JP2002287040A - 可動フィルム型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】デバイスの製造時に発生する汚れが可動フィル
ムの変位に悪影響を及ぼし、画質の低下を招いていた。 【解決手段】帯状の弾性フィルムの一辺を予め切断し、
一端が一体であり、他端が画素毎に切り分けられた可動
フィルム１０２を形成し、これを固定体１１１の根元部
に固着する。このように製造することで、ゴミの発生を
防ぎながら、多数画素の表示装置を製造できるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は可動フィルム型表示
装置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】可動フィルム型表示装置は、例えば、特
開平８−２７１９３３号に記載されるように、弾性を有
する可動フィルムと固定電極との間の静電力により、可
動フィルムの姿勢を制御して画像を表示するものであ
る。図８に示すように、固定電極６０３と支持体６０５
で可動フィルム６０２を挟み、可動フィルムの先端部６
０２が支持体６０５の先端部を覆うように構成したもの
もある。

【０００３】図８をもとにして従来の技術を説明する。
また、図９は図８を横から見た図である。

【０００４】固定電極６０３は固定体上に設けられ、一
体形成されている。一方、可動フィルム６０１は一葉ご
と独立にその一端部が可動となるように他端部が固定体
に固着されている。この可動フィルムの一端部の先端が
覆うように支持体６０５が固定されている。

【０００５】例えば、支持体６０５先端が白であり、可
動フィルム６０１先端部が黒である場合は、可動フィル
ム６０１の変形が無ければ黒が表示され、可動フィルム
６０１が変形すると白が表示されることになる。

【０００６】このような固定体が複数組み合わされて画
面を構成する。

【０００７】固定電極６０３には一電位が印加され、一
般的には走査信号が与えられる。一方、可動フィルム６
０１は一葉ごとに電位が印加され、一般的には信号線６
０８に接続され、画像信号が与えられる。

【０００８】固定電極６０３と可動フィルム６０１との
間に十分な電位差がなければ、その弾性により、可動フ
ィルム６０１は変形せず、可動先端部が支持体６０５を
覆っている。即ち、可動フィルム６０１先端部の色が表
示される。一方、固定電極６０３と可動フィルム６０１
の一葉との間に十分な電位差が生じると、静電力により
可動フィルムが変形する。可動フィルム６０１が静電力
により固定電極６０３にひきつけられると、可動フィル
ム６０１先端部はとなりの行の支持体６０５下に隠れ、
支持体６０５先端部の色が表示される。

【０００９】可動フィルム６０１表面は、導電性物質が
蒸着等で付着されており、電位が供給されるようになっ
ている。一方、固定電極６０３も表面に導電性物質が形
成されている。可動フィルム６０１と固定電極６０３は
絶縁されており、可動フィルム６０１と固定電極６０３
の少なくとも一方の表面は絶縁体によって覆われてい
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来の構造は、図８に
示したように、可動フィルム６０１が固定電極６０３に
固着された構造である。このような構造を形成するため
には、通常、一枚のフィルムの一端を固定電極６０３に
固着しておいてから、フィルムの他端をレーザーを用い
て切れ目をいれ、先端部を一葉ごとに可動となるように
分離していた。

【００１１】そのため、レーザーカットによって発生す
る残滓が電極表面を汚し、可動フィルム６０１の変形を
物理的に阻害することが多々あった。このような変形阻
害は、画面表示の品質に直接的に影響するものである。

【００１２】また、このような汚れは、可動フィルム６
０１と固定電極６０３との間で電場の不均一を生じさ
せ、変形を電気的に阻害することもある。

【００１３】特に、１画素単位が微細化すると、可動フ
ィルム６０１の一葉は微細となり、わずかなゴミが変形
に大きな影響を与えるようになる。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明の実施の
形態は、固定体と、前記固定体上に形成され、電気的に
分離された複数の固定電極と、帯電可能であり且つ弾性
を備え、一端部が切込みを有して一葉ごとに可動であ
り、且つ一体である他端部が前記固定体の一端部に固着
され、前記固定電極と絶縁された可動フィルムと、前記
固定体一端部に一端部を固着され、前記可動フィルム一
端部が前記一葉ごとに他端部を覆いうる支持体とを有す
ることを特徴とする可動フィルム型表示装置である。

【００１５】ここで、前記支持体他端部が有色であるこ
とを特徴とするものであってもよい。

【００１６】また、本発明の実施の形態は、複数の固定
体と、前記固定体上に形成され、信号線が接続される複
数の固定電極と、帯電可能であり且つ弾性を備え、走査
線に接続され、一端部が切込みを有して一葉ごとに可動
であり、且つ一体である他端部が前記固定体の一端部に
固着された可動フィルムと、前記固定体一端部に一端部
を固着され、前記可動フィルム一端部が前記一葉ごとに
他端部を覆いうる支持体とを有することを特徴とする可
動フィルム型表示装置である。

【００１７】更に、本発明の実施の形態は、固定体表面
に複数の固定体電極を形成する固定電極形成工程と、弾
性を備える可動フィルムの一端部を切断し切込みを形成
する切込み形成工程と、前記切込み形成工程の後、前記
可動フィルムの他端を前記固定体に固着する工程とを有
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
法である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態の例を詳
細に説明する。ここで、本発明は以下に説明される実施
の形態に留まらず、本発明の要旨に沿う変形が可能であ
る。

【００１９】図１は、本実施例の説明図である。

【００２０】プラスチックの射出成型やシート成型によ
って作られた固定体１１１を形成する。ここでは、固定
体１１１は直方体の一角を落とし、滑らかな曲線とした
形状としている。

【００２１】この固定体１１１上に固定電極１０３が形
成されている。この固定電極１０３は固定体１１１上に
アルミ、金、ニッケル、銅などの金属を蒸着したり、箔
を貼り付けて形成することができる。この固定電極１０
３上に、電着や蒸着で絶縁物をコートしたり、絶縁フィ
ルムを貼り付けたりして、絶縁層を形成してある（図示
せず）。

【００２２】この固定電極１０３は予め１画素ごとに絶
縁されている。固定電極１０３の幅、即ち画素の幅は
０．５〜１０ミリメートル程度である。ただし、画素幅
は任意に設計することが可能であることはいうまでも無
い。この絶縁は、固定電極１０３を蒸着する際にマスク
蒸着することや、固定体１１１表面一面に形成した導電
層をレーザーカットしたり、エッチングしたりして形成
できる。マスク蒸着によれば、薄膜電極を１度の作業で
形成できる。レーザーカットによれば、微細な加工が容
易である。エッチングによれば安価に製造することがで
きる。

【００２３】また、可動フィルム１０２のための帯状フ
ィルムを準備する。この帯状フィルムは、例えば、厚さ
６〜５０ミクロン程度のポリエチレンテレフタレート、
ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンサル
ファイト、アラミド樹脂などからなる。

【００２４】この帯状フィルムの表面には蒸着等によ
り、導電層を形成しておく。適当な弾性を有すれば、こ
の帯状フィルムを金属薄膜によって形成することも可能
である。さらに、帯状フィルム表面に絶縁膜を形成して
もよい。本実施形態においては、黒色に着色したフィル
ムを用いた例を説明するが、表示したい色のフィルムを
用いればよく、任意の色フィルムを用いることができ
る。また、本実施形態の例では、先端部が表示に寄与す
る構成を説明するので、少なくともその表示に寄与する
部分に着色されていればよい。

【００２５】この帯状フィルムの一辺近傍にレーザー等
で切込みを設け、可動フィルム１０２を形成する。この
切込みの幅は、１画素に対応し、また、固定電極１０３
の幅にも対応する。画素が大きければ、打ち抜きやカッ
ターによる切込み形成も可能である。一方、レーザーに
よる加工は、微細加工に向いている。帯状フィルムの可
動方向の長さは３〜１００ミリメートル程度である。た
だし、この長さも、適宜設計することが可能である。ま
た、可動フィルム１０２は共通の電位が与えられるよう
に、可動フィルム上で短絡されていても、切込みを入れ
た一葉ごとに単独に電位が与えられるように、分離形成
してあってもよい。これは、専ら可動フィルム１０２へ
どのような電位を与えるかによって適宜選択すればよ
い。

【００２６】ここでは、帯状フィルムに導電層を形成し
てから、切込み加工する例を説明したが、逆に、切込み
加工をしてから、蒸着等により導電層を形成することも
可能である。

【００２７】また、先端に白フィルムを取り付けた支持
体１０５を準備する。この支持体１０５は適当な厚さ
０．０１ミリメータ程度のポリエチレンテレフタレート
などの樹脂で形成すればよく、先端部のみならず、全体
に着色しておくことも可能である。

【００２８】以上のように加工した固定体１１１、可動
フィルム１０２、支持体１０５をその根元で固着し、１
行の表示部材を形成する。ここで、便宜的に「行」と表
記したが、縦横をかえて、「列」と見るのが適当な場合
もあることはいうまでも無い。

【００２９】基板１０７上には配線１０８が形成されて
いる。

【００３０】この基板１０７に、絶縁された固定電極１
０３を配線１０８に電気的に接続して、上述のように形
成した表示部材を固着する。このとき、固定電極１０３
と配線１０８は、例えば異方性導電性フィルムを用いて
接続できるが、適宜導電性のフィルム等を用いて接続す
ることも可能である。

【００３１】このようにして、順次表示部材を密着させ
て基板１０７上に配列固着させて所望の画面を得る。こ
こで、基板１０７に表示部材を順次固着させるように説
明したが、予め表示部材を固着一体化させてから基板１
０７に固着することも可能である。

【００３２】このように、予め可動フィルム１０２の先
端部に切込みをいれたうえで組み立てるので、加工くず
が表示装置に残ることが無く、可動フィルム１０２の汚
れを良好に防止することができる。これにより、一層の
表示画像の質を向上させることが可能となる。

【００３３】図２は、図１の断面図である。図２を用い
て、本実施形態における動作を説明する。

【００３４】固定体１１１、可動フィルム１０２、支持
体１０５が順次組み合わされて画面を構成している。こ
こで、固定電極１０３は、固定体１１１表面に形成され
ているが、本図においては省略している。また、固定電
極１０３と可動フィルム１０２は絶縁されている。

【００３５】可動フィルム１０２と固定電極１０３との
間に電位差が無い場合は、可動フィルム１０２の弾性に
より、可動フィルム１０２は、図中１０２１のようにま
っすぐである。このとき、支持体１０５の先端を覆い隠
している。本実施形態においては、可動フィルム１０２
が黒色であるから、この部分では黒が表示される。

【００３６】一方、可動フィルム１０２と固定電極１０
３との間に電位差があると、静電力が働き、可動フィル
ム１０２は、図中１０２２のように変形する。このと
き、支持体１０５の先端部が露出し、支持体１０５の色
である白色が表示される。

【００３７】可動フィルム１０２、固定電極１０３への
電位供給について、図３、図４を用いて説明する。図
３、図４は本実施形態の表示装置の回路構成を模式的に
示したものである。ここでは、説明のため、可動フィル
ム１０２と固定電極１０３とで１画素を構成するように
しているが、必ずしも１可動フィルムと１固定電極の組
が１画素を構成するわけではなく、複数の可動フィルム
を協働させて１画素を構成することがある。例えば、複
数の可動フィルムをもって、階調表現したり、色調表現
したりすることが可能である。

【００３８】図３においては、可動フィルム１０２は走
査線４０３に接続され、固定電極１０３は信号線４０４
に接続されている。また、図４においては、可動フィル
ム１０２は信号線４０４に、固定電極１０３は走査線４
０３に接続されている。

【００３９】例えば、図３の構成においては、走査信号
電位が可動フィルム１０２に供給される。この場合に
は、１行の可動フィルム１０２に共通の走査信号電位が
与えられ、１行ごとに同時に駆動されることになる。一
方、画像信号電位は固定電極１０３に与えられる。この
走査信号電位と画像信号電位の差が可動フィルム１０２
の弾性をこえる静電力を生じさせると、可動フィルム１
０２がたわみ、支持体１０５の先端部が露出して、白が
表示されることになる。また、図４において信号線４０
４を用いて走査信号電位を供給し、走査線４０３から画
像信号電位を供給し、横方向に走査する駆動も可能であ
る。

【００４０】図４の構成においては、可動フィルム１０
２は切込みを入れた一葉づつに電気的に分離されている
必要があるが、各固定電極１０３に走査信号電位を、可
動フィルム１０２に画像信号電位を供給すればよい。

【００４１】一般に、可動フィルムは、図５に示すよう
なヒステリシス特性をもっている。図５では、横軸に可
動フィルムと固定電極との間の電位差を示し、縦軸には
可動フィルムの先端部変位量を相対的に示している。こ
のようなヒステリシス特性は可動フィルムと固定電極と
の間に働く静電力がそれらの距離の逆２乗に比例するこ
とに起因する。すなわち、可動フィルムがある電位差で
固定電極表面に張り付いた後、この電位差を小さくして
いっても、しばらくはその状態を維持するのである。

【００４２】図５の例では、電位差０Vでは可動フィル
ムは変位せず、電位差８０Ｖで、最大変位（固定電極表
面に張り付いた状態）となる。また、電位差を減らして
いっていっても、しばらくは最大変位を維持し、さらに
約２０Ｖまで落ちたところで元の状態にもどる。電圧４
０Ｖでは、最大値、最小値の２値をとることになる。す
なわち、双安定性をもっている。

【００４３】このような双安定性を用いた単純マトリッ
クス駆動方法を図６を用いて説明する。

【００４４】複数の可動フィルム１０２は走査線６０１
と接続され、複数の固定電極１０３は信号線６０２とそ
れぞれ接続されている例を挙げる。

【００４５】走査線６０１は非選択状態で４０Ｖに維持
され、選択状態では０Ｖとする。選択状態は、通常、上
の行から順次１行づつ下の行へと移って行く。図６の走
査線横に信号波形の例を示し、選択状態が移って行く様
子を示している。

【００４６】一方、信号線６０２の電位はその信号情報
に応じて０Ｖまたは８０Ｖをとる。信号線４０３へ与え
る電位波形の例を図６中上部に示した。

【００４７】図７に、走査線電位、信号線電位の例をタ
イムチャートで示す。

【００４８】図７中央の走査線電位が０Vになったとき
が、その行の選択状態であり、この選択状態にある行の
信号線電位が８０Vであれば、可動フィルムと固定電極
との間の電極間電位差は８０Vとなり、可動フィルムは
最大変位、即ち、白が表示される。また、行が非選択状
態であれば、４０Vが印加されており、信号線電位が変
化しても、可動フィルムは変位しない。

【００４９】また、行が選択状態になったとき、信号線
電位が０Vであれば、電極間電位差は０Vとなり、可動フ
ィルムは本来のまっすぐな状態に変位する。即ち、黒が
表示される。

【００５０】このように、可動フィルムと固定電極との
間の電位差を制御することで、選択された行における信
号線電位に応じた色が表示される。

【００５１】

【発明の効果】以上詳述したように、不良につながるゴ
ミ発生を防いで、可動フィルム型の表示装置を実現する
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態を説明する図

【図２】 図１の断面図

【図３】 可動フィルム及び固定電極の接続模式図

【図４】 可動フィルム及び固定電極の接続模式図

【図５】 可動フィルムのヒステリシス特性を示す説明
図

【図６】 可動フィルム及び固定電極の接続模式図

【図７】 単純マトリックス駆動方法の例を表すタイミ
ングチャート図

【図８】 従来の可動フィルム型表示装置の例

【図９】 図８の断面図

【符号の説明】

１０２ 可動フィルム １０３ 固定電極 １１１ 固定体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 雨宮 功 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 村上 照夫 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Ｆターム(参考） 2H041 AA04 AB38 AC06 AZ01 AZ08

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固定体と、前記固定体上に形成され、電気
   的に分離された複数の固定電極と、帯電可能であり且つ
   弾性を備え、一端部が切込みを有して一葉ごとに可動で
   あり、且つ一体である他端部が前記固定体の一端部に固
   着され、前記固定電極と絶縁された可動フィルムと、前
   記固定体一端部に一端部を固着され、前記可動フィルム
   一端部が前記一葉ごとに他端部を覆いうる支持体とを有
   することを特徴とする可動フィルム型表示装置。
2. 【請求項２】前記支持体他端部が有色であることを特徴
   とする請求項１記載の可動フィルム型表示装置。
3. 【請求項３】複数の固定体と、前記固定体上に形成さ
   れ、信号線が接続される複数の固定電極と、帯電可能で
   あり且つ弾性を備え、走査線に接続され、一端部が切込
   みを有して一葉ごとに可動であり、且つ一体である他端
   部が前記固定体の一端部に固着された可動フィルムと、
   前記固定体一端部に一端部を固着され、前記可動フィル
   ム一端部が前記一葉ごとに他端部を覆いうる支持体とを
   有することを特徴とする可動フィルム型表示装置。
4. 【請求項４】固定体表面に複数の固定体電極を形成する
   固定電極形成工程と、弾性を備える可動フィルムの一端
   部を切断し切込みを形成する切込み形成工程と、前記切
   込み形成工程の後、前記可動フィルムの他端を前記固定
   体に固着する工程とを有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。