(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路が設置され、伸縮性を有する材料により形成された伸縮基板であって、
オーセチック構造体を備え、
前記オーセチック構造体は、前記材料よりも高い弾性の材料により形成され、平面視したときに、ポアソン比が負の値となるように構成された複数の単位構造体が並べられて形成され、
前記オーセチック構造体の周縁部に位置する前記単位構造体のポアソン比の値よりも、内方部に位置する前記単位構造体のポアソン比の値が小さい、伸縮基板。
【請求項２】
前記単位構造体は、前記オーセチック構造体の周縁部よりも内方部の方に多く設けられている、請求項１に記載の伸縮基板。
【請求項３】
前記単位構造体は、平面視したときに、第１の方向と、当該第１の方向に直交する第２の方向に辺が延在する仮想矩形を外輪郭として形成され、
前記第１の方向に延在する第１仮想辺の各々に沿って立てて設けられた、第１及び第２支持板と、
前記第２の方向に延在する第２仮想辺に対応して設けられた、第１及び第２変形板と、
を備え、
当該第１及び第２変形板の各々は、前記第２仮想辺の中央部よりも前記仮想矩形の内側に位置する中心点と、当該第２仮想辺の接続する前記仮想矩形の各頂点とを結ぶ、前記第２仮想辺に対して傾斜した仮想線の各々に沿って立てて設けられた第１及び第２の傾斜板を備えている、請求項１に記載の伸縮基板。
【請求項４】
複数の前記単位構造体は、前記第２の方向に並べて設けられて単位構造体行が形成され、
前記単位構造体の第２支持板は、当該単位構造体の前記第２支持板側に位置して隣接する前記単位構造体における、前記第１支持板である、請求項３に記載の伸縮基板。
【請求項５】
複数の前記単位構造体行が、前記第１の方向に並べて設けられ、
前記単位構造体行を構成する前記単位構造体の前記第１及び第２傾斜板は、前記第１の方向に隣接する前記単位構造体行を構成する前記単位構造体及びこれに隣接する前記単位構造体の、前記第１または第２変形板である、請求項４に記載の伸縮基板。
【請求項６】
前記単位構造体に対して、前記第２の方向に伸長力が作用した際には、前記第１及び第２支持板が前記第２の方向に更に離間し、前記第１及び第２の傾斜板と前記第２仮想辺との間の角度が低減し、前記第１及び第２の傾斜板の間の角度が増大して、前記中心点が前記第２仮想辺に接近する、請求項３から５のいずれか一項に記載の伸縮基板。
【請求項７】
前記単位構造体に対して、前記第１の方向に伸長力が作用した際には、前記中心点が前記第２仮想辺に接近し、前記第１及び第２の傾斜板の間の角度が増大して、前記第１及び第２の傾斜板と前記第２仮想辺との間の角度が低減し、前記第１及び第２支持板が前記第２の方向に更に離間する、請求項３から６のいずれか一項に記載の伸縮基板。
【請求項８】
伸縮性を有する伸縮表示装置であって、
複数の表示素子が設置された、伸縮性を有する材料により形成された伸縮基板を備え、
当該伸縮基板は、オーセチック構造体を備え、
前記オーセチック構造体は、前記材料よりも高い弾性の材料により形成され、平面視したときに、ポアソン比が負の値となるように構成された複数の単位構造体が並べられて形成され、
前記オーセチック構造体の周縁部に位置する前記単位構造体のポアソン比の値よりも、内方部に位置する前記単位構造体のポアソン比の値が小さい、伸縮表示装置。
【請求項９】
前記単位構造体は、前記オーセチック構造体の周縁部よりも内方部の方に多く設けられている、請求項８に記載の伸縮表示装置。
【請求項１０】
前記単位構造体は、平面視したときに、第１の方向と、当該第１の方向に直交する第２の方向に辺が延在する仮想矩形を外輪郭として形成され、
前記第１の方向に延在する第１仮想辺の各々に沿って立てて設けられた、第１及び第２支持板と、
前記第２の方向に延在する第２仮想辺に対応して設けられた、第１及び第２変形板と、
を備え、
当該第１及び第２変形板の各々は、前記第２仮想辺の中央部よりも前記仮想矩形の内側に位置する中心点と、当該第２仮想辺の接続する前記仮想矩形の各頂点とを結ぶ、前記第２仮想辺に対して傾斜した仮想線の各々に沿って立てて設けられた第１及び第２の傾斜板を備えている、請求項８に記載の伸縮表示装置。
【請求項１１】
複数の前記単位構造体は、前記第２の方向に並べて設けられて単位構造体行が形成され、
前記単位構造体の第２支持板は、当該単位構造体の前記第２支持板側に位置して隣接する前記単位構造体における、前記第１支持板である、請求項１０に記載の伸縮表示装置。
【請求項１２】
複数の前記単位構造体行が、前記第１の方向に並べて設けられ、
前記単位構造体行を構成する前記単位構造体の前記第１及び第２傾斜板は、前記第１の方向に隣接する前記単位構造体行を構成する前記単位構造体及びこれに隣接する前記単位構造体の、前記第１または第２変形板である、請求項１１に記載の伸縮表示装置。
【請求項１３】
前記表示素子は、前記仮想矩形の前記頂点と、前記中心点の、いずれか一方または双方に対応付けて設けられている、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の伸縮表示装置。
【請求項１４】
前記表示素子は、第１の単位構造体行の前記第１及び第２支持板に対応付けて設けられている、請求項１２に記載の伸縮表示装置。
【請求項１５】
前記オーセチック構造体は、前記伸縮基板に設置されている、請求項８から１４のいずれか一項に記載の伸縮表示装置。
【請求項１６】
前記伸縮基板は、前記表示素子が設置された伸縮基板本体と、支持基板とを備え、
前記オーセチック構造体は、前記支持基板に設置され、
当該支持基板は、前記伸縮基板本体の、前記表示素子による表示が視認される表示側とは反対側の表面に接合されている、請求項８から１４のいずれか一項に記載の伸縮表示装置。
【請求項１７】
前記伸縮基板は、前記表示素子が設置された伸縮基板本体と、支持基板とを備え、
前記オーセチック構造体は、前記支持基板に設置され、
前記オーセチック構造体と前記支持基板のいずれか一方または双方は、透明な材料により形成され、
前記支持基板は、前記伸縮基板本体の、前記表示素子による表示が視認される表示側の表面に接合されている、請求項８から１４のいずれか一項に記載の伸縮表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伸縮基板及び伸縮表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ウェアラブル端末が普及しつつある。ウェアラブル端末は、例えば睡眠、歩数、運動量を測定することで健康を管理し、あるいはスマートフォン等と連動して着信を通知する等、様々な目的、用途で使用されている。
ウェアラブル端末としては、特に、直接肌に貼りつける等の手法により、体に直に装着するものにおいては、体の動きに追従するために伸縮性能が要求されることがある。このため、ウェアラブル端末を実現する基板や配線においても、伸縮性が求められている。
特許文献１には、このような伸縮性を有する基板について開示されている。
【０００３】
上記のような伸縮性を有する伸縮基板は、通常、エラストマー等の、伸縮性を備える絶縁体により形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−２１９７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなエラストマー等の、伸縮基板を形成する材料は、ポアソン比が例えば０．５に近く、伸縮に伴う体積変化が非常に小さい。このような材料により形成された基板を、例えば長さ方向に伸長させると、基板の幅及び厚みが低減する。この幅及び厚みの低減度合いは、端部よりも中央近傍において特に大きく、このため伸縮基板は、中央近傍に歪が集中するように大きく変形する。
したがって、伸縮基板内に設けられた電子回路においては、特に中央近傍に設けられた部分に伸長時の負荷が集中してしまう。
【０００６】
また、従来の伸縮基板においては、上記のように基板を長さ方向に伸長させると幅が低減するため、伸長させた際の面内寸法比が変化する。この面内寸法比の変化は、上記のように伸長時の幅の低減度合いは中央近傍において大きくなるため、端部近傍よりも中央近傍において特に顕著となる。
したがって、例えば伸縮基板内にＬＥＤ等の表示素子を複数、格子状に整列することにより、伸縮性を有する表示装置を実現したとしても、伸縮基板が伸長した際には、特に伸長方向における中央近傍に表示される画像が大きく歪んでしまう。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、伸長時の状態における電子回路への局所的な歪の集中や表示の歪みを低減可能な、伸縮基板及び伸縮表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。すなわち、本発明は、電子回路が設置され、伸縮性を有する材料により形成された伸縮基板であって、オーセチック構造体を備えている、伸縮基板を提供する。
本明細書において、長さが増大するのは、一方向における物体の全長が増大する場合のみならず、当該一方向における長さが全長よりも短い部分が全長を超えない範囲で増大する場合をも含む。また、ポアソン比が負の値を有するのは、物体が一方向に伸長した場合、この一方向に直交する方向における物体の全長が伸長する場合のみならず、当該直交方向における長さが全長よりも短い部分が全長を超えない範囲で伸長する場合をも含む。
オーセチック構造体は、伸長力が作用した方向に伸長するとともに、これに直交する少なくとも一つの方向においても伸長する構造体である。
このようなオーセチック構造体が伸縮基板に設けられているため、伸縮基板が、伸長力が作用した際にこれに直交する方向に収縮しようとしても、この収縮は、オーセチック構造体の直交方向における伸長に抗し得ない。結果として、伸縮基板も、伸長力が作用した方向に伸長するとともに、これに直交する方向においても、オーセチック構造体の伸長に伴って伸長するか、あるいは伸長しないまでも、直交方向における収縮が緩和されるように、変形する。
このように、伸縮基板は、伸長力が作用した際に、伸長力が作用した方向と、これに直交する方向の各々に伸長力を受けるため、直交方向における局所的な長さの大きな低減を抑制可能である。したがって、伸縮基板の局所的な大変形が抑制され、電子回路への局所的な歪の集中を抑制できる。
【０００９】
また、本発明は、伸縮性を有する伸縮表示装置であって、複数の表示素子が設置された、伸縮性を有する材料により形成された伸縮基板を備え、当該伸縮基板は、オーセチック構造体を備えている、伸縮表示装置を提供する。
上記のような構成によれば、オーセチック構造体が伸縮基板に設けられているため、伸縮基板が、伸長力が作用した際にこれに直交する方向に収縮しようとしても、この収縮は、オーセチック構造体の直交方向における伸長に抗し得ない。結果として、伸縮基板も、伸長力が作用した方向に伸長するとともに、これに直交する方向においても、オーセチック構造体の伸長に伴って伸長するか、あるいは伸長しないまでも、直交方向における収縮が緩和されるように、変形する。
このように、伸縮基板は、伸長力が作用した際に、伸長力が作用した方向と、これに直交する方向の各々に伸長力を受けるため、直交方向における局所的な長さの大きな低減を抑制可能である。したがって、伸縮基板の局所的な大変形が抑制され、電子回路への局所的な歪の集中を抑制できる。
また、上記のように、伸縮基板は伸長力が作用した方向と直交方向の双方に伸長するため、伸長時における伸縮基板上の面内寸法比の変化を低減できる。したがって、伸縮表示装置に画像を表示させた際に、表示される画像の歪みを低減可能である。
【００１０】
本発明の一態様においては、前記オーセチック構造体は、前記材料よりも高い弾性の材料により形成され、平面視したときに、ポアソン比が負の値となるように構成された複数の単位構造体が並べられて形成されている。
上記のような構成によれば、単位構造体は、平面視したときにポアソン比が負の値となるように構成されている。すなわち、単位構造体に対して平面内で伸長力が作用し、伸長力が作用した方向の長さが増大した際に、平面内で伸長力が作用した方向に直交する方向における長さも増大するように、単位構造体は形成されている。このような単位構造体が並べられることによりオーセチック構造体は形成されているため、オーセチック構造体に伸長力が作用した際に、オーセチック構造体は、伸長力が作用した方向に伸長するとともに、平面内でこれに直交する方向においても伸長する。
このようなオーセチック構造体が、伸縮基板を形成する材料よりも高い弾性の材料で形成されているため、伸縮基板が、伸長力が作用した際にこれに直交する方向に収縮しようとしても、この収縮は、オーセチック構造体の直交方向における伸長に抗し得ない。結果として、伸縮基板も、伸長力が作用した方向に伸長するとともに、これに直交する方向においても、オーセチック構造体の伸長に伴って伸長するか、あるいは伸長しないまでも、直交方向における収縮が緩和されるように、変形する。
このように、伸縮基板は、伸長力が作用した際に、伸長力が作用した方向と、これに直交する方向の各々に伸長力を受けるため、直交方向における局所的な長さの大きな低減を抑制可能である。したがって、伸縮基板の局所的な大変形が抑制され、電子回路への局所的な歪の集中を抑制できる。
【００１１】
本発明の別の態様においては、前記オーセチック構造体の周縁部に位置する前記単位構造体のポアソン比の値よりも、内方部に位置する前記単位構造体のポアソン比の値が小さい。
上記のような構成によれば、伸縮基板に伸長力が作用した際に、伸長力が作用した方向に直交する方向における長さの変化が大きい内方部に、ポアソン比の値が小さい、すなわち伸長力が作用した際の直交方向における伸長度合いが大きい単位構造体が設けられている。これにより、伸縮基板が伸長した際の、特に内方部における収縮変形に、効果的に抗することができる。
したがって、伸長時の状態における電子回路への局所的な歪の集中や表示の歪みを低減可能な、伸縮基板及び伸縮表示装置を、効果的に実現可能である。
【００１２】
本発明の別の態様においては、前記単位構造体は、前記オーセチック構造体の周縁部よりも内方部の方に多く設けられている。
上記のような構成によれば、伸縮基板に伸長力が作用した際に、伸長力が作用した方向に直交する方向における長さの変化が大きい内方部に、直交する方向にも伸長するように構成された単位構造体が、周縁部よりも多く設けられている。これにより、伸縮基板が伸長した際の、特に内方部における収縮変形に、効果的に抗することができる。
したがって、伸長時の状態における電子回路への局所的な歪の集中や表示の歪みを低減可能な、伸縮基板及び伸縮表示装置を、効果的に実現可能である。
【００１３】
本発明の別の態様においては、前記単位構造体は、平面視したときに、第１の方向と、当該第１の方向に直交する第２の方向に辺が延在する仮想矩形を外輪郭として形成され、前記第１の方向に延在する第１仮想辺の各々に沿って立てて設けられた、第１及び第２支持板と、前記第２の方向に延在する第２仮想辺に対応して設けられた、第１及び第２変形板と、を備え、当該第１及び第２変形板の各々は、前記第２仮想辺の中央部よりも前記仮想矩形の内側に位置する中心点と、当該第２仮想辺の接続する前記仮想矩形の各頂点とを結ぶ、前記第２仮想辺に対して傾斜した仮想線の各々に沿って立てて設けられた第１及び第２の傾斜板を備えている。
上記のような構成によれば、単位構造体に対して、第２の方向に伸長力が作用した際には、第１及び第２支持板が第２の方向に更に離間し、第１及び第２の傾斜板と第２仮想辺との間の角度が低減し、第１及び第２の傾斜板の間の角度が増大して、中心点が第２仮想辺に接近する。これにより、２つの第２仮想辺の各々に対応する中心点間が離間し、単位構造体の、特に第２の方向における中央部近傍は、第１の方向における長さが増大する。
また、単位構造体に対して、第１の方向に伸長力が作用した際には、中心点が第２仮想辺に接近し、第１及び第２の傾斜板の間の角度が増大して、第１及び第２の傾斜板と第２仮想辺との間の角度が低減し、第１及び第２支持板が第２の方向に更に離間する。これにより、単位構造体は第２の方向における長さが増大する。
このように、単位構造体は、第１及び第２のいずれの方向に伸長力が作用した場合であっても、伸長方向に直交する方向における長さが増大するように構成されている。
したがって、伸長時の状態における電子回路への局所的な歪の集中や表示の歪みを低減可能な、伸縮基板及び伸縮表示装置を、効果的に実現可能である。
【００１４】
本発明の別の態様においては、複数の前記単位構造体は、前記第２の方向に並べて設けられて単位構造体行が形成され、前記単位構造体の第２支持板は、当該単位構造体の前記第２支持板側に位置して隣接する前記単位構造体における、前記第１支持板である。
上記のような構成によれば、単位構造体を密に並べて配置することができる。
したがって、伸長時の状態における電子回路への局所的な歪の集中や表示の歪みを低減可能な、伸縮基板及び伸縮表示装置を、効果的に実現可能である。
【００１５】
本発明の別の態様においては、複数の前記単位構造体行が、前記第１の方向に並べて設けられ、前記単位構造体行を構成する前記単位構造体の前記第１及び第２傾斜板は、前記第１の方向に隣接する前記単位構造体行を構成する前記単位構造体及びこれに隣接する前記単位構造体の、前記第１または第２変形板である。
上記のような構成によれば、単位構造体を密に並べて配置することができる。
したがって、伸長時の状態における電子回路への局所的な歪の集中や表示の歪みを低減可能な、伸縮基板及び伸縮表示装置を、効果的に実現可能である。
【００１６】
本発明の別の態様においては、前記単位構造体に対して、前記第２の方向に伸長力が作用した際には、前記第１及び第２支持板が前記第２の方向に更に離間し、前記第１及び第２の傾斜板と前記第２仮想辺との間の角度が低減し、前記第１及び第２の傾斜板の間の角度が増大して、前記中心点が前記第２仮想辺に接近する。
上記のような構成によれば、単位構造体は、第２の方向に伸長力が作用した場合であっても、特に第２の方向における中央部近傍が、第２の方向に直交する第１の方向に伸長するように構成されているため、伸長時の状態における電子回路への局所的な歪の集中や表示の歪みを低減可能な、伸縮基板及び伸縮表示装置を、効果的に実現可能である。
【００１７】
本発明の別の態様においては、前記単位構造体に対して、前記第１の方向に伸長力が作用した際には、前記中心点が前記第２仮想辺に接近し、前記第１及び第２の傾斜板の間の角度が増大して、前記第１及び第２の傾斜板と前記第２仮想辺との間の角度が低減し、前記第１及び第２支持板が前記第２の方向に更に離間する。
上記のような構成によれば、単位構造体は、第１の方向に力が作用した場合であっても、これに直交する第２の方向に伸長するように構成されているため、伸長時の状態における電子回路への局所的な歪の集中や表示の歪みを低減可能な、伸縮基板及び伸縮表示装置を、効果的に実現可能である。
【００１８】
本発明の別の態様の伸縮表示装置においては、前記表示素子は、前記仮想矩形の前記頂点と、前記中心点の、いずれか一方または双方に対応付けて設けられている。
伸縮表示装置に伸長力が作用した際に、この伸長力はオーセチック構造体の各単位構造体に作用する。単位構造体の各支持板や傾斜板は板体として構成されており、伸長時には、これら板体の表面が、隣接して周囲に位置するエラストマー等の伸縮基板を形成する材料の、伸長力が作用する方向に直交する方向に伸縮しようとする力に抗する。したがって、これらの板体には、伸長時には応力が作用して、歪が生じやすい。
これに対し、単位構造体の各板体が互いに接合された部分に相当する、仮想矩形の頂点や中心点においては、複数の板体が平面内の異なる方向から互いに接合されて支持されているため応力に抗しやすく、板体の表面部分に比べると歪が生じにくい。すなわち、上記のような構成によれば、表示素子が、オーセチック構造体の歪の生じにくい部分に対応付けて設けられているため、伸縮表示装置の伸長時に表示素子に作用する負荷を低減可能である。
【００１９】
本発明の別の態様の伸縮表示装置においては、前記表示素子は、前記第１の単位構造体行の前記第１及び第２支持板に対応付けて設けられている。
伸縮基板に伸長力が作用すると、オーセチック構造体のポアソン比は負の値となるように構成されているため、伸縮基板は伸縮方向と平面内でこれに直交する方向の双方に伸長する。伸縮基板は、エラストマー等のポアソン比が正の値を有する材料で形成されているため、この平面内における２つの直交する方向へ共に、伸縮基板が伸長すると、伸縮基板の体積を維持しようとするために、伸縮基板の厚さが低減する。
ここで、各単位構造体においては、当該単位構造体の周辺に設けられた伸縮基板を形成する材料は支持板に支持されているため、伸縮基板の伸長による影響を受けにくく、厚さ方向に生じる歪も生じにくい。すなわち、上記のような構成によれば、表示素子が、伸縮基板を形成する材料の歪の生じにくい部分に対応付けて設けられているため、伸縮表示装置の伸長時に表示素子に作用する負荷を低減可能である。
【００２０】
本発明の別の態様の伸縮表示装置においては、前記オーセチック構造体は、前記伸縮基板に設置されている。
上記のような構成によれば、伸縮表示装置を好適に実現可能である。
【００２１】
本発明の別の態様の伸縮表示装置においては、前記伸縮基板は、前記表示素子が設置された伸縮基板本体と、支持基板とを備え、前記オーセチック構造体は、前記支持基板に設置され、当該支持基板は、前記伸縮基板本体の、前記表示素子による表示が視認される表示側とは反対側の表面に接合されている。
上記のような構成によれば、伸縮表示装置を好適に実現可能である。
特に、オーセチック構造体が表示側とは反対側の表面に接合されているため、オーセチック構造体は表示素子による表示を阻害しない。
【００２２】
本発明の別の態様の伸縮表示装置においては、前記伸縮基板は、前記表示素子が設置された伸縮基板本体と、支持基板とを備え、前記オーセチック構造体は、前記支持基板に設置され、前記オーセチック構造体と前記支持基板のいずれか一方または双方は、透明な材料により形成され、前記支持基板は、前記伸縮基板本体の、前記表示素子による表示が視認される表示側の表面に接合されている。
上記のような構成によれば、伸縮表示装置を好適に実現可能である。
オーセチック構造体と支持基板は表示側に接合されてはいるが、オーセチック構造体と支持基板のいずれか一方または双方は透明な材料により形成されているため、表示素子による表示が阻害されにくい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、伸長時の状態における電子回路への局所的な歪の集中や表示の歪みを低減可能な、伸縮基板及び伸縮表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態における伸縮基板及び伸縮表示装置の平面図である。
【図２】上記伸縮基板及び伸縮表示装置の、図１中Ｙ方向から視た際の側面図である。
【図３】アクティブマトリクス方式の上記伸縮表示装置の回路構成を示す説明図である。
【図４】パッシブマトリクス方式の上記伸縮表示装置を構成する表示素子の、（ａ）平面図、（ｂ）は図中Ｙ方向から視た際の側面図、及び（ｃ）は図中Ｘ方向から視た際の側面図である。
【図５】アクティブマトリクス方式の上記伸縮表示装置を構成する表示素子の構成を示す模式的な側面図である。
【図６】図２のＡ−Ａ部分の断面図である。
【図７】図６のＢ矢視部分の拡大図である。
【図８】図６のＢ矢視部分の斜視図である。
【図９】上記伸縮基板及び伸縮表示装置を構成するオーセチック構造体の単位構造体の、伸長時の形状の変化を示す説明図である。
【図１０】上記実施形態の第１変形例に関する、伸縮基板及び伸縮表示装置の平面図である。
【図１１】上記第１変形例の伸縮基板及び伸縮表示装置の、図１０中Ｙ方向から視た際の側面図である。
【図１２】上記実施形態の第２変形例に関する、伸縮基板及び伸縮表示装置の、オーセチック構造体の平面図である。
【図１３】上記実施形態の他の変形例に関する、伸縮基板及び伸縮表示装置の側面図である。
【図１４】上記実施形態の他の変形例に関する、伸縮基板及び伸縮表示装置の単位構造体の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態における伸縮基板及び伸縮表示装置の模式的な平面図、図２は伸縮基板及び伸縮表示装置の、図１中Ｙ方向から視た際の側面図である。
【００２６】
伸縮表示装置１は、伸縮性を有する材料により形成された伸縮基板２を備え、当該伸縮基板２に、電子回路３として設置、特に本実施形態においては埋設されて実現されている。これにより、伸縮表示装置１は、伸縮性を有するように形成されている。伸縮基板２は、第１の方向Ｙとこれに直交する第２の方向Ｘにより形成される平面内に収まるように、平板状に、かつ矩形形状に形成されている。伸縮基板２は、例えばエラストマー等の、伸縮性を備える絶縁体により形成されている。より具体的には、熱硬化性ポリウレタン、熱可塑性ポリウレタン、シリコーン、ポリ塩化ビニル、天然ゴム、および、エチレンプロピレンゴムなどの各種合成ゴムなどが適用可能である。また、可視光線に対して少なくとも部分的に透明であることがより好ましく、熱硬化性ポリウレタン、熱可塑性ポリウレタン、シリコーン、および、ポリ塩化ビニルが例示できる。更には、伸縮基板２を形成する樹脂として、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンナフタラート等を用いることができるが、これに限られない。
伸縮表示装置１は、表示素子４と配線５を備えている。表示素子４と配線５は、伸縮基板２内に埋設されている。
【００２７】
表示素子４は、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、電子線や光によって励起される蛍光体を利用した素子等の発光素子、液晶素子やＭＥＭＳシャッターなどを利用した透過型光制御素子、並びに例えば電子ペーパーに用いられる各種の反射型光制御素子のいずれか若しくはこれらの組み合わせである。上記の中でも例えばＬＥＤが発光素子として好適であり、本実施形態においては、発光素子はＬＥＤである。ＬＥＤは、各々の画素に１以上の発光部を有している。ＬＥＤの寸法は特に限定されないが、発光面の一辺の長さは、精細度の点から上限は１０ｍｍ以下であり、製造の容易さと出力の点から１０μｍ以上であるのが望ましい。またＬＥＤはパッケージ化されていてもよいが、されていなくても良く、反射材を備えていても良いが、備えていなくてもよい。表示素子４は、１つの発光素子に対し、複数のダイを備えることで多色化を実現していても良いし、１つの発光素子当たりのダイは１つであってもよい。表示素子の多色化を実現する方法として、複数種のダイを備えていてもよいし、単一色のダイに対して複数種の蛍光体と組み合わせてもよく、白色発光素子とカラーフィルターを組み合わせても良い。
表示素子４は、第２の方向Ｘと第１の方向Ｙの各々に沿って、各方向において略同等のピッチで、互いに間隔をあけて配列されている。
表示素子４は、本実施形態においては例えば３個の、第１サブピクセル１１、第２サブピクセル１２、及び第３サブピクセル１３を備えている。第１〜第３サブピクセル１１、１２、１３は、それぞれ、例えば赤色、緑色、及び青色の各々に対応して発光するように形成されている。
【００２８】
配線５は、一の方向に延びる軸線の周りに、螺旋状に巻回されて形成されている。配線５は、配線５の螺旋が軸線の周りを一周するときの軸線方向における長さ、すなわちピッチ長が一定となるように形成されている。これにより、配線５は、軸線方向に伸縮基板２が伸縮された際に、これに追従して伸縮する。
配線５の材料は、例えば、銅、金、銀、アルミニウム、チタン、モリブデン、タングステン、ニッケル、鉄、及びこれらの合金のいずれかであるが、導電性の高い物質であればこれに限られない。また、これらの物質の積層体でもよい。
【００２９】
配線５は、第１配線５ａと第２配線５ｂを備えている。第１配線５ａは、第２の方向Ｘに延び、第２の方向Ｘに隣接する表示素子４間を接続するように設けられている。第２配線５ｂは、第１の方向Ｙに延び、第１の方向Ｙに隣接する表示素子４間を接続するように設けられている。第１の方向Ｙに隣接する表示素子４間には、表示素子４内のサブピクセル数に応じた数の、例えば本実施形態においては３本の、第２配線５ｂが接続して設けられている。
このように、第１配線５ａと第２配線５ｂは、伸縮基板２内に格子状に設けられている。
【００３０】
図３は、アクティブマトリクス方式の伸縮表示装置１として実現される第１の電子回路３の回路構成を示す説明図である。図４（ａ）は、伸縮表示装置１がパッシブマトリクス方式である場合の表示素子４の平面図、図４（ｂ）は、表示素子４を第１の方向Ｙから、特に図４（ａ）における紙面下方向から視た際の側面図、及び、図４（ｃ）は、表示素子４を第２の方向Ｘから、特に図４（ａ）における紙面右方向から視た際の側面図である。図５は、伸縮表示装置１がアクティブマトリクス方式である場合の表示素子４の構成を示す模式的な側面図である。
図４に示される表示素子４は、パッシブマトリクス方式の伸縮表示装置１において使用されるものであり、トランジスタを含まない構成となっている。この場合においては、第１配線５ａは走査線に相当し、第２配線５ｂはデータ線に相当する。各配線５ａ、５ｂは、対応する電極１６に接続され、電極１６は各第１〜第３サブピクセル１１、１２、１３に接続されている。
図５に示される表示素子４は、アクティブマトリクス方式の伸縮表示装置１において使用されるものであり、トランジスタ１４を含む構成となっている。この場合においては、第１配線５ａはゲート線に相当し、第２配線５ｂはソース線に相当する。
より詳細には、各表示素子４は、各第１〜第３サブピクセル１１、１２、１３に対応したトランジスタ１４を備えている。各トランジスタ１４のソース４ａには、対応する電極１６を介し、第１〜第３サブピクセル１１、１２、１３の各々に対応した第２配線５ｂが接続されている。各トランジスタ１４のゲート４ｂには、第１配線５ａが接続されている。各トランジスタ１４のドレイン４ｃは、各第１〜第３サブピクセル１１、１２、１３に接続されている。
なお、アクティブマトリクス方式において各第１〜第３サブピクセル１１、１２、１３に接続されるコモン電極は、図５においては省略している。
【００３１】
本実施形態における伸縮表示装置１は、アクティブマトリクス方式、パッシブマトリクス方式のいずれであっても構わない。これらのいずれの場合においても、第１配線５ａを順次オンにし、このときの表示のレベルに対応した電圧が第２配線５ｂに供給されると、各第１〜第３サブピクセル１１、１２、１３に当該電圧が伝達されることにより、伸縮表示装置１に画像が表示される。
【００３２】
伸縮基板２は、オーセチック構造体２０を備えている。図６は、図２のＡ−Ａ部分の断面図である。図７は、図６のＢ矢視部分の拡大図である。図８は、Ｂ矢視部分の斜視図である。
オーセチック構造体２０は、ポアソン比が負の値となるように構成されたオーセチック構造（Ａｕｘｅｔｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）を備えるように、特に本実施形態においては平面状に形成されている。オーセチック構造体２０は、上記のようにポアソン比が負の値となるように構成されているため、一方向に伸長させると、オーセチック構造体２０を形成する平面内でこの一方向に直交する直交方向においても伸長する。
ここで、長さが増大するのは、一方向における物体の全長が増大する場合のみならず、当該一方向における長さが全長よりも短い部分が全長を超えない範囲で増大する場合をも含む。また、ポアソン比が負の値を有するのは、物体が一方向に伸長した場合、この一方向に直交する方向における物体の全長が伸長する場合のみならず、当該直交方向における長さが全長よりも短い部分が全長を超えない範囲で伸長する場合をも含む。
オーセチック構造体２０は、伸縮基板２を形成する材料よりも高い弾性の材料によって形成されている。オーセチック構造体２０を形成する材料としては、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレタンなどの樹脂を用いることができるが、これに限られない。
オーセチック構造体２０は、本実施形態においては、伸縮基板２内に設置、特に本実施形態においては埋設されている。
【００３３】
オーセチック構造体２０は、図６のように平面視したときに、複数の単位構造体２１が密に並べられた構造となっている。
単位構造体２１の各々は、平面視したときに、第１の方向Ｙと、第１の方向Ｙに直交する第２の方向Ｘに辺が延在する仮想矩形３０を外輪郭として形成されている。
仮想矩形３０は、第１の方向Ｙに延在する、互いに略平行に設けられた２つの第１仮想辺３１と、第２の方向Ｘに延在する、互いに略平行に設けられた２つの第２仮想辺３２を備えている。第１仮想辺３１と第２仮想辺３２の各々は、４か所に設けられた頂点３３において互いに交わっている。
【００３４】
単位構造体２１は、第１支持板２２、第２支持板２３、第１変形板２４、及び第２変形板２５を備えている。第１変形板２４と第２変形板２５の各々は、第１傾斜板２６と第２傾斜板２７を備えている。これらの部材は全て、略同等の幅と厚さを有する板材である。これら板材は、幅方向が、第２の方向Ｘと第１の方向Ｙの各々に直交する厚さ方向Ｚと一致するように、第２の方向Ｘと第１の方向Ｙによって形成される平面に対して立てて設けられている。
第１支持板２２と第２支持板２３は、第１仮想辺３１と略同等の長さを備えており、２つの第１仮想辺３１の各々に沿って設けられている。
【００３５】
第１変形板２４は、図７における上側の第２仮想辺３２に対応して設けられている。第１変形板２４を構成する第１傾斜板２６は、上側の第２仮想辺３２の、中央部よりも仮想矩形３０の内側すなわち第２仮想辺３２よりも下側に仮想的に設けられた点３４と、図７において左上に位置する頂点３３とを結ぶ仮想線３５に沿って設けられている。第１変形板２４を構成する第２傾斜板２７は、上記の点３４と、図７において右上に位置する頂点３３とを結ぶ仮想線３５に沿って設けられている。
このように、第１傾斜板２６と第２傾斜板２７が中心点３４において互いに角度φを付けて接合されるように、第１変形板２４は形成されている。第１傾斜板２６の、中心点３４とは反対側の端部は、左上の頂点３３において第１支持板２２に接合されている。第２傾斜板２７の、中心点３４とは反対側の端部は、右上の頂点３３において第２支持板２３に接合されている。
【００３６】
第２変形板２５は、図７における下側の第２仮想辺３２に対応して設けられている。第２変形板２５を構成する第１傾斜板２６は、下側の第２仮想辺３２の、中央部よりも仮想矩形３０の内側すなわち第２仮想辺３２よりも上側に仮想的に設けられた点３４と、図７において左下に位置する頂点３３とを結ぶ仮想線３５に沿って設けられている。第２変形板２５を構成する第２傾斜板２７は、上記の点３４と、図７において右下に位置する頂点３３とを結ぶ仮想線３５に沿って設けられている。
このように、第１傾斜板２６と第２傾斜板２７が中心点３４において互いに角度φを付けて接合されるように、第２変形板２５は形成されている。第１傾斜板２６の、中心点３４とは反対側の端部は、左下の頂点３３において第１支持板２２に接合されている。第２傾斜板２７の、中心点３４とは反対側の端部は、右下の頂点３３において第２支持板２３に接合されている。
【００３７】
上記のような構成により、第１傾斜板２６、第２傾斜板２７の各々は、対応する第２仮想辺３２に対して仮想矩形３０の内側に延在するように傾斜して設けられている。第１傾斜板２６、第２傾斜板２７の各々の第２仮想辺３２に対する傾斜角θは、略同等となるように、単位構造体２１は形成されている。
【００３８】
オーセチック構造体２０は、図６に示されるように、複数の単位構造体２１が整列されて構成されている。
複数の単位構造体２１は、第２の方向Ｘに並べて設けられることにより、ひとつの単位構造体行２８が形成されている。図６に示される単位構造体２１Ａの第２支持板２３Ａは、この単位構造体２１Ａの第２支持板２３側、すなわち図６における右側に位置して隣接する単位構造体２１Ｂにおける、第１支持板２２Ｂとなるように構成されている。このように、第２の方向Ｘに隣接する２つの単位構造体２１は、一つの支持板を共有する構造となっている。
【００３９】
また、上記のようにして複数の単位構造体行２８が形成され、これら複数の単位構造体行２８が第１の方向Ｙに並べて設けられることで、オーセチック構造体２０が形成されている。図６に示される単位構造体２１Ａは、単位構造体２１Ａが属する単位構造体行２８Ａの下の単位構造体行２８Ｂを構成する単位構造体２１Ｃと第１の方向Ｙに隣接している。単位構造体２１Ａの、第２変形板２５Ａの第２傾斜板２７Ａは、単位構造体２１Ｃの、第１変形板２４Ｃの第１傾斜板２６Ｃとなるように構成されている。また、単位構造体２１Ａに第２の方向Ｘに隣接する単位構造体２１Ｂの、第２変形板２５Ｂの第１傾斜板２６Ｂは、単位構造体２１Ｃの、第１変形板２４Ｃの第２傾斜板２７Ｃとなるように構成されている。このように、第１の方向Ｙに隣接する２つの単位構造体２１は、一つの傾斜板を共有する構造となっている。
第１の方向Ｙに隣接する２つの単位構造体行２８Ａ、２８Ｂにおいて、一方の単位構造体行２８Ａにおける単位構造体２１の第１支持板２２と第２支持板２３は、隣接する他方の単位構造体行２８Ｂにおける単位構造体２１の第１支持板２２と第２支持板２３よりも、第１の方向Ｙの長さが長く形成されている。
【００４０】
図９は、上記のようなオーセチック構造体２０に伸長力が作用した際の、単位構造体２１の形状を示す平面図である。
例えば、図７に示されるような単位構造体２１に対し、第２の方向Ｘに伸長力ＰＸが作用した場合においては、第１支持板２２と第２支持板２３が第２の方向Ｘに互いに離間するように移動しようとする。これに伴い、これら第１支持板２２と第２支持板２３に頂点３３において接合されている第１傾斜板２６と第２傾斜板２７も、第２の方向Ｘに離間しようとするが、第１傾斜板２６と第２傾斜板２７は中心点３４において互いに接合されているため、結果的に第１傾斜板２６と第２傾斜板２７の間の角度φが増大して図９に示されるような角度φ２となるように、第１変形板２４と第２変形板２５は変形する。これにより、第１傾斜板２６と第２傾斜板２７の各々と仮想矩形３０との間の角度である傾斜角θが低減して図９に示されるような傾斜角θ２となり、中心点３４が仮想矩形３０における外側に向けて、すなわち仮想矩形３０の第２仮想辺３２に接近するように移動し、中心点３４間の距離が増大する。
このように、単位構造体２１に対し、第２の方向Ｘに伸長力ＰＸが作用した場合に、単位構造体２１は第１の方向Ｙにおける長さが増大して、図９に示されるような形状となる。
【００４１】
単位構造体２１は、上記のように、単位構造体２１に対して平面内で伸長力ＰＸが作用して、伸長力ＰＸが作用した第２の方向Ｘの長さＬ１がＬ２へと増大した際に、第２の方向Ｘに直交する第１の方向Ｙにおける、特に本実施形態においては第１変形板２４と第２変形板２５の中心点３４間の長さＬ３もＬ４へと増大するように、形成されている。このように、単位構造体２１は、第２の方向Ｘに伸長力ＰＸが作用した際に、第１の方向Ｙにおける第１変形板２４と第２変形板２５の距離すなわち第１の方向Ｙにおける長さが増大するため、ポアソン比が負となるように構成されている。
中心点３４の、単位構造体２１の外側には、例えば図７においては、第１の方向Ｙに隣接する他の単位構造体２１Ｎの支持板２２Ｎ、２３Ｎが接合されている。このため、中心点３４の第２仮想辺３２に向けた移動により、他の単位構造体２１Ｎの支持板２２Ｎ、２３Ｎが単位構造体２１から離間するように移動し、結果として第１の方向Ｙに隣接する単位構造体２１どうしが、互いに離れるように移動する。これにより、オーセチック構造体２０に対し、第２の方向Ｘに伸長力ＰＸが作用した場合に、オーセチック構造体２０は第１の方向Ｙにおいても伸長する。
【００４２】
逆に、図９に示されるような単位構造体２１に対し、第２の方向Ｘに収縮力ＳＸが作用した場合においては、第１支持板２２と第２支持板２３が第２の方向Ｘに互いに接近するように移動しようとする。これに伴い、これら第１支持板２２と第２支持板２３に頂点３３において接合されている第１傾斜板２６と第２傾斜板２７も、第２の方向Ｘに接近しようとするが、第１傾斜板２６と第２傾斜板２７は中心点３４において互いに接合されているため、結果的に第１傾斜板２６と第２傾斜板２７の間の角度φ２が低減して図７に示されるような角度φとなるように、第１変形板２４と第２変形板２５は変形する。これにより、傾斜角θ２が増大して図７に示されるような傾斜角θとなり、中心点３４が仮想矩形３０における内側に向けて、すなわち仮想矩形３０の第２仮想辺３２から離間するように移動し、中心点３４間の距離が減少する。
このように、単位構造体２１に対し、第２の方向Ｘに収縮力ＳＸが作用した場合に、単位構造体２１は第１の方向Ｙにおける長さが減少して、図７に示されるような形状となる。
中心点３４の第２仮想辺３２から離間する方向への移動により、第１の方向Ｙに隣接する他の単位構造体２１Ｎの支持板２２Ｎ、２３Ｎが単位構造体２１に接近するように移動し、結果として第１の方向Ｙに隣接する単位構造体２１どうしが、互いに近づくように移動する。これにより、オーセチック構造体２０に対し、第２の方向Ｘに収縮力ＳＸが作用した場合に、オーセチック構造体２０は第１の方向Ｙにおいても収縮する。
【００４３】
また、図７に示されるような単位構造体２１に対し、第１の方向Ｙに伸長力ＰＹが作用した場合においては、第１の方向Ｙに隣接する単位構造体２１どうしが、互いに離れるように移動しようとする。これにより、単位構造体２１から、第１の方向Ｙに隣接する他の単位構造体２１Ｎの支持板２２Ｎ、２３Ｎが離間するように移動し、単位構造体２１の中心点３４が仮想矩形３０における外側に向けて、すなわち仮想矩形３０の第２仮想辺３２に接近するように、第１の方向Ｙに移動し、中心点３４間の距離が増大する。中心点３４において互いに接合されている第１傾斜板２６と第２傾斜板２７は、中心点３４とは反対側の端部がそれぞれ第１支持板２２と第２支持板２３に接合されているために、これら反対側の端部側は第１の方向Ｙに移動できず、したがって、これら反対側の端部に対して中心点３４が相対的に第１の方向Ｙに移動する。これにより、第１傾斜板２６と第２傾斜板２７の間の角度φが増大して図９に示されるような角度φ２となるように、第１変形板２４と第２変形板２５は変形する。結果として、傾斜角θが低減して図９に示されるような傾斜角θ２となる。このように、第１変形板２４と第２変形板２５は、これらが第２の方向Ｘ方向の長さを増大させるように変形することにより、第１支持板２２と第２支持板２３が第２の方向Ｘに離間するように移動し、第１支持板２２と第２支持板２３の間の距離が増大する。
【００４４】
単位構造体２１は、上記のように、単位構造体２１に対して平面内で伸長力ＰＹが作用して、伸長力ＰＹが作用した第１の方向Ｙの、特に本実施形態においては第１変形板２４と第２変形板２５の中心部間の長さＬ３がＬ４へと増大した際に、第１の方向Ｙに直交する第２の方向Ｘにおける長さＬ１もＬ２へと増大するように、形成されている。このように、単位構造体２１は、第１の方向Ｙに伸長力ＰＹが作用した際に、第２の方向Ｘにおける第１支持板２２と第２支持板２３の距離すなわち第２の方向Ｘにおける長さが増大するため、ポアソン比が負となるように構成されている。
上記のように、単位構造体２１は、第１の方向Ｙにおける全域において、第２の方向Ｘにおける長さが増大するため、オーセチック構造体２０は第２の方向Ｘに伸長する。
【００４５】
逆に、図９に示されるような単位構造体２１に対し、第１の方向Ｙに収縮力ＳＹが作用した場合においては、第１の方向Ｙに隣接する単位構造体２１どうしが、互いに近づくように移動しようとする。これにより、単位構造体２１に、第１の方向Ｙに隣接する他の単位構造体２１Ｎの支持板２２Ｎ、２３Ｎが接近するように移動し、単位構造体２１の中心点３４が仮想矩形３０における内側に向けて、すなわち仮想矩形３０の第２仮想辺３２から離間するように、第１の方向Ｙに移動し、中心点３４間の距離が低減する。中心点３４において互いに接合されている第１傾斜板２６と第２傾斜板２７は、中心点３４とは反対側の端部がそれぞれ第１支持板２２と第２支持板２３に接合されているために、これら反対側の端部側は第１の方向Ｙに移動できず、したがって、これら反対側の端部に対して中心点３４が相対的に第１の方向Ｙに移動する。これにより、第１傾斜板２６と第２傾斜板２７の間の角度φ２が低減して図７に示されるような角度φとなるように、第１変形板２４と第２変形板２５は変形する。結果として、傾斜角θ２が増大して図７に示されるような傾斜角θとなる。このように、第１変形板２４と第２変形板２５は、これらが第２の方向Ｘ方向の長さを縮小するように変形することにより、第１支持板２２と第２支持板２３が第２の方向Ｘに接近するように移動し、第１支持板２２と第２支持板２３の間の距離が低減する。
このように、単位構造体２１に対し、第１の方向Ｙに収縮力ＳＹが作用した場合に、単位構造体２１は第２の方向Ｘにおける長さが減少して、図７に示されるような形状となる。
上記のように、単位構造体２１は、第１の方向Ｙにおける全域において、第２の方向Ｘにおける長さが減少するため、オーセチック構造体２０は第２の方向Ｘに収縮する。
【００４６】
図７に示されるようなオーセチック構造体２０の単位構造体２１に対し、第２の方向Ｘと第１の方向Ｙの双方に対して傾斜する斜め方向に伸長力ＰＤが作用した場合においては、この伸長力ＰＤを第２の方向Ｘと第１の方向Ｙの各々に分解した分力の各々に対し、伸長力ＰＸ、伸長力ＰＹが作用した場合として既に説明したような変形が同時に作用する。結果として、オーセチック構造体２０はこの場合においても、伸長力ＰＤが作用した方向に直交する方向にも伸長する。
逆に、図９に示されるような単位構造体２１に対し、第２の方向Ｘと第１の方向Ｙの双方に対して傾斜する斜め方向に収縮力ＳＤが作用した場合においては、この収縮力ＳＤを第２の方向Ｘと第１の方向Ｙの各々に分解した分力の各々に対し、収縮力ＳＸ、収縮力ＳＹが作用した場合として既に説明したような変形が同時に作用する。結果として、オーセチック構造体２０はこの場合においても、収縮力ＳＤが作用した方向に直交する方向にも収縮する。
【００４７】
上記のように、単位構造体２１及びオーセチック構造体２０は、これを形成する平面内におけるいずれの方向に伸長力、収縮力が作用した場合においても、第１変形板２４及び第２変形板２５が変形して中心点３４間の距離が変位することで、これら伸長力、収縮力が作用した方向に平面内で直交する方向にも同様に伸長、あるいは収縮する。このように、単位構造体２１及びオーセチック構造体２０は、ポアソン比が負の値となるように構成されている。
【００４８】
本実施形態においては、オーセチック構造体２０の周縁部ＰＥに位置する単位構造体２１のポアソン比の値よりも、内方部Ｉに位置する単位構造体２１のポアソン比の値が小さく、すなわち伸縮時における中心点３４間の距離の変位量が大きくなるように、オーセチック構造体２０は形成されている。
例えば、図６において周縁部ＰＥに位置している単位構造体２１Ｄの傾斜角θＤよりも、内方部Ｉに位置している単位構造体２１Ｅの傾斜角θＥのほうが大きくなっている。
【００４９】
非伸縮時における、第１傾斜板２６、第２傾斜板２７の、第２仮想辺３２との傾斜角θが大きいと、第１傾斜板２６と第２傾斜板２７の間の角度φが小さくなるため、第１支持板２２と第２支持板２３がより接近した状態となる。また、オーセチック構造体２０が伸長した場合の第１傾斜板２６と第２傾斜板２７の間の角度φの広がり代が大きくなる。このため、伸長時の第１支持板２２と第２支持板２３の離間距離が大きくなる。すなわち、第１傾斜板２６、第２傾斜板２７の、第２仮想辺３２との傾斜角θが大きいと、伸縮時における中心点３４間の距離の変位量が大きくなる。
逆に、非伸縮時における、第１傾斜板２６、第２傾斜板２７の、第２仮想辺３２との傾斜角θが小さいと、第１傾斜板２６と第２傾斜板２７の間の角度φが大きくなるため、第１支持板２２と第２支持板２３がより離間した状態となる。また、オーセチック構造体２０が伸長した場合の第１傾斜板２６と第２傾斜板２７の間の角度φの広がり代が小さくなる。このため、伸長時の第１支持板２２と第２支持板２３の離間距離が小さくなる。すなわち、第１傾斜板２６、第２傾斜板２７の、第２仮想辺３２との傾斜角θが小さいと、伸縮時における中心点３４間の距離の変位量が小さくなる。
【００５０】
このように、周縁部ＰＥに位置している単位構造体２１Ｄよりも、内方部Ｉに位置している単位構造体２１Ｅの方が、伸縮時における中心点３４間の距離の変位量が大きい。このように、オーセチック構造体２０の周縁部ＰＥに位置する単位構造体２１のポアソン比の値よりも、内方部Ｉに位置する単位構造体２１のポアソン比の値が小さく、したがって、オーセチック構造体２０のポアソン比は、周縁部ＰＥよりも内方部Ｉの方が小さくなっている。
特に本実施形態においては、オーセチック構造体２０は、周縁部ＰＥから内方部Ｉに移るに従い、単位構造体２１の傾斜角θが段階的に大きくなるように、すなわちポアソン比の値が段階的に小さくなるように、構成されている。
【００５１】
本実施形態においては、表示素子４は、単位構造体２１の、仮想矩形３０の頂点３３と、中心点３４の双方に対応付けて設けられ、これらの位置でオーセチック構造体２０に固定されている。
【００５２】
上記のようなオーセチック構造体２０は、フォトリソグラフィ、インクジェット、モールド加工などの、様々な方法により製造され得る。
フォトリソグラフィの場合においては、例えば基板上にポリイミドなどのオーセチック構造体２０を形成する材料による層を形成し、当該層の上にマスク層を形成した後、エッチングを行うことにより、オーセチック構造体２０が形成され得る。
インクジェットの場合においては、オーセチック構造体２０を形成する材料が溶融された溶液を、オーセチック構造体２０の形状のパターンとなるように基板上に吹き付けることにより、オーセチック構造体２０が形成され得る。
また、モールド加工の場合においては、オーセチック構造体２０の形状を実現する金型を製造し、この金型内にオーセチック構造体２０を形成する材料を導入し、硬化させることにより、オーセチック構造体２０が形成され得る。
オーセチック構造体２０は、上記以外の他の製造方法により製造されても構わない。
【００５３】
次に、上記の伸縮基板２及び伸縮表示装置１の効果について説明する。
【００５４】
本実施形態の伸縮基板２は、電子回路３が設置され、伸縮性を有する材料により形成された伸縮基板２であって、オーセチック構造体２０を備えている。
また、本実施形態の伸縮表示装置１は、伸縮性を有する伸縮表示装置１であって、複数の表示素子４が設置された、伸縮性を有する材料により形成された伸縮基板２を備え、伸縮基板２は、オーセチック構造体２０を備えている。
上記のような構成によれば、オーセチック構造体２０が伸縮基板２に設けられているため、伸縮基板２が、伸長力が作用した際にこれに直交する方向に伸長して直交方向に収縮しようとしても、この収縮は、オーセチック構造体２０の直交方向における伸長に抗し得ない。結果として、伸縮基板２も、伸長力が作用した方向に伸長するとともに、これに直交する方向においても、オーセチック構造体２０の伸長に伴って伸長するか、あるいは伸長しないまでも、直交方向における収縮が緩和されるように、変形する。
このように、伸縮基板２は、伸長力が作用した際に、伸長力が作用した方向と、これに直交する方向の各々に伸長力を受けるため、直交方向における局所的な長さの大きな低減を抑制可能である。したがって、伸縮基板２の局所的な大変形が抑制され、電子回路３への局所的な歪の集中を抑制できる。
また、上記のように、伸縮基板２は伸長力が作用した方向と直交方向の双方に伸長するため、伸長時における伸縮基板２上の面内寸法比の変化を低減できる。したがって、伸縮表示装置１に画像を表示させた際に、表示される画像の歪みを低減可能である。
【００５５】
また、オーセチック構造体２０は、伸縮基板２が形成される材料よりも高い弾性の材料により形成され、平面視したときに、ポアソン比が負の値となるように構成された複数の単位構造体２１が並べられて形成されている。
上記のような構成によれば、単位構造体２１は、平面視したときにポアソン比が負の値となるように構成されている。すなわち、単位構造体２１に対して平面内で伸長力が作用し、伸長力が作用した方向の長さが増大した際に、平面内で伸長力が作用した方向に直交する方向における長さも増大するように、単位構造体２１は形成されている。このような単位構造体２１が並べられることによりオーセチック構造体２０は形成されているため、オーセチック構造体２０に伸長力が作用した際に、オーセチック構造体２０は、伸長力が作用した方向に伸長するとともに、平面内でこれに直交する方向においても伸長する。
このようなオーセチック構造体２０が、伸縮基板２を形成する材料よりも高い弾性の材料で形成されているため、伸縮基板２が、伸長力が作用した際にこれに直交する方向に伸長して直交方向に収縮しようとしても、この収縮は、オーセチック構造体２０の直交方向における伸長に抗し得ない。結果として、伸縮基板２も、伸長力が作用した方向に伸長するとともに、これに直交する方向においても、オーセチック構造体２０の伸長に伴って伸長するか、あるいは伸長しないまでも、直交方向における収縮が緩和されるように、変形する。
このように、伸縮基板２は、伸長力が作用した際に、伸長力が作用した方向と、これに直交する方向の各々に伸長力を受けるため、直交方向における局所的な長さの大きな低減を抑制可能である。したがって、伸縮基板２の局所的な大変形が抑制され、電子回路３への局所的な歪の集中を抑制できる。
【００５６】
また、オーセチック構造体２０の周縁部ＰＥに位置する単位構造体２１のポアソン比の値よりも、内方部Ｉに位置する単位構造体２１のポアソン比の値が小さい。
上記のような構成によれば、伸縮基板２に伸長力が作用した際に、伸長力が作用した方向に直交する方向における長さの変化が大きい内方部Ｉに、ポアソン比の値が小さい、すなわち伸長力が作用した際の直交方向における伸長度合いが大きい単位構造体２１が設けられている。これにより、伸縮基板２が伸長した際の、特に内方部Ｉにおける収縮変形に、効果的に抗することができる。
したがって、伸長時の状態における電子回路３への局所的な歪の集中や表示の歪みを低減可能な、伸縮基板２及び伸縮表示装置１を、効果的に実現可能である。
【００５７】
また、単位構造体２１は、平面視したときに、第１の方向Ｙと、第１の方向Ｙに直交する第２の方向Ｘに辺が延在する仮想矩形３０を外輪郭として形成され、第１の方向Ｙに延在する第１仮想辺３１の各々に沿って立てて設けられた、第１及び第２支持板２２、２３と、第２の方向Ｘに延在する第２仮想辺３２に対応して設けられた、第１及び第２変形板２４、２５と、を備え、第１及び第２変形板２４、２５の各々は、第２仮想辺３２の中央部よりも仮想矩形３０の内側に位置する中心点３４と、第２仮想辺３２の接続する仮想矩形３０の各頂点３３とを結ぶ、第２仮想辺３２に対して傾斜した仮想線３５の各々に沿って立てて設けられた第１及び第２の傾斜板２６、２７を備えている。
上記のような構成によれば、単位構造体２１に対して、第２の方向Ｘに伸長力ＰＸが作用した際には、第１及び第２支持板２２、２３が第２の方向Ｘに更に離間し、第１及び第２の傾斜板２６、２７と第２仮想辺３２との間の角度θが低減し、第１及び第２の傾斜板２６、２７の間の角度φが増大して、中心点３４が第２仮想辺３２に接近する。これにより、２つの第２仮想辺３２の各々に対応する中心点３４間が離間し、単位構造体２１の、特に第２の方向Ｘにおける中央部近傍は、第１の方向Ｙにおける長さが増大する。
また、単位構造体２１に対して、第１の方向Ｙに伸長力が作用した際には、中心点３４が第２仮想辺３２に接近し、第１及び第２の傾斜板２６、２７の間の角度φが増大して、第１及び第２の傾斜板２６、２７と第２仮想辺３２との間の角度θが低減し、第１及び第２支持板２２、２３が第２の方向Ｘに更に離間する。これにより、単位構造体２１は第２の方向Ｘにおける長さが増大する。
このように、単位構造体２１は、第１及び第２のいずれの方向Ｘ、Ｙに伸力が作用した場合であっても、伸長方向に直交する方向における長さが増大するように構成されている。
したがって、伸長時の状態における電子回路３への局所的な歪の集中や表示の歪みを低減可能な、伸縮基板２及び伸縮表示装置１を、効果的に実現可能である。
【００５８】
また、複数の単位構造体２１は、第２の方向Ｘに並べて設けられて単位構造体行２８が形成され、単位構造体２１の第２支持板２３は、単位構造体２１の第２支持板２３側に位置して隣接する単位構造体２１における、第１支持板２２である。
また、複数の単位構造体行２８が、第１の方向Ｙに並べて設けられ、単位構造体行２８を構成する単位構造体２１の第１及び第２傾斜板２６、２７は、第１の方向Ｙに隣接する単位構造体行２８を構成する単位構造体２１及びこれに隣接する単位構造体２１の、第１または第２変形板２６、２７である。
上記のような構成によれば、単位構造体２１を密に並べて配置することができる。
したがって、伸長時の状態における電子回路３への局所的な歪の集中や表示の歪みを低減可能な、伸縮基板２及び伸縮表示装置１を、効果的に実現可能である。
【００５９】
また、単位構造体２１に対して、第２の方向Ｘに伸長力が作用した際には、第１及び第２支持板２２、２３が第２の方向Ｘに更に離間し、第１及び第２の傾斜板２６、２７と第２仮想辺３２との間の角度θが低減し、第１及び第２の傾斜板２６、２７の間の角度φが増大して、中心点３４が第２仮想辺３２に接近する。
上記のような構成によれば、単位構造体２１は、第２の方向Ｘに伸長力が作用した場合であっても、特に第２の方向Ｘにおける中央部近傍が、第２の方向Ｘに直交する第１の方向Ｙに伸長するように構成されているため、伸長時の状態における電子回路３への局所的な歪の集中や表示の歪みを低減可能な、伸縮基板２及び伸縮表示装置１を、効果的に実現可能である。
【００６０】
また、単位構造体２１に対して、第１の方向Ｙに伸長力が作用した際には、中心点３４が第２仮想辺３２に接近し、第１及び第２の傾斜板２６、２７の間の角度φが増大して、第１及び第２の傾斜板２６、２７と第２仮想辺３２との間の角度θが低減し、第１及び第２支持板２２、２３が第２の方向Ｘに更に離間する。
上記のような構成によれば、単位構造体２１は、第１の方向Ｙに伸長力が作用した場合であっても、これに直交する第２の方向Ｘに伸長するように構成されているため、伸長時の状態における電子回路３への局所的な歪の集中や表示の歪みを低減可能な、伸縮基板２及び伸縮表示装置１を、効果的に実現可能である。
【００６１】
また、表示素子４は、仮想矩形３０の頂点３３と、中心点３４の双方に対応付けて設けられている。
伸縮表示装置１に伸長力が作用した際に、この伸長力はオーセチック構造体２０の各単位構造体２１に作用する。単位構造体２１の各支持板２２、２３や傾斜板２６、２７は板体として構成されており、伸長時には、これら板体の表面が、隣接して周囲に位置するエラストマー等の伸縮基板２を形成する材料の、伸長力が作用する方向に直交する方向に伸縮しようとする力に抗する。したがって、これらの板体には、伸長時には応力が作用して、歪が生じやすい。
これに対し、単位構造体２１の各板体が互いに接合された部分に相当する、仮想矩形３０の頂点３３や中心点３４においては、複数の板体が平面内の異なる方向から互いに接合されて支持されているため応力に抗しやすく、板体の表面部分に比べると歪が生じにくい。すなわち、上記のような構成によれば、表示素子４が、オーセチック構造体２０の歪の生じにくい部分に対応付けて設けられているため、伸縮表示装置１の伸長時に表示素子４に作用する負荷を低減可能である。
【００６２】
特に本実施形態においては、表示素子４は、オーセチック構造体２０に固定されている。
このような構成によれば、伸長時の表示素子４間のピッチのずれを低減可能である。
【００６３】
また、オーセチック構造体２０は、伸縮基板２に設置されている。
上記のような構成によれば、伸縮表示装置１を好適に実現可能である。
【００６４】
［実施形態の第１変形例］
次に、図１０、図１１を用いて、上記実施形態として示した伸縮基板２及び伸縮表示装置１の第１変形例を説明する。図１０は、本第１変形例における伸縮基板及び伸縮表示装置の平面図である。図１１は、本第１変形例における伸縮基板及び伸縮表示装置の、図１０中Ｙ方向から視た際の平面図である。本第１変形例における伸縮表示装置４１は、上記実施形態の伸縮表示装置１とは、表示素子４の配置が異なっている。
【００６５】
既に説明したように、オーセチック構造体２０の、第１の方向Ｙに隣接する２つの単位構造体行２８Ａ、２８Ｂにおいて、一方の単位構造体行（第１の単位構造体行）２８Ａにおける単位構造体２１の第１支持板２２と第２支持板２３は、第１の方向Ｙに隣接する他方の単位構造体行（第２の単位構造体行）２８Ｂにおける単位構造体２１の第１支持板２２と第２支持板２３よりも、第１の方向Ｙの長さが長く形成されている。
本変形例においては、表示素子４は、第１の単位構造体行２８Ａの、長く形成された第１及び第２支持板２２、２３の、特にこれら第１及び第２支持板２２、２３の中央の部分に対応付けて設けられている。
【００６６】
伸縮基板４２に伸長力が作用すると、オーセチック構造体２０のポアソン比は負の値となるように構成されているため、伸縮基板４２は伸長力が作用した方向に伸長するとともに、これに直交する方向においても伸長するか、あるいは直交方向における収縮が緩和されるように、変形する。伸縮基板４２は、エラストマー等のポアソン比が正の値を有する材料で形成されているため、この平面内における２つの直交する方向の各々に伸縮基板４２が上記のように変形すると、伸縮基板４２の体積を維持しようとするために、伸縮基板４２の厚さが低減する。
ここで、各単位構造体２１においては、当該単位構造体２１の周辺に設けられた伸縮基板４２を形成する材料は支持板２２、２３に支持されているため、伸縮基板４２の伸長による影響を受けにくく、厚さ方向に生じる歪も生じにくい。すなわち、上記のような構成によれば、表示素子４が、伸縮基板４２を形成する材料の歪の生じにくい部分に対応付けて設けられているため、伸縮表示装置４１の伸長時に表示素子４に作用する負荷を低減可能である。
【００６７】
特に本変形例においては、図１１に示されるように、表示素子４はオーセチック構造体２０に対して、厚さ方向Ｚに離れて設けられている。
本変形例においては、表示素子４がオーセチック構造体２０から離れて設けられているため、上記のように伸縮基板４２が伸長して伸縮基板４２の厚さが低減した場合に、伸縮基板４２を構成する材料に作用する応力によって、表示素子４がオーセチック構造体２０へと押圧されにくい。したがって、伸縮表示装置４１の伸長時に表示素子４に作用する負荷を低減可能である。
【００６８】
本第１変形例が、既に説明した実施形態と同様な他の効果を奏することは言うまでもない。
【００６９】
［実施形態の第２変形例］
次に、図１２を用いて、上記実施形態として示した伸縮基板２及び伸縮表示装置１の第２変形例を説明する。図１２は、本第２変形例に関する、伸縮基板及び伸縮表示装置の、オーセチック構造体の平面図である。本第２変形例における伸縮基板５２及び伸縮表示装置５１は、上記実施形態の伸縮基板２及び伸縮表示装置１とは、オーセチック構造体５３における単位構造体５４の配置が異なっている。
より詳細には、本変形例においては、単位構造体５４は、オーセチック構造体５３の周縁部ＰＥよりも内方部Ｉの方に多く設けられている。
上記のような構成によれば、伸縮基板５２に伸長力が作用した際に、伸長力が作用した方向に直交する方向における長さの変化が大きい内方部Ｉに、直交する方向における長さが増大する単位構造体５４が、周縁部ＰＥよりも多く設けられている。これにより、伸縮基板５２が伸長した際の、特に内方部Ｉにおける収縮変形に、効果的に抗することができる。
したがって、伸長時の状態における電子回路への局所的な歪の集中や表示の歪みを低減可能な、伸縮基板５２及び伸縮表示装置５１を、効果的に実現可能である。
【００７０】
本第２変形例が、既に説明した実施形態と同様な他の効果を奏することは言うまでもない。
【００７１】
なお、本発明の伸縮基板及び伸縮表示装置は、図面を参照して説明した上述の実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、その技術的範囲において他の様々な変形例が考えられる。
【００７２】
例えば、上記実施形態においては、オーセチック構造体２０は伸縮基板２内に埋設されていたが、オーセチック構造体２０はこれ以外の構成によって伸縮基板２に固定されてよいのは、言うまでもない。
図１３（ａ）の伸縮表示装置６１においては、伸縮基板６２は、表示素子４が設置された伸縮基板本体６３と、支持基板６４を備え、オーセチック構造体２０は、支持基板６４に設置され、支持基板６４は、伸縮基板本体６３の、表示素子４による表示が視認される表示側Ｄとは反対側の表面６３ａに接合されている。
上記のような構成によれば、伸縮表示装置を好適に実現可能である。特に、オーセチック構造体２０が表示側Ｄとは反対側の表面６３ａに接合されているため、オーセチック構造体２０は表示素子４による表示を阻害しない。
また、図１３（ｂ）の伸縮表示装置７１においては、伸縮基板７２は、表示素子４が設置された伸縮基板本体７３と、支持基板７４を備えている。オーセチック構造体７５は、支持基板７４に設置され、オーセチック構造体７５と支持基板７４は、透明な材料により形成され、支持基板７４は、伸縮基板本体７３の、表示素子４による表示が視認される表示側Ｄの表面７３ｂに接合されている。
上記のような構成によれば、伸縮表示装置７１を好適に実現可能である。オーセチック構造体７５と支持基板７４は表示側Ｄに接合されてはいるが、オーセチック構造体７５と支持基板７４は透明な材料により形成されているため、表示素子４による表示が阻害されにくい。
伸縮表示装置７１においては、伸縮表示装置６１と同様に、伸縮基板本体７３の表示側Ｄとは反対側の表面７３ａにおいても、オーセチック構造体２０が設置された支持基板７６が接合されている。しかし、伸縮基板本体７３の表示側Ｄの表面７３ｂのみに、オーセチック構造体７５が設置された支持基板７４が接合されていてもよい。
また、伸縮表示装置７１においては、オーセチック構造体７５と支持基板７４の双方が透明な材料により形成されているが、表示素子４による表示が阻害されないのであれば、これらのうちいずれか一方のみが透明な材料により形成されていてもよい。
また、上記実施形態及び図１３を用いて説明した変形例の各々において、オーセチック構造体は伸縮基板や支持基板に埋設された構成となっていたが、必ずしもこれに限られず、例えばオーセチック構造体は伸縮基板や支持基板の表面に接合されていてもよい。
【００７３】
また、上記実施形態においては、表示素子４は、仮想矩形３０の頂点３３と、中心点３４の双方に対応付けて設けられていたが、頂点３３と、中心点３４の、いずれか一方のみに対応付けて設けられていてもよい。
【００７４】
また、上記実施形態及び各変形例におけるオーセチック構造体は、平面状に形成されて、この平面と平行な方向に伸長力が作用した場合に、伸長力が作用した方向に直交する方向にも伸長するように構成されていた。既に説明したように、伸縮基板を形成する材料はポアソン比が正の値を有するものであるため、この平面内における２つの直交する方向へのオーセチック構造体の伸長の影響を受けた変形により、伸縮基板の厚さが低減する。
この厚さの低減に起因して表示素子に作用する負荷をさらに低減するために、オーセチック構造体として、平面内に上記実施形態のようにオーセチック構造体を形成するとともに、伸長力が作用した際にこの平面に直交する厚さ方向Ｚにおいても構造体が伸長するように、オーセチック構造体を立体的、例えば三次元的に、形成してもよい。
【００７５】
また、上記実施形態及び各変形例においては、オーセチック構造体を構成する単位構造体としては、図７を用いて示したような、板体を組み合わせた形状のものを使用した。これは、構造が簡潔となり設計、製造が容易であること、伸縮力が作用した際の変形メカニズムが明確であって所望されるポアソン比の実現が容易であること等の理由に依るものである。しかし、これらにおいて問題のない性能を実現できれば、単位構造体の形状は、上記のようなものには必ずしも限られず、例えば図１４に単位構造体８１、８２、８３として示されるような、他の形状を備えていても構わない。あるいは、上記実施形態として示した単位構造体２１と、単位構造体８１、８２、８３が組み合わせて用いられていてもよい。
【００７６】
また、上記実施形態及び各変形例においては、オーセチック構造体は樹脂で形成されていたが、これに替えて、例えば金属等のより弾性の高い材料により形成されていてもよい。この場合には、オーセチック構造体に伸長力が作用した際の変形を容易にするために、頂点３３や中心点３４において、板体どうしがヒンジにより接合されて、頂点３３や中心点３４を中心とした板体間の角度が変更自在に設けられていてもよい。
【００７７】
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態及び各変形例で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
例えば、第２変形例として示したような分布で単位構造体５４を配置したオーセチック構造体５３に対し、表示素子４を、第１変形例として示したように、第１支持板２２、第２支持板２３に対応付けて設けてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１、４１、５１、６１、７１  伸縮表示装置
２、４２、５２、６２、７２  伸縮基板
３  電子回路
４  表示素子
２０、５３、７５  オーセチック構造体
２１、５４、８１、８２、８３  単位構造体
２２  第１支持板
２３  第２支持板
２４  第１変形板
２５  第２変形板
２６  第１傾斜板
２７  第２傾斜板
２８  単位構造体行
２８Ａ  第１の単位構造体行
２８Ｂ  第２の単位構造体行
３０  仮想矩形
３１  第１仮想辺
３２  第２仮想辺
３３  頂点
３４  中心点
３５  仮想線
６３、７３  伸縮基板本体
６３ａ、７３ａ  表示側とは反対側の表面
６４、７４、７６  支持基板
７３ｂ  表示側の表面
Ｄ  表示側
Ｘ  第２の方向
Ｙ  第１の方向
Ｚ  厚さ方向
Ｉ  内方部
ＰＥ  周縁部
θ  傾斜角（第１及び第２の傾斜板と第２仮想辺との間の角度）
φ  第１及び第２の傾斜板の間の角度
【図１】
0006985341.tif 000002
【図２】
0006985341.tif 000003
【図３】
0006985341.tif 000004
【図４】
0006985341.tif 000005
【図５】
0006985341.tif 000006
【図６】
0006985341.tif 000007
【図７】
0006985341.tif 000008
【図８】
0006985341.tif 000009
【図９】
0006985341.tif 000010
【図１０】
0006985341.tif 000011
【図１１】
0006985341.tif 000012
【図１２】
0006985341.tif 000013
【図１３】
0006985341.tif 000014
【図１４】
0006985341.tif 000015