JPH0736020A - 光学素子および表示板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ２枚のシート状物として繊維の集合体を利用
した光学素子、およびこれを配列した透過型あるいは反
射型の表示板を提供する。 【構成】 この光学素子８は、２枚のシート状物６から
なり、少なくとも１枚が駆動部で、これは複数の帯状電
極２と絶縁体４とからなる固定部３に支持された構造を
有し、該帯状電極に電圧を印加したときに、該駆動部と
該固定部との間に生じる静電気的な引力と反発力によっ
て駆動する。該駆動部を構成する該シート状物は繊維の
集合体である。表示板７は、この光学素子を、複数配列
してなっている。構成が単純で、記憶性を有する薄膜状
のフレキシブルな光学素子が得られ、大型化が可能で、
折曲げたり、丸めたりできるシート状のフレキシブルな
表示板が得られる。またすりガラスのような効果が得ら
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光学素子および表示板
に関するものであり、さらに詳しくは静電気的な引力と
反発力を利用した光学素子、および該光学素子を配列し
た透過型あるいは反射型の表示板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、表示板としては液晶材料が広く用
いられている。液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）はその動作
方法により単純マトリックス型ＬＣＤとアクティブマト
リックス型ＬＣＤに分けられ、一般に駆動電圧が低く、
消費電力が少ないなどの優れた特徴をもつ。

【０００３】また、静電気的な引力と反発力を利用した
表示装置として、静電フィルムアクチュエータを用いた
７セグメント表示装置が特開平４−２４０８９０号公報
で提案されている。特開平４−２４０８９０号公報で
は、７セグメント表示装置の７個の区画を構成する透明
な固定子と透明な移動子との間に生じる静電気の作用に
より、該移動子が該固定子の表面上を前後または左右に
移動するときの、該移動子と該固定子の重なり合いの変
化による視覚的変化を表示原理にすることが提案されて
いる。

【０００４】また、本特許の発明者により、静電フィル
ムアクチュエータを用いた２枚の光透過板からなる光学
素子、および該光学素子を複数配列したフラットパネル
ディスプレイに関する特許が出願されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に、超ねじれネマ
ティック効果を用いた単純マトリックス型ＬＣＤでは、
液晶セルの間隙を０．１ミクロン単位で制御すること、
液晶分子軸をセルのガラス面に対し、一定の角度で配列
させることなど高い生産技術が必要である。さらに、単
純マトリックス型ＬＣＤは視野角が狭いという欠点をも
つ。一方、薄膜トランジスタ素子やＭＩＭ素子を利用し
たアクティブマトリックス型ＬＣＤは、大画面、高精細
化、中間調表示には有利であるが、高度な薄膜加工技術
が必要であり、製造段階での歩留まりが悪い。ＬＣＤ
は、現在大量生産によりコストの低下がはかられている
が、以上のような理由や液晶材料自身が高価であること
などにより、それほど安価なものであるとは言えない。

【０００６】また、特開平４−２４０８９０号公報で提
案された静電フィルムアクチュエータを用いた７セグメ
ント表示装置は、移動子が固定子の表面上を前後または
左右に移動することによる視覚的変化を表示原理として
いるおり、１個の区画を表示するためには表示区画の倍
の面積を必要とするなどの問題がある。さらに、特開平
４−２４０８９０号公報で提案された７セグメント表示
装置においては、静電フィルムアクチュエータを作動原
理としているため、構成材料はフィルムに限定されるこ
とになる。

【０００７】また、本発明の発明者により出願中の静電
フィルムアクチュエータを用いた２枚の光透過板からな
る光学素子、および該光学素子を複数配列したフラット
パネルディスプレイにおいても、静電フィルムアクチュ
エータを作動原理としているため、構成材料がフィルム
に限定されるものとなる。

【０００８】本発明は、シート状物として、繊維の集合
体を利用した全く新しいタイプの光学素子、および該光
学素子を配列した透過型あるいは反射型の表示板を提供
せんとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のかかる目的を達
成するため、次のような構成をとる。すなわち、本発明
の光学素子は、２枚のシート状物からなり、その少なく
とも１枚が駆動部であり、該駆動部は複数の帯状電極と
絶縁体とからなる固定部に支持されてなる構造を有し、
該帯状電極に電圧を印加したときに、該駆動部と該固定
部との間に生じる静電気的な引力と反発力によって駆動
する光学素子において、該駆動部を構成する該シート状
物が繊維の集合体であること特徴とするものである。

【００１０】また、本発明の表示板は、上述の光学素子
を、複数配列してなることを特徴とするものである。

【００１１】

【作用】本発明は、従来の静電フィルムアクチュエータ
を用いた光学素子に比較して、さらに鮮明画像の得られ
る光学素子について鋭意検討したところ、該光学素子の
駆動部を繊維集合体でからなるシート状物で構成するこ
とにより、外観上、眩しさが激減され、目に優しく、コ
ントラストの効いた鮮明な画像が得られることを究明し
たものである。

【００１２】本発明の光学素子におけるシート状物から
なる駆動部を構成する繊維の集合体の駆動手段は、該駆
動部が、複数の帯状電極と、絶縁体とからなる固定部に
支持されており、該帯状電極に電圧を印加したときに、
該駆動部と該固定部との間に生じる静電気的な引力と反
発力である。この駆動手段は、繊維の集合体の静電駆動
装置の原理と同じものであり、この手段をフィルムに応
用したものが、静電フィルムアクチュエータとして公知
の技術となっている。

【００１３】静電フィルムアクチュエータは、絶縁性支
持体に電極を一定間隔で並べた固定部と抵抗体よりなる
移動部からなり、該移動部と該固定部とが接するように
配置して構成されており、静電気の作用により、該移動
部を瞬間的に浮上させて摩擦を防止しながら移動部を移
動させるものである。その作動原理については、特開平
２−２８５９７８、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ページなどに詳細に述べられているた
め、ここでは省略する。

【００１４】本発明の光学素子における駆動部の駆動手
段として、繊維の集合体の静電駆動装置の原理を用いる
場合、固定部における帯状電極の配置を並列状とすれ
ば、該固定部に支持された該駆動部は帯状電極の垂直方
向に上下左右に移動し、該固定部における帯状電極の配
置を放射状とすれば、該固定部に支持された該駆動部は
回転することになる。

【００１５】本発明の光学素子においては、２枚のシー
ト状物の重なり具合が、該シート状物の駆動により変化
し、その結果として２枚の該シート状物を透過、あるい
は２枚の該シート状物により反射する光の強度や色、明
度、彩度などの変化（光学的変化）が観察される。した
がって、該シート状物の駆動は、上下左右への移動であ
っても、回転であってもかまわない。しかしながら、該
シート状物が上下左右へ移動する場合には、該光学素子
が有効に機能する面積が、該光学素子の全面積の半分に
なってしまうのに対して、該シート状物が回転する場合
には、該シート状物の形を適当なものを選べば、該光学
素子の有効面積は常に一定となる。そのため、本発明の
光学素子においては、該シート状物を回転させるため
に、固定部での帯状電極の配置を放射状とすることが好
ましい。

【００１６】このとき、該シート状物の形は、特に限定
されず、円形、多角形などのどのような形であってもか
まわないが、回転しても形が変化しないという点からみ
て円形もしくは正多角形であることが好ましく、９０°
回転したときに同じ形であるという点からみて円形もし
くは正ｎ角形（ｎは４の倍数）がより好ましい。

【００１７】本発明の光学素子における駆動部を構成す
るシート状物としては、繊維の集合体を使用する。繊維
の集合体は、単独の繊維が集合したものであっても、複
数の繊維が集合したものであってもかまわない。また、
その形状についても特に限定されない。しかしながら、
静電気的な引力と反発力による駆動を起こし易くするた
めには、繊維の集合体が薄いことが望ましく、繊維の集
合体は繊維シートであることが好ましい。

【００１８】繊維シートとしては、織物、編物、不織布
の少なくとも一種から構成されたものを使用することが
できるが、強度を保持した状態で駆動部を薄くできると
いう点からみて、織物もしくは不織布を用いることが好
ましい。また、繊維シートを薄く、平滑化し、シート保
持性を良好なものにするために、繊維シートにヒートプ
レス加工を施すことや、樹脂加工を施すことも好ましい
ことである。

【００１９】駆動部を構成する繊維シートとして織物を
用いる場合、織物の織構造は、特に限定されず、通常に
知られているものを使用することができる。しかしなが
ら、緯糸と経糸のそれぞれの役割を顕著にするために、
緯糸あるいは経糸のいずれかの繊維が織物表面を多く占
めるようにした組織であることが好ましい。例として
は、綾織、５枚や８枚の朱子織などが挙げられ、織物表
面における緯糸あるいは経糸の占める割合は６０％以上
であることが好ましく、より好ましくは７０％以上であ
り、８０％以上であることがさらに好ましい。また、織
物の表面が異なる糸より構成されるという点からみて、
糸使いの異なる表組織と裏組織を有する２重織、３重織
などの多重織組織を使用することも好ましい。例として
は、経２重織、緯２重織、心入緯２重織、緯２重裏付
織、裏経糸接結２重織などの組織が挙げられる。

【００２０】また、駆動部を構成する繊維シートとして
不織布を用いる場合、不織布は、カード、クロスラッパ
を通した後、ニードルパンチあるいは流体処理法や、紡
糸直接製布法、紗紙法、フラッシュ紡糸法、メルトブロ
ー法、スパンボンド法などの通常用いられる方法により
製造したものを用いることができる。

【００２１】前述したように、本発明の光学素子におけ
る光学的変化は、２枚のシート状物の重なり具合の変化
によりもたらされる。したがって、そのような機能をも
つものであれば、２枚のシート状物は透明であっても、
着色していても、また、何らかの表示が施されていても
かまわない。具体的には、２枚のシート状物を着色し、
重なり具合の変化により２枚のシート状物を透過する光
の色を変化させるなどの例が挙げられるが、光のオン・
オフを行えること、また、光学素子の有効面積に変化が
ないことなどから考えた場合、２枚のシート状物として
偏光性を有するシート状物を用いることが好ましい。

【００２２】偏光性とは、自然光を直線偏光に変化させ
る性質のことであり、偏光性を有する２枚のシート状物
を並べた場合、偏光方向が同一であれば、光は２枚のシ
ート状物を通過することができる。この状態から、１枚
のシート状物を回転すると通過する光の量は回転に伴っ
て減少し、９０°回転したところで通過光量はゼロとな
る。本発明の光学素子において２枚のシート状物として
偏光性を有するシート状物を用いた場合は、この原理を
光のオン・オフに利用しているため、シート状物の形を
上記のように円形もしくは正ｎ角形（ｎは４の倍数）に
すれば、光のオン状態とオフ状態における該光学素子の
表示面積に変化がなく、特開平４−２４０８９０で提案
された７セグメント表示装置に比べて無駄がない。

【００２３】本発明の光学素子における２枚のシート状
物として、偏光性を有するシート状物を用いる場合、駆
動部を構成する第１のシート状物は、偏光性を有する繊
維の集合体であり、第２のシート状物としては偏光板を
用いることが好ましい。

【００２４】ここで、前者の偏光性を有する繊維の集合
体においては、偏光性の発現が容易であるという点から
みて、繊維の集合体が織物であることがより好ましい。
また、後者のシート状物である偏光板としては、自然光
を直線偏光に変える機能をもつものであれば特に限定さ
れず、ニコルプリズムのような偏光プリズムや、二色性
結晶を電場などで整列させて基盤にすくい上げたもの
や、偏光フィルムなどを用いることができる。しかしな
がら、光学素子を薄くできる点や、フレキシブルなもの
にできるという点から、偏光板として偏光フィルムを使
用することがより好ましい。偏光フィルムとしては、二
色性染料を吸着させたフィルムを延伸配向させたもの、
または、ポリビニルアルコールの配向フィルムにヨウ素
を吸着させたものなどを用いることができる。

【００２５】本発明の光学素子における好ましい形態で
ある偏光性を有する織物からなる駆動部は、帯電−駆動
のサイクルを速やかに行うために、絶縁層と帯電防止層
から構成されることが好ましい。したがって、偏光性を
有する織物は、偏光性を有する絶縁性の繊維と、帯電防
止効果を有する繊維とからなる織物であることが好まし
い。ここで、帯電防止層は、帯電と放電のバランスとい
う点からみて、表面固有抵抗が１０¹²〜１０¹⁵Ω／□の
範囲であることが好ましい。

【００２６】この場合、偏光性を有する絶縁性の繊維と
しては、ヨウ素を吸着したポリビニルアルコール繊維
や、二色性染料を吸着した絶縁性の繊維を延伸配向した
繊維などを用いることが好ましい。絶縁性の繊維として
は、レーヨンなどの再生繊維、アセテートなどの半合成
繊維、ナイロン、ポリエステル、ポリビニルアルコー
ル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリ
ロニトリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレ
タン、ポリアルキレンパラオキシベンゾエート、フェノ
ール系、フッ素繊維などの合成繊維、ガラス繊維などの
無機繊維、綿、麻などの植物繊維、羊毛、絹などの動物
繊維、アスベストなどの鉱物繊維などの一般的な繊維を
単独、あるいは複数を同時に用いることが可能であり、
光学素子の目的と用途により適宜選択することができ
る。

【００２７】また、帯電防止効果を有する繊維として
は、上記の一般的な繊維に帯電防止効果の弱い帯電防止
剤をスプレー塗布するなどの方法により得ることができ
るが、帯電防止効果を長く保持できるという点からみ
て、低い導電性、あるいは制電性を有する繊維を使用す
ることが好ましい。この場合、低い導電性、あるいは制
電性を有する繊維としては、炭素繊維を単独で使用する
ことや、炭素繊維と他の繊維との複合繊維を用いること
できる。また、繊維化が容易であることやコストト面か
らみて、導電成分あるいは制電成分を含有する材料を一
成分とする繊維を使用することも好ましい。このとき、
該導電成分あるいは該制電成分を含有するポリマを単独
で、あるいは他のポリマと複合化して繊維化したものを
使用するできる。さらに、かかる導電成分あるいは制電
成分を繊維化したものを、他の繊維と複合化して用いる
ことも可能である。

【００２８】ここで、導電成分および制電成分とは、そ
の成分が有する導電性のため、繊維全体としても導電性
もしくは制電性が発現するものである。通常、該成分
は、糸状形成のためポリマ中にあらかじめ混合されて紡
糸に使用される。したがって、該成分の形状としてはポ
リマ中に均一に分散させるために微粉末もしくはウィス
カーといった形態が好ましく、その最大径または最大長
で５μ以下が好ましく、１μ以下がより好ましく、０．
３μ以下がさらにより好ましい。導電成分の具体的な材
料としては、カーボンブラックや各種金属粉、酸化錫、
酸化亜鉛、酸化銅、酸化インジウム、酸化ジルコニウ
ム、酸化タングステンなどの金属酸化物が使用できる。
また、非導電性粒子に上記金属酸化物被膜を付与した粒
子、さらには逆に、上記導電性粒子の表面に非導電性物
質をコーティングしたものなども使用できる。さらに
は、硫化銅、よう化第一銅、硫化亜鉛、硫化カドニウム
などの金属化合物や導電性層間化合物も使用できる。そ
の他、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェ
ン、ポリアニリンなどの有機導電性化合物であってもか
まわない。これらの中で、導電性、価格の点からカーボ
ンブラックが好ましい。

【００２９】また、制電成分としては、親水成分を含有
するポリマなどを使用できる。親水成分としては、ポリ
アルキレンエーテル化合物を含有するポリマを使用する
ことが可能である。ポリアルキレンエーテル化合物と
は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコー
ル、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重
合体などの未変性ポリアルキレンエーテル類およびトリ
メチロールプロパンエチレンオキサイド付加物、メトキ
シポリエチレングリコール、ノニルフェノールエチレン
オキサイド付加物などポリアルキレンエーテルの末端基
を変性したポリアルキレンエーテル類が挙げられる。ま
た、ポリアルキレンエーテルとポリアミドのブロック共
重合体を使用することも可能である。

【００３０】本発明の光学素子における偏光性を有する
織物は、偏光性を有する絶縁性の繊維と帯電防止効果を
有する繊維とを、それぞれ緯糸と経糸、あるいは経糸と
緯糸として用いることにより形成される。前述のよう
に、織組織として、綾織や朱子織、多重織など織物の面
により緯糸と経糸の浮く状態に違いがある場合には、帯
電と放電を効果的に繰り返すために、偏光性を有する絶
縁性の繊維が多く浮いている面を固定部と接触させ、帯
電防止効果を有する繊維が多く浮いている面を固定部が
ある側の反対方向に位置させることが好ましい。

【００３１】また、これまで偏光性を有する織物とし
て、偏光性を有する絶縁性の繊維と帯電防止効果を有す
る繊維とからなるものについて述べてきたが、当然のこ
とながら、絶縁性の繊維と帯電防止効果を有する偏光性
の繊維とからなる織物を使用することも可能であり、こ
の場合には、先程と同様の理由で絶縁性の繊維が多く浮
いている面を固定部と接触させ、帯電防止効果を有する
偏光性の繊維が多く浮いている面を固定部がある側の反
対方向に位置させることが好ましい。

【００３２】本発明の光学素子におけるシート状物を構
成する繊維の集合体の駆動手段の固定部は、絶縁体に帯
状電極を並列状あるいは放射状に並べて構成される。該
固定部は、光透過性を有していれば透明でも着色してい
てもかまわないが、該光学素子のコントラストもしくは
色、明度、彩度の変化を大きくするためには、透明であ
ることが好ましい。そのため、該固定部は透明な絶縁体
に透明な電極を放射状に並べて構成されることが好まし
い。透明な絶縁体としては、ガラス板や、ポリエチレン
テレフタレート、ポリスチレン、アクリロニトリル―ス
チレン共重合樹脂、透明ＡＢＳ樹脂、スチレン―ブタジ
エン共重合樹脂、スチレン―マレイン酸樹脂、メタクリ
ル酸メチル―スチレン樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカ
ーボネート、ポリアリレート、ポリサルホン、ポリエー
テルサルホン、ポリメチルペンテン、非晶質ポリアミ
ド、非晶質ポリオレフィン、透明フッ素樹脂、フッ素化
ポリイミド、臭素化フェノキシ樹脂、透明ポリブチレン
テレフタレートなどの透明プラスチックのフィルムを用
いることができるが、光学素子を薄くできる点や、フレ
キシブルなものにできるという点から、フィルムを用い
ることが好ましい。

【００３３】また、透明な電極としては、透明な金属、
金属酸化物を用いることが好ましい。透明な金属として
は、金、銀、銅、パラジウム、インジウム−錫、亜鉛、
アルミニウムなどが挙げられ、透明な金属酸化物として
は、酸化インジウム、酸化インジウム−酸化錫、酸化亜
鉛、酸化アルミニウムなどが挙げられる。

【００３４】透明な固定部においては、該電極は該絶縁
体の表面にあっても、該絶縁体中に埋没されていてもど
ちらでも良い。

【００３５】また、該絶縁体に該電極を形成する方法
は、ＩＣなどの回路を形成する方法と同様の一般的な方
法を用いることができる。典型的な例を次に述べるが、
当然これに限定される訳ではない。まず、スパッタリン
グ法あるいは真空蒸着法により電極材料の薄膜を該絶縁
体に積層する。この薄膜の表面にバーコーター法、スピ
ンコーター法、ロールコーター法などにより、レジスト
層を形成する。つづいて、露光および現像を行い、パタ
ーンを形成する。このレジストパターンを利用してエッ
チングを行い、最後にレジストパターンを剥離溶液で除
去することにより、電極を形成できる。また、該電極を
該絶縁体に埋没する場合には、上記のようにして形成し
た電極の表面に透明な絶縁ペーストを塗布すればよい。
塗布方法は、レジスト層の形成と同様の各種塗布方法を
用いることができる。

【００３６】本発明の光学素子は、駆動部を構成する第
１のシート状物である繊維の集合体と、第２のシート状
物、および固定部とから構成される。しかしながら、該
光学素子においては、後者の駆動部ではない第２のシー
ト状物を該固定部とすることが、すなわち、２枚のシー
ト状物を駆動部および固定部とすることも可能であり、
この場合、本発明の光学素子は、より単純な構成とな
る。

【００３７】以上のようにして得られた本発明の光学素
子は、電圧の印加に伴うシート状物の駆動により、光の
オン・オフもしくは色、明度、彩度などの変化を行うた
め、ＬＣＤに用いられる素子などと比較して、光のオン
・オフ速度もしくは色、明度、彩度の変化速度について
は劣るものの、ある特定の状態において、電圧の印加を
遮断してもそのままの状態を保つ性質、すなわち記憶性
をもつ光学素子となる。また、構成が非常に単純である
ため大型化することが容易であり、安価な材料から製作
することができるのでコスト面からみて有利である。本
発明の光学素子は、フレキシブルにすることも可能であ
り、曲面においても使用できるなどの特徴をもつ。さら
に、駆動部にフィルムではなく、繊維の集合体を用いて
いることから、(1) 繊維の配向度はフィルムの配向度よ
り大きいので、偏光性の繊維を用いた場合、高い偏光性
が得られ、コントラストの効いた光学素子を提供するこ
とができる、(2) 繊維により光の乱反射が起こるため、
光学素子があたかもすりガラスのように見え、優れた鮮
明画像を与える、などの効果が得られ、フィルムを用い
る場合と比較して感性が高く、光学素子を看板、垂れ幕
などの表示材料として用いることに適している。

【００３８】次に、本発明の表示板について述べる。

【００３９】本発明の表示板は、これまで述べてきた本
発明の光学素子を複数配列してなることを特徴とするも
のである。該表示板においては、該光学素子１個が１画
素に対応することになる。

【００４０】本発明の表示板における光学素子の配列方
法は特に限定されないが、ある一定の規則性を持って配
列していると、鮮明な像を表示することができるので好
ましい。具体的な配列方法としては、１個または数個の
光学素子の集合体を、表示板の形状が三角形、四角形等
の場合は各辺に平行に、円形、球形、楕円形等の場合は
放射状に、それぞれ等間隔に並べるのが良い。これらの
場合、間隔の広さや精度は、表示板の大きさ、使用の目
的に応じて適宜決定される。

【００４１】また、本発明の表示板においては、表示板
を構成する複数の光学素子の２枚のシート状物のうち、
駆動部を構成する第１のシート状物に比べて、第２のシ
ート状物が大型であり、第２のシート状物が複数の第１
のシート状物に共通した状態になっていてもよい。これ
は、１枚の大型のシート状物に、駆動手段を有するシー
ト状物が複数配列した状態で、表示板が構成されている
ことを意味しており、この場合、本発明の表示板は構成
が単純となる。このとき、駆動手段を有するシート状物
の配列方法については特に限定されないが、ある一定の
規則性を持って配列していると、鮮明な像を表示するこ
とができるので好ましい。具体的な配列方法としては、
１個または数個の、駆動手段をもつシート状物の集合体
を、表示板の形状が三角形、四角形等の場合は各辺に平
行に、円形、球形、楕円形等の場合は放射状に、それぞ
れ等間隔に並べるのが良い。これらの場合、間隔の広さ
や精度は、表示板の大きさ、使用の目的に応じて適宜決
定される。

【００４２】本発明の表示板には、光入射装置を使用す
ることができる。該光入射装置を使用した場合、本発明
の表示板は、透過型の表示板となる。本発明の表示板に
おける光入射装置は、通常バックライトと呼ばれる公知
のものを使用することができ、特に限定はされない。例
としては、放射型、反射型、屈折反射型などの光入射装
置を使用することができる。また、光源の色は特に限定
されず、白色光、単色光等任意のものが使用される。光
源の数についても特に限定されず、１個でも良いし、画
素１個または数個に１個用いても良い。また、プリズ
ム、レンズ等により、分光、集光、偏光等して用いても
良い。また、ＥＬパネルのようなシート状の発光体を用
いれば、表示板全体をフレキシブルにすることも可能で
ある。

【００４３】本発明の光入射装置をもつ表示板において
は、該表示板の前面にカラーフィルターを配置すること
ができる。該カラーフィルターを使用することにより、
本発明の表示板は、透過型のカラー表示板となる。本発
明の表示板におけるカラーフィルターは、通常のカラー
ＬＣＤなどに用いられる公知のものを使用することがで
きる。シート状のカラーフィルターを用いれば、表示板
全体をフレキシブルにすることが可能である。

【００４４】また、本発明の表示板において、光入射装
置としてブラックライトランプを用い、該表示板の前面
にブラックライトを吸収して蛍光を発する物質を含むシ
ート状物をフィルターとして配置すれば、本発明の表示
板は、非常に明確な蛍光を発する表示板として使用でき
る。

【００４５】本発明の表示板においては、該表示板の背
後に光反射装置を配置することができる。該光反射装置
を使用した場合、本発明の表示板は、反射型の表示板と
なる。本発明の表示板における光反射装置は、鏡、金属
など光を反射する性質をもつものであれば特に限定され
ない。アルミニウムなどの金属箔、金属を蒸着したシー
ト状物、着色したシート状物、紙などを該光反射装置と
して用いれば、表示板全体をフレキシブルなものとする
ことが可能である。

【００４６】また、本発明の表示板における光反射装置
として、３ないしは４原色をドット状に配列したものを
用いることができる。３原色は、特に限定されないが、
イエロー、シアン、マゼンダを用いることができる。ま
た、４原色についても特に限定されないが、上記の３原
色に黒を加えたものを使用できる。ドットの形は丸に限
定されるものではなく、三角や四角、あるいは多角形で
もよく、また、画素と同じ形でも、異なる形であっても
よい。ドットの大きさは表示板の一画素と同じ大きさで
あるか、もしくは複数の画素と同じ大きさであってよ
い。該光反射装置を使用した場合、本発明の表示板は、
反射型のカラー表示板となる。該光反射装置の材質につ
いては、特に限定されないが、シート、フィルム、金属
箔、紙などを用いれば、表示板全体をフレキシブルなも
のとすることができる。

【００４７】また、本発明の表示板において、光反射装
置としてブラックライトを吸収して蛍光を発する物質を
含むシート状物を用い、前面からブラックライトを照射
することにより、本発明の表示板は、非常に明確な蛍光
を発する表示板として使用できる。

【００４８】本発明の表示板においては、該表示板の最
前面に視野角拡大装置を配置することができる。該視野
角拡大装置は、該表示板を斜め方向から見た場合にも、
正面から見たときと同様に、表示内容を読み取ることを
可能にするための装置である。本発明における表示板の
視野角拡大装置としては、該表示板の画素１個１個に対
応して凸レンズを有する凸レンズ配列板などを用いるこ
とができる。また、本発明の表示板における、前面側の
光透過板が凸レンズ構造を取っていてもよい。以上のよ
うにして得られた本発明の表示板においては、透過型お
よび反射型、単色およびカラーの表示様式を選択するこ
とが可能である。また、構成材料としてすべてシート状
のものを使用することができるため、薄膜状で折曲げた
り、丸めたりできるシート状のフレキシブルな表示板が
得られる。さらに、前述の光学素子の駆動原理から、Ｌ
ＣＤに比べ表示の書き換え速度は遅いが、電圧印加を遮
断しても表示内容を保持できる特徴をもち、さらには、
光学素子の構造が単純であることから、安価な製造コス
トで表示板の大型化が可能である。また、駆動部にフィ
ルムではなく、繊維の集合体を用いていることから、
（１）繊維の配向度はフィルムの配向度より大きいの
で、偏光性の繊維を用いた場合、高い偏光性が得られ、
表示板としての性能が良好となる、（２）繊維により光
の乱反射が起こるため、表示板があたかもすりガラスの
ように見える、などの効果が得られ、フィルムを用いる
場合と比較して感性が高く、表示板を看板、垂れ幕など
の表示材料として用いることに適している。

【００４９】次に、本発明の光学素子および表示板の例
を図面で説明するが、もちろんこれらに限定されない。

【００５０】図１は、本発明の光学素子の一例の側面断
面図である。駆動部を構成する第１のシート状物である
繊維の集合体１に、透明な放射状電極２をもつ透明な固
定部３を、透明な絶縁ペースト４を介在させて密着す
る。これに、透明フィルムのスペーサー５を介して第２
のシート状物６を配置する。ここで、１は、偏光性を有
する絶縁性の繊維と帯電防止効果を有する繊維からなる
織物を使用し、６は、偏光フィルムを使用した。６の後
方から光を照射しながら、２に正および負の電圧を順次
印加し１を回転させると、１の前面で観察される光に強
弱が生じる。特に、最大光量が得られる状態から、偏光
板を９０゜回転させる電圧を印加すると、光量はゼロと
なり、明確なコントラストが得られる。また、最大光量
あるいは光量ゼロの状態で、電圧印加を遮断すると、該
光学素子の記憶性により、そのままの状態が保たれる。
さらに、該光学素子を構成する１、２、３、４、５およ
び６は、すべてシート状のフレキシブルな材料を使用す
ることができるため、該光学素子は薄膜状のフレキシブ
ルなものとすることが可能である。また、本発明の光学
素子は、駆動部として繊維の集合体を使用しているた
め、偏光性が高い、すりガラスのように見えるなど高い
感性をもつ。

【００５１】図２は、本発明の表示板の一例の側面図で
ある。表示板７は、本発明の光学素子８を画素として用
い、８を複数配列することにより構成されている。ここ
で、図２においては、便宜上、７を構成する８の一部分
は、省略してある。画像制御部９により、７を構成する
８の駆動部の回転状態を画素毎に制御することにより、
７上に任意の表示が得られる。また、電圧印加を遮断し
ても、８の記憶性により７の表示は保持される。７は、
薄膜状でフレキシブルな８から構成されるため、７自体
も薄膜状でフレキシブルな構造をとる。また、構成が単
純であるため軽量で、大型化することも容易であり、ま
た、製作費も安価である。また、７は、背面に光入射装
置を配置することにより、透過型の表示板となり、背面
に光入射装置を、前面にカラーフィルターを配置すれ
ば、透過型のカラー表示板となる。さらに、７の背面に
光反射装置を配置すれば反射型の表示板となる。また、
７の前面に視野角拡大装置を配置すれば、斜め方向から
見ても表示内容を読み取ることが可能である。

【００５２】

【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限定されない。すなわ
ち、本発明の技術思想を知った者にとっては、さらに効
率の良い物に変更することは容易であろう。

【００５３】実施例１ ポリエチレンテレフタレートフィルムにスパッタリング
法により酸化インジウム−酸化錫の導電層を形成した。
これに、レジスト膜を付与し、さらに、放射状電極を得
られるようなマスクを用いてレジスト膜を露光した。つ
ぎに、露光部分を除去した後、エッチングを施し、残存
レジストを完全に剥離した。得られた帯状電極を配列し
た固定部に、駆動部を密着させた。ここで、該駆動部
は、緯糸にヨウ素を吸着した３ｄ、３６フィラメントの
ポリビニルアルコール繊維を用い、経糸にカーボンブラ
ックを３０重量％含む単糸デニール５ｄ、２４フィラメ
ントのナイロン繊維を用い、織組織として打ち込み数、
緯１０７本／ｉｎｃｈ、経９５本／ｉｎｃｈとした５枚
朱子組織を用いた織物を使用し、ポリビニルアルコール
繊維が多く浮いた側を固定部と密着させた。さらに、該
固定部の該駆動部のない側の面にスペーサーをはさん
で、市販の偏光フィルムを配置した。このようにして得
られた光学素子に正および負の電圧を印加すると、該駆
動部が回転し、該駆動部前面で観察される光に強弱が生
じた。また、最大光量が得られる状態から、偏光板を９
０゜回転させる電圧を印加した場合、光量はゼロとな
り、明確なコントラストが得られた。さらに、最大光量
あるいは光量ゼロの状態で、電圧印加を遮断すると、そ
のままの状態が保たれ、該光学素子の記憶性が確認でき
た。また、該光学素子を構成する材料に、すべてフィル
ム状のフレキシブルなものを使用しているため、該光学
素子は薄膜状のフレキシブルなものであった。また、該
光学素子は、駆動部として織物を使用しているため、偏
光性が高い、すりガラスのように見えるなど表示材料、
特に看板、垂れ幕などに用いることに適しており、感性
が高いことがわかった。

【００５４】

【発明の効果】本発明は上述のごとく、２枚のシート状
物と静電気的な引力と反発力を利用したまったく新しい
タイプの光学素子、および該光学素子を配列した透過型
あるいは反射型の表示板を得ることができる。

【００５５】本発明で得られる光学素子は、次に示すよ
うな特徴をもつ。

【００５６】(1) 簡単な装置により繊維の集合体が駆
動し、光学的な効果を発生するため、外観上意外性、驚
きを与え、装飾用途などに広く用いることができる。

【００５７】(2) 駆動するものが繊維の集合体である
ため、静電フィルムアクチュエータと比較した場合、外
観上、眩しさが激減され目に対して優しさがあり、感性
が高い。

【００５８】(3) 繊維の配向度はフィルムの配向度よ
り大きいので、偏光性の繊維を用いた場合、高い偏光性
が得られ、コントラストの効いた光学素子を提供するこ
とができる。

【００５９】(4) 繊維により光の乱反射が起こるた
め、光学素子があたかも、すりガラスのように見えるな
どの効果が得られ、フィルムを用いる場合と比較して、
優れた鮮明画像を与えるので、看板、垂れ幕などの表示
材料として用いることに適している。

【００６０】(5) 構成材料をすべてシート状のものに
することが可能であるため、薄膜状の光学素子が得られ
る。

【００６１】(6) 構成材料をすべてシート状のものに
することが可能であるため、フレキシブルな光学素子が
得られる。

【００６２】(7) 液晶セルに比べて光のオン・オフ速
度もしくは色、明度、彩度の変化速度は遅いが、電圧印
加に対して記憶性をもつ。

【００６３】(8) 液晶セルのような厳密な構成を必要
としないため、製造が容易である。 (9) 製造が容易であること、使用する材料が安価であ
ることなどから、ＬＣＤに比べはるかに低コストでの供
給が可能である。

【００６４】また、本発明で得られる表示板は、画素と
して本発明の光学素子を用いているため、上述の光学素
子の特徴をすべて有しており、さらに、次に示すような
特徴をも合わせもつ。

【００６５】(1) 透過型および反射型の表示板が得ら
れる。

【００６６】(2) 単色およびカラーの表示板が得られ
る。

【００６７】(3) ＬＣＤに比べ表示の書き換え速度は
遅いが、電圧印加を遮断しても表示内容を保持できる。

【００６８】(4) 光学素子の構造が単純であることか
ら、安価な製造コストで表示板の大型化が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光学素子の一例を示す側面断面図。

【図２】 本発明の表示板の一例を示す図。

【符号の説明】

１： 繊維の集合体 ２： 放射状電極 ３： 固定部 ４： 絶縁ペースト ５： スペーサー ６： シート状物 ７： 表示板 ８： 光学素子 ９： 画像制御部

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２枚のシート状物からなり、その少なく
   とも１枚が駆動部であり、該駆動部は複数の帯状電極と
   絶縁体とからなる固定部に支持されてなる構造を有し、
   該帯状電極に電圧を印加したときに、該駆動部と該固定
   部との間に生じる静電気的な引力と反発力によって駆動
   する光学素子において、該駆動部を構成する該シート状
   物が繊維の集合体であること特徴とする光学素子。
2. 【請求項２】 請求項１記載の光学素子において、帯状
   電極の配置が、放射状であることを特徴とする光学素
   子。
3. 【請求項３】 請求項１および２記載の光学素子におい
   て、繊維の集合体が、繊維シートであることを特徴とす
   る光学素子。
4. 【請求項４】 請求項３記載の繊維シートが、織物、編
   物、不織布の少なくとも一種から構成されたものである
   ことを特徴とする光学素子。
5. 【請求項５】 請求項３記載の繊維シートが、織物表面
   に占める緯糸あるいは経糸の割合が６０％以上の織物で
   あることを特徴とする光学素子。
6. 【請求項６】 請求項３記載の繊維シートが、多重織組
   織を有する織物であることを特徴とする光学素子。
7. 【請求項７】 請求項１および２記載の光学素子におい
   て、２枚のシート状物のうち、駆動部を構成する第１の
   シート状物が偏光性を有する織物であり、第２のシート
   状物が偏光板であることを特徴とする光学素子。
8. 【請求項８】 請求項１および２記載の光学素子におい
   て、２枚のシート状物のうち、駆動部を構成する第１の
   シート状物が偏光性を有する織物であり、第２のシート
   状物が偏光フィルムであることを特徴とする光学素子。
9. 【請求項９】 請求項７および８記載の偏光性を有する
   織物が、偏光性を有する絶縁性の繊維と、帯電防止効果
   を有する繊維とからなる織物であることを特徴とする光
   学素子。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の偏光性を有する絶縁性
    の繊維が、ヨウ素を吸着したポリビニルアルコール繊維
    であることを特徴とする光学素子。
11. 【請求項１１】 請求項９記載の偏光性を有する絶縁性
    の繊維が、二色性染料を吸着した繊維を延伸配向したも
    のであることを特徴とする光学素子。
12. 【請求項１２】 請求項９記載の帯電防止効果を有する
    繊維が、導電成分あるいは制電成分を含有する材料を一
    成分とする繊維であることを特徴とする光学素子。
13. 【請求項１３】 請求項９記載の帯電防止効果を有する
    繊維が、導電成分としてカーボンブラックを含有する材
    料を一成分とする繊維であることを特徴とする光学素
    子。
14. 【請求項１４】 請求項９記載の帯電防止効果を有する
    繊維が、導電成分としてカーボンブラックを含有する繊
    維を一成分とする複合繊維であることを特徴とする光学
    素子。
15. 【請求項１５】 請求項１から請求項１４に記載の光学
    素子を、複数配列してなることを特徴とする表示板。
16. 【請求項１６】 請求項１５に記載の表示板において、
    該光学素子を構成する２枚のシート状物のうち、駆動部
    を構成する第１のシート状物に比べて、第２のシート状
    物が大型であり、第２のシート状物が複数の第１のシー
    ト状物に共通した状態になっていることを特徴とする表
    示板。
17. 【請求項１７】 請求項１５および１６記載の表示板に
    おいて、該表示板の背後に光入射装置を配置することを
    特徴とする表示板。
18. 【請求項１８】 請求項１７記載の表示板において、該
    表示板の前面にカラーフィルターを配置することを特徴
    とする表示板。
19. 【請求項１９】 請求項１５および１６記載の表示板に
    おいて、該表示板の背後に光反射装置を配置することを
    特徴とする表示板。
20. 【請求項２０】 請求項１９記載の表示板において、該
    光反射装置が３ないしは４原色をドット状に配列したも
    のであることを特徴とする表示板。
21. 【請求項２１】 請求項１５から請求項２０に記載の表
    示板において、該表示板の最前面に視野角拡大装置を配
    置することを特徴とする表示板。