DE60016865T2

DE60016865T2 - Bilddarstellungssystem mit elektrostatisch gesteuertem Film

Info

Publication number: DE60016865T2
Application number: DE60016865T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Sugahara; Richard Lang
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-09-28
Filing date: 2000-09-13
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2020-09-14
Also published as: EP1089110A2; US6963330B2; US20050073533A1; TW455695B; KR100376903B1; KR20010070054A; CN1290000A; DE60016865D1; JP3643508B2; US6618034B1; EP1089110A3; JP2001100121A; EP1089110B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung.
In großen Anzeigeeinrichtungen und tragbaren Anzeigeeinrichtungen wurde in letzter Zeit gewünscht, den Energieverbrauch abzusenken. Als die Anzeigeeinrichtung, die den geringen Energieverbrauch erreicht, ist eine angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung bekannt, die einen beweglichen Filmverschluss verwendet, in dem ein beweglicher Film durch eine elektrostatische Kraft angesteuert wird.
Der grundsätzliche Aufbau der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung wird in der Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. 11–95693 (US-Anmeldung Nr. 09/119,390) offengelegt. In dieser Offenlegung wird eine Grauskalaanzeige durch selektives Ansteuern von Teilpixeln, die ein Pixel bilden, erreicht. Für die Grauskalaanzeige in der oben erwähnten angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung ist jedoch eine große Zahl von Signalleitungen und Abtastleitungen erforderlich, wenn eine Vielzahl von Teilpixeln eines Pixels selektiv ein- und ausgeschaltet werden. Um die Signalleitungen und Abtastleitungen anzusteuern, ist eine große Zahl von Ansteuer-ICs erforderlich. Da eine Vielzahl von Ansteuer-ICs in der Anzeigeeinrichtung angeordnet ist, wird des weiteren die Größe der Einrichtung unvermeidlich erhöht. Unter den Umständen wurde eine angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung gewünscht, die zum Anzeigen der Grauskala in einem einfachen Aufbau fähig ist.
In US 4 194 189 wird ein optischer Schalter beschrieben, der zwei fixierte Elektrets und ein mobiles Element umfasst. Mindestens ein Elektret ist an entweder den Elektroden oder dem mobilen Element derart vorgesehen, dass eine Bewegung des mobilen Elementes das Elektret veranlasst, mit dem mobilen Element in Berührung zu kommen und somit den Schalter zu aktivieren.
US 3 989 357 bezieht sich auf eine elektrostatische Einrichtung, die für eine Steuerung der Übertragung oder Reflexion von Licht mittels Variieren eines elektrischen Potenzials verwendet werden kann. Die Einrichtung umfasst eine feste und eine variable Elektrode mit einem Isolator, der dazwischen positioniert ist. Die variable Elektrode ist in der Form einer Spirale oder Rolle vorgesehen.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung vorzusehen, die zum Anzeigen einer Grauskala durch eine einfache Ansteuerschaltung fähig ist.
Um das Ziel zu erreichen, wird eine angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung vorgesehen, umfassend:

eine erste fixierte Elektrode;
eine erste bewegliche Filmelektrode, die platziert ist, der ersten fixierten Elektrode gegenüberzuliegen, um einen ersten optischen Pfad auf einer entgegengesetzten Seite zu der ersten fixierten Elektrode zu bilden, und die ein fixiertes Ende und ein bewegliches Ende hat, wobei das bewegliche Ende zu der ersten fixierten Elektrode durch Anwendung einer ersten kritischen Spannung zwischen der ersten fixierten Elektrode und der ersten beweglichen Filmelektrode verlagert wird, wobei dadurch der erste optische Pfad abgesperrt wird;
eine zweite fixierte Elektrode; und
eine zweite bewegliche Filmelektrode, die platziert ist, der zweiten fixierten Elektrode gegenüberzuliegen, um einen zweiten optischen Pfad auf einer entgegengesetzten Seite zu der zweiten fixierten Elektrode zu bilden, die ein fixiertes Ende und ein bewegliches Ende hat, wobei das bewegliche Ende zu der zweiten fixierten Elektrode durch Anwendung einer zweiten kritischen Spannung zwischen der zweiten fixierten Elektrode und der zweiten beweglichen Filmelektrode verlagert wird, wobei dadurch der zweite optische Pfad abgesperrt wird;
gekennzeichnet dadurch, dass sich die zweite kritische Spannung von der ersten kritischen Spannung unterscheidet, und die erste bewegliche Filmelektrode und die zweite bewegliche Filmelektrode zu einer einzelnen Signalleitung verbunden sind.

Die angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung wird wünschenswert wie folgt gebildet:

Ein Abstand zwischen dem fixierten Ende und dem beweglichen Ende der ersten beweglichen Filmelektrode unterscheidet sich von einem Abstand zwischen dem fixierten Ende und dem beweglichen Ende der zweiten beweglichen Filmelektrode.
Eine Stärke der ersten beweglichen Filmelektrode unterscheidet sich von einer Stärke der zweiten beweglichen Filmelektrode.
Ein Abstand zwischen der ersten fixierten Elektrode und dem fixierten Ende der ersten beweglichen Filmelektrode unter scheidet sich von einem Abstand zwischen der zweiten fixierten Elektrode und dem fixierten Ende der zweiten beweglichen Filmelektrode.

Die Anzeigeeinrichtung umfasst ferner eine Vielzahl von Pixeln, wobei jedes Pixel ein Paar der ersten fixierten Elektrode und der ersten beweglichen Filmelektrode und ein Paar der zweiten fixierten Elektrode und der zweiten beweglichen Filmelektrode inkludiert.
Jede der ersten und zweiten fixierten Elektroden umfasst einen Lichtführungsabschnitt, der aus einem transparenten Material gebildet ist und eine gekrümmte Fläche hat, die einer entsprechenden der ersten und zweiten beweglichen Filmelektroden gegenüberliegt, und eine Elektrode, die aus einer transparenten leitenden Schicht gebildet und auf der gekrümmten Fläche gebildet ist.
Die Anzeigeeinrichtung umfasst ferner eine Isolierungsschicht, die die leitende Schicht abdeckt.
Die ersten und zweiten fixierten Elektroden sind plattenförmige Elektroden, von denen jede einer entsprechenden der ersten und zweiten beweglichen Filmelektroden gegenüberliegt, um einen Lichtführungsabschnitt dazwischen zu bilden.
Die Anzeigeeinrichtung umfasst ferner eine Isolierungsschicht, die mindestens einen Spitzenabschnitt von jeder der ersten und zweiten fixierten Elektroden abdeckt.
Die Anzeigeeinrichtung umfasst ferner eine Lichtquelle, die auf einer Seite des fixierten Endes der beweglichen Filmelektrode angeordnet ist.
Die vorliegende Erfindung kann ferner umfassen:

eine Vielzahl von optischen Verschlussmengen, die in Zeilen und Spalten angeordnet sind, wobei jede der optischen Verschlussmengen mindestens zwei optische Verschlusseinheiten umfasst, die sich in angewendeten Spannungs-/Verlagerungscharakteristika unterscheiden, jede der mindestens zwei optischen Verschlusseinheiten aus einem Paar der ersten fixierten Elektrode und der ersten beweglichen Filmelektrode und einem Paar der zweiten fixierten Elektrode und der zweiten beweglichen Elektrode gebildet wird; und
eine erste Ansteuerschaltung zum Zuführen eines Ansteuersignals zu den optischen Verschlussmengen, die in jeder der Zeilen angeordnet sind; und
eine zweite Ansteuerschaltung zum Zuführen eines Ansteuersignals zu den optischen Verschlussmengen, die in jeder der Spalten angeordnet sind;
wobei die erste Ansteuerschaltung ein erstes Potenzial der ersten und der zweiten fixierten Elektrode der optischen Verschlusseinheiten in jeder der Zeilen zuführt, und
die zweite Ansteuerschaltung ein zweites Potenzial der ersten und der zweiten beweglichen Filmelektrode der optischen Verschlusseinheiten in jeder der Spalten zuführt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Grauskala durch die bewegliche Filmanzeigeeinrichtung ohne Verwendung zahlreicher Signalleitungen und Abtastleitungen angezeigt werden. Deshalb ist es nicht notwendig, eine große Zahl von Ansteuer-ICs zum Ansteuern der zahlreichen Signalleitungen und Abtastleitungen zu verwenden. Als ein Ergebnis können Kosten reduziert werden. Des weiteren kann die Anzeigeeinrichtung in der Größe reduziert werden.
Diese Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise alle notwendigen Merkmale, sodass die Erfindung auch eine Teilkombination dieser beschriebenen Merkmale sein kann.
Diese Erfindung kann aus der folgenden detaillierten Beschreibung vollständiger verstanden werden, wenn in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen aufgenommen, in denen:
1 eine Perspektivansicht für eine Einheit eines optischen Verschlusses einer konventionellen angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung ist;
2A eine Veranschaulichung zum Erläutern eines Prinzips des optischen Verschlusses ist;
2B eine Veranschaulichung zum Erläutern eines Prinzips des beweglichen Filmverschlusses ist;
2C eine charakteristische Veranschaulichung zum Erläutern von Hysteresecharakteristika der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung ist;
3 eine schematische Ansicht ist, die einen Basisaufbau der konventionellen angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung ist;
4 eine schematische Ansicht ist, die eine angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung zeigt, in der Verschlusseinheiten von 3 in einer Matrixform angeordnet sind;
5 ein Diagramm ist, das zeigt, wie Elemente der Anzeigeeinrichtung von 4 zu verbinden sind, zum Erläutern eines Ansteuerverfahrens der Einrichtung;
6 eine schematische Ansicht ist, die einen Aufbau eines Pixels zeigt, der eine Grauskalaanzeige in der konventionellen angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung erreicht;
7 eine schematische Ansicht ist, die eine Anordnung von Farbfiltern in der konventionellen angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung zeigt;
8 eine schematische Ansicht ist, die einen Aufbau eines Pixels zeigt, das unter jedem der Farbfilter von 7 angeordnet ist und die Grauskalaanzeige erreicht;
9 eine schematische Ansicht ist, die eine Verschlussmenge entsprechend einem Pixel einer angesteuerten Filmflüssigkeitskristall-Anzeigeeinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
10 eine Grafik ist, die die Beziehung zwischen einer angelegten Spannung und einer Spitzenverschiebung einer Filmelektrode in der Verschlussmenge von 9 zeigt;
11 ein Diagramm ist, das zeigt, wie Elemente der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung zu verbinden sind, in der die Verschlussmengen von 9 in der Form einer Matrix angeordnet sind;
12 eine Ansicht zum Erläutern der Verschlussmenge entsprechend einem Pixel einer angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
13 eine Ansicht zum Erläutern der Verschlussmenge entsprechend einem Pixel einer angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
14A und 14B Ansichten zum Erläutern eines Betriebsprinzips der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind;
15 eine Ansicht zum Erläutern der Verschlusseinheit der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
16 eine Ansicht zum Erläutern der Verschlussmenge entsprechend einem Pixel der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
17 eine Ansicht zum Erläutern der Verschlussmenge entsprechend einem Pixel der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
18 eine Ansicht zum Erläutern der Verschlussmenge entsprechend einem Pixel der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist; und
19 eine Ansicht zum Erläutern der Verschlussmenge entsprechend einem Pixel der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung gemäß einem Beispiel ist, das für ein Verständnis der vorliegenden Erfindung von Nutzen ist.
Vor der Erläuterung der Ausführungsformen wird der Stand der Technik mit Bezug auf einige der Offenlegungen der japanischen Patentanmeldung KOKAI Veröffentlichungs-Nr. 11–95653 erläutert.
1 ist eine Perspektivansicht einer Verschlusseinheit, die einen beweglichen Filmverschluss bildet. Die Verschlusseinheit umfasst einen transparenten Lichtführungskörper 111, eine schwarze Matrix 112, die ein Lichtschirmabschnitt ist, der auf einer gekrümmten Fläche des transparenten Lichtführungskörpers 111 angeordnet ist, einen Öffnungsabschnitt 113, der durch die schwarze Matrix 112 umgeben ist, einen lichtgeschirmten beweglichen Film 114, der angeordnet ist, dem Öffnungsabschnitt 113 des transparenten Lichtführungskörpers 111 gegenüberzuliegen, und eine licht-schirmende Tafel 115, die angeordnet ist, dem beweglichen Film 114 gegenüberzuliegen, wobei der transparente Lichtführungskörper 111 zwischen ihnen eingelegt ist. Die licht-schirmende Tafel 115 kann eine reflektierende Tafel sein.
Licht fällt auf dem transparenten Lichtführungskörper 111 in der Richtung ein, die durch einen Pfeil angezeigt wird, und durchläuft ihn. Für eine Grauskalaanzeige wird ein Pixel aus einer Vielzahl von transparenten Lichtführungskörpern 111 gebildet. In einer beliebigen Zahl der transparenten Lichtführungskörper 111 wird der bewegliche Film 114 gebogen, um die Fläche zu ändern, die den Öffnungsabschnitt 113 bedeckt. Da die Menge von Licht, das von dem Öffnungsabschnitt 113 emittiert wird, auf diese Art und Weise geändert werden kann, kann die Grauskala angezeigt werden.
Die Fläche des Öffnungsabschnitts des transparenten Lichtführungskörpers 111 wird leitend gemacht, sodass sie als eine fixierte Elektrode 116 arbeitet. Der bewegliche Film 114 wird leitend gemacht, sodass er als eine bewegliche Elektrode arbeitet. Da ein transparenter isolierender Film (nicht gezeigt) auf der Fläche der fixierten Elektrode gebildet wird, kann ein Kurzschluss zwischen der beweglichen Elektrode und der fixierten Elektrode verhindert werden.
Als Nächstes wird das Prinzip erläutert, wie der bewegliche Film 114 verschoben wird. Wie in 2A gezeigt, wird wenn ein Schalter 121 eingeschaltet wird, um eine Spannung von einer Energiequelle 122 zwischen zwei Elektroden 123 und 124 anzulegen, eine elektrostatische Kraft zwischen den zwei Elektroden generiert. Falls diese zwei Elektroden durch die bewegliche Elektrode (beweglicher Film) 114 und die fixierte Elektrode 116, gebildet auf der Fläche des transparenten Lichtführungskörpers, wie in 2B gezeigt, ersetzt werden und eine Spannung zwischen ihnen angelegt wird, wird in diesem Fall der bewegliche Film 114 gebogen, wie durch eine unterbrochene Linie angezeigt, und bedeckt die fixierte Elektrode 116. Der bewegliche Film 114 hat eine Lichtschirmeigenschaft. Deshalb wird ein Licht übertragen, wenn keine Spannung angelegt wird, wohingegen das Licht ausgeschlossen wird, wenn der bewegliche Film 114 bei Anwendung einer Spannung gebogen wird.
2C zeigt die Beziehung zwischen der angelegten Spannung und der Spitzenverschiebung des beweglichen Films, wenn der bewegliche Film durch Spannungsanwendung gebogen wird. In 2C wird die Spitze des beweglichen Films mit einer Erhöhung der Spannung allmählich verschoben. Wenn eine Verschiebungsgröße einen kritischen Punkt erreicht, wird die Spitze plötzlich verschoben und erreicht die maximale Verschiebungsgröße. In der maximalen Verschiebungsgröße ist der bewegliche Film in engem Kontakt mit dem Flächenisolierungsfilm der fixierten Elektrode. Selbst wenn die Spannung weiter erhöht wird, wird deshalb die Verschiebungsgröße nicht erhöht. Falls die Spannung reduziert wird, wird im Gegensatz dazu die Verschiebungsgröße für eine Weile nicht reduziert. Dies ist so, da selbst wenn sich zwei Elektroden trennen wollen, eine elektrostatische Kraft zwischen den Elektroden die Trennung verhindert. Deshalb tritt keine Verschiebung auf, bis eine elastische Kraft des beweglichen Films die elektrostatische Kraft überschreitet. In diesem Sinne hat die Verschiebung des beweglichen Films sogenannte Hysteresecharakteristika.
Nun wird die angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung erläutert, die einen beweglichen Filmverschluss mit Hysteresecharakteristika verwendet.
Wie in 3 gezeigt, ist eine Vielzahl von beweglichen Filmelektroden 132a–132e so angeordnet, um einem transparenten lichtführenden fixierten Elektrodenabschnitt 131 gegenüberzuliegen. Ein Schaltungssubstrat 133 ist dem transparenten lichtführenden fixierten Elektrodenabschnitt 131 benachbart. Auf dem Schaltungssubstrat 133 ist ein Ansteuer-IC 134 angeordnet. Die beweglichen Filmelektroden 132a–132e sind mit dem Ansteuer-IC 134 über den weg von Verdrahtungen 135 verbunden. In einem Schaltungssubstrat 133 ist ein Verbinderabschnitt 136 vorgesehen, um Datenaustausch mit einer benachbarten Anzeigeeinrichtung durchzuführen.
Wie in 4 gezeigt, sind die zuvor erwähnten beweglichen Filmverschlusseinheiten 141 in der Form einer Matrix angeordnet, um eine angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung mit einer Vielzahl von Verschlüssen zu erhalten, die in einer Matrix angeordnet sind. In 4 wird das Licht von einer Fluoreszenzlampe 142 durch eine Dispersionstafel 143 dispergiert, tritt in den transparenten lichtführenden fixierten Elektrodenabschnitt 131 ein und wird von dem Öffnungsabschnitt 113 emittiert, wenn der Öffnungsabschnitt 113 nicht mit der sich biegenden beweglichen Filmelektrode 132 bedeckt ist. In diesem Fall wird das emittierte Licht durch einen Farbfilter (nicht gezeigt) gefärbt.
Nun wird das Verfahren zum Ansteuern der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung mit Bezug auf ein Verdrahtungsdiagramm erläutert, das in 5 gezeigt wird.
In der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung agiert der transparente lichtführende fixierte Elektrodenabschnitt 131 als eine Abtastungsleitung. Die Bilddaten, die von einer Ansteuerschaltung einer Signalquelle 151 gesendet werden, werden einmal in dem Ansteuer-IC 134 gespeichert und werden zu der beweglichen Filmelektrode 132 als ein Potenzial übertragen. Falls zu dieser Zeit ein Abtastungspotenzial von einem Abtastungsleitungsansteuer-IC 152 zu der transparenten lichtführenden fixierten Elektrode 131 gegeben wurde, wird eine Potenzialdifferenz zwischen der fixierten Elektrode 131 und der beweglichen Filmelektrode 132 generiert. Als ein Ergebnis kann die bewegliche Filmelektrode 131 zu der transparenten lichtführenden fixierten Elektrode 131 gebogen werden. Falls die bewegliche Filmelektrode 132 und die transparente lichtführende fixierte Elektrode 131 das gleiche Potenzial aufweisen, arbeitet keine Anziehungskraft zwischen der Filmelektrode 132 und der transparenten lichtführenden fixierten Elektrode 131, sodass die bewegliche Filmelektrode 132 von der transparenten lichtführenden fixierten Elektrode 131 wegen der elastischen Kraft der beweglichen Filmelektrode 132 getrennt wird.
Als Nächstes wird ein konventionelles Verfahren zum Anzeigen einer Grauskala unter Verwendung der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung erläutert.
6 zeigt ein Pixel, das aus einer Vielzahl von beweglichen Filmverschlüssen gebildet wird. In diesem Beispiel hat das einzelne Pixel sechs Teilpixel 161–166, die in der Form einer 3 × 2 Matrix angeordnet sind.
Die übertragenen Lichtmengen der sechs Teilpixel 161–166 werden zueinander verschieden gemacht. Zuerst wird jedes des Teilpixels 161 und des Teilpixels 164 aus einem beweglichen Filmverschluss gebildet. Jedes des Teilpixels 161 und des Teilpixels 165 wird aus zwei beweglichen Filmverschlüssen gebildet. Jedes des Teilpixels 163 und des Teilpixels 166 wird aus vier beweglichen Filmverschlüssen gebildet. Des weiteren ist die Breitenrichtung des beweglichen Filmverschlusses zu der Fläche der Figur vertikal. Obwohl in der Figur nicht gezeigt, ist die Breite (in der Tiefenrichtung zu der Fläche der Figur) von jedem der Filmverschlüsse der Teilpixel 161, 162, 163 eng, wohingegen die Breite (in der Tiefenrichtung zu der Fläche der Figur) von jedem der Filmverschlüsse der Teilpixel 164, 165, 166 breit ist.
In diesem Fall ist es möglich, eine Grauskala durch ein Pixel wegen einer Vielzahl von Teilpixeln (in diesem Fall 6) anzuzeigen. Genauer kann die Grauskala durch selektives Öffnen/ Schließen der sechs Teilpixel angezeigt werden. Dies ist so, da die lichtübertragende Fläche, d.h. die übertragene Lichtmenge, durch Öffnen/Schließen der Teilpixel geändert wird. Das Wesentliche davon wird nachstehend genauer beschrieben.
Wie in 6 gezeigt wird, da die bewegliche Filmelektrode 132 mit einer Signalleitung verbunden ist, eine beliebige von Spannungen V1 bis V3 an die Elektrode angelegt. Des weiteren ist der transparente lichtführende fixierte Elektrodenabschnitt 131 mit Abtastleitungen an und bn (n = 1, 2) verbunden. Als ein Ergebnis wird ein Potenzial Van (n = 1, 2) an die gekrümmte Fläche angelegt, wohingegen ein Potenzial Vbn (n = 1, 2) an die nicht-gekrümmte Fläche angelegt wird. Des weiteren ist eine flache Elektrode an einem Ende von jedem des Teilpixels gegenüberliegend zu der gekrümmten Fläche vorgesehen. An die flache Elektrode wird Vbn angelegt. Deshalb ist der bewegliche Film 132 zwischen der Elektrode, an die Van angelegt ist, und der Elektrode, an die Vbn angelegt ist, eingelegt und wird durch die elektrostatischen Kräfte bewegt, die an beide Elektroden angelegt werden.
Ein Beispiel eines Betriebs der so aufgebauten Anordnung wird nachstehend erläutert. Zuerst werden positive und negative Potenziale des gleichen Wertes jeweils an ein Paar der anzusteuernden Abtastleitungen angelegt. Andererseits wird ein Potenzial Vn (n = 1 bis 3) an eine Signalleitung abhängig von einem Anzeigesignal angelegt. Falls zu dieser Zeit Vn = 0 ist, wird die bewegliche Filmelektrode 132 nicht gebogen. Falls Vn ≠ 0 ist, wird die bewegliche Filmelektrode 132 zu einer Seite mit einer größeren Potenzialdifferenz je nach dem zwischen Vn und Van oder zwischen Vn und Vbn gebogen. Sogar nachdem das Paar von Abtastleitungen abgeschaltet ist, wird die Verschiebung aufrechterhalten. Dann wird ein nächstes Abtastleitungspaar angesteuert und es wird ein Signalpotenzial zu jeweiligen Signalleitungen zugeführt. Falls diese Prozedur wiederholt wird, kann ein gewünschtes oder gewünschte von Teilpixeln in einem Pixel geöffnet/geschlossen werden. Auf diese Art und Weise kann eine schwankende Grauskalaanzeige erreicht werden. Deshalb ist es möglich, einzelne Bilddaten zu jedem von sechs Teilpixeln durch richtiges Einstellen von Potenzialen der Signalleitungen und Abtastungsleitungen zu senden.
7 ist ein Pixel einer angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung, wie von einer Seite eines Farbfilters gesehen. Bezugszeichen 171, 172, 173 zeigen jeweils die Farbfilter R, G, B. 8 ist eine Draufsicht eines Pixels unter dem Farbfilter B. In 8 gibt es 8 Teilpixel S1–S128. Das Flächenverhältnis von 8 Teilpixeln ist 1:2:4:8:16:32:64:128. Abhängig von Kombinationen der anzusteuernden Teilpixel können 256 Skalierungen gebildet werden. Falls die Anzeigeeinrichtung 256 Skalierungen anzeigt, kann sie als ein TV-Bildschirm eingesetzt werden.
Wenn jedoch die Grauskala durch die oben beschriebene Anzeigeeinrichtung angezeigt wird, sind zahlreiche Signalleitungen und Abtastleitungen erforderlich, um eine Vielzahl von Teilpixeln in einem Pixel zu öffnen/zu schließen. Um die zahlreichen Signalleitungen und Abtastleitungen anzusteuern, ist deshalb eine große Zahl von Ansteuer-ICs erforderlich. Um die große Zahl von Ansteuer-ICs anzuordnen, wird des weiteren die Größe der Einrichtung unvermeidlich erhöht.
Die vorliegende Erfindung wurde unternommen, um die zuvor erwähnten Probleme zu überwinden. Hierin nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die Zeichnungen erläutert.
Die angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung der vorliegenden Erfindung hat die beweglichen Filmverschlüsse (wie in 1 gezeigt), die auf der Basis des gleichen Prinzips verschoben werden können, wie in 2A gezeigt. Diese beweglichen Filmverschlüsse sind auf die gleiche Art und Weise wie in 3 angeordnet. Falls die beweglichen Filmverschlüsse in Zeilen und Spalten angeordnet sind, wie in 4 gezeigt, kann eine angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung einer Matrixform erhalten werden. Die Verdrahtung der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung wird auf die gleiche Art und Weise wie in 5 ausgeführt.
(Erste Ausführungsform)
1 zeigt eine Optikverschlussmenge entsprechend einem Pixel einer angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung dieser Ausführungsform wird ein Pixel durch Verwenden einer Verschlussmenge 230a gebildet, die aus mindestens zwei Verschlusseinheiten gebildet wird, die sich im optischen Abstand unterscheiden.
In der ersten Ausführungsform werden drei Typen von Verschlusseinheiten vorbereitet, die sich im optischen Abstand unterscheiden. Genauer haben die Verschlusseinheiten bewegliche Filme, die sich in der Länge unterscheiden, und transparente lichtführende fixierte Elektrodenabschnitte mit Längenwerten entsprechend den beweglichen Filmen. Jeder der transparenten lichtführenden fixierten Elektrodenabschnitte 231a-231c ist z.B. geerdet. Es wird die gleiche Spannung an die beweglichen Filmelektroden 232a–232c, die sich in der Länge unterscheiden, durch eine Energiequelle variabler Spannung 11 angelegt. Des weiteren wird ein fluoreszierendes Licht als eine Lichtquelle 12 verwendet. Das Licht von der Lichtquelle 12 durchläuft die transparenten lichtführenden Körper 13a–13c und kommt in der Richtung heraus, die durch einen Pfeil angezeigt wird.
Es ist zu beachten, dass die beweglichen Filmelektroden 232a-232c aus einem Film aus Polyethylen-Terephtalat (PET) mit einer Stärke von ungefähr 12 μm gebildet sind. Aluminium wird in einer Stärke von ungefähr 10–100 nm an beiden Flächen des PET-Films abgelagert. Der Film mit Aluminiumablagerung wird durch eine Schnitteinrichtung oder einen Laserstrahl in gewünschte Größen geschnitten.
Das Material der beweglichen Filmelektroden 232a–232c ist nicht auf den PET-Film begrenzt. Es können Polyimid, Aramid, Polyethylen, Polykarbonat und dergleichen als das Material verwendet werden.
Die transparenten lichtführenden Körper 13a–13c sind aus Polyacetal, Polystyrol, Flüssigkeitskristall-Polymer oder dergleichen gebildet und werden durch Spritzguss oder Prägung gebildet. Des weiteren wird auf den Flächen der transparenten lichtführenden Körper 13a–13c ein Metall, wie etwa Aluminium, Gold, Kupfer oder Silber, in einer Stärke von ungefähr 10 bis 100 nm abgelagert. Die Abschnitte mit dem abgelagerten Metall agieren als der transparente lichtführende fixierte Elektrodenabschnitt 231a–231c. Auf der Fläche des transparenten lichtführenden fixierte Elektrodenabschnittes 231a–231c wird ein isolierender Film (nicht gezeigt) mit einer Stärke von ungefähr 1 bis 10 μm durch elektrolytische Abscheidung gebildet. Um die äußere Peripherie des isolierenden Films ist eine schwarze Matrix vorgesehen. Der Abschnitt, in dem der isolierende Film nicht angebracht ist, ist ein Öffnungsabschnitt. Aus der Öffnung wird Licht emittiert.
In der ersten Ausführungsform sind die beweglichen Filmelektroden 232a–232c in ungefähr 3,5 mm, ungefähr 2,5 mm und ungefähr 1,5 mm eingestellt. Die transparenten lichtführenden Körper 13a–13c sind mit Längenwerten entsprechend den Längenwerten der beweglichen Filmelektroden gebildet.
Nun wird erläutert, wie die angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung dieser Ausführungsform zu betreiben ist. Es wird die gleiche Spannung graduell an drei Typen von beweglichen Filmelektroden 232a–232c angelegt. Wenn die Spannung kritische Spannungen erreicht, wird jede der Spitzen der beweglichen Filme plötzlich verschoben, wie in 10 gezeigt. In der ersten Ausführungsform unterscheiden sich die kritischen Spannungen entsprechend kritischen Punkten A, B, C (angezeigt durch volle Kreise) voneinander. Sie sind ungefähr 50V, ungefähr 70V und ungefähr 100V. Dies ist so, da der Abstand zwischen einem fixierten Ende und einem beweglichen Ende abhängig von Paaren der beweglichen Filmelektroden 232a–232c und dem transparenten lichtführenden fixierten Elektrodenabschnitt 231a–231c variiert. Entsprechend unterscheiden sich die jeweiligen elastischen Kräfte und elektrostatischen Kräfte unter ihnen. Als ein Ergebnis sind die beweglichen Filmelektroden 232a–232c unabhängig und werden bei unter schiedlichen Potenzialdifferenzen plötzlich verschoben. In der ersten Ausführungsform erreicht die längste bewegliche Filmelektrode 232a ihren kritischen Punkt bei der kleinsten Potenzialdifferenz. Obwohl in der Figur nicht gezeigt, kann eine flache fixierte Elektrode an einer entgegenliegenden Seite des transparenten lichtführenden fixierten Elektrodenabschnittes 231a–231c angeordnet sein, wobei die beweglichen Filmelektroden 232a–232c zwischen ihnen eingelegt sind. Auf Grund des Vorhandenseins der flachen fixierten Elektrode kann die Verschiebung der beweglichen Filmelektroden 232a–232c mehr stabilisiert werden.
Falls die Verschlussmengen 230a (gezeigt in 9) in der Form einer Matrix angeordnet sind, wie in 11 gezeigt, kann eine angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung gebildet werden. In der aktiven Anzeigeeinrichtung eines Matrixtyps wird ein erstes Signal (Abtastungssignal) v1, v2,..., vm (m ist eine ganze Zahl) von einer ersten Ansteuerschaltung zu jeder Spalte einer Vielzahl von Verschlussmengen 230a zugeführt, und es wird ein zweites Signal (Pixelsignal) S1, S2,..., Sn (n ist eine ganze Zahl) von der zweiten Ansteuerschaltung zu jeder Zeile der Verschlussmengen 230a zugeführt. Jedes Pixel kann in Übereinstimmung mit einer Spannungsdifferenz zwischen dem entsprechenden Abtastungssignal und Pixelsignal anzeigen.
In der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung der ersten Ausführungsform kann die Zahl von beweglichen Filmen, die selektiv zu öffnen/zu schließen sind, durch Ändern nur der Spannung, die zu einem Pixel anzulegen ist, geändert werden. Deshalb ist es nicht notwendig, die Grauskala durch Verwenden zahlreicher Signalleitungen und Abtastleitungen anzuzeigen. Entsprechend sind zahlreiche Ansteuer-ICs zum Ansteuern der zahlreichen Signalleitungen und Abtastleitungen nicht erforderlich, sodass eine Kostenverringerung erzielt werden kann und die Größe der Einrichtung reduziert werden kann.
(Zweite Ausführungsform)
12 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Verschlussmenge entsprechend einem Pixel der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung der zweiten Ausführungsform ist die gleiche wie die der ersten Ausführungsform dadurch, dass eine Vielzahl von beweglichen Filmverschlusseinheiten in einem Pixel angeordnet sind, unterscheidet sich aber dadurch, dass ein Pixel durch Verwenden von beweglichen Filmverschlusseinheiten gebildet wird, die die beweglichen Filmelektroden von mindestens zwei Typen von Stärken aufweisen.
Wie in 12 gezeigt, wird in der Verschlussmenge 230b der zweiten Ausführungsform eine Verdrahtung von transparenten lichtführenden fixierten Elektrodenabschnitten 231a'–231c', transparenten lichtführenden Körpern 13a'–13c' und beweglichen Filmelektroden 232a'–232c' auf die gleiche Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform ausgeführt. Die Verdrahtung kann aus dem gleichen Material wie in der ersten Ausführungsform gebildet werden.
Es haben jedoch alle beweglichen Filmverschlusseinheiten der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung der zweiten Ausführungsform die gleiche Länge. Genauer ist die Länge aller beweglichen Filmelektroden 232a'–232c' auf ungefähr 2,5 mm eingestellt. Die Breite der beweglichen Filmelektroden 232a'–232c' sind auf ungefähr 6 μm, ungefähr 12 μm bzw. ungefähr 18 μm eingestellt.
Es wird die gleiche Spannung graduell an die drei Typen von beweglichen Filmelektroden 232a'–232c' angelegt. Wenn die Spannung einen kritischen Punkt für eine der beweglichen Filmelektroden erreicht, wird die bewegliche Filmelektrode plötzlich verschoben. Auf diese Art und Weise werden die beweglichen Filmelektroden nachfolgend bei Erreichen ihrer kritischen Punkte verschoben. In der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich die kritischen Spannung A, B, C (angezeigt durch volle Kreise ähnlich zu 10) voneinander. Sie sind ungefähr 25 V, ungefähr 70 V und ungefähr 160 V. Dies ist so, da sich die beweglichen Filmelektroden 232a'–232c' in der Stärke unterscheiden. Entsprechend unterscheiden sich die jeweiligen elastischen Kräfte und elektrostatischen Kräfte mit dem Ergebnis, dass die Filmelektroden 232a'–232a' bei unterschiedlichen Potenzialdifferenzen plötzlich verschoben werden. Obwohl in der Figur nicht gezeigt, ist eine flache fixierte Elektrode an der entgegenliegenden Seite des transparenten lichtführenden fixierten Elektrodenabschnittes 231a'-231c' angeordnet, wobei die beweglichen Filmelektroden 232a'-232c' zwischen ihnen eingelegt sind. Auf Grund des Vorhandenseins der flachen fixierten Elektrode kann die Verschiebung der beweglichen Filmelektroden 232a'–232c' stabilisiert werden.
Falls die Verschlussmengen 230b der zweiten Ausführungsform auch in der Form einer Matrix angeordnet sind, wie in 11 gezeigt, kann eine aktive Anzeigeeinrichtung eines Matrixtyps gebildet werden.
In der zweiten Ausführungsform erreicht die dünnste bewegliche Filmelektrode 232a' ihren kritischen Punkt bei der kleinsten Potenzialdifferenz. Deshalb ist es auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform möglich, die Zahl von beweglichen Filmen, die selektiv geöffnet/geschlossen werden, durch Ändern nur der Spannung, die zu einem Pixel anzulegen ist, zu ändern, mit dem Ergebnis, dass keine zahlreichen Signalleitungen und Abtastleitungen erforderlich sind, um die Grauskala anzuzeigen.
(Dritte Ausführungsform)
13 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Verschlussmenge entsprechend einem Pixel der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung der dritten Ausführungsform ist die gleiche wie die der ersten Ausführungsform dadurch, dass eine Vielzahl von beweglichen Filmverschlusseinheiten in einem Pixel angeordnet sind, unterscheidet sich aber dadurch, dass es mindestens zwei Arten von Abständen zwischen dem transparenten lichtführenden fixierten Elektrodenabschnitt und einem fixierten Ende der beweglichen Filmelektrode in einem Pixel gibt.
Wie in 13 gezeigt, wird in der Verschlussmenge 230c der dritten Ausführungsform eine Verdrahtung von transparenten lichtführenden fixierten Elektrodenabschnitten 231a'–231c' und transparenten lichtführenden Körpern 13a'–13c' auf die gleiche Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform ausgeführt. Die Verdrahtung kann aus dem gleichen Material wie in der ersten Ausführungsform gebildet werden.
Es haben jedoch alle Verschlusseinheiten der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung der dritten Ausführungsform die gleiche Länge. Genauer ist die Länge aller beweglichen Filmelektroden 232a"–232c" auf ungefähr 2,5 mm eingestellt.
Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Abstände zwischen den transparenten lichtführenden fixierten Elektrodenabschnitten 231a'–231c' und den fixierten Enden der beweglichen Filmelektroden 232a"–232c" auf ungefähr 100 μm, ungefähr 50 μm bzw. ungefähr 0 μm eingestellt sind. Diese Abstände können durch Anhaften der transparenten lichtführenden fixierten Elektrodenabschnitte 231a'–231c' an die fixierten Enden der beweglichen Filmelektroden 232a"–232c" eingestellt werden, wobei ein Abstandshalter, wie etwa ein Band, zwischen sie gestellt wird.
Es wird die gleiche Spannung graduell an die drei Typen von beweglichen Filmelektroden 232a"–232c" angelegt. Wenn die Spannung einen kritischen Punkt für eine der beweglichen Filmelektroden erreicht, wird die bewegliche Filmelektrode plötzlich verschoben. Auf diese Art und Weise werden die beweglichen Filmelektroden bei Erreichen ihrer kritischen Punkte nachfolgend verschoben. In der dritten Ausführungsform unterscheiden sich die kritischen Spannungen entsprechend kritischen Punkten C, B, A (angezeigt durch volle Kreise ähnlich zu 10). Sie sind ungefähr 180V, ungefähr 110V und ungefähr 70V. Dies ist so, da sich die Abstände zwischen den transparenten lichtführenden fixierten Elektrodenabschnitten 231a'–231c' und den fixierten Enden der beweglichen Filmelektroden 232a"–232c" unterscheiden, und sich deshalb die jeweiligen elastischen Kräfte und elektrostatischen Kräfte unterscheiden, mit dem Ergebnis, dass die beweglichen Filmelektroden 232a"–232c" bei unterschiedlichen Potenzialdifferenzen plötzlich verschoben werden. In der dritten Ausführungsform erreicht die bewegliche Filmelektrode 232c", die in dem kürzesten Abstand von der fixierten Elektrode 231c platziert ist, ihren kritischen Punkt bei der kleinsten Potenzialdifferenz. Obwohl in der Figur nicht gezeigt, ist eine flache fixierte Elektrode an der entgegenliegenden Seite des transparenten lichtführenden fixierten Elektrodenabschnittes 231a'–231c' angeordnet, wobei die beweglichen Filmelektroden 232a"–232c" zwischen ihnen eingelegt sind. Auf Grund des Vorhandenseins der flachen fixierten Elektrode kann die Verschiebung der beweglichen Filmelektroden 232a"–232c" mehr stabilisiert werden.
Falls die Verschlussmengen 230c der dritten Ausführungsform auch in der Form einer Matrix angeordnet sind, wie in 11 gezeigt, kann eine aktive Anzeigeeinrichtung eines Matrixtyps gebildet werden.
Auch kann in der dritten Ausführungsform die Zahl von beweglichen Filmen, die selektiv geöffnet/geschlossen werden, durch Ändern nur der Spannung, die an ein Pixel angelegt wird, auf die gleiche Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform geändert werden. Deshalb ist es nicht notwendig, die Grauskala durch Verwenden von zahlreichen Signalleitungen und Abtastleitungen anzuzeigen.
(Vierte Ausführungsform)
14A und 14B sind schematische Querschnittsansichten zum Erläutern des Wesentlichen einer Verschlusseinheit für eine Verwendung in der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In der vierten Ausführungsform wird der transparente lichtführende fixierte Elektrodenabschnitt nicht auf der Fläche des transparenten lichtführenden Körpers gebildet. Die Verschlusseinheit wird durch Verwenden zweier paralleler flacher Elektroden, nämlich einer beweglichen Filmelektrode 232 und einer fixierten Elektrode 51, wie in 14A gezeigt, gebildet. Genauer wird ein Stützkörper 52 mit einem Lichtführungsloch in einem Längsende des Raumes zwischen der beweglichen Filmelektrode 242 und der fixierten Elektrode 51 gebildet. Wenn keine Spannung zwischen beiden Elektroden angelegt ist, durchläuft das Licht von einer Lichtquelle 53 das Loch des Stützkörpers 52 und wird nach außen emittiert. Wenn die Spannung zwischen beiden Elektroden angelegt ist, biegt sich die bewegliche Filmelektrode 242, wie in 14B gezeigt. Deshalb wird Licht ausgeschlossen. In diesem Fall ist es wünschenswert, dass die innere Fläche der beweglichen Filmelektrode 242, die der fixierten Elektrode 51 gegenüberliegt, und die innere Fläche des Stützkörpers 52 schwarz gefärbt sind, um Licht zu absorbieren.
Genauer wird die Verschlusseinheit der vierten Ausführungsform aus der beweglichen Filmelektrode 242, der fixierten Elektrode 51 und dem Stützkörper 52 gebildet, wie in 15 gezeigt. Die bewegliche Filmelektrode 242 wird auf die gleiche Art und Weise und durch Verwenden des gleichen Materials wie in der ersten Ausführungsform gebildet. Die fixierte Elektrode 51 ist so angeordnet, um der beweglichen Filmelektrode 242 gegenüberzuliegen und wird aus einem harten Metall gebildet, wie etwa rostfrei oder einer Plastik, wie etwa Polyester oder Polyimid. Der Stützkörper 52 wird zwischen die beiden Elektroden gestellt, hat das lichtführende Loch und wird aus Plastik, wie etwa Polyester oder Polyimid, oder Keramik gebildet.
Ein Pixel (Verschlussmenge 140a) wird durch Anordnen von sechs Verschlusseinheiten z.B. auf die Art und Weise gebildet, die in 16 gezeigt wird. In 16 hat die Verschlusseinheit bewegliche Filmelektroden 242a–242f, die sich in der Länge unterscheiden (d.h. sie haben sechs Längenwerte). Es wird eine Spannung an die beweglichen Filmelektroden durch eine variable Spannungsquelle (nicht gezeigt) auf die gleiche Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform angelegt. Die fixierte Elektrode 51 ist z.B. geerdet. Die Licht wird aufwärts von unten angelegt.
In der vierten Ausführungsform sind die Längen der beweglichen Filmelektroden 242a–242f auf ungefähr 6,5 mm, ungefähr 5,5 mm, ungefähr 4,5 mm, ungefähr 3,5 mm, ungefähr 2,5 mm und ungefähr 1,5 mm eingestellt. Es wird die gleiche Spannung graduell an die beweglichen Filmelektroden 242a–242f angelegt. Wenn die Spannung einen kritischen Punkt für eine der beweglichen Filmelektroden erreicht, wird die bewegliche Filmelektrode plötzlich verschoben. Auf diese Art und Weise werden die beweglichen Filmelektroden bei Erreichen ihrer kritischen Punkte nachfolgend verschoben. In der vierten Ausführungsform sind die kritischen Spannungen ungefähr 52V, ungefähr 55V, ungefähr 60V, ungefähr 70V, ungefähr 90V, ungefähr 120V. Der Grund dafür, warum sich die kritischen Spannungen unterscheiden, ist der, dass sich die beweglichen Filmelektroden 242a–242f in der Länge auf die gleiche Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform unterscheiden, und sich entsprechend die jeweiligen elastischen Kräfte und elektrostatischen Kräfte unterscheiden, mit dem Ergebnis, dass die Positionen der beweglichen Filmelektroden 242a–242c bei unterschiedlichen Potenzialdifferenzen plötzlich verschoben werden. In der vierten Ausführungsform erreicht die längste bewegliche Filmelektrode 242a ihren kritischen Punkt bei der kleinsten Potenzialdifferenz. Obwohl in der Figur nicht gezeigt, ist eine flache fixierte Elektrode an der entgegenliegenden Seite der fixierten Elektrode 51 angeordnet, wobei bewegliche Filmelektroden 242a–242f zwischen ihnen eingelegt sind. Auf Grund des Vorhandenseins der flachen fixierten Elektrode kann die Verschiebung der beweglichen Filmelektroden 242a–242f mehr stabilisiert werden.
Falls die Verschlussmengen 240a der vierten Ausführungsform auch in der Form einer Matrix angeordnet sind, wie in 11 gezeigt, kann eine aktive Anzeigeeinrichtung eines Matrixtyps gebildet werden.
Auch kann in der vierten Ausführungsform die Zahl von beweglichen Filmen, die selektiv geöffnet/geschlossen werden, durch Ändern nur der Spannung, die an ein Pixel ange legt wird, auf die gleiche Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform geändert werden. Deshalb ist es nicht notwendig, die Grauskala durch Verwenden von zahlreichen Signalleitungen und Abtastleitungen anzuzeigen.
(Fünfte Ausführungsform)
17 ist eine schematische Perspektivansicht einer Verschlussmenge entsprechend einem Pixel der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die fünfte Ausführungsform ist die gleiche wie die vierte Ausführungsform dadurch, dass die Verschlusseinheit durch Verwenden einer parallelen flachen Elektrode gebildet wird, nämlich einer beweglichen Filmelektrode und einer fixierten Elektrode, unterscheidet sich aber dadurch, dass die Verschlussmenge 240b entsprechend einem Pixel durch Verwenden der beweglichen Filmelektroden gebildet wird, die die gleiche Länge haben, sich aber in der Stärke unterscheiden (mit mindestens zwei Stärken).
In der fünften Ausführungsform können die fixierte Elektrode 51, der Stützkörper 52, die beweglichen Filmelektroden 242a'-242c' aus den gleichen Materialien auf die gleiche Art und Weise wie in der vierten Ausführungsform gebildet werden.
Es haben jedoch alle beweglichen Filmelektroden 242a'–242c' die gleiche Länge von 2,5 mm. Die Stärken der Elektroden 242a'–242c' sind auf ungefähr 18 μm, ungefähr 12 μm und ungefähr 6 μm eingestellt.
Es wird die gleiche Spannung an die drei Typen von beweglichen Filmelektroden 242a'–242c' graduell angelegt. Wenn die Spannung einen kritischen Punkt für eine der beweglichen Filmelektroden erreicht, wird die bewegliche Filmelektrode plötzlich verschoben. Auf diese Art und Weise werden die beweglichen Filmelektroden bei Erreichen ihrer kritischen Punkte nachfolgend verschoben. In der fünften Ausführungsform unterscheiden sich die kritischen Spannungen entsprechend kritischen Punkten C, B, A voneinander. Sie sind ungefähr 180V, ungefähr 90V und ungefähr 45V. Dies ist so, da sich die beweglichen Filmelektroden 242a'–242c' in der Stärke unterscheiden, und sich deshalb die jeweiligen elastischen Kräfte und elektrostatischen Kräfte unterscheiden, mit dem Ergebnis, dass die Filmelektroden 242a'–242c' bei unterschiedlichen Potenzialdifferenzen plötzlich verschoben werden. In der fünften Ausführungsform erreicht die dünnste bewegliche Filmelektrode 242c' den kritischen Punkt bei der kleinsten Potenzialdifferenz. Obwohl in der Figur nicht gezeigt, ist eine flache fixierte Elektrode an der entgegenliegenden Seite der fixierten Elektroden 51 angeordnet, wobei die beweglichen Filmelektroden 242a'–242c' zwischen ihnen eingelegt sind. Auf Grund des Vorhandenseins der flachen fixierten Elektrode kann die Verschiebung der beweglichen Filmelektroden 242a'–242c' mehr stabilisiert werden.
Falls die Verschlussmengen 240b der fünften Ausführungsform in der Form einer Matrix angeordnet sind, wie in 11 gezeigt, kann eine angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung gebildet werden.
Deshalb kann auch in der fünften Ausführungsform die Zahl von beweglichen Filmen, die selektiv geöffnet/geschlossen werden, durch Ändern nur der Spannung, die an ein Pixel angelegt wird, auf die gleiche Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform geändert werden. Deshalb ist es nicht notwendig, die Grauskala durch Verwenden von zahlreichen Signalleitungen und Abtastleitungen anzuzeigen.
(Sechste Ausführungsform)
18 ist eine schematische Perspektivansicht einer Verschlussmenge entsprechend einem Pixel der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die sechste Ausführungsform ist die gleiche wie die vierte Ausführungsform dadurch, dass die Verschlusseinheit durch Verwenden einer parallelen flachen Elektrode gebildet wird, nämlich einer beweglichen Filmelektrode und einer fixierten Elektrode, unterscheidet sich aber dadurch, dass die Verschlussmenge 240b entsprechend einem Pixel durch Einstellen von mindestens zwei Abständen zwischen den fixierten Elektroden und den fixierten Enden der beweglichen Filmelektroden gebildet wird.
In der sechsten Ausführungsform werden die fixierte Elektrode 51, Stützkörper 52a–52c und die beweglichen Filmelektroden 242a"–242c" aus den gleichen Materialien und mit dem gleichen Verfahren wie in der vierten Ausführungsform gebildet, und die Verdrahtung von ihnen wird auf die gleiche Art und Weise wie in der vierten Ausführungsform ausgeführt.
Alle beweglichen Filmelektroden 242a"–242c" haben jedoch die gleiche Länge von ungefähr 2,5 mm. Die Stärken der Stützkörper 52a–52c, d.h. die Abstände zwischen den fixierten Elektroden 51 und den beweglichen Filmelektroden 242a"–242c", sind ungefähr 150 μm, ungefähr 100 μm bzw. ungefähr 50 μm.
Es wird die gleiche Spannung an die drei Typen von beweglichen Filmelektroden 242a"–242c" graduell angelegt. Wenn die Spannung einen kritischen Punkt für eine der beweglichen Filmelektroden erreicht, wird die bewegliche Filmelektrode plötzlich verschoben. Auf diese Art und Weise werden die beweglichen Filmelektroden bei Erreichen ihrer kritischen Punkte nachfolgend verschoben. In der sechsten Ausführungsform unterscheiden sich die kritischen Spannungen entsprechend kritischen Punkten C, B, A voneinander. Sie sind ungefähr 210V, ungefähr 130V und ungefähr 90V. Dies ist so, da sich die Abständen zwischen den beweglichen Filmelektroden 242a"–242c" und der fixierten Elektrode 51 unterscheiden, und sich deshalb die jeweiligen elastischen Kräfte und elektrostatischen Kräfte unterscheiden, mit dem Ergebnis, dass die Filmelektroden 242a"–242c" bei unterschiedlichen Potenzialdifferenzen plötzlich verschoben werden. In der sechsten Ausführungsform erreicht die bewegliche Filmelektrode 242c, die in dem kürzesten Abstand von der fixierten Elektrode platziert ist, den kritischen Punkt bei der kleinsten Potenzialdifferenz. Obwohl in der Figur nicht gezeigt, ist eine flache fixierte Elektrode an der entgegenliegenden Seite der fixierten Elektrode 51 angeordnet, wobei die beweglichen Filmelektroden 242a"–242c" zwischen ihnen eingelegt sind. Auf Grund des Vorhandenseins der flachen fixierten Elektrode kann die Verschiebung der beweglichen Filmelektroden 242a" bis 242c" mehr stabilisiert werden.
Falls die Verschlussmengen 140c der sechsten Ausführungsform in der Form einer Matrix angeordnet sind, wie in 11 gezeigt, kann eine aktive angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung gebildet werden.
Deshalb wird auch in der sechsten Ausführungsform die Zahl von beweglichen Filmen, die selektiv geöffnet/geschlossen werden, durch Ändern nur der Spannung, die an ein Pixel angelegt wird, auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform geändert. Deshalb ist es nicht notwendig, die Grauskala durch Verwenden von zahlreichen Signalleitungen und Abtastleitungen anzuzeigen.
(Beispiel, das für ein Verständnis der Erfindung von Nutzen ist)
19 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Verschlusseinheit gemäß einem Pixel der angesteuerten Filmanzeigeeinrichtung gemäß einem Beispiel, das für ein Verständnis der Erfindung von Nutzen ist. In dem Beispiel werden jeweils unterschiedliche Spannungen an geschichtete fixierte Elektroden 201a–201d angelegt. Da die Biegegröße der beweglichen Filmelektrode 252 basierend auf den jeweiligen Spannungen, die an die geschichteten Elektroden angelegt werden, geändert wird, wird die Lichtmenge, die die bewegliche Filmelektrode durchläuft, geändert, um dadurch eine Grauskala anzuzeigen. Deshalb ist es möglich, ein Pixel, das zum Anzeigen der Grauskala fähig ist, durch eine Verschlusseinheit zu bilden.
Zuerst wird die bewegliche Filmelektrode 252 aus dem gleichen Material und mit dem gleichen Verfahren wie in der ersten Ausführungsform gebildet. Dann werden die fixierten Elektroden 201a–201d aus einem leitenden Material, wie etwa Gold, Kupfer oder Aluminium, in einer Stärke von ungefähr 10–100 nm gebildet. Die Fläche von jeder der fixierten Elektroden, die der beweglichen Filmelektrode 252 gegenüberliegen, wird in einer Stärke von ungefähr 10 μm mit einem Harz, wie etwa Polyimid, Polyester, Nylon oder Polykarbonat beschichtet. Die fixierten Elektroden 201a–201d können fixiert sein, während eine gebogene Form aufrechterhalten wird. Alternativ wird, wie durch eine unterbrochene Linie in 19 gezeigt, der transparente Lichtführungskörper 13 auf die gleiche Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform gebildet, und dann können die fixierten Elektroden auf der Fläche des transparenten lichtführenden Körpers 13 gebildet werden.
Die bewegliche Filmelektrode 132 ist z.B. geerdet. An die fixierten Elektroden 202a–202d werden Spannungen Va, Vb, Vc und Vd abhängig von den Anzeigesignalen angelegt. In Entsprechung zu den jeweiligen Potenzialen, die an die Elektroden zuzuführen sind, unterscheidet sich die Biegegröße der beweglichen Filmelektrode 252. Als ein Ergebnis kann, da sich die Lichtmenge unterscheidet, die die Elektrode durchläuft, eine Grauskala angezeigt werden. In 19 wird Licht nach oben von unten angelegt. Obwohl in der Figur nicht gezeigt, kann eine flache fixierte Elektrode an der entgegenliegenden Seite der fixierten Elektroden 201a–201d angeordnet sein, wobei die bewegliche Filmelektrode 252 zwischen ihnen eingelegt ist, und es wird eine geeignete Spannung an die Elektrode angelegt. Auf Grund des Vorhandenseins der flachen fixierten Elektrode kann die Verschiebung der beweglichen Filmelektrode 252 mehr stabilisiert werden.
In dem Beispiel kann die Grauskala durch eine Verschlusseinheit angezeigt werden. Deshalb ist es möglich, die Grauskala ohne Verwendung von zahlreichen Signalleitungen und Abtastleitungen anzuzeigen, wie es das gleiche wie in den zuvor erwähnten Ausführungsformen ist.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen wird die vorliegende Erfindung auf eine durchlässige Anzeigeeinrichtung angewendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf begrenzt, sondern ist auch auf die reflektierende Anzeigeeinrichtung anwendbar.

Claims

Angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung, umfassend: eine erste fixierte Elektrode (231a, 231a', 51, 201a); eine erste bewegliche Filmelektrode (232a, 232a', 232a", 242a, 242a', 242", 252), die platziert ist, der ersten fixierten Elektrode gegenüberzuliegen, um einen ersten optischen Pfad auf einer entgegengesetzten Seite zu der ersten fixierten Elektrode zu bilden, und die ein fixiertes Ende und ein bewegliches Ende hat, wobei das bewegliche Ende zu der ersten fixierten Elektrode durch Anwendung einer ersten kritischen Spannung (11) zwischen der ersten fixierten Elektrode und der ersten beweglichen Filmelektrode verlagert wird, wobei dadurch der erste optische Pfad abgesperrt wird; eine zweite fixierte Elektrode (231b, 231b', 51, 201b); und eine zweite bewegliche Filmelektrode (232b, 232b', 232b", 242b, 242b', 242b", 252), die platziert ist, der zweiten fixierten Elektrode gegenüberzuliegen, um einen zweiten optischen Pfad auf einer entgegengesetzten Seite zu der zweiten fixierten Elektrode zu bilden, die ein fixiertes Ende und ein bewegliches Ende hat, wobei das bewegliche Ende zu der zweiten fixierten Elektrode durch Anwendung einer zweiten kritischen Spannung (11) zwischen der zweiten fixierten Elektrode und der zweiten bewegli chen Filmelektrode verlagert wird, wobei dadurch der zweite optische Pfad abgesperrt wird; gekennzeichnet dadurch, dass sich die zweite kritische Spannung von der ersten kritischen Spannung unterscheidet, und die erste bewegliche Filmelektrode und die zweite bewegliche Filmelektrode zu einer einzelnen Signalleitung verbunden sind.
Angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, ferner eine Vielzahl von Pixeln (230a) zu umfassen, wobei jedes aus der Vielzahl von Pixeln ein Paar der ersten fixierten Elektrode (231a, 51) und der ersten beweglichen Filmelektrode (232a, 242a) und ein Paar der zweiten fixierten Elektrode (231b, 51) und der zweiten beweglichen Filmelektrode (232b, 242b) inkludiert.
Angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, ferner zu umfassen: eine Vielzahl von optischen Verschlussmengen (230a), die in Zeilen und Spalten angeordnet sind, wobei jede der optischen Verschlussmengen mindestens zwei optische Verschlusseinheiten umfasst, die sich in angewendeter Spannung/Verlagerungscharakteristika unterscheiden, jede der mindestens zwei optische Verschlusseinheiten aus einem Paar der ersten fixierten Elektrode (231a, 51) und der ersten beweglichen Filmelektrode (232a, 242a) und einem Paar der zweiten fixierten Elektrode (231b, 51) und der zweiten beweglichen Elektrode (232b, 242b) gebildet wird; und eine erste Ansteuerschaltung zum Zuführen eines Ansteuersignals zu den optischen Verschlussmengen, die in jeder der Zeilen angeordnet sind; und eine zweite Ansteuerschaltung zum Zuführen eines Ansteuersignals zu den optischen Verschlussmengen, die in jeder der Spalten angeordnet sind; wobei die erste Ansteuerschaltung ein erstes Potenzial der ersten und der zweiten fixierten Elektrode (231a, 231b, 51) der optischen Verschlusseinheiten (230a) in jeder der Zeilen zuführt, und die zweite Ansteuerschaltung ein zweites Potenzial der ersten und der zweiten beweglichen Filmelektrode (232a, 232b, 242a, 242b) der optischen Verschlusseinheiten in jeder der Spalten zuführt.
Angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung nach einem beliebigen von Ansprüchen 1, 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, dass sich ein Abstand zwischen dem fixierten Ende und dem beweglichen Ende der ersten beweglichen Filmelektrode (232a, 242a) von einem Abstand zwischen dem fixierten Ende und dem beweglichen Ende der zweiten beweglichen Filmelektrode (232b, 242b) unterscheidet.
Angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung nach einem beliebigen von Ansprüchen 1, 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, dass sich eine Stärke der ersten beweglichen Filmelektrode (232a', 242a') von einer Stärke der zweiten beweglichen Filmelektrode (232b', 242b') unterscheidet.
Angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung nach einem beliebigen von Ansprüchen 1, 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, dass sich ein Abstand zwischen der ersten fixierten Elektrode (231a', 51) und dem fixierten Ende der ersten beweglichen Filmelektrode (232a", 242a") von einem Abstand zwischen der zweiten fixierten Elektrode (231b', 51) und dem fixierten Ende der zweiten beweglichen Filmelektrode (232b", 242b") unterscheidet.
Angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung nach einem beliebigen von Ansprüchen 1, 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, dass die erste und die zweite fixierte Elektrode (51) eine Plattenformelektrode ist, die einer entsprechenden der ersten und der zweiten beweglichen Filmelektrode (242a, 242a', 242a" , 242b, 242b', 242") so gegenüberliegt, um einen Lichtführungsabschnitt dazwischen zu bilden.
Angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, ferner eine isolierende Schicht zu umfassen, die mindestens einen Spitzenabschnitt von jeder der ersten und der zweiten fixierten Elektrode (51) abdeckt.
Angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung nach einem beliebigen von Ansprüchen 1, 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, dass jede der ersten und der zweiten fixierten Elektrode (231a, 231b) und der einzelnen fixierten Elektrode (201a, 201b) umfasst einen Lichtführungsabschnitt (13a, 13b, 13), der aus einem transparenten Material gebildet ist und eine gekrümmte Fläche hat, die einer entsprechenden der ersten und der zweiten beweglichen Filmelektrode (232a, 232b) und der einzelnen beweglichen Filmelektrode (252) gegenüberliegt, und eine Elektrode, die aus einer transparenten leitenden Schicht gebildet und auf der gekrümmte Fläche gebildet ist.
Angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, ferner eine isolierende Schicht zu umfassen, die die transparente leitende Schicht abdeckt.
Angesteuerte Filmanzeigeeinrichtung nach einem beliebigen von Ansprüchen 1, 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, ferner eine Lichtquelle (12, 53) zu umfassen, die an einer Seite des fixierten Endes der beweglichen Filmelektrode (232a, 242a, 252) angeordnet ist.