JPH09292576A - 光制御素子およびそれを用いた表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電圧の印加によって光の透過を制御することが
でき、しかも、光の吸収をほとんど無くして光の利用効
率を高くすることができる光制御素子を提供する。 【解決手段】金属膜１１の上に導電性ポリマー膜１２と
電解質膜１３とを積層し、その上に電極１４を設けてな
り、電圧の印加により前記導電性ポリマー膜１２が電解
物質１３との間でのイオンの授受を生じて体積を変え、
この導電性ポリマー膜１２の体積変化によって前記金属
膜１１が前記導電性ポリマー膜１２とともに撓み変形す
る駆動片１０にシャッタ板１５を支持させ、前記駆動片
１０の撓み変形により前記シャッタ板１５の角度を変化
させて光の透過を制御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光の透過を制御
する光制御素子およびそれを用いた表示装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】光の透過を制御する光制御素子として
は、一般に、内面に透明電極を形成した一対の透明基板
間に液晶分子がツイスト配向した液晶層を介在させ、前
記一対の基板の外面にそれぞれ偏光板を配置した構成の
液晶素子が利用されている。

【０００３】この液晶素子は、液晶の複屈折効果と一対
の偏光板の偏光作用とを利用し、両基板の電極間への電
圧の印加により液晶分子の配向状態を変化させて光の透
過率を制御するものであり、ドットマトリックス表示を
行なう表示装置等に広く用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記液晶素子
は、入射光が、一方の偏光板の偏光作用により直線偏光
となって液晶層に入射し、液晶の複屈折効果により偏光
状態を変えて他方の偏光板に入射して、この他方の偏光
板を透過する偏光成分の光が出射するため、前記偏光板
での光の吸収が大きく、光の損失が大きいという問題を
もっている。

【０００５】この発明は、電圧の印加によって光の透過
を制御することができ、しかも、光の吸収をほとんど無
くして光の利用効率を高くすることができる光制御素子
を提供するとともに、あわせて、それを用いた明るい表
示装置を提供することを目的としたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の光制御素子
は、金属膜上に導電性ポリマー膜が積層されており、電
圧の印加により前記導電性ポリマー膜が隣接する電解質
層との間でのイオンの授受を生じて体積を変え、この導
電性ポリマー膜の体積変化によって前記金属膜が前記導
電性ポリマー膜とともに撓み変形する駆動片と、この駆
動片に支持されたシャッタ板とからなり、前記駆動片の
撓み変形により前記シャッタ板の角度を変化させて光の
透過を制御することを特徴とするものである。

【０００７】すなわち、この光制御素子は、電圧の印加
による導電性ポリマー膜の体積変化によって前記駆動片
を撓み変形させ、この駆動片の撓み変形による前記シャ
ッタ板の角度変化により光透過領域の面積を変化させて
光の透過を制御するものであり、この光制御素子によれ
ば、前記駆動片への電圧の印加によって光の透過を制御
することができる。

【０００８】そして、この光制御素子は、前記シャッタ
板の角度変化により光透過領域の面積を変化させて光の
透過を制御するものであるため、従来の液晶素子からな
る光制御素子のように偏光板を用いる必要がなく、光の
利用効率を高くすることができる。

【０００９】また、この発明の表示装置は、前記この発
明の光制御素子を、複数個マトリックス状に配列し、こ
れらの光制御素子で光の透過を制御してドットマトリッ
クス表示を行なうことを特徴とするものである。

【００１０】すなわち、この表示装置は、マトリックス
状に配列した各光制御素子の駆動片を電圧の印加によっ
て撓み変形させることにより、これらの光制御素子のシ
ャッタ板の角度変化により各光制御素子の光透過領域の
面積を変化させて光の透過を制御するものであり、この
表示装置によれば、前記各光制御素子でそれぞれ画素を
表示してドットマトリックス表示を行なうことができる
とともに、前記光制御素子での光の吸収がほとんど無い
ため、光の利用効率を高くして明るいドットマトリック
ス表示を行なうことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】この発明の光制御素子は、その少
なくとも駆動片を、電解物質を溶解した電解液中に浸し
て使用してもよいが、前記駆動片に、その導電性ポリマ
ー膜に積層して、電解物質からなる電解質膜を設けてお
くのが好ましく、このように駆動片に電解質膜を設けて
おけば、前記電解液を用いる場合のように光制御素子の
使用条件を制約されることがない。

【００１２】また、この場合は、前記駆動片の金属膜に
電圧印加電極を兼ねさせるとともに、前記導電性ポリマ
ー膜と電解質膜との積層膜の上に、この積層膜をはさん
で前記金属膜と対向する電極を設けて、前記金属膜と前
記電極との間に電圧を印加するのが望ましく、このよう
にすれば、前記導電性ポリマー膜と電解質膜との間での
イオンの授受を良好に行なわせることができる。

【００１３】また、この発明の表示装置において、前記
光制御素子のシャッタ板を遮光板とし、各光制御素子の
背後に光源を配置すれば、各光制御素子で表示される画
素が、前記シャッタ板が閉状態にあるときに暗状態にな
り、前記シャッタ板の開き角度を大きくして光透過領域
の面積を大きくするのにともなって明るくなる。

【００１４】さらに、この表示装置において、前記光制
御素子のシャッタ板を、外光を反射させる反射板とし、
各光制御素子の背後に光吸収膜を配置すれば、各光制御
素子で表示される画素が、前記シャッタ板が閉状態にあ
るときに明状態になり、前記シャッタ板の開き角度を大
きくして、光吸収膜に吸収される光の透過領域の面積を
大きくするのにともなって暗くなる。

【００１５】さらにまた、この発明の表示装置におい
て、前記シャッタ板を遮光板とし、各光制御素子の背後
に蛍光色素膜を表面に備え外光を反射させる蛍光反射パ
ネルが配置すれば、鮮やかな蛍光色の反射型表示が得ら
れる。

【００１６】

【実施例】以下、この発明の光制御素子について、その
一実施例を図１および図２を参照して説明する。図１は
光制御素子の断面図、図２は前記光制御素子の平面図で
ある。

【００１７】この光制御素子は、電圧の印加により撓み
変形する駆動片１０にシャッタ板１５を支持させたもの
であり、この光制御素子は、その周囲からの光漏れを無
くすために配置された遮光プレート１の表面に設けられ
ている。

【００１８】前記駆動片１０は、平面形状が矩形状をな
す薄片であり、電圧印加電極を兼ねる金属膜１１の上に
そのほぼ全面にわたって導電性ポリマー膜１２を固着状
態で積層し、この導電性ポリマー膜１２の上に電解質膜
１３を固着状態で積層するとともに、前記導電性ポリマ
ー膜１２と電解質膜１３との積層膜の上に、前記積層膜
をはさんで前記金属膜１１と対向する電極１４を設けた
ものである。

【００１９】前記金属膜１１は、柔軟な曲げ性をもつよ
うに極薄に形成された溶液中で電気化学的に不活性な金
等の金属薄板であり、この金属膜１１は駆動片１０の平
面形状と同じ形状に形成されており、上記導電性ポリマ
ー膜１２は、前記金属膜１１の上にその全面にわたって
形成されている。

【００２０】この導電性ポリマー膜１２は、例えば、Ｐ
ｙ（ピロール）にＤＢＳ（ドデシルベンゼンサルファネ
ート）を混入したモノマー溶液に上記金属膜１１の表面
を浸し、この金属膜１１を電極とする電界重合により、
前記金属膜１１面に、ＰＰｙ（ポリピロール）にＤＢＳ
をドープしたコンダクティングポリマーからなる導電性
ポリマー膜を生成する方法で形成されている。

【００２１】さらに、上記電解質膜１３は、例えばポリ
オキシエチレン等に代表されるイオン伝導性ポリマーの
溶液を上記導電性ポリマー膜１２の上に塗布することに
より形成されている。

【００２２】この駆動片子１０は、導電性ポリマー膜１
２と電解質膜１３をはさんで対向する金属膜１１と電極
１４との間にパルス電圧を印加することによって駆動さ
れるものであり、その印加電圧は撓み変形制御部１６か
ら供給される。

【００２３】この撓み変形制御部１６は、前記金属膜１
１と電極１４との間に印加するパルス電圧の極性と電圧
値を制御するものであり、金属膜１１と電極１４との間
に一方の極性の電圧を印加すると、導電性ポリマー膜１
２から印加電圧値に応じた量のイオンが電解質膜１３に
移動し、そのイオン放出によって導電性ポリマー膜１２
の体積が変化する。

【００２４】また、前記金属膜１１と電極１４との間に
他方の極性の電圧を印加すると、電解質膜１３から導電
性ポリマー膜１２に印加電圧値に応じた量のイオンがド
ープされ、導電性ポリマー膜１２の体積がイオン放出時
とは逆に変化する。

【００２５】この導電性ポリマー膜１２のイオン放出時
およびドープ時の体積の変化量は、印加電圧値、つまり
導電性ポリマー膜１２からのイオンの放出量およびドー
プ量に対応する。

【００２６】そして、導電性ポリマー膜１２と電解質膜
１３との間でのイオンの授受により導電性ポリマー膜１
２の体積が変化すると、その体積変化により金属膜１１
が導電性ポリマー膜１２とともに撓み変形し、それによ
って駆動片１０がそのほぼ全体にわたって撓み変形す
る。

【００２７】すなわち、上記導電性ポリマー膜１２は、
電圧の印加によるイオンの放出およびドープによって体
積を変えるが、導電性ポリマー膜１２が固着状態で積層
されている金属膜１１は電圧を印加してもその体積は変
化しないため、導電性ポリマー膜１２の体積が小さくな
ると、この導電性ポリマー膜１２の縮小力によって金属
膜１１が導電性ポリマー膜１２とともに撓み変形して、
駆動片１０がその表面方向に向かって円弧状に撓み、ま
た前記導電性ポリマー膜１２の体積が元に戻ると、駆動
片１０が元のフラットな状態に戻る。

【００２８】この撓み変形素子１０の撓み変形特性は、
前記導電性ポリマー膜１２の物性によって異なり、例え
ば導電性ポリマー膜１２が、イオン放出により収縮し、
イオンドープによって膨脹する物性のものである場合
は、導電性ポリマー膜１２からイオンを放出させる極性
の電圧を印加したときに、駆動片１０がその表面方向に
向かって円弧状に撓み変形する。

【００２９】また、導電性ポリマー膜１２が、イオン放
出により膨脹し、イオンドープによって縮小する物性の
ものである場合は、導電性ポリマー膜１２にイオンがド
ープされる極性の電圧を印加したときに、駆動片１０を
その表面方向に向かって円弧状に撓み変形させることが
できる。

【００３０】なお、この実施例では、上記導電性ポリマ
ー膜１２と電解質膜１３との界面を、その両方の膜１
２，１３の成分が混在した組成とするとともに、その組
成比を、導電性ポリマー膜１２と電解質膜１３との間で
連続的に変化させている。

【００３１】すなわち、前記導電性ポリマー膜１２と電
解質膜１３の界面部以外での組成比はそれぞれ１００％
であるが、界面部では、導電性ポリマー膜１２の組成比
が電解質膜１３に近づくのにともなって少なくなり、電
解質膜１３の組成比が導電性ポリマー膜１２に近づくの
にともなって少なくなっている。

【００３２】上記導電性ポリマー膜１２と電解質膜１３
との界面がこのような組成であれば、前記導電性ポリマ
ー膜１２と電解質膜１３との間でのイオンの授受がスム
ーズに行なれるため、駆動片１０は電圧の印加に対して
応答性良く撓み変形する。

【００３３】また、上記電解質膜１３を可撓性に優れた
膜であるとともに、上記電極１４も可撓性に優れた薄膜
電極であり、したがって、駆動片１０の撓み変形に対す
る電解質膜１３と電極１４の抵抗はほとんど問題になら
ない。

【００３４】ただし、前記電解質膜１３と電極１４は、
これらを複数に分割して形成してもよく、このようにす
れば、電解質膜１３と電極１４が駆動片１０の撓み変形
に対して抵抗となる度合をさらに小さくすることができ
る。

【００３５】この電解質膜１３と電極１４の分割パター
ンとしては、様々なパターンが考えられるが、この実施
例のような平面形状が矩形状の駆動片１０の場合は、そ
の幅方向の撓み変形量に比べて長さ方向の撓み変形量が
大きいため、前記電解質膜１３と電極１４とを、撓み変
形量が大きい長さ方向において複数に分割するのが好ま
しい。

【００３６】また、このように電極１４を分割する場合
は、各分割電極をリード線等により共通接続してそのう
ちの１つの電極を前記撓み変形制御部１６に接続する
か、あるいは各分割電極をその全てが蛇行線状につなが
った形状に形成して、その一端を前記撓み変形制御部１
６に接続すればよい。

【００３７】一方、上記シャッタ板１５は、上記遮光プ
レート１に設けられた開口２を充分に覆う外形および大
きさを有する遮光板であり、この実施例では、前記シャ
ッタ板１５を上記駆動片１０の金属膜１１と一体に形成
している。

【００３８】そして、上記駆動片１０とその一端に支持
されたシャッタ板１５とからなる光制御素子は、上記遮
光プレート１の開口２をシャッタ板１５で覆うようにし
て前記遮光プレート１の表面に配置され、前記駆動片１
０の基端部を遮光プレート１に固定されている。

【００３９】上記光制御素子は、上記遮光プレート１の
裏面側から入射する光の透過を制御するものであり、光
制御素子が図１に実線で示した状態にあるとき、すなわ
ち、駆動片１０がフラットな状態にあり、シャッタ板１
５が遮光プレート１の開口２を覆うように倒伏している
状態では、図１に矢印で示したように遮光プレート１の
裏面側から入射する光が前記シャッタ板１５で遮られ
る。

【００４０】また、前記光制御素子の駆動片１０に所定
の極性の電圧を印加してこの駆動片１０を表面方向に撓
み変形させると、この駆動片１０の撓み変形によりシャ
ッタ板１５が図１に鎖線で示すように立上がり回動して
遮光プレート１の開口２が開放され、裏面側からの入射
光が表面側に出射する。

【００４１】なお、図１に鎖線で示した状態は、シャッ
タ板１５が遮光プレート１に対してほぼ垂直に立上がっ
た状態であるが、シャッタ板１５の立上がり角は駆動片
１０の撓み変形量に相当し、この駆動片１０は印加され
る電圧値に応じて撓み変形するため、シャッタ板１５の
立上がり角、つまり光透過領域の面積は、印加電圧値を
制御することによって任意に選ぶことができる。

【００４２】すなわち、上記光制御素子は、電圧の印加
による導電性ポリマー膜１２の体積変化によって駆動片
１０を撓み変形させ、この駆動片１０の撓み変形による
シャッタ板１５の角度変化により光透過領域の面積を変
化させて光の透過を制御するものであり、この光制御素
子によれば、前記駆動片１０への電圧の印加によって光
の透過を制御することができる。

【００４３】そして、この光制御素子は、前記シャッタ
板１５の角度変化により光透過領域の面積を変化させて
光の透過を制御するものであるため、従来の液晶素子か
らなる光制御素子のように偏光板を用いる必要がなく、
したがって、光の吸収をほとんど無くして光の利用効率
を高くすることができる。

【００４４】なお、上記実施例の光制御素子は、その裏
面側から入射する光の透過制御に限らず、表面側から入
射する光の透過制御にも利用できるものであり、その場
合も、シャッタ板１５を倒伏させれば入射光が遮られ、
シャッタ板１５を立上がり回動させれば表面側からの入
射光が裏面側に出射する。

【００４５】さらに、上記実施例の光制御素子はシャッ
タ板１５を遮光板としたものであるが、前記シャッタ板
１５は反射板であってもよく、その場合は、シャッタ板
１５を倒伏させて光透過領域の面積を小さくするのにと
もなって反射光量が増加し、シャッタ板１５を立上がり
回動させて光透過領域の面積を大きくするのにともなっ
て反射光量が減少する。

【００４６】また、上記実施例では、光制御素子の駆動
片１０に、その導電性ポリマー膜１２に積層して電解質
膜１３を設けるとともにその上に電極１４を形成してい
るが、前記駆動片１０は、前記電解質膜１３と電極１４
を備えないものでもよく、その場合でも、光制御素子の
少なくとも駆動片１０を、電解物質を溶解した電解液に
浸し、この電解液中に電極を配置しておけば、前記電極
と金属膜１１との間への電圧の印加により導電性ポリマ
ー膜１２が電解液中の電解物質との間でのイオンの授受
を生じて体積を変えるため、この導電性ポリマー膜１２
の体積変化によって金属膜１１が前記導電性ポリマー膜
１２とともに撓み変形する。なお、この場合は、光制御
素子全体を電解液を封入した透明容器内に配置するのが
構造的に簡単である。

【００４７】ただし、好ましい光制御素子の構成は、上
記実施例のように、駆動片１０に導電性ポリマー膜１２
に積層して電解質膜１３を設ける構成であり、このよう
に駆動片１０に電解質膜１３を設けておけば、電解液を
用いる場合のように光制御素子の使用条件を制約される
ことがない。

【００４８】また、この場合は、上記実施例のように、
駆動片１０の金属膜１１に電圧印加電極を兼ねさせると
ともに、導電性ポリマー膜１２と電解質膜１３との積層
膜の上に、この積層膜をはさんで前記金属膜１１と対向
する電極１４を設けて、前記金属膜１１と前記電極１４
との間に電圧を印加するのが望ましく、このようにすれ
ば、導電性ポリマー膜１２と電解質膜１３との間でのイ
オンの授受を円滑に行なわせることができる。

【００４９】次に、上記光制御素子を用いたこの発明の
表示装置について、その一実施例を図３〜図５を参照し
て説明する。図３は表示装置の一部分の断面図、図４は
前記表示装置の一部分の平面図である。

【００５０】この表示装置は、図１および図２に示した
構成でシャッタ板１５を遮光板とした光制御素子を、複
数個マトリックス状に配列し、これらの光制御素子で光
の透過を制御してドットマトリックス表示を行なうもの
であり、この実施例では、上記遮光プレート１を、複数
の開口２をマトリックス状に配列して形成したものと
し、この遮光プレート１の表面に、その各開口２にそれ
ぞれ対応させて上記光制御素子を設けるとともに、これ
らの光制御素子の背後に、前記遮光プレート１の背面に
対向させてパネル状光源１７を配置している。

【００５１】なお、上記遮光プレート１の各開口２およ
び前記光制御素子のシャッタ板１５の縦横の幅は１００
μｍ〜１ｍｍ程度であり、解像度の高い画像を表示する
ものほど小さく設定されている。また、各光制御素子の
駆動片１０とシャッタ板１５の表面、および遮光プレー
ト１の表面は、例えば黒色系の光吸収インクで塗装して
おくのが望ましい。

【００５２】この表示装置は、マトリックス状に配列し
た各光制御素子の駆動片１０を電圧の印加によって撓み
変形させることにより、これらの光制御素子のシャッタ
板１５の角度変化により各光制御素子の光透過領域の面
積を変化させて光の透過を制御するものであり、この実
施例では、光制御素子のシャッタ板１５を遮光板とし、
各光制御素子の背後にパネル状光源１７を配置している
ため、各光制御素子で表示される画素が、前記シャッタ
板１５が閉状態にあるときに暗状態になり、前記シャッ
タ板１５の開き角度を大きくして光透過領域の面積を大
きくするのにともなって明るくなる。

【００５３】図５は、上記光源１７が白色光源であると
きの、１つの光制御素子のシャッタ板１５の開き角度と
表示画素Ｄとの関係を示しており、図５の（ａ）のよう
にシャッタ板１５が完全に倒伏した全閉状態では、遮光
プレート１の開口２に入射した光の全てがシャッタ板１
５で遮られ、黒の画素が表示される。

【００５４】また、図５の（ｂ）のようにシャッタ板１
５が斜めに立ち上がった状態では、遮光プレート１の開
口２に入射した光のうち、シャッタ板１５の立ち上がり
角に応じた面積の光透過領域に入射した光が表面側に出
射して画素領域の一側が白になるが、他の領域（入射光
がシャッタ板１５で遮られる領域）は黒であるため、表
示画素Ｄが白と黒の中間の明るさの灰色画素として見え
る。

【００５５】この場合、前記灰色画素の明るさは、シャ
ッタ板１５の立ち上がり角に応じて変化し、シャッタ板
１５の立ち上がり角が小さくなるのにともなって黒に近
くなり、シャッタ板１５の立ち上がり角が大きくなるの
にともなって白に近くなるため、光制御素子の駆動片１
０に印加する電圧を制御してシャッタ板１５の立ち上が
り角を変えてやれば、複数の階調の灰色画素を表示する
ことができる。

【００５６】さらに、図５の（ｃ）のようにシャッタ板
１５がほぼ垂直に立ち上がった全開状態では、遮光プレ
ート１の開口２に入射した光の全てが表面側に出射し、
白の画素が表示される。

【００５７】したがって、この表示装置によれば、上記
各光制御素子でそれぞれ画素を表示してドットマトリッ
クス表示を行なうことができるとともに、前記光制御素
子での光の吸収がほとんど無いため、光の利用効率を高
くして明るいドットマトリックス表示を行なうことがで
きる。

【００５８】なお、上記実施例では、光源１７を白色光
源としたが、この光源１７を、複数の色の光、例えば
赤、緑、青の光を発する着色光発光部を各光制御素子に
対応させて交互に配列したものとすれば、多色あるいは
フルカラーのカラー画像を表示することができる。

【００５９】また、上記実施例では、マトリックス状に
配列した光制御素子の背後に光源１７を配置している
が、この光源を反射パネルに置き換えれば、外光を利用
する反射型表示を行なうことができる。

【００６０】さらにまた、上記表示装置において、シャ
ッタ板１５を遮光板とし、各光制御素子の背後に蛍光色
素膜を表面に備え外光を反射させる蛍光反射パネルが配
置すれば、鮮やかな蛍光色の反射型表示が得られる。ま
た、各光制御素子ごとに例えば赤、緑、青の各色の蛍光
反射パネルを交互に並べて配置すれば、多色またはフル
カラーの反射型カラー表示装置が得られる。

【００６１】さらに、上記実施例では、光制御素子のシ
ャッタ板１５を遮光板としているが、外光を利用する反
射型表示を行なう表示装置の場合は、前記シャッタ板１
５は反射板であってもよく、その場合は、マトリックス
状に配列した各光制御素子の背後に光吸収膜を配置する
のが望ましい。

【００６２】図６はこの発明の表示装置の他の実施例を
示す一部分の断面図である。この実施例の表示装置は、
図１および図２に示したシャッタ板１５を反射板とした
光制御素子を、複数個マトリックス状に配列するととも
に、これらの光制御素子の背後に、前記遮光プレート１
の背面に対向させて光吸収膜１８を配置したものであ
り、各光制御素子は前記光吸収膜１８の表面に配置さ
れ、駆動片１０の基端部を光吸収膜１８に固定されてい
る。

【００６３】なお、前記光吸収膜１８は黒色系の光吸収
膜が望ましく、また、各光制御素子の駆動片１０部分の
表面は、例えば黒色系の光吸収インクで塗装しておくの
が望ましい。

【００６４】この表示装置は、マトリックス状に配列し
た各光制御素子の駆動片１０を電圧の印加によって撓み
変形させることにより、これらの光制御素子のシャッタ
板１５の角度変化により各光制御素子の光透過領域の面
積を変化させて外光の透過と反射を制御するものであ
り、この実施例では、光制御素子のシャッタ板１５を反
射板とし、各光制御素子の背後に光吸収膜１８を配置し
ているため、各光制御素子で表示される画素が、前記シ
ャッタ板１５が閉状態にあるときに明状態になり、前記
シャッタ板１５の開き角度を大きくして光透過領域の面
積を大きくするのにともなって暗くなる。

【００６５】すなわち、図６の左側の光制御素子のよう
にシャッタ板１５が完全に倒伏した全閉状態では、画素
領域に入射した外光の全てがシャッタ板１５で反射さ
れ、白の画素が表示される。

【００６６】また、図６の中央の光制御素子のようにシ
ャッタ板１５が斜めに立ち上がった状態では、画素領域
に入射した外光のうち、シャッタ板１５の立ち上がり角
に応じた面積の光透過領域に入射した光が裏面側に透過
して光吸収膜１８に吸収されるため、画素領域の一側が
黒になるが、他の領域（外光がシャッタ板１５で反射さ
れる領域）は白であるため、表示画素Ｄが黒と白の中間
の明るさの灰色画素として見える。

【００６７】この場合、前記灰色画素の明るさは、シャ
ッタ板１５の立ち上がり角に応じて変化し、シャッタ板
１５の立ち上がり角が小さくなるのにともなって白に近
くなり、シャッタ板１５の立ち上がり角が大きくなるの
にともなって黒に近くなるため、光制御素子の駆動片１
０に印加する電圧を制御してシャッタ板１５の立ち上が
り角を変えてやれば、複数の階調の灰色画素を表示する
ことができる。

【００６８】さらに、図６の右側の光制御素子のように
シャッタ板１５がほぼ垂直に立ち上がった全開状態で
は、画素領域に入射した外光の全てが裏面側に透過して
光吸収膜１８に吸収され、黒の画素が表示される。

【００６９】したがって、この表示装置によれば、上記
各光制御素子でそれぞれ画素を表示してドットマトリッ
クス表示を行なうことができるとともに、前記光制御素
子での光の吸収がほとんど無いため、光の利用効率を高
くして明るいドットマトリックス表示を行なうことがで
きる。

【００７０】なお、上記各実施例の表示装置は、駆動片
１０にその導電性ポリマー膜１２に積層して電解質膜１
３を設けるとともにその上に電極１４を形成した光制御
素子を用いたものであるが、前記光制御素子は、駆動片
１０に電解質膜１３と電極１４を設けていないものでも
よく、その場合でも、各光制御素子の少なくとも駆動片
１０を電解物質を溶解した電解液に浸し、この電解液中
に電極を配置しておけば、前記電極と駆動片１０の金属
膜１１との間への電圧の印加により導電性ポリマー膜１
２が電解液中の電解物質との間でのイオンの授受を生じ
て体積を変えるため、各光制御素子の駆動片１０を撓み
変形させてシャッタ板１５の角度を変化させることがで
きる。なお、この場合は、光制御素子のマトリックス状
配列体を電解液を封入した透明容器内に配置するのが構
造的に簡単である。

【００７１】また、上記実施例の光制御素子は、そのシ
ャッタ板１５を駆動片１０の金属膜１１と一体に形成し
ているが、このシャッタ板１５は、前記金属膜１１とは
別体のものとして駆動片１０の端部の表面または裏面に
貼り付けてもよい。

【００７２】

【発明の効果】この発明の光制御素子は、金属膜上に導
電性ポリマー膜が積層されており、電圧の印加により前
記導電性ポリマー膜が隣接する電解質層との間でのイオ
ンの授受を生じて体積を変え、この導電性ポリマー膜の
体積変化によって前記金属膜が前記導電性ポリマー膜と
ともに撓み変形する駆動片と、この駆動片に支持された
シャッタ板とからなり、前記駆動片の撓み変形により前
記シャッタ板の角度を変化させて光の透過を制御するも
のであるから、従来の液晶素子からなる光制御素子のよ
うに偏光板を用いる必要がなく、したがって、光の吸収
をほとんど無くして光の利用効率を高くすることができ
る。

【００７３】この発明の光制御素子は、その少なくとも
駆動片を、電解物質を溶解した電解液中に浸して使用し
てもよいが、前記駆動片に、その導電性ポリマー膜に積
層して、電解物質からなる電解質膜を設けておくのが好
ましく、このように駆動片に電解質膜を設けておけば、
前記電解液を用いる場合のように光制御素子の使用条件
を制約されることがない。

【００７４】また、この場合は、前記駆動片の金属膜に
電圧印加電極を兼ねさせるとともに、前記導電性ポリマ
ー膜と電解質膜との積層膜の上に、この積層膜をはさん
で前記金属膜と対向する電極を設けて、前記金属膜と前
記電極との間に電圧を印加するのが望ましく、このよう
にすれば、前記導電性ポリマー膜と電解質膜との間での
イオンの授受を良好に行なわせることができる。

【００７５】また、この発明の表示装置は、前記この発
明の光制御素子を、複数個マトリックス状に配列し、こ
れらの光制御素子で光の透過を制御してドットマトリッ
クス表示を行なうものであるから、前記各光制御素子で
それぞれ画素を表示してドットマトリックス表示を行な
うことができるとともに、前記光制御素子での光の吸収
がほとんど無いため、光の利用効率を高くして明るいド
ットマトリックス表示を行なうことができる。

【００７６】この発明の表示装置において、前記光制御
素子のシャッタ板を遮光板とし、各光制御素子の背後に
光源を配置すれば、各光制御素子で表示される画素が、
前記シャッタ板が閉状態にあるときに暗状態になり、前
記シャッタ板の開き角度を大きくして光透過領域の面積
を大きくするのにともなって明るくなる。

【００７７】さらに、この表示装置において、前記光制
御素子のシャッタ板を、外光を反射させる反射板とし、
各光制御素子の背後に光吸収膜を配置すれば、各光制御
素子で表示される画素が、前記シャッタ板が閉状態にあ
るときに明状態になり、前記シャッタ板の開き角度を大
きくして、光吸収膜に吸収される光の透過領域の面積を
大きくするのにともなって暗くなる。

【００７８】さらにまた、この発明の表示装置におい
て、前記シャッタ板を遮光板とし、各光制御素子の背後
に蛍光色素膜を表面に備え外光を反射させる蛍光反射パ
ネルが配置すれば、鮮やかな蛍光色の反射型表示が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の光制御素子の一実施例を示す断面
図。

【図２】前記光制御素子の平面図。

【図３】この発明の表示装置の一実施例を示す一部分の
断面図。

【図４】前記表示装置の一部分の平面図。

【図５】前記表示装置の１つの光制御素子のシャッタ板
の開き角度と表示画素との関係を示す図。

【図６】この発明の表示装置の他の実施例を示す一部分
の断面図。

【符号の説明】

１…遮光プレート １０…駆動片 １１…金属膜 １２…導電性ポリマー膜 １３…電解質膜 １４…電極 １５…シャッタ板 １７…光源 １８…光吸収膜

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属膜上に導電性ポリマー膜が積層されて
   おり、電圧の印加により前記導電性ポリマー膜が隣接す
   る電解質層との間でのイオンの授受を生じて体積を変
   え、この導電性ポリマー膜の体積変化によって前記金属
   膜が前記導電性ポリマー膜とともに撓み変形する駆動片
   と、この駆動片に支持されたシャッタ板とからなり、前
   記駆動片の撓み変形により前記シャッタ板の角度を変化
   させて光の透過を制御することを特徴とする光制御素
   子。
2. 【請求項２】前記電解質層は導電性ポリマー膜に積層さ
   れた電解物質からなる電解質膜であることを特徴とする
   請求項１に記載の光制御素子。
3. 【請求項３】前記駆動片の金属膜が電圧印加電極を兼ね
   ているとともに、前記導電性ポリマー膜と電解質膜との
   積層膜の上に、この積層膜をはさんで前記金属膜と対向
   する電極が設けられており、前記金属膜と前記電極との
   間に電圧が印加されることを特徴とする請求項２に記載
   の光制御素子。
4. 【請求項４】金属膜上に導電性ポリマー膜が積層されて
   おり、電圧の印加により前記導電性ポリマー膜が隣接す
   る電解質層との間でのイオンの授受を生じて体積を変
   え、この導電性ポリマー膜の体積変化によって前記金属
   膜が前記導電性ポリマー膜とともに撓み変形する駆動片
   と、この駆動片に支持されたシャッタ板とからなり、前
   記駆動片の撓み変形により前記シャッタ板の角度を変化
   させて光の透過を制御する光制御素子を、複数個マトリ
   ックス状に配列し、これらの光制御素子で光の透過を制
   御してドットマトリックス表示を行なうことを特徴とす
   る表示装置。
5. 【請求項５】前記シャッタ板は遮光板であり、各光制御
   素子の背後に光源が配置されていることを特徴とする請
   求項４に記載の表示装置。
6. 【請求項６】前記シャッタ板は外光を反射させる反射板
   であり、各光制御素子の背後に光吸収膜が配置されてい
   ることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。
7. 【請求項７】前記シャッタ板は遮光板であり、各光制御
   素子の背後に蛍光色素膜を表面に備え外光を反射させる
   反射パネルが配置されていることを特徴とする請求項４
   に記載の表示装置。