JP5173148B2 - アクチュエーター及びそのアクチュエーターを用いた表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、電場や磁場を用いて駆動させるアクチュエーター及びそのアクチュエーターを用いた表示装置に関する。

様々な部材を駆動させるアクチュエーターとして、従来から、モーター（ステッピングモーター）を用いたもの（例えば、特許文献１参照）や、電場を用いた静電アクチュエーター（例えば、特許文献２参照）や、磁場を用いた磁気駆動側アクチュエーター（例えば、特許文献３参照）や、圧電素子を用いた圧電アクチュエーター（例えば、特許文献４参照）等が提案されている。

また、このようなアクチュエーターを用いた表示装置として、例えば、印加された電子信号に応答して入射光を選択的に反射する変形可能ミラーを複数含む変形可能ミラーデバイス（ＤＭＤ）（例えば、特許文献５参照）が提案されている。更に、３次元表示装置として、複数の反射板を電場で駆動させるものが提案されている（例えば特許文献６参照）。

また、電子ペーパーを実現するため、非特許文献１に示されるような各種表示方法が提案されている。
特願２００３−３９５３３７（Ｐ２００３−３９５３３７） 特願２００３−３２６０２４（Ｐ２００３−３２６０２４） 特願２００４−２７６２４３（Ｐ２００４−２７６２４３） 特願２００４−２６３１４９（Ｐ２００４−２６３１４９） 特願平４−２０５１１２ 特願２００４−２３５６３７（Ｐ２００４−２３５６３７） よくわかる最新ディスプレイ技術の基本と仕組み，西久保靖彦著，株式会社秀和システム出版，２００３年１２月

しかし、特許文献１に記載されたモーターを用いたアクチュエーターは、モーター等の駆動部品を多く含むため、小型化するのが困難である。また、特許文献１〜３に記載された方法は、何れも駆動に伴う磨耗の問題が生じる。また、特許文献４に記載された方法は、動きの自由度の制限が大きいという問題が生じる。

特許文献５に記載されたアクチュエーターを用いた表示装置では、製造に複雑な半導体の製造工程を要し、また、駆動に伴う磨耗の問題も生じる。

特許文献６に記載された３次元表示装置では、主に、固定電極と可動電極を用いて駆動させており、やはり、駆動に伴う磨耗の問題が生じる。

非特許文献１に多くの電子ペーパーが例示されているが、何れの場合も、電子ペーパーを実現するために複雑な機構が用いられており、製造が容易ではないという問題点を有する。

従って、本発明の目的は、上記の課題を解決して、複雑な製造工程を有さず、駆動に伴う磨耗の問題が生じない、自由度の高い動きが可能なアクチュエーターを提供し、またその技術を用いた表示装置を提供することにある。

本発明者らは、上記問題を解決するために鋭意研究を行った結果、流動性がある材料中に浮遊させた誘電率に異方性がある材料を、磁場と電場を用いて所望の方向に駆動させることを知見し、本発明を完成させるに至った。更に、複数の電極、磁極を基板上に配し、上記誘電率に異方性がある材料を駆動させることにより画像表示させることも知見し、本発明を完成させるに至った。

本発明のアクチュエーターの１つの実施態様は，誘電率に異方性がある材料に磁場を印加することで配列させ、その配列した材料を更に電場を用いて駆動させることを特徴とする。

本発明のアクチュエーターの他の実施態様は、誘電率に異方性がある材料に磁場を印加することで配列させ、その配列した材料を更に電場を用いて駆動させることを特徴とする。

ここで、誘電率異方性とは、外部電場によって励起される分極に対して物質内で異方性を有することをさし、電場内では電気的相互作用によりトルクを発生しよりエネルギー的に安定な方向に回転する。また、磁気異方性も同様であり、外部磁場によって励起される磁化に対して物質内で異方性を有することをさし、磁場内では磁気的相互作用によりトルクを発生しよりエネルギー的に安定な方向に回転する。この場合、分子構造に異方性を有する物質は、電気的及び磁気的にも異方性を持ち、例えば延伸して作った繊維は分子鎖が延伸方向に並んでいるため、繊維方向（／／）とそれに垂直な方向（⊥）では誘電率及び磁化率が異なる。つまり、誘電率異方性及び磁気異方性を有する物質は、物質内の電子状態に異方性があり、上述したような繊維の場合、延伸した方向に分子が並ぶことで、結合を通じた電子の分布に異方性が生じる。

また、結晶構造に異方性を有する物質も電子状態に異方性を有するため電場及び磁場内で配向する。さらに、電気的及び磁気的な異方性が無い場合でも、物質の形状に異方性を有する場合は配向する。本発明では、このような物質も、異方性を有する物質（部材、材料）と定義する。また、これ以外にも、粘土や、グラファイトなどの層状化合物も誘電率及び磁気異方性が大きい物質として例示でき、適切な電場または磁場を印加することで任意の方向に部材を駆動することができる。

光学異方性を有する結晶性高分子や液晶分子、それらの会合体も電場及び磁場を印加することにより駆動することができる。

また、本発明におけるエネルギー線としては、アルファー線、陽子線、中性子線などの粒子線やベータ線のような電子線、ガンマ線やエックス線のような電磁波などが例示できる。
以上のように、エネルギー線を所望の方向に反射または遮蔽させることにより、エネルギー線の方向を変えたり、あるいは集中させたり、拡散させたり遮蔽させたりすることができるアクチュエーターを作ることができる。

本発明における誘電率の異方性がある材料に対して電場の強度や印加方向を変える手段として、二つの導体間に電圧をかける方法がある。この場合、電極には、各種金属の他、半導体や透明電極材料を用いることができる。特に、表示装置に用いる場合には、透明電極を用いることが好ましい。この場合、電極に加える電圧を変更したり、誘電率の異方性がある材料に対する電極の位置を変更したり、複数の電極が発生する電場の強度を可変にしたりすることによって、電場の強度や印加方向を変更することができる。

本発明における誘電率の異方性がある材料に対して磁場の強度や印加方向を変える手段として、例えば、電磁石を用いる方法がある。この場合、電磁石に加える電流量を変更したり、誘電率の異方性がある材料に対する電磁石の位置を変更したり、複数の電磁石が発生する磁場強度を可変にしたりすることによって、磁場の強度や印加方向を変更することができる。

本発明における誘電率に異方性がある偏光子として、尿素の結晶などの有機結晶や、水晶などの無機結晶、これらの材料を複合させたフィルムなどを例示することができる。これら材料を磁場と電場を用いて駆動させることにより、光機能をスイッチングすることができる。

本発明において、誘電率に異方性のある材料の形状が板状であることを特徴とするアクチュエーターが考えられる。また、この板状反射板を面配列させ、面に概略直交する方向から来たエネルギー線を反射（遮蔽）し、面に概略平行な方向から来たエネルギー線を通すことを特徴とする表示装置も考えられる。

本発明において、誘電率に異方性のある材料の形状が筒状であることを特徴とするアクチュエーターも考えられる。また、この筒状部材を面配列させ、面に概略直交する方向から来たエネルギー線を遮蔽し、面に概略平行な方向から来たエネルギー線を通すことを特徴とする表示装置も考えられる。更に、この筒状材料が透明な材料からなることを特徴とする表示装置も考えられ、筒の中を光を反射させることで光の進行方向をコントロールすることができる。

本発明において、誘電率に異方性のある材料が粒子状であることを特徴とするアクチュエーターが考えられる。また、このアクチュエーターを表示装置に応用する場合、粒子の大きさは１ｍｍ以下であることが好ましく、更に好ましくは０．１ｍｍ以下であり、少なくとも可視光の波長よりも大きいほうが好ましい。また、フォトリソグラフィーへ応用する場合、例えば、フォトリソグラフィーのパターニングをマイクロミラーで任意の部分に紫外線を反射させて行なう場合には、粒子の大きさは使用する波長よりも大きい方が好ましい。

本発明において、誘電率に異方性がある材料を、流動性のある物質に浮遊させ、磁場と電場を印加することにより、任意の方向に配列させることができる。

このような、流動を有する物質として、液体や流動を有する粉体等が挙げられる。本明細書等で例示した流動性のある物質の他にも、流動性のある物質であるならば、あらゆる物質が適応可能である。

本発明のアクチュエーターのその他の実施態様は、流動性のある物質が液体であることを特徴とする。この場合、誘電率に異方性のある材料が沈降もしくは浮遊分離しないように、液体と誘電率に異方性のある材料の比重を一致させることが最も好ましく、少なくとも、液体と誘電率に異方性のある材料の比重比が、０．５〜２の間に収まることが好ましい。また、沈降もしくは浮遊分離しないようにするため、チキソ性を有する液体を用いることができ、チキソ比が、１．５以上であることが好ましい。

ここで、誘電率の異方性を有する材料としてタルクやグラファイトなどの層状化合物が挙げられるが、例えば、エネルギー線として光を考えた場合、前者は透明で後者は黒色である。

何れも光を反射させる材料であるが、更に反射率や波長の選択性を付与するために、これに適切な任意の波長の光を反射させる材料をその誘電率の異方性が失われない程度にコーティングすることにより、光反射性能を向上させることができる。

例えば、反射させる任意の波長をＲ、Ｇ、Ｂ光にすることで、フルカラーの表示装置を作成することもできる。

本発明のアクチュエーターのその他の実施態様は、誘電率に異方性がある材料が、グラファイトに金属をメッキした部材であることを特徴とする。

本発明のアクチュエーターのその他の実施態様は、前記誘電率に異方性がある材料が、粘土層状化合物に金属をメッキした部材であることを特徴とする。

また、任意の波長の光を反射または吸収する材料として各種色素を用いることができる。

本発明のアクチュエーターのその他の実施態様は、金属メッキとしてＡｕ、Ａｇ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｃｕ、ＮｉＰメッキを用いることを特徴とする。

本発明の表示装置の実施態様は、上記のアクチュエーターを画素として基板に配置することを特徴とする。それぞれのアクチュエーターを映像信号に合わせて駆動させることによって、静止画や動画を再生することができる。

本発明の３次元表示装置の実施態様では、複数の視点で撮影された画像を、本発明の駆動原理によるアクチュエーターを用いて、右目及び左目に合わせて反射角度を切り替えることにより、立体画像を表示することを特徴とする。

本発明の電子ペーパーは、本発明の駆動原理によるアクチュエーターをフィルム基板上に形成することで作成することを特徴とする。

以上の２つの要素を共に具備することにより、３次元表示が可能な電子ペーパーを作成することができる。

以上のように、本発明により、複雑な製造工程を有さず、駆動に伴う磨耗の問題が生じない、自由度の高い動きが可能なアクチュエーター及びそのアクチュエーターを用いた表示装置を提供することができる。また、本発明のアクチュエーターを用いることによって、カラー画像や３次元画像を表示可能な表示装置を実現することが可能であり、更に、カラー画像や３次元画像を表示可能な電子ペーパーを実現することもできる。

以下に図面を用いながら、本発明のアクチュエーター、及びそのアクチュエーターを用いた表示装置に関する実施形態を説明する。本発明は、誘電率に異方性がある材料を電場と磁場の両方を用いて駆動させることを特徴とするアクチュエーターに関する発明であり、また、そのアクチュエーターを用いた表示装置に関するものである。

（磁場と電場を用いて誘電率の異方性がある材料を駆動させる方法）
磁場と電場を用いて誘電率の異方性がある材料を駆動させる方法を、図１〜図３を用いて説明する。ここで、矢印Ｂが磁場の印加方向を示し、矢印Ｅが電場の印加方向を示す。
まず、誘電率の異方性の軸をただ一つ有する場合を、図１を用いて説明する。誘電率の異方性がある材料に磁場を印加すると、ランダムな方向に向いていた磁化容易軸（図１（ａ）参照）が、磁場印加方向に配列する（図１（ｂ）参照）。この状態で、電場によって磁気力以上の力を発生させた場合、誘電率に異方性のある材料は、最も分極しやすい軸が磁気力に打ち勝って、電場の方向に概略配列することになる（図１（ｃ）参照）。

一方、電場で配列させた誘電率に異方性がある材料を、磁場で配列させることもできる。つまり、誘電率の異方性の軸をただ一つ有する材料に電場を印加すると、ランダムな方向に向いていた最も分極しやすい軸が、電場印加方向に配列する。この状態で、磁場によって電気力以上の力を発生させた場合、誘電率に異方性のある材料は、磁化容易軸が電気力に打ち勝って、磁場の方向に概略配列することになる。

次に、誘電率の異方性の軸を２つ有する物質の場合を、図２を用いて説明する。図２では、ｘ−ｚ軸が等価である場合を示す。このような物質に磁場を印加すると、ランダムな方向に向いていた異方性の軸（図２（ａ）参照）が、ｘ−ｚ軸配列をする（図２（ｂ）参照）。そして、図２（ｂ）に示すように配列した場合、ｙ軸とｚ軸を中心とした回転が起こり得る状態となる。この状態で、更に電場を印加すると、回転が自由な軸は、ｙ軸を中心とする軸のみとなり、面の向く方向がｙ軸方向ただ一軸に固定される。

一方、電場で配列させた誘電率に異方性がある材料を、磁場で配列させることもできる。つまり、ｘ−ｚ軸が等価である物質に電場を印加すると、ランダムな方向に向いていた異方性の軸が、ｘ−ｚ軸配列し、ｙ軸とｚ軸を中心とした回転のみが起こり得る状態となる。この状態で、更に磁場を印加すると、回転が自由な軸は、ｙ軸を中心とする軸のみとなり、面の向く方向がｙ軸方向ただ一軸に固定される。

次に、誘電率の異方性の軸を３つ有する物質の場合を、図３を用いて説明する。この場合、ｘ、ｙ、ｚ全ての軸の誘電率が異なる。このような物質に磁場を印加すると、ランダムな方向を向いていた磁化容易軸ｚ（図３（ａ）参照）が、磁場の方向を向く（図３（ｂ）参照））。この状態では、ｚ軸周りに自由に回転ができる。この状態で電場を印加すると、最も分極しやすい軸が電場の方向に配列する（図３（ｃ）参照）。もし、磁化容易軸と最も分極しやすい軸が同軸である場合、二番目に分極しやすい軸ｘが電場の方を向くことになる。この状態では回転の自由度は無く、異方性の軸が３つある物質の方向を、磁場と電場で決定することに応用することができる。

一方、電場で配列させた誘電率に異方性がある材料を、磁場で配列させることもできる。つまり、ｘ、ｙ、ｚ全ての軸の誘電率が異なるような物質に電場を印加すると、ランダムな方向を向いていた最も分極しやすい軸ｚが、電場の方向を向く。この状態では、ｚ軸周りに自由に回転ができる。この状態で磁場を印加すると、磁化容易軸が磁場の方向に配列する。もし、最も分極しやすい軸と磁化容易軸とが同軸である場合、二番目の磁化容易軸ｘが電場の方を向くことになる。この状態では回転の自由度は無く、異方性の軸が３つある物質の方向を、磁場と電場で決定することに応用することができる。

ここで、例えば、誘電率の異方性を有する材料がグラファイトの場合、図２に示すような動きをする。この場合、電極を２対用いることにより、磁場によって固定された軸を中心に、電場を用いてグラファイトを自由に回転駆動させることができる。

（流動性のある物質について）
上記の流動性のある物質として、エネルギー線を透過させる物質（完全に透過する必要は無く、誘電率の異方性がある材料よりも透過率が高い、または任意の波長のエネルギー線を選択的に透過するもの）であればあらゆるものを用いることができる。

特に、流動性のある物質が液体である場合が好ましく、液体の粘度が低いほど磁場と電場を用いた配向に対する粘性抵抗が小さくなり、結配向をスムーズに行えるため、さらに好ましい実施形態になる。これ以外にも流動を有する粉や、気体に対しても適応可能であり、物質の種類にはとらわれない。

本発明で用いることができる流動性のある物質には、更に必要に応じて、溶媒を配合成分に応じて適宜選択したり溶媒を流動性のある物質として使用したりすることができる。このような溶媒としては、具体的には炭化水素（プロパン、ｎ−ブタン、ｎ−ペンタン、イソヘキサン、シクロヘキサン、ｎ−オクタン、イソオクタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、アミルベンゼン、テレビン油、ピネンなど）、ハロゲン系炭化水素（塩化メチル、クロロホルム、四塩化炭素、塩化エチレン、臭化メチル、臭化エチル、クロロベンゼン、クロロブロモメタン、ブロモベンゼン、フルオロジクロロメタン、ジクロロジフルオロメタン、ジフルオロクロロエタンなど）、アルコール（メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−アミルアルコール、イソアミルアルコール、ｎ−ヘキサノール、ｎ−ヘプタノール、２−オクタノール、ｎ−ドデカノール、ノナノール、シクロヘキサノール、グリシドールなど）、エーテル、アセタール（エチルエーテル、ジクロロエチルエーテル、イソプロピルエーテル、ｎ−ブチルエーテル、ジイソアミルエーテル、メチルフェニルエーテル、エチルベンジルエーテル、フラン、フルフラール、２−メチルフラン、シネオール、メチラール）、ケトン（アセトン、メチルエチルケトン、メチル−ｎ−プロピルケトン、メチル−ｎ−アミルケトン、ジイソブチルケトン、ホロン、イソホロン、シクロヘキサノン、アセトフェノンなど）、エステル（ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸−ｎ−アミル、酢酸メチルシクロヘキシル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸プロピル、ステアリン酸ブチルなど）、多価アルコールとその誘導体（エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメトキシエタノール、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノエチルエーテルなど）、脂肪酸及びフェノール（ギ酸、酢酸、無水酢酸、プロピオン酸、無水プロピオン酸、酪酸、イソ吉草酸、フェノール、クレゾール、ｏ−クレゾール、キシレノールなど）、窒素化合物（ニトロメタン、ニトロエタン、１−ニトロプロパン、ニトロベンゼン、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジアミルアミン、アニリン、モノメチルアニリン、ｏ−トルイジン、ｏ−クロロアニリン、ジクロヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、モノエタノールアミン、ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、アセトニトリル、ピリジン、α−ピコリン、２，４−ルチジン、キノリン、モルホリンなど）、硫黄、リン、その他化合物（二硫化炭素、ジメチルスルホキシド、４，４−ジエチル−１，２−ジチオラン、ジメチルスルフィド、ジメチルジスルフィド、メタンチオール、プロパンスルトン、リン酸トリエチル、リン酸トフェニル、炭酸ジエチル、炭酸エチレン、ホウ酸アミルなど）、無機溶剤（液体アンモニア、シリコーンオイルなど）、水などを挙げることができる。

誘電率の異方性がある材料が、これら液体中で浮遊したり沈降したりしないようにするため、各種添加剤を溶解させることができる。具体的には、有機物に対しては各種含ハロゲン化合物を、水に対してはショ糖やポリタングステン酸ナトリウム等を挙げることができる。

ここで、誘電率異方性がある材料が、液体中で浮遊したり沈降したりしないようにするためには、液体と誘電率異方性を有する材料の比重を一致させることが最も好ましく、少なくとも、液体と誘電率異方性を有する材料の比重比が、０．５〜２の間に収まることが好ましい。

また、浮遊や沈降を防ぐために、各種チキソ剤を添加することが出来、具体的にはシリカやタルクなどの無機粒子やアクリルやポリカーボネイトの有機粒子、シリカゾルなどの各種コロイドを好ましく用いることができ、電場を印加することで粘土が下がるタイプは更に好ましい。定量的に言えば、流体のチキソ比が１．５以上であることが好ましい。

（本発明のアクチュエーターを用いた表示装置の実施形態の説明）
図４は、誘電率異方性のある板上の材料に磁場を印加して配列させ、この配列した材料に電場を印加させるアクチュエーターを用いた表示装置の１つの実施形態を示す。この実施形態では、誘電率異方性が大きい板状粒子として、グラファイトを用いていおり、このグラファイトをエネルギー線に吸収部材として用いている。

本実施形態では、後述する図５に示す表示装置の構造と同様に、グラファイトの分散液を、２枚のガラス板で挟み込み、永久磁石等を用いてこの分散液に磁場を印加し、その状態で、所定の電気回路を用いて電場の印加させたり、させなかったりすることにより、画像を変化させることができる。図４（ａ）、（ｂ）の下側の模式図では、アクチュエーターの下側から光を当て、アクチュエーターの上側から見た場合を示し、上側の写真が目の位置からみた画像を示す。

また、矢印Ｂが磁場の印加方向を示し、矢印Ｅが電場の印加方向を示す。なお、図４（ｃ）の斜視図に示すように、電場Ｅは、磁場Ｂの印加方向に対して垂直の方向に印加されている。

ここで、図４（ａ）では、磁場Ｂを印加するが、電場Ｅは印加していない（ＯＦＦ）ところを示し、グラファイトによって、下からの光が遮蔽されている状態を示す。一方、図４（ｂ）では、同様の磁場Ｂを印加した状態で、電場Ｅを印加した（ＯＮ）ところを示し、電場Ｅによりグラファイトの配向方向が瞬時に変化して、下からの光を遮蔽しない状態になったところを示す。

以上のように、磁場Ｂが印加された状態で、電場をＯＦＦの状態からＯＮの状態に変更することによって、表示画像を、図４（ａ）に示す状態（暗）から図４（ｂ）に示す状態（明）へ変更することができる。このように、電場を磁場に直交するように印加することにより、その配向方向を瞬時に変化させて、表示画像のコントラストを瞬時に変化させることができる。

次に、本発明のアクチュエーターを用いた表示装置の構造の１つの実施形態を、図５に示す。この実施形態では、グラファイトにＡｇ（銀）メッキを施したマイクロミラーの分散液を、所定の間隔ｔ（例えば２０〜５０μｍ）で、ＩＴＯ付きガラス板で挟みこんで表示用基板を形成する。ここで、ＩＴＯとは、酸化インジウムスズ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）のことを言い、ＩＴＯ付きガラス板は、透明導電ガラス板として最も一般的に用いられている。なお、図５において、矢印Ｂが磁場の印加方向を示し、それに直交した矢印Ｅが電場の印加方向を示す。

この表示用基板に、例えば、永久磁石や電磁石を用いて所定の磁場を印加し、磁場の印加された状態で、所定の電場を磁場の垂直方向に加える。特に、各画素ごとに印加する電場を変更することによって、所望の動画を表示することができる。例えば、所定の磁場として、０．１〜２Ｔの大きさの磁場が考えられ、試験的に交流電圧を印加する場合には、０．１〜１０ｋＨｚの周波数の１〜１０Ｖの交流電場を、磁場の垂直方向に印加することが考えられる。これらの磁場、電場の強さはグラファイトを駆動させる場合の数値であって、アクチュエーターに用いる誘電率に異方性がある材料の誘電率の大きさに合わせて適切な値を設定する必要がある。

本実施形態では、１０〜１００ｍｓｅｃ程度の応答速度で画像表示を変化させることが可能であり、実用的な動画の表示に十分な応答速度を有している。

（本発明のアクチュエーターを用いた表示装置の実施例の説明）
次に、本発明のアクチュエーターを用いた表示装置の具体的な実施例の説明を行なう。ここで、本発明のアクチュエーターを用いた表示装置を説明することによって、本発明のアクチュエーターの説明も行うことができる。

光反射材料分散液の作成
粒子径約２０μｍ、厚み約１μｍのグラファイトに、無電解銀メッキ（Ａｇ）を厚み約１μｍ施し微細なミラーを作成した。そして、ショ糖を飽和濃度溶解させた水溶液に粒子径約２０ｎｍのシリカ超微粒子を２０ｗ％分散させた液に、上記の微細なミラーを５ｗ％分散させて、光反射材料分散液を作成した。ここで、Ａｇメッキ前のグラファイトとＡｇメッキを施したグラファイトとの比較写真を図６に示す。

表示用基板板の作成
ＩＴＯつきガラス板２枚を厚み５０μｍのポリイミドをスペーサーとして挟み、周辺をＵＶ硬化性接着剤（ＸＶＬ−９０；協立化学産業（株）製）で３辺を接着した。

磁場の印加
上記のガラス平面に対して水平に磁場を印加し、グラファイトのａ−ｂ軸を磁場配列させた。

電場の印加
ＩＴＯ付きガラスのＩＴＯ面に電極を配し、１０ｋｈｚ、５Ｖの交流電場を印加した。

駆動状態の確認
ビデオカメラで電場印加時のコントラストの変化を撮影した。結果、１０〜１００ｍｓｅｃ程で、コントラストが瞬時に暗くなることを確認した。

（本発明のアクチュエーターを用いた電子ペーパーの実施形態の説明）
上記で説明したアクチュエーターをフィルム基板上に形成することにより、フレキシブルな電子ペーパーが実現できる。具体的には、ＩＴＯ付きフィルムで、前記銀メッキしたグラファイトの分散液を挟み込み、磁場でａ、ｂ−軸を配列させておいて、電場で駆動させることができる。

（本発明のアクチュエーターを用いた３次元表示装置の実施形態の説明）
次に、本発明のアクチュエーターを用いた３次元表示装置の実施形態の説明を、図７と図８を用いて行なう。本実施形態で用いるアクチュエーターにおいては、図７に示すように、角度によって光の透過性が変わる誘電率異方性がある板状の材料を用いている。そして、図７（ａ）、（ｂ）には、この板状の材料の一方の面から光を当て、反対側から見た場合の画像を示している。図７（ａ）に示すように、板状の材料に対して垂直方向から見た場合には、光の透過率が高く明るく見える。一方、図７（ｂ）に示すように、板状の材料に対して斜めの方向から見た場合には、光の透過率が低く暗く見える。

本実施形態では、表示装置の各画素上に上記のアクチュエーターを備え、各画素の光の進行方向を、右目用と左目用とに変えることにより、３次元画像表示を実現する。図８の左側の図に示す左目で見た画像と、図８の右側の図に示す右目で見た画像とが、ちょうど視差を反映した画像になっており、これらの視差を反映した２つの画像を１つの表示装置で表示する。つまり、それぞれのアクチュエーターで、視差を反映した２つの画像を、右目、左目の方向に選択的に投影し、視聴者の左右の目の動きや動画に合わせて駆動させる。

以上のようにして、本発明のアクチュエーターを用いることによって、容易に３次元動画表示を実現することができる。

（本発明の誘電率の異方性がある材料の偏光能の説明）
次に、本発明の誘電率の異方性がある材料の偏光能について、図９を用いて説明する。図９（ａ）において、上側の写真は、偏光顕微鏡の偏向子とｃ軸配列したグラファイトの配列方向とがなす角度が０度（平行）の場合の画像を示し、下の写真は、偏光顕微鏡の偏向子とグラファイトの配列方向がなす角度が９０度（垂直）の場合の画像を示す。また、図９（ｂ）に示すグラフは、グラファイトを配列させたフィルムどうしの角度が０度の場合と９０度の場合における、波長別光透過率を表すグラフである。

以上のようなｃ軸配列したグラファイト分散フィルムは偏光子としての能力を有する。

（本発明のアクチュエーター及びそのアクチュエーターを用いた表示装置のその他の実施形態の説明）
上述の実施形態及び実施例では、誘電率異方性を有する材料が、流動性のある物質として液体中に分散しているが、流動性のある物質は、液体とは限られず、例えば、空気中、窒素中、Ａｒを始めとする不活性ガス中に分散されることも考えられる。

また、上述の実施形態及び実施例では、誘電率異方性がある材料が板状形状を有しているが、この形状に限るものではなく、例えば、筒状形状であったり、微粒状であってもよい。

また、光を反射するためグラファイトにＡｇ（銀）メッキを施しているが、メッキする金属はＡｇに限られるものではなく、その他、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉを始めとする様々な金属を用いることができる。

また、エネルギー線を一様に反射するのではなく、所定の波長のエネルギー線だけを反射するようにするため、誘電率異方性がある材料に色素を塗布することもできる。この場合、例えば、Ｂ、Ｇ、Ｒ光を反射するように、例えば、シアン、マゼンダ、イエローの三原色の色素を塗布した誘電率異方性がある材料を用いることにより、カラー画像を表示可能な表示装置を実現することができる。

更に、本発明のアクチュエーター及びそのアクチュエーターを用いた表示装置は、上述の実施形態だけでなく、その他の様々な実施形態が含まれる。

誘電率の異方性の軸が一つの材料の磁場、電場による駆動を示す図であり、（ａ）はいずれの場も印加されていない状態、（ｂ）は磁場のみ印加された状態、（ｃ）は磁場と電場の両方が印加された状態である。 誘電率の異方性の軸が二つの材料の磁場、電場による駆動を示す図であり、（ａ）はいずれの場も印加されていない状態、（ｂ）は磁場のみ印加された状態、（ｃ）は磁場と電場の両方が印加された状態である。 誘電率の異方性の軸が三つの材料の磁場、電場による駆動を示す図であり、（ａ）はいずれの場も印加されていない状態、（ｂ）は磁場のみ印加された状態、（ｃ）は磁場と電場の両方が印加された状態である。 本発明のアクチュエーターを用いた表示装置の１つの実施形態を示す図である。 本発明のアクチュエーターを用いた表示装置の構造の１つの実施形態を示す図である。 Ａｇメッキを施す前と後のグラファイトの比較を示す図（写真）である。 本発明のアクチュエーターを用いた３次元表示装置の原理を示す図である。 本発明のアクチュエーターを用いた３次元表示装置の原理を示す図である。 本発明のｃ軸配列したグラファイトの偏光能を示す図である。

Claims (8)

1. 誘電率に異方性がありかつ可視光を反射する板状及び／又は筒状粒子を磁場または電場で配列させた状態で、該磁場で配列した板状及び／又は筒状粒子に対しては電場の強度や印加方向を、該電場で配列した板状及び／又は筒状粒子に対しては磁場の強度や印加方向を変更することによって前記板状及び／又は筒状粒子を駆動させ、
   前記誘電率に異方性がある板状粒子が層状化合物であることを特徴とするアクチュエーター。
2. 前記板状及び／又は筒状粒子が流動性のある物質に分散していることを特徴とする請求項１に記載のアクチュエーター。
3. 前記誘電率に異方性がある層状化合物がグラファイトであることを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエーター。
4. 前記誘電率に異方性がある層状化合物が金属をメッキしたグラファイトであることを特徴とする請求項３に記載のアクチュエーター。
5. 前記誘電率に異方性がある材料が所定の波長の可視光を反射することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のアクチュエーター。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載のアクチュエーターを用いた表示装置。
7. ３次元の画像を表示可能な請求項６に記載の表示装置。
8. ３次元の画像を表示可能な請求項７に記載の電子ペーパー。