(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に画素領域を備える複数の第１の色の固定部と、
第２の色の表示部、可動駆動電極部及び前記表示部と前記可動駆動電極部とを分ける自由に曲がる屈曲部を有する複数の可動フィルムと、
前記可動駆動電極部に対向して配置された複数の固定駆動電極と、
前記可動駆動電極部と前記固定駆動電極とに電位差を与える駆動手段と、
前記可動駆動電極部の端部が固定される基板と、を備え、
前記可動駆動電極部は、前記固定部に対して垂直に配置され、前記固定駆動電極側への曲げが可能であり、
前記可動駆動電極部の曲げは、前記可動駆動電極部と前記固定駆動電極との電位差による静電力を利用しており、
前記表示部は、互いに隣り合う前記固定部に挟まれ形成された隙間を通りうるように配置され、前記可動駆動電極部の曲げにより前記固定部の表面に露出する状態と隣の前記固定部の裏面に隠れる状態とを取りうることを特徴とする可動フィルム型表示装置。
【請求項２】
前記固定駆動電極が、前記可動駆動電極部を挟む第１及び第２の固定駆動電極からなることを特徴とする請求項１に記載の可動フィルム型表示装置。
【請求項３】
前記固定部が白色不透明のフィルム状の材質で構成され、前記表示部が黒色不透明のフィルム状の材質で構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の可動フィルム型表示装置。
【請求項４】
表面に画素領域を備え、白色不透明のフィルム状の材質で構成される複数の固定部と、
シアンに着色された透明なフィルム状の材質で構成される第１の表示部、第1の可動駆動電極部及び前記第１の表示部と前記第１の可動駆動電極部とを分ける自由に曲がる第１の屈曲部を有する複数の第１の可動フィルムと、
マゼンタに着色された透明なフィルム状の材質で構成される第２の表示部、第２の可動駆動電極部及び前記第２の表示部と前記第２の可動駆動電極部とを分ける自由に曲がる第２の屈曲部を有する複数の第２の可動フィルムと、
イエローに着色された透明なフィルム状の材質で構成される第３の表示部、第３の可動駆動電極部及び前記第３の表示部と前記第３の可動駆動電極部とを分ける自由に曲がる第３の屈曲部を有する複数の第３の可動フィルムと、
前記第１、第２及び第３の可動駆動電極部に夫々対向して配置された複数の第１、第２及び第３の固定駆動電極と、
前記第１、第２及び第３の可動駆動電極部と前記第１、第２及び第３の固定駆動電極とに電位差を与える駆動手段と、
前記第１、第２及び第３の可動駆動電極部の端部が固定される基板と、を備え、
前記第１、第２及び第３の可動駆動電極部は、夫々、重ならないように、前記固定部に対して垂直に配置され、前記第１、第２及び第３の固定駆動電極側への曲げが可能であり、
前記第１、第２及び第３の可動駆動電極部の曲げは、夫々、前記第１、第２及び第３の可動駆動電極部と前記第１、第２及び第３の固定駆動電極との電位差による静電力を利用しており、
前記第１、第２及び第３の表示部は、互いに隣り合う前記固定部に挟まれ形成された隙間を通りうるように配置され、夫々、前記第１、第２及び第３の可動駆動電極部の曲げにより前記固定部の表面に露出する状態と隣の前記固定部の裏面に隠れる状態とを取りうることを特徴とする可動フィルム型表示装置。
【請求項５】
黒色不透明のフィルム状の材質で構成される第４の表示部、第４の可動駆動電極部及び前記第４の表示部と前記第４の可動駆動電極部とを分ける自由に曲がる第４の屈曲部を有する複数の第４の可動フィルムと、
前記第４の可動駆動電極部に対向して配置された複数の第４の固定駆動電極と、を備え、
前記駆動手段は、前記第４の可動駆動電極部と前記第４の固定駆動電極とにも電位差を与えるものであり、
前記第４の可動駆動電極部は、その端部が前記基板に固定され、前記第１、第２及び第３の可動駆動電極部のいずれとも重ならないように、前記固定部に対して垂直に配置され、前記第４の固定駆動電極側への曲げが可能であり、
前記第４の可動駆動電極部の曲げは、前記第４の可動駆動電極部と前記第４の固定駆動電極との電位差による静電力を利用しており、
前記第４の表示部は、互いに隣り合う前記固定部に挟まれ形成された隙間を通りうるように配置され、前記第４の可動駆動電極部の曲げにより前記固定部の表面に露出する状態と隣の前記固定部の裏面に隠れる状態とを取りうることを特徴とする請求項４に記載の可動フィルム型表示装置。
【請求項６】
前記表示部が、導電性物質による導電性部分を有することを特徴
とする請求項１または２に記載の可動フィルム型表示装置。
【請求項７】
前記表示部と前記可動駆動電極部とが接着剤により接着されていること
を特徴とする請求項１または２に記載の可動フィルム型表示装置。
【請求項８】
前記固定部に形成され、前記表示部と対向して配置された保持電極と、
前記保持電極に電位を与える保持手段と、をさらに備え、
前記表示部は、前記保持手段が前記保持電極と前記表示部とに電位差を与えることにより生じる静電力を利用して固定されることを特徴とする請求項６に記載の可動フィルム型表示装置。
【請求項９】
前記固定部、前記可動フィルム及び前記固定駆動電極を有する画素がマトリックス状に平面配置され、前記可動駆動電極部が信号線に接続され、前記固定駆動電極が走査線に接続されることを特徴とする請求項１または２に記載の可動フィルム型表示装置。
【請求項１０】
前記固定部、前記可動フィルム及び前記固定駆動電極を有する画素がマトリックス状に平面配置され、前記可動駆動電極部が第１の走査線に接続され、前記第１の固定駆動電極が信号線に接続され、前記第２の固定駆動電極が第２の走査線に接続されることを特徴とする請求項２に記載の可動フィルム型表示装置。
【請求項１１】
表面に画素領域を備える複数の第１の色の固定部と、
第２の色の表示部、可動駆動電極部及び前記表示部と前記可動駆動電極部とを分ける自由に曲がる屈曲部を有し、エレクトレットからなる複数の可動フィルムと、
前記可動駆動電極部に対向して配置された複数の固定駆動電極と、
前記可動駆動電極部と前記固定駆動電極とに電位差を与える駆動手段と、
前記可動駆動電極部の端部が固定される基板と、を備え、
前記可動駆動電極部は、前記固定部に対して垂直に配置され、前記固定駆動電極側への曲げが可能であり、
前記可動駆動電極部の曲げは、前記可動駆動電極部と前記固定駆動電極との電位差による静電力を利用しており、
前記表示部は、互いに隣り合う前記固定部に挟まれ形成された隙間を通りうるように配置され、前記可動駆動電極部の曲げにより前記固定部の表面に露出する状態と隣の前記固定部の裏面に隠れる状態とを取りうることを特徴とする可動フィルム型表示装置。
【請求項１２】
表面に画素領域を備える複数の第１の色の固定部と、
第２の色の表示部、バイモルフ型圧電フィルムからなる可動駆動電極部及び前記表示部と前記可動駆動電極部とを分ける自由に曲がる屈曲部を有する複数の可動フィルムと、
前記可動駆動電極部に電位差を与える駆動手段と、
前記可動駆動電極部の端部が固定される基板と、を備え、
前記可動駆動電極部は、前記固定部に対して垂直に配置され、曲げが可能であり、
前記可動駆動電極部の曲げは、可動駆動電極部に与える電位差による曲げ力を利用しており、
前記表示部は、互いに隣り合う前記固定部に挟まれ形成された隙間を通りうるように配置され、前記可動駆動電極部の曲げにより前記固定部の表面に露出する状態と隣の前記固定部の裏面に隠れる状態とを取りうることを特徴とする可動フィルム型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は全く新奇な構造を有する可動式フィルム型表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯情報機器に用いられるディスプレイは、薄型・軽量で低消費電力なものが望まれている。従来、薄型ディスプレイとして、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイ、フラットＣＲＴ等が知られている。このうちでは、消費電力などを考えるとＬＣＤが最も適しており、実用化されている。
【０００３】
ＬＣＤのうち、ディスプレイの表示面を直接見るようにしたものを直視型という。直視型のＬＣＤには背面に蛍光ランプなどの光源を組み込む透過型と周囲光を利用する反射型とがある。このうち前者はバックライトが必要なので、低消費電力化には不向きである。
従って携帯情報機器のディスプレイとしては後者の反射型が最も普及している。
【０００４】
反射型ＬＣＤには、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｇｅｎｃｅ）モード、ＧＨ（Ｇｕｅｓｔ    Ｈｏｓｔ）モード、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードなどを用いる。ＥＣＢモードやＴＮモードを用いる場合には偏光板が必要である。偏光板は光の透過率が４０％程度なので光の利用効率が悪くなってしまう。
【０００５】
またＧＨモードを用いる場合には偏光板は不要であるが、フルカラー表示をするためには透過率８０％程度の単色の液晶セルを３層以上重ねる必要がある。それゆえ光の利用効率はあまり高くはならず、カラーの表示装置としては反射率５０％程度でペーパーホワイトの表示はできない。
【０００６】
またカラー表示をする場合、ＥＣＢモードやＧＨモードを用いるとカラーフィルターは必要ないが、色再現能力が低く、視角依存性が大きい。
ＴＮモードを用いる場合にはカラーフィルターで色を付けるが、反射型なので、光の利用効率が約１／３となり暗くなってしまう。
【０００７】
これに加えて、これらに於いてはスイッチとしてＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＴＦＤ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｄｉｏｄｅ）などを設けるので開口率が低くなってしまう。
【０００８】
光の利用効率が低く、開口率が低いと反射輝度が低下してしまい画面が暗いものとなる。
ところで、反射型ＬＣＤでも消費電力はゼロにはならない。これは、液晶分子に直流電圧を加えると、その劣化が心配されるので、たとえ静止画表示時でも、６０Ｈｚ以上の交流電圧駆動するからである。消費電力はこの周波数に比例する。  一方、表示装置の大きさを問わないとするならば、低消費電力という観点から、大型掲示板などに用いられている機械式マトリックス表示装置などが有望である。これは機械式なので静止画表示の時は電力を消費しない。すなわち一旦動作が止まると、そのまま動かないのでいわば不揮発性メモリーの効果を持っている。それゆえ消費電力ゼロである。
【０００９】
最も一般に普及している機械式マトリックス表示装置として、一画素が一辺数センチ程度の立方体で構成されており、その４面に４種の色を付け、残りの２面を軸として回転させる方式がある。この方式は駅前広場などでよく見かけることが出来る。しかしこの方式の欠点は、４色しか表示できないということである。
【００１０】
この解決策として、特開昭５６−１５０７８６  （権利抹消）に示されたように、画素を立方体ではなくペレット（板）状にし、複数の色のペレットを複数重ね、さらにこれらを階段状に重ねた画面にすることにより、４色以上の表示をする方法がある。だだし、この構造を具体化するのは難しく、未だ実現化していない。
【００１１】
これらは構造が複雑なので、小型表示装置には不向きであるいわれており、主に看板や広場の掲示板のような大型表示板を対象としたものである。その駆動力も電磁モーターや電磁ソレノイドを用いていて、小型には限界がある。それゆえ携帯端末のための小型で低消費電力の表示装置としては不向きである。
【００１２】
電磁モーターや電磁ソレノイドなどの電磁力が、小型で低消費電力の表示装置として不向きである理由は、電磁力が電流とコイルの巻き数に比例するからである。電流を流す必要があるということはすなわち電力を消費するということであり（ただし静止画では前述の理由で電力を消費しない）、またコイルを巻くということは小型化には不利であるということになる。
【００１３】
これに対して、静電力は小型低消費電力に向いている。静電力とは簡単に説明すると、
コンデンサーの電極間に働く力である。コンデンサーであるので電流はほんの一瞬流れるだけで、ほとんど電力を消費しない。また、コイルを巻く必要がないので、小型化に有利である。
【００１４】
このような静電力を利用した表示装置は既にあり（日経エレクトロニクス、１９７７年１２月１２日号３８頁）、大型表示板としてはすでに商品化されている。この構造は図２１に示すように、電極のついた箔を固定された電極との間で、静電力によって動かし、２色の色を表示できるようになっている。すなわち、箔の裏表に異なる色を塗布しておき、
また、固定電極の方にも色を塗布しておき、箔を動かすことによって２色の表示をする。
箔の片面および固定電極の一方をアルミ薄膜による鏡面にしておいてもよい。
【００１５】
しかし、この表示装置は基本的に２色、あるいは箔を２枚にすることにより３色の表示をすることしかできない。これではフルカラー表示をすることはできない。たとえば、３色として赤青緑を選んだとする。この場合画面全体に白、黒、黄色、あるいはその他の色を表示することはできない。これは反射型表示装置においてフルカラー化が難しい理由である。ブラウン管のように発光型ならば赤青緑の３色の配分だけでフルカラーを表示できる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
以上従来の技術の問題点を整理する。
小型で低消費電力な携帯用カラー表示装置が求められており、現状で最も有望とされる反射型ＬＣＤでは反射率５０％以下の暗いものしか作れず、ペーパーホワイト・フルカラー表示はとても望めない。またこの方式では静止画においても消費電力は完全にゼロにはならない。
【００１７】
一方、機械式マトリックス表示は、静止画において消費電力をゼロにできるが、現状ではその構造の複雑さから電磁力を用いた大型表示装置しかなく、電磁力を用いている以上、携帯端末用の小型表示装置はできない。
【００１８】
また、小型に適した低消費電力な静電力を利用した表示装置は、現状では一画素あたり２色あるいは３色の表示しかできない。それゆえフルカラー表示は望めない。
【００１９】
本発明は上述のような問題を鑑みて成されたもので、反射輝度が高くペーパーホワイト・フルカラーを実現でき、消費電力が少なく、特に静止画では消費電力がゼロにできる可動フィルム型表示装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するための本発明の可動フィルム型表示装置は、表面に画素領域を備える複数の第１の色の固定部と、
第２の色の表示部、可動駆動電極部及び前記表示部と前記可動駆動電極部とを分ける自由に曲がる屈曲部を有する複数の可動フィルムと、
前記可動駆動電極部に対向して配置された複数の固定駆動電極と、
前記可動駆動電極部と前記固定駆動電極とに電位差を与える駆動手段と、
前記可動駆動電極部の端部が固定される基板と、を備え、
前記可動駆動電極部は、前記固定部に対して垂直に配置され、前記固定駆動電極側への曲げが可能であり、
前記可動駆動電極部の曲げは、前記可動駆動電極部と前記固定駆動電極との電位差による静電力を利用しており、
前記表示部は、互いに隣り合う前記固定部に挟まれ形成された隙間を通りうるように配置され、前記可動駆動電極部の曲げにより前記固定部の表面に露出する状態と隣の前記固定部の裏面に隠れる状態とを取りうることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明においては、前記固定駆動電極が、前記可動駆動電極部を挟む第１及び第２の固定駆動電極からなっていてもよい。
【００２２】
また、本発明においては、前記固定部が白色不透明のフィルム状の材質で構成され、前記表示部が黒色不透明のフィルム状の材質で構成されていてもよい。
【００２３】
また、本発明の可動フィルム型表示装置は、表面に画素領域を備え、白色不透明のフィルム状の材質で構成される複数の固定部と、
シアンに着色された透明なフィルム状の材質で構成される第１の表示部、第1の可動駆動電極部及び前記第１の表示部と前記第１の可動駆動電極部とを分ける自由に曲がる第１の屈曲部を有する複数の第１の可動フィルムと、
マゼンタに着色された透明なフィルム状の材質で構成される第２の表示部、第２の可動駆動電極部及び前記第２の表示部と前記第２の可動駆動電極部とを分ける自由に曲がる第２の屈曲部を有する複数の第２の可動フィルムと、
イエローに着色された透明なフィルム状の材質で構成される第３の表示部、第３の可動駆動電極部及び前記第３の表示部と前記第３の可動駆動電極部とを分ける自由に曲がる第３の屈曲部を有する複数の第３の可動フィルムと、
前記第１、第２及び第３の可動駆動電極部に夫々対向して配置された複数の第１、第２及び第３の固定駆動電極と、
前記第１、第２及び第３の可動駆動電極部と前記第１、第２及び第３の固定駆動電極とに電位差を与える駆動手段と、
前記第１、第２及び第３の可動駆動電極部の端部が固定される基板と、を備え、
前記第１、第２及び第３の可動駆動電極部は、夫々、重ならないように、前記固定部に対して垂直に配置され、前記第１、第２及び第３の固定駆動電極側への曲げが可能であり、
前記第１、第２及び第３の可動駆動電極部の曲げは、夫々、前記第１、第２及び第３の可動駆動電極部と前記第１、第２及び第３の固定駆動電極との電位差による静電力を利用しており、
前記第１、第２及び第３の表示部は、互いに隣り合う前記固定部に挟まれ形成された隙間を通りうるように配置され、夫々、前記第１、第２及び第３の可動駆動電極部の曲げにより前記固定部の表面に露出する状態と隣の前記固定部の裏面に隠れる状態とを取りうることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明においては、黒色不透明のフィルム状の材質で構成される第４の表示部、
第４の可動駆動電極部及び前記第４の表示部と前記第４の可動駆動電極部とを分ける自由に曲がる第４の屈曲部を有する複数の第４の可動フィルムと、
前記第４の可動駆動電極部に対向して配置された複数の第４の固定駆動電極と、
前記第４の可動駆動電極部と前記第４の固定駆動電極とに電位差を与える駆動手段と、
前記第４の可動駆動電極部の端部が固定される基板と、を備え、
前記第４の可動駆動電極部は、前記第１、第２及び第３の可動駆動電極部のいずれとも重ならないように、前記固定部に対して垂直に配置され、前記第４の固定駆動電極側への曲げが可能であり、
前記第４の可動駆動電極部の曲げは、前記第４の可動駆動電極部と前記第４の固定駆動電極との電位差による静電力を利用しており、
前記第４の表示部は、互いに隣り合う前記固定部に挟まれ形成された隙間を通りうるように配置され、前記第４の可動駆動電極部の曲げにより前記固定部の表面に露出する状態と隣の前記固定部の裏面に隠れる状態とを取りうるようにされていてもよい。
【００２５】
また本発明においては、前記表示部が、導電性物質による導電性部分を有していても良い。
【００２６】
また本発明においては、前記表示部と前記可動駆動電極部とが接着剤により接着されていても良い。
【００２７】
また、本発明においては、前記固定部に形成され、前記表示部と対向して配置された保持電極と、前記保持電極に電位を与える保持手段と、をさらに備え、前記表示部は、前記保持手段が前記保持電極と前記表示部とに電位差を与えることにより生じる静電力を利用して固定されていてもよい。
【００２８】
また、本発明においては、前記固定部、前記可動フィルム及び前記固定駆動電極を有する画素がマトリックス状に平面配置され、前記可動駆動電極部が信号線に接続され、前記固定駆動電極が走査線に接続されていてもよい。
【００２９】
また、本発明においては、前記固定部、前記可動フィルム及び前記固定駆動電極を有する画素がマトリックス状に平面配置され、前記可動駆動電極部が第１の走査線に接続され、前記第１の固定駆動電極が信号線に接続され、前記第２の固定駆動電極が第２の走査線に接続されていてもよい。
【００３０】
また、本発明の可動フィルム型表示装置は、表面に画素領域を備える複数の第１の色の固定部と、
第２の色の表示部、可動駆動電極部及び前記表示部と前記可動駆動電極部とを分ける自由に曲がる屈曲部を有し、エレクトレットからなる複数の可動フィルムと、
前記可動駆動電極部に対向して配置された複数の固定駆動電極と、
前記可動駆動電極部と前記固定駆動電極とに電位差を与える駆動手段と、
前記可動駆動電極部の端部が固定される基板と、を備え、
前記可動駆動電極部は、前記固定部に対して垂直に配置され、前記固定駆動電極側への曲げが可能であり、
前記可動駆動電極部の曲げは、前記可動駆動電極部と前記固定駆動電極との電位差による静電力を利用しており、
前記表示部は、互いに隣り合う前記固定部に挟まれ形成された隙間を通りうるように配置され、前記可動駆動電極部の曲げにより前記固定部の表面に露出する状態と隣の前記固定部の裏面に隠れる状態とを取りうることを特徴とする。
【００３１】
また、本発明の可動フィルム型表示装置は、表面に画素領域を備える複数の第１の色の固定部と、
第２の色の表示部、バイモルフ型圧電フィルムからなる可動駆動電極部及び前記表示部と前記可動駆動電極部とを分ける自由に曲がる屈曲部を有する複数の可動フィルムと、
前記可動駆動電極部に電位差を与える駆動手段と、
前記可動駆動電極部の端部が固定される基板と、を備え、
前記可動駆動電極部は、前記固定部に対して垂直に配置され、曲げが可能であり、
前記可動駆動電極部の曲げは、可動駆動電極部に与える電位差による曲げ力を利用しており、
前記表示部は、互いに隣り合う前記固定部に挟まれ形成された隙間を通りうるように配置され、前記可動駆動電極部の曲げにより前記固定部の表面に露出する状態と隣の前記固定部の裏面に隠れる状態とを取りうることを特徴とする。
【００３２】
【作用】
本発明によれば、固定部上に設置された可動フィルムを、静電力による駆動部で動かして、これを画素すなわち表示部とし画面を表示する。画面を表示するのに色つきフィルムを用いるので偏光板が不要となり、また透過率の低い液晶層などがないので光利用効率が高くなる。また駆動部が表示部の表示を妨げないように形成されるので開口率が極めて高くなる。この結果、反射輝度が高くなる。また機械式なので静止画表示の時は電力を消費しない。すなわち一旦動作が止まると、そのまま動かないのでいわば不揮発性メモリーの効果を持っている。それゆえ消費電力ゼロである。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明の詳細を実施例を用いて説明する。
図１に本発明の実施例に関わる可動フィルム型表示装置の１画素を拡大した断面図を示す。図１において、１は可動フィルムで可動駆動電極部２と表示部６からなる。３は固定駆動電極である。また５は白色板である。
【００３４】
可動フィルム１は、その根元を基板（図示せず）に固定されており、いわば「片持ち梁」状態になっていて、図中の左右どちらにでも曲げられるようになっている。
【００３５】
また、可動フィルムの表示部６と可動駆動電極部２を分ける屈曲部は自由に曲がるようになっている。
表示原理としては、５の白色板の隙間から黒色あるいはその他の色に着色された表示部６を画素領域３６へ出し入れし、白黒あるいはカラーの表示をさせる方法である。可動フィルムを動かす方法としては、固定駆動電極３のどちらかに可動駆動電極部２に対して電位差を与え、可動フィルム２に働く静電力を利用する。この実施例で説明する可動フィルム型表示装置は、上述した１画素が２次元的にマトリクス状に形成され、表示装置を構成している。この表示装置の概略全体構成の断面図を図２、図３に示す。
【００３６】
可動フィルムの表示部６と可動駆動電極部２の長さの比率は図２に示すようにできるだけ大きい方が良く、特に（表示部６の長さ）／（可動駆動電極部２の長さ）は０．０１〜０．１  であることが表示電極の動き易さから考えて望ましい。
【００３７】
図２は白黒表示をさせた場合の断面図で、白色板５の隙間から黒色表示電極６を出し入れする。
図３はカラー表示をさせる場合の断面図で、白色板５の隙間から１４のシアン、１５のマゼンダ、１６のイエローに着色された透明フィルムを出し入れし、印刷物と同等のカラー表示をさせる。たとえば、上記１４，１５，１６以外の色を出す場合としては、赤の場合はイエローとマゼンダを重ねて出し、青の場合はシアンとマゼンダを重ねて出し、緑の場合はシアンとイエローを重ねて出す。
【００３８】
階調表示させる場合は、面積階調方式をとり、色のついたフィルムを画素領域３６のある特定部分にしか出さないことにする。例えば、赤と白の中間色のピンクを表示する場合にはイエローとマゼンダのフィルムを重ねて画素領域３６の半分の領域まで出す。こうすると画素内の白と赤の面積比が１：１となり中間のピンクを表示することができる。これは印刷物の階調表示方式と同じである。
【００３９】
図４は可動フィルム型表示装置の白黒表示などの２値表示をさせることの可能な一画素の構造を示した斜視図である。以下の説明では上述した部分は同一番号を付しその詳しい説明を省略する。
【００４０】
図５はこの実施例の一画素の構造の変形例であるカラー表示をさせる場合の可動フィルムの配置である。シアン１４・マゼンダ１５・イエロー１６に着色された透明の表示部を持った可動フィルムを３つ重ねた構成になっており、上記３色を任意の組み合わせで白色板の隙間から画素部に出せるようになっている。
【００４１】
図６もこの実施例の一画素の構造の変形例であり、表示柄が表示部の中央部から出ており、構造上図５の変形例と比べてよりバランスがとれている。しかし色ずれがあり、画素が視認されない超高精細なディスプレイで効果を発揮する。
【００４２】
次に可動フィルム１自体の断面構造で、主に可動フィルム１と可動電極部２との関係について説明する。可動フィルム１が金属箔などの導電性物質で出来ていれば、それ自身が可動電極部２を兼ねることができる。しかし、可動フィルム１がポリマーフィルムやガラスフィルムなどの絶縁性物質で出来ている場合は導電性物質を可動フィルム１に密着させる必要がある。
【００４３】
図７は本実施例の可動フィルム１に対する導電性物質でできた可動電極部２の位置を示す図である。製造方法については後述するとして、図７の場合は可動フィルム１のうちの表示部６がある側に導電性物質でできた可動電極部２がある。
【００４４】
図８は図７の構造の変形例であり、図のように可動電極部２の導電性物質の上にさらに絶縁膜９をコートしても良い。
また図９も図７の構造の変形例であるが図示のように可動電極部２の位置を表示部６の反対側に持ってきても良い。
【００４５】
また、後述するが保持動作のために表示部６にも導電性を与えおく必要がある。
図１０では前述の可動電極部２と共通な導電性物質でこの保持動作用の導電性部分（電極）をつくっている。この時導電性物質に透明性を持たせても良い。
【００４６】
また図１１のように実際に使われる表示領域の部分を避けて保持動作用の導電部を設けても良い。
図１２は可動電極部２と保持動作用の導電性部分１０とを別電極にした変形例である。
とくに１０は透明性電極であることが好ましい。
【００４７】
図１３は可動フィルム１自身がエレクトレット１１になっており、導電性はないがエレクトレット内の電荷が静電界に引かれて可動フィルムを動かすことが出来る。
【００４８】
図１４は表示部６と可動電極部２のポリマーの材質を変えた変形例である。表示部６はカラー表示をさせる場合は透明にする必要があるが、可動電極部２は透明である必要はないが、金属をコートしたり、絶縁膜をコートしたりする都合上耐熱性があった方が好ましい。そこで、表示部６にはポリエステルなどの透明性フィルムを用い、可動電極部近傍のフィルムには耐熱性のポリイミドを使うと良い。フィルム間の接着方法としては、接着剤で付けても良いが、フィルムが熱可塑性ならば熱で溶かしなが接着しても良い。
【００４９】
また、図１５も変形例であるが、このように可動フィルム１の駆動方法として、図中に示したバイモルフ型圧電フィルム７の曲げ力を使っても良い。４０はバイモルフ型圧電フィルム７に電圧を印加する電源である。
【００５０】
次に動作原理の詳細について説明する。まず、図１６の示すごとく可動フィルム１を挟む２枚の固定駆動電極３の間に電位差を与え電界を発生させる。このとき可動フィルム１の可動電極部２には固定電極部３のどちらか一方と同じ電位を与えておく。すると可動フィルムの可動電極部は固定駆動電極３のどちらかに引かれ、接触して止まる。可動フィルム１の可動電極部２と固定駆動電極３の間で形成されるコンデンサーを駆動コンデンサー（Ｃｄ；Ｄｒｉｖｉｎｇ    Ｃａｐａｃｉｔｏｒ  ）と呼ぶことにする。
【００５１】
また２つの固定駆動電極３の電位関係を逆転させれば今度は可動フィルム１は反対方向に引かれる。このとき可動フィルムに働く力Ｆは以下の（１）式で表すことができる。
【００５２】
Ｆ＝εＳＶ２  ／（２ｄ２  ）              …（１）
ここで、εは誘電率、Ｓは可動電極部２または固定駆動電極３のどちらか面積の小さい方の面積を表し、ｄは可動電極部と固定駆動電極の間隔を表す。
【００５３】
例えば、画素ピッチ３００  μｍを想定しｄ＝３００  μｍとし、Ｓを０．９ｍｍ２  とする。また、可動電極部２と固定駆動電極３の間には空気が詰まってるとすると
ε＝８．８５×１０１２
となり、電位差Ｖを２００  Ｖとすると、この場合の発生力Ｆは
Ｆ＝３．５４×１０−６［Ｎ］＝０．３６［ｍｇｆ  ］  …（２）
となる。このときの可動フィルムの重さは１μｇ程度で駆動上の問題はない。またフィルムはポリマー、ガラス、炭素繊維、金属箔などを想定しており、弾性係数が１００  〜１００００ｋｇ／ｍｍ２  であり、実験の結果、上記程度の力で十分に駆動することができることが分かった。
【００５４】
いま固定駆動電極３を二つ用いた場合を説明したが、これをどちらか一方だけにしても可動フィルムを吸い寄せることができ、このとき可動フィルムを戻すにはフィルム自体の曲げ弾性力を利用する。
【００５５】
次に図１６に示す保持電極４の機能について説明する。表示部６は前述のように黒色またはは色付き透明になっているがこれにさらに透明電極をコートしておく。これを表示電極３７と呼ぶ。すると図１６に示したように、絶縁膜と空隙を介して保持電極と表示電極はコンデンサーを形成する。これを保持コンデンサー（Ｃｈ；Ｈｏｌｄｉｎｇ    Ｃａｐａｃｉｔｏｒ  ）と呼ぶことにする。保持電極４と表示電極３７の間に電位差を与えると、式（１）で示したような静電引力が働き、可動フィルム１を固定することができる。後述するが、ドットマトリックス表示をする場合、前述の固定駆動電極３は、信号線電位または走査線電位と共通になる場合があるので、一定電位に固定できない。そこでこの保持電極４を一定電位に保つことにより、信号線電位や走査線電位に関係なく可動フィルムを固定することができる。このとき保持電極４と表示電極３７からなるコンデンサーＣｈには直流電圧が印加されており、定常状態に於いて消費電力は無い。このことはメモリー機能を有していることを意味し、静止画表示状態では消費電力ゼロを達成することができる。
【００５６】
また保持電極４は、階調制御機能を持っている。すなわち、前述したように本表示装置は面積階調方式で階調を出すので、表示部を動かす可動フィルムを所定の位置で止めなければならない。前述の固定駆動電極と可動フィルムの可動電極部すなわちＣｄだけでは所定の位置で表示部を止めることはできない。ここで、駆動コンデンサーＣｄと保持コンデンサーＣｈに与える電圧パルスのタイミングを制御すれば、表示部を所定の階調分だけ動かして止めることができるということが実験から分かった。この階調表示機能はアナログ的に表示部を制御することができるので、フルカラー表示を実現することができる。
【００５７】
また、図１７のようにカバーガラス上に透明電極８を設け、白色板５上の電極との間で保持コンデンサーＣｈを形成しても良い。この場合、表示部６には電極を形成しなくても良い。
【００５８】
次に本表示装置の材質および製造方法について説明する。
可動フィルム１、固定駆動電極３、白色板５、表示部６の材質としては、電気絶縁性部分として、ポリエチリンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル、ポリイミド、ナイロン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルサルホン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニルサルファイトなどの有機ポリマーフィルムおよびその共重合体、またはガラス、炭素繊維、マイカ、酸化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウムなどの無機材料などが加工性、耐熱性、透明性などの点で好ましく。導電性部分としてはアルミニウム、銅、金、銀、ニッケル、クロム、鉄、モリブデン、チタン、タングステン、タンタルなどの金属単体か合金が電気伝導性、加工性の点から好ましい。可動フィルムの本体を上記電気絶縁性物質にして、その上に上記導電性物質をコートし、さらにまた上記絶縁性物質をコートしても良いし、可動フィルム本体を上記金属の箔にしてそのうえに上記絶縁性物質をコートしても良い。
【００５９】
たとえば、１２μｍ厚のＰＥＴフィルムに銅を１０ｎｍ〜１μｍ程度の厚さで蒸着あるいはスパッタで付け、表示部に対応する部分の金属をエッチング除去し、黒色不透明あるいはシアン・マゼンダ・イエローなどの透明インクを表示部６に１００ｎｍ〜１０μｍの範囲でコートし、これを可動フィルム１とする。
【００６０】
また、上記インクを前もって金属をコートした面と反対の面にコートしておき、金属をエッチング除去する前にインクをパターンニングしても良い。
そして、例えば画素ピッチ３００μｍとすると上記フィルムを２９０μｍ程度の幅で、
長さ６ｍｍ程度に切断し、３００μｍピッチで複数本並べ、粘着テープで固定しておく。
可動フィルム上の電極を隣同士電気的に接続するために導電性テープで並べても良い。
【００６１】
次に、表示領域近傍のフィルムを約９０度曲げる。フィルムを曲げるにはフィルムを型にいれ、フィルムの軟化点以上に温度を上げれば良い。
一方、前述の固定駆動電極の製造方法について説明する。２μｍ厚のＰＥＴフィルムに銅を１０ｎｍ〜１μｍ程度の厚さで蒸着あるいはスパッタで付ける。これにさらに絶縁膜をコートしても良い。このフィルムを３ｍｍ幅で切断しテープ状にする。そしてさらに３００μｍピッチで並べていく。
【００６２】
図１８に本表示装置の組み立て図を示す。可動フィルム集合部材２８は、前述したような可動フィルム１を短冊状に並べたものである。固定駆動電極集合部材２３・２４は、固定駆動電極３を複数並べたものである。可動フィルム集合部材２８を、固定駆動電極集合部材２３・２４の間に入れる。可動フィルム１は図中の奥行き方向に電気的につながっており、その端部を異方性導電性ゴム２２を経由してＴＡＢ−ＩＣ１９に接続する。この可動フィルム１のつながりを走査線にすることもできる。また固定駆動電極集合部材２３は異方性導電フィルム２１を経由して、ベース基板２６上の信号線２５と接続されており、固定駆動電極集合部材２４は走査線となっており２２を経由してＴＡＢ−ＩＣ１９と接続されている。
【００６３】
これら走査線２４や信号線２５になっている可動フィルム１および固定駆動電極の根元に粘着剤をつけておいて、互いに貼り合わせて位置ずれを防ぐことをしても良い。また強固な画枠を用意してこれにフィルムの端部を固定してフィルムの位置ずれを防ぐのでも良い。
【００６４】
また、可動フィルム１の表示部６は白色板５の隙間から出せるようになっている。そして、白色板５に電極を形成しておき保持電極４としても良い。この場合図１８のようにこの電極自身が走査線になっていて、ＴＡＢ−ＩＣ１８とつながっていても良い。さらに必ずとも必要としないが場合に因っては、保護基板であるカバーガラス１７を付けて可動フィルムや固定駆動電極を窒素などの不活性気体雰囲気中に封入することで電極の表面に電荷を持った埃が付着するのを防止できるので好ましい。
【００６５】
次にマトリックス表示の駆動方法について説明する。
図１９は表示部６のついている可動フィルム１の可動電極部２を信号線３３に繋ぎ、二つの固定駆動電極３を走査線３２に繋ぐ形式である。信号線３３は電源電圧、フローティング電位、グランド電位にすることができ、外部から入力される同期信号と映像信号によって制御することができる。また、走査線は一画素に対して２本あり、その電位は電源電圧、フローティング電位、グランド電位にすることができ、これも外部から入力される同期信号と映像信号によって制御する
ことができる。
【００６６】
図２０は表示部６のついている可動フィルム１の可動電極部２を走査線３４に繋ぎ、二つの固定駆動電極３の一方を信号線３３に繋ぎ、もう一方を走査線３２に繋いだ場合である。どの走査線３４、信号線３３も電源電圧、フローティング電位、グランド電位にすることができ、外部から入力される同期信号と映像信号によって制御することができる。
【００６７】
本発明の表示装置は反射型であり。反射率が高いので、ペーパーホワイト表示を可能にし、原理的に色再現範囲が広く、低価格であり、なおかつ軽量である。また、フィルム基板なので、幾らでも大きな表示装置をつくることができる。さらに、原理的にメモリー性があるので、電源がＯＦＦ状態にあっても画像を保持する能力があり、駆動時も電流を余り流さないので、非常に低消費電力になる。この表示装置は、低消費電力が要求される携帯情報機器やパソコン、さらには電子ブック、電子新聞、電子ノート、電子ポスター、看板、制御機器のコンソールパネルなどに応用できる。この表示装置は、グラビア印刷並の色鮮やかな表示ができるので、上記以外の新たな応用も考えられる。
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上述べてきたように本発明によれば、反射輝度の高い可動フィルム型表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示装置の要部断面図
【図２】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示装置の要部断面図
【図３】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示装置の要部断面図
【図４】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示装置の要部斜視図
【図５】本発明の実施例に係わる可動フィルムの斜視図
【図６】本発明の実施例に係わる可動フィルムの斜視図
【図７】本発明の実施例に係わる可動フィルムの断面図
【図８】本発明の実施例に係わる可動フィルムの断面図
【図９】本発明の実施例に係わる可動フィルムの断面図
【図１０】本発明の実施例に係わる可動フィルムの断面図
【図１１】本発明の実施例に係わる可動フィルムの断面図
【図１２】本発明の実施例に係わる可動フィルムの断面図
【図１３】本発明の実施例に係わる可動フィルムの断面図
【図１４】本発明の実施例に係わる可動フィルムの断面図
【図１５】本発明の実施例に係わる可動フィルムの断面図
【図１６】本発明の実施例に係わる可動フィルムの断面図
【図１７】本発明の実施例に係わる可動フィルムの断面図
【図１８】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示装置の分解図
【図１９】本発明の実施例の表示装置をマトリックス表示をさせた場合の回路図
【図２０】本発明の実施例に係わる可動フィルム型表示装置の回路図
【図２１】静電力を用いた従来例の表示装置の断面図
【符号の説明】
１…可動フィルム
２…可動電極部
３…固定駆動電極
４…保持電極
５…白色板
６…表示部
７…バイモルフ型圧電フィルム
８…透明電極付きカバーガラス
９…絶縁膜
１０…透明電極
１１…エレクトレット
１２…ポリイミドフィルム
１３…ポリエステルフィルム
１４…表示部（シアン）
１５…表示部（マゼンダ）
１６…表示部（イエロー）
１７…カバーガラス
１８…ＴＡＢ−ＩＣ（保持電極用）
１９…ＴＡＢ−ＩＣ（走査線用）
２０…ＴＡＢ−ＩＣ（信号線用）
２１…ＡＣＦ（異方性導電フィルム）
２２…ＡＣＦ（異方性導電フィルム）シリコンゴム圧着タイプ
２３…固定駆動電極集合部材（信号線用）
２４…固定駆動電極集合部材（走査線用）
２５…信号線
２６…ベース基板
３２…走査線（固定駆動電極用）
３３…信号線
３４…走査線（可動電極用）
３６…画素領域
３７…表示電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
0003929510.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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