JP2002006239A - 電気機械的に可動されるフィルム型反射表示装置及びその製造方法並びにフィルム型反射表示装置の為の表示用のカンチレバーを製造する方法 - Google Patents

電気機械的に可動されるフィルム型反射表示装置及びその製造方法並びにフィルム型反射表示装置の為の表示用のカンチレバーを製造する方法

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JP2002006239A JP2000192759A JP2000192759A JP2002006239A JP 2002006239 A JP2002006239 A JP 2002006239A JP 2000192759 A JP2000192759 A JP 2000192759A JP 2000192759 A JP2000192759 A JP 2000192759A JP 2002006239 A JP2002006239 A JP 2002006239A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低消費電力、且つ高い応答性で良好な色彩性
能を有する画面を提供できる多数の電気機械的可動構造
を正確に且つ効率的に積層することができる構造を有す
るフィルム型反射表示装置及びその製造装置並びに製造
方法を提供するにある。 【解決手段】 フィルム型反射表示装置は、被覆された
固定電極が設けられ、複数の可動カンチレバーを略平面
的に保持するとともにこの配線ボードを固定するプラッ
トフォームを具備している。このプラットフォームは、
配線ボード上の導電ラインを固定電極及び湾曲可能な可
動カンチレバーに正確に接続する為の位置合わせ用スリ
ット27及びこのプラットフォームを他のプラットフォ
ームに位置合わせする為の貫通孔を有している。自由端
にタブを有するカンチレバーは、プラットフォーム上で
固定電極とは電気的に分離され、その自由端が固定電極
との間にギャップが設けられる。また、この複数個のプ
ラットフォームが前記貫通孔を利用して積層されてタブ
がグリッド状に配列される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電気機械的に可
動されるフィルム型反射表示装置及びその製造方法並び
にフィルム型反射表示装置の為の表示用のカンチレバー
を製造する方法に係り、特に、テキスト及び画像を生じ
させる黒、白或いはカラーのタブを有し、電気機械的に
可動される多数のフィルム装置が2次元的にグリッド状
に配置された電気機械的に可動されるフィルム型反射表
示装置及びその製造方法並びにフィルム型反射表示装置
の為の表示用のカンチレバーを製造する方法に関する。
【0002】これらの表示装置は、可動型フィルム表示
装置(AFD’S)と称せられ、紙のように十分に白い
背景が得られ、低消費電力で、高い応答性及び良好なカ
ラー表示特性等を提供できる特徴を有している。
【0003】
【従来の技術】従来から表示装置製造業者は、巨大な壁
掛けテレビ、即ち、電子情報ボードを顧客に安価な価格
で提供することを長い間切望している。優れた光学的特
性を提供する様々な技術が既に市場で入手可能である。
しかし、これら技術のほとんどは、サイズにおいて制約
があり、この制約に加えて低価格である表示装置は、ほ
とんど見当たらないとされている。現在、高いコントラ
スト率、鮮明な色彩領域、広い視野角、高い応答性、低
消費電力を実現することができ、薄く、かつ、明るく、
任意のサイズにすることができ、また、低価格である表
示装置を製造することを可能にする技術の開発が要望さ
れている。
【0004】以下に、従来からよく知られている表示装
置に関する利点と欠点とを簡単に説明する。
【0005】液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal D
isplay)は、薄く、かつ光を透過又は反射させる表示装
置装置を実現するために、これまで最も広く用いられて
いる。例えば、反射型LCDは、腕時計、携帯電話、ゲ
ームのコンソール又は電気器具等に用いられている。殆
どの反射型LCDでは、その内に偏光板が組み込まれ、
その結果として暗い像が伝達され、画像は低コントラス
トになってしまう。そして、この低コントラストの特性
のために、反射型LCDでは、色あせた色彩しか表示す
ることができないとされている。特に、製造コストをで
きるだけ低減し、かつ可動性及びバッテリー寿命を延ば
すために、色彩品質及び輝度が犠牲にされている。コス
トが重要でない場合において、高品質の画像で、しか
も、画像を表示する時間を延ばすことが必要とされる応
用製品では、ほとんど透過性LCDが用いられている。
これらの透過性LCDを組み込んだ表示装置は、ポータ
ブル・ノート型コンピュータ市場で既に何年間もの間、
主な表示装置とされている。そして、透過性LCDは、
製造歩留りが改善され、以前と比較して価格が下がった
結果として、デスクトップ・表示装置市場にも多く出回
りはじめている。最も一般的なLCD装置は、ツイステ
ッド・ネマティック(TN:Twisted Nematic)構造で
液晶層を閉じ込めているグラスセルを通常具備してい
る。軽い重量、薄いフレーム、及び、広範な色彩範囲を
有し、高解像度並びに鮮明なテキスト品質による表示が
可能なノートブックコンピュータを実現するための条件
を透過型LCDは十分に備えている。現在のTFT(T
FT:Thin Film Transistor)タイプのLCDは、非常
に多くのTFT製造工程が必要とされ、その歩留りが良
くないことに基づくため、陰極線管(ブラウン管)と比
較してまだ高価である。しかしながら、LCDは、持ち
運びの利便性を提供することから、非常に多くの需要が
ある。しかしながら、セルが大きくなればなるほど製造
欠損が現れてくるため(表面が大きくなればなるほど、
様々な欠損が生じる確率も高くなることから)、LCD
が非常に巨大な表示装置を実現するための解決策を与え
るかどうかは疑わしいとされている。従って、巨大なL
CD表示装置を製造する場合には、良好な製品が劇的に
減少され、製造コストが激増する問題がある。非常に大
きいLCDは、市場において需要があると期待できる
が、LCDが大きなCRTと競合するためには非常に低
価格な製造工程が必要とされる。シームレス技術を用い
ることによって小さく且つ安いLCDを連続的に組み合
わせて大きなものを作る努力がされているが、各表示素
子の端部が見えなくなってしまう問題があり、この問題
から大きな表示装置とするには、限界があるととされて
いる。
【0006】表示装置のサイズを大きくする問題は、近
い将来に解決されると考えられる最も逼迫している問題
と考えられるが、その問題がLCDを用いる適用範囲を
制限する唯一の障害ではない。最もよく用いられている
液晶(すなわち、最良な光学的特性を提供する液晶)の
反応時間もまた、かなり遅くなる傾向にある。映画やテ
レビ画像が表示されるときに、移動する物体によるゴー
ストのようなハロー痕跡と連続的に変化する画像の詳細
がぼやけてしてしまう。それゆえ、迅速な切り替え(現
在の光学的特性を維持しながら)に対応するための新し
いセル構造と液晶の開発が必要とされる。
【0007】第2の最も広く製造されている平坦で薄い
表示装置の技術は、プラズマ表示装置の技術である。プ
ラズマ表示装置は、大きなサイズで製造することがで
き、広い色彩範囲、高いコントラスト率、広い視野角度
のような理想的な光学特性を迅速な応答性で提供するこ
とができる。しかし、プラズマ表示装置は、十分な輝度
を提供するために、大きな電力消費が必要とされる。更
に、プラズマ表示装置は、同一サイズのLCDよりもか
なり重く、かさばる。この特質は、ノードブックコンピ
ュータ市場を視野に入れる場合は、致命的な弱点とされ
ている。大きな表示部を有する表示装置にとっては、製
造コストがまだ非常に高価であり、プラズマ表示装置
が、現在のCRTと競合する主製品になるまで、何年は
かかると思われる。
【0008】フィールド・エミッシッブ・表示装置(F
ED:Field Emissive Display)は、優れた光学特性を
提供する薄くて軽い表示装置であり、全てのCRTに取
って代わる最も有力な可能性のある技術であると見なさ
れている。FEDは、基本的には微視的に形成された先
端部を有する電極のアレイを支持するガラスパネルから
構成されている。その電極は、電場を強くした場合に電
子を射出するように設定されている。現在、テレビとし
て使用されているCRTに用いられている技術に非常に
似ているものであって、表示動作の過程において、射出
された電子は、パターン化された蛍光体に衝撃を与え、
その蛍光体からは、順番に赤、緑又は青色の光線が射出
されて画像が表示される。FEDでは、小さいサイズの
表示装置を製造することは成功しているが、製品として
販売できる程度のコストで大きな表示装置を製造するこ
とができるかどうかは、まだ明確ではないとされてい
る。
【0009】更に、本願の発明者は、既に、新規な構造
に係る可動フィルム型表示装置を特開平8−27193
3号で提案している。この新規の提案に係る可動フィル
ム型表示装置では、一端が固定で他端が可動可能であっ
てタブが設けられた可動型のカンチレバー、即ち、片持
梁(以下単にカンチレバーと称する。)とこのカンチレ
バーとの間にギャップが設けられた固定側の電極との間
に生じる静電誘導力によってカンチレバーを可動として
表示片としてのタブ(例えば、折り曲げ片)の背景を表
示或いは非表示とするものである。可動フィルム型表示
装置は、このような構造が行列に配置されて各タブが独
立に可動されることで画像の表示が可能となるものであ
る。
【0010】このような電気機械的可動構造を多数配列
した可動フィルム型表示装置では、その電気機械的可動
構造を積層する必要があり、また、その配置には、正確
なアライメントが必要とされることから、その製造に適
した構造並びに新規な製造方法並びに装置の提案が要望
されている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
優れた光学特性を有する薄く軽い表示装置は、すでに市
場において入手可能である。しかし、現在の技術で、大
きな表示装置を低価格で製造することは困難であり、他
の解決方法が要望されている。
【0012】高解像度又は大きなサイズを有する表示装
置は、非常に多くのピクセルを具備している。それぞれ
のピクセルを一つずつ製造すると、非常に多くの製造工
程が必要になり、一定時間に製造されるピクセル数が非
常に少なくなり、製造コストが膨大になってしまう。特
に、提案された可動フィルム型表示装置構造は、高解像
度で大きなサイズを有する表示装置の実現が可能である
が、正確なアライメントが必要とされ、多数の電気機械
的可動構造を積層することが必要とされることから、効
率的且つ正確に電気機械的可動構造を積層する技術が必
要とされる。
【0013】この発明は、上述した事情に鑑みなされた
ものであって、その目的は、多数の電気機械的可動構造
を正確に且つ効率的に積層することができる構造を有す
るフィルム型反射表示装置並びに製造方法を提供するに
ある。
【0014】また、この発明の目的は、紙のような白さ
を表現する特性を有し、低消費電力で、高い応答性で良
好な色彩性能を有する画面を提供できる多数の電気機械
的可動構造を正確に且つ効率的に積層することができる
構造を有するフィルム型反射表示装置並びに製造方法を
提供するにある。
【0015】更に、この発明の目的は、効率的に且つ高
い精度でフィルム型反射表示装置の為の表示用のカンチ
レバーを製造する方法を提供するにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、固定
電極と、この固定電極とは電気的に分離され、その自由
端に設けられた第1の表示片を有し、その自由端が固定
電極との間にギャップを有する湾曲可能な可動カンチレ
バーと、前記固定電極及び前記可動カンチレバーに対応
して設けられ、これらに電圧信号を印加する為の導電ラ
インが形成されている配線ボードと、その自由端に第2
の表示片を有し、その第2の表示片が前記可動カンチレ
バーとの間にギャップを有する前記可動カンチレバーに
対応して前記可動カンチレバー上に設けられた複数の固
定カンチレバーと、前記固定電極が設けられ、前記可動
カンチレバー及び前記固定カンチレバーを略平面的に保
持するとともにこの配線ボードを固定する構造体であっ
て前記配線ボード上の導電ラインを固定電極及び可動カ
ンチレバーに接続する為の第1の位置合わせ用部材及び
この構造体を他の構造体に位置合わせする為の第2の位
置合わせ用部材であって、組み合わされる他の構造体上
の第2の位置合わせ用部材に対して偏奇して設けられた
第2の位置合わせ用部材を有する構造体と、から構成さ
れる表示ユニットであって、前記第2の位置合わせ用部
材を利用して前記構造体が互いに偏奇されて前記表示ユ
ニットが積層され、これにより前記表示片がグリッド状
に配列され、前記配線ボードの導電ラインに電圧信号を
印加することによって可動カンチレバーが湾曲されてこ
の可動カンチレバーの表示片が隣接する固定カンチレバ
ーの第2の表示片の背後に変位されて画像が表示される
フィルム型反射表示装置が提供される。
【0017】また、この発明によれば、導電層で被覆さ
れた樹脂フィルムを短冊状にカットして形成され、その
基部が樹脂で保持され、その先端が着色され、第1の表
示片として折り曲げられている多数の可動カンチレバー
片を備えた第1のフィルム部材を複数用意する工程と、
絶縁性フィルムを短冊状にカットして形成され、その基
部が樹脂部で保持され、その先端が着色され、第2の表
示片として折り曲げられている多数の固定カンチレバー
片を備えた第2のフィルム部材を複数用意する工程と、
電圧信号を印加する為の導電ライン及びその端子が形成
されている配線ボードを複数用意する工程と、前記フィ
ルム部材を固定するための第1の接着層を受容する為の
第1の受容部、この第1の受容部に隣接して設けられ、
前記配線ボードを固定する為の第2の接着剤を受容する
第2の受容部及び前記フィルム部材を平坦に保持する平
坦部を有し、この平坦部に続く固定電極としての導電層
が被覆され、この導電層が絶縁層で被覆されている傾斜
された表面を有する構造体であって、前記フィルム部材
に対して位置決めする為の第1の位置決め部材及びこの
構造体と他の構造体との位置決めする為の第2の位置決
め部材であって、組み合わされる他の構造体上の第2の
位置合わせ用部材に対して偏奇して設けられた第2の位
置合わせ用部材を備えた構造体を複数用意する工程と、
前記配線ボードを前記第2の接着剤を介して前記構造体
に固定し、前記固定電極に対応する導電ラインの端子を
接続する工程と、前記第1のフィルム部材の先端に設け
られた表示片と前記構造体の傾斜面との間に所定の第1
のギャップが設けられるように前記構造体に第1の接着
層を介して前記第1のフィルム部材を固定する工程と、
前記可動カンチレバー片をそれぞれ独立に前記構造体上
に設けるように前記可動カンチレバー片を保持する前記
樹脂部を除去する工程と、前記第1のフィルム部材の先
端に設けられた第1の表示片と前記第2のフィルム部材
の先端に設けられた第2の表示片との間に所定の第2の
ギャップが設けられるように前記構造体に第1の接着層
を介して前記第2のフィルム部材を固定する工程と、前
記固定カンチレバー片をそれぞれ独立に前記構造体上に
設けるように前記固定カンチレバー片を保持する前記樹
脂部を除去する工程と、前記可動及び固定カンチレバー
片が固定され、前記配線ボードが固定された構造体を複
数用意し、前記第2の位置決め部材を利用して前記構造
体を互いに偏奇させて積層する工程と、から構成され、
前記表示片がグリッド状に配列され、前記配線ボードの
導電ラインに電圧信号を印加することによって可動カン
チレバーが湾曲されてこの可動カンチレバーの表示片が
隣接する固定カンチレバーの第2の表示片の背後に変位
されて画像が表示されるフィルム型反射表示装置の製造
方法が提供される。
【0018】更に、この発明によれば、多数の矩形状樹
脂フィルムを用意する工程と、被覆された樹脂フィルム
をカットして互いに略平行に延びる短冊状の可動カンチ
レバー片が形成されているフィルム構造体を用意する工
程と、前記保持部の端部が第1の基準平面上に並列され
た状態で前記可動カンチレバー片が前記第1の基準面に
対して略直角に起立され、前記可動カンチレバー片の着
色された先端部が突出するように複数のブロックで前記
複数のフィルム構造体を保持する工程と、平坦な面を有
する圧接部材を前記複数のブロックの端面上で摺動させ
て前記前記可動カンチレバー片の先端部を折り曲げ、前
記圧接部材によってこの先端部が前記複数のブロックの
端面上に圧接され、この圧接された状態で前記ブロック
及び前記複数のフィルム構造体を加熱する工程と、前記
前記ブロック及び前記複数のフィルム構造体が除冷され
た後、前記前記複数のフィルム構造体を前記ブロックか
ら解放する工程と、を具備するフィルム型反射表示装置
の為の表示用のカンチレバーを製造する方法が提供され
る。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながらこの発
明のフィルム型反射表示装置の一実施例を説明する。
【0020】この発明の一実施例に係るフィルム型反射
表示装置及び製造方法並びにこのフィルム型反射表示装
置の為の表示用のカンチレバーを製造する方法の具体例
について、図1から図12を参照して説明する。
【0021】この発明の一実施例に係るフィルム型反射
表示装置を説明するに先立ち図1(a)及び図1(b)
を参照してその原理について説明する。
【0022】この図1(a)及び図1(b)に示される
ように剛性を有する固定電極1に対向して変形可能なカ
ンチレバー、即ち、片持梁(以下単にカンチレバーと称
する。)2が配置されている。カンチレバー2の基部
は、カンチレバー2の自由端が可動可能なように固定電
極1に設けた絶縁性のスペーサ10に支持固定されてい
る。従って、カンチレバー2と固定電極1との間には、
スペーサ10に相当するギャップ4が空けられ、カンチ
レバー2の自由端がこのギャップ4内で可動可能とな
る。固定電極1は、ポリマーをモールディングしてその
表面を導電性フィルムで覆い、その後、更に絶縁層で被
覆することによって作られている。また、カンチレバー
2は、両面が導電部としてのアルミニューム層で覆われ
ている薄いPET(ポリエチレンテレフタレート)フィ
ルムで湾曲を最小限に抑え、変形可能なように作られて
いる。信号ライン8及び接地ライン9がそれぞれ固定電
極1及びカンチレバー2の導電部に接続されている。
【0023】このような電極構造において零電圧の信号
(V=Voff)が信号ライン8に与えられると、カンチ
レバー2は、図1(a)に示すように休止位置に留まる
こととなる。また、電圧パルス(V=Von)が信号ライ
ン8に与えられると、カンチレバー2は、カンチレバー
2と固定電極1との間に発生される静電力によって固定
電極1に向けて湾曲される。
【0024】図2(a)及び2(b)は、図1に示した
電極構造においてカンチレバー2の先端に着色された表
示片としてのタブ、即ち、折り曲げ片(以下単にタブと
称する。)3が設けられた電極構造を示している。この
タブ3は、その基部としてのカンチレバー2に対してほ
ぼ直角に折り曲げて形成され、或いは、カンチレバー2
の自由端に視認される部分として片部を設けてタブ3と
しても良い。また、図3(a)には、カンチレバー2に
対向する固定電極1の面が傾斜された変形例に係る電極
構造が示され、また、図3(b)には、湾曲されたスロ
ープに形成されている変形例に係る電極構造が示されて
いる。図2(a)及び2(b)或いは図3(a)及び3
(b)の比較から明らかなように零電圧の信号(V=V
off)が信号ライン8に与えられていれば、カンチレバ
ー2が変形されず、タブ3の面が正面に向けられに対し
て電圧パルス(V=Von)が信号ライン8に与えられる
と、カンチレバー2が湾曲されてタブ3の面がシフトし
て傾けられることとなる。
【0025】上述した電極構造を用いて画素(ピクセ
ル)を生成する場合には、図4(a)及び図4(b)に
示すように可動カンチレバー2に加えて、その先端に第
2のタブ7が設けられた固定カンチレバー6が固定電極
1に固定されている。可動カンチレバー2及び固定カン
チレバー6は、ほぼ同一の幅を有し、また、第1及び第
2のタブ3、7は、ほぼ同一のサイズ或いは第1のタブ
3が第2のタブ7よりも僅かに大きいサイズに定められ
ている。可動カンチレバー2の第1のタブ3は、ある色
(有彩色及び無彩色を含む。)に着色され、また、固定
カンチレバー6の第2のタブ7は、他の色に着色されて
いる。2つのカンチレバー2,6は、可動カンチレバー
2が固定カンチレバー6及び固定電極1間に狭持され、
その先端のタブ3、7間にギャップ5が生じるように組
み合わされて固定電極1に固定されている。
【0026】可動カンチレバー2に零電圧(V=Vof
f)が与えられる際には、既に説明したように図4
(a)に示すように可動カンチレバー2は、変形されず
そのままの位置に保たれることとなる。タブ3の外面が
白色であれば、外部からは、画素としての白色が見える
だけとなる。ここで、パルス信号(V=Von)が可動カ
ンチレバー2に与えられると、カンチレバー2が図4
(b)に示すように固定電極1に向けて変形されてその
先端のタブ3が変位されることとなる。その結果、カン
チレバー7は、変形しないのであるから、その先端に設
けられ、タブ3の背面に隠れていたタブ7が見えるよう
になる。例えば、このタブ7の外面が黒であれば、黒い
画素としてのタブ7が見えるようになる。
【0027】実際の表示装置は、図5に示すようにカン
チレバー2,6及び固定電極1の組み合わせが積層され
た構造を有している。しかも、可動カンチレバー2が変
形されてその先端のタブ3が変位された際に、その変位
されたタブ3が隣接する固定カンチレバー6のタブ7の
背面に位置可能なように変位されるタブ3と固定タブ7
との間にギャップ11が空けられ、このようなギャップ
11が生じるように各組み合わせがその長手方向に沿っ
て僅かに偏奇するように配置されている。このギャップ
11は、可動カンチレバー2が変形される範囲に関係
し、また、可動カンチレバー2の変形の範囲は、固定電
極1の湾曲するスロープに関連している。従って、この
スロープは、可動カンチレバー2が変形に変形できるよ
うな適切な形状に定められることが必要とされる。
【0028】図6に示されるように表示装置の実際の使
用においては、組み合わせ構造が傾けられて積層され、
一見外部からは、タブ3、7が平面スクリーンを構成す
るように配置される。いずれの可動カンチレバー6にも
電圧が印加されなければ(零電圧に維持されていれ
ば)、その反射光線12は、白色の光線であることか
ら、外部13からみれば、このスクリーンは、全く同一
色、例えば、真っ白なスクリーンに見えることとなる。
これに対して、特定の可動カンチレバー6にパルス電圧
(V=Von)が印加されれば、図7に示すようにタブ3
が変位されてタブ3の背面にあるタブ7が見えるように
なり、画素としてのタブ7の組み合わせで例えば、文字
Aが表示される。
【0029】可動カンチレバー6に比較的高い周期を有
するパルス電圧(V=Von)が与えられれば、可動カン
チレバー6がその周期で振動し、その結果、タブ3がタ
ブ7の全面で振動され、背景の色が例えば黒が周期的に
表れることとなる。このタブの3の振動及び人間の目の
残像現象によって、輝度が変化し、例えば、その表示さ
れる文字がグレーで表示されることとなる。パルス電圧
(V=Von)の周波数を変更することによって、輝度を
調整することができることとなる。また、無彩色のタブ
のみならず、有彩色(3原色)のタブが用意され、それ
ぞれが独自にシフトされれば、いずれの色彩にも対応す
る画像、文字、パターン等を表示することが可能であ
る。
【0030】図8には、図6及び図7に示した可動フィ
ルム型表示装置を実現するに用いられる剛性プラットフ
ォーム21が示されている。上述した可動フィルム型表
示装置を実現しようとすると、ピクセル、即ち、タブ
3、7は、高々数百ミクロンの大きさとなる。この表示
装置の部品は、数十ミクロンの値で正確にアラインさ
れ、また、組み立てられなければならない。全ての部品
を互いに関連して適切に固定するには、図8に示すよう
に剛性プラットフォーム21が必要とされ、このような
構造のプラットフォームなしでは、可動フィルム型表示
装置を組み立てることが困難となる。即ち、図8に示す
ような剛性プラットフォーム21を用いることによって
高い精度で、且つ、効率的に可動フィルム型表示装置を
組み立てることができる。
【0031】図8に示されるプラットフォーム21は、
可動フィルム型表示装置の部品の電気的接続を達成し、
各部品のアライメントを取り、また、これらの部品を安
定に組み立てる為の構造を有し、ポリマーをモールドす
ることによって容易に作ることができるいくつかの工程
を経た構造を有している。このプラットフォーム21
は、図1から図7に示される固定電極1に相当する薄い
金属フィルムが湾曲面部27に付着され、これに続いて
絶縁層が形成されている。プラットフォーム21には、
湾曲面部27に続いて平坦部29を有し、この平坦部2
9の基部には、平坦部29が延びる方向に沿って延出さ
れたステップ22が形成されている。このステップ22
の内面は、平坦に形成され、後に説明するように、この
ステップ22内に両面テープが貼付され、この両面テー
プ上に既に説明した可動カンチレバー2の固定側が付着
固定される。
【0032】このステップ22に続いてプラットフォー
ム21には、第2のステップ構造23、即ち、溝が形成
されている。この第2のステップ構造23も同様にその
内に両面テープが収容すべく平坦な内面を有し、この内
面は、第1のステップ22の平坦面に沿って延出されて
いる。この第2のステップ構造23には、その内に設け
られる両面テープによって後に説明するようにフレキシ
ブルプリント回路(FPC)が固定される。
【0033】プラットフォーム21の後部上には、平坦
な上面を有する突出部24が設けられている。この突出
部24は、金属層で覆われた支持パッドであり、この金
属層は、既に説明した固定電極1を構成する金属フィル
ムに電気的に接続されている。この金属層は、異方性導
電フィルム(ACF)で覆われ、フレキシブルプリント
回路(FPC)のラインを固定電極1としての金属フィ
ルムに接続し、電位を固定電極に与える機能を有してい
る。異方性導電フィルム(ACF)は、金属粒子を含
み、熱と圧力とが与えられた際に2つの導体を電気的に
導通することができるものとして良く知られている。
【0034】プラットフォーム21の後部の両側には、
後に説明するジグを用いてカンチレバー3、7をこのプ
ラットフォームに位置合わせする為のスリット26が形
成され、また、このプラットフォーム21の後部には、
他のプラットフォーム21との位置合わせの為の貫通孔
25が形成されている。即ち、後に説明するようにジグ
上に配列されたカンチレバー2、或いは、6は、ジグの
突出部がこのスリット26に嵌合されることによってプ
ラットフォーム21に対するカンチレバー2、或いは、
6の位置が定まり、正確に両者が位置合わせされ、接着
剤によってプラットフォーム21のステップ22上にカ
ンチレバー2、或いは、6が固定される。また、プラッ
トフォーム21の貫通孔25にピン(図示せず)を挿入
することによってプラットフォーム21は、他のプラッ
トフォーム21に対して位置合わせされる。プラットフ
ォーム21の上面が他のプラットフォーム21の下面に
対向するように次々にピンをプラットフォーム21の貫
通孔25に通すことによってプラットフォーム21が積
層され、各プラットフォーム21上のカンチレバー3,
7が他のプラットフォーム21上のカンチレバー3,7
に正確に位置合わせされることとなる。
【0035】図8に示されたプラットフォーム21を用
いて図6及び図7に示した可動フィルム型表示装置を製
造する方法について次に説明する。
【0036】初めにカンチレバー2、6カンチレバーを
製造する方法について説明する。既に述べたことから明
らかなように、カンチレバー2、6は、最も繊細な部品
であり、全てが同一の電気機械的特性を有するように作
られなければならない。図9(a)に示すようにPET
(ポリエチレンテレフタレート)フィルムの両面が薄い
アルミニュームでコートされた導電フィルムが用意さ
れ、この導電フィルムがカットされて複数のカンチレバ
ー片32が用意される。カンチレバー片32の先端33
は、フィルムをカットする前に、着色、例えば、黒色に
着色されている。また、フィルムの基部には、予めアル
ミニュームがコートされず、PET(ポリエチレンテレ
フタレート)フイルム部のみで作られた帯状部31が設
けられ、この帯状部31によってカットされた一連のカ
ンチレバー片32が保持されている。この帯状部31を
除去することにカンチレバー片32がそれぞれカンチレ
バー2として電気的にもまた、機械的にも独立してプラ
ットフォーム21上に設けられることとなる。
【0037】カンチレバー片32の先端をタブ3或いは
7とする為には、カンチレバー片32が図9(b)に示
されるジグ34に保持されてそのカンチレバー片32の
先端が折り曲げられる。図9(b)に示されるジグ34
は、両側が開口されている箱形に形成され、その内にカ
ンチレバー片32を保持する為の多数の矩形棒状ブロッ
ク39が設けられている。ジグ34の壁面には、スクリ
ュー溝36が設けられ、このスクリュー溝36には、プ
ッシュロッド37が螺合されている。このプッシュロッ
ド37は、ジグ34内に設けられたプレッシャーブロッ
ク35に連結されている。ジグ34内では、カンチレバ
ー片32のタブ3或いは7に形成されるべき着色された
先端が矩形棒状ブロック39間から飛び出すように矩形
棒状ブロック39間にカンチレバー片32が配置されて
いる。ここで、基部としての帯状部31を含めたカンチ
レバー片32の高さは、タブ3或いは7に形成されるべ
き着色された先端部分の長さだけ矩形棒状ブロック39
の高さよりも大きく、着色された先端部分だけが矩形棒
状ブロック39間から突出されることが好まし。図9
(c)に示すように矩形棒状ブロック39は、プッシュ
ロッド37が前進されることによってプレッシャーブロ
ック35がこの矩形棒状ブロック39を押し、その結
果、カンチレバー片32が矩形棒状ブロック39間に狭
持され、カンチレバー片32の先端の折り曲げ工程の準
備が整えられる。
【0038】カンチレバー片32が保持された状態でジ
グ34が加熱され、このジグ34上にその表面がテフロ
ン(登録商標)コートされた重し、即ち、圧接体38が
載置される。この重し38が矩形棒状ブロック35、3
9上をスライドされることによってカンチレバー片32
の先端がほぼ90度折り曲げられ、折り曲げられてタブ
3或いは7が矩形棒状ブロック35、39上に設けられ
た状態で重し38が載せられたままでジグ34が室温に
まで冷却されることを待つこととなる。室温に戻される
と、カンチレバー片32の先端が折り曲げられたままと
なり、タブ3或いは7の形状を保つこととなる。
【0039】図10は、プラットフォーム21と共に用
いられるに適するフレキシブルプリント回路(FPC)
40を示している。このフレキシブルプリント回路(F
PC)40は、ITO基板41から作られ、この一方の
面に導電ライン43及び接続舌片42がエッチングによ
り形成されている。フレキシブルプリント回路(FP
C)40は、プラットフォーム21のステップ23に装
着されるべく、その幅及び奥行きがプラットフォーム2
1のステップ23にほぼ等しい帯状部47を有し、ま
た、この帯状部47からは、プラットフォーム21の後
部の両側に設けられた突出部間に装着されるに適する幅
を有する延出部49が設けられている。フレキシブルプ
リント回路(FPC)40の帯状部47上にほぼ等間隔
で接続舌片42が設けられ、この接続舌片42から帯状
部47及び延出部49上を導電ライン43が延出されて
いる。また、導電ライン44がITO基板41の一方の
面に同様に形成され、貫通孔45を介して他方の面に形
成されている固定電極接続用舌片46に接続され、この
舌片46は、固定電極1に相当するプラットフォーム2
1の薄い金属フィルムにプラットフォーム21上の突出
部24を介して接続される。プラットフォーム21に装
着される前に異方性導電フィルム53がこのフレキシブ
ルプリント回路(FPC)40の帯状部47及び舌片4
6上に付着される。即ち、異方性導電フィルムは、初め
に固定電極1に接触される固定電極接続用舌片46に付
着され、次に、カンチレバー片32に電気的に接続され
る接続片42に付着される。
【0040】フレキシブルプリント回路(FPC)40
をプラットフォーム21に装着するには、図11(a)
に示すように接着される。即ち、図11(b)に示すよ
うにプラットフォーム21のステップ22、23に両面
テープ51、52が装着されてこれに接着され、フレキ
シブルプリント回路(FPC)40の他方の面に設けら
れた固定電極接続用舌片46がプラットフォーム21上
の突出部24上に位置され、これに接着剤によって固定
される。また、フレキシブルプリント回路(FPC)4
0の帯状部47が両面テープ52に接着されて接続舌片
42が設けられた帯状部47の異方性導電フィルム53
の面が両面テープ51の面に連続的して接することとな
る。
【0041】このようにフレキシブルプリント回路(F
PC)40が設けられたプラットフォーム21は、図1
2に示すように組み立てジグ61によってその上にカン
チレバー2が固定される。このカンチレバー片32を剛
性プラットフォーム21上に組み付け、このカンチレバ
ー片32をプラットフォーム21上の接続舌片42に電
気的に接続するには、可動フィルム型表示装置を実現す
る上で最も重要とされている。極めて薄く、また、その
湾曲特性及び電気的応答性が変形に対して極めて変動し
やすいことから、カンチレバー片32に歪み等を生じさ
せないような平坦な面を有する高い品質が必要とされ
る。
【0042】既に図9(a)から図9(c)を参照して
説明したように複数のカンチレバー片32が帯状部31
に支持されている構造体が用意され、この構造体のまま
プラットフォーム21上に固定する方がより精度良く且
つ効率的にカンチレバー片32をプラットフォーム21
上に固定するに適している。ジグ61は、図12に示す
ようにプラットフォーム21が適合されるに適する窪み
66を規定する側部67を有し、その側部67には、プ
ラットフォーム21の両側に設けられたスリット26に
嵌合される位置合わせ用の突起65が設けられている。
ジグ61の窪み66内は、カンチレバー片32を配置す
るために平坦に形成されている。また、ジグ61は、ス
テップ62を有し、このステップ62には、カンチレバ
ー片32のタブ3或いは7を保持するための保持ブロッ
ク63がスライド可能に設置されている。
【0043】カンチレバー片32をプラットフォーム2
1に固定するには、カンチレバー片32が窪み66内の
平坦面に配置され、その先端のタブ3或いは7がステッ
プ62の位置合わせ用の側壁64に接触するように配置
される。この状態で、保持ブロック63が側壁64に向
かって前進され、この保持ブロック63と側壁64との
間にカンチレバー片32のタブ3或いは7が保持され
る。この状態でプラットフォーム21がプラットフォー
ム21のフレキシブルプリント回路(FPC)40が設
けられた面がジグ61に向けられ、プラットフォーム2
1の両側に設けられたスリット26がジグ61の位置合
わせ用の突起65に嵌合される。その後、プラットフォ
ーム21に設けられた両面テープ51にカンチレバー片
32が接着される。カンチレバー片32が両面テープ5
1によってプラットフォーム21に固定されると、カン
チレバー片32のタブ3或いは7が保持ブロック63と
側壁64との間から解放され、このプラットフォーム2
1がジグ61から取り出される。この取り出されたプラ
ットフォーム21では、カンチレバー片32は、異方性
導電フィルムで覆われた接続片42上に位置され、この
状態でカンチレバー片32に熱及び圧力を部分的に加え
ることによってカンチレバー片32内の導電層が接続片
42に電気的に接続され、また、機械的に固定される。
その後、カンチレバー片32の基部としての帯状部31
が除去され、それぞれ独立したカンチレバー片32がプ
ラットフォーム21上に固定保持されることとなる。
【0044】カンチレバー片32が可動カンチレバー2
として設けられたプラットフォーム21には、更に固定
側のカンチレバー7が接着剤で固定される。固定側のカ
ンチレバー7も図9(a)から図9(c)と同様の工程
を経て作られ、図13に示したジグ61に装着されてプ
ラットフォーム21に固定される。固定側のカンチレバ
ー7は、それ自体がアルミニュームコートを有せず、電
極としての機能を有していない。従って、可動側のカン
チレバーとは異なり、固定側のカンチレバー7は、機械
的及び電気的に分離された構造を有せず、その基部が図
9(a)に示すように帯状部で連結されたもののままで
も良く、この帯状部が両面テープ51によってプラット
フォーム21上に固定されても良い。固定側のカンチレ
バー7のタブ7がプラットフォーム21上に固定される
場合には、可動側のカンチレバー2のタブ3との間に所
定のギャップ5が設けられるように配置されることが必
要とされる。ここで、可動カンチレバー2が設けられた
プラットフォーム21に固定側のカンチレバー7を設け
る際にジグ61を利用する場合には、可動カンチレバー
2が保持ブロック63に当接されるが、可動カンチレバ
ー2自体が変形可能であることから、可動カンチレバー
2は、単に保持ブロック63に当接されて変形されるの
みで、固定側のカンチレバー7をプラットフォーム21
上に設ける障害とはならない。また、固定側のカンチレ
バー7のタブ7と可動側のカンチレバー2のタブ3との
間の所定のギャップ5に相当する幅を有するスペーサが
用意され、このスペーサで固定側のカンチレバー6のタ
ブ7を側壁64に対して押さえ付けた後に可動カンチレ
バー2が設けられたプラットフォーム21が固定されて
も良い。
【0045】上述したように可動カンチレバー2及び固
定側のカンチレバー7が設けられた複数個のプラットフ
ォーム21が用意されると、プラットフォーム21の貫
通孔25にピン(図示せず)が挿入されて多数のプラッ
トフォーム21が互いに位置合わせされる。プラットフ
ォーム21の貫通孔25は、ギャップ11に相当する距
離だけ互いに異なる位置に少しずつ偏奇して設けられて
いることから、組み合わされたプラットフォーム21
は、互いに隣接するプラットフォーム21のタブ7とタ
ブ3との間は、図5を参照して説明したギャップ11が
空けられることとなる。
【0046】以上のように互いに位置合わせされた多数
のプラットフォーム21がピンによって一体化されるこ
とによって図6及び図7に示したような原理で動作され
る表示装置が製造される。
【0047】尚、上述したフィルム型反射表示装置の実
施例では、タブ7を有する固定カンチレバー6を備えた
例を示したが、特にこの固定側カンチレバー6が設けら
れなくとも、可動カンチレバー2が変形されて可動カン
チレバー2の先端のタブ3がシフトされた際にタブ7に
代えて表れる背景が設けられれば良く、特に固定カンチ
レバー6によってタブ7が支持される構造に限られるも
のではない。また、上述したフィルム型反射表示装置の
実施例では、カンチレバー片32の先端33が同一色で
着色されている場合について説明したが、このカンチレ
バー片32の先端33は、同一色でなくとも複数色の配
列が着色されても良い。一列のカンチレバー片32の先
端33が適切に着色、例えば、3原色の2又は3色で着
色され、他のプラットフォームに固定される他のカンチ
レバー片32の先端33が適切に着色されることによっ
て行列(グリッド状)に配置されたその先端に対応する
タブによって様々な色彩でしかもその振動を可変とする
ことによって様々な明度で画像等を表示することができ
る。
【0048】
【発明の効果】以上のように、この発明のフィルム型反
射表示装置によれば、多数の電気機械的可動構造を正確
に且つ効率的に積層することができる構造を有すること
から、十分に高い精度で、しかも、効率的にフィルム型
反射表示装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)及び(b)は、固定電極と薄い可撓性の
カンチレバーを基本的に組み合わせたこの発明の表示装
置における動作原理を概念的に示す斜視図である。
【図2】(a)及び(b)は、固定電極とタブを先端に
有する可撓性のカンチレバーとを基本的に組み合わせた
この発明の表示装置において図1に示したと同様な動作
原理でタブを利用して表示状態が変化させることができ
ることを説明する為の斜視図である。
【図3】(a)及び(b)は、傾斜された固定電極を有
する図2の変形例に係る表示装置の斜視図である。
【図4】(a)及び(b)は、固定電極、タブを先端に
有する可撓性のカンチレバー及びタブを有する固定カン
チレバーを基本的に組み合わせたこの発明の表示装置に
おいて図1に示したと同様な動作原理でタブを利用して
表示状態が変化させることができることを説明する為の
斜視図である。
【図5】図4に示した表示構造を積層した表示装置の一
実施例を概略的に示す側面図である。
【図6】図5に示した積層構造の表示装置を傾けること
によって平坦な表示が見えることを説明する為の説明図
である。
【図7】図5に示した積層構造の表示装置で白黒の画像
を表示することができることを説明する為の説明図であ
る。
【図8】図5に示した積層構造の表示装置を製造するに
最適な形態を有するプラットフォームを示す斜視図であ
る。
【図9】(a)、(b)及び(c)は、図8に示される
プラットフォームに固定されるカンチレバーを製造する
方法を示す工程図である。
【図10】図8に示されるプラットフォームに固定され
るフレキシブルプリント回路(FPC)を示す平面図で
ある。
【図11】(a)及び(b)は、図10に示すフレキシ
ブルプリント回路(FPC)が固定されたプラットフォ
ームを示す斜視図及びその一部拡大図である。
【図12】図11に示すプラットフォームにカンチレバ
ーを固定する為のジグ及びジグへのプラットフォームの
装着過程を示す斜視図である。
【符号の説明】
1...固定電極 2...可動カンチレバー 3、7...タブ 4...ギャップ 6...固定カンチレバー 8...信号ライン 9...接地ライン 10...スペーサ 21...剛性プラットフォーム 22、23...ステップ 24...突出部 25...貫通孔 26...スリット 27...湾曲面部 29...平坦部 31...帯状部 32...カンチレバー片 34、61...ジグ 37...プッシュロッド 35,39...矩形状ブロック 40...フレキシブルプリント回路 42、45、46...接続舌片 45...貫通孔 53...異方性導電フィルム 65...位置合わせ用突起 66...窪み

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】固定電極と、 この固定電極とは電気的に分離され、その自由端に設け
    られた第1の表示片を有し、その自由端が固定電極との
    間にギャップを有する湾曲可能な可動カンチレバーと、 前記固定電極及び前記可動カンチレバーに対応して設け
    られ、これらに電圧信号を印加する為の導電ラインが形
    成されている配線ボードと、 その自由端に第2の表示片を有し、その第2の表示片が
    前記可動カンチレバーとの間にギャップを有する前記可
    動カンチレバーに対応して前記可動カンチレバー上に設
    けられた複数の固定カンチレバーと、 前記固定電極が設けられ、前記可動カンチレバー及び前
    記固定カンチレバーを略平面的に保持するとともにこの
    配線ボードを固定する構造体であって前記配線ボード上
    の導電ラインを固定電極及び可動カンチレバーに接続す
    る為の第1の位置合わせ用部材及びこの構造体を他の構
    造体に位置合わせする為の第2の位置合わせ用部材であ
    って、組み合わされる他の構造体上の第2の位置合わせ
    用部材に対して偏奇して設けられた第2の位置合わせ用
    部材を有する構造体と、 から構成される表示ユニットであって、 前記第2の位置合わせ用部材を利用して前記構造体が互
    いに偏奇されて前記表示ユニットが積層され、これによ
    り前記表示片がグリッド状に配列され、前記配線ボード
    の導電ラインに電圧信号を印加することによって可動カ
    ンチレバーが湾曲されてこの可動カンチレバーの表示片
    が隣接する固定カンチレバーの第2の表示片の背後に変
    位されて画像が表示されるフィルム型反射表示装置。
  2. 【請求項2】前記構造体は、前記可動カンチレバーを前
    記構造体上に固定する接着層を受容する第1の受容部を
    具備することを特徴とする請求項1のフィルム型反射表
    示装置。
  3. 【請求項3】前記構造体は、前記配線ボードを前記構造
    体上に固定する第2の接着層を保持する第2の受容部を
    具備することを特徴とする請求項1或いは請求項2のフ
    ィルム型反射表示装置。
  4. 【請求項4】前記配線ボードの導電ラインは、前記固定
    電極及び可動カンチレバーに接続されるべき第1の接続
    部を有し、また、前記固定電極及び可動カンチレバー
    は、前記導電ラインの第1の接続部に接続されるべき第
    2の接続部を有し、第1及び第2の一方或いは両方に異
    方性導電フィルムが付加されていることを特徴とする請
    求項1のフィルム型反射表示装置。
  5. 【請求項5】導電層で被覆された樹脂フィルムを短冊状
    にカットして形成され、その基部が樹脂で保持され、そ
    の先端が着色され、第1の表示片として折り曲げられて
    いる多数の可動カンチレバー片を備えた第1のフィルム
    部材を複数用意する工程と、 絶縁性フィルムを短冊状にカットして形成され、その基
    部が樹脂部で保持され、その先端が着色され、第2の表
    示片として折り曲げられている多数の固定カンチレバー
    片を備えた第2のフィルム部材を複数用意する工程と、 電圧信号を印加する為の導電ライン及びその端子が形成
    されている配線ボードを複数用意する工程と、 前記フィルム部材を固定するための第1の接着層を受容
    する為の第1の受容部、この第1の受容部に隣接して設
    けられ、前記配線ボードを固定する為の第2の接着剤を
    受容する第2の受容部及び前記フィルム部材を平坦に保
    持する平坦部を有し、この平坦部に続く固定電極として
    の導電層が被覆され、この導電層が絶縁層で被覆されて
    いる傾斜された表面を有する構造体であって、前記フィ
    ルム部材に対して位置決めする為の第1の位置決め部材
    及びこの構造体と他の構造体との位置決めする為の第2
    の位置決め部材であって、組み合わされる他の構造体上
    の第2の位置合わせ用部材に対して偏奇して設けられた
    第2の位置合わせ用部材を備えた構造体を複数用意する
    工程と、 前記配線ボードを前記第2の接着剤を介して前記構造体
    に固定し、前記固定電極に対応する導電ラインの端子を
    接続する工程と、 前記第1のフィルム部材の先端に設けられた表示片と前
    記構造体の傾斜面との間に所定の第1のギャップが設け
    られるように前記構造体に第1の接着層を介して前記第
    1のフィルム部材を固定する工程と、 前記可動カンチレバー片をそれぞれ独立に前記構造体上
    に設けるように前記可動カンチレバー片を保持する前記
    樹脂部を除去する工程と、 前記第1のフィルム部材の先端に設けられた第1の表示
    片と前記第2のフィルム部材の先端に設けられた第2の
    表示片との間に所定の第2のギャップが設けられるよう
    に前記構造体に第1の接着層を介して前記第2のフィル
    ム部材を固定する工程と、 前記固定カンチレバー片をそれぞれ独立に前記構造体上
    に設けるように前記固定カンチレバー片を保持する前記
    樹脂部を除去する工程と、 前記可動及び固定カンチレバー片が固定され、前記配線
    ボードが固定された構造体を複数用意し、前記第2の位
    置決め部材を利用して前記構造体を互いに偏奇させて積
    層する工程と、 から構成され、前記表示片がグリッド状に配列され、前
    記配線ボードの導電ラインに電圧信号を印加することに
    よって可動カンチレバーが湾曲されてこの可動カンチレ
    バーの表示片が隣接する固定カンチレバーの第2の表示
    片の背後に変位されて画像が表示されるフィルム型反射
    表示装置の製造方法。
  6. 【請求項6】前記第1のフィルム部材を固定する前に、
    前記配線ボードの端子には、異方性導電フィルムが付加
    されていることを特徴とする請求項5のフィルム型反射
    表示装置の製造方法。
  7. 【請求項7】前記フィルム部材を固定する工程は、前記
    可動カンチレバー片の先端の表示片を狭持する工程を含
    む請求項5のフィルム型反射表示装置の製造方法。
  8. 【請求項8】多数の矩形状樹脂フィルムを用意する工程
    と、 被覆された樹脂フィルムをカットして互いに略平行に延
    びる短冊状の可動カンチレバー片が形成されているフィ
    ルム構造体を用意する工程と、 前記保持部の端部が第1の基準平面上に並列された状態
    で前記可動カンチレバー片が前記第1の基準面に対して
    略直角に起立され、前記可動カンチレバー片の着色され
    た先端部が突出するように複数のブロックで前記複数の
    フィルム構造体を保持する工程と、 平坦な面を有する圧接部材を前記複数のブロックの端面
    上で摺動させて前記前記可動カンチレバー片の先端部を
    折り曲げ、前記圧接部材によってこの先端部が前記複数
    のブロックの端面上に圧接され、この圧接された状態で
    前記ブロック及び前記複数のフィルム構造体を加熱する
    工程と、 前記前記ブロック及び前記複数のフィルム構造体が除冷
    された後、前記前記複数のフィルム構造体を前記ブロッ
    クから解放する工程と、 を具備するフィルム型反射表示装置の為の表示用のカン
    チレバーを製造する方法。
JP2000192759A 2000-06-27 2000-06-27 電気機械的に可動されるフィルム型反射表示装置及びその製造方法並びにフィルム型反射表示装置の為の表示用のカンチレバーを製造する方法 Expired - Fee Related JP3840041B2 (ja)

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