(非光提取狀態(tài))；并且選中的排(處于光提取狀態(tài)中的排)從第(N-1)排轉(zhuǎn)變?yōu)榈贜排。如以上所述，當(dāng)返回第N-I排到零時(shí)，通過在非常短時(shí)間段內(nèi)施加相反極性的脈沖15能夠促進(jìn)對光導(dǎo)I中感應(yīng)的電荷的中和；結(jié)果，光提取構(gòu)件2能夠迅速地與光導(dǎo)I分離；并且響應(yīng)速度增大。在來自第(N-I)排的像素的光提取完成后，第N排和第(N+1)排相繼地切換到光提取狀態(tài)，并且將合適的強(qiáng)度或顏色的光從光源11引導(dǎo)至光導(dǎo)I。通過以高速率重復(fù)以上記載的操作，能夠顯示移動(dòng)圖像；并且通常以每秒60次的速度或者其倍數(shù)執(zhí)行顯示操作。
此外,通過使在下一個(gè)掃描間隔中施加給掃描線13a和13b的電壓具有其中正和負(fù)相反的極性，能夠防止光導(dǎo)I的充電；并且能夠保持正常的操作。本發(fā)明并不限于以上的實(shí)施例那樣，并且能夠在不脫離實(shí)施例的實(shí)施中的精神下，通過改變組件而具體化。通過適當(dāng)?shù)亟M合在以上實(shí)施例中公開的多個(gè)組件，能夠形成各種發(fā)明。例如，可以從實(shí)施例中示出的全部組件刪除某些組件。此外，可以合適地組合在不同實(shí)施例中擴(kuò)展的組件。參考符號(hào)列表
I 光導(dǎo)2 光提取單元3 第一導(dǎo)電單元4 第二導(dǎo)電單元5 驅(qū)動(dòng)電路6 包層7 接觸表面8 液體部分9 光路10隔離物11 光源12微透鏡13掃描線14 像素15相反極性的脈沖16支承構(gòu)件21 電源22 連接構(gòu)件23 管Ia 光導(dǎo)的入射表面100 空間
權(quán)利要求
1.一種顯示裝置，包括 光源； 光導(dǎo)，配置為將來自所述光源的光從一端側(cè)朝向另一端側(cè)引導(dǎo)； 與所述光導(dǎo)的一個(gè)側(cè)表面相對的光提取單元，所述光提取單元包括第一導(dǎo)電單元和第二導(dǎo)電單元，所述第一導(dǎo)電單元及所述第二導(dǎo)電單元與所述一個(gè)側(cè)表面平行設(shè)置，所述光提取單元配置為，通過在給所述第一導(dǎo)電單元和所述第二導(dǎo)電單元施加電壓時(shí)比其中沒有施加所述電壓的狀態(tài)變得更接近所述一個(gè)側(cè)表面，來提取所述光導(dǎo)內(nèi)部的光；以及 驅(qū)動(dòng)電路，配置為在所述第一導(dǎo)電單元與所述第二導(dǎo)電單元之間施加所述電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示裝置，其中， 所述光導(dǎo)多重平行安置，并且所述光提取單元以矩陣配置設(shè)置，并且 所述顯示裝置還包括第一掃描線以及第二掃描線，所述第一掃描線連接所述第一導(dǎo)電單元彼此并將所述第一導(dǎo)電單元連接至所述驅(qū)動(dòng)電路，所述第一導(dǎo)電單元包括在所述光提取單元中，所述光提取單元沿與所述光導(dǎo)的長軸方向垂直的行方向安置，所述第二掃描線連接所述第二導(dǎo)電單元彼此并將所述第二導(dǎo)電單元連接至所述驅(qū)動(dòng)電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示裝置，其中， 所述光導(dǎo)的所述一個(gè)側(cè)表面覆蓋有包層，所述包層的折射率比所述光導(dǎo)的折射率低，并且 所述包層的與所述光提取單元相對的部分的厚度是可變的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其中，所述包層的與所述光提取單元相對的所述部分由液體形成，所述液體的折射率不大于所述包層的所述折射率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其中，所述光提取構(gòu)件的接觸所述液體的表面的至少一部分比所述光導(dǎo)的接觸所述液體的表面更防水。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其中，與所述行方向平行的第N行的所述第一掃描線與第(N-1)行的所述第二掃描線一起形成，并且所述第N行的所述第二掃描線與第(N+1)行的所述第一掃描線一起形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)電路在每個(gè)恒定量的時(shí)間給所述第一導(dǎo)電單元和所述第二導(dǎo)電單元施加相互不同極性的電壓并且每次施加都反轉(zhuǎn)所述第一導(dǎo)電單元和所述第二導(dǎo)電單元各自的極性。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顯示裝置，其中，所述液體為二甲基硅酮油。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的顯示裝置，在所述光提取單元與所述光導(dǎo)的所述一個(gè)側(cè)表面之間具有空間以及用于保持所述空間的隔離物單元，所述光提取單元配置為通過根據(jù)給所述第一導(dǎo)電單元和所述第二導(dǎo)電單元的所述電壓的施加的彈性變形而變得更接近于所述光導(dǎo)的所述一個(gè)側(cè)表面。
全文摘要
通過使用容易的方法來實(shí)現(xiàn)光提取構(gòu)件的微位移以便從光導(dǎo)側(cè)表面提取光以降低光提取特性波動(dòng)來提供一種顯示裝置，該顯示裝置能夠以大的表面面積執(zhí)行均勻圖像顯示。本發(fā)明的顯示裝置包括光源；光導(dǎo)，配置為將來自所述光源的光從一端側(cè)朝向另一端側(cè)引導(dǎo)；與所述光導(dǎo)的一個(gè)側(cè)表面相對的光提取單元，所述光提取單元包括第一導(dǎo)電單元和第二導(dǎo)電單元，所述第一導(dǎo)電單元及所述第二導(dǎo)電單元與所述一個(gè)側(cè)表面平行設(shè)置，所述光提取單元配置為，通過在給所述第一導(dǎo)電單元和所述第二導(dǎo)電單元施加電壓時(shí)比其中沒有施加所述電壓的狀態(tài)變得更接近所述一個(gè)側(cè)表面，來提取所述光導(dǎo)內(nèi)部的光；以及驅(qū)動(dòng)電路，配置為在所述第一導(dǎo)電單元與所述第二導(dǎo)電單元之間施加所述電壓。
文檔編號(hào)G02B26/02GK102822721SQ20108006598
公開日2012年12月12日 申請日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者中井豐, 日置毅 申請人:株式會(huì)社東芝