(57)【要約】【課題】高コントラストの画像を発光表示可能な応力発光体利用の発光表示装置を提供する。【解決手段】発光表示装置１Ａを、配線基板２と、この配線基板２の片面の長辺に沿う方向（Ｘ方向）及びこれと直交する短辺に沿う方向（Ｙ方向）とにそれぞれ等間隔に配置された多数の円柱状のアクチュエータ３と、各アクチュエータ３の一部に設けられた応力発光体４と、アクチュエータ３の表面を覆う保護フィルム５と、配線基板２に実装された制御回路（制御手段）６及びドライバ回路７とから構成する。アクチュエータ３としては、形状記憶樹脂、形状記憶合金、圧電素子（電歪素子）、イオン伝導性高分子アクチュエータ、導電性高分子アクチュエータなどからなるものを用いることができる。【選択図】図１
2010008488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
面方向に配列された複数のアクチュエータと、前記アクチュエータ毎に設けられ、前記アクチュエータの駆動に伴う機械的外力を受けたときに弾性変形領域で可逆的に発光する応力発光体と、前記複数のアクチュエータを個別に駆動する駆動手段とを備えたことを特徴とする発光表示装置。
【請求項２】
前記複数のアクチュエータが、柔軟性の連結部材を介して互いに連結されていることを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置。
【請求項３】
前記各アクチュエータの周囲を、遮光部材にて覆ったことを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置。
【請求項４】
前記複数のアクチュエータを配線基板上に設定すると共に、前記アクチュエータの端部に設けられた前記応力発光体の表面を保護フィルムにて覆ったことを特徴とする請求項１に記載の発光表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクチュエータ及び応力発光体を用いた発光表示装置に係り、特に、発光表示装置に発光表示させる画像のコントラストを高める手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、常温において機械的外力を受けたときに弾性変形領域で可逆的に発光する応力発光体が開発されている（例えば、非特許文献１参照）。また、近年、数Ｖ程度の低電圧を加えることにより、空気中において変形するアクチュエータも開発されている（例えば、非特許文献２参照）。更には、これらの応力発光体及びアクチュエータを用いた発光表示装置の開発も進められている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１には、図１０に示すように、フィルム状に形成された応力発光体１００の片面に、複数の電歪棒（アクチュエータ）１０１を配列した発光表示装置が開示されている。かかる構成の発光表示装置は、複数の電歪棒１０１のうちのいずれかに電圧を印加することにより、応力発光体１００の一部に機械的外力を与えることができるので、応力発光体１００における所望の箇所を選択的に発光させることが可能で、フィルム状の応力発光体１００に任意の画像を表示することができる。
【非特許文献１】「応力発光材料とその応用」、徐  超男、九州工業技術研究所（［現］産業技術総合研究所九州センター）平成１１年度研究講演会  講演要旨集（１９９９）
【非特許文献２】「ポリマー系アクチュエータ」、安積欣志、「未来型アクチュエータ材料・デバイス」、シーエムシー出版、２００６年発行、ｐｐ．２３２−２４０
【特許文献１】特再２００３−０７８８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、この種の任意の画像を表示可能な発光表示装置には、言うまでもなく、コントラストが高く、視認しやすい画像を表示できることが求められる。しかしながら、図１０に示した従来の発光表示装置は、フィルム状に形成された応力発光体１００の片面に複数の電歪棒１０１を配列してなるので、１つの電歪棒１０１に電圧を印加して応力発光体１００の一部に機械的外力を付与したとき、その機械的外力が、応力発光体１００の弾性により、機械的外力を受けた部分の周辺にまで伝搬され、機械的外力を受けた部分のみならず、その周辺部分も発光する。このため、表示される画像では充分なコントラストが得られなかった。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高コントラストの画像を発光表示可能な応力発光体利用の発光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】
【０００６】
本発明は、前記の課題を解決するため、第１に、発光表示装置を、面方向に配列された複数のアクチュエータと、前記アクチュエータ毎に設けられ、前記アクチュエータの駆動に伴う機械的外力を受けたときに弾性変形領域で可逆的に発光する応力発光体と、前記複数のアクチュエータを個別に駆動する駆動手段とを備えるという構成にした。
【０００７】
かかる構成によると、各アクチュエータ毎に応力発光体を設けるので、１のアクチュエータを駆動したときに、その変形に伴う機械的外力が他のアクチュエータに設けられた応力発光体に伝搬するということが構造的にあり得ず、高コントラストの画像を表示することができる。なお、この構成の発光表示装置は、外部からアクチュエータに機械的外力が付与された場合にも、その機械的外力がアクチュエータを介して応力発光体に伝達され、応力発光体が発光されるので、表示面上に手書きの画像を表示することもできる。
【０００８】
本発明は第２に、前記第１の発光表示装置において、前記複数のアクチュエータが、柔軟性の連結部材を介して互いに連結されているという構成にした。
【０００９】
かかる構成によると、複数のアクチュエータを連結部材を介して互いに連結するので、個々のアクチュエータ及び応力発光体を個別に取り扱う場合に比べて、発光表示装置の組み立て時等におけるアクチュエータ及び応力発光体の取り扱いを容易なものにすることができる。また、連結部材は、柔軟性の材料をもって形成するので、１のアクチュエータを駆動することにより発生する機械的外力が連結部材によって吸収され、周辺に及ぶことがない。よって、発光表示のコントラストが害されることもない。
【００１０】
本発明は第３に、前記第１の発光表示装置において、前記各アクチュエータの周囲を、遮光部材にて覆うという構成にした。
【００１１】
かかる構成によると、各アクチュエータの周囲に遮光部材を設けるので、１のアクチュエータを駆動して、当該１のアクチュエータに設けられた応力発光体を発光させたとき、アクチュエータの周辺方向に放射される光を遮光部材にて遮光することができる。よって、発光の滲みを防止又は抑制できて、発光表示のコントラストをより高めることができる。
【００１２】
本発明は第４に、前記第１の発光表示装置において、前記複数のアクチュエータを配線基板上に設定すると共に、前記アクチュエータの端部に設けられた前記応力発光体の表面を保護フィルムにて覆うという構成にした。
【００１３】
かかる構成によると、アクチュエータを配線基板上に設定するので、アクチュエータに対する電気配線を容易化することができる。また、応力発光体の表面を保護フィルムにて覆うので、応力発光体の摩耗や汚損を防止でき、発光表示装置の耐久性を高めることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、発光表示装置を、面方向に配列された複数のアクチュエータと、前記アクチュエータ毎に設けられ、前記アクチュエータの駆動に伴う機械的外力を受けたときに弾性変形領域で可逆的に発光する応力発光体と、前記複数のアクチュエータを個別に駆動する駆動手段を備える構成とするので、１のアクチュエータを駆動したときに、その変形に伴う機械的外力が他のアクチュエータに設けられた応力発光体に伝搬せず、高コントラストの画像を表示することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る発光表示装置の実施形態を、図を参照しながら説明する。
【００１６】
図１及び図２に示すように、第１実施形態に係る発光表示装置１Ａは、配線基板２と、この配線基板２の片面の長辺に沿う方向（Ｘ方向）及びこれと直交する短辺に沿う方向（Ｙ方向）とにそれぞれ等間隔に配置された多数の円柱状のアクチュエータ３と、各アクチュエータ３の一部（図１及び図２の例では、アクチュエータ３の上端）に設けられた応力発光体４と、アクチュエータ３の表面を覆う保護フィルム５と、配線基板２に実装された制御回路（制御手段）６及びドライバ回路７とを備えてなる。
【００１７】
配線基板２には、図３（ａ），（ｂ）に示すように、アクチュエータ３の取付孔２１が所定の配列で開設されている。そして、その表面側には、図３（ａ）に示すように、各取付孔２１内に設定されるアクチュエータ３の一方の電極を個別に接続するための個別配線２２が施され、その裏面側には、図３（ｂ）に示すように、各取付孔２１内に設定されるアクチュエータ３の他方の電極を共通に接続するための共通配線２３が施されている。
【００１８】
アクチュエータ３としては、形状記憶樹脂、形状記憶合金、圧電素子（電歪素子）、イオン伝導性高分子アクチュエータ、導電性高分子アクチュエータなどからなるものを用いることができる。
【００１９】
形状記憶樹脂及び形状記憶合金からなるアクチュエータ３は、図４に示すように、取付孔２１内に設定し、表面の２箇所に個別配線２２及び共通配線２３を接続することにより、駆動可能となる。
【００２０】
圧電素子からなるアクチュエータ３には、図５に示すように、胴部に上部電極３１及び下部電極３２が延長して配置される。このように構成することにより、取付孔２１内に設定したときに、上部電極３１と個別配線２２との接続、及び下部電極３２と共通配線２３との接続が可能になり、アクチュエータ３として機能させることができる。
【００２１】
イオン伝導性高分子アクチュエータ３は、イオン伝導性高分子３３の表裏両面に上部電極３１及び下部電極３２を設けたものであって、そのまま用いることもできるし、図６に示すように、所要の樹脂３４内に封入して用いることもできる。イオン伝導性高分子アクチュエータ３を樹脂３４内に封入して用いる場合には、図６に示すように、樹脂３４の表面に、上部電極３１と電気的に接続された外付け上部電極３５及び下部電極３２と電気的に接続された外付け下部電極３６が形成される。このように構成することにより、取付孔２１内に設定したときに、外付け上部電極３５と個別配線２２との接続、及び外付け下部電極３６と共通配線２３との接続が可能になり、アクチュエータ３として機能させることができる。
【００２２】
導電性高分子アクチュエータ３は、導電性高分子３７の表裏両面に上部電極３１及び下部電極３２を設けたものであって、図７に示すように、筒状に巻回すると共に、その外端を反対側に折り返すことによって、胴部に上部電極３１及び下部電極３２を露出させることができる。このように構成することにより、取付孔２１内に設定したときに、上部電極３１と個別配線２２との接続、及び下部電極３２と共通配線２３との接続が可能になり、アクチュエータ３として機能させることができる。
【００２３】
なお、図１、図４〜図７の例では、アクチュエータ３が円柱状に形成されているが、本願発明の要旨はこれに限定されるものではなく、三角柱状、四角柱状、五角柱状、六角柱状など、任意の形状に形成することができる。
【００２４】
応力発光体４は、ＺｎＳ：Ｍｎ粉末などの応力発光粉末を高純度の樹脂母体に分散したものなどを用いることができる。なお、図１及び図２の例では、応力発光体４がアクチュエータ３の下端部に設けられているが、本願発明の要旨はこれに限定されるものではなく、アクチュエータ３の上端部に設ける、アクチュエータ３の上下両端部に設ける、柱状に形成されたアクチュエータ３の同部に設ける、筒状に形成されたアクチュエータ３の内部空間内に封入するなどの手段を採ることもできる。
【００２５】
保護フィルム５は、応力発光体４を機械的又は化学的な悪影響から保護するもので、可撓性を有する透明プラスチックをもって形成される。
【００２６】
制御回路６は、配線基板２に形成された個別配線２２及び共通配線２３を通じて各アクチュエータ３の駆動を制御するものであり、ドライバ回路７を通して多数のアクチュエータ３の中から所要のアクチュエータ３のみを選択的に駆動することにより、そのアクチュエータ３に設けられた応力発光体４を発光させて、所要の画像を発光表示させる。
【００２７】
本例の発光表示装置１Ａは、各アクチュエータ３毎に応力発光体４を設けるので、１のアクチュエータ３を駆動したときに、その変形に伴う機械的外力が他のアクチュエータに設けられた応力発光体４に伝搬するということがなく、高コントラストの画像を表示することができる。また、保護フィルム５の外側から応力発光体４に機械的外力を付与することによっても、応力発光体４を発光させることができ、この場合にも、手書きの画像を高コントラストで表示することができる。さらに、本例の発光表示装置１Ａは、アクチュエータ３を配線基板２上に設定するので、アクチュエータ３に対する電気配線を容易化できると共に、アクチュエータ３の端部に設けられた応力発光体４の表面を保護フィルム５にて覆うので、応力発光体４の摩耗や汚損を防止できて、発光表示装置の耐久性を高めることができる。加えて、本例の発光表示装置１Ａは、アクチュエータ３の駆動を制御する制御回路６及びドライバ回路７を備えるので、制御回路６から各アクチュエータ３に供給される信号を変更することにより、発光表示装置に任意の画像を所要のタイミングで表示することができる。
【００２８】
次に、第２実施形態に係る発光表示装置１Ｂを、図８に基づいて説明する。図８に示すように、本例の発光表示装置１Ｂは、隣接して配置される各アクチュエータ３を、柔軟性の連結部材８を介して互いに連結したことを特徴とする。
【００２９】
連結部材８は、例えばシリコンゲル又はアクリルゲルなどのゲル化材や、発砲プラスチック等の発泡材をもって形成される。その他については、第１実施形態に係る発光表示装置１Ａと同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。
【００３０】
このように、隣接して配置される各アクチュエータ３を、柔軟性の連結部材８を介して互いに連結すると、個々のアクチュエータ３及びこれに設けられた応力発光体４を個別に取り扱う場合に比べて、搬送時又は発光表示装置の組み立て時等におけるアクチュエータ３及び応力発光体４の取り扱いを容易なものにすることができ、発光表示装置の低コスト化を図ることができる。なお、連結部材８は、ゲル化材や発泡材等の柔軟性材料をもって形成するので、１のアクチュエータ３を駆動することにより発生する機械的外力が連結部材８によって吸収され、周辺に及ぶことがない。よって、発光表示のコントラストが害されることもない。
【００３１】
次に、第３実施形態に係る発光表示装置１Ｃを、図９に基づいて説明する。図９に示すように、本例の発光表示装置１Ｃは、各アクチュエータ３の周囲を、遮光部材９にて覆うことを特徴とする。
【００３２】
遮光部材９は、黒色に着色されたシリコンゲル又はアクリルゲルなどのゲル化材や、発砲プラスチック等の発泡材をもって形成される。その他については、第１実施形態に係る発光表示装置１Ａと同じであるので、対応する部分に同一の符号を付して説明を省略する。
【００３３】
このように、各アクチュエータ３の周囲に遮光部材９を設けると、１のアクチュエータ３を駆動して、当該１のアクチュエータ３に設けられた応力発光体４を発光させたとき、アクチュエータ３の周辺方向に放射される光を遮光部材９にて遮光できるので、発光の滲みを防止又は抑制できて、発光表示のコントラストをより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施形態に係る発光表示装置の分解斜視図である。
【図２】第１実施形態に係る発光表示装置の要部断面図である。
【図３】配線基板の要部平面図及び裏面図である。
【図４】形状記憶樹脂又は形状記憶合金からなるアクチュエータの構成図である。
【図５】圧電素子からなるアクチュエータの構成図である。
【図６】イオン伝導性高分子アクチュエータの構成図である。
【図７】導電性高分子アクチュエータの構成図である。
【図８】第２実施形態に係る発光表示装置の要部断面図である。
【図９】第３実施形態に係る発光表示装置の要部断面図である。
【図１０】公知例に係る発光表示装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３５】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ    発光表示装置
２    配線基板
３    アクチュエータ
４    応力発光体
５    保護フィルム
６    制御回路（制御手段）
７    ドライバ回路
２１    取付孔
２２    個別配線
２３    共通配線
３１    上部電極
３２    下部電極
【図１】
2010008488.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010008488.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010008488.tif 000009
【図８】
2010008488.tif 000010
【図９】
2010008488.tif 000011
【図１０】
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