CN1290000A - 激励膜显示装置 - Google Patents

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CN1290000A
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菅原淳
理查德·朗
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Abstract

一种激励膜显示装置,包括一第一固定电极;一第一可动膜电极,放置成面对着第一固定电极以形成在第一固定电极面对侧上的一条第一光路;一第二固定电极,放置在离开第一固定电极一个预定距离处;及一第二可动膜电极,放置成面对着第二固定电极以形成在第二固定电极面对侧上的一条第二光路。该显示装置能显示灰度,而不使用多根信号线和扫描线。

Description

激励膜显示装置
本申请基于和要求于1999年9月28日提交的在先日本专利申请No.11-274004的优先权,该专利申请的整个内容通过参考包括在这里。
本发明涉及一种激励膜显示装置。
在较大显示装置和便携式显示装置中,近来一直希望降低功率消耗。作为实现低消耗的显示装置,已知的一种是使用可动膜光闸的激励膜显示装置,其中可动膜由静电力驱动。
激励膜显示装置的基本结构公开在日本专利申请No.11-95693(美国专利专利申请No.09/119,390)中。在该公开中,通过选择驱动构成一个象素的子象素实现灰度显示。然而,对于在上述激励膜显示装置中的灰度显示,当接通或断开一个象素的多个子象素时,需要大量信号线和扫描线。为了驱动信号线和扫描线,需要大量驱动IC。而且,由于多个驱动IC布置在显示装置中,所以不可避免地增大装置的尺寸。在这些情况下,一直需要一种能够以简单结构显示灰度的激励膜显示装置。
本发明的一个目的在于提供一种能够由一个简单驱动电路显示灰度的激励膜显示装置。
为了实现该目的,根据本发明的第一方面提供有一种激励膜显示装置,该激励膜显示装置包括:
一第一固定电极;
一第一可动膜电极,放置成面对着第一固定电极以形成在第一固定电极相对侧上的一条第一光路,并且该第一可动膜电极带有一个固定端和一个可动端,可动端通过在第一固定电极与第一可动膜电极之间施加一个第一电位差向第一固定电极移动,由此关闭第一光路;
一第二固定电极,放置在离开第一固定电极一个预定距离处;及
一第二可动膜电极,放置成面对着第二固定电极以形成在第二固定电极相对侧上的一条第二光路,该第二可动膜电极带有一个固定端和一个可动端,可动端通过在第二固定电极与第二可动膜电极之间施加一个与第一电位差不同的第二电位差向第二固定电极移动,由此关闭第二光路。
激励膜显示装置希望按如下构成:
在第一可动膜电极的固定端与可动端之间的距离不同于在第二可动膜电极的固定端与可动端之间的距离。
第一可动膜电极的厚度不同于第二可动膜电极的厚度。
在第一固定电极与第一可动膜电极的固定端之间的距离不同于在第二固定电极与第二可动膜电极的固定端之间的距离。
显示装置进一步包括多个象素,每个象素包括一对第一固定电极与第一可动膜电极和一对第二固定电极与第二可动膜电极。
第一和第二固定电极的每一个包括:一个光导向部分,由透明材料形成,并且带有一个面对着第一和第二可动膜电极的相应之一的弯曲表面;和一电极,由透明导电层形成,并且形成在弯曲表面上。
显示装置进一步包括一个覆盖导电层的绝缘层。
第一和第二固定电极是板状电极,其每一个面对着第一和第二可动膜电极的相应之一,以便在其之间形成一个光导向部分。
显示装置进一步包括一个覆盖第一和第二固定电极每一个至少一个末端部分的绝缘层。
显示装置进一步包括一个布置在可动膜电极固定端一侧处的光源。
根据本发明的第二方面,提供有一种激励膜显示装置,该激励膜显示装置包括:
一固定电极,通过按长度顺序绝缘叠置多个长度不同的导电层形成,同时导电层在一端卷起;
一光屏蔽可动膜电极,放置成面对着其上形成导电层最短一层的固定电极的表面,并且带有一个固定在导电层一端处的固定端和一个可动端;及
一个电位供给电路,用来把不同的电位分别供给到固定电极的导电层。
根据本发明的第三方面,提供有一种激励膜显示装置,该激励膜显示装置包括:
多个光闸组,布置成行和列,光闸组的每一个包括施加电压/位移特征不同的至少两个光闸单元,至少两个光闸单元的每一个由一固定电极和一固定在一端处的光屏蔽悬臂型可动膜电极形成;
一个第一驱动电路,用来把驱动信号供给到布置在每一行中的光闸组;及
一个第二驱动电路,用来把驱动信号供给到布置在每一列中的光闸组;
其中第一驱动电路把一个第一电位供给到每一行中的光闸单元的固定电极;并且
第二驱动电路把一个第二电位供给到每一列中的光闸单元的可动膜电极。
根据本发明,能由可动膜显示装置显示灰度而不使用多个信号线和扫描线。因此,不必使用大量驱动IC来驱动多个信号线和扫描线。结果,能降低成本。而且,能减小显示装置的尺寸。
本发明另外的目的和优点将在随后的描述中叙述,并且部分由描述成为显然的,或者可以通过本发明的实施学习。本发明的目的可以借助于下文特别指出的手段和组合实施和实现。
并入和构成本说明书一部分的附图、与以上给出的一般描述和下面给出用来解释本发明原理的最佳实施例的详细描述,表明本发明的目前最佳实施例。
图1是用于常规激励膜显示装置的光闸的一个单元的立体图;
图2A是插图,用来解释光闸的原理;
图2B是插图,用来解释可动膜闸的原理;
图2C是特征插图,用来解释激励膜显示装置的滞后特性;
图3是示意图,表示常规激励膜显示装置的基本结构;
图4是示意图,表示其中图3的闸单元以矩阵形式布置的激励膜显示装置;
图5表示为了解释装置的驱动方法如何连接图4的显示装置的元件;
图6是示意图,表示在常规激励膜显示装置中实现灰度显示的一个象素的结构;
图7是示意图,表示在常规激励膜显示装置中的滤色器的排列;
图8是示意图,表示一种在图7滤色器的每一个下布置的且实现灰度显示的结构;
图9是示意图,表示与根据本发明第一实施例的激励膜液晶显示装置的一个象素相对应的光闸组;
图10是曲线图,表示在施加电压与图9光闸组中的膜电极的末端位移之间的关系;
图11表示如何连接激励膜显示装置的元件,其中图9的光闸组以矩阵形式布置;
图12用来解释与根据本发明第二实施例的激励膜显示装置的一个象素相对应的光闸组;
图13用来解释与根据本发明第三实施例的激励膜显示装置的一个象素相对应的光闸组;
图14A和14B用来解释根据本发明第四实施例的激励膜显示装置的操作原理;
图15用来解释根据本发明第四实施例的激励膜显示装置的光闸单元;
图16用来解释与根据本发明第四实施例的激励膜显示装置的一个象素相对应的光闸组;
图17用来解释与根据本发明第五实施例的激励膜显示装置的一个象素相对应的光闸组;
图18用来解释与根据本发明第六实施例的激励膜显示装置的一个象素相对应的光闸组;及
图19用来解释与根据本发明第七实施例的激励膜显示装置的一个象素相对应的光闸组。
在实施例的解释之前,参照日本专利申请No.11-95693的公开的一些将解释先有技术。
图1是构成一个可动膜光闸的一个光闸单元。光闸单元包括一个透光导向体111、一个是布置在透光导向体111的弯曲表面上的光屏蔽部分的黑色矩阵112、一个由黑色矩阵112围绕的开口部分113、一个布置成面对着透光导向体111的开口部分113的光屏蔽可动膜114、及一块布置成面对着可动膜114有透光导向体111夹持在他们之间的光屏蔽板115。光屏蔽板115可以是一块反射板。
光在由箭头指示的方向上入射在透光导向体111上,并且穿过它。为了灰度显示,一个象素由多个透光导向体111构成。在任意数量的透光导向体111中,可动膜114弯曲以改变覆盖开口部分113的面积。由于能以这种方式改变从开口部分113发射的光量,所以能显示灰度。
使透光导向体111的开口部分的表面导电,从而它作为一固定电极116工作。使可动膜114导电,从而它作为可动电极工作。由于透明绝缘膜(未表示)形成在固定电极的表面上,所以能防止在可动电极与固定电极之间的短路。
其次,将解释如何移动可动膜114的原理。如图2A中所示,当接通开关121以把电压从电源122施加在两个根电极123与124之间时,在两根电极之间产生一个静电力。在这种情况下,如果这两根电极用形成在透光导向体的表面上的可动电极(可动膜)114和固定电极116代替,如图2B中所示,并且一个电压施加在他们之间,则可动膜114按由虚线指示的那样弯曲,并且覆盖固定电极116。可动膜114具有光屏蔽性质。因此,当不施加电压时透射光,而当可动膜114在施加电压而弯曲时切断光。
图2C表示当可动膜通过电压施加而弯曲时在施加电压与可动膜末端位移之间的关系。在图2C中,可动膜的末端随电压增大逐渐移动。当移动量达到一个临界点时,末端突然移动,并且达到一个最大位移量。在最大位移量处,可动膜与固定电极的表面绝缘膜紧密接触。因此,即使进一步增大电压,位移量也不会增大。相反,如果减小电压,位移量暂时不会减小。这是因为即使两根电极想分离,在电极之间的静电力也防止分离。因此,直到可动膜的弹性力超过静电力,移动才会出现。在这种意义上,可动膜移动具有所谓的滞后特性。
现在,将解释使用具有滞后特性的可动膜光闸的激励膜显示装置。
如图3中所示,多根可动膜电极132a-132e布置成面对着一个透光导向固定电极部分131。一个电路基片133与透光导向固定电极部分131相邻。在电路基片133上,布置一个驱动IC134。可动膜电极132a-132e经由导线135连接到驱动IC134上。在一个电路基片133中,提供一个连接部分136以与相邻显示装置进行数据交换。
如图4中所示,上述可动膜光闸单元141以矩阵形式布置,以得到带有布置在矩阵中的多个光闸的激励膜显示装置。在图4中,来自荧光灯142的光由一块色散板143色散,进入透光导向固定电极部分131,及当开口部分113不覆盖有弯曲可动膜电极132时从开口部分113发射。在这种情况下,发射光由滤色器(未表示)加色。
现在参照图5将解释驱动激励膜显示装置的方法。
在激励膜显示装置中,透光导向固定电极部分131起扫描线的作用。从一个信号源驱动电路151发送的画面图象数据一次存储在驱动IC134中,并且作为电位传送到可动膜电极132。这时,如果扫描电位已经从扫描线驱动IC152给出到透光导向固定电极131,则在固定电极131与可动膜电极132之间产生一个电位差。结果,可动膜电极132能弯向透光导向固定电极131。如果可动膜电极132和透光导向固定电极部分131具有相同的电位,则在可动膜电极132与透光导向固定电极131之间没有引力作用,从而可动膜电极132由于可动膜电极132的弹性力与透光导向固定电极131分离。
其次,这里将解释一种使用激励膜显示装置用来显示灰度的常规方法。
图6表示由多个可动膜光闸形成的一个象素。在该例子中,单个象素带有布置成3×2矩阵形式的六个子象素161-166。
使六个子象素161-166的透射光量彼此不同。首先,子象素161和子象素164的每一个由一个可动膜光闸形成。子象素162和子象素165的每一个由两个可动膜光闸形成。子象素163和子象素166的每一个由四个可动膜光闸形成。而且,可动膜光闸的宽度方向垂直于图的表面。尽管没在表示在图中,但子象素161、162、163的膜光闸的每一个的宽度(在至图表面的深度方向上)较窄,而子象素164、165、166的膜光闸的每一个的宽度(在至图表面的深度方向上)较宽。
在这种情况下,由于多个子象素(在这种情况下为6个)有可能由一个象素显示灰度。更具体地说,通过选择性地打开/关闭六个子象素能显示灰度。这是因为光透射面积,即透射光量通过打开/关闭子象素改变。其主要部分将在下面更具体地描述。
如图6中所示,由于可动膜电极132连接到一信号线上,电压V1至V3的任何一个施加到电极上。而且,透光导向固定电极部分131连接到扫描线an和bn上(n=1,2)。结果,一个电位Van(n=1,2)施加到弯曲表面上,而一个电位Vbn(n=1,2)施加到非弯曲表面上。而且,一个平面电极提供在相对着弯曲表面的子象素的每一个的一端处。对于平面电极,施加Vbn。因此,可动膜132夹持在Van施加电极与Vbn施加电极之间,并且由施加到两根电极上的静电力移动。
下面将解释如此建造的结构的操作例子。首先,相同值的正和负电位分别施加到要驱动的一对扫描线上。另一方面,一个电位Vn(n=1至3)依据显示信号施加到一信号线上。这时,如果Vn=0,则可动膜电极132不弯曲。如果Vn≠0,则可动膜电极132不弯向在Vn与Van之间或在Vn与Vbn之间那个具有较大电位差的一侧。而且,即使在切断扫描线对之后,位移也保持。然后,驱动下个扫描线对,并且把一个信号电位供给到相应信号线上。如果重复该过程,则能打开/关闭在一个象素中的子象素的希望一个或多个。以这种方式,能实现高频颤动灰度显示。因此,通过适当设置信号线和扫描线的电位有可能把各个图象数据发送到六个子象素的每一个。
图7是从滤色器侧看到的激励膜显示装置的一个象素。标号171、172、173分别表示滤色器R、G、B。图8是在滤色器B下的一个象素的俯视图。在图8中,有8个子象素S1-S128。8个子象素的面积比是1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128。依据要驱动的子象素的组合,能形成256个标度。如果显示装置显示256个标度,则它能用作电视屏幕。
然而,当由上述显示装置显示灰度时,需要多根信号线和扫描线打开/关闭在一个象素中的多个子象素。因此,为了驱动多根信号线和扫描线,需要大量的驱动IC。而且,为了布置大量驱动IC,不可避免地增大装置的尺寸。
形成本发明以克服上述问题。下文,参照附图将解释本发明的
实施例。
本发明的激励膜显示装置带有能根据图2A中所示相同原理移动的可动膜光闸(如图1中所示)。这些可动膜光闸以与图3中相同的方式布置。如果可动膜光闸按图4中的行和列布置,则能得到矩阵形式的激励膜显示装置。以与图5中相同的方式进行激励膜显示装置的布线。
(第一实施例)
图9表示与根据本发明第一实施例的激励膜显示装置的一个象素相对应的光闸组。在该实施例的激励膜显示装置中,通过使用由至少两个光程不同的光闸单元构成的光闸组230a形成一个象素。
在第一实施例中,制备光程不同的三种类型的光闸单元。更具体地说,光闸单元带有长度不同的可动膜和具有与可动膜相对应的长度值的透光导向固定电极部分。透光导向固定电极部分231a-231c的每一个例如接地。相同的电压由一个可变电压电源11施加到长度不同的可动膜电极232a-232c。而且,把一种荧光用作光源12。来自光源12的穿过透光导向体13a-13c,并且在由一个箭头指示的方向上射出。
注意可动膜电极232a-232c由约12μm厚度的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)膜形成。铝以约10-100nm的厚度沉积在PET膜的两个表面上。铝沉积膜由切削刀具或激光束切成希望尺寸。
可动膜电极232a-232c的材料不限于PET膜。聚酰亚胺、芳族、聚乙烯、聚碳酸酯等可以用作该材料。
透光导向体13a-13c由聚醛、聚苯乙烯、液晶聚合物等形成,并且通过注模法或模压法成形。而且,在透光导向体13a-13c的表面上,以约10-100nm的厚度沉积诸如铝、金、铜或银之类的金属。金属沉积部分起透光导向固定电极部分231a-231c的作用。在透光导向固定电极部分231a-231c的表面上,通过电极沉积形成具有约1-10μm厚度的一层绝缘膜(未表示)。绕绝缘膜的外边缘提供一个黑色矩阵。其中不附着绝缘膜的部分是一个开口部分。光从开口发射。
在第一实施例中,可动膜电极232a-232c设置为约3.5mm、约2.5mm、及约1.5mm。形成透光导向体13a-13c,具有与可动膜电极的长度值相对应的长度值。
现在这里将解释如何操作该实施例的激励膜显示装置。相同的电压逐渐施加到三种类型的可动膜电极232a-232c上。当电压达到临界电压时,可动膜的末端的每一个突然移动,如图10中所示。在第一实施例中,与临界点A、B、C相对应的临界电压(由实线圆指示)彼此不同。他们是约50V、约70V、及约100V。这是因为在一个固定端与可动端之间的距离依据可动膜电极232a-232c和透光导向固定电极部分231a-231c的对变化。因而,各弹性力和静电力在他们之中不同。结果,可动膜电极232a-232c独立和突然在不同电位差下移动。在第一实施例中,在最小电位差下最长可动膜电极232a达到其临界点。尽管在图中没有表示,一个平面固定电极可以布置在透光导向固定电极部分231a-231c的相对侧,使可动膜电极232a至232c夹持在他们之间。由于平面固定电极的存在,可动膜电极232a-232c的位移能更加稳定。
如果光闸组230a(表示在图9中)以图11中所示矩阵的形式布置,则能构成一种激励膜显示装置。在有源矩阵型显示装置中,一个第一信号(扫描信号)v1、v2…vm(m是整数)从一个第一驱动电路供给到多个光闸组230a的每一列,并且一个第二信号(象素信号)S1、S2…Sn(n是整数)从一个第二驱动电路供给到光闸组230a的每一行。按照在相应扫描信号与象素信号之间的电压差能显示每个象素。
在第一实施例的激励膜显示装置中,通过仅改变施加到一个象素上的电压能改变选择性打开/关闭的可动膜的数量。因此,不必通过使用多根信号线与扫描线显示灰度。因而,不需要用来驱动多根信号和扫描线的多个驱动IC,从而能实现成本降低,并且能减小装置的尺寸。
(第二实施例)
图12是与根据本发明第二实施例的激励膜显示装置的一个象素相对应的光闸组的示意剖视图。
第二实施例的激励膜显示装置与第一实施例的相同之处在于多个可动膜光闸单元布置在一个象素中,而不同之处在于这一个象素通过使用带有至少两种类型厚度的可动膜电极的可动膜光闸单元形成。
如图12中所示,在第二实施例的光闸组230b中,以与第一实施例中相同的方式进行透光导向固定电极部分231a′-231c′、透光导向体13a′-13c′及可动膜电极232a′-232c′的布线。布线可以由与第一实施例中相同的材料形成。
然而,第二实施例的激励膜显示装置的所有可动膜光闸单元具有相同的长度。更具体地说,把所有可动膜电极232a′-232c′的长度设置为约2.5mm。把可动膜电极232a′-232c′的宽度分别设置为约6μm、约12μm、和约18μm。
相同电压逐渐施加到三种类型的可动膜电极232a′-232c′上。当电压对于可动膜电极之一达到临界点时,该可动膜电极突然移动。以这种方式,可动膜电极在达到其临界点时依次移动。在第二实施例中,临界电压A、B、C(在图10中类似地由实线圆指示)彼此不同。他们是约25V、约70V、及约160V。这是因为可动膜电极232a′-232c′在厚度上不同。因而,相应弹性力和静电力不同,结果膜电极232a′-232c′在不同电位差下突然移动。尽管在图中没有表示,一个平面固定电极布置在透光导向固定电极部分231a′-231c′的相对侧,使可动膜电极232a′-232c′夹持在他们之间。由于平面固定电极的存在,能稳定可动膜电极232a′-232c′的位移。
如果第二实施例的光闸组230b也以图11中所示矩阵的形式布置,则能构成一种有源矩阵型显示装置。
在第二实施例中,最薄可动膜电极232a′在最小电位差下达到其临界点。因此,如在第一实施例中相同的方式,有可能通过仅改变施加到一个象素上的电压来改变选择性打开/关闭的可动膜的数量,结果不需要多根信号线和扫描线来显示灰度。
(第三实施例)
图13是与根据本发明第三实施例的激励膜显示装置的一个象素相对应的光闸组的示意剖视图。
第三实施例的激励膜显示装置与第一实施例的相同之处在于多个可动膜光闸单元布置在一个象素中,而不同之处在于在一个象素中在透光导向固定电极部分与可动膜电极的一个固定端之间有至少两种距离。
如图13中所示,在第三实施例的光闸组230c中,以与第一实施例中相同的方式进行透光导向固定电极部分231a′-231c′和透光导向体13a′-13c′的布线。布线可以由与第一实施例中相同的材料形成。
然而,第三实施例的激励膜显示装置的所有光闸单元具有相同的长度。更具体地说,把所有可动膜电极232a″-232c″的长度设置为约2.5mm。
第三实施例与第一实施例的不同之处于,把在透光导向固定电极部分231a′-231c′与可动膜电极232a″-232c″的固定端之间的距离分别设置为约100μm、约50μm、和约0μm。通过把透光导向固定电极部分231a′-231c′粘结到可动膜电极232a″-232c″的固定端上使一个诸如带之类的垫片插入在他们之间,能设置这些距离。
相同电压逐渐施加到三种类型的可动膜电极232a″-232c″上。当电压对于可动膜电极之一达到临界点时,该可动膜电极突然移动。以这种方式,可动膜电极在达到其临界点时依次移动。在第三实施例中,与临界点C、B、A相对应的临界电压(在图10中类似地由实线圆指示)不同。他们是约180V、约110V、及约70V。这是因为在透光导向固定电极部分231a′-231c′与可动膜电极232a″-232c″的固定端之间的距离不同,并因此相应弹性力和静电力不同,结果可动膜电极232a″-232c″在不同电位差下突然移动。在第三实施例中,以离固定电极231c最短距离放置的可动膜电极232c″在最小电位差下达到其临界点。尽管在图中没有表示,一个平面固定电极布置在透光导向固定电极部分231a′-231c′的相对侧,使可动膜电极232a″-232c″夹持在他们之间。由于平面固定电极的存在,可动膜电极232a″-232c″的位移能更稳定。
如果第三实施例的光闸组230c也以图11中所示矩阵的形式布置,则能构成一种有源矩阵型显示装置。
而且在第三实施例中,以与第一实施例中相同的方式,通过仅改变施加到一个象素上的电压能改变可动膜选择性打开/关闭的数量。因此,不必通过使用多根信号线和扫描线来显示灰度。
(第四实施例)
图14A和14B是示意剖视图,用来解释在根据本发明第四实施例的激励膜显示装置中使用的光闸单元的原理。
在第四实施例中,透光导向固定电极部分不形成在透光导向体的表面上。通过使用两个平行平面电极,即一可动膜电极242和一固定电极51,形成光闸单元。更具体地说,带有一个光导向孔的支撑体52形成在可动膜电极242与固定电极51之间的空隙的纵向端部处。当没有电压施加在两根电极之间时,来自一个光源53的光穿过支撑体52的孔,并且发射到外部。当电压施加在两根电极之间时,可动膜电极242弯曲,如图14B中所示。因此,切断光。在这种情况下,最好面对着固定电极51的可动膜电极242的内表面和支撑体52的内表面变成黑色以便吸收光。
更具体地说,第四实施例的光闸单元由可动膜电极242、固定电极51和支撑体52形成,如图15中所示。以与第一实施例中相同的方式和通过使用相同的材料形成可动膜电极242。固定电极51布置成面对着可动膜电极242,并且由诸如不锈钢之类的硬金属或诸如聚酯或聚酰亚胺之类的塑料形成。支撑体52插入在两根电极之间,带有一个光导向孔,及由诸如聚酯或聚酰亚胺之类的塑料或陶瓷形成。
一个象素(光闸组140a)通过按例如图16中所示的方式布置六个光闸单元形成。在图16中,光闸单元带有长度不同(就是说,具有六个长度值)的可动膜电极242a-242f。电压由一个可变电压源(未表示)以与第一实施例中相同的方式施加到可动膜电极上。固定电极51例如接地。光从下面向上施加。
在第四实施例中,可动膜电极242a-242f设置为约6.5mm、约5.5mm、约4.5mm、约3.5mm、约2.5mm、及约1.5mm。相同的电压逐渐施加到可动膜电极242a-242f上。当电压对于可动膜电极之一达到临界点时,该可动膜电极突然移动。以这种方式,可动膜电极在达到其临界点时依次移动。在第四实施例中,临界电压是约52V、约55V、约60V、约70V、约90V、约120V。临界电压不同的原因在于可动膜电极242a-242f以与第一实施例相同的方式在长度上不同,并因而相应弹性力和静电力不同,结果可动膜电极242a-242f的位置在不同电位差下突然移动。在第四实施例中,最长可动膜电极242a在最小电位差下达到其临界点。尽管在图中没有表示,一个平面固定电极布置在固定电极51的相对侧,使可动膜电极242a-242f夹持在他们之间。由于平面固定电极的存在,可动膜电极242a-242f的位移能更稳定。
如果第四实施例的光闸组240a也以图11中所示矩阵的形式布置,则能构成一种有源矩阵型显示装置。
而且在第四实施例中,以与第一实施例中相同的方式,通过仅改变施加到一个象素上的电压能改变可动膜选择性打开/关闭的数量。因此,不必通过使用多根信号线和扫描线来显示灰度。
(第五实施例)
图17是与根据本发明第五实施例的激励膜显示装置的一个象素相对应的光闸组的示意立体图。第五实施例与第四实施例的相同之处在于通过使用一平行平面电极,即可动膜电极和一固定电极形成光闸单元,而不同之处在于通过使用长度相同但厚度不同(具有至少两个厚度)的可动膜电极形成与一个象素相对应的光闸组240b。
在第五实施例中,固定电极51、支撑体52、可动膜电极242a′-242c′可以用与第四实施例中相同的材料和以相同的方式形成。
然而,所有可动膜电极242a′-242c′具有2.5mm的相同长度。把电极242a′-242c′的厚度设置为约18μm、约12μm、和约6μm。
相同电压逐渐施加到三种类型的可动膜电极242a′-242c′上。当电压对于可动膜电极之一达到临界点时,该可动膜电极突然移动。以这种方式,可动膜电极在达到其临界点时依次移动。在第五实施例中,与临界点C、B、A相对应的临界电压彼此不同。他们是约180V、约90V、及约45V。这是因为可动膜电极242a′-242c′在厚度上不同,并因此相应弹性力和静电力不同,结果膜电极242a′-242c′在不同电位差下突然移动。在第五实施例中,最薄可动膜电极242c′在最小电位差下达到临界点。尽管在图中没有表示,一个平面固定电极布置在固定电极51的相对侧,使可动膜电极242a′-242c′夹持在他们之间。由于平面固定电极的存在,可动膜电极242a′-242c′的位移能更稳定。
如果第五实施例的光闸组240b也以图11中所示矩阵的形式布置,则能构成一种有源矩阵型显示装置。
因此,也在第五实施例中,如在第一实施例中相同的方式,通过仅改变施加到一个象素上的电压来改变选择性打开/关闭的可动膜的数量。因此,不必使用多根信号线和扫描线来显示灰度。
(第六实施例)
图18是与根据本发明第六实施例的激励膜显示装置的一个象素相对应的光闸组的示意立体图。第六实施例与第四实施例的相同之处在于通过使用一平行平面电极,即可动膜电极和一固定电极形成光闸单元,而不同之处在于在固定电极与可动膜电极的固定端之间设置至少两个距离形成与一个象素相对应的光闸组240b。
在第六实施例中,固定电极51、支撑体52a-52c、及可动膜电极242a″-242c″可以用与第四实施例中相同的材料和以相同的方法形成,并且以与第四实施例中的相同方式进行他们的布线。
然而,所有可动膜电极242a″-242c″具有约2.5mm的相同长度。支撑体52a-52c的厚度,即在固定电极51与可动膜电极242a″-242c″之间的距离,分别是约150μm、约100μm、和约50μm。
相同电压逐渐施加到三种类型的可动膜电极242a″-242c″上。当电压对于可动膜电极之一达到临界点时,该可动膜电极突然移动。以这种方式,可动膜电极在达到其临界点时依次移动。在第六实施例中,与临界点C、B、A相对应的临界电压彼此不同。他们是约210V、约130V、及约90V。这是因为在可动膜电极242a″-242c″在与固定电极51之间的距离不同,并因此相应弹性力和静电力不同,结果膜电极242a″-242c″在不同电位差下突然移动。在第六实施例中,离开固定电极最短距离放置的可动膜电极242c″在最小电位差下达到临界点。尽管在图中没有表示,一个平面固定电极布置在固定电极51的相对侧,使可动膜电极242a″-242c″夹持在他们之间。由于平面固定电极的存在,可动膜电极242a″-242c″的位移能更稳定。
如果第六实施例的光闸组240c也以图11中所示矩阵的形式布置,则能构成一种有源激励膜显示装置。
因此,也在第六实施例中,如在第一实施例中相同的方式,通过仅改变施加到一个象素上的电压来改变选择性打开/关闭的可动膜的数量。因此,不必使用多根信号线和扫描线来显示灰度。
(第七实施例)
图19是与根据本发明第七实施例的激励膜显示装置的一个象素相对应的光闸单元的剖视图。在第七实施例中,不同的电压分别施加到叠置固定电极201a-201d上。由于可动膜电极252的弯曲量根据施加到叠置电极上的相应电压改变,所以改变通过可动膜电极的光量,由此显示灰度。因此,有可能通过一个光闸单元形成能够显示灰度的一个象素。
首先,可动膜电极252用与第一实施例中相同的材料和以相同的方法形成。然后,固定电极201a-201d由诸如约10-100nm厚度的金、铜或铝之类的导电材料形成。面对着可动膜电极252的固定电极每一个的表面以约10μm厚度涂敷有诸如聚酰亚胺、聚酯、尼龙或聚碳酯酯之类的树脂。固定电极201a-201d可以固定,同时保持弯曲形式。另外,如由图19中的虚线所示,透光导向体13以与第一实施例中相同的方式形成,并且然后,在透光导向体13的表面上可以形成固定电极。
可动膜电极252例如可以接地。对于固定电极201a-201d,依据显示信号施加电压Va、Vb、Vc和Vd。按照要施加到电极上的相应电位,可动膜电极252的弯曲量不同。结果,由于通过电极的光量不同,所以能显示灰度。在图19中,从下面向上施加光。尽管在图中没有表示,一个平面固定电极可以布置在固定电极201a-201d的相对侧,使可动膜电极252夹持在他们之间,并且把一个适当电压施加到电极上。由于平面固定电极的存在,可动膜电极252的位移能更稳定。
在第七实施例中,灰度能通过一个光闸单元显示。因此,如在上述实施例中那样,有可能显示灰度,而不使用使用多根信号线和扫描线。
在上述实施例中,把本发明应用于透射显示装置。然而,本发明不限于此,并且也适用于反射显示装置。
另外的优点和改进对于熟悉本专业的技术人员容易出现。因此,本发明在其广义方面不限于这里表示和描述的具体细节和代表性实施例。因而,能进行各种改进,而不脱离如由附属权利要求书和其等效物定义的一般发明概念的精神和范围。

Claims (20)

1.一种激励膜显示装置,包括:
一第一固定电极;
一第一可动膜电极,放置成面对着第一固定电极以形成在第一固定电极面对侧上的一条第一光路,并且该第一可动膜电极带有一个固定端和一个可动端,可动端通过在第一固定电极与第一可动膜电极之间施加一个第一电位差向第一固定电极移动,由此关闭第一光路;
一第二固定电极,放置在离开第一固定电极一个预定距离处;及
一第二可动膜电极,放置成面对着第二固定电极以形成在第二固定电极面对侧上的一条第二光路,该第二可动膜电极带有一个固定端和一个可动端,可动端通过在第二固定电极与第二可动膜电极之间施加一个与第一电位差不同的第二电位差向第二固定电极移动,由此关闭第二光路。
2.根据权利要求1所述的激励膜显示装置,其中在第一可动膜电极的固定端与可动端之间的长度不同于在第二可动膜电极的固定端与可动端之间的长度。
3.根据权利要求1所述的激励膜显示装置,其中第一可动膜电极的厚度不同于第二可动膜电极的厚度。
4.根据权利要求1所述的激励膜显示装置,其中在第一固定电极与第一可动膜电极的固定端之间的距离不同于在第二固定电极与第二可动膜电极的固定端之间的距离。
5.根据权利要求1所述的激励膜显示装置,进一步包括多个象素,多个象素的每一个包括一对第一固定电极与第一可动膜电极和一对第二固定电极与第二可动膜电极。
6.根据权利要求1所述的激励膜显示装置,其中第一和第二固定电极每一个包括:一个光导向部分,由透明材料形成,并且带有一个面对着第一和第二可动膜电极的相应之一的弯曲表面;和一电极,由透明导电层形成,并且形成在弯曲表面上。
7.根据权利要求1所述的激励膜显示装置,进一步包括一个覆盖导电层的绝缘层。
8.根据权利要求1所述的激励膜显示装置,其中第一和第二固定电极是面对着第一和第二可动膜电极的相应之一的板状电极,以便在其之间形成一个光导向部分。
9.根据权利要求8所述的激励膜显示装置,进一步包括一个覆盖第一和第二固定电极每一个的至少一个末端部分的绝缘层。
10.根据权利要求1所述的激励膜显示装置,进一步包括一个布置在可动膜电极固定端一侧处的光源。
11.一种激励膜显示装置,包括:
一固定电极,通过按长度顺序绝缘叠置多个长度不同的导电层形成,同时导电层在一端卷起;
一光屏蔽可动膜电极,放置成面对着其上形成最短一个导电层的固定电极的表面,并且带有一个固定在导电层一端处的固定端;及
一个电位供给电路,用来把不同的电位分别供给到固定电极的导电层。
12.根据权利要求11所述的激励膜显示装置,其中固定电极带有一个由透明材料形成的且具有面对着可动膜电极的弯曲表面的光导向部分,并且叠置导电层是透明的且沿弯曲表面形成。
13.根据权利要求12所述的激励膜显示装置,进一步包括覆盖导电层的绝缘层。
14.根据权利要求11所述的激励膜显示装置,进一步包括一个布置在可动膜电极固定端一侧的光源。
15.一种激励膜显示装置,包括:
多个光闸组,布置成行和列,光闸组的每一个包括施加电压/位移特征不同的至少两个光闸单元,所述至少两个光闸单元的每一个由一固定电极和一固定在一端处的光屏蔽悬臂型可动膜电极形成;
一个第一驱动电路,用来把驱动信号供给到布置在每一行中的光闸组;及
一个第二驱动电路,用来把驱动信号供给到布置在每一列中的光闸组;
其中第一驱动电路把一个第一电位供给到每一行中的光闸单元的固定电极;并且
所述第二驱动电路把一个第二电位供给到每一列中的光闸单元的可动膜电极。
16.根据权利要求15所述的激励膜显示装置,其中所述至少两个光闸单元在可动膜电极的一个固定端与一个可动端之间的长度不同。
17.根据权利要求15所述的激励膜显示装置,其中所述至少两个光闸单元在可动膜电极的厚度不同。
18.根据权利要求15所述的激励膜显示装置,其中所述至少两个光闸单元在固定电极与可动膜电极的一个固定端之间的距离不同。
19.根据权利要求15所述的激励膜显示装置,其中固定电极带有一个由透明材料形成的且具有面对着可动膜电极的弯曲表面的光导向部分,并且一电极由形成在弯曲表面上的透明导电层形成。
20.根据权利要求15所述的激励膜显示装置,其中固定电极是板状电极,并且面对着可动膜电极以在可动膜电极与固定电极之间形成一个光导向部分。
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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication