JPH08271933A

JPH08271933A - 可動フィルム型表示装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH08271933A
Application number: JP7268395A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Sugawara; 淳菅原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1996-10-18
Anticipated expiration: 2022-06-13
Also published as: JP3929510B2

Abstract

(57)【要約】【目的】反射輝度が高く低消費電力な可動フィルム型表
示装置を提供することを目的とする。【構成】固定部である白色板５の上にシアン・マゼンダ
・イエローの透明なフィルム１４、１５、１６があり、
この３層フィルムを表示部６として持つ片持ち梁状可動
フィルム１がある。可動フィルム１の一端は基板に固定
されている。この可動フィルム１上の可動電極部２は固
定駆動電極３との間に電位差を持ち、静電力によって動
くことができる。これによって任意の情報を表示するこ
とができる。可動フィルム１と固定駆動電極３を、格子
状に配列させればマトリックス表示ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は全く新奇な構造を有する
可動式フィルム型表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯情報機器に用いられるディスプレイ
は、薄型・軽量で低消費電力なものが望まれている。従
来、薄型ディスプレイとして、液晶ディスプレイ（ＬＣ
Ｄ）、プラズマディスプレイ、フラットＣＲＴ等が知ら
れている。このうちでは、消費電力などを考えるとＬＣ
Ｄが最も適しており、実用化されている。

【０００３】ＬＣＤのうち、ディスプレイの表示面を直
接見るようにしたものを直視型という。直視型のＬＣＤ
には背面に蛍光ランプなどの光源を組み込む透過型と周
囲光を利用する反射型とがある。このうち前者はバック
ライトが必要なので、低消費電力化には不向きである。
従って携帯情報機器のディスプレイとしては後者の反射
型が最も普及している。

【０００４】反射型ＬＣＤには、ＥＣＢ（Electrically
Controlled Birefrigence）モード、ＧＨ（Guest
Host）モード、ＴＮ（Twisted Nematic)モードなどを用
いる。ＥＣＢモードやＴＮモードを用いる場合には偏光
板が必要である。偏光板は光の透過率が４０％程度なの
で光の利用効率が悪くなってしまう。

【０００５】またＧＨモードを用いる場合には偏光板は
不要であるが、フルカラー表示をするためには透過率８
０％程度の単色の液晶セルを３層以上重ねる必要があ
る。それゆえ光の利用効率はあまり高くはならず、カラ
ーの表示装置としては反射率５０％程度でペーパーホワ
イトの表示はできない。

【０００６】またカラー表示をする場合、ＥＣＢモード
やＧＨモードを用いるとカラーフィルターは必要ない
が、色再現能力が低く、視角依存性が大きい。ＴＮモー
ドを用いる場合にはカラーフィルターで色を付けるが、
反射型なので、光の利用効率が約１／３となり暗くなっ
てしまう。

【０００７】これに加えて、これらに於いてはスイッチ
としてＴＦＴ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏ
ｒ）やＴＦＤ（ＴｈｉｎＦｉｌｍＤｉｏｄｅ）など
を設けるので開口率が低くなってしまう。

【０００８】光の利用効率が低く、開口率が低いと反射
輝度が低下してしまい画面が暗いものとなる。ところ
で、反射型ＬＣＤでも消費電力はゼロにはならない。こ
れは、液晶分子に直流電圧を加えると、その劣化が心配
されるので、たとえ静止画表示時でも、６０Ｈｚ以上の
交流電圧駆動するからである。消費電力はこの周波数に
比例する。一方、表示装置の大きさを問わないとする
ならば、低消費電力という観点から、大型掲示板などに
用いられている機械式マトリックス表示装置などが有望
である。これは機械式なので静止画表示の時は電力を消
費しない。すなわち一旦動作が止まると、そのまま動か
ないのでいわば不揮発性メモリーの効果を持っている。
それゆえ消費電力ゼロである。

【０００９】最も一般に普及している機械式マトリック
ス表示装置として、一画素が一辺数センチ程度の立方体
で構成されており、その４面に４種の色を付け、残りの
２面を軸として回転させる方式がある。この方式は駅前
広場などでよく見かけることが出来る。しかしこの方式
の欠点は、４色しか表示できないということである。

【００１０】この解決策として、特開昭56-150786 （権
利抹消）に示されたように、画素を立方体ではなくペレ
ット（板）状にし、複数の色のペレットを複数重ね、さ
らにこれらを階段状に重ねた画面にすることにより、４
色以上の表示をする方法がある。だだし、この構造を具
体化するのは難しく、未だ実現化していない。

【００１１】これらは構造が複雑なので、小型表示装置
には不向きであるいわれており、主に看板や広場の掲示
板のような大型表示板を対象としたものである。その駆
動力も電磁モーターや電磁ソレノイドを用いていて、小
型には限界がある。それゆえ携帯端末のための小型で低
消費電力の表示装置としては不向きである。

【００１２】電磁モーターや電磁ソレノイドなどの電磁
力が、小型で低消費電力の表示装置として不向きである
理由は、電磁力が電流とコイルの巻き数に比例するから
である。電流を流す必要があるということはすなわち電
力を消費するということであり（ただし静止画では前述
の理由で電力を消費しない）、またコイルを巻くという
ことは小型化には不利であるということになる。

【００１３】これに対して、静電力は小型低消費電力に
向いている。静電力とは簡単に説明すると、コンデンサ
ーの電極間に働く力である。コンデンサーであるので電
流はほんの一瞬流れるだけで、ほとんど電力を消費しな
い。また、コイルを巻く必要がないので、小型化に有利
である。

【００１４】このような静電力を利用した表示装置は既
にあり（日経エレクトロニクス、１９７７年１２月１２
日号３８頁）、大型表示板としてはすでに商品化されて
いる。この構造は図３２に示すように、電極のついた箔
を固定された電極との間で、静電力によって動かし、２
色の色を表示できるようになっている。すなわち、箔の
裏表に異なる色を塗布しておき、また、固定電極の方に
も色を塗布しておき、箔を動かすことによって２色の表
示をする。箔の片面および固定電極の一方をアルミ薄膜
による鏡面にしておいてもよい。

【００１５】しかし、この表示装置は基本的に２色、あ
るいは箔を２枚にすることにより３色の表示をすること
しかできない。これではフルカラー表示をすることはで
きない。たとえば、３色として赤青緑を選んだとする。
この場合画面全体に白、黒、黄色、あるいはその他の色
を表示することはできない。これは反射型表示装置にお
いてフルカラー化が難しい理由である。ブラウン管のよ
うに発光型ならば赤青緑の３色の配分だけでフルカラー
を表示できる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】以上従来の技術の問題
点を整理する。小型で低消費電力な携帯用カラー表示装
置が求められており、現状で最も有望とされる反射型Ｌ
ＣＤでは反射率５０％以下の暗いものしか作れず、ペー
パーホワイト・フルカラー表示はとても望めない。また
この方式では静止画においても消費電力は完全にゼロに
はならない。

【００１７】一方、機械式マトリックス表示は、静止画
において消費電力をゼロにできるが、現状ではその構造
の複雑さから電磁力を用いた大型表示装置しかなく、電
磁力を用いている以上、携帯端末用の小型表示装置はで
きない。

【００１８】また、小型に適した低消費電力な静電力を
利用した表示装置は、現状では一画素あたり２色あるい
は３色の表示しかできない。それゆえフルカラー表示は
望めない。

【００１９】本発明は上述のような問題を鑑みて成され
たもので、反射輝度が高くペーパーホワイト・フルカラ
ーを実現でき、消費電力が少なく、特に静止画では消費
電力がゼロにできる可動フィルム型表示装置を提供する
ことを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
本発明の請求項１に係る可動フィルム型表示装置は、第
１の色の固定部し、この固定部から露出或いは隠れて第
２の色の出し入れが可能な可動フィルムと、前記可動フ
ィルムの表面に対して少なくとも垂直方向に前記可動フ
ィルムを支えることが可能な支持体と、この支持体を静
電力で曲げる事によって前記可動フィルムを前記固定部
から露出或いは隠すことが可能な駆動手段とを有するこ
とを特徴としている。

【００２１】請求項２に係る可動フィルム型表示装置
は、第１の色の固定部と、この固定部から露出或いは隠
れて第２の色の出し入れが可能な可動フィルムと、前記
可動フィルムの表面に対して少なくとも垂直方向に前記
可動フィルムを支えることが可能な支持体と、この支持
体に形成され圧電フィルムの歪みによる曲げによって前
記可動フィルムを前記固定部から露出或いは隠すことが
可能なバイモルフ型圧電フィルムとを有することを特徴
としている。

【００２２】請求項３に係る可動フィルム型表示装置
は、請求項１或いは請求項２において、静電力を働かせ
ることにより、前記可動フィルムの曲げの動きを任意の
位置で止められようにした他の駆動手段を具備すること
を特徴としている。

【００２３】請求項４に係る可動フィルム型表示装置
は、請求項１或いは請求項２において、前記可動フィル
ム上に保護用の透明板と、この透明板の表面に形成され
前記可動フィルムまたは前記固定部との間に静電力を働
かせて前記可動フィルムの曲げの動きを任意の位置で静
止可能な透明電極とを具備することを特徴としている。

【００２４】請求項５に係る可動フィルム型表示装置
は、請求項１或いは請求項２において、前記可動フィル
ムは前記固定部の下に収納されることを特徴としてい
る。請求項６に係る可動フィルム型表示装置は、請求項
１或いは請求項２において、前記固定部が白色不透明の
フィルムであり、前記可動フィルムが黒色不透明のフィ
ルムであることを特徴としている。

【００２５】請求項７に係る可動フィルム型表示装置
は、請求項１或いは請求項２において前記固定部が白色
不透明のフィルムであり、前記可動フィルムがシアン・
マゼンダ・イエローに着色された独立に動かせる３枚重
ねの透明フィルムであることを特徴としている。

【００２６】請求項８に係る可動フィルム型表示装置
は、請求項７において、前記可動フィルムがシアン・マ
ゼンダ・イエローの３色の他に、黒色不透明フィルムを
加えた４枚重ねになっていることを特徴としている。

【００２７】請求項９に係る可動フィルム型表示装置
は、第１の色の固定部し、この固定部から露出或いは隠
れて第２の色の出し入れが可能な可動フィルムと、前記
可動フィルムの表面に対して少なくとも垂直方向に前記
可動フィルムを支えることが可能な支持体と、この支持
体を静電力で曲げる事によって前記可動フィルムを前記
固定部から露出或いは隠すことが可能な駆動手段とを有
する画素を備え、この画素をマトリックス状に平面配置
してなることを特徴としている。

【００２８】請求項１０に係る可動フィルム型表示装置
は、請求項９において、前記可動フィルムを曲げるため
に与える静電力を前記可動フィルムを挟む二つの電極で
形成することを特徴としている。

【００２９】請求項１１に係る可動フィルム型表示装置
は、請求項１０において、記載の前記可動フィルムへ電
荷を送る第１の配線を具備し、この第１の配線が画像情
報を伝達する信号線に接続され、かつ前記可動フィルム
を曲げさせるために与える静電力を発生させる二枚の電
極がそれらに電荷をおくるそれぞれの配線とつながって
おり、この配線が画像情報を伝えるべき画素を選択する
走査線となっており、ドットマトリックス表示が可能で
あることを特徴としている。

【００３０】請求項１２に係る可動フィルム型表示装置
は、請求項９において、前記配線のうちの一方が走査線
として働くと共に、他方が信号線に接続されており、ド
ットマトリックス表示が可能であることを特徴としてい
る。

【００３１】請求項１３に係る可動フィルム型表示装置
は、請求項９において、前記可動フィルムへ電荷を送る
第１の配線を具備し、この第１の配線が走査線となって
おり、前記可動フィルムの表示領域の動きを止めるため
に静電力を発生する電極とそれに電荷を供給する第２の
配線があり、この第２の配線も走査線となっており、且
つ前記可動フィルムを曲げさせるために静電力を発生さ
せる二枚の前記電極がそれらに電荷をおくるそれぞれの
配線とつながっており、そのうちのいずれか一方が走査
線であり、他方が信号線につながっており、ドットマト
リックス表示が可能なことを特徴としている。

【００３２】請求項１４に係る可動フィルム型表示装置
は、請求項１０、１１、１２、１３において、前記信号
線の電位および前記走査線の電位をフローティング電位
にし、ドットマトリックス表示が可能なことを特徴とし
ている。

【００３３】請求項１５に係る可動フィルム型表示装置
の製造方法は、第１の色の固定部が複数繋がった固定部
集合部材及び、この固定部から露出或いは隠れて第２の
色の出し入れが可能な可動フィルムが根元で複数繋がっ
た可動フィルム集合部材を準備する工程と、ベース基板
上に前記固定部集合部材及び可動フィルム集合部材を交
互に立てて配置すると共に、上から保護基板を配置する
工程とを具備することを特徴としている。

【００３４】

【作用】本発明によれば、固定部上に設置された可動フ
ィルムを、静電力による駆動部で動かして、これを画素
すなわち表示部とし画面を表示する。画面を表示するの
に色つきフィルムを用いるので偏光板が不要となり、ま
た透過率の低い液晶層などがないので光利用効率が高く
なる。また駆動部が表示部の表示を妨げないように形成
されるので開口率が極めて高くなる。この結果、反射輝
度が高くなる。また機械式なので静止画表示の時は電力
を消費しない。すなわち一旦動作が止まると、そのまま
動かないのでいわば不揮発性メモリーの効果を持ってい
る。それゆえ消費電力ゼロである。

【００３５】

【実施例】以下、本発明の詳細を実施例を用いて説明す
る。図１に本発明の実施例に関わる可動フィルム型表示
装置の１画素を拡大した断面図を示す。図１において、
１は可動フィルムで可動駆動電極部２と表示部６からな
る。３は固定駆動電極である。また５は白色板である。

【００３６】可動フィルム１は、その根元を基板（図示
せず）に固定されており、いわば「片持ち梁」状態にな
っていて、図中の左右どちらにでも曲げられるようにな
っている。

【００３７】また、可動フィルムの表示部６と可動駆動
電極部２を分ける屈曲部は自由に曲がるようになってい
る。表示原理としては、５の白色板の隙間から黒色ある
いはその他の色に着色された表示部６を画素領域３６へ
出し入れし、白黒あるいはカラーの表示をさせる方法で
ある。可動フィルムを動かす方法としては、固定駆動電
極３のどちらかに可動駆動電極部２に対して電位差を与
え、可動フィルム２に働く静電力を利用する。この実施
例で説明する可動フィルム型表示装置は、上述した１画
素が２次元的にマトリクス状に形成され、表示装置を構
成している。この表示装置の概略全体構成の断面図を図
２、図３に示す。

【００３８】可動フィルムの表示部６と可動駆動電極部
２の長さの比率は図２に示すようにできるだけ大きい方
が良く、特に（表示部６の長さ）／（可動駆動電極部２
の長さ）は0.01〜0.1 であることが表示電極の動き易さ
から考えて望ましい。

【００３９】図２は白黒表示をさせた場合の断面図で、
白色板５の隙間から黒色表示電極６を出し入れする。図
３はカラー表示をさせる場合の断面図で、白色板５の隙
間から１４のシアン、１５のマゼンダ、１６のイエロー
に着色された透明フィルムを出し入れし、印刷物と同等
のカラー表示をさせる。たとえば、上記１４，１５，１
６以外の色を出す場合としては、赤の場合はイエローと
マゼンダを重ねて出し、青の場合はシアンとマゼンダを
重ねて出し、緑の場合はシアンとイエローを重ねて出
す。

【００４０】階調表示させる場合は、面積階調方式をと
り、色のついたフィルムを画素領域３６のある特定部分
にしか出さないことにする。例えば、赤と白の中間色の
ピンクを表示する場合にはイエローとマゼンダのフィル
ムを重ねて画素領域３６の半分の領域まで出す。こうす
ると画素内の白と赤の面積比が１：１となり中間のピン
クを表示することができる。これは印刷物の階調表示方
式と同じである。

【００４１】図４は可動フィルム型表示装置の白黒表示
などの２値表示をさせることの可能な一画素の構造を示
した斜視図である。以下の説明では上述した部分は同一
番号を付しその詳しい説明を省略する。

【００４２】図５はこの実施例の一画素の構造の変形例
であるカラー表示をさせる場合の可動フィルムの配置で
ある。シアン１４・マゼンダ１５・イエロー１６に着色
された透明の表示部を持った可動フィルムを３つ重ねた
構成になっており、上記３色を任意の組み合わせで白色
板の隙間から画素部に出せるようになっている。

【００４３】図６もこの実施例の一画素の構造の変形例
であり、表示柄が表示部の中央部から出ており、構造上
図５の変形例と比べてよりバランスがとれている。しか
し色ずれがあり、画素が視認されない超高精細なディス
プレイで効果を発揮する。

【００４４】次に可動フィルム１自体の断面構造で、主
に可動フィルム１と可動電極部２との関係について説明
する。可動フィルム１が金属箔などの導電性物質で出来
ていれば、それ自身が可動電極部２を兼ねることができ
る。しかし、可動フィルム１がポリマーフィルムやガラ
スフィルムなどの絶縁性物質で出来ている場合は導電性
物質を可動フィルム１に密着させる必要がある。

【００４５】図７は本実施例の可動フィルム１に対する
導電性物質でできた可動電極部２の位置を示す図であ
る。製造方法については後述するとして、図７の場合は
可動フィルム１のうちの表示部６がある側に導電性物質
でできた可動電極部２がある。

【００４６】図８は図７の構造の変形例であり、図のよ
うに可動電極部２の導電性物質の上にさらに絶縁膜９を
コートしても良い。また図９も図７の構造の変形例であ
るが図示のように可動電極部２の位置を表示部６の反対
側に持ってきても良い。

【００４７】また、後述するが保持動作のために表示部
６にも導電性を与えおく必要がある。図１０では前述の
可動電極部２と共通な導電性物質でこの保持動作用の導
電性部分（電極）をつくっている。この時導電性物質に
透明性を持たせても良い。

【００４８】また図１１のように実際に使われる表示領
域の部分を避けて保持動作用の導電部を設けても良い。
図１２は可動電極部２と保持動作用の導電性部分１０と
を別電極にした変形例である。とくに１０は透明性電極
であることが好ましい。

【００４９】図１３は可動フィルム１自身がエレクトレ
ット１１になっており、導電性はないがエレクトレット
内の電荷が静電界に引かれて可動フィルムを動かすこと
が出来る。

【００５０】図１４は表示部６と可動電極部２のポリマ
ーの材質を変えた変形例である。表示部６はカラー表示
をさせる場合は透明にする必要があるが、可動電極部２
は透明である必要はないが、金属をコートしたり、絶縁
膜をコートしたりする都合上耐熱性があった方が好まし
い。そこで、表示部６にはポリエステルなどの透明性フ
ィルムを用い、可動電極部近傍のフィルムには耐熱性の
ポリイミドを使うと良い。フィルム間の接着方法として
は、接着剤で付けても良いが、フィルムが熱可塑性なら
ば熱で溶かしなが接着しても良い。

【００５１】また、図１５も変形例であるが、このよう
に可動フィルム１の駆動方法として、図中に示したバイ
モルフ型圧電フィルム７の曲げ力を使っても良い。４０
はバイモルフ型圧電フィルム７に電圧を印加する電源で
ある。

【００５２】次に動作原理の詳細について説明する。ま
ず、図１６の示すごとく可動フィルム１を挟む２枚の固
定駆動電極３の間に電位差を与え電界を発生させる。こ
のとき可動フィルム１の可動電極部２には固定電極部３
のどちらか一方と同じ電位を与えておく。すると可動フ
ィルムの可動電極部は固定駆動電極３のどちらかに引か
れ、接触して止まる。可動フィルム１の可動電極部２と
固定駆動電極３の間で形成されるコンデンサーを駆動コ
ンデンサー（Ｃｄ；Driving Capacitor ）と呼ぶこと
にする。

【００５３】また２つの固定駆動電極３の電位関係を逆
転させれば今度は可動フィルム１は反対方向に引かれ
る。このとき可動フィルムに働く力Ｆは以下の（１）式
で表すことができる。

【００５４】Ｆ＝εＳＶ² ／（２ｄ² ） …（１）ここで、εは誘電率、Ｓは可動電極部２または固定駆動
電極３のどちらか面積の小さい方の面積を表し、ｄは可
動電極部と固定駆動電極の間隔を表す。

【００５５】例えば、画素ピッチ300 μｍを想定しｄ＝
300 μｍとし、Ｓを０．９ｍｍ² とする。また、可動電
極部２と固定駆動電極３の間には空気が詰まってるとす
ると ε＝8.85×１０¹² となり、電位差Ｖを200 Ｖとすると、この場合の発生力
ＦはＦ＝3.54×１０^-6［Ｎ］＝0.36［mgf ］ …（２）となる。このときの可動フィルムの重さは１μｇ程度で
駆動上の問題はない。またフィルムはポリマー、ガラ
ス、炭素繊維、金属箔などを想定しており、弾性係数が
100 〜10000kg/ｍｍ² であり、実験の結果、上記程度の
力で十分に駆動することができることが分かった。

【００５６】いま固定駆動電極３を二つ用いた場合を説
明したが、これをどちらか一方だけにしても可動フィル
ムを吸い寄せることができ、このとき可動フィルムを戻
すにはフィルム自体の曲げ弾性力を利用する。

【００５７】次に図１６に示す保持電極４の機能につい
て説明する。表示部６は前述のように黒色またはは色付
き透明になっているがこれにさらに透明電極をコートし
ておく。これを表示電極３７と呼ぶ。すると図１６に示
したように、絶縁膜と空隙を介して保持電極と表示電極
はコンデンサーを形成する。これを保持コンデンサー
（Ｃｈ；Holding Capacitor ）と呼ぶことにする。保
持電極４と表示電極３７の間に電位差を与えると、式
（１）で示したような静電引力が働き、可動フィルム１
を固定することができる。後述するが、ドットマトリッ
クス表示をする場合、前述の固定駆動電極３は、信号線
電位または走査線電位と共通になる場合があるので、一
定電位に固定できない。そこでこの保持電極４を一定電
位に保つことにより、信号線電位や走査線電位に関係な
く可動フィルムを固定することができる。このとき保持
電極４と表示電極３７からなるコンデンサーＣｈには直
流電圧が印加されており、定常状態に於いて消費電力は
無い。このことはメモリー機能を有していることを意味
し、静止画表示状態では消費電力ゼロを達成することが
できる。

【００５８】また保持電極４は、階調制御機能を持って
いる。すなわち、前述したように本表示装置は面積階調
方式で階調を出すので、表示部を動かす可動フィルムを
所定の位置で止めなければならない。前述の固定駆動電
極と可動フィルムの可動電極部すなわちＣｄだけでは所
定の位置で表示部を止めることはできない。ここで、駆
動コンデンサーＣｄと保持コンデンサーＣｈに与える電
圧パルスのタイミングを制御すれば、表示部を所定の階
調分だけ動かして止めることができるということが実験
から分かった。この階調表示機能はアナログ的に表示部
を制御することができるので、フルカラー表示を実現す
ることができる。

【００５９】また、図１７のようにカバーガラス上に透
明電極８を設け、白色板５上の電極との間で保持コンデ
ンサーＣｈを形成しても良い。この場合、表示部６には
電極を形成しなくても良い。

【００６０】次に本表示装置の材質および製造方法につ
いて説明する。可動フィルム１、固定駆動電極２、白色
板５、表示部６の材質としては、電気絶縁性部分とし
て、ポリエチリンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリ
エステル、ポリイミド、ナイロン、ポリスチレン、ポリ
カーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリエーテルサルホン、ポリテト
ラフルオロエチレン、ポリフェニルサルファイトなどの
有機ポリマーフィルムおよびその共重合体、またはガラ
ス、炭素繊維、マイカ、酸化珪素、窒化珪素、窒化アル
ミニウムなどの無機材料などが加工性、耐熱性、透明性
などの点で好ましく。導電性部分としてはアルミニウ
ム、銅、金、銀、ニッケル、クロム、鉄、モリブデン、
チタン、タングステン、タンタルなどの金属単体か合金
が電気伝導性、加工性の点から好ましい。可動フィルム
の本体を上記電気絶縁性物質にして、その上に上記導電
性物質をコートし、さらにまた上記絶縁性物質をコート
しても良いし、可動フィルム本体を上記金属の箔にして
そのうえに上記絶縁性物質をコートしても良い。

【００６１】たとえば、１２μｍ厚のＰＥＴフィルムに
銅を１０ｎｍ〜１μｍ程度の厚さで蒸着あるいはスパッ
タで付け、表示部に対応する部分の金属をエッチング除
去し、黒色不透明あるいはシアン・マゼンダ・イエロー
などの透明インクを表示部６に１００ｎｍ〜１０μｍの
範囲でコートし、これを可動フィルム１とする。

【００６２】また、上記インクを前もって金属をコート
した面と反対の面にコートしておき、金属をエッチング
除去する前にインクをパターンニングしても良い。そし
て、例えば画素ピッチ３００μｍとすると上記フィルム
を２９０μｍ程度の幅で、長さ６ｍｍ程度に切断し、３
００μｍピッチで複数本並べ、粘着テープで固定してお
く。可動フィルム上の電極を隣同士電気的に接続するた
めに導電性テープで並べても良い。

【００６３】次に、表示領域近傍のフィルムを約９０度
曲げる。フィルムを曲げるにはフィルムを型にいれ、フ
ィルムの軟化点以上に温度を上げれば良い。一方、前述
の固定駆動電極の製造方法について説明する。２μｍ厚
のＰＥＴフィルムに銅を１０ｎｍ〜１μｍ程度の厚さで
蒸着あるいはスパッタで付ける。これにさらに絶縁膜を
コートしても良い。このフィルムを３ｍｍ幅で切断しテ
ープ状にする。そしてさらに３００μｍピッチで並べて
いく。

【００６４】図１８に本表示装置の組み立て図を示す。
前述したような短冊状に並べた可動フィルムを固定駆動
電極の形成された可動フィルム集合部材２８を、固定部
を複数並べた固定部集合部材２４の間に入れる。可動フ
ィルムは図中の奥行き方向に電気的につながっており、
その端部を異方性導電性ゴム２２を経由してＴＡＢ−Ｉ
Ｃ１９に接続する。この可動フィルムのつながりを走査
線にすることもできる。また固定駆動電極２３は異方性
導電フィルム２１を経由して、ベース基板２６上の信号
線２５と接続されており、２４は走査線となっており２
２を経由してＴＡＢ−ＩＣ１９と接続されている。

【００６５】これら走査線２４や信号線２５になってい
る可動フィルム１および固定駆動電極の根元に粘着剤を
つけておいて、互いに貼り合わせて位置ずれを防ぐこと
をしても良い。また強固な画枠を用意してこれにフィル
ムの端部を固定してフィルムの位置ずれを防ぐのでも良
い。

【００６６】また、可動フィルム１の表示部６は白色板
５の隙間から出せるようになっている。そして、白色板
５に電極を形成しておき保持電極４としても良い。この
場合図１８のようにこの電極自身が走査線になってい
て、ＴＡＢ−ＩＣ１８とつながっていても良い。さらに
必ずとも必要としないが場合に因っては、保護基板であ
るカバーガラス１７を付けて可動フィルムや固定駆動電
極を窒素などの不活性気体雰囲気中に封入することで電
極の表面に電荷を持った埃が付着するのを防止できるの
で好ましい。

【００６７】ところで、前述の可動フィルムや固定駆動
電極フィルムなどのフィルムを配置させていく方法とし
て図１９に示す方法がある。ロール状フィルム２７は既
に導電性物質のコートおよびパターンニング、そして着
色が済んでいる。テーブル２９上に形成されたフィルム
カッター兼フィルム貼り付け機２８がフィルムを手繰り
寄せ、フィルムをカットし、適宜折り曲げて貼ってい
く。すると３０に示すように本表示装置ができていく。
この方法は量産性に優れ、本表示装置の自動化組立に寄
与する。

【００６８】次にマトリックス表示の駆動方法について
説明する。図２０は表示部６のついている可動フィルム
１の可動電極部２を信号線３３に繋ぎ、二つの固定駆動
電極３を走査線３２に繋ぐ形式である。信号線３３は電
源電圧、フローティング電位、グランド電位にすること
ができ、外部から入力される同期信号と映像信号によっ
て制御することができる。また、走査線は一画素に対し
て２本あり、その電位は電源電圧、フローティング電
位、グランド電位にすることができ、これも外部から入
力される同期信号と映像信号によって制御することがで
きる。

【００６９】次にこのマトリックス駆動方法のタイムチ
ャートを説明する。簡単のために図２１に示す３×３マ
トリックスの表示例で説明する。信号線をＳ₁ 〜Ｓ₃ と
呼び、アドレス線をＡ₁ 〜Ａ₃ と呼び、その電位をＶ_s1
〜Ｖ_s3とし、走査線は一画素に付き２本あるので便宜上
Ａ_L1〜Ａ_L3、Ａ_R1〜Ａ_R3と呼び、その電位をＶ_AL1 〜Ｖ
_AL3 、Ｖ_AR1 〜Ｖ_AR3 とする。これらは図２２に一画素
等価回路として示した。

【００７０】図２１の表示をするためには図２３のよう
なタイムチャートで走査線・信号線に順次電圧を加えて
いく。この構造は保持コンデンサーＣｈを持たないの
で、静止画表示時でも駆動電圧信号をかけ続けなければ
ならないが、もし可動フィルムの弾性係数が十分に小さ
ければ、電圧をかけない状態でもその位置を保持するこ
とができる。

【００７１】図２４は表示部６のついている可動フィル
ム１の可動電極部２を走査線３４に繋ぎ、二つの固定駆
動電極３の一方を信号線３３に繋ぎ、もう一方を走査線
３２に繋いだ場合である。どの走査線３４、信号線３３
も電源電圧、フローティング電位、グランド電位にする
ことができ、外部から入力される同期信号と映像信号に
よって制御することができる。

【００７２】次にこのマトリックス駆動方法のタイムチ
ャートを説明する。簡単のために図２５に示す３×３マ
トリックスの表示例で説明する。信号線をＳ₁ 〜Ｓ₃ と
呼び、その電位をＶ_s1〜Ｖ_s3とする。走査線は一画素に
付き２本あるので便宜上表示部とつながっている方をＰ
₁ 〜Ｐ₃ 、もう一方をＡ₁ 〜Ａ₃ と呼び、その電位をＶ
_P1〜Ｖ_P3、Ｖ_A1〜Ｖ_A3とする。これらは図２６に一画素
等価回路として示した。図２５の表示をするためには図
２７のようなタイムチャートで走査線・信号線に順次電
圧を加えていく。

【００７３】この構造は保持コンデンサーＣｈを持たな
いので、静止画表示時でも駆動電圧信号をかけ続けなけ
ればならないが、もし可動フィルムの弾性係数が十分に
小さければ、電圧をかけない状態でもその位置を保持す
ることができる。

【００７４】図２８に示すマトリックス駆動方式は、保
持コンデンサーＣｈを持ちこれは走査線３５につながっ
ている。そして、可動フィルム１の可動電極部もそれ専
用の走査線３４、固定駆動電極の一つもそれ専用の走査
線３２を持っている。またもう一方の固定駆動電極は信
号線３３につながっている。これらすべての信号線・走
査線は電源電圧、フローティング電位、グランド電位に
することができ、とくに保持コンデンサーＣｈの走査線
と可動電極部の走査線はショートした状態でフローティ
ング電位にすることができる。

【００７５】図３０に一画素等価回路を示す。可動フィ
ルムにつながった走査線の電位をＶ_P1〜Ｖ_P3とし、保持
電極とつながっている走査線の電位をＶ_H1〜Ｖ_H3、固定
駆動電極とつながつている走査線の電位をＶ_A1〜Ｖ_A3と
し、信号線の電位をＶ_S1〜Ｖ_S3とする。

【００７６】図３１はこのマトリックス駆動方式のタイ
ムチャートで、前述の図２９の３×３マトリックス表示
をする場合である。また、黒書き込み時と白書き込み時
を同時に行わないことにより不必要な充電をなくし消費
電力を低く抑えている。

【００７７】また、走査線も信号線も非選択時はフロー
ティングであることが特徴で、不必要なコンデンサーへ
の充電をさけ消費電力を減らしている。本表示装置の消
費電力は静止画表示でゼロであり、動画表示時でも640
×480個の画素数を持つＶＧＡサイズで0.5 Ｗ以下を実
現できる。

【００７８】本発明の表示装置は反射型であり。反射率
が高いので、ペーパーホワイト表示を可能にし、原理的
に色再現範囲が広く、低価格であり、なおかつ軽量であ
る。また、フィルム基板なので、幾らでも大きな表示装
置をつくることができる。さらに、原理的にメモリー性
があるので、電源がＯＦＦ状態にあっても画像を保持す
る能力があり、駆動時も電流を余り流さないので、非常
に低消費電力になる。この表示装置は、低消費電力が要
求される携帯情報機器やパソコン、さらには電子ブッ
ク、電子新聞、電子ノート、電子ポスター、看板、制御
機器のコンソールパネルなどに応用できる。この表示装
置は、グラビア印刷並の色鮮やかな表示ができるので、
上記以外の新たな応用も考えられる。本発明は上記実施
例に限定されるものではなく、種々変形して実施するこ
とができる。

【００７９】

【発明の効果】以上述べてきたように本発明によれば、
反射輝度の高い可動フィルム型表示装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示装
置の要部断面図

【図２】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示装
置の要部断面図

【図３】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示装
置の要部断面図

【図４】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示装
置の要部斜視図

【図５】本発明の実施例に係わる可動フィルムの斜視図

【図６】本発明の実施例に係わる可動フィルムの斜視図

【図７】本発明の実施例に係わる可動フィルムの断面図

【図８】本発明の実施例に係わる可動フィルムの断面図

【図９】本発明の実施例に係わる可動フィルムの断面図

【図１０】本発明の実施例に係わる可動フィルムの断面
図

【図１１】本発明の実施例に係わる可動フィルムの断面
図

【図１２】本発明の実施例に係わる可動フィルムの断面
図

【図１３】本発明の実施例に係わる可動フィルムの断面
図

【図１４】本発明の実施例に係わる可動フィルムの断面
図

【図１５】本発明の実施例に係わる可動フィルムの断面
図

【図１６】本発明の実施例に係わる可動フィルムの断面
図

【図１７】本発明の実施例に係わる可動フィルムの断面
図

【図１８】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示
装置の分解図

【図１９】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示
装置の製造方法図

【図２０】本発明の実施例の表示装置をマトリックス表
示をさせた場合の回路図

【図２１】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示
装置の説明図

【図２２】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示
装置の説明図

【図２３】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示
装置の説明図

【図２４】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示
装置の回路図

【図２５】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示
装置の説明図

【図２６】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示
装置の回路図

【図２７】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示
装置のタイムチャート

【図２８】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示
装置の回路図

【図２９】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示
装置の説明図

【図３０】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示
装置の回路図

【図３１】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示
装置のタイムチャート

【図３２】静電力を用いた従来例の表示装置の断面図

【符号の説明】

１…可動フィルム２…可動電極部３…固定駆動電極４…保持電極５…白色板６…表示部７…バイモルフ型圧電フィルム８…透明電極付きカバーガラス９…絶縁膜１０…透明電極１１…エレクトレット１２…ポリイミドフィルム１３…ポリエステルフィルム１４…表示部（シアン）１５…表示部（マゼンダ）１６…表示部（イエロー）１７…カバーガラス１８…ＴＡＢ−ＩＣ（保持電極用）１９…ＴＡＢ−ＩＣ（走査線用）２０…ＴＡＢ−ＩＣ（信号線用）２１…ＡＣＦ（異方性導電フィルム）２２…ＡＣＦ（異方性導電フィルム）シリコンゴム圧着
タイプ２３…固定駆動電極（信号線用）２４…固定駆動電極（走査線用）２５…信号線２６…ベース基板２７…ロール状フィルム２８…フィルムカッター兼フィルム貼り付け機２９…製造装置ステージ３０…製造中の本表示装置３１…抑え治具３２…走査線（固定駆動電極用）３３…信号線３４…走査線（可動電極用）３５…走査線（保持電極用）３６…画素領域３７…表示電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の色の固定部と、この固定部から露出
或いは隠れて第２の色の出し入れが可能な可動フィルム
と、前記可動フィルムの表面に対して少なくとも垂直方
向に前記可動フィルムを支えることが可能な支持体と、
この支持体を静電力で曲げる事によって前記可動フィル
ムを前記固定部から露出或いは隠すことが可能な駆動手
段とを有することを特徴とする可動フィルム型表示装
置。
【請求項２】第１の色の固定部と、この固定部から露出
或いは隠れて第２の色の出し入れが可能な可動フィルム
と、前記可動フィルムの表面に対して少なくとも垂直方
向に前記可動フィルムを支えることが可能な支持体と、
この支持体に形成され圧電フィルムの歪みによる曲げに
よって前記可動フィルムを前記固定部から露出或いは隠
すことが可能なバイモルフ型圧電フィルムとを有するこ
とを特徴とする可動フィルム型表示装置。
【請求項３】静電力を働かせることにより、前記可動フ
ィルムの曲げの動きを任意の位置で止められようにした
他の駆動手段を具備することを特徴とする請求項１或い
は請求項２に記載の可動フィルム型表示装置。
【請求項４】前記可動フィルム上に保護用の透明板と、
この透明板の表面に形成され前記可動フィルムまたは前
記固定部との間に静電力を働かせて前記可動フィルムの
曲げの動きを任意の位置で静止可能な透明電極とを具備
することを特徴とする請求項１或いは請求項２に記載の
可動フィルム型表示装置。
【請求項５】前記可動フィルムは前記固定部の下に収納
されることを特徴とする請求項１或いは請求項２に記載
の可動フィルム型表示装置。
【請求項６】前記固定部が白色不透明のフィルムであ
り、前記可動フィルムが黒色不透明のフィルムであるこ
とを特徴とする請求項１或いは請求項２に記載の可動フ
ィルム型表示装置。
【請求項７】前記固定部が白色不透明のフィルムであ
り、前記可動フィルムがシアン・マゼンダ・イエローに
着色された独立に動かせる３枚重ねの透明フィルムであ
ることを特徴とする請求項１或いは請求項２に記載の可
動フィルム型表示装置。
【請求項８】前記可動フィルムがシアン・マゼンダ・イ
エローの３色の他に、黒色不透明フィルムを加えた４枚
重ねになっていることを特徴とする請求項７に記載の可
動フィルム型表示装置。
【請求項９】第１の色の固定部し、この固定部から露出
或いは隠れて第２の色の出し入れが可能な可動フィルム
と、前記可動フィルムの表面に対して少なくとも垂直方
向に前記可動フィルムを支えることが可能な支持体と、
この支持体を静電力で曲げる事によって前記可動フィル
ムを前記固定部から露出或いは隠すことが可能な駆動手
段とを有する画素を備え、この画素をマトリックス状に
平面配置してなることを特徴とする可動フィルム型表示
装置。
【請求項１０】前記可動フィルムを曲げるために与える
静電力を前記可動フィルムを挟む二つの電極で形成する
ことを特徴とする請求項９に記載の可動フィルム型表示
装置。
【請求項１１】前記可動フィルムへ電荷を送る第１の配
線を具備し、この第１の配線が画像情報を伝達する信号
線に接続され、かつ前記可動フィルムを曲げさせるため
に与える静電力を発生させる二枚の電極がそれらに電荷
をおくるそれぞれの配線とつながっており、この配線が
画像情報を伝えるべき画素を選択する走査線となってい
ることを特徴とするドットマトリックス表示が可能な請
求項１０記載の可動フィルム型表示装置。
【請求項１２】前記配線のうちの一方が走査線として働
くと共に、他方が信号線に接続されていることを特徴と
するドットマトリックス表示が可能な請求項９に記載の
可動フィルム型表示装置。
【請求項１３】前記可動フィルムへ電荷を送る第１の配
線を具備し、この第１の配線が走査線となっており、前
記可動フィルムの表示領域の動きを止めるために静電力
を発生する電極とそれに電荷を供給する第２の配線があ
り、この第２の配線も走査線となっており、且つ前記可
動フィルムを曲げさせるために静電力を発生させる二枚
の前記電極がそれらに電荷をおくるそれぞれの配線とつ
ながっており、そのうちのいずれか一方が走査線であ
り、他方が信号線につながっていることを特徴とするド
ットマトリックス表示が可能な請求項９に記載の可動フ
ィルム型表示装置。
【請求項１４】前記信号線の電位および前記走査線の電
位をフローティング電位にすることが可能な前記請求項
１０、１１、１２、１３に記載のドットマトリックス表
示が可能な可動フィルム型表示装置。
【請求項１５】第１の色の固定部が複数繋がった固定部
集合部材及び、この固定部から露出或いは隠れて第２の
色の出し入れが可能な可動フィルムが複数繋がった可動
フィルム集合部材を準備する工程と、ベース基板上に前
記固定部集合部材及び可動フィルム集合部材を交互に立
てて配置すると共に、上から保護基板を配置する工程と
を具備することを特徴とする可動フィルム型表示装置の
製造方法。