專利名稱：激勵膜顯示裝置的制作方法
本申請基于和要求于1999年9月28日提交的在先日本專利申請No.11-274004的優先權，該專利申請的整個內容通過參考包括在這里。
本發明涉及一種激勵膜顯示裝置。
在較大顯示裝置和便攜式顯示裝置中，近來一直希望降低功率消耗。作為實現低消耗的顯示裝置，已知的一種是使用可動膜光閘的激勵膜顯示裝置，其中可動膜由靜電力驅動。
激勵膜顯示裝置的基本結構公開在日本專利申請No.11-95693(美國專利專利申請No.09/119,390)中。在該公開中，通過選擇驅動構成一個象素的子象素實現灰度顯示。然而，對于在上述激勵膜顯示裝置中的灰度顯示，當接通或斷開一個象素的多個子象素時，需要大量信號線和掃描線。為了驅動信號線和掃描線，需要大量驅動IC。而且，由于多個驅動IC布置在顯示裝置中，所以不可避免地增大裝置的尺寸。在這些情況下，一直需要一種能夠以簡單結構顯示灰度的激勵膜顯示裝置。
本發明的一個目的在于提供一種能夠由一個簡單驅動電路顯示灰度的激勵膜顯示裝置。
為了實現該目的，根據本發明的第一方面提供有一種激勵膜顯示裝置，該激勵膜顯示裝置包括一第一固定電極；一第一可動膜電極，放置成面對著第一固定電極以形成在第一固定電極相對側上的一條第一光路，并且該第一可動膜電極帶有一個固定端和一個可動端，可動端通過在第一固定電極與第一可動膜電極之間施加一個第一電位差向第一固定電極移動，由此關閉第一光路；
一第二固定電極，放置在離開第一固定電極一個預定距離處；及一第二可動膜電極，放置成面對著第二固定電極以形成在第二固定電極相對側上的一條第二光路，該第二可動膜電極帶有一個固定端和一個可動端，可動端通過在第二固定電極與第二可動膜電極之間施加一個與第一電位差不同的第二電位差向第二固定電極移動，由此關閉第二光路。
激勵膜顯示裝置希望按如下構成在第一可動膜電極的固定端與可動端之間的距離不同于在第二可動膜電極的固定端與可動端之間的距離。
第一可動膜電極的厚度不同于第二可動膜電極的厚度。
在第一固定電極與第一可動膜電極的固定端之間的距離不同于在第二固定電極與第二可動膜電極的固定端之間的距離。
顯示裝置進一步包括多個象素，每個象素包括一對第一固定電極與第一可動膜電極和一對第二固定電極與第二可動膜電極。
第一和第二固定電極的每一個包括一個光導向部分，由透明材料形成，并且帶有一個面對著第一和第二可動膜電極的相應之一的彎曲表面；和一電極，由透明導電層形成，并且形成在彎曲表面上。
顯示裝置進一步包括一個覆蓋導電層的絕緣層。
第一和第二固定電極是板狀電極，其每一個面對著第一和第二可動膜電極的相應之一，以便在其之間形成一個光導向部分。
顯示裝置進一步包括一個覆蓋第一和第二固定電極每一個至少一個末端部分的絕緣層。
顯示裝置進一步包括一個布置在可動膜電極固定端一側處的光源。
根據本發明的第二方面，提供有一種激勵膜顯示裝置，該激勵膜顯示裝置包括一固定電極，通過按長度順序絕緣疊置多個長度不同的導電層形成，同時導電層在一端卷起；一光屏蔽可動膜電極，放置成面對著其上形成導電層最短一層的固定電極的表面，并且帶有一個固定在導電層一端處的固定端和一個可動端；及一個電位供給電路，用來把不同的電位分別供給到固定電極的導電層。
根據本發明的第三方面，提供有一種激勵膜顯示裝置，該激勵膜顯示裝置包括多個光閘組，布置成行和列，光閘組的每一個包括施加電壓/位移特征不同的至少兩個光閘單元，至少兩個光閘單元的每一個由一固定電極和一固定在一端處的光屏蔽懸臂型可動膜電極形成；一個第一驅動電路，用來把驅動信號供給到布置在每一行中的光閘組；及一個第二驅動電路，用來把驅動信號供給到布置在每一列中的光閘組；其中第一驅動電路把一個第一電位供給到每一行中的光閘單元的固定電極；并且第二驅動電路把一個第二電位供給到每一列中的光閘單元的可動膜電極。
根據本發明，能由可動膜顯示裝置顯示灰度而不使用多個信號線和掃描線。因此，不必使用大量驅動IC來驅動多個信號線和掃描線。結果，能降低成本。而且，能減小顯示裝置的尺寸。
本發明另外的目的和優點將在隨后的描述中敘述，并且部分由描述成為顯然的，或者可以通過本發明的實施學習。本發明的目的可以借助于下文特別指出的手段和組合實施和實現。
并入和構成本說明書一部分的附圖、與以上給出的一般描述和下面給出用來解釋本發明原理的最佳實施例的詳細描述，表明本發明的目前最佳實施例。


圖1是用于常規激勵膜顯示裝置的光閘的一個單元的立體圖2A是插圖，用來解釋光閘的原理；圖2B是插圖，用來解釋可動膜閘的原理；圖2C是特征插圖，用來解釋激勵膜顯示裝置的滯后特性；圖3是示意圖，表示常規激勵膜顯示裝置的基本結構；圖4是示意圖，表示其中圖3的閘單元以矩陣形式布置的激勵膜顯示裝置；圖5表示為了解釋裝置的驅動方法如何連接圖4的顯示裝置的元件；圖6是示意圖，表示在常規激勵膜顯示裝置中實現灰度顯示的一個象素的結構；圖7是示意圖，表示在常規激勵膜顯示裝置中的濾色器的排列；圖8是示意圖，表示一種在圖7濾色器的每一個下布置的且實現灰度顯示的結構；圖9是示意圖，表示與根據本發明第一實施例的激勵膜液晶顯示裝置的一個象素相對應的光閘組；圖10是曲線圖，表示在施加電壓與圖9光閘組中的膜電極的末端位移之間的關系；圖11表示如何連接激勵膜顯示裝置的元件，其中圖9的光閘組以矩陣形式布置；圖12用來解釋與根據本發明第二實施例的激勵膜顯示裝置的一個象素相對應的光閘組；圖13用來解釋與根據本發明第三實施例的激勵膜顯示裝置的一個象素相對應的光閘組；圖14A和14B用來解釋根據本發明第四實施例的激勵膜顯示裝置的操作原理；圖15用來解釋根據本發明第四實施例的激勵膜顯示裝置的光閘單元；圖16用來解釋與根據本發明第四實施例的激勵膜顯示裝置的一個象素相對應的光閘組；
圖17用來解釋與根據本發明第五實施例的激勵膜顯示裝置的一個象素相對應的光閘組；圖18用來解釋與根據本發明第六實施例的激勵膜顯示裝置的一個象素相對應的光閘組；及圖19用來解釋與根據本發明第七實施例的激勵膜顯示裝置的一個象素相對應的光閘組。
在實施例的解釋之前，參照日本專利申請No.11-95693的公開的一些將解釋先有技術。
圖1是構成一個可動膜光閘的一個光閘單元。光閘單元包括一個透光導向體111、一個是布置在透光導向體111的彎曲表面上的光屏蔽部分的黑色矩陣112、一個由黑色矩陣112圍繞的開口部分113、一個布置成面對著透光導向體111的開口部分113的光屏蔽可動膜114、及一塊布置成面對著可動膜114有透光導向體111夾持在他們之間的光屏蔽板115。光屏蔽板115可以是一塊反射板。
光在由箭頭指示的方向上入射在透光導向體111上，并且穿過它。為了灰度顯示，一個象素由多個透光導向體111構成。在任意數量的透光導向體111中，可動膜114彎曲以改變覆蓋開口部分113的面積。由于能以這種方式改變從開口部分113發射的光量，所以能顯示灰度。
使透光導向體111的開口部分的表面導電，從而它作為一固定電極116工作。使可動膜114導電，從而它作為可動電極工作。由于透明絕緣膜(未表示)形成在固定電極的表面上，所以能防止在可動電極與固定電極之間的短路。
其次，將解釋如何移動可動膜114的原理。如圖2A中所示，當接通開關121以把電壓從電源122施加在兩個根電極123與124之間時，在兩根電極之間產生一個靜電力。在這種情況下，如果這兩根電極用形成在透光導向體的表面上的可動電極(可動膜)114和固定電極116代替，如圖2B中所示，并且一個電壓施加在他們之間，則可動膜114按由虛線指示的那樣彎曲，并且覆蓋固定電極116。可動膜114具有光屏蔽性質。因此，當不施加電壓時透射光，而當可動膜114在施加電壓而彎曲時切斷光。
圖2C表示當可動膜通過電壓施加而彎曲時在施加電壓與可動膜末端位移之間的關系。在圖2C中，可動膜的末端隨電壓增大逐漸移動。當移動量達到一個臨界點時，末端突然移動，并且達到一個最大位移量。在最大位移量處，可動膜與固定電極的表面絕緣膜緊密接觸。因此，即使進一步增大電壓，位移量也不會增大。相反，如果減小電壓，位移量暫時不會減小。這是因為即使兩根電極想分離，在電極之間的靜電力也防止分離。因此，直到可動膜的彈性力超過靜電力，移動才會出現。在這種意義上，可動膜移動具有所謂的滯后特性。
現在，將解釋使用具有滯后特性的可動膜光閘的激勵膜顯示裝置。
如圖3中所示，多根可動膜電極132a-132e布置成面對著一個透光導向固定電極部分131。一個電路基片133與透光導向固定電極部分131相鄰。在電路基片133上，布置一個驅動IC134。可動膜電極132a-132e經由導線135連接到驅動IC134上。在一個電路基片133中，提供一個連接部分136以與相鄰顯示裝置進行數據交換。
如圖4中所示，上述可動膜光閘單元141以矩陣形式布置，以得到帶有布置在矩陣中的多個光閘的激勵膜顯示裝置。在圖4中，來自熒光燈142的光由一塊色散板143色散，進入透光導向固定電極部分131，及當開口部分113不覆蓋有彎曲可動膜電極132時從開口部分113發射。在這種情況下，發射光由濾色器(未表示)加色。
現在參照圖5將解釋驅動激勵膜顯示裝置的方法。
在激勵膜顯示裝置中，透光導向固定電極部分131起掃描線的作用。從一個信號源驅動電路151發送的畫面圖象數據一次存儲在驅動IC134中，并且作為電位傳送到可動膜電極132。這時，如果掃描電位已經從掃描線驅動IC152給出到透光導向固定電極131，則在固定電極131與可動膜電極132之間產生一個電位差。結果，可動膜電極132能彎向透光導向固定電極131。如果可動膜電極132和透光導向固定電極部分131具有相同的電位，則在可動膜電極132與透光導向固定電極131之間沒有引力作用，從而可動膜電極132由于可動膜電極132的彈性力與透光導向固定電極131分離。
其次，這里將解釋一種使用激勵膜顯示裝置用來顯示灰度的常規方法。
圖6表示由多個可動膜光閘形成的一個象素。在該例子中，單個象素帶有布置成3×2矩陣形式的六個子象素161-166。
使六個子象素161-166的透射光量彼此不同。首先，子象素161和子象素164的每一個由一個可動膜光閘形成。子象素162和子象素165的每一個由兩個可動膜光閘形成。子象素163和子象素166的每一個由四個可動膜光閘形成。而且，可動膜光閘的寬度方向垂直于圖的表面。盡管沒在表示在圖中，但子象素161、162、163的膜光閘的每一個的寬度(在至圖表面的深度方向上)較窄，而子象素164、165、166的膜光閘的每一個的寬度(在至圖表面的深度方向上)較寬。
在這種情況下，由于多個子象素(在這種情況下為6個)有可能由一個象素顯示灰度。更具體地說，通過選擇性地打開/關閉六個子象素能顯示灰度。這是因為光透射面積，即透射光量通過打開/關閉子象素改變。其主要部分將在下面更具體地描述。
如圖6中所示，由于可動膜電極132連接到一信號線上，電壓V1至V3的任何一個施加到電極上。而且，透光導向固定電極部分131連接到掃描線an和bn上(n=1,2)。結果，一個電位Van(n=1,2)施加到彎曲表面上，而一個電位Vbn(n=1,2)施加到非彎曲表面上。而且，一個平面電極提供在相對著彎曲表面的子象素的每一個的一端處。對于平面電極，施加Vbn。因此，可動膜132夾持在Van施加電極與Vbn施加電極之間，并且由施加到兩根電極上的靜電力移動。
下面將解釋如此建造的結構的操作例子。首先，相同值的正和負電位分別施加到要驅動的一對掃描線上。另一方面，一個電位Vn(n=1至3)依據顯示信號施加到一信號線上。這時，如果Vn=0,則可動膜電極132不彎曲。如果Vn≠0，則可動膜電極132不彎向在Vn與Van之間或在Vn與Vbn之間那個具有較大電位差的一側。而且，即使在切斷掃描線對之后，位移也保持。然后，驅動下個掃描線對，并且把一個信號電位供給到相應信號線上。如果重復該過程，則能打開/關閉在一個象素中的子象素的希望一個或多個。以這種方式，能實現高頻顫動灰度顯示。因此，通過適當設置信號線和掃描線的電位有可能把各個圖象數據發送到六個子象素的每一個。
圖7是從濾色器側看到的激勵膜顯示裝置的一個象素。標號171、172、173分別表示濾色器R、G、B。圖8是在濾色器B下的一個象素的俯視圖。在圖8中，有8個子象素S1-S128。8個子象素的面積比是1∶2∶4∶8∶16∶32∶64∶128。依據要驅動的子象素的組合，能形成256個標度。如果顯示裝置顯示256個標度，則它能用作電視屏幕。
然而，當由上述顯示裝置顯示灰度時，需要多根信號線和掃描線打開/關閉在一個象素中的多個子象素。因此，為了驅動多根信號線和掃描線，需要大量的驅動IC。而且，為了布置大量驅動IC，不可避免地增大裝置的尺寸。
形成本發明以克服上述問題。下文，參照附圖將解釋本發明的本發明的激勵膜顯示裝置帶有能根據圖2A中所示相同原理移動的可動膜光閘(如圖1中所示)。這些可動膜光閘以與圖3中相同的方式布置。如果可動膜光閘按圖4中的行和列布置，則能得到矩陣形式的激勵膜顯示裝置。以與圖5中相同的方式進行激勵膜顯示裝置的布線。
(第一實施例)圖9表示與根據本發明第一實施例的激勵膜顯示裝置的一個象素相對應的光閘組。在該實施例的激勵膜顯示裝置中，通過使用由至少兩個光程不同的光閘單元構成的光閘組230a形成一個象素。
在第一實施例中，制備光程不同的三種類型的光閘單元。更具體地說，光閘單元帶有長度不同的可動膜和具有與可動膜相對應的長度值的透光導向固定電極部分。透光導向固定電極部分231a-231c的每一個例如接地。相同的電壓由一個可變電壓電源11施加到長度不同的可動膜電極232a-232c。而且，把一種熒光用作光源12。來自光源12的穿過透光導向體13a-13c，并且在由一個箭頭指示的方向上射出。
注意可動膜電極232a-232c由約12μm厚度的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜形成。鋁以約10-100nm的厚度沉積在PET膜的兩個表面上。鋁沉積膜由切削刀具或激光束切成希望尺寸。
可動膜電極232a-232c的材料不限于PET膜。聚酰亞胺、芳族、聚乙烯、聚碳酸酯等可以用作該材料。
透光導向體13a-13c由聚醛、聚苯乙烯、液晶聚合物等形成，并且通過注模法或模壓法成形。而且，在透光導向體13a-13c的表面上，以約10-100nm的厚度沉積諸如鋁、金、銅或銀之類的金屬。金屬沉積部分起透光導向固定電極部分231a-231c的作用。在透光導向固定電極部分231a-231c的表面上，通過電極沉積形成具有約1-10μm厚度的一層絕緣膜(未表示)。繞絕緣膜的外邊緣提供一個黑色矩陣。其中不附著絕緣膜的部分是一個開口部分。光從開口發射。
在第一實施例中，可動膜電極232a-232c設置為約3.5mm、約2.5mm、及約1.5mm。形成透光導向體13a-13c，具有與可動膜電極的長度值相對應的長度值。
現在這里將解釋如何操作該實施例的激勵膜顯示裝置。相同的電壓逐漸施加到三種類型的可動膜電極232a-232c上。當電壓達到臨界電壓時，可動膜的末端的每一個突然移動，如圖10中所示。在第一實施例中，與臨界點A、B、C相對應的臨界電壓(由實線圓指示)彼此不同。他們是約50V、約70V、及約100V。這是因為在一個固定端與可動端之間的距離依據可動膜電極232a-232c和透光導向固定電極部分231a-231c的對變化。因而，各彈性力和靜電力在他們之中不同。結果，可動膜電極232a-232c獨立和突然在不同電位差下移動。在第一實施例中，在最小電位差下最長可動膜電極232a達到其臨界點。盡管在圖中沒有表示，一個平面固定電極可以布置在透光導向固定電極部分231a-231c的相對側，使可動膜電極232a至232c夾持在他們之間。由于平面固定電極的存在，可動膜電極232a-232c的位移能更加穩定。
如果光閘組230a(表示在圖9中)以圖11中所示矩陣的形式布置，則能構成一種激勵膜顯示裝置。在有源矩陣型顯示裝置中，一個第一信號(掃描信號)v1、v2…vm(m是整數)從一個第一驅動電路供給到多個光閘組230a的每一列，并且一個第二信號(象素信號)S1、S2…Sn(n是整數)從一個第二驅動電路供給到光閘組230a的每一行。按照在相應掃描信號與象素信號之間的電壓差能顯示每個象素。
在第一實施例的激勵膜顯示裝置中，通過僅改變施加到一個象素上的電壓能改變選擇性打開/關閉的可動膜的數量。因此，不必通過使用多根信號線與掃描線顯示灰度。因而，不需要用來驅動多根信號和掃描線的多個驅動IC，從而能實現成本降低，并且能減小裝置的尺寸。
(第二實施例)圖12是與根據本發明第二實施例的激勵膜顯示裝置的一個象素相對應的光閘組的示意剖視圖。
第二實施例的激勵膜顯示裝置與第一實施例的相同之處在于多個可動膜光閘單元布置在一個象素中，而不同之處在于這一個象素通過使用帶有至少兩種類型厚度的可動膜電極的可動膜光閘單元形成。
如圖12中所示，在第二實施例的光閘組230b中，以與第一實施例中相同的方式進行透光導向固定電極部分231a′-231c′、透光導向體13a′-13c′及可動膜電極232a′-232c′的布線。布線可以由與第一實施例中相同的材料形成。
然而，第二實施例的激勵膜顯示裝置的所有可動膜光閘單元具有相同的長度。更具體地說，把所有可動膜電極232a′-232c′的長度設置為約2.5mm。把可動膜電極232a′-232c′的寬度分別設置為約6μm、約12μm、和約18μm。
相同電壓逐漸施加到三種類型的可動膜電極232a′-232c′上。當電壓對于可動膜電極之一達到臨界點時，該可動膜電極突然移動。以這種方式，可動膜電極在達到其臨界點時依次移動。在第二實施例中，臨界電壓A、B、C(在圖10中類似地由實線圓指示)彼此不同。他們是約25V、約70V、及約160V。這是因為可動膜電極232a′-232c′在厚度上不同。因而，相應彈性力和靜電力不同，結果膜電極232a′-232c′在不同電位差下突然移動。盡管在圖中沒有表示，一個平面固定電極布置在透光導向固定電極部分231a′-231c′的相對側，使可動膜電極232a′-232c′夾持在他們之間。由于平面固定電極的存在，能穩定可動膜電極232a′-232c′的位移。
如果第二實施例的光閘組230b也以圖11中所示矩陣的形式布置，則能構成一種有源矩陣型顯示裝置。
在第二實施例中，最薄可動膜電極232a′在最小電位差下達到其臨界點。因此，如在第一實施例中相同的方式，有可能通過僅改變施加到一個象素上的電壓來改變選擇性打開/關閉的可動膜的數量，結果不需要多根信號線和掃描線來顯示灰度。
(第三實施例)圖13是與根據本發明第三實施例的激勵膜顯示裝置的一個象素相對應的光閘組的示意剖視圖。
第三實施例的激勵膜顯示裝置與第一實施例的相同之處在于多個可動膜光閘單元布置在一個象素中，而不同之處在于在一個象素中在透光導向固定電極部分與可動膜電極的一個固定端之間有至少兩種距離。
如圖13中所示，在第三實施例的光閘組230c中，以與第一實施例中相同的方式進行透光導向固定電極部分231a′-231c′和透光導向體13a′-13c′的布線。布線可以由與第一實施例中相同的材料形成。
然而，第三實施例的激勵膜顯示裝置的所有光閘單元具有相同的長度。更具體地說，把所有可動膜電極232a″-232c″的長度設置為約2.5mm。
第三實施例與第一實施例的不同之處于，把在透光導向固定電極部分231a′-231c′與可動膜電極232a″-232c″的固定端之間的距離分別設置為約100μm、約50μm、和約0μm。通過把透光導向固定電極部分231a′-231c′粘結到可動膜電極232a″-232c″的固定端上使一個諸如帶之類的墊片插入在他們之間，能設置這些距離。
相同電壓逐漸施加到三種類型的可動膜電極232a″-232c″上。當電壓對于可動膜電極之一達到臨界點時，該可動膜電極突然移動。以這種方式，可動膜電極在達到其臨界點時依次移動。在第三實施例中，與臨界點C、B、A相對應的臨界電壓(在圖10中類似地由實線圓指示)不同。他們是約180V、約110V、及約70V。這是因為在透光導向固定電極部分231a′-231c′與可動膜電極232a″-232c″的固定端之間的距離不同，并因此相應彈性力和靜電力不同，結果可動膜電極232a″-232c″在不同電位差下突然移動。在第三實施例中，以離固定電極231c最短距離放置的可動膜電極232c″在最小電位差下達到其臨界點。盡管在圖中沒有表示，一個平面固定電極布置在透光導向固定電極部分231a′-231c′的相對側，使可動膜電極232a″-232c″夾持在他們之間。由于平面固定電極的存在，可動膜電極232a″-232c″的位移能更穩定。
如果第三實施例的光閘組230c也以圖11中所示矩陣的形式布置，則能構成一種有源矩陣型顯示裝置。
而且在第三實施例中，以與第一實施例中相同的方式，通過僅改變施加到一個象素上的電壓能改變可動膜選擇性打開/關閉的數量。因此，不必通過使用多根信號線和掃描線來顯示灰度。
(第四實施例)
圖14A和14B是示意剖視圖，用來解釋在根據本發明第四實施例的激勵膜顯示裝置中使用的光閘單元的原理。
在第四實施例中，透光導向固定電極部分不形成在透光導向體的表面上。通過使用兩個平行平面電極，即一可動膜電極242和一固定電極51，形成光閘單元。更具體地說，帶有一個光導向孔的支撐體52形成在可動膜電極242與固定電極51之間的空隙的縱向端部處。當沒有電壓施加在兩根電極之間時，來自一個光源53的光穿過支撐體52的孔，并且發射到外部。當電壓施加在兩根電極之間時，可動膜電極242彎曲，如圖14B中所示。因此，切斷光。在這種情況下，最好面對著固定電極51的可動膜電極242的內表面和支撐體52的內表面變成黑色以便吸收光。
更具體地說，第四實施例的光閘單元由可動膜電極242、固定電極51和支撐體52形成，如圖15中所示。以與第一實施例中相同的方式和通過使用相同的材料形成可動膜電極242。固定電極51布置成面對著可動膜電極242，并且由諸如不銹鋼之類的硬金屬或諸如聚酯或聚酰亞胺之類的塑料形成。支撐體52插入在兩根電極之間，帶有一個光導向孔，及由諸如聚酯或聚酰亞胺之類的塑料或陶瓷形成。
一個象素(光閘組140a)通過按例如圖16中所示的方式布置六個光閘單元形成。在圖16中，光閘單元帶有長度不同(就是說，具有六個長度值)的可動膜電極242a-242f。電壓由一個可變電壓源(未表示)以與第一實施例中相同的方式施加到可動膜電極上。固定電極51例如接地。光從下面向上施加。
在第四實施例中，可動膜電極242a-242f設置為約6.5mm、約5.5mm、約4.5mm、約3.5mm、約2.5mm、及約1.5mm。相同的電壓逐漸施加到可動膜電極242a-242f上。當電壓對于可動膜電極之一達到臨界點時，該可動膜電極突然移動。以這種方式，可動膜電極在達到其臨界點時依次移動。在第四實施例中，臨界電壓是約52V、約55V、約60V、約70V、約90V、約120V。臨界電壓不同的原因在于可動膜電極242a-242f以與第一實施例相同的方式在長度上不同，并因而相應彈性力和靜電力不同，結果可動膜電極242a-242f的位置在不同電位差下突然移動。在第四實施例中，最長可動膜電極242a在最小電位差下達到其臨界點。盡管在圖中沒有表示，一個平面固定電極布置在固定電極51的相對側，使可動膜電極242a-242f夾持在他們之間。由于平面固定電極的存在，可動膜電極242a-242f的位移能更穩定。
如果第四實施例的光閘組240a也以圖11中所示矩陣的形式布置，則能構成一種有源矩陣型顯示裝置。
而且在第四實施例中，以與第一實施例中相同的方式，通過僅改變施加到一個象素上的電壓能改變可動膜選擇性打開/關閉的數量。因此，不必通過使用多根信號線和掃描線來顯示灰度。
(第五實施例)圖17是與根據本發明第五實施例的激勵膜顯示裝置的一個象素相對應的光閘組的示意立體圖。第五實施例與第四實施例的相同之處在于通過使用一平行平面電極，即可動膜電極和一固定電極形成光閘單元，而不同之處在于通過使用長度相同但厚度不同(具有至少兩個厚度)的可動膜電極形成與一個象素相對應的光閘組240b。
在第五實施例中，固定電極51、支撐體52、可動膜電極242a′-242c′可以用與第四實施例中相同的材料和以相同的方式形成。
然而，所有可動膜電極242a′-242c′具有2.5mm的相同長度。把電極242a′-242c′的厚度設置為約18μm、約12μm、和約6μm。
相同電壓逐漸施加到三種類型的可動膜電極242a′-242c′上。當電壓對于可動膜電極之一達到臨界點時，該可動膜電極突然移動。以這種方式，可動膜電極在達到其臨界點時依次移動。在第五實施例中，與臨界點C、B、A相對應的臨界電壓彼此不同。他們是約180V、約90V、及約45V。這是因為可動膜電極242a′-242c′在厚度上不同，并因此相應彈性力和靜電力不同，結果膜電極242a′-242c′在不同電位差下突然移動。在第五實施例中，最薄可動膜電極242c′在最小電位差下達到臨界點。盡管在圖中沒有表示，一個平面固定電極布置在固定電極51的相對側，使可動膜電極242a′-242c′夾持在他們之間。由于平面固定電極的存在，可動膜電極242a′-242c′的位移能更穩定。
如果第五實施例的光閘組240b也以圖11中所示矩陣的形式布置，則能構成一種有源矩陣型顯示裝置。
因此，也在第五實施例中，如在第一實施例中相同的方式，通過僅改變施加到一個象素上的電壓來改變選擇性打開/關閉的可動膜的數量。因此，不必使用多根信號線和掃描線來顯示灰度。
(第六實施例)圖18是與根據本發明第六實施例的激勵膜顯示裝置的一個象素相對應的光閘組的示意立體圖。第六實施例與第四實施例的相同之處在于通過使用一平行平面電極，即可動膜電極和一固定電極形成光閘單元，而不同之處在于在固定電極與可動膜電極的固定端之間設置至少兩個距離形成與一個象素相對應的光閘組240b。
在第六實施例中，固定電極51、支撐體52a-52c、及可動膜電極242a″-242c″可以用與第四實施例中相同的材料和以相同的方法形成，并且以與第四實施例中的相同方式進行他們的布線。
然而，所有可動膜電極242a″-242c″具有約2.5mm的相同長度。支撐體52a-52c的厚度，即在固定電極51與可動膜電極242a″-242c″之間的距離，分別是約150μm、約100μm、和約50μm。
相同電壓逐漸施加到三種類型的可動膜電極242a″-242c″上。當電壓對于可動膜電極之一達到臨界點時，該可動膜電極突然移動。以這種方式，可動膜電極在達到其臨界點時依次移動。在第六實施例中，與臨界點C、B、A相對應的臨界電壓彼此不同。他們是約210V、約130V、及約90V。這是因為在可動膜電極242a″-242c″在與固定電極51之間的距離不同，并因此相應彈性力和靜電力不同，結果膜電極242a″-242c″在不同電位差下突然移動。在第六實施例中，離開固定電極最短距離放置的可動膜電極242c″在最小電位差下達到臨界點。盡管在圖中沒有表示，一個平面固定電極布置在固定電極51的相對側，使可動膜電極242a″-242c″夾持在他們之間。由于平面固定電極的存在，可動膜電極242a″-242c″的位移能更穩定。
如果第六實施例的光閘組240c也以圖11中所示矩陣的形式布置，則能構成一種有源激勵膜顯示裝置。
因此，也在第六實施例中，如在第一實施例中相同的方式，通過僅改變施加到一個象素上的電壓來改變選擇性打開/關閉的可動膜的數量。因此，不必使用多根信號線和掃描線來顯示灰度。
(第七實施例)圖19是與根據本發明第七實施例的激勵膜顯示裝置的一個象素相對應的光閘單元的剖視圖。在第七實施例中，不同的電壓分別施加到疊置固定電極201a-201d上。由于可動膜電極252的彎曲量根據施加到疊置電極上的相應電壓改變，所以改變通過可動膜電極的光量，由此顯示灰度。因此，有可能通過一個光閘單元形成能夠顯示灰度的一個象素。
首先，可動膜電極252用與第一實施例中相同的材料和以相同的方法形成。然后，固定電極201a-201d由諸如約10-100nm厚度的金、銅或鋁之類的導電材料形成。面對著可動膜電極252的固定電極每一個的表面以約10μm厚度涂敷有諸如聚酰亞胺、聚酯、尼龍或聚碳酯酯之類的樹脂。固定電極201a-201d可以固定，同時保持彎曲形式。另外，如由圖19中的虛線所示，透光導向體13以與第一實施例中相同的方式形成，并且然后，在透光導向體13的表面上可以形成固定電極。
可動膜電極252例如可以接地。對于固定電極201a-201d，依據顯示信號施加電壓Va、Vb、Vc和Vd。按照要施加到電極上的相應電位，可動膜電極252的彎曲量不同。結果，由于通過電極的光量不同，所以能顯示灰度。在圖19中，從下面向上施加光。盡管在圖中沒有表示，一個平面固定電極可以布置在固定電極201a-201d的相對側，使可動膜電極252夾持在他們之間，并且把一個適當電壓施加到電極上。由于平面固定電極的存在，可動膜電極252的位移能更穩定。
在第七實施例中，灰度能通過一個光閘單元顯示。因此，如在上述實施例中那樣，有可能顯示灰度，而不使用使用多根信號線和掃描線。
在上述實施例中，把本發明應用于透射顯示裝置。然而，本發明不限于此，并且也適用于反射顯示裝置。
另外的優點和改進對于熟悉本專業的技術人員容易出現。因此，本發明在其廣義方面不限于這里表示和描述的具體細節和代表性實施例。因而，能進行各種改進，而不脫離如由附屬權利要求書和其等效物定義的一般發明概念的精神和范圍。
權利要求
1．一種激勵膜顯示裝置，包括一第一固定電極；一第一可動膜電極，放置成面對著第一固定電極以形成在第一固定電極面對側上的一條第一光路，并且該第一可動膜電極帶有一個固定端和一個可動端，可動端通過在第一固定電極與第一可動膜電極之間施加一個第一電位差向第一固定電極移動，由此關閉第一光路；一第二固定電極，放置在離開第一固定電極一個預定距離處；及一第二可動膜電極，放置成面對著第二固定電極以形成在第二固定電極面對側上的一條第二光路，該第二可動膜電極帶有一個固定端和一個可動端，可動端通過在第二固定電極與第二可動膜電極之間施加一個與第一電位差不同的第二電位差向第二固定電極移動，由此關閉第二光路。
2．根據權利要求1所述的激勵膜顯示裝置，其中在第一可動膜電極的固定端與可動端之間的長度不同于在第二可動膜電極的固定端與可動端之間的長度。
3．根據權利要求1所述的激勵膜顯示裝置，其中第一可動膜電極的厚度不同于第二可動膜電極的厚度。
4．根據權利要求1所述的激勵膜顯示裝置，其中在第一固定電極與第一可動膜電極的固定端之間的距離不同于在第二固定電極與第二可動膜電極的固定端之間的距離。
5．根據權利要求1所述的激勵膜顯示裝置，進一步包括多個象素，多個象素的每一個包括一對第一固定電極與第一可動膜電極和一對第二固定電極與第二可動膜電極。
6．根據權利要求1所述的激勵膜顯示裝置，其中第一和第二固定電極每一個包括一個光導向部分，由透明材料形成，并且帶有一個面對著第一和第二可動膜電極的相應之一的彎曲表面；和一電極，由透明導電層形成，并且形成在彎曲表面上。
7．根據權利要求1所述的激勵膜顯示裝置，進一步包括一個覆蓋導電層的絕緣層。
8．根據權利要求1所述的激勵膜顯示裝置，其中第一和第二固定電極是面對著第一和第二可動膜電極的相應之一的板狀電極，以便在其之間形成一個光導向部分。
9．根據權利要求8所述的激勵膜顯示裝置，進一步包括一個覆蓋第一和第二固定電極每一個的至少一個末端部分的絕緣層。
10．根據權利要求1所述的激勵膜顯示裝置，進一步包括一個布置在可動膜電極固定端一側處的光源。
11．一種激勵膜顯示裝置，包括一固定電極，通過按長度順序絕緣疊置多個長度不同的導電層形成，同時導電層在一端卷起；一光屏蔽可動膜電極，放置成面對著其上形成最短一個導電層的固定電極的表面，并且帶有一個固定在導電層一端處的固定端；及一個電位供給電路，用來把不同的電位分別供給到固定電極的導電層。
12．根據權利要求11所述的激勵膜顯示裝置，其中固定電極帶有一個由透明材料形成的且具有面對著可動膜電極的彎曲表面的光導向部分，并且疊置導電層是透明的且沿彎曲表面形成。
13．根據權利要求12所述的激勵膜顯示裝置，進一步包括覆蓋導電層的絕緣層。
14．根據權利要求11所述的激勵膜顯示裝置，進一步包括一個布置在可動膜電極固定端一側的光源。
15．一種激勵膜顯示裝置，包括多個光閘組，布置成行和列，光閘組的每一個包括施加電壓/位移特征不同的至少兩個光閘單元，所述至少兩個光閘單元的每一個由一固定電極和一固定在一端處的光屏蔽懸臂型可動膜電極形成；一個第一驅動電路，用來把驅動信號供給到布置在每一行中的光閘組；及一個第二驅動電路，用來把驅動信號供給到布置在每一列中的光閘組；其中第一驅動電路把一個第一電位供給到每一行中的光閘單元的固定電極；并且所述第二驅動電路把一個第二電位供給到每一列中的光閘單元的可動膜電極。
16．根據權利要求15所述的激勵膜顯示裝置，其中所述至少兩個光閘單元在可動膜電極的一個固定端與一個可動端之間的長度不同。
17．根據權利要求15所述的激勵膜顯示裝置，其中所述至少兩個光閘單元在可動膜電極的厚度不同。
18．根據權利要求15所述的激勵膜顯示裝置，其中所述至少兩個光閘單元在固定電極與可動膜電極的一個固定端之間的距離不同。
19．根據權利要求15所述的激勵膜顯示裝置，其中固定電極帶有一個由透明材料形成的且具有面對著可動膜電極的彎曲表面的光導向部分，并且一電極由形成在彎曲表面上的透明導電層形成。
20．根據權利要求15所述的激勵膜顯示裝置，其中固定電極是板狀電極，并且面對著可動膜電極以在可動膜電極與固定電極之間形成一個光導向部分。
全文摘要
一種激勵膜顯示裝置,包括一第一固定電極;一第一可動膜電極,放置成面對著第一固定電極以形成在第一固定電極面對側上的一條第一光路;一第二固定電極,放置在離開第一固定電極一個預定距離處;及一第二可動膜電極,放置成面對著第二固定電極以形成在第二固定電極面對側上的一條第二光路。該顯示裝置能顯示灰度,而不使用多根信號線和掃描線。
文檔編號G02B26/08GK1290000SQ0012920
公開日2001年4月4日 申請日期2000年9月28日 優先權日1999年9月28日
發明者菅原淳, 理查德·朗 申請人:株式會社東芝