JP2010039311A - 高分子アクチュエータを用いた表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単且つ低コストで、表示文字のカラーを変えることができる高分子アクチュエータを用いた表示装置を提供すること。
【解決手段】 アクチュエータ素子１を曲げ変形させた状態で光源７Ａを点灯すると、照光領域２１ａを介して操作キー２１の表面２１Ａに設けられている第１の文字表示「８」を照光表示させることができる。同様に、アクチュエータ素子１Ｂを曲げ変形させた状態で光源７Ｂを点灯すると、照光領域２１ｂを介して操作キー２１の表面２１Ａに設けられている第２の文字表示「ＴＵＶ」を照光表示させることができる。光源７Ａ，７Ｂとして異なる発光色のＬＥＤを採用することにより、簡単且つ低コストで、表示文字のカラーを変えることが可能となる。
【選択図】図４

Description

本発明は、操作キーの表面に形成れた表示文字を多彩なカラーで照光表示することが可能な高分子アクチュエータを用いた表示装置に関する。

高分子アクチュエータを用いた表示装置に関する先行技術としては、例えば以下の特許文献１などが存在する。

特許文献１に記載の表示装置では、非導電性の高分子材料を短冊状に形成してなる透光部の対向する外面に電極が形成されており、電極間に電圧を印加すると先端側を屈曲変形させることが可能となっている。また高分子アクチュエータの基端面には光源が配置され、先端にはカラーフィルタが設けられている。

高分子アクチュエータの透光部は光ガイドとして機能しており、光を透光部に入射させた状態で、電極間に電圧を印加して先端側を屈曲変形させることによって、外部に放射される光の色を選択することができるというものである。
特開２００３−２７０５６０号公報

しかし、特許文献１に記載された表示装置では、カラーの変更が、電圧制御により透光部の先端を屈曲変形させて、先端部と対向する赤、黒、青、緑の単色カラーフィルタを選択するとい構成であるため、選択数に応じてカラーフィルタの数が増大することになる。

このため、特許文献１に記載された表示装置は部品点数が多く、小型軽量化およびコストダウンの面で不利であるという問題がある。

さらに、カラーフィルタを用いた構成では、カラーフィルタの減衰により得られる輝度が少なく、これを補うために必要とする表示色ごとに光源を増加させ、あるいは輝度を高める必要が生じる。このような表示色が増えるごとに光源を増加する方法は部品点数の増大を招き、また輝度を高める方法は消費電力の増大と回路規模の増大を招くため、結果としてコストアップにつながりやすいという問題がある。

本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、より簡単且つ低コストで、表示色を変えることができるようにした高分子アクチュエータを用いた表示装置を提供することを目的としている。

また本発明は、カラーフィルタを用いなくても、またはより少ないカラーフィルタを用いて多彩なカラーで表示できるようにした高分子アクチュエータを用いた表示装置を提供することを目的としている。

本発明は、一対の電極間に導光性を備えた電解質層が設けられたアクチュエータ素子と、前記アクチュエータ素子の一端の変位に伴って進退自在とされた操作キーと、前記アクチュエータ素子の他端に光を導入する光源と、前記一対の電極間に電圧を印加する電圧制御部と、を備えた高分子アクチュエータを用いた表示装置において、
前記操作キーは複数の照光領域に分けられており、
前記電圧制御部によって前記一対の電極に与えられる電圧により、前記アクチュエータ素子の変形が調整されて前記アクチュエータ素子の先端によって照光される前記照光領域が変更可能であることを特徴とするものである。

本発明では、電圧制御により照光位置を変更することができため、操作キーに設けられた各照光領域を自在に照光することが可能となる。

上記において、前記照光領域に、前記操作キーの表面から視認できるよう表示文字が設けられ、
前記アクチュエータ素子の一端が、各照光領域を照光する位置まで変形させられることにより、これに対応して設けられた前記表示文字が照光表示される素子ものが好ましい。

上記手段では、操作キーの表面に設けられた複数の表示文字と操作キーの裏面に設けられた複数の照光領域とが対応しており、裏面側の照光領域を照光することにより、表面側の各表示文字を照光表示することができる。

また、隣接する前記照光領域間に、一方の照光領域に入射した光が他方の照光領域に漏れるのを防止する遮光壁が設けられているものとすることもできる。

上記手段では、他の照光領域への漏光を防止することができる。
例えば、前記アクチュエータ素子が２組設けられ、
前記操作キーの表面から視認できるように第１の表示文字と第２の表示文字が設けられ、
前記操作キーには前記第１の表示文字に対応する第１の照光領域と前記第２の表示文字に対応する第２の照光領域がそれぞれ設けられており、
前記一方のアクチュエータ素子が駆動されると前記第１の表示文字が照光表示され、前記他方のアクチュエータ素子が駆動されると前記第２の表示文字が照光表示されるものが好ましく、
この場合、前記第１の表示文字と前記第２の表示文字とが異なる発光色で照光されるようにすることが好ましい。

上記手段では、２組のアクチュエータ素子を用いることにより、照光領域を切り替えて、さらには表示カラーを変えて、操作キーの表面に設けられた第１の表示文字と第２の表示文字を的確に照光表示することができる。

また前記アクチュエータ素子が変形したときに、前記アクチュエータ素子の先端により前記操作キーが持ち上げられるものが好ましい。

上記手段では、操作キーがアクティブ状態にあるか否かを容易に認識できるようになる。

さらには、前記操作キーに、前記アクチュエータ素子の先端の移動軌跡に沿う形状からなる切欠部が形成されているものとすることもできる。

上記構成では、操作キーがアクティブ状態に至ったときにも操作キーが移動しない構成とすることができる。あるいは操作キーはアクチュエータ素子の変形とともに所定の移動距離だけ移動し、その後はアクチュエータ素子が変形しても操作キーが移動しないような構成とすることができる。

また本発明は、一対の電極間に導光性を備えた電解質層が設けられたアクチュエータ素子と、前記アクチュエータ素子の一端の変位に伴って進退自在とされた操作キーと、前記アクチュエータ素子の他端に光を導入する光源と、前記一対の電極間に電圧を印加する電圧制御部と、を備えた高分子アクチュエータを用いた表示装置において、
前記操作キーの背面に、複数の前記アクチュエータ素子の先端が配置されており、複数の前記アクチュエータ素子に対応する前記光源がそれぞれ発光色が異なることを特徴とするものである。

上記発明では、各アクチュエータ素子から出射された発光色に応じて操作キーを照光表示することができる。

上記において、３組のアクチュエータ素子が設けられ、各アクチュエータ素子の基端面に光の三原色Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する３種類の光源がそれぞれ設けられているものとすることができる。

上記手段では、所望のカラーにより操作キーを照光表示することができる。
上記においては、各アクチュエータ素子の先端に光拡散部材が設けられているものが好ましい。

上記手段では均一な光で操作キーを照光表示することができる。
さらには、前記アクチュエータ素子が変形したときに、前記アクチュエータ素子の先端により前記操作キーが持ち上げられるものが好ましい。

上記手段では、操作キーが突出しているか否かを見極めることにより、操作キーがアクティブ状態にあるか否かを容易に知覚することができる。

本発明の高分子アクチュエータを用いた表示装置では、カラーフィルタを用いなくても、またはより少ないカラーフィルタで多彩なカラー表示を行うことができる。

また簡単な構成且つ低コストで、確実に表示文字を切り替えることができるようになる。

図１（Ａ）（Ｂ）は本発明に使用される高分子アクチュエータのアクチュエータ素子を示す断面図、図２は高分子アクチュエータを用いた表示装置が搭載された電子機器の一例としての携帯電話機を示す平面図、図３は本発明の第１の実施の形態を示す高分子アクチュエータを用いた表示装置の概略断面図である。なお、図３は図２の携帯電話機の操作面のＡ−Ａ線における断面を概略的に示したものである。

まず、高分子アクチュエータを構成するアクチュエータ素子について説明する。
図１（Ａ）に示すようにアクチュエータ素子１は、弾性および透光性を有する電解質層２と、この電解質層２の一方の面に設けられた第１の電極層３と、電解質層２の他方の面に設けられた第２の電極層４とを重ねた積層体として構成されている。

電解質層２は、イオン交換が可能な高分子材料で形成されており、陽イオン交換樹脂に電解質である電解液が含浸されたものである。本明細書での透光性とは、内部を光が伝播できる状態であり、透明であるか、または内部に光の伝播を損ねない範囲でフィラーや不純物などが混入されている状態を意味する。

陽イオン交換樹脂は、ポリエチレン、ポリスチレン、フッ素樹脂などにスルホン酸基やカルボキシル基などの親水性官能基が導入されたものである。電解液は、塩を含有する分極性有機溶媒やイオン性液体などである。電解質層２内では、陰イオンが陽イオン交換樹脂内に結合し、陽イオンのみが自由に移動できる状態である。

第１の電極層３および第２の電極層４は、前記陽イオン交換樹脂に電解液を含浸した電解質層２の表面に、金などの導電性材料をスパッタやメッキすることで形成されている。

またその他の高分子アクチュエータとしては、例えばＰＵＧ（ポリウレタンゲルアクチュエータ）、導電性高分子アクチュエータ（ポリアリニン等）、電歪エラストマーなどを使用することもできる。

図１（Ｂ）に示すように、電圧制御部Ｅから電圧が印加され、第１の電極層３が陽極側になり第２の電極層４が陰極側となるように、電解質層２に電界が与えられると、電解質層２内の陽イオンおよび極性分子が陰極側である第２の電極層４へ移動する。その結果、第２の電極層４側において電解質層２の体積が膨張し、曲げ応力が発生して、アクチュエータ素子１に曲げが発生する。

アクチュエータ素子１は、電圧制御部Ｅから印加される電圧の大きさに応じて曲げ変形するが、変形量は電圧が大きくなるほど大きい。このため、印加する電圧の大きさを変えることにより、アクチュエータ素子１の変形量を調整することが可能である。例えば、図３に示すように、第１の電圧Ｖ１を印加すると第１の位置（ｉ）まで、第２の電圧Ｖ２（Ｖ２＞Ｖ１）を印加すると第２の位置（ｉｉ）まで変形させることができる。なお、電圧をさらに細かいステップで制御することにより、変形量を段階的に調整することが可能である。

また第１の電極層３および第２の電極層４は、電解質層２を形成する電解質層よりも屈折率が低い。このため、アクチュエータ素子１では、電解質層２をコアとしたときに、第１の電極層３および第２の電極層４はクラッドとして機能させることができる。このため、このアクチュエータ素子１は、電解質層２の一方の基端面から入射した光を他方の端面に案内する導光体としての機能を備えている。

次に、上記高分子アクチュエータを用いた表示装置について説明する。
図３に示すように、アクチュエータ素子１は、その基端部が拘束部材５ａと拘束部材５ｂとで挟まれた状態で片持ち支持されている。片持ち支持された側の電解質層２の基端面２ａが光入射端面であり、基端面２ａの近傍にはＬＥＤなどからなる光源７が対向配置されている。

光源７から発せられた光はこの光入射端面（基端面２ａ）に入射される。そして、電解質層２内を伝播して自由端側の電解質層２の先端面２ｂから出射される。すなわち、先端面２ｂが光出射端面である。

図３に示すように、アクチュエータ素子１の上方には、電子機器２０の外表面を形成する操作面２０Ａが設けられており、この操作面２０Ａには複数の開口穴２０ａが形成されている。各開口穴２０ａ内には、操作キー（スイッチ釦）２１がそれぞれ設けられている。

操作キー２１は開口穴２０ａ内において板厚（Ｚ）方向に沿って進退自在に支持されている。操作キー２１が図示Ｚ２方向の位置にあるときには、操作キー２１の表面２１Ａは操作面２０Ａとほぼ同一面となる非アクティブ状態に設定される。一方、操作キー２１がＺ１方向に移動すると、その表面２１Ａが操作面２０Ａよりも図示上方に突出するアクティブ状態に設定される。

なお、電子機器２０の内部には、操作キー２１が非アクティブ状態のときに、表面２１Ａが操作面２０Ａよりも図示上方に突出しないように保持する付勢部材又はロック部材（図示せず）が設けられている。さらに操作キー２１と対向する装置の内側には、オン／オフを切り替えるスイッチ機構（図示せず）が設けられている。

操作キー２１の表面２１Ａには、文字、図形、記号など操作内容を示す表示文字が表示されている。例えば、図１に示すものでは操作キー２１の表面２１Ａには、「８」などからなる第１の表示文字と、「ＴＵＶ」などの複数の文字がブロック化された第２の表示文字が表示されている（図４（Ａ）ないし（Ｃ）参照）。

これらの第１、第２の表示文字は、表面２１Ａを部分的に刳り貫くことにより形成されており、刳り貫かれた部分は光透過性の樹脂フィルムによって塞がれている。したがって、操作キー２１を背面から照光すると、光は樹脂フィルムを通して外部に出射され、操作キー２１の表面２１Ａに第１の表示文字「８」や第２の表示文字「ＴＵＶ」を明るく浮かび上がらせること（以下、照光表示という）が可能である。

操作キー２１の背面２１Ｂは、表面２１Ａに設けられた第１，第２の表示文字「８」，「ＴＵＶ」に対応する照光領域２１ａ，２１ｂに分けられている。照光領域２１ａが照光されると第１の表示文字「８」が照光表示され、照光領域２１ｂが照光されると第２の表示文字「ＴＵＶ」が照光表示される。

なお、隣接する照光領域２１ａと照光領域２１ｂとの間を遮光壁２２で仕切る構成としてもよい。このようにすると、一方の照光領域２１ａを照らした光が他方の照光領域２１ｂに漏れることを防止することができ、各照光領域が、照光状態であるか非照光状態であるかを明確に識別することが可能となる。

光源７から出射された光は、基端面２ａから電解質層２内に入射され、電解質層２の内部を伝播して先端面２ｂから出射し、照光領域２１ａまたは照光領域２１ｂを照光する。

ここで、電圧制御部Ｅにより、第１の電圧Ｖ１を印加すると、アクチュエータ素子１は第１の位置（ｉ）まで変形するため、照光領域２１ｂを照光することができる。同様に、第２の電圧Ｖ２が印加されると、アクチュエータ素子１は第２の位置（ｉｉ）まで変形し、照光領域２１ａを照光することができる。

よって、第１の電圧Ｖ１を与えながら光源７を点灯させると、第１の表示文字「８」のみを照光することができ、同様に第２の電圧Ｖ２を与えながら光源７を点灯させると、第２の表示文字「ＴＵＶ」のみを照光することができる。

このように、本発明では、印加する電圧の大きさを制御してアクチュエータ素子１の変形量を調整することにより、所望の表示文字を選択的に照光表示することが可能である。このため、操作キー２１を押下したときに、入力される文字が第１の表示文字「８」であるのか、第２の表示文字「ＴＵＶ」であるのかを視覚的に把握することが可能となり、この点で誤操作防止に役立たせることができる。

また例えば、電圧制御部Ｅが印加する電圧を第１の電圧Ｖ１よりも小さくなるように制御すると、アクチュエータ素子１は第１の位置（ｉ）まで達することができず、先端部２ｂが照光領域２１ｂとの対向する位置からずれることになる。このため、第２の表示文字「ＴＵＶ」の明るさを低く抑えることができる。このように、電圧を制御することにより、第１，第２の表示文字「８」，「ＴＵＶ」の明るさを調整することも可能である。

ところで、前記操作キーに設けられた透光性の樹脂フィルムには、カラーフィルタを使用することもできる。例えば、第１の表示文字「８」を赤色のカラーフィルタで形成し、第２の表示文字「ＴＵＶ」側を緑色のカラーフィルタで形成する。すると、光源７に印加する電圧を制御するだけで、第１の表示文字「８」を赤色で照光表示し、第２の表示文字「ＴＵＶ」を緑色の発光色で照光表示することが可能である。このため、操作可能な入力文字が第１の表示文字「８」であるか、第２の表示文字「ＴＵＶ」であるのかを視覚的に把握することができる。

またアクチュエータ素子１の変形量を大きくし、アクチュエータ素子１が変形したときに、先端部２ｂを操作キー２０の背面に当接させるとともに、さらに先端で操作キー２１を上方に持ち上げるようにしてもよい。

このようにすると、操作キー２１を、機器素子側の操作面２０Ａよりも上方に突出させることができ、操作キー２１がアクティブ状態にあることを視覚的および触覚的（触れたときの皮膚感覚）で明確に確認することができるようになる。

図４は本発明の第２の実施の形態としての高分子アクチュエータを用いた表示装置の概略の断面図を示し、（Ａ）は駆動前の非アクティブ状態、（Ｂ）は一方のアクチュエータのみをアクティブ状態とした場合、（Ｃ）は他方のアクチュエータのみをアクティブ状態とした場合である。

第２の実施の形態に示す高分子アクチュエータでは、図４（Ａ）に示すように、２組のアクチュエータ素子１Ａ、１Ｂが設けられている点で上記第１の実施の形態と相違している。なお、アクチュエータ素子の数は、２組に限られるものではなく、３組以上の複数組を有する構成とすることもできる。

アクチュエータ素子１Ａとアクチュエータ素子１Ｂの構成は、上記第１の実施の形態同様であり、図４に示すものでは両アクチュエータ素子１Ａ，１Ｂが操作キー２１の中心を通る中心線Ｏ−Ｏに対して対称となる位置に配置されている。

図４（Ａ）に示すように、アクチュエータ素子１Ａ，１Ｂのいずれも非駆動状態のとき、すなわち一対の第１の電極層３と第２の電極層４間に電圧が印加されない状態にあるときには、操作キー２１の表面２１Ａの第１の表示文字「８」および第２の表示文字「ＴＵＶ」はともに非照光表示状態にある。

次に、図４（Ｂ）に示すように、一方のアクチュエータ素子１Ａのみを駆動し且つ光源７Ａを点灯させるとともに、他方のアクチュエータ素子１Ｂを非駆動状態としたときには、光源７Ｂの状態が点灯か消灯かに拘らず、操作キーの表面２１Ａの第１の表示文字「８」のみを照光表示することができる。このため、操作者に対して視覚的に第１の表示文字「８」が選択されていることを認識させることができる。換言すれば、この操作キー２１を押圧すと、第１の表示文字「８」が入力されるということを認識させることができる。

また図４（Ｃ）に示すように、他方のアクチュエータ素子１Ｂのみを駆動し且つ光源７Ｂを点灯させるとともに、一方のアクチュエータ素子１Ａを非駆動状態としたときには、光源７Ａの状態が点灯か消灯かに拘らず、操作キーの表面２１Ａの第２の表示文字「ＴＵＶ」のみを照光表示することができる。このため、操作者に対して視覚的に第２の表示文字「Ｔ」、「Ｕ」または「Ｖ」が選択されていること、すなわち第２の表示文字「Ｔ」、「Ｕ」または「Ｖ」が入力可能な状態にあることを認識させることができる。

このように第２の実施の形態では、２組のアクチュエータ素子１Ａ，１Ｂを用いることにより、操作キー２１上の第２の表示文字を確実に選択して照光表示することができる。

この場合、互いに異なる発光色となるように、光源７Ａと光源７Ｂとが異なる発光色を有するＬＥＤで構成されていてもよい。例えば、光源７Ａを第１の発光色の光（例えば赤色）のＬＥＤで形成し、光源７Ｂを第２の発光色の光（例えば緑）のＬＥＤで形成した場合には、第１の表示文字「８」を第１の発光色（赤色）により、第２の表示文字「ＴＵＶ」を第２の発光色（緑色）によりそれぞれ照光表示することができる。このため、操作性を向上させること、すなわち操作者が誤操作する確率を大幅に低減することが可能となる。

また同時に２組のアクチュエータ素子１Ａ，１Ｂを駆動し、且つ光源７Ａ，７Ｂを同時に点灯させることもできる。この場合に、第１の発光色（赤色）と第２の発光色（緑色）とを同時に照光するようにすると、これらの光が混色されて第３の発光色（黄色）が得られるようになる。このため、表示文字を第３の発光色（黄色）の光で照光表示することが可能となる。操作キー２１の表面２１Ａに、第１の表示文字「８」および第２の表示文字「ＴＵＶ」以外の第３の表示文字（例えば、「や」など）の入力が可能な場合においては、この第３の表示文字を第３の発光色（黄色）によって照光表示することが可能となる。

この際、アクチュエータ素子１Ａ，１Ｂの先端に光拡散部材６を設けた構成が好ましい。このようにすると、第１の発光色（赤色）および第２の発光色（緑色）を拡散することができるため、第１の発光色（赤色）と第２の発光色（緑色）とが混色されやすくなり、結果として第３の発光色（黄色）光をより均一な光とすることができる。

また電圧制御部Ｅにおける電圧量を制御してアクチュエータ素子１Ａ，１Ｂの変形量を微妙に調整すると、第１の発光色（赤色）の光と第２の発光色（緑色）の光の混色比率を変えることができ、混色されて得られる第３の発光色を調整することが可能となる。

上記構成においては、アクチュエータ素子の数は３組以上であってもよい。
複数のアクチュエータ素子１を有する構成のものでは、各アクチュエータ素子１の基端面２ａに対向配置される光源７の色の種類は複数であってもよいし、一種類であってもよい。

一種類のアクチュエータ素子１の場合には、１つの照光領域の背面に対して一度に対向するアクチュエータ素子１の数を必要に応じて変更することにより、明るさを調整することができる。あるいは、すべてのアクチュエータ素子１の先端面２ｂ側が１つの照光領域の背面に対応している場合は、点灯する光源７の数を制御することにより、明るさを調整することが可能となる。

特に、３組のアクチュエータ素子１を有する構成の場合においては、各アクチュエータ素子１に対応して設けられる３つの光源にそれぞれ光の三原色Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を用意し、操作キー２１の背面で前記三原色が加法混色されるようにすると、第１，第２の表示文字「８」、「ＴＵＶ」を多彩なカラーで照光表示することが可能となる。

しかも、第１の電極層３と第２の電極層４に印加する電圧を制御し変形量を制御できるようにすると、三原色Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の混合比率を調整することができるため、第１の表示文字「８」、第２の表示文字「ＴＵＶ」を所望のカラーで照光表示することが可能となる。

また複数のアクチュエータ素子の先端部が、操作キー２１を一緒に持ち上げる構成としてもよい。この場合、操作キー２１が３組のアクチュエータ素子により三点で支持されるようになるため、操作キー２１を安定した水平姿勢を維持しながら持ち上げることが可能となる。

図５は高分子アクチュエータの動作と操作キーとの関係を示す断面図である。図５では高分子アクチュエータを直線又は湾曲線で示すとともにその変形動作を段階的に示している。また図５の左端は基端面２ａが設けられた高分子アクチュエータの固定端を示し、右端は先端面２ｂが設けられた高分子アクチュエータの自由端を示している。

アクチュエータ素子１に印加する電圧の大きさは、電圧制御部Ｅを用いて調整することができる。

電圧制御部Ｅを用いて、アクチュエータ素子１に印加する電圧を大きさを段階的に変えると、アクチュエータ素子１は図５に示すように変位する。

すなわち、アクチュエータ素子１は、印加電圧Ｖ＝０のときは（ａ）に示す水平姿勢（非アクティブ状態）にある。そして、印加電圧Ｖ＝ｅ０（＞０）のときには自由端側がやや持ち上がった（ｂ）の状態となり、印加電圧Ｖ＝ｅ１のときにはさらに自由端側が持ち上がる（ｃ）の状態となる。以下同様に、印加電圧Ｖを段階的に大きく変化させると、それに応じてアクチュエータ素子１の自由端を（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（Ｇ），・・・，（ｌ）の順に持ち上げ方向に段階的に変位させることができる。

このため、操作キー２１の背面２１Ｂに、アクチュエータ素子１の自由端側の先端の移動軌跡１０に沿う形状からなる切欠部２１Ｃを形成しておくと、操作キー２１を必要な高さだけ持ち上げた状態のまま、アクチュエータ素子１を変形させることが可能となる。すなわち、印加電圧Ｖに応じてアクチュエータ素子１が変形するときには、（ｅ）の位置までは変形量に応じてキーが持ち上がるが、（ｅ）の位置を超えて変形する場合にはアクチュエータ素子１の自由端側の先端は切欠部２１Ｃに沿って移動するため、操作キー２１をさらに持ち上げることがない。このため、操作キー２１の上下方向への移動を伴うことなく、アクチュエータ素子１の変形だけを行わせることが可能である。

この際、図５に示すものではアクチュエータ素子１の自由端に設けられた先端面２ｂ（図３参照）は、印加電圧Ｖの大きさに応じて切欠部２１Ｃの３箇所の位置（ｅ），（ｆ），（ｇ）で切欠部２１Ｃの被照光面２１Ｃ１にそれぞれ対向可能である。よって、印加電圧Ｖを変えて先端面２ｂに対向する被照光面２１Ｃ１の位置を制御することにより、操作キー２１の表面２１Ａに設けられた第１，第２の表示文字「８」，「ＴＵＶ」などの明るさを調整することが可能である。この場合、実質的には、被照光面２１Ｃ１に複数の照光領域が設けられていることになる。

よって、例えば図４の第２の実施の形態の、１つの操作キーに対して２つのアクチュエータ素子１Ａ，１Ｂを有する構成の表示装置において、例えば、操作キー２１の背面のうち、一方のアクチュエータ素子１Ａの自由端と対向する部分には切欠部２１Ｃを形成し、他方のアクチュエータ素子１Ｂの自由端と対向する部分には切欠部２１Ｃを形成しない構成とすることができる。この構成では、一方のアクチュエータ素子１Ａが駆動されるときには、アクチュエータ素子１Ａの自由端は切欠部２１Ｃ内を移動するため、上記同様に操作キー２１はＺ１方向に移動せず、表示文字の照光のみを行うことができる。また他方のアクチュエータ素子１Ｂが駆動されるときには、第１の実施の形態同様に、表示文字の照光と操作キーの移動とを一緒に行うことができる。

また以下に示すような動作とすることもできる。
ここでは、操作キー２１を上下方向に移動自在に支持するとともに、操作キー２１が最も下方に移動した位置を図５に点線で示す位置とする。そして、例えば図５の（ｄ）の位置で、アクチュエータ素子１Ａの先端が操作キー２１の背面の一部に当接するように設定しておく。

この状態で、アクチュエータ素子１Ａに印加電圧Ｖを与えると、その大きさに応じてアクチュエータ素子１Ａが変形し、その先端は（ｄ）の位置で操作キー２１の背面の一部に当接する。そして、印加電圧Ｖの大きさをさらに１段大きくすると、アクチュエータ素子１Ａの先端は（ｅ）の位置まで移動しようとする。このため、操作キー２１をＺ１方向に、（ｄ）の位置から（ｅ）の位置に対応する移動距離ｈ分だけ持ち上げることができる。

操作キー２１が（ｅ）の位置に達した後、さらに印加電圧Ｖを大きくした場合、アクチュエータ素子１Ａの先端は移動軌跡１０に沿って切欠部２１Ｃ内を移動する。このため、操作キー２１がこれ以上Ｚ１方向に移動することを防止することが可能となる。

よって、操作キー２１の背面に切欠部２１Ｃを形成するとともに、操作キー２１の切欠部２１Ｃの下端の一部が、アクチュエータ素子１の先端の移動軌跡１０と交差するように形成しておくことにより、アクティブ状態では一定の移動距離ｈだけ操作キー２１を持ち上げるとともに表示文字を照光し、その後は操作キー２１の移動は行わずに、その位置で照光される表示文字や明るさだけを変えるような制御を行うことが可能である。

なお、高分子アクチュエータを用いた表示装置が搭載された電子機器は携帯電話機に限られるものではなく、例えば携帯型のビデオ又は音楽プレーヤ、ＰＤＡなどその他の電子機器であってもよい。

（Ａ）（Ｂ）は本発明に使用される高分子アクチュエータのアクチュエータ素子を示す断面図、 高分子アクチュエータを用いた表示装置が搭載された電子機器の一例としての携帯電話機の平面図、 本発明の第１の実施の形態を示す高分子アクチュエータを用いた表示装置を示す概略断面図、 本発明の第２の実施の形態としての高分子アクチュエータを用いた表示装置の概略の断面図を示し、（Ａ）は駆動前の非アクティブ状態、（Ｂ）は一方のアクチュエータのみをアクティブ状態とした場合、（Ｃ）は他方のアクチュエータのみをアクティブ状態とした場合、 高分子アクチュエータの動作と操作キーとの関係を部分的に示す断面図、

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ アクチュエータ素子（導光体）
２ 電解質層
３ 第１の電極層
４ 第２の電極層
５ａ，５ｂ 拘束部材
６ 光拡散部材
７，７Ａ，７Ｂ 光源
２０ 電子機器
２０Ａ 操作面
２０ａ 開口穴
２１ 操作キー
２１Ａ 表面
２１Ｂ 背面
２１Ｃ 切欠部
２１Ｃ１ 被照光面
２１ａ，２１ｂ 照光領域
２２ 遮光壁

Claims (11)

1. 一対の電極間に導光性を備えた電解質層が設けられたアクチュエータ素子と、前記アクチュエータ素子の一端の変位に伴って進退自在とされた操作キーと、前記アクチュエータ素子の他端に光を導入する光源と、前記一対の電極間に電圧を印加する電圧制御部と、を備えた高分子アクチュエータを用いた表示装置において、
   前記操作キーは複数の照光領域に分けられており、
   前記電圧制御部によって前記一対の電極に与えられる電圧により、前記アクチュエータ素子の変形が調整されて前記アクチュエータ素子の先端によって照光される前記照光領域が変更可能であることを特徴とする高分子アクチュエータを用いた表示装置。
2. 前記照光領域に、前記操作キーの表面から視認できるよう表示文字が設けられ、
   前記アクチュエータ素子の一端が、各照光領域を照光する位置まで変形させられることにより、これに対応して設けられた前記表示文字が照光表示される請求項１記載の高分子アクチュエータを用いた表示装置。
3. 隣接する前記照光領域間に、一方の照光領域に入射した光が他方の照光領域に漏れるのを防止する遮光壁が設けられている請求項１または２記載の高分子アクチュエータを用いた表示装置。
4. 前記アクチュエータ素子が２組設けられ、
   前記操作キーの表面から視認できるように第１の表示文字と第２の表示文字が設けられ、
   前記操作キーには前記第１の表示文字に対応する第１の照光領域と前記第２の表示文字に対応する第２の照光領域がそれぞれ設けられており、
   前記一方のアクチュエータ素子が駆動されると前記第１の表示文字が照光表示され、前記他方のアクチュエータ素子が駆動されると前記第２の表示文字が照光表示される請求項２記載の高分子アクチュエータを用いた表示装置。
5. 前記第１の表示文字と前記第２の表示文字とが異なる発光色で照光される請求項４記載の高分子アクチュエータを用いた表示装置。
6. 前記アクチュエータ素子が変形したときに、前記アクチュエータ素子の先端により前記操作キーが持ち上げられる請求項１ないし５のいずれかに記載の高分子アクチュエータを用いた表示装置。
7. 前記操作キーに、前記アクチュエータ素子の先端の移動軌跡に沿う形状からなる切欠部が形成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の高分子アクチュエータを用いた表示装置。
8. 一対の電極間に導光性を備えた電解質層が設けられたアクチュエータ素子と、前記アクチュエータ素子の一端の変位に伴って進退自在とされた操作キーと、前記アクチュエータ素子の他端に光を導入する光源と、前記一対の電極間に電圧を印加する電圧制御部と、を備えた高分子アクチュエータを用いた表示装置において、
   前記操作キーの背面に、複数の前記アクチュエータ素子の先端が配置されており、複数の前記アクチュエータ素子に対応する前記光源がそれぞれ発光色が異なることを特徴とする高分子アクチュエータを用いた表示装置。
9. ３組のアクチュエータ素子が設けられ、各アクチュエータ素子の基端面に光の三原色Ｒ、Ｇ、Ｂに対応する３種類の光源がそれぞれ設けられている請求項８記載の高分子アクチュエータを用いた表示装置。
10. 各アクチュエータ素子の先端に光拡散部材が設けられている請求項８または９記載の高分子アクチュエータを用いた表示装置。
11. 前記アクチュエータ素子が変形したときに、前記アクチュエータ素子の先端により前記操作キーが持ち上げられる請求項９ないし１０のいずれかに記載の高分子アクチュエータを用いた表示装置。

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