(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ガイド、可動素子及び前記可動素子を前記光ガイドと局部的に接触させる選択手段を有する表示装置であって、前記選択手段は、行及び列電極並びに当該行及び列電極に電圧を印加する手段を有する表示装置において、前記選択手段は、前記接触をさせるために、第１の時点で前記電極に印加された電圧値に基づいて第２の時点で前記電極に印加する電圧値を決定する手段を有し、前記第１の時点は、前記第２の時点よりも前の時点であることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の表示装置において、電圧を印加する前記手段は、動作中に、下方値及び上方値を持つ電圧の第１の組を行電極に、及び下方値及び上方値を持つ電圧の第２の組を交差エリアにおいて前記行電極と交差する列電極に印加し、前記装置は、下方値を前記行電極へ、及び上方値を前記列電極へ若しくは逆への同時印加のみが前記交差エリアにおける前記可動素子の位置を変化させるように構成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の表示装置において、電圧を印加する前記手段は、動作中に、下方値及び上方値を持つ電圧の第１の組を列電極に、及び下方値及び上方値を持つ電圧の第２の組を交差エリアにおいて前記列電極と交差する行電極に印加し、前記装置は、下方値を前記列電極へ、及び上方値を前記行電極へ若しくは逆への同時印加のみが前記交差エリアにおける前記可動素子の位置を変化させるように構成されていることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の表示装置において、前記電圧の組の１つは、下方値及び上方値により構成され、前記電圧の他の組は、上方値、中間値及び下方値により構成されることを特徴とする表示装置。
【請求項５】
請求項２、３又は４に記載の表示装置において、電圧を印加する前記手段は、動作中に、第１の行電極にターンオン電圧を印加する一方、前記第１の行電極の選択された交差エリアにおいて、前記可動素子を前記光ガイドと接触させるために、前記第１の行電極と交差する列電極に電圧を同時に印加し、続いて前記ターンオン電圧を第２の行電極に印加する一方、前記第２の行電極の選択された交差エリアにおいて、前記可動素子を前記光ガイドと接触させるために、前記列電極に電圧を同時に印加し、前記第１の行電極における前記電圧が、前記第１の行電極の前記交差エリアにおける前記可動素子を前記光ガイドから分離しない状態にさせる値を持つことを特徴とする表示装置。
【請求項６】
請求項２、３又は４に記載の表示装置において、電圧を印加する前記手段は、動作中に、第１の列電極にターンオン電圧を印加する一方、前記第１の列電極の選択された交差エリアにおいて、前記可動素子を前記光ガイドと接触させるために、前記第１の列電極と交差する行電極に電圧を同時に印加し、続いて前記ターンオン電圧を第２の列電極に印加する一方、前記第２の列電極の選択された交差エリアにおいて、前記可動素子を前記光ガイドと接触させるために、前記第２の列電極と交差する前記第２の行電極に電圧を同時に印加する手段であり、前記第１の列電極における前記電圧が、前記第１の列電極の前記交差エリアにおける前記可動素子を前記光ガイドから分離しない状態にさせる値を持つことを特徴とする表示装置。
【請求項７】
先行する請求項の何れか一項に記載の表示装置において、選択する手段は、動作中に、所与の行又は列電極がアクティブになっている時間の割合は、この割合が前記関連する行及び列電極と前記光ガイドへの光入力部との間の距離が長いほど前記割合が増大するように、前記行又は列電極へ印加する電圧のシーケンスを調整することを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ガイド(light guide)、可動素子及びこの可動素子を光ガイドと局部的に接触させる選択手段を有する表示装置に関し、この選択手段は、行及び列電極と、これら行及び列電極にアドレッシング電圧(addressing voltage)を印加する手段とを有する。
【０００２】
冒頭の段落に述べられた型式の表示装置は、米国特許番号ＵＳ４，１１３，３６０号から公知である。
【０００３】
上記特許において、動作中に光が生成し閉じ込められる（のでこのプレートが光ガイドを形成する）蛍光材質の第１プレートと、第１プレートから幾らか距離をとって置かれる第２プレートと、上記２つのプレート間に薄膜形状の可動素子とを有する表示装置の説明が行われている。前記第１及び第２プレート上のアドレッシング可能電極と、前記可動素子上の電極とに電圧を印加することで、この可動素子が第１プレートと局部的に接触させたり、又はこの接触を中断することを可能にする。透明な接触液体が接触面上に存在する。可動素子が前記第１プレートと接触している場所において、光は前記第１プレートから分離する。これが画像の表示を可能にする。前記可動素子が光ガイドと接触しない場合、可動素子は第２プレートと接触している。
【０００４】
この表示装置が適切に機能するために、一方では、光ガイドと可動素子との間の接触及び中断が正確且つ信頼できるやり方で行われることであるが、他方では、設計が簡単であり、動作するのに多くのエネルギーを必要としないことが重要である。
【０００５】
本発明の目的は、冒頭の段落に述べられた型式の表示装置であって、簡単且つさらに信頼できる装置を提供することである。
【０００６】
これを達成するために、本発明に係る表示装置は、選択手段が事前に印加された電圧又は電極上の電圧に依存して電極に電圧を印加する手段を有する。
【０００７】
既知の装置において、可動素子の位置、すなわちこの可動素子が光ガイドと接触しているかどうかは、印加電圧及び上記電圧のみに依存している。発明者は、可動素子が移動するかどうかという事実は素子に働く力に依存するということを理解した。可動素子に働くこの力は、印加電圧だけでなく、前記素子に働く他の力及び電極に対する可動素子の位置にも依存する。このような位置は、素子のヒストリー、すなわち事前に印加された電圧及び位置にも依存する。可動素子に働く電気的な力は、可動素子と電極との間の距離に非線形依存である。力と距離との間の非線形な関係により、この装置はメモリ効果を示す。可動素子が前記電極の１つの近くにあるとき、これら電極間の比較的大きな電圧差のみが前記素子を他の電極へと移動可能にする。しかしながら、これは、可動素子が一旦ある位置にあり、この印加された電圧が変化しても、可動素子が他の電極へ移動されるような大きさまでこの電圧が変化しないならば、可動素子は上記位置のままであることも意味している。この装置は「メモリ効果」を示すので、すなわち可動素子が移動するかどうかを決定する、印加された瞬時電圧だけでなく、事前に印加された電圧によっても決定される。この見識を用いる場合、１つ又は多くの利点が得られる。この装置を簡単にする及び／又はこの装置に印加されるアドレッシング電圧を簡単にする及び／又は必要とされるエネルギーを低くする及び／又はこの装置の信頼性を高めることができる。さらに、説明されるようにグレーレベルを作ることもできる。
【０００８】
本発明に係る装置の好ましい実施例は、アドレッシング電圧を印加する手段が動作中に、下方値及び上方値を持つ第１の組の電圧を行電極へ、下方値及び上方値を持つ第２の組の電圧を交差エリアにおいて前記行電極と交差する列電極へ印加し、前記装置は、下方値を行電極へ、上方値を列電極へ、若しくはその逆への同時印加のみが前記交差エリアにおける可動素子の位置を変化させるようなやり方で配されていることを特徴とする。
【０００９】
代わりに、本発明に係る装置の好ましい実施例は、電圧を印加する手段が動作中に、下方値及び上方値を持つ第１の組の電圧を列電極へ、下方値及び上方値を持つ第２の組の電圧を交差エリアにおいて前記列電極と交差する行電極へ印加し、前記装置は、下方値を列電極へ、上方値を行電極へ、若しくはその逆への同時印加のみが前記交差エリアにおける可動素子の位置を変化させるようなやり方で配されていることを特徴とする。
【００１０】
これら実施例において、１つの電極（行又は列）だけの上方値又は下方値の印加では、関連する行及び列電極の交差エリアにおいて可動素子を活性化しない。前記電極の１つに下方値及び他の電極に上方値若しくは反対を同時に印加することだけが前記交差エリアにおいて素子を活性化する。前記可動素子を活性化することは、この方策により非常に信頼できるものとなる。印加電圧の小さなずれが不注意に素子をスイッチしない。基本的に、この記載において更に説明されるように、行及び列電極上の２つのオン（ｏｎ）信号の同時印加が、それがオフ（ｏｆｆ）であるときにはピクセルをオンにし、行及び列電極上の２つのオフ信号の同時印加が、それがオンであるときにはピクセルをオフにするだけである。
【００１１】
好ましくは、電圧を印加する手段は、動作中に、ターンオンアドレッシング電圧(turn-on addressing voltage)を行電極に印加する一方、列電極の選択された交差エリアにおいて、可動素子を光ガイドと接触させるために、前記第１電極と交差する多数の列電極にアドレッシング電圧を同時に印加し、続いて前記ターンオンアドレッシング電圧を第２列電極に印加する一方、前記第２電極の選択された交差エリアにおいて、可動素子を光ガイドと接触させるために、前記第１及び第２行電極と交差する多数の列電極にアドレッシング電圧を同時に印加し、前記第１行電極における電圧は、前記第１行電極の交差エリアにおける可動素子の位置が変化しないように、前記ターンオンアドレッシング電圧とターンオフアドレッシング電圧(turn-off addressing voltage)との間にある。
【００１２】
代わりに、電圧を印加する手段は、動作中に、第１列電極にターンオンアドレッシング電圧を印加する一方、前記第１列電極の選択された交差エリアにおいて、可動素子を光ガイドと接触させるために、前記第１列電極と交差する多数の行電極にアドレッシング電圧を同時に印加し、続いて前記ターンオン電圧を第２列電極に印加する一方、前記第２列電極の選択された交差エリアにおいて、可動素子を光ガイドと接触させるために、前記第１及び第２列電極と交差する多数の行電極に電圧を同時に印加し、第１列電極における電圧は、前記第１列電極の交差エリアにおける可動素子の位置が変化しないように、前記ターンオンアドレッシング電圧とターンオフアドレッシング電圧との間にある。
【００１３】
ターンオンアドレッシング電圧は、交差する電極において、与えられた（ターンオン）電圧と組み合わされるとき、この交差エリアにおいて可動素子を光ガイドと接触させる電圧値を意味すると理解される。
【００１４】
同様に、ターンオフアドレッシング電圧は、交差する電極において、与えられたターンオフ電圧と組み合わされるとき、この交差エリアにおいて可動素子を光ガイドから離す電圧値を意味すると理解される。
【００１５】
これら実施例は、以下の認識に基づいている。
【００１６】
第１の行又は列電極にオン信号（ターンオン電圧）が供給され、交差する電極の組にオン及びオフ信号（「オフ」とは「オンではない」こと）が供給されるとき、電極が交差し、両方ともｏｎ信号を担持するエリアに対応するこれらピクセルのみがオンされるであろう。よって画素の第１ラインが形成される。
【００１７】
この工程は、その後、第２（行又は列）電極に対し、画素のラインを形成するために繰り返される。しかしながら、第１の行又は列電極における電圧は、オンの値とオフとの値との間の値にされてしまう。これは、画素の第１ラインが可視、すなわちオンのままとなり、前記ラインの情報が保持される。それの最も簡単な形態では、画素の２つのラインがこのやり方で形成される。この配列は２ライン以上に拡張できることは明らかである。
【００１８】
大きな利点は、画素の第２ライン（又は第３ライン等）が形成される間、画素の第１ライン（又は第２ライン等）がオンのままでいることである。光の全体の強度は、これによって、（例えば古いＣＲＴにおいて）画素（又はピクセル）の１つのラインだけがどんなときにでも活性化（オン）されている構成と比較してかなり増大する。
【００１９】
これは、マルチライン操作、すなわち１つ以上のライン（マルチライン）が同時にアクティブとなることを許容する。画素のライン（ビデオ情報）は、列又は行に書き込まれる。これはグレーレベルを作ることも許容する。
【００２０】
好ましくは、選択する手段は、動作中に、既定の行又は列電極がアクティブとなる時間の割合が全ての行又は列電極に対しほぼ一様（おおよそ５０％内）であるが、行又は列電極と光ガイドに対し最も近い光の入力との間の距離に依存して、この装置にわたる変化を示すような電圧の配列を供給する一方、既定の行又は列電極がアクティブとなる時間の割合は、最も近い光の入力部への距離が増大するように増大する。光ガイドは光の吸収を示す。これは表示器により放射される光の減少する一様性の原因となる。行又は列電極がアクティブとなる時間の割合を増大させることによって、この効果は、前記装置によって表示される画像における一様性を増大させるのを中和することができる。
【００２１】
行又は列電極は、ターンオン電圧が前記行又は列電極に供給され、ターンオフ電圧が前記行又は列電極に供給されるまでの時間の間はアクティブとなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明のこれら及び他の特徴を以下に説明される実施例から明らかであり、これらの実施例を参照して説明される。
【００２３】
これら図は、概略的であり一定の比率で描かれていない、通常同じ参照番号は、同じ部分を参照している。
【００２４】
図１は、本発明に係る表示装置１を概略的に示す。このような表示装置は、光ガイド２、可動素子３及び第２プレート４を有する。電極システム５及び６は、前記可動素子３に面している、前記光ガイド２及び第２プレート４の対向面(facing surface)上にそれぞれ配されている。本実施例において、前記光ガイドは、光ガイドプレートにより形成されている。電極５及び６は、好ましくは９０度の角度で互いに交差する２組の電極を形成する。動作中に前記電極と可動素子とに電圧を印加することで電極５、６と可動素子３との間に電位差を局部的に発生させることにより、この可動素子に局部的に力が及ぼされ、これは前記可動素子を光ガイド又はプレート４に引き寄せる。この表示装置は更に、光源９及び反射器１０を有する。光ガイド２は、ランプにより発生した光がこの光ガイド２へ連結される光入力部１１を有する。この装置に依存するランプは、白色光又はどんな色の光も放出してもよい。２つ以上の光が存在する、例えばランプを装置の２つの側又は各々の側上に存在させることも可能である。白色光表示器を形成するために異なる色のランプを連続して用いることも可能である。図２に示されるような状況が起きない限り、前記光は光ガイドの内側を航行し、内部反射によってこの光ガイドから漏れることはない。図２は、光ガイド２に接触している可動素子３を示す。この状態において、光の一部がこの可動素子に入り込む。この可動素子が光を散乱させるので、この光は表示装置から離れる。両側又は一方の側においてこの光が放出する。図２において、これは矢印を用いて示されている。実施例において、表示装置は色決定素子２０を有する。これら素子は、例えば特定の色（赤、緑、青等）の光を透過させる色フィルタ素子でもよい。好ましい実施例において、ＵＶランプを使用し、ＵＶ光が前記光ガイドに入り、この光ガイドから離れ、燐光素子に入射する。前記ＵＶ光により励起されたこの燐光素子は色の付いた光を放射する。ＵＶ光及び燐光素子の使用が表示装置の効率を増大させる。
【００２５】
図３Ａは、図１に示された表示装置の更なる細部を示している。可動素子３はスペーサ(spacer)１２及び１３の組を用いて光ガイド２と第２プレート４との間に位置決めされる。電極５及び６は、可動素子３と前記電極との間に直接の電気接触を防ぐために、絶縁層１０及び１１により被覆される。前記電極及び可動素子に電圧を印加することにより、可動素子を光ガイド２上の電極５に押しつける電気的な力Ｆが発生する。この電極５は透明である。前記可動素子と光ガイドとの間の接触がこの光ガイドから光を離れさせ、この接触する場所に可動素子を入力する。この可動素子において光が散乱し、この光の一部が透明電極５及び光ガイド２を通り表示装置から離れ、一部がプレート４を通り離れていく。図３Ｂに示されるように不透明な電極が使用される場合、これら電極は、光ガイド２と可動素子３との間の光学的接触が起きる場所の隣に設けられるべきである。一方向の光の出力を増大させる１組の透明電極及び他が反射する電極を用いることも可能である。図３Ｂにおいて、２つの電極を有する実施例が示されている。これは、多数の電極が製造されなければならず、よって費用の増大及び画像のエラーのより高い危険性の原因となってしまうという欠点がある。示される電極の一方のみを使用することは、より高い電圧を必要とするこれら電極の各々がより大きな力を発生させなければならず、この力が非対称に及ぼされるという欠点がある。
【００２６】
図４は、図１に示される表示装置の実施例の平面図である。
【００２７】
電極５及び６はマトリックス構造を形成する。選択手段を有する制御ユニット１７から、選択信号（電圧）が接点１５及び１６を介して電極５及び６に供給される。この選択信号の組は、電極５及び６上の電位Ｖ５及びＶ６の組を決定し、これら電極は好ましくは絶縁層で被覆されている。更に電圧Ｖ３は、前記可動素子３に印加される。電極５及び６並びに素子３に適切な電位差を与えることにより、前記可動素子は、動作中に、電極５及び６の選択された交差点の場所において電極５及び６から及びこれら電極へ活性化される。電極５は、列電極、すなわち長方形表示器の短軸方向に延在する電極を形成する一方、電極６は、行又はライン電極、すなわち長方形表示器の長軸方向に延在する電極を形成する。
【００２８】
図５Ａ及び図５Ｂは、図３Ａに示される装置の一部をより詳細に示している。
【００２９】
前記電極と可動素子との間の電位差によってこの可動素子に局部的に及ぼされる力は、この電位差、前記電極と可動素子との間の距離及び前記電極の表面エリアの大きさに左右される。この可動素子はこれらの力により活性化される。２つの電極間（又は電極と可動素子との間）に起こる静電力Ｆは、静電荷がないので、ほぼ
Ｆ＝１／２ε０（Ｖ／（ｄ＋Σｄｉ／εｉ））２・Ｓ
となる。ここでＦは前記力であり、Ｖは素子３と電極５又は６との間の電位差であり、ｄは素子３の面に対向する外側と電極５又は６との間の距離であり、ｄｉは、前記電極及び／又は素子３上の何れかの層（例えば図５Ａにおける層５１、５２、５３及び５４）の厚さであり、εｉは上記層に対する誘電率であり、Ｓは前記電極の表面エリアである。他の力が働かない場合、約１０から１００Ｖのスイッチング電圧が可動素子をスイッチする、すなわち可動素子に光ガイドと局部的に接触させる又は光ガイドとの接触を中断させるのに使用される。
【００３０】
実際に、２つの静電力は、各素子に作用し、一方の力（Ｆ１）は、他にもあるが素子３と電極５との間の電位の差（Ｖ３−Ｖ５）及び素子３と電極５との間の距離に依存し、一方の力（Ｆ２）は、素子３と電極６との間の電位の差（Ｖ３−Ｖ６）及び素子３と電極６との距離に依存する。
【００３１】
図５Ａの素子３に作用する全体の静電力は、
Ｆｔｏｔａｌ＝Ｆ１−Ｆ２＝
Ｃ（（Ｖ３−Ｖ５）２／（ｄ５２／ε５２＋ｄ５３／ε５３）２−（Ｖ３−Ｖ６）２／（ｄ＋ｄ５１／ε５１＋ｄ５４／ε５４）２）
ここでＣは定数である。
【００３２】
前記静電力の全体の大きさ及び方向に依存して、素子３は活性化されるか活性化されず、すなわち動くか又は動かない。可動素子３に作用する全体の静電力は、
（Ｖ３−Ｖ５）２／（ｄ５２／ε５２＋ｄ５３／ε５３）２＝（Ｖ３−Ｖ６）２／（ｄ＋ｄ５１／ε５１＋ｄ５４／ε５４）２
という上記式が成り立つとき、符号を変化（よって、素子へ向かう力から斥力(repulseive force)へ変化）させるだろう。図５に示される状態において他の力（例えば弾性力）が働かないので、Ｖ３−Ｖ６は、可動素子を活性化させるためにＶ３−Ｖ５よりも（因子（ｄ＋ｄ５２／ε５２＋ｄ５３／ε５３）２／（ｄ５１／ε５１＋ｄ５４／ε５４）２によって）大きくなければならない。同様に、可動素子３が上方の位置、すなわち電極６に近接しているとき、Ｖ３−Ｖ５は、前記素子を移動するために、Ｖ３−Ｖ６よりも大きな因子（ｄ＋ｄ５２／ε５２＋ｄ５３／ε５３）２／（ｄ５１／ε５１＋ｄ５４／ε５４）２とならなければならない。これは、可動素子３が活性化されるかどうかという事実は、印加される電圧だけでなく、前記電極に対する可動素子の位置にも依存し、このような位置は、事前に印加される電圧、すなわち素子のヒストリーにも依存することを意味する。従ってメモリ効果が起こる。図５Ｂは、層５１及び５２が存在しない実施例を示す。
【００３３】
本発明は、このメモリ効果が存在するという認識に基づいている。
【００３４】
図６Ａ及び図６Ｂは、このメモリ効果を説明している。図６Ａは、ｔ＝０において、可動素子３は電極６から距離ｄ１離れてこの電極６に近接している。光が可動素子から離れない、すなわちピクセルがオフ（ｏｆｆ）となる。この可動素子は、比較的大きな距離ｄ２＋ｄ３にわたり電極５から離れる。ｔ＝ｔ１において、可動素子３と電極６との間の電圧の差を減少させ、可動素子３と電極５との間の電圧差を増大させるパルスが電極５及び６に印加される。このパルスは、例えば、ｄ１／ε１×（Ｖ３−Ｖ６）＞（ｄ２＋ｄ２／ε３）×（Ｖ３−Ｖ５）である。
【００３５】
これは、図６の右側に示されるような位置に可動素子を移動させるだろう。この可動素子がプレート２と接触し、よって光が光ガイドから引き出され、散乱する、すなわち言い換えると、表示器の関連するピクセルがオン（ｏｎ）になる。ｔ１＜ｔ＜ｔ２において、電極の電圧は０に維持されるのに対し、素子の位置はｔ１でのパルス後のまま維持される。電極５及び６に電圧が印加されなくても、このようにピクセルはオンのままでいる。電極５と可動素子３との間の電圧の差を減少させ、電極６と可動素子３との間の電圧差を増大させる時間ｔ２におけるパルスがピクセルをオフにする素子の最初の位置にこの可動素子を戻すだろう。図６Ｂは、前記メモリ効果の重要な特徴を示す。この図において、ｔ＝ｔ１でパルスが素子３と電極６との間の電圧差を減少させる電極６に与えられる。電極５にはパルスが与えられない。しかしながら、電圧差Ｖ３−Ｖ６に関する減少は、前記可動素子を移動するのに十分な大きさではない。それ故に関連するピクセルがオフのままとなる。ｔ＝ｔ３において、Ｖ５に負のパルスが与えられる。しかしながら、再びこの印加電圧が前記素子を移動させないので、関連するピクセルはオフのままとなる。故に、両方の電極５及び６におけるオンパルスの同時印加が交差する点において素子をオンの位置にスイッチするだけだろう。
【００３６】
図７Ａ及び７Ｂは、本発明の他の実施例を概略的に示す。この実施例において、可動素子７１は、柔軟性素子から又はこの素子によって形成され、この柔軟性素子は、導通し電極６と電気的に接触するか、電極５に面する素子の表面７２上に電極６を設けるかである。この実施例において、「可動」とは、素子が厚さに関して増大するという意味である。ｔ＝０において、電圧差Ｖ６−Ｖ５（図７Ａ）が印加される。この電圧差は、引きつける静電力と相反する弾性力とが釣り合っているような大きさを有する。この弾性力は伸びΔｘに依存する。
【００３７】
従って、静電力Ｆ１は、表面７２を電極５に引きつける一方、反対に作用する弾性力Ｆ２は、表面７２を反対方向に引込ませる。前記力Ｆ１は前記伸びΔｘに非線形依存するという事実によって、メモリ効果が得られる。
【００３８】
ｔ＝０において、電圧差Ｖ６−Ｖ５は、可動素子が小さな伸びを示すが、絶縁層６１から離れてしまうような値（Ｖｓ）に等しい。よってピクセルはオフとなる。大きなパルスＶｐが電極５と６との間に与えられる。静電力がこれにより増大するので、可動素子は伸び、表面７２が層６２に接触するのでピクセルがオンとなる。その後（ｔ１＜ｔ＜ｔ２）前記電圧差が本来の値Ｖｓに減少したとしても、可動素子は「伸びた」すなわち「オン」の状態のままとなる。ｔ＝ｔ２において、減少した電圧パルスＶｐ’が与えられたとき、弾性力が前記引きつける静電力よりも大きくなり、前記可動素子は最初の位置に戻される。この可動素子の位置が電極間の電圧の実際の値に依存するだけでなく、事前に印加された電圧にも依存するので、可動素子はよってメモリ効果を示す。図７Ｂは、ｔ＝ｔ１において、電極６のみにパルスが与えられるので、電圧はＶｐ’まで減少し、その値はＶｓよりも大きいがＶｐよりかは小さい状態を説明している。ｔ＝ｔ１とｔ＝ｔ２との間において、電極５に２つのパルスが与えられる、すなわち電圧差をＶｐ”に減少させる正のパルス及び電圧差をＶｐ’に増大させる負のパルスが与えられる。図は、本実施例におけるＶ６が上方値Ｖ６ｈ、中間値Ｖ６ｍ及び下方値Ｖ６ｌである３つの異なる値を有する。同様に、本実施例におけるＶ５が上方値Ｖ５ｈ、中間値Ｖ５ｍ及び下方値Ｖ５ｌである３つの異なる値を有する。
【００３９】
図８は、力Ｆ１及びＦ２が伸びΔｘの関数及び（Ｆ１に対しては）印加される電圧の関数として表されるグラフを用いてメモリ効果を説明する。図は、力Ｆ２が伸びΔｘに線形依存し、静電力はこの伸びΔｘに非線形依存であることを示している。これはメモリ効果を許容する非線形依存である。Ｆ１がＦ２よりも大きいとき、前記素子は伸ばされ、表面７２が電極５へ移動する。Ｆ１がＦ２よりも小さいとき、表面７２は電極５から離れるように移動する。Ｖ＝Ｖｐに対して図８が示すように、静電力Ｆ１は、Δｘの全ての値に対し弾性力よりも大きい。これは、静電力の方が常に大きく、伸びは可動素子が図８において点Ｂにより表される層６２と接触するまで増大するので、このような高い電圧差を与えることが常にピクセルをオンにすることを意味する。小さい電圧差Ｖｐ’は、図８においてＡ’で表される非常に低い伸びが無かったら、静電力が弾性力より常に小さくなることを意味している。従って、このような電圧差を与えることは、常にピクセルをオフにする。電圧差＜Ｖｐに対し、この状態は以下のようである。ピクセルがオフの位置にある場合、それはオフのままとなる。せいぜい伸びがＡ’により表される状態へわずかに増大するかわずかに減少するかであり、この伸びは点Ｂまでは増大しない。ピクセルがオン（図８において点Ｂ）である場合、このピクセルは、これら状態において、静電力が弾性力よりも常に大きくなるので、Ｖ＞Ｖｐ’である限りオンのままである。従って、可動装置の位置は、印加電圧それ自体だけでなく、前記可動素子の位置及び故に事前に印加された電圧にも依存する。本発明に係る装置において、選択手段は、事前に印加された電圧又は電極上の電圧に依存して前記電極に電圧を印加する手段を有する。
【００４０】
表１は、電極５（Ｖ５）及び電極６（Ｖ６）に印加される電圧の関数とする電圧差に関する値と、（ピクセルがオン又はオフになる）後続するアクションとを示す。この表は図６Ａ、６Ｂ及び７Ａ、７Ｂに示される両方の実施例に対し適応される。
【表１】
0004650854.tif 000002
表１は、Ｖ５又はＶ６の一方がそれぞれＶ５ｍ又はＶ６ｍである、すなわち「保持信号」が両方の電極に与えられる場合、何らアクションは起こらないことを明らかにしている。「オン信号」の同時印加は、ピクセルをオンにする一方、「オフ信号」の同時印加は、ピクセルをオフにする。これらアクションに関連がある限り、この表は以下の表２に簡素化されている。（電極５に印加される３つの異なる電圧の代わりに、２つ異なる電圧Ｖ５ｈ及びＶ５ｌのみが同じ結果を持つような電極５に印加されることも意味するのに注意されたい）。
【表２】
0004650854.tif 000003
表２は、Ｖ６＝Ｖ６ｍのとき、Ｖ５の値が何であろうともピクセルの状態が保持されることを示している。オフであるピクセルはオフのままとなり、オンであるピクセルはオンのままとなる。説明の残りは、Ｖ６ｍをＶ６ｈｏｌｄとしてすなわち、各ピクセルの状態が保持される、すなわち変化しない値として記載され、Ｖ６ｈをＶ６ｏｎとしてすなわち、Ｖ５に対する値がＶ５ｌであるならばピクセルがオンになるＶ６に関する値として記載され、Ｖ６ｌをＶ６ｏｆｆとしてすなわち、Ｖ５に対する値がＶ５ｈであるならばピクセルがオフになるＶ６に関する値として記載される。
【００４１】
表２の配列(scheme)が表１に示される配列よりも簡単なので、それは本発明の好ましい実施例を説明する、すなわち電圧の組の一つは、（実際に、小さなずれがもちろん供給電圧に起こったとしても）上方値及び下方値の２つの値のみを有し、他方の組は下方値、中間値及び上方値の３つの値を有することである。
【００４２】
上述されるようなメモリ効果の重要な特徴は、マルチラインアドレッシング(multi-line addressing)が与えられることである。
【００４３】
図９は、マルチラインアドレッシングを概略的に説明する。
【００４４】
ｔ＝０において、Ｖ６に対する全ての値は、Ｖ６ｏｆｆに等しくなり、Ｖ５に対する全ての値は、Ｖ５ｏｆｆに等しくなる。これら電極の全ての交差点、すなわち全ての画素において、可動素子は光ガイドと接触されていない。従って光は放射されない。ｔ＝ｔ１において、最上部の行電極、すなわちＶ６上の電圧は、Ｖ６ｏｎに変化する。ビデオ信号が列電極Ｖ５、Ｖ５’、Ｖ５”等に与えられる。幾つかの列電極がオン電圧Ｖ５ｌ（Ｖ５ｏｎ）が供給される一方、他の列電極はオフ電圧Ｖ５ｈ（Ｖ５ｏｆｆ）が供給される。Ｖ５ｏｎが供給された列電極と最上部の行電極との交差エリアにおいて、可動素子は光ガイドと接触し、光が散乱される。他の交差エリアにおいて光は放射されない。結果的に、最上部から２番目の行電極（Ｖ６’）は、電圧Ｖ６ｏｎが供給される一方、最上部の行電極上の電圧は、Ｖ６ｈｏｌｄに変化する。列電極は、画像の第２ラインに対応するビデオ情報を供給する。画素のこの第２ラインが形成される一方、スイッチをオンにする第１ラインのピクセルは、未だ光を放射している。次に、第３の行電極が「アクティブ」となる、すなわちＶ６ｏｎが供給される一方、第１及び第２の行電極は電圧Ｖ６ｈｏｌｄで保持、すなわちアクティブのままでいる。更なる説明において、情報がラインに書き込まれる工程は、「メイドアクティブ(made active)」、「アクチベーション(activation)」又は「スイッチング(switching)」と呼ばれ、ラインが活性化されたとき、上記ラインは、それがブランクになるまで「アクティブ」と呼ばれる。画素の第３のラインが形成(made active)されるとき、最初の２つのラインいまだ放射(active)している。簡単な配列において、この工程は、Ｎ個のラインが書かれるまで繰り返され、このＮ個のラインの１つがブランクとなり、Ｎ＋１番目のラインがスイッチされる。その後、Ｎ個のラインの他の１つがブランクとなり、Ｎ＋２番目のラインがスイッチされる。本実施例において、画像がライン毎に形成され、これらラインが上から下へ活性化されても、ラインのアクチベーションの如何なる配列に使用されてもよいことが明らかである。例えば、後続して、１番目、６番目、１１番目、２番目、７番目及び１２番目のライン等が活性化される配列も可能である。これは、前記ラインに対応する電極にオフ電圧を供給し、同時に前記電極と交差する全ての電極にオフ信号を供給することで行われる。
【００４５】
画素におけるグレースケールは、各交差エリアが光を放出する時間の割合を調整すること（デューティーサイクル変調）で行われる。
【００４６】
多くの又は更に全てのラインが少しの時間アクティブになったとしても、１つのラインだけがどこかの時間に（アクティブ又はブランクに）スイッチされる。
【００４７】
図１０は、このことを説明している。この図の上半分のジグザグのラインは、第１ラインに供給される電圧を説明している。ｔ＝０において、電圧Ｖｏｎが行電極６に供給される。これは、前記行電極に対応するラインを活性化する。同時に、ビデオ情報（すなわち、ピクセルをオンにすべきこれら交差エリアに対する電圧Ｖｏｎ）は、前記電極と交差する列電極に供給される。ｔ＝ｔ１において、電極に電圧Ｖｏｆｆが供給され、同時にこの電極と交差する全ての電極に電圧Ｖｏｆｆが供給される。これは前記ラインをブランクにする。このブランク化は、時間τｓかかる。短い待ち時間τｄの後、前記ラインは再び活性化される。前記ビデオ情報は、関連するライン電極と交差する各電極に対し変化可能である。従って、最初の時間はピクセルを１つにでき、２番目の時間τ２はオフで、３番目の時間τ４はオン等にする。８ビットのグレースケールに対し、完全なサイクルは、例えば長さが２、４、８、１６、３２、６４及び１２８τの８つの副期間及びτｓ＋τｄ＋τｓかかるオフ−オンシーケンスにより分離される２つの副期間を有する。各サイクルに要する合計時間は（１＋２＋４＋８＋１６＋３２＋６４＋１２８）（＝２５５）τ＋８（２τｓ＋τｄ）である。どこかの時間で、１つだけのラインがスイッチ（活性化又は不活性化）されてもよく、８（２τｓ＋τｄ）は、前記ライン時間よりも小さくしなければならない。
【００４８】
図１０の下半分は、第１電極１，第２電極２及び第３電極３に対する時間スロットにより、これら３つの電極に電圧を供給する２つの異なる配列を示している。矢印で表される３つのアクティブラインに対するこれらの配列は、ａ（アクチベーション）とｄ（非アクチベーション）との間の時間期間が幾つか存在することを示している。これら時間期間において、ラインはスイッチされない。
【００４９】
前記光ガイドにおいて光の吸収は起きない。時間τｄ又は矢印で示される時間期間を調整することにより、ラインがアクティブになる時間の割合を調整することが可能となる。本発明の好ましい実施例において、時間τｄ及び／又は矢印で示される時間期間の数は、光が入力する幾らか離れたところよりも大きくなる。このやり方において、光の入力部付近に光が放射される時間の割合は、この光の入力部からよりも短い距離である。しかしながら、前記光ガイドにおける吸収により、光の強度は光の入力部付近が最も強いので、バッファの一様性が得られる。
【００５０】
要するに、本発明は、以下のように説明される。
【００５１】
表示装置は、行（５）及び列（６）電極と、可動素子（３）と、前記電極に電圧を供給する手段（１７）とを有する。この手段は、動作中に、上記電圧（Ｖ５ｏｎ、Ｖ５ｏｆｆ、Ｖ６ｏｎ、Ｖ６ｏｆｆ、Ｖ６ｈｏｌｄ）を前記可動素子のメモリ効果を使用する電極に供給する。更に特定すると、電極は、動作中に、オン電圧（Ｖ５ｏｎ、Ｖ６ｏｎ）、オフ電圧（Ｖ５ｏｆｆ、Ｖ６ｏｆｆ）及びホールド電圧（Ｖ６ｈｏｌｄ）を供給する。オン電圧の同時印加は、関連する電極の交差エリアにおいてピクセルをオンにする一方オフ電圧の同時印加は、ピクセルをオフにする。前記電極の１つへのホールド電圧の印加は、ピクセルの状態を保存する。表示装置のマルチラインアドレッシングがこれによって可能となる。重要な特徴は、グレーレベルが形成可能なことである。
【００５２】
添付された請求の範囲から外れることなく本発明の範囲内において多くの変形が可能であることが明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、本発明に係る表示装置の断面図である。
【図２】  図２は、図１に示される表示装置の詳細を示す。
【図３Ａ】  図３Ａは、図１に示される表示装置の実施例の更なる詳細を示す。
【図３Ｂ】  図３Ｂは、図１に示される表示装置の実施例の更なる詳細を示す。
【図４】  図４は、図１に示される表示装置の平面図である。
【図５Ａ】  図５Ａは、本発明に従う表示装置の実施例を示す。
【図５Ｂ】  図５Ｂは、本発明に従う表示装置の実施例を示す。
【図６Ａ】  図６Ａは、本発明の実施例に従う装置におけるメモリ効果と、それの使用方法とを概略的に説明する。
【図６Ｂ】  図６Ｂは、本発明の実施例に従う装置におけるメモリ効果と、それの使用方法とを概略的に説明する。
【図７Ａ】  図７Ａは、本発明の他の実施例に係る装置におけるメモリ効果を概略的に説明する。
【図７Ｂ】  図７Ｂは、本発明の他の実施例に係る装置におけるメモリ効果を概略的に説明する
【図８】  図８は、前記メモリ効果をさらに説明するために、図７の可動素子の位置をグラフで示す。
【図９】  図９は、画像を形成するのに用いられるマトリックス構造を概略的に示す。
【図１０】  図１０は、グレーレベルを生成させるために可能なアドレッシング配列を概略的に説明する。
【符号の説明】
１  表示装置
２  光ガイド
３  可動素子
４  第２プレート
５、６  電極
９  光源
【図１】
0004650854.tif 000004
【図２】
0004650854.tif 000005
【図３Ａ】
0004650854.tif 000006
【図３Ｂ】
0004650854.tif 000007
【図４】
0004650854.tif 000008
【図５Ａ】
0004650854.tif 000009
【図５Ｂ】
0004650854.tif 000010
【図６Ａ】
0004650854.tif 000011
【図６Ｂ】
0004650854.tif 000012
【図７Ａ】
0004650854.tif 000013
【図７Ｂ】
0004650854.tif 000014
【図８】
0004650854.tif 000015
【図９】
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【図１０】
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