JPS6148159B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は弾性体の電界変形効果を利用した表示
装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a display device that utilizes the electric field deformation effect of an elastic body.
静電気力により誘電体に歪が生起することは古
くから良く知られた現象である。そして、従来よ
りこの効果を利用して表示を行う試みが数多く成
されている。その一つには油膜を利用したアイド
ホールが著明である。また最近では、歪を利用す
るものではないが液晶の電界による再配向化効果
を利用して表示を行つている例もある。 It has been a well-known phenomenon for a long time that distortion occurs in dielectric materials due to electrostatic force. Many attempts have been made to utilize this effect for display. One of these is the eye hole that uses an oil film. Recently, there have also been cases in which display is performed using the reorientation effect caused by the electric field of liquid crystal, although it does not utilize distortion.
これらの従来例を考察すれば明らかなように、
電界による効果を利用するためには、表示用媒体
としては極めて弱い力で弾性変形を生じるもので
あることが必要である。そのために従来の表示用
媒体としては、液体とか液晶等の如く外力に対し
て変化しやすい材料が選定されている。しかしな
がら、これらの液体、液晶材料は、その流動性の
ため容器内へ収納保持しなければ流出してしまう
ことになる。そのために最近シリコーンゴム等の
固形弾性体材料が上記表示用媒体として注目され
てきている。 As is clear from considering these conventional examples,
In order to utilize the effect of an electric field, the display medium must be capable of elastic deformation with extremely weak force. For this reason, conventional display media have been selected from materials that change easily in response to external forces, such as liquids and liquid crystals. However, due to their fluidity, these liquids and liquid crystal materials will flow out unless they are stored and held in a container. For this reason, solid elastic materials such as silicone rubber have recently attracted attention as the display medium.
第１図はこのシリコーンゴムを使用した弾性体
表示装置の１例を示す構造模式図である。 FIG. 1 is a schematic structural diagram showing an example of an elastic display device using this silicone rubber.
ガラス等の透明基板１の一方が表示面、他方が
内面に設定され内面上にIn2O3、SnO2等の透明電
極が形成されている。また表示用媒体としてシリ
コーンゴムから成る透明な弾性体３が透明電極２
と対向電極４間に介設され、両電極を介して電圧
が印加される。透明基板１の表示面側には光源５
が設置され、光源５からの光は上記表示装置内の
対向電極４で反射され、観測者６に対して弾性体
３の弾性変形に基く表示が実行される。 One side of a transparent substrate 1 made of glass or the like is set as a display surface, and the other side is set as an inner surface, and a transparent electrode of In 2 O 3 , SnO 2 or the like is formed on the inner surface. Also, as a display medium, a transparent elastic body 3 made of silicone rubber is used as a transparent electrode 2.
and a counter electrode 4, and a voltage is applied through both electrodes. A light source 5 is provided on the display surface side of the transparent substrate 1.
is installed, the light from the light source 5 is reflected by the counter electrode 4 in the display device, and a display based on the elastic deformation of the elastic body 3 is displayed to the observer 6.
ところでシリコーンゴムを透明電極２と対向電
極４間で挾持し、両電極２，４間に電源７より駆
動電圧を印加すると第２図に示す如く電圧印加部
分に電圧強度に応じたレリーフ変形が生じ表示パ
ターンが得られる。しかしながらこのレリーフ変
形は均一電界印加部分では一様に生じるため、位
相型光学系、例えば複屈折性を有する系等を適用
しなければ表示装置に利用できないという欠点が
あつた。本発明はこの点に着目し、技術的手段を
駆使することにより完成されたものであつて、弾
性体内に不均一な電界分布を形成することにより
フロスト変形を生起させ、光散乱性あるいは光屈
折性を弾性体に付与し、一般の光学系に於けるい
わゆる光学的濃度差を生じさせ、表示装置とする
ものである。 By the way, when silicone rubber is sandwiched between the transparent electrode 2 and the counter electrode 4, and a driving voltage is applied from the power source 7 between both electrodes 2 and 4, relief deformation occurs in the voltage applied area according to the voltage intensity, as shown in FIG. A display pattern is obtained. However, since this relief deformation occurs uniformly in a portion where a uniform electric field is applied, there is a drawback that it cannot be used in a display device unless a phase type optical system, for example, a system having birefringence, is applied. The present invention has been completed by paying attention to this point and making full use of technical means, and by forming a non-uniform electric field distribution within the elastic body, frost deformation is caused, resulting in light scattering or light refraction. This method imparts elasticity to an elastic body to produce a so-called optical density difference in a general optical system, and is used as a display device.
以下、本発明を実施例に従つて図面を参照しな
がら詳説する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail according to embodiments with reference to the drawings.
第３図は本発明の１実施例を示す弾性体表示装
置の構造模式図である。 FIG. 3 is a schematic structural diagram of an elastic display device showing one embodiment of the present invention.
第１図同様ガラス等の透明基板１の内面側に透
明電極２が形成され、透明電極２と対向電極８間
にシリコーンゴムから成る弾性体３が介設されて
いる。対向電極８は第１図とは異なり網目状の形
状をした反射性若しくは透明性の電極であり、
Al、Ni、Co、Au等の金属あるいはIn2O3、SnO2
等の透明酸化物材料その他で形成されている。ま
た対向電極８の他面側にはSiO2、Al2O3、TiO2、
Y2O3、Si3N4等の蒸着層あるいは有機絶縁材料の
薄膜層等から成る絶縁層９が設けられ、更にこの
絶縁層９に重畳してAl、Au等の金属あるいは誘
電体の積層体から成る光反射層１０が形成されて
いる。 As in FIG. 1, a transparent electrode 2 is formed on the inner surface of a transparent substrate 1 made of glass or the like, and an elastic body 3 made of silicone rubber is interposed between the transparent electrode 2 and a counter electrode 8. The counter electrode 8 is a reflective or transparent electrode with a mesh shape, unlike the one shown in FIG.
Metals such as Al, Ni, Co, Au, etc. or In 2 O 3 , SnO 2
It is made of transparent oxide materials such as. Moreover, on the other side of the counter electrode 8, SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 ,
An insulating layer 9 made of a vapor deposited layer of Y 2 O 3 , Si 3 N 4 or the like or a thin film layer of an organic insulating material is provided, and a layer of metal such as Al, Au or a dielectric material is further superimposed on this insulating layer 9. A light reflecting layer 10 made of body is formed.
第４図は上記弾性体表示装置の透明電極２と対
向電極８間に電源７より充分な駆動電圧を印加し
た時の動作状態を示す説明図である。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing the operating state when a sufficient driving voltage is applied from the power supply 7 between the transparent electrode 2 and the counter electrode 8 of the elastic display device.
網目状の対向電極８により弾性体３内に不均一
な電界分布が形成され、弾性体３はフロスト変形
を生じ、光学的濃度差に基く表示が実行される。 A non-uniform electric field distribution is formed in the elastic body 3 by the mesh-shaped counter electrode 8, and the elastic body 3 undergoes frost deformation, thereby performing display based on optical density difference.
次に上記弾性体表示装置の製作仕様について以
下に説明する。 Next, the manufacturing specifications of the elastic body display device will be explained below.
透明基板１としては３mm厚フロートガラスを用
い、透明基板１上にIn2O3層を電子ビーム蒸着法
により約500Å形成する。このIn2O3層は適当なパ
ターンでフオトエツチングし必要な電極形状に加
工して透明電極２とする。次にこの透明電極２上
にシリコーンゴム（例えば東レシリコーンMP−
011型）をスピンナー等で均一な層状にコートす
る。このシリコーンゴムから成る弾性体３は約３
μｍから約15μｍの層厚に設定することが望まし
い。 A 3 mm thick float glass is used as the transparent substrate 1, and an In 2 O 3 layer is formed on the transparent substrate 1 to a thickness of about 500 Å by electron beam evaporation. This In 2 O 3 layer is photo-etched in an appropriate pattern and processed into the required electrode shape to form the transparent electrode 2 . Next, silicone rubber (for example, Toray Silicone MP-
011 type) in a uniform layer using a spinner, etc. The elastic body 3 made of silicone rubber is about 3
It is preferable to set the layer thickness to between .mu.m and approximately 15 .mu.m.
弾性体３を挾持する如く網目状の対向電極８を
次の様に形成する。すなわち、弾性体３上に
Al、Au、Ni、In、Co等の金属層を約1000Å〜約
１μｍ程度蒸着またはスパツタリング法等で形成
し、網目状の模様にフオトエツチング等を介して
パターン化する。この網目状の形状の１実施例を
第５図に示すが、これに限定されるものではなく
弾性体３に不均一な電界が印加され、フロスト変
形を生じる形状であれば他のパターン例えばくし
状等であつてもよい。第６図及び第７図に他の形
状の実施例を示す。図中斜線部分は電極形状を示
し、空白部はエツチング除去部を表わしている。 A mesh-like counter electrode 8 is formed in the following manner so as to sandwich the elastic body 3. That is, on the elastic body 3
A metal layer of Al, Au, Ni, In, Co, or the like is formed to a thickness of about 1000 Å to about 1 μm by vapor deposition or sputtering, and is patterned into a mesh pattern by photoetching or the like. An example of this mesh shape is shown in FIG. 5, but the present invention is not limited to this, and if the shape causes frost deformation when a non-uniform electric field is applied to the elastic body 3, other patterns such as a comb shape may be used. It may also be in the form of Examples of other shapes are shown in FIGS. 6 and 7. In the figure, the shaded area represents the electrode shape, and the blank area represents the etched portion.
この様にして作られた対向電極８の上に、有機
材料から成る絶縁層９を薄く（約１μｍ）コート
する。具体的な材料としては東レシリコーン
CX52−003LTV等が用いられるが、その他
SiO2、MgF2、Al2O3等の無機材料でもよく、ま
た場合によつては設置の必要はない。絶縁層９上
に形成される光反射層１０も対向電極８で充分な
反射特性が得られる場合には必要はないが、一般
にはAl、Au、In等の金属を蒸着して形成され
る。尚、この光反射層１０の層厚は1000Å以下の
薄層で充分である。 A thin (approximately 1 μm) insulating layer 9 made of an organic material is coated on the counter electrode 8 thus produced. The specific material is Toray silicone.
CX52−003LTV etc. are used, but other
An inorganic material such as SiO 2 , MgF 2 , Al 2 O 3 or the like may be used, and in some cases, installation is not necessary. The light reflection layer 10 formed on the insulating layer 9 is also not necessary if sufficient reflection characteristics can be obtained from the counter electrode 8, but it is generally formed by vapor depositing a metal such as Al, Au, In, or the like. Note that a thin layer thickness of 1000 Å or less is sufficient for the light reflecting layer 10.
以下、上記実施例で示す弾性体表示装置の特性
を説明する。第８図はコントラスト比対電圧特性
図である。尚、応答特性はライズタイム（立ち上
り時間）が50Vの電圧印加で7msec、デイケイタ
イム（立ち下り時間）が5msecであり、温度は25
℃の値である。またこの際使用した弾性体の層厚
は約５μｍである。横軸は印加電圧VDcを縦軸は
コントラスト比を示している。 Hereinafter, the characteristics of the elastic body display device shown in the above embodiment will be explained. FIG. 8 is a contrast ratio versus voltage characteristic diagram. The response characteristics are that the rise time (rise time) is 7 msec when a voltage of 50 V is applied, the decay time (fall time) is 5 msec, and the temperature is 25 msec.
The value is in °C. Further, the layer thickness of the elastic body used at this time was approximately 5 μm. The horizontal axis shows the applied voltage VDc, and the vertical axis shows the contrast ratio.
ところで、対向電極８に近接または密接して設
置される光反射層１０は、対向電極８が
In2O3SnO2等の透明性電極の場合は任意に選定し
てよいが、対向電極８が金属で製作されている場
合にはその対向電極８の光反射特性と、光反射層
１０の光反射特性が事実上一致していることが、
視覚面で好ましい結果を与える。 By the way, the light reflecting layer 10 installed close to or in close contact with the counter electrode 8 is
In the case of a transparent electrode such as In 2 O 3 SnO 2 , it may be selected arbitrarily, but if the counter electrode 8 is made of metal, the light reflection characteristics of the counter electrode 8 and the light reflection layer 10 The fact that the light reflection properties are virtually identical is that
Gives a visually pleasing result.
以上詳説した如く本発明の表示装置は、液体及
び液晶等を使用しないために収納容器が不要であ
り、しかも構造が固体パネルとして簡単であるこ
とから安価にかつ強固に製造できる。また表示の
ための消費電力が0.01μm/cm2と極めて少ないこ
とから、時計、計測器を始めとする各種電子機器
への広い応用が図られる。表示に際して電界が印
加されたパターン面は不均一な電界分布によつて
不規則な凹凸状のフロスト変形を生じるため、電
界の印加されていない平坦面との間で光学的濃度
差が明瞭となり輪郭の鮮明な表示パターンを呈す
る。従つて、コントラストの高い表示品位の良好
な表示装置が得られる。 As explained in detail above, the display device of the present invention does not require a storage container because it does not use liquid or liquid crystal, and has a simple structure as a solid panel, so it can be manufactured inexpensively and robustly. Furthermore, since the power consumption for display is extremely low at 0.01 μm/cm 2 , it can be widely applied to various electronic devices such as watches and measuring instruments. During display, the pattern surface to which an electric field is applied will undergo irregular frost deformation due to the non-uniform electric field distribution, resulting in a clear optical density difference between the pattern surface and the flat surface to which no electric field is applied. It exhibits a clear display pattern. Therefore, a display device with high contrast and good display quality can be obtained.
即ち、本発明は弾性体に駆動電圧を印加する電
極を網目状またはくし状に成形することによつて
電界の印加されるパターン領域に不均一電界分布
を生起させ、弾性体のフロスト変形に基いて弾性
体を透過する光の光学的変調度を向上させて視覚
的な識別を容易にしたものである。 That is, the present invention creates a non-uniform electric field distribution in the pattern area to which the electric field is applied by forming the electrodes that apply the driving voltage to the elastic body into a mesh or comb shape, thereby creating a non-uniform electric field distribution based on the frost deformation of the elastic body. This improves the degree of optical modulation of light that passes through the elastic body, making visual identification easier.
以上の説明は、いわゆるサンドイツチ型電極構
造で、フロスト変形を生じさす電極構造について
述べたが、２電極を弾性体の一方の面に設置した
面内電極（インターデイジタル電極）としても本
発明を実施することができる。ただしこの場合に
は、第３図の透明電極２は必要でない。第９図に
このインターデイジタル電極構造の模式図の１実
施例を示す。同一符号は上記と同一内容を示す。
１１，１１′はインターデイジタル型の一対の電
極である。 The above explanation has been about the so-called sandwich-type electrode structure that causes frost deformation, but the present invention can also be implemented as an in-plane electrode (interdigital electrode) in which two electrodes are installed on one surface of an elastic body. can do. However, in this case, the transparent electrode 2 shown in FIG. 3 is not necessary. FIG. 9 shows one embodiment of a schematic diagram of this interdigital electrode structure. The same reference numerals indicate the same contents as above.
Reference numerals 11 and 11' denote a pair of interdigital type electrodes.
第１図は従来の弾性体表示装置の１例を示す構
造模式図である。第２図は第１図に示す弾性体表
示装置の動作説明に供する説明図である。第３図
は本発明の１実施例を示す弾性体表示装置の構造
模式図である。第４図は第３図に示す弾性体表示
装置の動作説明に供する説明図である。第５図、
第６図及び第７図はそれぞれ対向電極の実施例を
示す平面図である。第８図は第１図に示す弾性体
表示装置の印加電圧対コントラスト比特性図であ
る。第９図は本発明の他の実施例を示す弾性体表
示装置の構造模式図である。
１……透明基板、２……透明電極、３……弾性
体、７……電源、８……対向電極、９……絶縁
層、１０……光反射層、１１，１１′……インタ
ーデイジタル電極。
FIG. 1 is a schematic structural diagram showing an example of a conventional elastic body display device. FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the operation of the elastic body display device shown in FIG. 1. FIG. 3 is a schematic structural diagram of an elastic display device showing one embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the operation of the elastic body display device shown in FIG. 3. Figure 5,
FIGS. 6 and 7 are plan views showing examples of counter electrodes, respectively. FIG. 8 is a characteristic diagram of applied voltage versus contrast ratio of the elastic display device shown in FIG. FIG. 9 is a schematic structural diagram of an elastic display device showing another embodiment of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Transparent substrate, 2... Transparent electrode, 3... Elastic body, 7... Power source, 8... Counter electrode, 9... Insulating layer, 10... Light reflecting layer, 11, 11'... Interdigital electrode.
Claims (1)
弾性体を挾持する位置に配置された１対の給電用
電極と、 表示に対して背面側に設けられた光反射層と、 を具備して成り、電界印加による前記弾性体の弾
性変形に対応した表示パターンを生起する弾性体
表示装置において、 前記給電用電極は網目状あるいはくし状形状部
を有し、かつ該形状部は前記光反射層と略々同一
の光反射特性を呈し、前記弾性体に前記給電用電
極の形状に即した不均一電界を印加することによ
り前記弾性体をフロスト変形させることを特徴と
する弾性体表示装置。[Scope of Claims] 1. An elastic body that elastically deforms in response to voltage application, a pair of power feeding electrodes arranged at positions that sandwich the elastic body, and a light reflection device provided on the back side with respect to the display. An elastic body display device comprising a layer, and generating a display pattern corresponding to elastic deformation of the elastic body due to application of an electric field, wherein the power supply electrode has a mesh-like or comb-like shape, and The shaped portion exhibits substantially the same light reflection characteristics as the light reflection layer, and the elastic body is frost-deformed by applying a nonuniform electric field conforming to the shape of the power supply electrode to the elastic body. An elastic body display device.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10321778A JPS5529879A (en) | 1978-08-23 | 1978-08-23 | Elastomer display device |
| GB7928322A GB2033125B (en) | 1978-08-18 | 1979-08-14 | Elastomer display |
| US06/066,320 US4299450A (en) | 1978-08-18 | 1979-08-14 | Elastomer display |
| DE2933408A DE2933408C2 (en) | 1978-08-18 | 1979-08-17 | Elastomer display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10321778A JPS5529879A (en) | 1978-08-23 | 1978-08-23 | Elastomer display device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5529879A JPS5529879A (en) | 1980-03-03 |
| JPS6148159B2 true JPS6148159B2 (en) | 1986-10-22 |
Family
ID=14348326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10321778A Granted JPS5529879A (en) | 1978-08-18 | 1978-08-23 | Elastomer display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5529879A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2370943A (en) | 2000-12-21 | 2002-07-10 | Nokia Mobile Phones Ltd | Communication unit provided with intra-changeable elements |
-
1978
- 1978-08-23 JP JP10321778A patent/JPS5529879A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5529879A (en) | 1980-03-03 |
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