JP2012242495A

JP2012242495A - 表示装置

Info

Publication number: JP2012242495A
Application number: JP2011110513A
Authority: JP
Inventors: Takeomi Morita; 壮臣森田; Yasuhiko Muneyoshi; 恭彦宗吉; Hideki Nakagawa; 英樹中川; Toshio Miyazawa; 敏夫宮沢; Katsumi Matsumoto; 克巳松本
Original assignee: Japan Display East Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2011-05-17
Filing date: 2011-05-17
Publication date: 2012-12-10
Also published as: CN102809811B; KR101447727B1; KR20140089500A; CN102809811A; KR20150067108A; TW201300830A; EP2525246A1; KR20120128574A; US8941909B2; US20120293851A1; TWI479192B

Abstract

【課題】オイル流動によるシャッタの破損を防止することを目的とする。
【解決手段】表示装置は、間隔をあけて配置された一対の基板１０，１２と、一対の基板１０，１２の間に満たされたオイル４６と、オイル４６内に配置されたシャッタ１４と、シャッタ１４を所定の方向に駆動する、オイル４６内に配置された駆動部３４と、オイル４６内で一対の基板１０，１２の一方に設けられた壁部６０と、を有し、壁部６０は、シャッタ１４の所定の方向又は所定の方向に直交する方向でシャッタ１４の隣に位置し、前記シャッタの厚み方向に、前記シャッタを超える高さを有し、シャッタ１４の側方に少なくとも一部が位置する。
【選択図】図３

Description

本発明は、表示装置に関する。

ＭＥＭＳディスプレイ（Micro Electro Mechanical System Display）は、液晶ディスプレイに取って代わると期待されているディスプレイである（特許文献１参照）。このディスプレイは、偏光を利用した液晶シャッタ方式とは異なり、機械シャッタ方式によって光の透過窓を開閉することで画像を表示する。１シャッタの開閉により、１画素のオンオフ動作が可能となる。シャッタは、静電引力によって動作するようになっている。

シャッタは一対の光透過性基板の間にシールで囲まれたスペースに配置され、このスペースはオイルで満たされている。オイルは、シャッタの駆動のためのバネのくっつきを防止し、光透過性基板との光屈折率の差を小さくしている。

特開２００８−１９７６６８号公報

ＭＥＭＳディスプレイの信頼性試験の一つとして、試験球を光透過性基板に落下させるという試験を行ったところ、シャッタが変位したりバネから外れたりするという現象がみられた。比較のため、オイルが注入されていないオイルレスセルについても同様に試験したところ、そのような破損はみられなかった。したがって、シャッタの破損の原因はオイル流動にあることを確認した。

本発明は、オイル流動によるシャッタの破損を防止することを目的とする。

（１）本発明に係る表示装置は、間隔をあけて配置された一対の基板と、前記一対の基板の間に満たされたオイルと、前記オイル内に配置されたシャッタと、前記シャッタを所定の方向に駆動する（例えば直線往復駆動する）、前記オイル内に配置された駆動部と、前記オイル内で前記一対の基板の一方に設けられた壁部と、を有し、前記壁部は、前記シャッタの前記所定の方向又は前記所定の方向に直交する方向で前記シャッタの隣に位置し、前記シャッタを厚み方向に超える高さを有し、前記シャッタの側方に少なくとも一部が位置することを特徴とする。本発明によれば、壁部を設けたことで、オイルの流動を抑制することができるので、シャッタの破損を防止することができる。

（２）（１）に記載された表示装置において、前記壁部の少なくとも一部は、前記シャッタの所定の方向に直交する方向で、前記シャッタの両隣の少なくとも一方に位置していることを特徴としてもよい。

（３）（２）に記載された表示装置において、前記壁部の前記少なくとも一部の前記シャッタの前記所定の方向の幅は、前記シャッタの前記所定の方向の長さを超えることを特徴としてもよい。

（４）（１）から（３）のいずれか１項に記載された表示装置において、前記壁部の少なくとも一部は、前記所定の方向において、前記シャッタの両隣の少なくとも一方に位置していることを特徴としてもよい。

（５）（１）から（４）のいずれか１項に記載された表示装置において、前記壁部は、隣同士に間隔をあけて位置する複数の分割壁部からなることを特徴としてもよい。

（６）（１）から（５）のいずれか１項に記載された表示装置において、前記駆動部は、前記一対の基板の一方に設けられ、前記壁部は、前記駆動部が設けられた一方の前記基板に設けられていることを特徴としてもよい。

（７）（１）から（５）のいずれか１項に記載された表示装置において、前記駆動部は、前記一対の基板の一方に設けられ、前記壁部は、前記駆動部が設けられた一方の前記基板とは別の他の前記基板に設けられていることを特徴としてもよい。

（８）（１）から（５）のいずれか１項に記載された表示装置において、前記駆動部は、前記一対の基板の一方に設けられ、前記壁部は、一方の前記基板の設けられた台座部と、前記台座部と対向するように他方の前記基板に設けられた柱状部と、を有していることを特徴としてもよい。

（９）（１）から（８）のいずれか１項に記載された表示装置において、複数行複数列に並んだ複数の前記シャッタを有し、隣同士の前記シャッタは、前記所定の方向、及び前記所定の方向に直交する方向の少なくとも一方の方向に平行移動した位置を避けて配列されていることを特徴としてもよい。

本発明の実施形態に係る表示装置の側面図である。図１に示す表示装置の平面図である。シャッタ及びその駆動部の平面図である。表示装置のシャッタを含む部分の断面図である。表示装置のスペーサを含む部分の断面図である。壁部を含む部分の縦断面を示す図である。壁部の変形例を含む部分の縦断面を示す図である。壁部の他の変形例を含む部分の縦断面を示す図である。壁部のさらに他の変形例を示す平面図である。他の実施形態に係る表示装置を説明する図である。さらに他の実施形態に係る表示装置を説明する図である。実施形態に係る表示装置の変形例を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る表示装置の側面図である。表示装置は、それぞれ光透過性を有する一対の基板１０，１２（例えばガラス基板）を有する。一対の基板１０，１２は、間隔（図４参照）をあけて対向するように配置されている。図２は、図１に示す表示装置の平面図である。図２では、上側の基板１０を仮想線で示して内部構造を示してある。図２に示すように、下側の基板１２には、複数（多数）のシャッタ１４が設けられている。

図３は、シャッタ及びその駆動部の平面図である。シャッタ１４は、半導体又は金属などの無機材料からなり、駆動開口１６を有するプレートである。駆動開口１６を光が通過し、シャッタ１４の駆動開口１６以外の部分で光を遮断する。駆動開口１６は一方向に長い形状になっている。なお、光は、図１に示すように、基板に重ねられたバックライト１８から供給される。

シャッタ１４は、第１バネ２０に支持されて基板１２から浮くようになっている（図４参照）。複数（図３では４つ）の第１バネ２０によってシャッタ１４が支持されている。第１バネ２０は、第１固定部２２で基板１２に固定されている。

第１バネ２０は、弾性変形可能な材料からなり、シャッタ１４の板面に平行な方向に変形できるように配置されている。詳しくは、第１バネ２０は、シャッタ１４から離れる方向（駆動開口１６の長さ方向に交差（例えば直交）する方向）に延びる第１部２４と、駆動開口１６の長さ方向に沿った方向であって駆動開口１６の長さ方向の中央から外方向に向かって延びる第２部２６と、さらにシャッタ１４から離れる方向（駆動開口１６の長さ方向に交差（例えば直交）する方向）に延びる第３部２８と、を有する。そして、シャッタ１４は、図３に矢印で示すように、駆動開口１６の長さ方向に交差（例えば直交）する方向に移動できるように第１バネ２０に支持されている。

基板１２には、第２固定部３０に支持された第２バネ３２が設けられている。第２バネ３２は、第１バネ２０の第２部２６よりもシャッタ１４から離れた側で、この第２部２６に対向するようになっている。第２固定部３０に電圧を印加し、第１バネ２０の第２部２６との電位差によって生じる静電引力によって、第２部２６が第２固定部３０に引き寄せられるようになっている。第２部２６が引き寄せられると、第２部２６と一体的な第１部２４を介して、シャッタ１４も引き寄せられる。つまり、第１バネ２０及び第２バネ３２は、シャッタ１４を直線往復駆動するための（所定の方向に駆動するための）駆動部３４を構成するためのものである。駆動部３４も、半導体又は金属などの無機材料から構成されている。

図４は、シャッタを含む部分の断面図である。上側の基板１０には遮光膜３６が形成されている。遮光膜３６には、固定開口３８が形成されている。シャッタ１４の上述した駆動開口１６と遮光膜３６の固定開口３８は、対向する位置に配置されており、両者が連通すれば光が通過し、シャッタ１４の移動によって遮光膜３６の固定開口３８が遮蔽されると光が遮断される。言い換えると、遮光膜３６の固定開口３８への光の通過及び遮断を制御するように、シャッタ１４は機械的に駆動される。対応する１つの駆動開口１６及び１つの固定開口３８によって１画素が構成され、多数の画素によって画像が表示されるようになっている。そのため、複数（多数）のシャッタ１４が設けられている。シャッタ１４及び駆動部３４は、駆動開口１６及び固定開口３８を通過する光の有無及び強弱によって画像を表示する表示領域に配置されている。

一対の基板１０，１２は、図２に示すシール材４０によって間隔をあけて固定されている。シール材４０は一対の基板１０，１２の対向面同士に密着している。また、シール材４０は、図２に示すように、切れ目４２を有して空間を囲むように形成されている。エンドシール４４が、シール材４０の切れ目４２を塞いで、シール材４０が囲む空間を封止して封止空間を形成している。

図４に示すように、封止空間にはオイル４６（例えばシリコーンオイル）が満たされている。シャッタ１４及び駆動部３４は、オイル４６内に配置されている。オイル４６によってシャッタ１４及び駆動部３４の動きによる振動を抑えることができ、第１バネ２０と第２バネ３２のくっつきも防止することができる。基板１０，１２がガラスからなる場合、ガラスと屈折率の近いオイル４６を使用すれば、オイル４６を満たすことで、一対の基板１０，１２との界面での光の反射を減らすことができる。

図３に示すように、表示装置は、一対の基板１０，１２間の間隔を保持するスペーサ４８を有する。図５は、表示装置のスペーサを含む部分の断面図である。スペーサ４８も、オイル４６内に配置されている。スペーサ４８は、図３に示すように、シャッタ１４から斜め方向にずれている。詳しくは、スペーサ４８は、シャッタ１４から駆動方向にずれた位置を避け、かつ、駆動方向に直交する方向にずれた位置を避けて配置されている。スペーサ４８は、オイル４６の流動を妨げているが、シャッタ１４に最も影響を与える方向（シャッタ１４の駆動方向又はこれに直交する方向）へのオイル４６の流動は妨げていない。

図５に示すように、スペーサ４８は、上側の基板１０に設けられた第１スペーサ部５０と、下側の基板１２に設けられた第２スペーサ部５２と、を含む。第１スペーサ部５０は樹脂からなる。第２スペーサ部５２は、２層の樹脂部５４，５６と、その表面を覆う半導体膜や金属膜からなる無機部５８と、を有する。第１スペーサ部５０と第２スペーサ部５２の間には隙間があいており、両者間にオイル４６が入り込むようになっている。基板１０，１２が接近するような力が加えられると、第１スペーサ部５０と第２スペーサ部５２の隙間が狭くなり、両者間のオイル４６が流動する。

図３に示すように、スペーサ４８の他に、基板１２には壁部６０が設けられている。壁部６０もオイル４６内に配置されている。壁部６０は、第１壁部６２及び第２壁部６４を含む。

第１壁部６２は、シャッタ１４の駆動方向に直交する方向（図３で左右方向）でシャッタ１４の隣（両隣又は一方隣）に位置している。第１壁部６２の長さ（シャッタ１４の駆動方向の幅）は、シャッタ１４の駆動方向の長さ（幅）を超えている。さらに、第１壁部６２の長さ（幅）は、シャッタ１４が直線往復駆動する領域の長さ（幅）以上になっていることが好ましい。こうすることで、駆動されたシャッタ１４がどの位置にあっても、常に、シャッタ１４の側方には第１壁部６２が配置されることになる。

第２壁部６４は、シャッタ１４の駆動方向（図３で上下方向）でシャッタ１４の隣（両隣又は一方隣）に位置している。第２壁部６４は、一対のスペーサ４８の間に配置されている。スペーサ４８と第２壁部６４との間には隙間がある。また、第２壁部６４は、複数の分割壁部６６からなる。隣同士の分割壁部６６の間には隙間があいている。その隙間からオイル４６が流動するが、それでも分割壁部６６によってオイル４６の流動は制御される。

本実施形態によれば、壁部６０を設けたことで、オイル４６の流動を抑制するので、シャッタ１４の破損を防止することができる。

図６は、壁部を含む部分の縦断面を示す図である。壁部６０は、駆動部３４が設けられた一方の基板１２に設けられている。壁部６０は、シャッタ１４を厚み方向に超える高さを有している。壁部６０は、シャッタ１４の側方に少なくとも一部が位置する。

あるいは、変形例として、図７に示すように、壁部１６０を、駆動部３４が設けられた一方の基板１２とは別の他の基板１０に設けてもよい。この場合でも、壁部１６０は、シャッタ１４を厚み方向に超える高さを有している。すなわち、壁部１６０は、図７で上側の基板１０から下方向に延び、シャッタ１４の側方を通って、さらにその下方に延びている。

あるいは、他の変形例として、図８に示すように、壁部２６０を、一方の基板１２の設けられた台座部２６８と、台座部２６８と対向するように他方の基板１０に設けられた柱状部２７０とで構成してもよい。その場合でも、壁部２６０の一部は、シャッタ１４の側方に位置する。なお、台座部２６８及び柱状部２７０の間には隙間があってもよいし、両者を密着させてもよい。図８に示す壁部２６０は、一対の基板１０，１２のスペーサとしての機能も果たすようになっている。

さらに他の変形例として、図９に示すように、スペーサ４８よりもシャッタ１４に近い位置（例えば第１固定部２２の隣）に壁部３６０を配置してもよい。この場合、駆動部３４の一部（第１固定部２２）と壁部３６０が一体化していてもよい。

図１０は、他の実施形態に係る表示装置を説明する図である。この例では、複数のシャッタ４１４が複数行複数列に並んでいる。隣同士のシャッタ４１４は、駆動方向及び駆動方向に直交する方向の少なくとも一方の方向に平行移動した位置を避けて配列されている。具体的には、シャッタ４１４は、各列（図１０で上下方向）には一列で並んでいるが、行方向（図１０で左右方向）には斜めに並んでいる。すなわち、シャッタ４１４は千鳥状に配置されている。

この例でも、壁部４６０によってオイル４６の流動を抑制している。壁部４６０は、シャッタ４１４の駆動方向に直交する側で、それぞれのシャッタ４１４の一方の隣に配置されている。シャッタ４１４の反対側の隣には、スペーサ４４８が配置されている。

図１１は、さらに他の実施形態に係る表示装置を説明する図である。この例では、複数のシャッタ５１４が複数行複数列に並んでいる。シャッタ５１４は、各列（図１１で上下方向）には一列で並んでいるが、行方向（図１１で左右方向）には斜めに並んでいる。すなわち、隣同士のシャッタ５１４は、駆動方向及び駆動方向に直交する方向の少なくとも一方の方向に平行移動した位置を避けて配列されている。

この例でも、壁部５６０によってオイル４６の流動を抑制している。壁部５６０は、シャッタ５１４の駆動方向側で、それぞれのシャッタ５１４の両隣に配置されている。この壁部５６０は、スペーサを兼ねている。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上述した実施形態においては、バックライト１８の側にシャッタ１４を形成する基板１２を配置しているが、図１２に示すように、バックライト１８の側に遮光膜３６と固定開口３８とを形成する基板１０を配置する構造にしてもよい。更に、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。

１０基板、１２基板、１４シャッタ、１６駆動開口、１８バックライト、２０第１バネ、２２第１固定部、２４第１部、２６第２部、２８第３部、３０第２固定部、３２第２バネ、３４駆動部、３６遮光膜、３８固定開口、４０シール材、４２切れ目、４４エンドシール、４６オイル、４８スペーサ、５０第１スペーサ部、５２第２スペーサ部、５４樹脂部、５６樹脂部、５８無機部、６０壁部、６２第１壁部、６４第２壁部、６６分割壁部、１６０壁部、２６０壁部、２６８台座部、２７０柱状部、３６０壁部、４１４シャッタ、４４８スペーサ、４６０壁部、５１４シャッタ、５６０壁部。

Claims

間隔をあけて配置された一対の基板と、
前記一対の基板の間に満たされたオイルと、
前記オイル内に配置されたシャッタと、
前記シャッタを所定の方向に駆動する、前記オイル内に配置された駆動部と、
前記オイル内で前記一対の基板の一方に設けられた壁部と、
を有し、
前記壁部は、前記シャッタの前記所定の方向又は前記所定の方向に直交する方向で前記シャッタの隣に位置し、前記シャッタの厚み方向に、前記シャッタを超える高さを有し、前記シャッタの側方に少なくとも一部が位置することを特徴とする表示装置。
請求項１に記載された表示装置において、
前記壁部の少なくとも一部は、前記所定の方向に直交する方向で、前記シャッタの両隣の少なくとも一方に位置していることを特徴とする表示装置。
請求項２に記載された表示装置において、
前記壁部の前記少なくとも一部の前記シャッタの前記所定の方向の幅は、前記シャッタの前記所定の方向の長さよりも大きいことを特徴とする表示装置。
請求項１から３のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記壁部の少なくとも一部は、前記所定の方向において、前記シャッタの両隣の少なくとも一方に位置していることを特徴とする表示装置。
請求項１から４のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記壁部は、隣同士に間隔をあけて位置する複数の分割壁部からなることを特徴とする表示装置。
請求項１から５のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記駆動部は、前記一対の基板の一方に設けられ、
前記壁部は、前記駆動部が設けられた一方の前記基板に設けられていることを特徴とする表示装置。
請求項１から５のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記駆動部は、前記一対の基板の一方に設けられ、
前記壁部は、前記駆動部が設けられた一方の前記基板とは別の他の前記基板に設けられていることを特徴とする表示装置。
請求項１から５のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記駆動部は、前記一対の基板の一方に設けられ、
前記壁部は、一方の前記基板の設けられた台座部と、前記台座部と対向するように他方の前記基板に設けられた柱状部と、を有していることを特徴とする表示装置。
請求項６から８のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記一対の基板と対向するバックライトを有し、
前記一方の前記基板は、前記バックライトの側とは反対側に配置されていることを特徴とする表示装置。
請求項６から８のいずれか１項に記載された表示装置において、
前記一対の基板と対向するバックライトを有し、
前記一方の前記基板は、前記バックライトの側に配置されていることを特徴とする表示装置。
請求項１から１０のいずれか１項に記載された表示装置において、
複数行複数列に並んだ複数の前記シャッタを有し、
隣同士の前記シャッタは、前記所定の方向及び前記所定の方向に直交する方向の少なくとも一方の方向に平行移動した位置を避けて配列されていることを特徴とする表示装置。