JPH0349117B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔従来技術および産業上の利用分野〕 本発明は、第１および第２の支持板を具える受
動表示装置であつて、少くとも第１の支持板を透
明とし、第１および第２のの支持板の対向面上に
それぞれ第１および第２の電極が配置され、受動
表示装置が更に多数の弾性素子により支持板の一
方に固着された有孔表示部分を有する第３の電極
を具え、これら第３の電極を静電力によつて第１
および第２の電極間で移動しうるようにし、受動
表示装置が更に第１および第２の支持板間で不透
明な液体を具え、この液体の色を第１の支持板に
面する第３の電極の面の色と著しく相違させた受
動表示装置に関するものである。また本発明はこ
のような受動表示装置を製造する方法にも関する
ものである。ここに不透明な液体とは、この中で
の光の透過度（深さ）が支持板間の距離よりも短
かい液体を意味するものとする。

このような受動表示装置はオランダ国特許出願
第7510103号明細書に記載されており既知であり、
例えばアルフアニユーメリツク情報を表示するの
に用いられている。第３の電極が第２の電極の側
に存在する場合には、透明な第１の支持板を介し
て不透明な液体の色が見える。しかし、第３の電
極が第１の電極の側に存在する場合には、液体の
色と著しく相違する第３の電極の色が見える。多
数の弾性素子により支持板の１つに連結された第
３の電極は、第１、第２および第３の電極に電圧
を印加することにより支持板間で移動しうる。発
生する弾性力は静電力に比べて無視しうる。第３
の電極は、第１および第２の電極上に設けた絶縁
層によりこれら第１および第２の電極から電気的
に絶縁されている。第１および第２の電極が＋Ｖ
および−Ｖの直流電圧にそれぞれ保たれているか
或いは実効値Ｖを有する交流電圧に保たれてお
り、第３の電極に可変電圧Vgが印加される場合
には、第３の電極に作用する静電力は、第３の電
極が第１の支持板および第２の支持板における２
つの安定位置のみをとりうるようなものとなる。
第３の電極が一方の支持板に位置する場合には、
絶縁層の厚さに依存する第３の電極における電圧
Vgは、この第３の電極が他方の支持板に向つて
移動する前にほぼ＋Ｖ或いは−Ｖまで減少せしめ
ることができる。この双安定特性の結果、表示装
置は極めて大きなしきい値電圧およびメモリを有
するようになる。これらの特性により大型のマト
リツクス表示装置を実現しうるようになる。この
ようなマトリツクス表示装置においては、例えば
第１の電極が表示装置の行電極を構成し、第２の
電極が列電極を構成し、すべての第３の電極が電
気的に相互接続されている。可動の第３の電極の
製造はいわゆるアンダーエツチング（下側腐食）
技術により行なわれている。この技術において
は、ある層が中間層上に設けられ、この中間層に
弾性素子と表示部における孔とを有する第３の電
極のパターンが腐食形成される。この場合、中間
層の材料は表示部分における縁部および孔を経て
腐食除去される。この処理は、弾性素子が柱状部
のみによつて基板に連結された状態になるまで行
なわれる。このようにして極めて平坦で、機械的
な歪みがなく、弾性的に連結された小さな電極を
造ることができる。このようにして、0.5×0.5mm²
の面積を有し、4μmの直径の孔を有する第３の電
極が20μmのピツチで造られている。このような
第３の電極を有する表示装置は、支持板間の距離
を25μmとし、制御電圧を30Vとした際に25ミリ
秒のスイツチング時間を呈した。

しかし既知の表示装置には、第３の電極を小さ
くすると、コントラストの損失が可成り大きくな
り、制御特性が非対称となる欠点がある。

既知の表示装置においては、第３の電極を一方
の支持板に連結する弾性素子は有孔表示部分の側
方に且つ有孔表示部分と同一の平面内に位置す
る。従つて、実際の表示作動を行なう部分の面積
が小さくなる。弾性素子の可能な最小面積は、第
３の電極を製造するのに用いられる写真食刻法の
解像度によつて決まる。その結果、第３の電極が
小さくなると、弾性素子が第３の電極の面積を占
める部分が増大し、第３の電極の面積のうち表示
部分を構成する部分が小さくなる。また、第３の
電極が小さくなると、いわゆる白さ（ホワイトネ
ス）、すなわち第３の電極の実効反射面積、従つ
て見うる画像のコントラストが減少する。

約0.5×0.5mm²の面積を有する第３の電極におい
ては、弾性素子の為に生じる弾性力は静電力に比
べて小さい。第３の電極が小さくなると、全静電
力が減少し、弾性素子の寸法が減少すると、弾性
力が可成り増大する。従つて、第３の電極の寸法
が小さい場合には、弾性力はもはや無視できな
い。弾性力は比較的大きくなる為、非対称な制御
特性が得られてしまい、この特性はマトリツクス
制御にとつて極めて理想的なものでなくなつてし
まう。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、コントラストの大きな画像を
見ることのできる小さな第３の電極を有する表示
装置を提供せんとするにある。

〔発明の構成〕

本発明は、第１および第２の支持板を具える受
動表示装置であつて、少くとも第１の支持板を透
明とし、第１および第２の支持板の対向面上にそ
れぞれ第１および第２の電極が配置され、受動表
示装置が更に多数の弾性素子により支持板の一方
に固着された有孔表示部分を有する第３の電極を
具え、これら第３の電極を静電力によつて第１お
よび第２の電極間で移動しうるようにし、受動表
示装置が更に第１および第２の支持板間で不透明
な液体を具え、この液体の色を第１の支持板に面
する第３の電極の面の色と著しく相違させた受動
表示装置において、第３の電極の弾性素子を、第
１の支持板の側とは反対側で第３の電極の表示部
分の下側に設けたことを特徴とする。

本発明によれば第３の電極の全面積を表示部分
として用いることができる。本発明の構成によれ
ば、白さが第３の電極の寸法に依存しなくなる。
従つてコントラストをほぼそのまま維持して従来
よりも小さな第３の電極を造ることができる。弾
性素子は表示部分の下側に設けられる為、表示素
子の下側の全領域を弾性素子の設計に用いること
ができる。従つて、設計の自由度が大きくなり、
極めて小さなばね接点を容易に形成でき、発生す
る弾性力が、小さな第３の電極の場合でも静電力
に比べて無視しうるようにすることができる。更
に、厳密に必要とする場合よりも大きな弾性力の
弾性素子を設け、これにより表示装置の信頼度
（冗長度）を高めるようにすることができる。更
に、弾性素子を製造するのに、弾性素子が表示部
分と同一の平面内に位置する場合に用いられるよ
うな正確なフオトリソグラフイツク処理を必要と
しない。

本発明によれば、関連の大きなしきい値電圧、
メモリおよびほぼ理想的なヒステリシス曲線を有
する寸法の小さな表示素子を造ることもできる。
これらの特性は大型のマトリツクス表示装置を造
るのに必要である。本発明によるこのような表示
装置の一例においては、第１の電極を以つて第１
の組の細条状電極を構成し、第２の電極を以つて
第２の組の細条状電極を構成し、第３の電極を第
２の組の細条状電極とほぼ直角に交差する列に応
じて配置する。列に応じて配置した第３の電極は
各列において電的に相互接続することができる。

第２の組の電極を以つて例えばマトリツクスの
行電極を構成し、第３の電極の組を以つて列電極
を構成するようにする。行電極および第３の電極
の列には、この行電極とこの列の列電極との交点
における第３の電極のみが移動するような電圧パ
ルスを印加する。大きなしきい値電圧は、半選択
された第３の電極が移動するのを防止する。列に
応じて配置した第３の電極を相互接続せずに第３
の電極の各々を別個に駆動しうるようにすること
もできる。

本発明の他の例では、第１の電極を以つて共通
電極を構成する。このようにすることにより、第
１の支持板上の電極を第２の支持板上の電極に対
して正確に整列させないですむようになる。

このようなマトリツクス表示装置は例えば、電
話表示装置、コンピユータ端末装置、テレテキス
ト表示装置として、また一般的にアルフアニユー
メリツク表示装置としてテレビジヨン画像を表示
するのに用いることができる。表示すべきテキス
トのライン数はキヤラクタ当りの行電極の個数お
よび列電極の個数に依存する。

本発明の更に他の例では、第２の支持板を半導
体層を以つて構成し、この半導体層中に行および
列に配置した一組のメモリ素子を設け、これらの
メモリ素子を、半導体層上に設けた行および列電
極のマトリツクスにより駆動しうるようにすると
ともにこれらメモリ素子に情報を与えうるように
し、第３の電極を行および列に配置した一組の画
像電極を以つて構成し、各画像電極を半導体層中
の１個のメモリ素子に接続する。上記の情報は可
動の第３の電極の移動と同時に書込まれず、この
移動とは別個に書込まれる。上記の情報は半導体
層中に書込まれ各画素に対する情報は関連のメモ
リ素子内に記憶される。メモリ素子は行および列
電極のマトリツクスにより駆動されて情報が与え
られる。ある行のメモリ素子に情報を与えた後に
次の行のメモリ素子に情報を与えることができ
る。その理由は、前に駆動された行のメモリ素子
は可動の第３の電極を移動させるのに必要な情報
を保持している為である。従つて、次の行を駆動
するのに前の行の可動の第３の電極が移動するま
で待つ必要がない。情報は電気的に書込まれるも
のであり、機械的に書込まれない。従つて、情報
をより一層早く書込むことができ、書込まれた情
報に相当する画像をより一層早く見ることもでき
る。

前述したように、弾性素子を表示部分の下側に
設けることにより、小型で可動の第３の電極を造
ることができる。情報密度の高い画像を表示する
為には、画素を小さくする必要があるばかりでは
なく、特に表示装置が情報の高速書込みの為の半
導体層を有する場合に、画素を高速にする必要も
ある。弾性素子が表示部分と同一の平面内に位置
する表示素子においては、良好な白さを得る為に
表示部分にあける孔を比較的小さくする必要があ
る。弾性素子を表示部分の下に存在させる本発明
による表示素子においては、大きな白さが得られ
る為に表示部分にあける孔の寸法に対する自由度
を大きくしうる。白さをかなり大きく維持するこ
とにより、表示部分にあける孔を従来よりも大き
くしうる。孔が大きくなると、液体に対する抵抗
値が減少する為により高速な表示素子が得られ
る。可動電極より成る表示素子はいかなる適当な
形状にもすることができる。この形状は一般に多
角形、特に４角形或いは６角形である。６角形の
場合には、表示素子をはちの巣構造に応じた配置
とする。隣接の表示素子間の間隔をある所定の値
にした場合、４角形に比べて６角形にする方が有
利である。その理由は、表示素子の面積を同じに
した場合、表示素子の充填個数が多くなり、従つ
て白さが大きくなる為である。弾性素子は一般に
細条状とする。細条状弾性素子を放射方向に対称
的とすることにより表示素子はその移動中その平
面内でわずかに回動しうる。このような回動は細
条状弾性素子を表示素子の対角線或いは主軸に対
して鏡像対称とした場合には生じない。本発明の
表示装置の更に他の実施例では、第３の電極の表
示部分にあけた孔の寸法を、第３の電極のスイツ
チング時間が1/25秒よりも短かくなるような寸法
とする。テレビジヨンの動画を表示する場合に
は、約25フレーム／秒のフレーム数を必要とす
る。表示部分にあける孔の寸法は、第３の電極の
スイツチング時間がテレビジヨン画像の画像時間
（1/25秒）に比べて短かくなるように選択するこ
とができる。孔の寸法を適当に選択することによ
り、スイツチング時間を例えば１ミリ秒よりも短
かくすることができる。従つて、１フレーム時間
の一部分で第３の電極を駆動することにより、グ
レースケールを形成でき、従つて表示装置は白黒
テレビジヨン画像を表示するのに適したものとな
る。

本発明の更に他の例では、第１の支持板に対向
する第３の電極の面を以つて、光を異なる色で反
射する少くとも二組の電極を構成する。第１の支
持板に対向する側の第３の電極の面が赤、緑およ
び青の光を順次に反射するようにすることによ
り、カラーテレビジヨン画像を表示することがで
きる。

カラー画像を表示しうる他の例では、異なる色
の光を通過する少くとも二組のフイルタを第１の
電極上に設ける。

本発明による表示装置を製造する方法は、 ａ 基板上に第１の腐食剤によつて腐食しうる材
料の第１の層を設け、 ｂ 第２の腐食剤によつて腐食しうる材料の第２
の層を設け、 ｃ 前記の第２の腐食剤を用いる写真食刻法によ
り第２の層内に弾性素子のパターンを設け、 ｄ 第１の層と同じ材料の第３の層を設け、 ｅ 弾性素子を、形成すべき表示素子に連結した
状態に維持する必要がある領域で、前記の第１
の腐食剤を用いた写真食刻法により第３の層に
孔を形成し、 ｆ 第３の腐食剤により腐食しうる材料の第４の
層を設け、 ｇ 前記の第３の腐食剤を用いた写真食刻法によ
り孔を有する表示部分のパターンを第４の層中
に形成し、 ｈ 表示部分に連結された弾性素子の部分に、表
示部分の対応する部分をマスクとして作用させ
て第２の腐食剤により孔を形成し、 ｉ 前記の第１の腐食剤により第４および第２の
層における孔および縁部を経てアンダーエツチ
ングすることにより第３の層と第１の層の一部
分とを除去する 工程を具えたことを特徴とする。

本発明の方法の他の例では、 ａ 第１の層をアルミニウムとし、 ｂ アルミニウムのこの第１の層を設けた後、支
持板に連結した状態に維持する必要のあるこの
第１の層の領域を陽極処理し、 ｃ アンダーエツチングにより第１の層を除去す
る際にアルミニウム層の非陽極処理部分のみを
腐食除去する。

本発明方法の更に他の例では第２の層を、電着
したニツケル層とする。電着によれば、機械的な
歪みが殆んどない弾性素子が得られる。本発明方
法の更に他の例では、第４の層を銀層とする。

以下図面につき説明する。

本発明による表示装置におけるように、静電力
により２つの電極間で移動しうる第３電極の作動
原理を第１ａおよび１ｂ図につき説明する。第１
ａ図は相間距離をｄとした２つの固定電極１およ
び２を線図的に示す。これら電極１および２間に
は電極１から距離Ｘの位置に可動電極３が存在す
る。電極１および２上には厚さをδdとした絶縁
層４および５が設けられている。従つて、第３電
極３は両極端位置Ｘ＝δdおよびＸ＝ｄ−δd間で
移動しうる。ここに、電極１の内面が第１ｂ図に
示すようにＸ＝０を表わす。電極１および２には
電圧パルス＋Ｖおよび−Ｖが印加され、これと同
時に第３電極３に可変電圧パルスVgが印加され
る。液体および絶縁層の誘電定数がほぼ同じもの
であるものとすると、電極２の方向に向う静電力 p1＝１／２ε（Ｖ−Vg／ｄ−Ｘ）² と、電極１の方向に向う静電力 p2＝１／２ε（Ｖ＋Vg／Ｘ）² とが電極３に単位面積当り加わる。ここにεは電
極１および２間の媒体の誘電定数である。これら
の静電力間の平衡を表わす線を第１ｂ図に破線８
で示す。この線８は電圧Vg＝−Ｖ＋δVの際に線
Ｘ＝δdを横切り、電圧Vg＝＋Ｖ−δVの際に線Ｘ
＝ｄ−δdを横切る。電極３の平衡は、この電極
３が平衡状態からわずかの距離に亘つて移動し、
この電極３が近づく電極との間の静電力が大きく
なり、この電極３が遠のく電極との間の静電力が
小さくなる際には当然不安定となる。従つて、第
３電極は−Ｖ＋δVおよび＋Ｖ−δV間の電圧Vg
の範囲内で２つのみの安定状態、すなわちＸ＝
δdで絶縁層４に対接している状態と、ｘ＝ｄ−
δdで絶縁層５に対接している状態とを有する。
例えば、電極３が絶縁層４に掛合した場合、電圧
Vgはこの第３電極３が電極２に向つて動き出す
前にほぼＶ−δVまで高めることができる。また
電極３が電極１に戻るように動き出す前には電圧
Vgをほぼ−Ｖ＋δVまで減少せしめることができ
る。このようにして電極３は線９によつて示すほ
ぼ理想的なヒステリシスループを描く。従つて、
この表示装置は大きなしきい値電圧と記憶能力と
を有する。

上述した原理に基づく本発明によるマトリツク
ス表示装置の一例を断面図である第２図につき説
明する。この表示装置は２つの平行な支持板１０
および１１を有し、そのうち少くとも一方の支持
板１０を透明とする。これら支持板１０および１
１は例えばガラス等から造る。支持板１０上には
透明電極１２を設ける。支持板１１上には細条状
電極１３を設ける。電極１２および１３の厚さは
約0.1μmとし、これらの電極は例えば酸化インジ
ウムおよび酸化錫の双方またはいずれか一方から
造る。電極１２および１３上には厚さが１〜2μm
の石英より成る電気絶縁層１４および１５を設け
る。表示装置には更に線図的に示してある多数の
可動電極１６を設け、これら可動電極は多数の弾
性素子によつて絶縁層１５に連結する。これら電
極１６はこれらの弾性素子によつて一方向で互い
に連結させ、電極１３をほぼ直交する細条状電極
を構成するようにする。電極１６の構成および製
造方法は第３図につき詳細に説明する。透明支持
板１０に面する方の電極１６の面は反射性とす
る。支持板１０および１１は互いに離間させ、こ
の表示装置は封じ部材１７の縁部によつて封じ
る。支持板１０および１１間の空間には不透明な
非導電性の液体１８を充填し、この液体の色は電
極１６から拡散反射される色と著しく相違するも
のとする。液体１８は例えばトルエン中にスダン
ブラツクを入れた溶液から造る。電極１２，１３
および１６に電圧を印加することにより電極１６
を一方の安定状態から他方の安定状態に駆動せし
めうる。電極１６が絶縁層１４に対接して存在す
る場合には、周囲の光が電極１６から反射する。
電極１６が絶縁層１５に対接して存在する場合に
は、表示装置を見る側では電極１６を透明支持板
１０を経て見ることができず、周囲の光は液体１
８によつて吸収されるか或いは少くとも液体１８
の色でのみ反射されるにすぎない。表示装置は、
細条状電極１３が例えば行電極を構成し、細条状
電極１６が列電極を構成するいわゆるマトリツク
ス表示装置を構成する。

画像を表示する場合、この表示装置はまず最
初、すべての第３電極１６が第２支持板１１の側
に存在する状態にする。すなわち行電極１３およ
び共通電極１２をそれぞれ電圧Ｖおよび０ボルト
に保持する。行電極１３はこれら電極における電
圧を2Vに設定する電圧パルスにより順次に駆動
する。駆動された行電極１３に対する情報は、す
べての列電極に同時に与えられる。2Vの電圧パ
ルスを列電極に印加すると、これら列電極１６は
駆動されている行電極１３との交点で第１支持板
１０に向けて動く。他の列電極には2/3Ｖの電圧
パルスを印加する。画像を描いた（書込み）後に
は、すべての列電極を短時間同時に0Vとするこ
とにより、すべての列電極１６を第２支持板１１
の方向に戻すことができる。

第３ａ図は可動電極１６の平面図である。その
表示部分２０は多数の孔２１をあけた拡散反射性
の銀層を以つて構成する。この表示部分２０の下
には図面に陰影を付して示す４つの弾性素子２２
を設ける。表示部分２０に連結されている側のこ
れら弾性素子２２の端部を点線２３内に示す。こ
れらの端部には表示部分２０にあけた孔２１に相
当する孔をあける。弾性素子２２の他の端部２５
は柱状部２６により支持板に連結する。弾性素子
２２は表示部２０の下側に位置する為、可動電極
１６の表面全体が表示に用いられる。更に表示部
分２０の全領域を弾性素子２２の設計に用いうる
為、ばね定数を簡単に小さくでき、従つて寸法が
小さい電極の場合でも弾性力を静電力に比べて無
視しうるようにすることができる。原理的には可
動電極１６に対し２つの弾性素子２２が必要とな
る。弾性素子２２は表示部分の下側に存在する
為、より一層弾性的な素子２２を設け、これによ
り装置の冗長度を高めるようにすることができ
る。その理由は、弾性素子２２の１個以上が作動
しなくなつた場合でも可動電極１６が機能を果た
す為である。可動電極１６の製造方法を種々の製
造工程で第３ａ図の−線上を断面とした断面
図である第３ｂ〜３ｆ図につき説明する。第３ｂ
図に示すように支持板３０上に0.2μmの厚さの細
条状電極３１と、1.5μmの厚さの絶縁層３２とを
設ける。この絶縁層３２上には0.4μmの厚さのア
ルミニウム層３３を設け、この上に0.5μmの厚さ
のニツケル層３４を設ける。このニツケル層３４
は硫酸ニツケル浴におけるニツケルの電着により
設ける。これにより機械的な歪みがなくてアルミ
ニウム層３３に掛合するニツケル層３４が得られ
る。弾性素子２２の形状は写真食刻法によりニツ
ケル層３４の腐食により形成する（第３Ｃ図）。
２３は後に形成すべき表示部分２０に接続すべき
弾性素子２２の端部を示す。可動電極１６は弾性
素子２２（第３ａ図参照）により一方向において
電気的に連続接続する。腐食剤は、ニツケル層３
４を腐食するもアルミニウム層３３を腐食しない
硝酸とする。弾性素子２２はできるだけ小さく構
成する必要がない為、これら弾性素子２２を造る
為のフオトリソグラフ処理はあまり正確でなくて
もよい。次に、ニツケル層３４およびアルミニウ
ム層３３の露出部分上に0.3μmの厚さのアルミニ
ウム層３５を設ける。次に弾性素子２２の端部２
３の領域でアルミニウム層３５に４つの窓３６を
腐食形成する（第３ｄ図参照）。次に、この構成
のものの上に0.3μmの厚さの銀層を設ける。次
に、写真食刻法によりこの銀層を腐食して孔２１
を有する表示部分２０のパターンを形成する（第
３ｅ図）。腐食剤は銀層の下側のアルミニウム層
３５およびニツケル層３４を腐食しない硝酸鉄溶
液とする。次に、弾性素子２２の端部２３に対応
する表示部分２０の部分をマスクとして作用させ
てこの端部２３に孔２４を腐食形成する。次に、
表示部分２０における孔２１と、弾性素子２２の
端部２３における孔２４と、弾性素子２２の縁部
とを経るいわゆるアンダーエツチングによりアル
ミニウム層３５およびアルミニウム層３３を腐食
除去する。アルミニウム層３５および３３を腐食
するもニツケル層３４および銀層３７を腐食しな
い腐食剤としては水酸化ナトリウムを用いる。こ
の腐食は、弾性素子２２の端部２５がアルミニウ
ム柱状部２６によつて支持板３０に依然として連
結されている瞬時でやめる（第３ｆ図）。

次に、可動電極を製造する方法の他の例を第３
ｇ図につき説明する。絶縁層３２上にアルミニウ
ム層３３を設ける。次に、このアルミニウム層３
３上にフオトラツカー層３８を設け、この層３８
に既知のようにして孔３９をあける。孔３９は、
弾性素子２２の端部２５を支持板３０に連結する
アルミニウム層３３の領域２６（第３ａ図参照）
に相当する。次に孔３９の領域でアルミニウム層
３３を陽極処理する。陽極処理した領域を第３ｇ
図に４０で示す。次にフオトラツカー層３８を除
去する。以後、最終腐食工程を除いて第３ｂ〜３
ｆ図につき説明した方法を行なう。この場合、ア
ルミニウム層を腐食するも陽極処理領域４０を腐
食しない濃燐酸で腐食を行なう。

上述した方法によれば極めて小さな可動電極１
６を製造しうる。表示部分２０の面積は例えば
200×200μm²とし、表示部分が、例えば相互間距
離が20μmで直径が6μmである孔２１を有するよ
うにする。 第４ａ〜４ｄ図は可動電極１６およ
びこれに接続された弾性素子の種々の例を示す。
これらの図における表現法は、電極１６の表示部
分２０にあける孔２１を図面の簡潔の為に図示し
ていない点を除いて第３ａ図における表現法と同
じである。更に明瞭の為に、対応する素子には第
３ａ図と同じ符号を付した。第４ａ図の例は、表
示部分２０の下側に、表示部分２０の中心に対し
て放射方向に対称的に配置した４つの細条状ばね
２２を有する。これらのばね２２の端部２３は表
示部分２０に連結する。ばね２２の他方の端部は
中央の柱状部２６により共通部分２５を経て支持
板（図示せず）に連結する。ばね２２の配置を放
射方向に対称的とした為、表示部分２０は図面の
面に対し垂直に移動した際にこの表示部分２０の
平面内でわずかに回動する。このような回動は第
４ｂ〜４ｄ図に示す例では生じない。第４ｂ図に
おいては、ばね２２は主軸ｌに対して鏡像対称と
なつており、第４ｃおよび４ｄ図においては、ば
ね２２は表示部分２０の対角線に対して鏡像対称
となつている。隣接の表示部分２０間の間隙を所
定の値ｄにした第４ｄ図に示す表示部分２０の６
角形状によれば、同一面積の領域に表示部分を充
填する個数が多くなり、従つて白さ（ホワイトネ
ス）を高めるようにすることができる。第４ａ〜
４ｄ図に示す例の製造方法は第３ａ〜３ｇ図につ
き説明した例の製造方法に類似している。柱状部
２６を表示部分２０に対して中心位置に配置した
第４ａ〜４ｄ図に示す例は電極１６を各別に駆動
するのに特に適したものである。この点を第５ａ
および５ｂ図に示す表示装置の例につき詳細に説
明する。

第５ａ図は表示装置の線図的断面図である。下
側の支持板は例えば珪素より成る半導体層５０を
以つて構成する。この半導体層５０内には行およ
び列に配置した一組のメモリ素子５２を設ける。
これらメモリ素子５２には、半導体層５０上に設
けられ交点で互いに絶縁された行電極５３および
列電極５４のマトリツクスにより情報を与えるこ
とができる。この構造体の上には酸化珪素層５５
を設け、その上に細条状電極５６を設ける。これ
らの電極５６上には、第２および３図につき説明
したのと同様にして互いに弾性的に連結されてい
る電極５９が載置されている絶縁性の石英層５８
を設ける。各電極５９は層５７および５８にあけ
た孔５７を経てメモリ素子５２に接続する。他方
の支持板６０上には、絶縁性の石英層６２で被覆
された半通電極６１を設ける。本例の場合も支持
板５０および６０間に不透明な液体を存在させ
る。

この表示装置の作動を、この表示装置の構成線
図を示す第５ｂ図につき説明する。各メモリ素子
は電界効果トランジスタ６５を以つて構成し、そ
のゲートおよびソースは行電極５３および列電極
５４にそれぞれ接続する。上記のトランジスタの
ドレインは可動（第３）電極５９に接続する。行
電極５３は正の電圧パルスで駆動する。この駆動
された行電極５３に接続されているトランジスタ
６５が導通する。この駆動された行電極５３に対
する情報はすべての列電極５４に同時に存在す
る。与えられた電圧パルスにより関連の電極５９
を帯電させる。このようにしてすべての行電極５
３が順次に駆動され、関連の電極５９に電荷が与
えられる。行電極５３の電極５９における電荷は
漏洩しえない。その理由は、行電極５３を駆動し
た後にトランジスタ６５が再び非導通状態になる
為である。電極５９は電荷の存在或いは不存在に
依存して電極５６および６１における電圧による
影響の下で支持板６０に向つて移動する。情報の
書込みは電子的に行なわれ、書込み時間はもはた
電極５９の移動に必要とする時間によつて決まら
ない為、書込みをより一層急速に行なうことがで
き、書込まれた情報に相当する画像をより一層早
く見ることもできる。またメモリ素子には１個の
トランジスタの代りに数個のトランジスタおよび
数個のコンデンサの双方またはいずれか一方を設
けることもできる。

白黒テレビジヨン画像を表示するのに適した本
発明による表示装置の第３の例を第６図につき説
明する。第６ａ図は孔８３をあけた第３電極８２
の１要素を線図的に示し、この第３電極は第１電
極８４および第２電極８５間で液体８１が充填さ
れている円筒体８０内で距離ｈに亘つて移動す
る。第１電極８４および第２電極８５（これら電
極の一方に第３電極８２が連結されている）間に
電圧差Ｖが与えられると、移動時間Ｔはほぼ次式
(1)によつて与えられる。

Ｔ＝4πη／εV²・D²h³／A³ …(1) ここにηおよびεはそれぞれ液体８１の粘度お
よび誘電定数であり、ＤおよびＡはそれぞれ第３
電極８２および孔８３の直径であり、ｈは電極８
４および８５間の距離である。

トルエンを充填した装置の場合、η＝0.6・
10^-3ナノ秒・m^-2であり、ε＝2.13・10^-11Fm^-1
である。第１電極８４および第２電極８５間の距
離ｈ＝25・10^-6mで、第３電極８２の直径がＤ＝
20・10^-6mである場合には、移動時間は Ｔ＝2.22・10³／V²A³ …(2) で与えられる。

この移動時間ＴをＶ＝50ボルトの場合につき孔
８３の直径Ａの関数として第６ｂ図にプロツトし
た。また第６ｂ図には白さＷ、すなわち電極８２
の実効反射表面積をも孔８３の直径Ａの関数とし
て示す。第６ｂ図から明らかなように、移動時間
Ｔを短かくするには、すなわち急速な表示を達成
するには白さＷ、従つてコントラストを犠性にす
る必要がある。しかし、第６ｂ図から明らかなよ
うに、比較的大きなコントラストを有し高速移動
しうる第３電極８３を造ることができる。第６ａ
図に示す状態では、移動時間Ｔ＝0.88ミリ秒を有
する第３電極８３の白さはＷ＝0.75となる。

移動時間Ｔは距離ｈを減少せしめるか或いは電
圧Ｖを増大せしめるかまたはこれらの双方を行な
うことにより更に減少せしめることができる。距
離ｈを減少させ、第３電極８２に作用する静電力
を同じに維持する場合には、電圧Ｖを減少させる
必要があり、この場合移動時間Ｔがｈと同程度ま
で減少する。移動時間ＴはV²に反比例する為、
移動時間Ｔは電圧Ｖを増大させると著しく少なく
なる。

移動時間Ｔが短かくなる為、本発明による表示
装置によつて白黒テレビジヨン画像を表示するこ
とができる。テレビジヨンの動画を表示する場
合、必要とするフレーム数はほぼ25フレーム／秒
となる。フレーム時間に比べて短かい移動時間
（スイツチング時間）Ｔを得ることができる為、
第３電極８２を１フレーム時間の一部の間駆動さ
せることによりグレースケールを形成しうる。

白黒テレビジヨン表示用表示装置は、各メモリ
素子５２がクロツクパルス数を計数するカウンタ
を有し、これにより第３電極を駆動するフレーム
時間の一部を決定するようにする相違点を除いて
第５ａ図に示す装置と同じ構成にする。

図示しない他の実施例によれば、可動電極が順
次に赤、緑および青の反射面を有し、これにより
カラーテレビジヨン画像を表示しうるようにす
る。

次に本発明による表示装置の更に他の例を第７
図につき説明する。この第７図は表示装置の一部
を線図的に示すものである。本例の場合も、透明
な支持板９０上に透明な共通電極９１を設ける。
この電極９１上には、赤、緑および青の色の光を
それぞれ通す領域（色フイルタ）９２，９３およ
び９４を設ける。これら色フイルタ上には絶縁層
９５を設ける。例えば可動電極が領域９２に掛合
すると、赤色の光がこの電極から反射される。こ
のようにしてカラーテレビジヨン画像を表示する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１ａおよび１ｂ図は表示装置の作動原理を説
明する為の線図、第２図は本発明による表示装置
の一例を示す断面図、第３ａ〜３ｆ図は可動電極
の一製造方法を説明する為の線図、第３ｇ図は可
動電極の他の製造方法を説明する為の線図、第４
ａ〜４ｄ図は可動電極およびこれに連結された弾
性素子の種々の例を線図的に示す説明図、第５ａ
図は本発明による表示装置の他の例を示す線図的
断面図、第５ｂ図は第５ａ図に示す装置の構成を
示す線図、第６ａおよび６ｂ図は本発明による表
示装置の更に他の例の原理を示す説明図、第７図
は本発明による表示装置の更に他の例の一部を示
す線図的断面図である。 １，２…固定電極、３…移動電極（第３電極）、
４，５…絶縁層、１０，１１…支持板、１２…透
明電極、１３…細条状電極、１４，１５…電気絶
縁層、１６…可動電極、１７…封じ部材、１８…
液体、２０…表示部分、２１…孔、２２…弾性素
子（細条状ばね）、２３，２５…２２の端部、２
６…柱状部、３０…支持板、３１…細条状電極、
３２…絶縁層、３３，３５…アルミニウム層、３
４…ニツケル層、３６…窓、３８…フオトラツカ
ー層、３９…孔、４０…陽極処理領域、５０…半
導体層（支持板）、５２…メモリ素子、５３…行
電極、５４…列電極、５５…酸化珪素層、５６…
細条状電極、５７…孔、５８，６２…石英層、５
９…可動電極、６０，９０…支持板、６１，９１
…共通電極、６５…電界効果トランジスタ、８０
…円筒体、８１…液体、８２…第３電極、８３…
孔、８４…第１電極、８５…第２電極、９２，９
３，９４…色フイルタ、９５…絶縁層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１および第２の支持板を具える受動表示装
   置であつて、少くとも第１の支持板を透明とし、
   第１および第２の支持板の対向面上にそれぞれ第
   １および第２の電極が配置され、受動表示装置が
   更に多数の弾性素子により支持板の一方に固着さ
   れた有孔表示部分を有する第３の電極を具え、こ
   れら第３の電極を静電力によつて第１および第２
   の電極間で移動しうるようにし、受動表示装置が
   更に第１および第２の支持板間で不透明な液体を
   具え、この液体の色を第１の支持板に面する第３
   の電極の面の色と著しく相違させた受動表示装置
   において、第３の電極の弾性素子を、第１の支持
   板の側とは反対側で第３の電極の表示部分の下側
   に設けたことを特徴とする受動表示装置。 ２ 特許請求の範囲１記載の受動表示装置におい
   て、第１の電極を以つて第１の組の細条状電極を
   構成し、第２の電極を以つて第２の組の細条状電
   極を構成し、第３の電極を第２の組の細条状電極
   とほぼ直角に交差する列に応じて配置したことを
   特徴とする受動表示装置。 ３ 特許請求の範囲１または２記載の受動表示装
   置において、各列における第３電極を電気的に相
   互接続したことを特徴とする受動表示装置。 ４ 特許請求の範囲１〜３のいずれか１つに記載
   の受動表示装置において、第１の電極を以つて共
   通電極を構成したことを特徴とする受動表示装
   置。 ５ 特許請求の範囲１〜４のいずれか１つに記載
   の受動表示装置において、第３の電極の表示部分
   を多角形形状としたことを特徴とする受動表示装
   置。 ６ 特許請求の範囲５記載の受動表示装置におい
   て、多角形を６角形としたことを特徴とする受動
   表示装置。 ７ 特許請求の範囲１，２，４，５および６のい
   ずれか１つに記載の受動表示装置において、第２
   の支持板を半導体層を以つて構成し、この半導体
   層中に行および列に配置した一組のメモリ素子を
   設け、これらのメモリ素子を、半導体層上に設け
   た行および列電極のマトリツクスにより駆動しう
   るようにするとともにこれらメモリ素子に情報を
   与えうるようにし、第３の電極を行および列に配
   置した一組の画像電極を以つて構成し、各画像電
   極を半導体層中の１個のメモリ素子に接続したこ
   とを特徴とする受動表示装置。 ８ 特許請求の範囲１〜７のいずれか１つに記載
   の受動表示装置において、第３の電極の表示部分
   にあけた孔の寸法を、第３の電極のスイツチング
   時間が1/25秒よりも短かくなるような寸法とした
   ことを特徴とする受動表示装置。 ９ 特許請求の範囲１〜８のいずれか１つに記載
   の受動表示装置において、第１の支持板に対向す
   る第３の電極の面を以つて、光を異なる色で反射
   する少くとも二組の電極を構成したことを特徴と
   する受動表示装置。 １０ 特許請求の範囲１〜８のいずれか１つに記
   載の受動表示装置において、光を異なる色で通過
   する少くとも二組のフイルタを第１の電極上に設
   けたことを特徴とする受動表示装置。 １１ 受動表示装置を製造するに当り、 ａ 基板上に第１の腐食剤によつて腐食しうる材
   料の第１の層を設け、 ｂ 第２の腐食剤によつて腐食しうる材料の第２
   の層を設け、 ｃ 前記の第２の腐食剤を用いる写真食刻法によ
   り第２の層内に弾性素子のパターンを設け、 ｄ 第１の層と同じ材料の第３の層を設け、 ｅ 弾性素子を、形成すべき表示素子に連結した
   状態に維持する必要がある領域で、前記の第１
   の腐食剤を用いた写真食刻法により第３の層に
   孔を形成し、 ｆ 第３の腐食剤により腐食しうる材料の第４の
   層を設け、 ｇ 前記の第３の腐食剤を用いた写真食刻法によ
   り孔を有する表示部分のパターンを第４の層中
   に形成し、 ｈ 表示部分に連結された弾性素子の部分に、表
   示部分の対応する部分をマスクとして作用させ
   て第２の腐食剤により孔を形成し、 ｉ 前記の第１の腐食剤により第４および第２の
   層における孔および縁部を経てアンダーエツチ
   ングすることにより第３の層と第１の層の一部
   分とを除去する ことを特徴とする受動表示装置の製造方法。 １２ 特許請求の範囲１１記載の受動表示装置の
   製造方法において、 ａ 第１の層をアルミニウムとし、 ｂ アルミニウムのこの第１の層を設けた後、支
   持板に連結した状態に維持する必要のあるこの
   第１の層の領域を陽極処理し、 ｃ アンダーエツチングにより第１の層を除去す
   る際にアルミニウム層の非陽極処理部分のみを
   腐食除去する ことを特徴とする受動表示装置の製造方法。 １３ 特許請求の範囲１１または１２記載の受動
   表示装置の製造方法において、第２の層を、電着
   したニツケル層とすることを特徴とする受動表示
   装置の製造方法。 １４ 特許請求の範囲１１〜１３のいずれか１つ
   に記載の受動表示装置において、第４の層を銀層
   とすることを特徴とする受動表示装置の製造方
   法。