JPH04199084A

JPH04199084A - 表示装置

Info

Publication number: JPH04199084A
Application number: JP33262490A
Authority: JP
Inventors: Shinji Konno; 今野　信次; Masayoshi Takada; 真好高田
Original assignee: Mitsubishi Kasei Corp; Mitsubishi Chemical Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1990-11-29
Filing date: 1990-11-29
Publication date: 1992-07-20

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、表示装置に関するものであり、詳ししは、静
電フィルムアクチュエータを巧みに応用した表示装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

静電フィルムアクチュエータは、絶縁性支持体に帯状電
極を所定間隔で並べた固定子と絶縁性フィルムに抵抗体
を設けてなる移動子から成り、当該移動子と当該固定子
とが接するように配置して構成されている。そして、静
電気の作用により、移動子を瞬間的に浮上させて摩擦を
防止しながら移動子を移動させるものである（平成元年
度電気学会全国大会講演予稿集６−１９１、日経メカニ
カル１９８９．５．２９，１１２〜１１３ページ等）。

上記の静電フィルムアクチュエータは、電極やギャップ
の寸法が小さくなるにつれて力密度を大きくでき、また
、小型化しやすいという特徴を有する。

第７図（ａ、）〜（ｄ）は、上記の静電フィルムアクチ
ュエータの作動原理を示す側面説明図である。

ここで、（１）は絶縁性支持体、（２）は帯状電極、（
３）は固定子、（４）は絶縁性フィルム、（５）は抵抗
体、（６）は移動子、（７）〜（９）は電線を表す。

先ず、第７図（ａｌに示すように、電線（７）に正、電
線（８）に負の電圧を加える。これにより、電線（７）
に接続した電極に存する電荷■と電線（８）に接続した
電極に存する電荷■の電位差により、抵抗体（５）に電
流が流れ、移動子（６）の絶縁性フィルム（４）と抵抗
体（５）の墳界に帯状電荷■、■か誘起され、平衡状態
となる。

上記の帯状電荷は、第７図（ｂｌの点線で示した鏡像電
荷で置き換えることができる。そして、電荷■、■の極
性は、それぞれ、電極■、■の極性と異なるので、第７
図（ｂ）の状態では固定子（３）と移動子（６）とは吸
引し合う。

次に、第７図（Ｃ）に示すように、電線（７）に負、電
線（８）に正、電線（９）に負の電圧を加える。

これにより、電極内の電荷は瞬間に移動するが、抵抗体
（５）に誘起された鏡像電荷は、抵抗値が高いため、直
ぐには移動できない。その結果、固定子（３）と移動子
（６）とは反発し合い、移動子（６）が移動する瞬間だ
け浮上し、固定子（３）と移動子（６）の摩擦が小さく
なる。一方、電線（９）に負の電圧を加えた結果、電荷
■と帯状電荷■との間の力によって移動子（６）は電極
１ピッチ分程移動する。

第７図（ｄ）は、上記の駆動力により、電極１ピッチ分
右方向に移動した結果を示している。

上記の操作を繰り返すことにより、移動子（６）が連続
的に右方向に移動する。左方向に移動させる場合は、第
７図（ｃ）における電線（９）に正の電圧を加えればよ
い。

従って、静電フィルムアクチュエータは、上記のような
特性を活かし、各種の応用が期待される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、静電フィルムアクチュエータは、前記の
公知文献においても概念的な記載しか成されておらず、
未だ研究段階にあってその応用例は見ない。

本発明の目的は、静電フィルムアクチュエータを巧みに
応用した表示装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段］本発明の上記の目的は、着色透明な絶縁性支持体に透明
な帯状電極を所定間隔で並べた固定子と前記絶縁性支持
体とは異なる着色透明な絶縁性フィルムに抵抗体を設け
てなる移動子から成り、当該移動子と当該固定子とが接
するように配置したことを特徴とする表示装置により容
易に達成される。

以下、本発明を添付図面に従って詳細に説明する。

第３〜５図は、透明な固定子の一例を示す説明図であり
、第３図は部分平面図（移動子の載置される側）、第４
図は帯状電極などの細部を省略して示した全体平面図、
第５図は全体底面図である。

第６図（ａ）〜（ｅ）は、透明な帯状電極の形成過程の
一例を示す説明図である。

本発明の表示装置を構成する静電フィルムアクチュエー
タの基本的構成は、固定子および移動子を互いに異なる
着色透明状態に構成する点を除き、前記した公知のもの
と同じであり、絶縁性支持体（１）に帯状電極（２）を
所定間隔で並べた固定子（３）と絶縁性フィルム（４）
に抵抗体（５）を設けてなる移動子（６）から成る。

先ず、本発明において用いられる固定子（３）について
説明する。

上記の固定子（３）は、着色透明な絶縁性支持体（１）
に透明な帯状電極（２）を所定間隔で並べて構成される
。

透明な絶縁性支持体（１）は、透明ガラス板や透明絶縁
性フィルムなどの透明な絶縁性支持体に着色を施すこと
により得ることができる。

なお、上記の透明な固定子（３）の着色については後述
する。

上記の透明絶縁性フィルムとしては、具体的には、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート
、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリカーボネ
ート等の公知の透明プラスチックの各フィルムにより構
成することができるが、特に、ポリエチレンテレフタレ
ートが好ましい。

そして、フィルム厚みは、通常、３０〜２００μｍの範
囲とされる。

透明な帯状電極（２）は、透明な導電性材料で構成され
、一般的には、透明な金属および／または導電性を有す
る透明な金属酸化物で構成される。

上記の金属としては、金、銀、銅、パラジウム、インジ
ウム−錫、亜鉛、アルミニウム等が挙げられるが、特に
、パラジウム又はインジウム−錫か好ましい。また、上
記の金属酸化物としては、酸化インジウム、酸化インジ
ウム−酸化錫、酸化亜鉛、酸化アルミニウム等が挙げら
れるが、特に、酸化インジウム−酸化錫は、高い透明性
を有しており好ましい。

透明な固定子（３）においては、透明な帯状電極（２）
は、透明な絶縁性支持体（１）の表面に並べても、透明
な絶縁性支持体（１）中に埋設してもよい。そして、透
明な帯状電極（２）の間隔は、特に限定されるものでは
ないが、通常、０．０２〜２ｉｕｎであり、フィルムア
クチュエータの発生力、駆動電圧等の駆動性能を向上さ
せるためには電極間隔の微細化が望ましい。

上記の透明な帯状電極（２）は、次のような過程を経て
形成される。

先ず、第６図（ａ）に示すように、透明な絶縁性支持体
（１）の表面に上記の透明な導電性材料の薄膜（ｌＯ）
を積層する。薄膜（１０）の積層は、例えば、スパッタ
リング法、真空蒸着法により行うことかできる。

スパッタリング法は、カソード電極側に導電性材料より
成るターゲツト材を設置し、ｌｏ−３〜１０　”Ｔｏｒ
ｒ程度に減圧したアルコンなどの不活性カス雰囲気中に
おいて、アノード側に１００〜５００■の電圧を印加す
ることにより、ターゲツト材からの表面から飛び出した
電子によりイオン化したアルゴンをターゲツト材に衝突
させ、ターゲツト材の構成原子や分子を叩き出して透明
な絶縁性支持体（１）の表面に薄膜（１０）を積層する
方法である。

本発明においては、上記のターゲツト材として、特に、
酸化インジウムと酸化錫の比率が９０＝１０〜９５：５
（重量比）のものが好適に使用される。

なお、上記のスパッタリング法においては、必要に応じ
て、不活性ガス雰囲気中に微量の酸素を存在させること
もできる。

真空蒸着法は、高真空中において、導電性材料を加熱蒸
発させ、この蒸発粒子を透明な絶縁性支持体（１）の表
面に沈着させて薄膜（１０）を積層する方法である。そ
して、加熱方式によって、抵抗加熱法、アーク蒸着法、
レーザー加熱法、高周波加熱法、電子ビーム加熱法など
があるが、本発明においては、いずれの方式をも採用し
得る。

上記の各方法により、透明な絶縁性支持体（１）の表面
に形成される透明な導電性材料の薄膜（１０）の厚さは
、これをパターン化することにて形成される透明な帯状
電極（２）の抵抗値と相関があり、従って、当該抵抗値
との関係にて適宜選択されるが、通常は、５０〜２００
０人の範囲から選択するのが好ましい。

次いで、第６図（ｂ）〜（ｄ）に示す工程に従い、薄膜
（１０）の表面にレジストを塗布し、露光および現像を
行い、パターンを形成する。

第６図（ｂ）に示すフォトレジスト層（２０）の形成は
、バーコーター法、スピンコーター法、ロールコータ−
法などによって行われる。中でも、ロールコータ−法は
、連続的塗布が可能であるので長尺ものの場合には好適
な方法である。

レジストとしては、フォトレジストの他、スクリーン印
刷用レジストを使用することもできるが、パターン精度
の観点から、フォトレジストが好ましい。更に、フォト
レジストとしては、露光部分が除去されるポジ型と非露
光部分が除去されるネガ型のいずれであってもよいが、
現像工程において膨潤の少ないポジ型か好ましい。そし
て、ポジ型レジストとしては、一般的には、フェノール
−ノボラック樹脂や、その他の、ポリビニルアルコール
、セルロースなどのヒドロキシル基を有する各種の樹脂
に感光剤としてキノンジアジド系の化合物を配合したレ
ジスト組成物が使用される。

第６図（ｃ）は、露光および現像を行った状態を示した
ものであるが、各処理は、次のように行われる。

露光は、フォトレジスト層（２０）の上にフォトマスク
（３０）を配置して紫外線（４０）をその上から照射し
て行う。また、上記の他、フォトマスクの図形を投影す
ることにより行うこともできる。

現像は、適宜の現像液で処理することにより行われ、こ
れにより、フォトレジスト層（２０）の可溶部が除去さ
れ不溶部はパターンとして残される。

次いで、第６図（ｄ）に示すように、上記のレジストパ
ターンを利用して、適宜のエツチング溶液で処理して薄
膜（１０）のエツチングを行う。

第４図（ｅ）は、その後、レジストパターンを適宜の剥
離溶液で処理して除去し、薄膜（１０）より、透明な帯
状電極（２）を形成した状態を示したものである。

また、第６図（ｆ）は、透明な帯状電極（２）の表面に
、透明絶縁ペーストの塗布膜より成る保護層（５０）を
設けたものである。保護層（５０）の形成は、市販の透
明絶縁ペーストを用い、前記のレジスト層の形成と同様
の各種塗布方法を採用して行われ、その厚さは、通常、
５〜１００μｍの範囲とされるか、最適厚さは、帯状電
極（２）の間隔、絶縁性支持体（１）の厚さ等を考慮し
て決定される。

なお、上記の現像液、エツチング溶液および剥離溶液と
しては、透明な絶縁性支持体（１）を構成するプラスチ
ックや透明な帯状電極（２）を構成する導電性材料に変
形や腐食の影響を与えることのないものが適宜選択して
使用される。

本発明においては、以上の電極形成過程を経て第３図に
示すような透明な帯状電極（２）のパターンを透明な絶
縁支持体（１）の表面に形成する。

次に、上記の透明な帯状電極（２）の結線方法について
説明する。

先ず、第３図および第４図に示すように、透明な絶縁支
持体（１）の表面に、上下に突出した各透明な帯状電極
（２）と接して電線（７）及び（８）をそれぞれ形成す
る。これらの電線は、帯状の集合電線として形成する。

なお、第３図において、透明な帯状電極（２）の先端部
に設けた円形のラントは、当該帯状電極を後述する電線
（９）とスルーホールにより連結するためのものである
。

次に、第５図に示すように、透明な絶縁支持体（１）の
裏面に、上記ランドと対応させて電線（９）を帯状の集
合電線として形成し、該当する透明な帯状電極（２）と
接続させる。

第３図ないし第５図からも、明らかなように、電線（７
）〜（９）及びランドの形成位置は、透明な絶縁支持体
（１）の両端部であり、従って、これらは、敢えて、透
明状態に形成する必要はなく、例えば、銀ペーストによ
る印刷法で形成すれば足りるが、透明な帯状電極（２）
と合わせて前記の方法によって透明状態に形成すること
もできる。

次に、本発明において用いられる移動子（６）について
説明する。

上記の移動子（６）は、着色透明な絶縁性フィルム（４
）に抵抗体（５）を設けて構成される。

なお、上記の透明な移動子（６）の着色については後述
する。

透明な絶縁性フィルム（４）としては、具体的には、透
明な固定子（３）を構成するのに用いたのと同様のフィ
ルムか挙げられるか、密度、曲げ弾性率、耐皺性等の点
からポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましい。

上記の透明な絶縁性フィルム（４）の厚さは、通常５〜
２００μｍであり、好ましくは、着色透明な絶縁性支持
体（１）に並べた透明な帯状電極（２）のピッチをＰと
し、透明な帯状電極表面（２）と着色透明な絶縁性フィ
ルム（４）と抵抗体層（５）との境界面との距離をＧと
した場合、０、１５　＜Ｇ／Ｐ＜０．４の関係を満足す
る範囲とされれる。

移動子（６）は、透明な絶縁性フィルム（４）の少なく
とも一方の面に抵抗体層（５）を設けたものである。そ
して、抵抗体層（５）は、例えば、帯電防止効果の弱い
帯電防止剤のスプレー塗布等の方法により設けられる。

そして、抵抗体層は、表面固有抵抗が１０１２〜１０１
５Ω／口にする必要がある。

本発明においては、固定子（３）を構成する透明な絶縁
性支持体（１）及び移動子（６）を構成する透明な絶縁
性フィルム（４）は、共に、透明性を損なうことなく着
色して用いられる。

上記の着色は、公知の染料の溶夜を塗布して乾燥するか
、透明な絶縁性支持体（１）及び透明な絶縁性フィルム
（４）の原料樹脂などに予め染料を練り込むことにより
容易になし得る。そして、着色が塗布方法で行われる場
合は、透明な絶縁性支持体（１）への着色は、前述した
透明な帯状電極の形成後に行われる。また、透明な絶縁
性フィルム（４）への着色は、前述した低抗体層（５）
の形成前に行うのが好ましい。何故ならば、抵抗体層（
５）によって着色層の保護力く図られるからである。

本発明においては、透明な絶縁性支持体（］、　）及び
透明な絶縁性フィルム（４）の着色は、異なる色で行う
必要がある。

一般に色光は、三原色（青、緑、赤）の各組み合わせの
混合により、任意の色を作ることが出来る。例えば、青
−緑ではシアン、青−赤ではマゼンタ、緑−赤では黄、
青−緑一赤では黒を作ることが出来る。

本発明は、互いに接するように配置された固定子（３）
と移動子（６）において、それぞれを構成する透明な絶
縁性支持体（１）及び透明な絶縁性フィルム（４）を互
いに異なる色にて着色したことにより、移動子（６）の
移動による加色部と非加色部とを生じせしめ、これに基
づく色光変化を表示装置の機能の一部に活用したもので
ある。

透明な絶縁性支持体（１）及び透明な絶縁性フィルム（
４）の色の組み合わせは、補色関係の他、任意に選択す
ることができる。

そして、着色透明な絶縁性支持体または着色透明な絶縁
性フィルムに地色とは異なる色の表示を施すならば、三
原色を自由に組み合わせて一層の色光変化を容易に得る
ことができる。

第１図は、本発明の表示装置の一例を模式的に示す説明
図であり、円筒状に構成された固定子（３）の表面に円
筒状の移動子（６）を嵌合させて移動子（６）が回転す
るように構成されたものである。

上記のような表示装置において、例えば、透明な絶縁性
支持体（１）の全面を青色とし、透明な絶縁性フィルム
（４）に所定幅の緑色を適当間隔にて斜め方向に施すな
らば、移動子（６）の回転により、移動子（６）の非加
色部（無色透明部）における青色と移動子（６）の加色
部（緑色透明部）におけるシアンとの斜線模様を移動さ
せることができる。

第２図は、本発明の表示装置の他の一例を模式的に示す
説明図であり、移動子（６）が固定子（３）の表面に上
下に移動するように構成されたものである。

上記のような表示装置において、例えば、透明な絶縁性
支持体（１）の全面を黄色としてその表面にマゼンタ色
（青−赤）によりＡの表示を施し、透明絶縁性フィルム
（４）の全表面に赤色を施すならば、移動子（６）が移
動して固定子（３）のＡの表示に重なるに従い、当該型
なり部分は、透明絶縁性フィルム（４）の色と同一の赤
色となるから、移動子（６）の移動に従ってＡの表示を
次第に消失させることができる。

本発明の表示装置は、静電フィルムアクチュエータを利
用したことにより、上記の他、各種の態様で使用するこ
とが出来る。例えば、透明な絶縁性支持体（１）及び透
明な絶縁性フィルム（４）の可撓能を利用することによ
り、曲面体の表面に固定子（３）を貼合して使用するこ
とも可能である。

なお、以上においては、透明な絶縁性支持体（１）及び
透明な絶縁性フィルム（４）の異なる着色は、色相を中
心に説明したが、明度や彩度などを異ならせることもで
きる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本
発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定さ
れるものでない。

（ａ）透明な固定子の作製先ス、１２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィル
ムの表面に、スパッタリング法により、厚さ２５０人の
酸化インジウム−酸化錫（ＩＴＯ）の透明導電層（表面
固有抵抗３００Ω／口）を形成した。

次いで、上記の透明導電層の表面にポジ型フォトレジス
ト（三菱化成（掬製、商品名、ＭＣＰＲ−２０００）を
スピンコーターで塗布した後、９０℃で３０分間プリベ
ークを行い、厚さ１．２μｍのレジスト膜を形成した。

次いで、帯状電極の幅が０．２ｍｍ、電極ピッチが０、
４　ｍｍに設計されたパターンマスクを用いて上記のレ
ジスト膜を露光した。

次いで、２５°Ｃの２，３８重量％テトラメチルアンモ
ニウムハイドロオキサイド水溶液で１分間現像を行い、
露光部分を除去した後、水洗処理し、１２０°Ｃで３０
分間ポストベークを行った。

次いで、上記のフィルムを４０°Ｃの１０重量％の塩酸
に６０秒浸漬し、エツチングを行った後、水洗処理した
。その後、２重量％水酸化カリウム水溶液に６０°Ｃ３
０秒間浸漬することにより、残存レジストを完全に剥離
した。

得られた酸化インジウム−酸化錫のパターンは、第３図
に示すようなパターンであり、当初の設計通り、帯状電
極の幅か０．２　＋ｎｍ、電極ピッチが０．４ｍｍであ
った。

なお、帯状電極の移動子と対向する電極部分は、Ｌ　４
０ｍｍＸ　１００ｍｍである。−次いで、上記の電極パ
ターン側に、第４図および第５図に示すような帯状の電
線（７）及び（８）とランドとを設け、各電線と電極と
の結線を行った。

一方、上記の電極パターンの裏面側には、第５図に示す
ような帯状の電線（９）を設け、残りの電極との結線を
行った。

なお、上記の集合給電線（７）〜（９）及びランドは、
銀ペーストにて形成した。

上記のようにして得られた透明な固定子（３）の全面を
市販の青色染料にて着色し、透明青色固定子とした。

（ｂ）移動子の作製先ス、７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム
の前面を市販の赤色染料にて着色した。

次いで、フィルムの片面に帯電防止効果の弱い帯電防止
剤をスプレー塗布して抵抗体層を形成し、透明赤色移動
子とした。

なお、抵抗体層の表面固有抵抗は、２Ｘ１０’″Ω／口
であった。

（ｃ）表示装置の作製上記の（ａ）にて作製した透明青色固定子を透明接着剤
により透明窓ガラスの表面に貼合し、当該透明青色固定
子の表面に上記の（ｂ）にて作製した透明赤色移動子を
重ね合わせ、表示装置とした。

次いで、帯状電極に±５００Ｖの電圧を印加（７、第５
図（ａ）〜（ｄ）に示す要領で駆動したところ、透明赤
色移動子が上下に移動するに従い、当該移動子が重なっ
た部分はマゼンタ色に変化することが確認された。

なお、上記においては、印加電圧パターンの一例として
、第５図（ｂ）状態において電線（７）、（８）にそれ
ぞれ正、負の電圧を印加する時間を４５０ｍｓとし、第
５図（Ｃ）状態において電線（７）、（８）、（９）に
それぞれ負、正、負の電圧を印加する時間を５０ｍｓと
した。この場合の電圧印加周波数は２Ｈｚであるが、Ｉ
ＫＨｚまで駆動し得ることを確認した。

［発明の効果］以上説明した本発明によれば、静電フィルムアクチュエ
ータを巧みに応用した表示装置が提供される。

そして、本発明の表示装置によれば、次のような効果が
奏せられる。

（ａ）　　全体をフィルムで構成することが可能であり
、従って、移動子の移動を損なわない限り、曲面上に貼
合して使用することができる。

（ｂ）　　全体が透明であることから、双方向から透視
することができる。

（Ｃ）　　小型かつ薄型化が可能である。

よって、本発明の表示装置は、上記の基本的機能を活か
すことにより、例えは、公告塔、装飾窓、玩具などの各
種の使用態様にて利用することができ、しかも、公告塔
などに使用した場合は、注意喚起性や刺激性の高い宣伝
や公告を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の表示装置の一例を模式的に示す説明
図であり、第２図は、本発明の表示装置の他の一例を模
式的に示す説明図第３〜５図は、透明な固定子の一例を示す説明図であり
、第３図は部分平面図（移動子の載置される側）、第４
図は帯状電極などの細部を省略して示した全体平面図、
第５図は全体底面図である。第６図（ａ）〜（ｅ）は、透明な帯状電極の形成過程の
一例を示す説明図である。第１図は、本発明の時計の一例の組立状態を示す説明図
、第２図は、同時計の側面説明図である。第７図（ａ）〜（ｄ）は、静電フィルムアクチュエータ
の作動原理を示す側面説明図である。図中、（１）は絶縁性支持体、（２）帯状電極、（３）
は固定子、（４）は絶縁性フィルム、（５）は抵抗体層
、（６）は移動子、（７）〜（９）は電線を表す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）着色透明な絶縁性支持体に透明な帯状電極を所定
間隔で並べた固定子と前記絶縁性支持体とは異なる着色
透明な絶縁性フィルムに抵抗体を設けてなる移動子から
成り、当該移動子と当該固定子とが接するように配置し
たことを特徴とする表示装置。
（２）着色透明な絶縁性支持体または着色透明な絶縁性
フィルムに地色とは異なる色の表示が施されていること
を特徴とする請求項第１項記載の表示装置。