(57)【要約】【課題】直流電圧によって液晶を移動させることができる液晶内流動を利用した液晶滴アクチュエータを提供する。【解決手段】液晶滴８と、一対の対向壁面２ａ，２ｂを有し、一対の対向壁面２ａ，２ｂ間に液晶滴８が配置される流路２ｈを備えた移動媒体２と、移動媒体２の流路２ｈ内の液晶滴８を挟むように配置された一対の電極部６ａ，６ｂと、一対の電極部６ａ，６ｂ間に、液晶滴８中に電気流体力学的不安定性に起因する流動を生じさせる電界を形成し得る直流電圧を印加する制御部７と、を備えており、一対の電極部６ａ，６ｂは、一対の電極部６ａ，６ｂ間に直流電圧が印加されると、流路２ｈの軸方向と交差する電界が発生するように配設されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶滴と、
該液晶滴が移動可能に配置される移動媒体と、
該移動媒体に配置された状態の前記液晶滴に電界を印加する一対の電極部を有する電界生成部と、
前記電界生成部の一対の電極部間に、前記液晶滴中に電気流体力学的不安定性に起因する流動を生じさせる電界を形成し得る直流電圧を印加する制御部と、を備えている
ことを特徴とする液晶内流動を利用した液晶滴アクチュエータ。
【請求項２】
前記移動媒体が、
一対の対向壁面を有し、該一対の対向壁面間に前記液晶滴が配置される流路を備えた移動媒体を備えており、
前記一対の電極部は、
前記移動媒体の流路内の前記液晶滴を挟み、該一対の電極部間に直流電圧が印加されると、前記流路の軸方向と交差する電界が発生するように配設されている
ことを特徴とする請求項１記載の液晶内流動を利用した液晶滴アクチュエータ。
【請求項３】
前記移動媒体が、
前記液晶滴が浸漬される液体を有している
ことを特徴とする請求項１または２記載の液晶内流動を利用した液晶滴アクチュエータ。
【請求項４】
前記制御部は、
前記一対の電極部間に印加する直流電圧の大きさを変化させる機能を有している
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の液晶内流動を利用した液晶滴アクチュエータ。
【請求項５】
前記制御部は、
前記一対の電極部間に発生する電界の向きを変化させる機能を有している
ことを特徴とする請求項１、２、３または４記載の液晶を利用した液晶滴アクチュエータ。
【請求項６】
前記電界生成部が複数の電極部を備えており、
前記制御部は、
前記複数の電極部のうち、選択された電極部間に直流電圧を印加する機能を有している
ことを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の液晶内流動を利用した液晶滴アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶内流動を利用した液晶滴アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶は、液晶分子が配向することによってその光学的性質が変化するため、この性質を利用して液晶ディスプレー等の情報表示装置に使用されている。
また、液晶は、電界や磁界を加えて液晶分子の配向方向を変化させるとその粘性が変化する。つまり、液晶は、電気粘性流体としての性質も有しているので、この性質を利用した軸受やダンパー等が開発されている。
【０００３】
特許文献１には、筒状の管体の周方向に沿って電極部と絶縁部とを交互に並べた構成が開示されており、電圧を印加する電極部を周方向に沿って移動させれば、電極部の移動方向に沿って液晶の流動が生じる旨が開示されている。
しかるに、特許文献１の技術は、液晶分子が電極部に引っ張られることによって液晶流動を発生させる技術である。つまり、特許文献１の技術は、あくまでも磁石に金属が引きつけられる現象と同様の現象で液晶を移動させている技術にすぎず、液晶の流動を発生させているものではない。
【０００４】
一方、液晶分子に電場や磁場を印加することによって、実際に液晶流動を発生させることを実現し、この液晶流動を利用する技術が開発されている（特許文献２〜６）。
【０００５】
この特許文献２〜６の技術は、液晶分子の回転に起因して液晶分子の周囲に発生する速度勾配に起因して液晶流動を発生させるという原理に基づくものであり、実際に液晶の流動を発生させることができる。そして、特許文献２〜６では、この液晶流動を利用する構成も開示されている。
【０００６】
また、特許文献７には、液晶滴に電場や磁場を印加することによって、液晶滴の移動を実現する技術が開示されており、この技術を利用することによって、液晶滴を様々な状況で移動させることを実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−４２４３０号
【特許文献２】特許第３５８６７３４号
【特許文献３】特許第４２７３３４１号
【特許文献４】特開２００９−１８５９９３号
【特許文献５】特開２００９−１８５９９４号
【特許文献６】特開２０１０−１８３７５４号
【特許文献７】特開２０１５−９６７６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献２〜７の技術では、液晶に対してパルス電圧を印加することによって液晶流動を発生させるものであるが、直流電圧を印加して液晶を移動させることができれば、液晶の移動を利用しやすくなるので、好ましい。
【０００９】
本発明はかかる事情に鑑み、直流電圧によって液晶を移動させることができる液晶内流動を利用した液晶滴アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１発明の液晶内流動を利用した液晶滴アクチュエータは、液晶滴と、該液晶滴が移動可能に配置される移動媒体と、該移動媒体に配置された状態の前記液晶滴に電界を印加する一対の電極部を有する電界生成部と、前記電界生成部の一対の電極部間に、前記液晶滴中に電気流体力学的不安定性に起因する流動を生じさせる電界を形成し得る直流電圧を印加する制御部と、を備えていることを特徴とする。
第２発明の液晶内流動を利用した液晶滴アクチュエータは、第１発明において、前記移動媒体が、一対の対向壁面を有し、該一対の対向壁面間に前記液晶滴が配置される流路を備えた移動媒体を備えており、前記一対の電極部は、前記移動媒体の流路内の前記液晶滴を挟み、該一対の電極部間に直流電圧が印加されると、前記流路の軸方向と交差する電界が発生するように配設されていることを特徴とする。
第３発明の液晶内流動を利用した液晶滴アクチュエータは、第１または第２発明において、前記移動媒体が、前記液晶滴が浸漬される液体を有していることを特徴とする。
第４発明の液晶内流動を利用した液晶滴アクチュエータは、第１、第２または第３発明において、前記制御部は、前記一対の電極部間に印加する直流電圧の大きさを変化させる機能を有していることを特徴とする。
第５発明の液晶内流動を利用した液晶滴アクチュエータは、第１、第２、第３または第４発明において、前記制御部は、前記一対の電極部間に発生する電界の向きを変化させる機能を有していることを特徴とする。
第６発明の液晶内流動を利用した液晶滴アクチュエータは、第１、第２、第３、第４または第５発明において、前記電界生成部が複数の電極部を備えており、前記制御部は、前記複数の電極部のうち、選択された電極部間に直流電圧を印加する機能を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１発明によれば、液晶滴中に電気流体力学的不安定性に起因する流動を生じさせる電界が生じるので、液晶滴を電界の方向と直交する方向に移動させることができる。したがって、この液晶滴の移動を駆動力として利用すれば、物体を移動させることができる。
第２発明によれば、液晶滴に電界を印加すれば流路に沿って液晶滴を移動させることができる。
第３発明によれば、液晶滴に印加する電界の方向を調整すれば、液体中の液晶滴の移動を調整することができる。
第４発明によれば、印加する電圧を変化させれば、移動速度を変化させることができる。
第５発明によれば、電界の向きを変化させれば、液晶が流動する方向を変化させることができる。
第６発明によれば、電圧を印加する電極部を調整すれば形成される電界を調整できるので、液晶滴の移動を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態の液晶内流動を利用した液晶滴アクチュエータ１の説明図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は概略側面図である。
【図２】電圧ＥＦを加えた際に液晶滴８中に発生する流動を示した図であって、（Ａ）は（Ｂ）のＡ−Ａ線概略断面図であり、（Ｂ）は概略平面図である。
【図３】電極部６ａが複数の電極を有する液晶滴アクチュエータ１の説明図である。
【図４】液体２Ｌを有する移動媒体２Ａに液晶滴８が浸漬されている構成の液晶滴アクチュエータ１の説明図である。
【図５】実験に使用したアクチュエータの概略説明図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は側面図である。
【図６】（Ａ）アクチュエータ中の液晶滴を撮影した液晶滴の模式図であり、（Ｂ）撮影した液晶滴の画像を二値化した場合の概念図を示している。
【図７】パルス電圧によって形成される電界を液晶滴に加えた場合における液晶滴の動きを撮影した画像を二値化したものである。
【図８】直流電圧によって形成される電界を液晶滴に加えた場合における液晶滴の動きを撮影した画像を二値化したものである。
【図９】（Ａ）はパルス電圧および直流電圧によって形成される電界を液晶滴に加えた場合における液晶滴の移動量と時間との関係を表したグラフであり、（Ｂ）は直流電圧の電圧値と液晶滴の移動速度との関係を表したグラフである。
【図１０】微小粒子を混入した液晶滴の移動状況を撮影した画像である。
【図１１】微小粒子を混入した液晶滴の移動状況を撮影した画像である。
【図１２】微小粒子を混入した液晶滴において微小粒子の移動状況を示した図である。
【図１３】微小粒子を混入した液晶滴において微小粒子の移動状況を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
なお、図１〜図４では、各部の構成を分かりやすくするために、各部の相対的な寸法は実際のものと一致していない。
【００１４】
（本実施形態の液晶内流動を利用した液晶滴アクチュエータ１）
まず、図１に基づいて、本実施形態の液晶内流動を利用した液晶滴アクチュエータ１を説明する。
【００１５】
（液晶滴８）
図１において、符号８は、本実施形態の液晶内流動を利用した液晶滴アクチュエータ１（以下単に液晶滴アクチュエータ１という場合がある）の移動体となる液晶滴を示している。この液晶滴８は、図１に示すように、後述する移動媒体２の流路２ｈ内を移動できるように配置されている。具体的には、この流路２ｈ内を、流路２ｈの軸方向（図１では左右方向）に沿って移動できるように配置されている。
【００１６】
なお、本実施形態の液晶内流動を利用した液晶滴アクチュエータ１に使用される液晶滴８は、とくに限定されない。例えば、ネマティック液晶やスメクティック液晶、コレステリック液晶、ディスコティック液晶等であるが、電界を加えたときに、電気流体力学的不安定性に起因する流動が生じる液晶であれば、特に限定はない。
【００１７】
（移動媒体２）
図１に示すように、移動媒体２は、液晶滴８が配置される流路２ｈを備えている。具体的には、移動媒体２には、互いに対向する平行な一対の対向壁２ａ,２ｂを備えており、この一対の対向壁２ａ,２ｂ間に流路２ｈが設けられている。例えば、図１に示すように、一対の平板２ｐ，２p間に一対のスペーサ２ｓ,２ｓを配置して、一対の平板２ｐ，２ｐ間に隙間が形成されるようして移動媒体２を形成することができる。この場合、一対の対向壁２ａ,２ｂと一対のスペーサ２ｓ,２ｓの内面とによって囲まれた空間が流路２ｈとなる。
【００１８】
なお、一対の対向壁２ａ,２ｂは必ずしも平行でなくてもよく、流路２ｈの軸方向の位置において距離が異なっていてもよい。また、一対の対向壁２ａ,２ｂは必ずしも平坦面でなくてもよく、表面に凹凸があってもよい。
【００１９】
（配向膜４）
図１に示すように、一対の対向壁２ａ,２ｂの表面には、配向膜４が形成されている。この配向膜４は、液晶滴８中の液晶分子を所定の方向に配向させるものである。具体的には、配向膜４には、液晶滴８中の液晶分子を移動媒体２の表面と平行（または流路２ｈの軸方向と平行）に配向させるように、その表面にラビング処理が行われている。
【００２０】
なお、液晶滴８中の液晶分子を配向させるのは、後述するように、液晶滴８に電界ＥＦが印加された際に液晶滴８中に所定の形態の流動を発生させるためである。
【００２１】
（制御部７）
図１に示すように、一対の電極部６ａ，６ｂは、配線によって電源を有する制御部７に電気的に接続されている。この制御部７は、一対の電極部６ａ，６ｂ間に直流電圧を印加する機能を有している。
【００２２】
例えば、制御部７は、一対の電極部６ａ，６ｂ間に印加する直流電圧の大きさそのタイミング等を制御して、一対の電極部６ａ，６ｂ間における電界ＥＦの形成や、電界ＥＦを形成するタイミング、形成する電界ＥＦの強度などを調整するものである。
【００２３】
また、制御部７は、一対の電極部６ａ，６ｂ間に印加する直流電圧に形成される電界ＥＦの向きを制御する機能も有している。具体的には、電極部６ａが電極部６ｂに対して高電圧になっている状態と、電極部６ｂが電極部６ａｂに対して高電圧になっている状態と、を切り替える機能を有している。
【００２４】
（本実施形態の液晶内流動を利用した液晶滴アクチュエータ１の作動）
以上のごとき構成であるので、本実施形態の液晶内流動を利用した液晶滴アクチュエータ１において、一対の電極部６ａ，６ｂ間に電圧を印加すると（つまり電極部６ａが電極部６ｂよりも高電圧となるように電圧を印加すると）、一対の電極部６ａ，６ｂ間には電界ＥＦが発生する。例えば、図１、図２では流路２ｈの軸方向と直交する電界ＥＦが発生する。すると、液晶滴８には電界ＥＦが印加されるので、液晶滴８中には、電気流体力学的不安定性に起因して、図２に示すような流動が液晶滴８内に発生する。具体的には、図２（Ｂ）における液晶滴８の中心近傍では右向きの流れが生じ、液晶滴８の左側上部では反時計回りの旋回流が生じ、液晶滴８の左側下部では時計回りの旋回流が生じる。また、液晶滴８の上部では反時計回りの旋回流が生じ、下部では時計回りの旋回流が生じる。液晶滴８の右側ではy軸を回転軸とした旋回流が生じる（図２（Ａ）参照）。つまり、液晶滴８内には、図２（Ｂ）における上下対称かつ，巨視的には右向きの流動が生じるので、液晶滴８は中央部の流動の方向、つまり、右向きに移動する。
【００２５】
したがって、この液晶滴８の移動を駆動力として利用すれば、物体を移動させたりすることができる。例えば、軸状の部材の一端を液晶滴８に浸漬しておけば、液晶滴８とともに軸状の部材が移動するので、軸状の部材の他端の移動を利用することができる。また、液晶滴８内に搬送する物体を混入しておけば、物体を所定の位置まで搬送することも可能となる。
【００２６】
また、制御部７によって、液晶滴８中に電気流体力学的不安定性に起因する流動を生じさせる電界ＥＦを形成し得る直流電圧の範囲で、印加する直流電圧の電圧値を変化させれば、液晶滴８中の流動速度が変化するので、液晶滴８の移動速度を変化させることができる。つまり、印加する直流電圧を大きくすれば液晶滴８の移動速度を速くすることができるし、印加する直流電圧を小さくすれば液晶滴８の移動速度を遅くすることができる。
【００２７】
さらに、制御部７によって電界ＥＦの方向を変化させれば、液晶滴８の移動方向を変化させることができる。例えば、図１において、電極部６ａが電極部６ｂよりも高電圧となるように電圧を印加して電界ＥＦを発生させた場合において、図１の右方向に液晶滴８が移動したとする。この場合には、電極部６ｂが電極部６ａよりも高電圧となるように電界ＥＦを印加して電界を発生させれば、図１の左方向に液晶滴８を移動させることができる。
【００２８】
なお、制御部７は、直流電圧を印加する機能に加えてパルス電圧を印加することができる機能を有していてもよい。この場合、直流電圧を印加するかパルス電圧を印加するかを調整すれば、液晶滴８の移動状態を様々に変化させることができる。
【００２９】
（一対の電極部６ａ，６ｂおよび配向膜４の製造方法）
上述したような、移動媒体２は、その一対の対向壁２ａ,２ｂに一対の電極部６ａ，６ｂおよび配向膜４を有しているが、移動媒体２の一対の対向壁２ａ,２ｂに一対の電極部６ａ，６ｂおよび配向膜４を形成する方法はとくに限定されない。
例えば、以下の方法によって形成することができる。
【００３０】
まず、移動媒体２の一対の対向壁２ａ,２ｂの表面に、スパッタリングや真空蒸着などの方法でＩＴＯ等の膜を形成して一対の電極部６ａ，６ｂを形成する。ついで、一対の電極部６ａ，６ｂが形成された一対の対向壁２ａ,２ｂの表面に、スピンコート法等によって配向膜４を形成する。すると、一対の対向壁２ａ,２ｂの表面に、一対の電極部６ａ，６ｂと、この一対の電極部６ａ，６ｂを覆うように配向膜４を形成することができる。
【００３１】
なお、ＩＴＯ膜を形成する際に、一対の電極部６ａ，６ｂと制御部７とを接続するための配線を一対の対向壁２ａ,２ｂの表面に形成してもよい。この場合には、移動媒体２の一対の対向壁２ａ,２ｂの表面に配線の形状のマスキングをしておけばよい。
【００３２】
また、液晶滴８中の液晶分子を所定の方向に配向させることができ、液晶滴８に電界が印加された際に液晶滴８中に所定の形態の流動を発生させることができるのであれば、必ずしも配向膜４は設けなくてよい。例えば、一対の対向壁２ａ,２ｂに公知のラビングレレス処理や弱アンカリング処理を行ってもよい。なお、弱アンカリング処理とは、特許第4053530号「ゼロ面アンカリング液晶配向法及びその液晶デバイス」に記載されているアンカリング処理、つまり、水平又は斜め配向は強制するが、面内（水平配置している分子の軸がある水平面内）方向の配向強制力ないアンカリング処理などである。
【００３３】
（電極部６が複数の電極を有する場合）
上記例では、基礎部材２の一対の対向壁２ａ,２ｂの表面に、流路２ｈを挟むように一対の電極部６ａ，６ｂを設けた場合を説明した。この場合、各電極部６ａ，６ｂが一つの電極で形成されていてもよいし、各電極部６ａ，６ｂが複数の電極で形成されていてもよい。例えば、図３には、複数の電極を有する電極部６ａを示しているが、この電極部６ａでは複数の電極を格子状に並べて形成した形成している。この場合、対向する電極部６ｂも電極部６ａと同様に電極を格子状に並べて形成し、電極部６ａと電極部６ｂの各電極が対向するように配置する。すると、一対の電極部６ａ，６ｂにおいて、選択された対向する電極間に直流電圧を印加すれば、電極間に形成される電界ＥＦと直交する方向に液晶滴８を移動させることできる。したがって、直流電圧を印加する電極を適切に選択すれば、液晶滴８の移動方向を制御することができる。例えば、一対の電極部６ａ，６ｂにおいて、図３（Ｂ）でＬＬの点線に沿って並んでいる電極間に直流電圧を印加すれば、液晶滴８を矢印Ｘの方向に移動させることができる。また、一対の電極部６ａ，６ｂにおいて、図３（Ｂ）でＳＬの点線に沿って並んでいる電極間に直流電圧を印加すれば、液晶滴８を矢印Ｙの方向に移動させることができる。
【００３４】
（移動媒体２の形状）
移動媒体２の形状はとくに限定されない。例えば、図１に示すように一対の平板２ｐ，２ｐを両者間に隙間ができるように配置したものを移動媒体２とすることができる。また、ブロック状の部材に溝などを形成したものを移動媒体２としてもよい。つまり、液晶を移動させる一対の対向壁を有する流路を備えた構造を有していれば移動媒体２として使用することができる。
【００３５】
また、移動媒体２の流路２ｈは、直線状でなくでもよく、曲線状になっていてもよいし、クランク状等になっていてもよい。液晶滴８は自由に変形できるので、上述したような流路２ｈであっても液晶滴８は変形しながら流路２ｈに沿って移動することができる。
【００３６】
また、移動媒体２は、曲げたり屈曲させたりすることができる柔軟性を有する部材で形成してもよい。つまり、移動媒体２は、曲げたり屈曲させたりすることによって、その形状を変化させることができるものを使用してもよい。その場合でも、液晶滴８は自由に変形できるので、移動媒体２に沿って液晶滴８は変形しながら移動することができる。
【００３７】
（他の構成の移動媒体２）
さらに、移動媒体２は、必ずしも固体である必要なく、液晶滴８を液滴の形態を維持しした状態で移動可能に保持できるものであればよい。例えば、図４に示すように、水等の液晶と混ざり合わない液体２Ｌ等を容器やパイプなどの収容体２ｐに収容したものを移動媒体２Ａとしてもよい。この場合、図４に示すように、液晶滴８が浸漬された液体２Ｌに対して収容体２ｐの外部（または内部）に一対の電極部６ａ，６ｂを配置して一対の電極部６ａ，６ｂに直流電圧を印加する。すると、一対の電極部６ａ，６ｂ間に位置する液体２Ｌ内に電界ＥＦを形成できるので、液体２Ｌ内の液晶滴８を電界ＥＦと交差する方向に沿って移動させることができる。
【００３８】
なお、かかる構成の場合には、液晶滴８と接触する配向膜等が存在しない。しかし、液晶滴８中の液晶分子の配向は、液晶滴８を構成する液晶と液体２Ｌの物性によって決まる界面効果によって決定されるので、液晶滴８は電界ＥＦが印加されたときに配向方向に対応した移動をすることになる。また、液体２Ｌに浸漬されている液晶滴８に磁場を加えることによって液晶滴８中の液晶分子の配向を調整することもできる。すると、液晶滴８の移動方向を外部からある程度制御することもできる。
【実施例１】
【００３９】
本発明の液晶滴アクチュエータの作動を確認するために、一様の電場内に配置された液晶滴が連続して移動することを確認した。
実験は、図５に示すアクチュエータを製造し、このアクチュエータにおける液晶滴の移動を確認した。
【００４０】
アクチュエータは、二枚のガラス基板(２０ｍｍ×２０ｍｍ)間に隙間が形成されるように離して配置したセルと、セルの隙間に配置した液晶で構成した。
【００４１】
セルに使用するガラス基板は、その表面（互いに対向する表面）にＩＴＯ膜によって形成された電極部（ＩＴＯ電極）が設けられたものである。また、ＩＴＯ電極が形成されたガラス基板の表面には、スピンコート法により液晶分子がガラス基板の表面に対して水平に配向するように水平配向膜（ＪＳＲ株式会社製ＪＡＬＳ―２０２１―Ｒ２５）を形成した。
【００４２】
セルのガラス基板間の隙間には、マイクロピペットを用いて液晶（ネマティック液晶（4-Cyano-4’-n-penty-biphenll（5CB））を配置した。なお、液晶は、ガラス基板の表面と直交する方向から見たときに、液晶滴の直径が１００μｍとなる量を供給した（図５（Ｂ）、図６参照）。
【００４３】
このアクチュエータにおいて、二枚のガラス基板のＩＴＯ電極間に、直流電圧とパルス電圧を加えて、液晶滴の挙動を確認した。なお、パルス電圧は、周波数が１、１０、１００Ｈｚ、デューティ比（ｄｕｔｙ比）５０％で印加した。
【００４４】
液晶滴の移動は、パルス電圧を印加した場合には、ガラス基板と直交する方向からハイスピードカメラ（ＩＤＴ製）を用いて２００ｆｐｓ（ピクセル解像度５１２×５１２）で撮影した（図５（Ｂ）参照）。また、直流電圧を印加した場合には、ガラス基板と直交する方向からＵＳＢカメラ（イメージングソース製：型番ＤＦＫ  ６１ＡＵＣ０２）を用いて３０ｆｐｓ（ピクセル解像度１０２８×７６８）で撮影した（図５（Ｂ）参照）。図６には、撮影した液晶滴の模式図（図６（Ａ））と、撮影した液晶滴の画像を二値化した場合の概念図（図６（Ｂ））を示している。
【００４５】
結果を図７、図８に示す。
なお、図７、図８では、液晶滴の初期重心位置を白色×印、各時刻ｔにおける重心位置を黒色×印で示している。なお、重心位置の移動解析は、市販の動画解析ソフト（ＤＩＴＥＣＴ製：ＤｉｐｐＭｏｔｉｏｎ）を用いて行った。
【００４６】
図７は、パルス電圧（９０Ｖ：周波数ｆ＝１０Ｈｚ）を加えた場合（ＩＴＯ電極の間隔は６μｍ）であるが、電圧を印加することによって、液晶滴がｘ軸の負の方向(図７では左方向)に駆動していることが確認できる。
【００４７】
図８は、直流電圧（４０Ｖ）を加えた場合（ＩＴＯ電極間隔は１８μｍ）であるが、電圧を印加することによって、液晶滴がｘ軸の負の方向(図８では左方向)に駆動していることが確認できる。つまり、直流電圧を印加することによって、パルス電圧を印加する場合と同様に、液晶滴を駆動できることが確認された。
【００４８】
図９（Ａ）は、電圧を印加している期間における液晶滴の移動を比較した図である。なお、実験は、ＩＴＯ電極の間隔は６μｍとし、直流電圧、パルス電圧ともに印加電圧を９０Ｖとした条件で実施した。
【００４９】
図９（Ａ）に示すように、パルス電圧を印加した場合、周波数の増加にともなって初期（ｔ＝０ｓ）の状態からの重心位置の移動量Ｌは、周期的増減の間隔が小さくなっていることが確認される。一方、ｔ＝４ｓにおける移動量Ｌの値は周波数に係わらず、ほぼ同じであることが確認される。
【００５０】
一方、直流電圧の場合には、ｔ＝４ｓにおける移動量Ｌの値はパルス電圧を印加した場合よりも長く、しかも、駆動が連続的であることが確認できる。
【００５１】
つまり、液晶滴を移動させる場合、直流電圧を印加した方がよりスムースかつ効率よく駆動できることが確認できる。
【実施例２】
【００５２】
（電圧の影響確認）
また、直流電圧の電圧値が液晶滴の移動に与える影響を、印加電圧を０〜１４０Ｖの間で変化させて確認した。
実験は、実施例１と同様のアクチュエータを使用して、重心位置の移動量Ｌを各電圧で１０回測定し、移動量Ｌと電圧の印加時間に基づいて、移動速度を確認した。
【００５３】
結果を図９（Ｂ）に示す。なお、図９（Ｂ）では、移動速度の１０回の平均値を黒丸で示し、標準偏差をエラーバーで示している。
【００５４】
図９（Ｂ）に示すように、電圧が３０Ｖ以上で液晶滴が移動を開始し、電圧が高くなるにつれて移動速度が速くなることが確認できる。液晶滴が移動を開始する電圧である３０Ｖは、使用したネマティック液晶に電気流体力学的不安定性に起因する流動が生じる電圧以上である。このことから、電気流体力学的不安定性に起因する流動が液晶滴中に発生している可能性があり、この流動が液晶滴の移動に影響を与えていることが推測された。
【実施例３】
【００５５】
（液晶滴内の流動確認）
直流電圧を印加した際に、電気流体力学的不安定性に起因する流動が液晶滴中に発生していることが推測された。そこで、実際に液晶滴中に電気流体力学的不安定性に起因する流動が発生していること、および、その流動状態を確認した。
【００５６】
実験は、実施例１と同様のアクチュエータにおいて、セルのガラス基板間の隙間に微粒子を混入したネマティック液晶を配置して液晶滴を形成し、この液晶滴に直流電圧を加えて、液晶滴内の流動を確認した。なお、実験では、ＩＴＯ電極の間隔は１８μｍとし、直流電圧（４０Ｖ）を加えた。
【００５７】
結果を図１０、図１１に示す。
図１０、図１１に示すように、直流電圧を加えると、可視化のために液晶滴に混入した微粒子（液晶内に分散している黒い点）の位置が変化していることが確認できる。例えば、円で囲った微粒子に着目すると，時間によって液晶滴中の微粒子の位置が異なっていることが確認できる。このことから、直流電圧の印加によって、液晶滴内に流動が生じていることが確認できる。
【００５８】
また、液晶滴内の各部の微粒子の動きを確認した結果を図１２、図１３に示す。なお、図１２、図１３では、画像処理の関係上、図１０、図１１とは左右が反転している。つまり、図１０、図１１における左方向の動きが、図１２、図１３では右方向の動きとなっている。
【００５９】
図１２、図１３に示すように、液晶滴内の各部の微粒子では、微粒子が矢印に示すような動きをしていることが確認された。
【００６０】
この結果より、液晶滴内には図２に示すような流動が生じていることが推察された。つまり、図２に示すように、液晶滴の中心近傍では液晶滴の進行方向と同じ向きの流れ（図１２、図１３では右方向の流れ、図１０、図１１では左方向の流れ）が生じる。図２（Ｂ）における液晶滴の左側上部では反時計回りの旋回流が生じ、図２（Ｂ）における液晶滴の左側下部では時計回りの旋回流が生じる。図２（Ｂ）における液晶滴の上部では反時計回りの旋回流が生じ、図２（Ｂ）における下部では時計回りの旋回流が生じる。図２（Ｂ）における液晶滴の右側ではy軸を回転軸とした旋回流が生じている。結果として、液晶滴内には、図２（Ｂ）において上下対称かつ巨視的には右向きの流動（図１２、図１３では右方向の流れ、図１０、図１１では左方向の流れ）が生じていることが確認でき、この流動が液晶滴の駆動につながっていると推察された。まとめると、全体的にx軸正の方向（図１２、図１３では右方向、図１０、図１１では左方向）の流動が生じたことから、液晶滴はx軸正の方向（図１２、図１３の右方向、図１０、図１１では左方向）に駆動したと考えられる．
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の液晶内流動を利用した液晶滴アクチュエータは、軸状の部材やプレートなどの物体の移動等に利用できる。
【符号の説明】
【００６２】
１      液晶滴アクチュエータ
２      移動媒体
２Ｌ    液体
２ａ    対向壁面
２ｂ    対向壁面
２ｈ    流路
４      配向膜
６      電極部
７      制御部
８      液晶
ＥＦ      電界
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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