JPH08101650A - カラー表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気的な手段によって表示部の色や画像を変
化させることができる反射型のカラー表示装置を得る。 【構成】 表示部１０が対向面１ａ、１ｂを有するセル
３を有してなり、この対向面の一方１ａの少なくとも一
部が透明であり、この透明部１ａと対向する他方の面の
部分１ｂが不透明であり、前記透明部１ａとこれに対向
する不透明部１ｂとにそれぞれ透明な対向電極層５、６
が形成され、この対向電極層５、６の間にＥＡ粒子を電
気絶縁性媒体中に含んでなる電気感応型光機能性流体組
成物４が充填され、かつこの流体４に含まれるＥＡ粒子
４２と前記不透明部１ｂ、または前記ＥＡ粒子４２と前
記電気絶縁性媒体とが互いに異なる色に着色されてな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電気感応型光機能性流体
組成物（以下、「ＥＡ流体」という）を用い、動画表示
ができるカラー表示装置に関するものであり、特に電気
的な手段によって表示部の色や画像を変化させることが
できる反射型のカラー表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】表示面の色や画像を変化させることがで
きるカラー表示装置（以下、単に「カラー表示装置」と
いう）として従来から知られているものは電光表示装
置、ネオン表示装置、ＣＲＴ表示装置、ＲＥＤ表示装
置、液晶表示装置、プラズマ表示装置、エレクトロルミ
ネッセンス表示装置、投影型表示装置などである。しか
しこれらはいずれも、白昼屋外などの明るい場所で用い
るには輝度が不十分で視認性が悪い。そこで、白昼でも
視認性が高いカラー表示装置としては、回転板、反転板
などのカラー反射板を有する反射型のものが用いられ
る。このうち、回転板式のものは、カラー表示装置の動
画表示窓から、画像を描いた円盤状または巻回ベルト状
の回転板の部分を見せ、この回転板を連続的または間欠
的に回転することによって画像を変化させるものであ
る。また反転板式のものは、それぞれ異なる画像の部分
または色を付与した小片状の反転板を表示面に配列し、
その各反転板を個別に２面またはそれ以上に反転し得る
ようにしたもので、この各反転板の面をそれぞれ個別に
制御して動画を表現するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】明るい場所でも視認性
が高い従来のこれらの反射型カラー表示装置は、いずれ
も画像の駆動を機械的手段に依存しているため、表示で
きる画像数が限られ、または構造が複雑で故障しやす
く、騒音を発生し、しかも高価である。そこで、白昼の
下でも視認性が高く、しかも電気的な手段で画像駆動が
できる反射型のカラー表示装置が求められていた。

【０００４】ところで本発明者らは、従来知られていな
い新規な電界配列性を有する電気感応型光機能性流体組
成物（ＥＡ流体）の研究を行っている（特願平６−１９
２６３３号参照）。この組成物は、例えば、電気絶縁性
の媒体中に固体粒子を分散させて得られる流体であり、
これに電界を印加すると固体粒子が誘電分極を起こし、
更に誘電分極に基づく静電引力によって互いに電場方向
に配位連結して整列し、鎖状体構造を示す性質を持って
いる。また、固体粒子によっては電気泳動性を有するこ
とにより、電界印加時に電極部分に電気泳動して配列配
向し、配列塊状構造を示す性質を示すものもある。この
ような電界下における粒子の配向配列を電界配列効果と
呼び、そのような性質を有する固体粒子を電界配列性粒
子（以下、「ＥＡ粒子」という）と呼ぶこととする。

【０００５】そこで、このＥＡ流体を用いて、白昼でも
視認性が高い反射型のカラー表示装置を提供する技術が
求められた。本発明は、上記の課題を解決するべく、鋭
意研究の結果達成されたものであって、従ってその目的
は、このＥＡ流体を用い、電気的な手段によって表示部
の色や画像を変化させることができる反射型のカラー表
示装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は請求項１におい
て、表示部が対向面を有するセルを有してなり、この対
向面の一方の少なくとも一部が透明であり、この透明部
と対向する他方の面の部分が不透明であり、前記透明部
とこれに対向する不透明部とにそれぞれ透明な対向電極
層が形成され、この対向電極層の間に前記のＥＡ流体が
充填され、かつこのＥＡ流体に含まれるＥＡ粒子と前記
不透明部、または前記ＥＡ粒子とＥＡ流体に含まれる電
気絶縁性媒体とが互いに異なる色に着色されてなるカラ
ー表示装置を提供する。この対向電極層は、オン／オフ
自由に電源に接続されていることが好ましい。

【０００７】本発明はまた請求項２において、表示部
が、前記請求項１に記載したカラー表示装置のセルの透
明部上に重ねられた透明な対向面を有する１以上のセル
を有してなり、このセルの前記透明部にそれぞれ透明な
対向電極層が形成され、この対向電極層の間に、ＥＡ流
体が充填され、かつそれぞれのセルに含まれる前記ＥＡ
粒子と前記不透明部との少なくともいずれか二つが互い
に異なる色に着色されてなるカラー表示装置を提供す
る。この対向電極層は、それぞれが独立にオン／オフ自
由に電源に接続されていることが好ましい。

【０００８】本発明はまた請求項３において、セルが、
対向電極層を有すると共にその一方の基準となる電極層
と対向しない位置に非対向電極層を有するカラー表示装
置を提供する。この基準となる電極層（基準電極層）と
対向電極層、または基準電極層と非対向電極層は、互い
に切替え自由に電源に接続されていることが好ましい。

【０００９】上記のカラー表示装置において、用いるＥ
Ａ粒子は、有機高分子化合物からなる芯体と、電界配列
効果を有する無機物（以下、「ＥＡ無機物」という）を
含む表層とによって形成された無機・有機複合粒子から
なり、この芯体または表層、またはその双方が着色され
てなるものであることが好ましい。

【００１０】ここで、「色」とは白色および黒色を含む
ものであり、「着色」とは素材そのものの色の使用を含
むものである。また「不透明部」とは、光を実質的に透
過しない面であって、白色および黒色を含む着色不透明
乱反射面の他に鏡面または銀面をも含むものである。不
透明部には絵柄が形成されていてもよい。

【００１１】

【作用】ＥＡ流体は、対向電極層の間に電界を印加しな
い状態ではＥＡ粒子の光散乱性のために不透明であり、
表示部にはＥＡ粒子の色が見える。電界を印加すると、
電界配列効果によりＥＡ粒子が鎖状または配列塊状の構
造をとるので電極層に垂直な方向からみて透明になり、
不透明部の色、または不透明部に反射された電気絶縁性
媒体の色が見えるようになる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を実施例によって詳しく説明す
る。 （実施例１）図１（ａ）（ｂ）に、本発明のカラー表示
装置の基本的な一実施例を示す。図１（ａ）において、
このカラー表示装置は表示部１０が対向面１ａ、１ｂを
有するセル３を有してなり、この対向面の一方（１ａ）
の少なくとも一部が透明であり、この透明部１ａと対向
する他方の面の部分１ｂが不透明であり、前記透明部１
ａとこれに対向する不透明部１ｂとにそれぞれ透明な対
向電極層５、６が形成され、この対向電極層５、６の間
に前記のＥＡ流体４が充填され、かつこのＥＡ流体４に
含まれるＥＡ粒子４２と前記不透明部１ｂ、または前記
ＥＡ粒子４２とＥＡ流体４に含まれる電気絶縁性媒体と
が互いに異なる色に着色されてなっている。この実施例
では、ＥＡ流体４の電界無印加時の色は白色であり、不
透明部１ｂは赤色に着色されている。この対向電極層
５、６は、それぞれ配線５ａ、５ｂに接続され、配線５
ａ、５ｂはセル３から引き出されて、スイッチ７および
電源８に直列に接続されて回路を形成している。

【００１３】このＥＡ流体４は、図２に示すように、無
色透明の電気絶縁性媒体４１中に白色のＥＡ粒子４２が
均一に分散されてなっている。このＥＡ粒子４２は、有
機高分子化合物からなる芯体４３と微粒子状のＥＡ無機
物４４からなる表層４５とによって形成され、無機・有
機複合粒子を形成している。この実施例において、電気
絶縁性媒体４１は無色透明のシリコーン油であり、無機
・有機複合粒子の芯体４３を形成する有機高分子化合物
はポリアクリル酸エステルであり、表層５を形成するＥ
Ａ無機物４４は白色の水酸化チタンである（下記の調製
例１参照）。このＥＡ流体４の色は、無機・有機複合粒
子（すなわちＥＡ粒子）４２の表層４５を形成する水酸
化チタンの反射色によって乳白色に見えている。

【００１４】いま、この実施例１のカラー表示装置の表
示部１０を、スイッチ７がオフの状態で見ると、表示部
１０の透明部１ａは全体が一様な白色に見える。次に、
スイッチ７をオンにして対向電極層５と６との間に電界
を印加すると、対向電極層５が形成された部分２ではＥ
Ａ流体４中のＥＡ粒子４２が電界方向に配位連結して鎖
状体４６を形成し、この鎖状体４６相互の間隙を光が透
過し得るようになるので、ＥＡ流体４が透明部１ａと垂
直な方向に透明になり、不透明部１ｂの色（赤色）が見
えるようになる。すなわち、このカラー表示装置は、表
示部１０の対向電極層５、６の形状（ここでは丸形）部
分が、スイッチ７のオン／オフによって白色と赤色との
反転を繰り返すことになり、結果として白地の中に赤丸
が現れたり消えたりする反射型の動画表示ができること
になる。スイッチ７がオンにされたとき、セル３内の配
線５ａと６ａとは非対向でありしかも距離が離れている
ので、配線部分のＥＡ流体が電界の影響を受けて透明に
なることはない。

【００１５】実施例１のカラー表示装置は、ＥＡ粒子４
２が白色であり電気絶縁性媒体４１が無色透明であり、
不透明部１ｂが赤色であることによって、白色と赤色と
が反転表示されたのであるが、ＥＡ粒子４２が他の色に
着色されていれば、電界無印加時にその色が見える。ま
たＥＡ粒子４２と電気絶縁性媒体４１とが異なる色に着
色された場合も、同様に色の反転表示が可能である。例
えば電気絶縁性媒体４１が黄色に着色され、不透明部１
ｂが白色である場合、電界無印加時にはＥＡ粒子４２の
色（例えば緑色）が見えている。これに電界を印加する
と、緑色が消えてこの部分が淡緑黄色に見えるようにな
る。

【００１６】前記の実施例１においては、電界の印加に
よって無機・有機複合粒子４２が１列の鎖状体４６を形
成して平行に配列する現象について説明したが、無機・
有機複合粒子４２の数が１重量％を超えて多くなると、
１列の鎖状体ではなく、鎖状体が複数列相互に接合して
図３の如くカラムＣを構成して配列するようになる。こ
のカラムＣにおいては左右の鎖状体の無機・有機複合粒
子は１つずつずれて互い違いに隣接する。これについて
本発明者らは、図４に示す如く＋極部分と−極部分に誘
電分極している無機・有機複合粒子４２が互い違いに隣
接して＋極部分と−極部分とが引き合って配列した方が
エネルギー的に安定なためであると推定している。従っ
て、無機・有機複合粒子４２の含有量が多い場合は、多
数のコラムＫが電極の間に形成されることになり、この
コラムＫの生成により透過光量を増大させる機構が作用
する。そして、この場合、多量の無機・有機複合粒子４
２が複数のカラムＣにまとまるので、隣接するカラムＣ
どうしの間隔は大きくあくことにあり、透過光量の増大
機能は顕著になる。

【００１７】ところで、前記無機・有機複合粒子４２の
粒径を前述した如く０.１〜５００μｍ の範囲、好まし
くは、５〜２００μｍの範囲としたのは、本願発明の無
機・有機複合粒子が機能上、光散乱型粒子あるいは光反
射型粒子であることに起因している。周知の如く可視光
の波長は３８０〜７８０ｎｍ、即ち、０.３８〜０.７８
μｍであるので、この程度の波長の光を散乱あるいは反
射させて前記の透過光制御を行うには、前記無機・有機
複合粒子の粒径を最低でも０.１μｍ以上、好まし くは
５μｍ以上とすることが必要になる。これに対し、ブラ
ウン運動を起こすような可視光の波長よりも小さな粒
径、例えば、５ｎｍ〜数１０ｎｍ（＝０.００５〜０.０
２μｍ）程度の誘電性の超微粒子を電気絶縁性媒体中に
分散させた場合、電界によりこの超微粒子を配向させ得
ることも考えられるが、その場合の光透過機構は前記の
本願発明の例とは全く異なり、無電界時に超微粒子が分
散して光を完全に透過させ、電界印加時に超微粒子が配
向して光を散乱させて減衰することになり、全く異なっ
た挙動を示すことになるので好ましくない。

【００１８】次に、前記のような超微粒子で誘電性を示
すものとしてＴｉＢａＯ₄の超微粒子を考えることがで
きるが、ＴｉＢａＯ₄は、比重が４〜６の範囲の物質で
あり、重いので、仮にＴｉＢａＯ₄粒子を光反射型にす
る目的でその粒径を大きしよう としても、電気絶縁性
媒体中で媒体との比重差により重力沈降するようにな
り、均一分散させることは到底できない。また、前記Ｔ
ｉＢａＯ₄粒子を電気絶縁性 媒体中に均一に分散させる
ためには、比重の大きな電気絶縁性媒体が要求される
が、比重４〜６程度の電気絶縁性媒体は存在しない。こ
れに対して本願発明の無機・有機複合粒子は、比重を
１.２前後に容易に調整できるので、一般に知られる多
種類の電気絶縁性媒体を利用することができる。

【００１９】次に、着色性の面から見ると、前記超微粒
子に着色することは困難であり、また、仮に着色できた
としても、粒子径が小さすぎるので、電気絶縁性媒体に
分散させた超微粒子の色を知覚可能なように発色させる
ことはできない。従って前記超微粒子を用いた場合は、
電気絶縁性媒体の色のみを発現させることができ、着色
パターンは１つのみしか実現できない。例えば、赤色透
明と赤色不透明との間での変化のみが実現可能となる。

【００２０】これに対して本願発明によれば、例えば媒
体４１を赤色透明、ＥＡ粒子４２を白色とした場合に、
白濁不透明〜赤色透明の変色を実現でき、媒体４１を無
色透明、ＥＡ粒子４２を青色とした場合に、青色不透明
〜無色透明の変色を実現でき、媒体４１を赤色、ＥＡ粒
子４２を青色とした場合に、紫不透明〜赤色透明の変色
を実現でき、媒体４１を薄青色、粒子４２を黄色にした
場合に黄緑色不透明〜薄青色透明を実現できる。また、
着色する部分を見ても、無機・有機複合粒子４２の芯体
４３と表層４５と電気絶縁性媒体４１のいずれにも着色
することができ、着色バリエーションを容易に付けるこ
とができる。なお、無機・有機複合粒子４２の芯体４３
の表面は無機物４４で覆われるが、無機物どうしの隙間
から色が漏れるので、芯体４３に着色した場合の色もＥ
Ａ流体の色に有効に反映される。

【００２１】また、無機・有機複合粒子４２の表層に対
して着色するには、無機・有機複合粒子４２を製造する
場合に用いるＥＡ粒子の中に必要数量の着色無機顔料を
混ぜて均一に混合し、これを用いて無機・有機複合粒子
を製造すれば良い。このようにして製造した無機・有機
複合粒子は、例えば図５に示すように、芯体４３の周囲
に付着されているＥＡ粒子４４の中の一部が着色無機顔
料４６で置換された構造を有するようになる。これによ
って、無機・有機複合粒子４２に着色することができ
る。

【００２２】（実施例２）図６に示す実施例２のカラー
表示装置は、表示部２０が、片透明セル３と両透明セル
２３とが積層されてなるものである。図６において表示
部２０は、実施例１のカラー表示装置と同様なセル（片
透明セル）３の透明部１ａ上に、重ねられた透明な対向
面２１ａ、２１ｂを有するセル２３を有してなり、この
セル２３の前記透明部２１ａ、２１ｂにそれぞれ透明な
対向電極層２５、２６が形成され、この対向電極層の間
にＥＡ流体２４が充填され、かつ重ねられたそれぞれの
セルに含まれる前記ＥＡ粒子４２，４２ａが互いに異な
る色に着色されている。各セル３、２３のそれぞれの対
向電極層５−６および２５−２６はそれぞれ独立して、
それぞれのスイッチと電源のシリーズ７−８および２７
−２８に接続されて回路を形成している。

【００２３】この実施例２において、セル２３中のＥＡ
流体２４は実施例１で用いたものと同様なものである
が、ただしそのＥＡ粒子４２ａの表層は、ＥＡ無機物の
粒子と青色顔料とから形成されており（調製例２参
照）、従ってこのＥＡ流体の電界無印加時の色は青色で
ある。一方、セル３に含まれるＥＡ粒子４２の色は、実
施例１と同様に白色であり、双方の色が互いに異なって
いる。不透明部１ｂは赤色に着色されている。

【００２４】いま、実施例２のカラー表示装置におい
て、スイッチ２７がオフにされていると、スイッチ７の
オン／オフに係わらず、表示部２０の表面にはセル２３
中のＥＡ流体２４の電界無印加時の色、すなわち青色が
一様に見えている。ここで、スイッチ２７がオンにされ
ると、対向電極層２５−２６に挟まれた部分のＥＡ流体
２４が配向して透明になる。このときスイッチ７がオフ
にされていれば、対向電極層２５−２６の形状の部分が
白抜きに見える。すなわち、青地に白丸の画像が見える
ことになる。次にスイッチ２７をオンにしたまま、スイ
ッチ７もオンにすると、セル３の基対向電極層５−６に
挟まれた部分のＥＡ流体４も配向して透明になる。従っ
て、いままで見えていた白丸の部分が赤丸に転じ、青地
に赤丸の画像が見えるようになる。このようにして、そ
れぞれの電界を適宜に独立にオン／オフ操作することに
よって、３色に変化する画像を得ることができる。

【００２５】実施例２ではセルを２層に積層したが、更
にセル２３の透明部２１ａ上に１以上の両透明対向面を
有するセルを積層することもできる。このとき変化させ
得る色数は、（全積層セル数＋１）色となる。上記の実
施例２では、各セルの表示部がそれぞれ１組の対向電極
層を有しているが、同一セル中に２組またはそれ以上の
対向電極層を設け、それぞれ独立に電界のオン／オフが
できるように配線すれば、それぞれの組の対向電極層部
分を独立に変色させることができるので、表示画像の形
と色とを広範に変化させることができる。

【００２６】（実施例３）図７に示す実施例は、実施例
２のカラー表示装置を電車の停車駅表示に応用した例で
ある。このカラー表示装置の表示面６０は、片面透明の
横長の長方形セル６１の透明部に同形の両面透明セル６
２が重ねられてなっている。片面透明セル６１の片面は
全面透明部とされ、他の面は全面不透明部とされ、この
不透明部は橙色に着色されている。このセル６１には、
長さ方向に沿って電車の始発駅から終着駅に至る駅名を
表示するための縦長の名札状対向電極セット６３ａ、６
３ｂ、…、６３ｍ、６３ｎ、およびそれぞれの間に配置
された両方向矢印状の対向電極セット６４ｂ、…６４ｎ
が形成されている。これらの各対向電極セットは、図示
しないがそれぞれ独立したスイッチを経由して電源に接
続されている。この片面透明セル６１には、実施例１で
用いたものと同様なＥＡ流体が充填されている。ただし
そのＥＡ粒子の表層は、ＥＡ無機物の粒子と緑色顔料と
から形成されており、従ってこのＥＡ流体の電界無印加
時の色は緑色である。

【００２７】両面透明セル６２も片面透明セル４１と同
様に構成されてなり、重ねたとき名札状対向電極セット
６５ａ、６５ｂ、…、６５ｍ、６５ｎおよび両方向矢印
状の対向電極セット６６ｂ、…６６ｎは、片面透明セル
６１の対応するそれらと位置が合致するよう形成されて
いる。この両面透明セル６２の表示面となる透明板に
は、各名札状対向電極の上にそれぞれの停車駅名が記載
されている。またこの透明板の、対向電極のない背景部
６８は白色不透明に塗装されている。両面透明セル６２
には実施例１で用いたものと同様な白色のＥＡ流体が充
填されている。従ってこのＥＡ流体の電界無印加時の色
は白色である。

【００２８】実施例３のカラー表示装置は、次のように
作動することができる。始発駅（例えば浅草）におい
て、往路待機中は両面透明セル６２の始発駅名札６５ａ
のみを点灯（電圧印加）する。するとこの対向電極部が
透明になり、片面透明セル６１のＥＡ流体の色、すなわ
ち緑色表示となる。他の駅名名札は白地に駅名のみが視
認できる。矢印は白で背景部６８と同色であるからほと
んど視認できない。発車前になると、片面透明セル６１
の始発駅名札６３ａを点灯し、好ましくは点滅する。こ
れによって始発駅名札６３ａの部分も透明になるから、
始発駅名札が不透明部の色（橙色）に変わり発車を告知
する。

【００２９】発車後は片面透明セル６１の始発駅名札６
３ａを消灯し緑色表示とする。同時に、片面透明セル６
１と両面透明セル６２の双方の、始発駅名札に隣接する
矢印６４ａ、６６ｂ、および次の停車駅名札６３ｂ、６
５ｂを点灯する。これによって次の停車駅名札とその手
前の矢印とが橙色に点灯し、電車の進行位置を掲示す
る。以下、電車の進行に対応して同様な操作を繰り返
し、未着駅は白色表示のまま、既着駅は緑色表示、現在
通過地点（矢印）と次着駅は橙色表示、のようにスイッ
チを切り換えつつ終着駅に至る。帰路も同様に逆の方向
から操作すれば同様な表示が得られる。

【００３０】（実施例４）この実施例は非対向電極層を
有するカラー表示装置の一例を示すものである。図９の
カラー表示装置の表示部５０においては、セルの対向面
のいずれか一方の面（５２ａ）の１部に、透明な基準電
極層５３が形成され、この基準電極層５３と対向する他
方の面５２ｂの部分に対向電極層５４が形成され、かつ
この対向電極層５４が形成された面５２ｂの、基準電極
層５３と対向しない位置に１以上の非対向電極層５５が
形成されている。そしてこの基準電極層５３から配線が
引き出されて電源５６を経て切替えスイッチの入力端子
５７ａに接続されている。一方、対向電極層５４から配
線が引き出されて切替えスイッチの一方の出力端子５７
ｂに接続されている。また、非対向電極層５５からも配
線が引き出されて切替えスイッチの他方の出力端子５７
ｃに接続されている。表示部５１の双方の面５２ａと５
２ｂとの間には図示しないが着色されたＥＡ流体が充填
されている。

【００３１】このカラー表示装置は、次のように作動す
る。先ず、切替えスイッチの入力端子５７ａと一方の出
力端子５７ｂが接続されている場合は、基準電極層５３
と対向電極層５４との間に電界が印加されるから、この
部分のＥＡ流体は面に垂直に鎖状体を形成して透明にな
る。次にスイッチを切り換えて、入力端子５７ａを出力
端子５７ｃと接続すると、基準電極層５３と対向電極層
５４との間の電界が消失すると共に基準電極層５３と非
対向電極層５５との間に電界が生じるので、ＥＡ粒子は
面に垂直な鎖状体を解消して急速に基準電極層５３と非
対向電極層５５との間に傾斜した鎖状体を形成する。こ
のため、光はセル内を垂直に透過し得ず不透明になる。

【００３２】これによってこのカラー表示装置は、電界
のオン／オフに速やかに応答して透明と不透明とを繰り
返すことができるようになる。このカラー表示装置のＥ
Ａ流体の色は任意に選択することができ、また片透明セ
ルにも両透明セルにも用いることができ、積層したセル
の一部または全部に適用することができる。またこれら
のセルの表示部の一部分に適用してもよい。

【００３３】本発明に用いられるＥＡ粒子は、電界配列
効果を有する誘電体粒子であれば、元素、有機化合物、
または無機化合物、またはそれらの混合物など、いずれ
の素材も使用可能である。その例としては例えば無機イ
オン交換体、金属酸化物、シリカゲル、電気半導体性無
機物、カーボンブラックなどの粒子、およびこれらを表
層として有する粒子を挙げることができる。しかし、こ
のＥＡ粒子は、図２に示したように、有機高分子化合物
からなる芯体４３とＥＡ無機物４４（および顔料）を含
む表層４５とによって形成された無機・有機複合粒子４
２であることが特に好ましい。この無機・有機複合粒子
４２は、着色の自由度が高く、また比較的比重が重いＥ
Ａ無機物４４を含む表層４５が比較的比重の軽い有機高
分子化合物４３に担持されているので、その粒子全体の
比重を電気絶縁性媒体４１に対して近似するように調節
することができる。従ってこれを電気絶縁性媒体４１に
分散して得られたＥＡ流体は、色の鮮明度が高く、かつ
貯蔵安定性に優れたものとなる。

【００３４】この無機・有機複合粒子の着色は、表層４
５または芯体４３またはその双方に対して行うことがで
きる。特に表層４５を着色することが有利である。表層
４５を着色するには、ＥＡ無機物４４と顔料との混合物
を用いて表層４５を形成することが好ましい。ただし、
ＥＡ無機物４４自体の色をＥＡ粒子の色として用いる場
合は、追加の顔料を添加する必要はない。芯体４３を着
色する場合は、一般に合成樹脂用として知られている染
料または顔料のいずれも使用可能である。この色素は、
予め芯体４３を形成するモノマー中に混合した後にモノ
マーを重合するか、または芯体４３となる合成樹脂に練
り込み、または染色して芯体中に含ませることができ
る。

【００３５】この無機・有機複合粒子４２の芯体４３と
して使用し得る有機高分子化合物の例としては、ポリ
（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸エス
テル−スチレン共重合物、ポリスチレン、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ニトリルゴム、ブチルゴム、ＡＢ
Ｓ樹脂、ナイロン、ポリビニルブチレート、アイオノマ
ー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酢酸ビニル樹脂、
ポリカーボネート樹脂などの１種または２種以上を含む
混合物または共重合物を挙げることができる。

【００３６】表層４５を形成するＥＡ無機物４４として
は種々のものが用い得るが、好ましい例としては無機イ
オン交換体とシリカゲルと電気半導体性無機物とを挙げ
ることができる。これらのＥＡ無機物４４の詳細、およ
びこれを用いてＥＡ粒子４２を形成する方法並びに着色
法については、本発明らの特願平６−１９２６３３号に
記載されている。

【００３７】無機・有機複合粒子４２の粒径は特に限定
されるものではないが、０．１μｍないし５００μｍ、
特に５μｍないし２００μｍの範囲内とすることが好ま
しい。この際の微粒子状のＥＡ無機物４４の粒径は特に
限定されるものではないが、好ましくは０．００５μｍ
ないし１００μｍ、さらに好ましくは０．０１μｍない
し１０μｍの範囲内とする。

【００３８】無機・有機複合粒子４２において、表層４
５を形成するＥＡ無機物４４と芯体４３を形成する有機
高分子化合物の重量比は特に限定されるものではない
が、保存安定性の高いＥＡ流体を得るためには、ＥＡ無
機物と有機高分子化合物の合計重量に対してＥＡ無機物
が１重量％ないし６０重量％の範囲内、特に４重量％な
いし３０重量％の範囲内とすることが好ましい。このＥ
Ａ無機物の割合が１重量％未満では、得られたＥＡ粒子
の電界配列特性が不十分となり、６０重量％を超えると
ＥＡ粒子の比重が過大となって保存安定性を損なう惧れ
がある。

【００３９】ＥＡ流体に用いる電気絶縁性媒体４１の例
としては、例えば塩化ジフェニル、セバチン酸ブチル、
芳香族ポリカルボン酸高級アルコールエステル、ハロフ
ェニルアルキルエーテル、トランス油、塩化パラフィ
ン、弗素系オイル、またはシリコーン系オイルやフルオ
ロシリコーン系オイルなどを挙げることができ、電気絶
縁性及び電気絶縁破壊強度が高く、化学的に安定でかつ
ＥＡ粒子を安定に分散させ得るものであればいずれの流
体またはこれらの混合物も使用可能である。この電気絶
縁性媒体４１は、それ自体が着色しているものもある
が、目的に応じて着色することもできる。着色する場合
は、選択された電気絶縁性媒体に可溶であってその電気
的特性を損なわない種類と量の油溶性染料または分散性
染料を用いることが好ましい。電気絶縁性媒体４１に
は、この他に分散剤、界面活性剤、粘度調整剤、酸化防
止剤、安定剤などが含まれていてもよい。

【００４０】この電気絶縁性媒体４１の動粘度は、１ｃ
Ｓｔないし３０００ｃＳｔの範囲内であることが好まし
い。動粘度が１ｃＳｔより小さいと、ＥＡ流体の貯蔵安
定性の面で不足を生じ、動粘度が３０００ｃＳｔより大
きいと調整時に気泡を巻き込み、その気泡が抜けにくく
なり、取り扱いに支障を来すので好ましくない。この観
点から、動粘度は１０ｃＳｔないし１０００ｃＳｔの範
囲内、特に１０ｃＳｔないし１００ｃＳｔの範囲内であ
ることが好ましい。

【００４１】ＥＡ粒子４２の電気絶縁性媒体４１中にお
ける濃度は、特に限定されるものではないが、０.５重
量％ないし１５重量％の範囲内であることが好ましい。
粒子濃度が０.５重量％未満では粒子密度が過小であっ
て電界無印加時にも透明感があって、下地が透けて見え
たり、電界印加時との色彩コントラストが不十分であっ
たりする。１５重量％を越えると、粒子密度が過大とな
り、電界を印加してＥＡ粒子を配向制御しても十分な透
明感が得られなくなる惧れがある。この観点から、ＥＡ
粒子２の電気絶縁性媒体１中の濃度は、２．５重量％な
いし１０重量％の範囲内とすることが更に好ましい。

【００４２】ＥＡ流体に印加する電界としては、例えば
０.１ｋＶ／ｍｍ以上とすることが好ましい。特に０.２
５ｋＶ／ｍｍ〜１.５ｋＶ／ｍｍの範囲とすることが好
ましい。この電界のオン／オフによってＥＡ流体は、電
界の方向に光を透過／遮蔽することができる。またこの
際に電界強度を連続的に変化させると、その電界強度に
応じて光の透過量（反射量）を制御することができる。

【００４３】以下に、ＥＡ流体の調製例を示す。 （調製例１−白色組成物）無機イオン交換体である水酸
化チタン（一般名；含水酸化チタン、石原産業株式会社
製、Ｃ−ＩＩ）４０ｇ、アクリル酸ブチル３００ｇ、
１，３−ブチレングリコールジメタクリレート１００ｇ
および重合開始剤の混合物を、第三リン酸カルシウムを
分散安定化剤として含有する１８００ｍｌの水中に分散
し、６０℃で１時間攪拌下に懸濁重合を行った。得られ
た生成物を濾過、酸洗浄し、さらに水洗後乾燥して無機
・有機複合粒子を得た。得られた無機・有機複合粒子を
ジェット気流攪拌機（株式会社奈良機械製作所製ハイブ
リダイザー）を用いて４０００ｒｐｍで３分間ジェット
気流攪拌し、表面研磨して無機・有機複合粒子からなる
白色のＥＡ粒子を得た。このＥＡ粒子の比重は１．１５
７、平均粒径は１３．７μｍであった。このＥＡ粒子を
シリコーン油（東芝シリコーン株式会社製、ＴＳＦ４５
１シリーズ）中に５．０重量％となるように均一に分散
し、実施例１に用いた白色不透明のＥＡ流体を得た。

【００４４】（調製例２−青色組成物）調製例１のＥＡ
粒子の処方において、水酸化チタン４０ｇの代わりに水
酸化チタン３２ｇと青色顔料のフタロシアニンブルー
（大日精化工業株式会社製、シアニンブルーＳ−３２）
８ｇとの混合物を用いた以外は調製例１と同様にして表
面研磨前の無機・有機複合粒子を得た。この複合粒子を
調製例１と同様にジェット気流攪拌し、表面研磨して青
色のＥＡ粒子を得た。このＥＡ粒子の平均粒径は１４．
０μｍであった。このＥＡ粒子を、調製例１と同様にシ
リコーン油中に分散し、実施例２に用いた青色不透明の
ＥＡ流体を得た。

【００４５】（調製例３−黒色組成物）調製例１のＥＡ
粒子の処方において、水酸化チタン４０ｇの代わりに水
酸化チタン２０ｇと電気半導体無機物である黒色四酸化
三鉄（Ｆｅ₃Ｏ₄）２０ｇとの混合物を用いた以外は調製
例１と同様にして表面研磨前の無機・有機複合粒子を得
た。この複合粒子を調製例１と同様にジェット気流攪拌
し、表面研磨して黒灰色のＥＡ粒子を得た。このＥＡ粒
子の平均粒径は１５．４μｍであった。このＥＡ粒子
を、調製例１と同様にシリコーン油中に分散し、黒色不
透明のＥＡ流体を得た。

【００４６】調製例１のＥＡ粒子の処方において、水酸
化チタン４０ｇの代わりに電気半導体無機物である赤色
三酸化二鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）４０ｇを用いた以外は調製例１
と同様にして表面研磨前の無機・有機複合粒子を得た。
この複合粒子を調製例１と同様にジェット気流攪拌し、
表面研磨して赤橙色のＥＡ粒子を得た。このＥＡ粒子の
平均粒径は１３．９μｍであった。このＥＡ粒子を、調
製例１と同様にシリコーン油中に分散し、赤色のＥＡ流
体を得た。

【００４７】

【発明の効果】本発明のカラー表示装置は、一方が透明
で他方が不透明であるセル中に、対向電極層が形成され
かつ着色されたＥＡ流体が充填され、このＥＡ流体のＥ
Ａ粒子の色と不透明部または電気絶縁性媒体の色とが異
なるので、電界を印加しないときは表示部からＥＡ粒子
の色が見え、電界を印加すると不透明部（および電気絶
縁性媒体）の色が見える。これによって表示面の色が変
化する反射型のカラー表示装置が得られる。このカラー
表示装置は反射型であるので白昼下でも視認性が高く、
電気的手段で駆動されるので騒音がなく、故障も少な
く、セルを重ねることによって同一部位がセル数＋１色
に変化するカラー表示装置が得られる。また、構造が簡
単で耐光性も良好であるので、屋内はもちろん、屋外で
使用する大型のカラー表示板としても好適に使用でき
る。このセルが、基準電極層に対して対向電極層と非対
向電極層とを有するものであれば、電界のオン／オフに
速やかに応答して色を変化させることができるカラー表
示装置が得られる。ＥＡ粒子が、有機高分子化合物から
なる芯体と、電界配列効果を有する無機物を含む表層と
によって形成された無機・有機複合粒子からなり、この
無機・有機複合粒子が着色されたものであれば、色彩が
鮮明で色彩コントラストが高く、かつ耐久性に優れたカ
ラー表示装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例１のカラー表示装置を示す（ａ）断面
図、および（ｂ）平面図。

【図２】 本発明のカラー表示装置に用いるＥＡ流体の
一例を示す断面図。

【図３】 ＥＡ流体中におけるＥＡ粒子の一配列形態を
示す側面図。

【図４】 ＥＡ流体中におけるＥＡ粒子の一配列原理を
示す側面図。

【図５】 着色されたＥＡ粒子の一例を示す断面図。

【図６】 実施例２のカラー表示装置を示す断面図。

【図７】 実施例３のカラー表示装置におけるセルを分
離して示す平面図。

【図８】 実施例４のカラー表示装置の電極層の構成を
示す斜視図。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ…対向面、３…セル、４…ＥＡ流体、５、６
…対向電極層、５ａ、６ａ…配線、７…スイッチ、８…
電源、１０…表示部、４２…ＥＡ粒子、４６…鎖状体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 明石 一弥 東京都江東区木場１丁目５番１号 株式会 社フジクラ内 (72)発明者 大坪 泰文 千葉県千葉市稲毛区小仲台９丁目21番１号 206

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示部が対向面を有するセルを有してな
   り、この対向面の一方の少なくとも一部が透明であり、
   この透明部と対向する他方の面の部分が不透明であり、 前記透明部とこれに対向する不透明部とにそれぞれ透明
   な対向電極層が形成され、 この対向電極層の間に、電界配列効果を有する誘電体粒
   子を電気絶縁性媒体中に含んでなる電気感応型光機能性
   流体組成物が充填され、 かつ前記誘電体粒子と前記不透明部、または前記誘電体
   粒子と電気絶縁性媒体とが互いに異なる色に着色されて
   なるカラー表示装置。
2. 【請求項２】 表示部が、請求項１に記載したカラー表
   示装置のセルの透明部上に重ねられた透明な対向面を有
   する１以上のセルを有してなり、 このセルの前記透明部にそれぞれ透明な対向電極層が形
   成され、 この対向電極層の間に、電界配列効果を有する誘電体粒
   子を電気絶縁性媒体中に含んでなる電気感応型光機能性
   流体組成物が充填され、 かつそれぞれのセルに含まれる前記誘電体粒子と前記不
   透明部との少なくともいずれか二つが互いに異なる色に
   着色されてなるカラー表示装置。
3. 【請求項３】 セルが、対向電極層を有すると共にその
   一方の基準となる電極層と対向しない位置に非対向電極
   層を有する請求項１または請求項２に記載のカラー表示
   装置。
4. 【請求項４】 前記誘電体粒子が、有機高分子化合物か
   らなる芯体と、電界配列効果を有する無機物を含む表層
   とによって形成された無機・有機複合粒子からなり、こ
   の芯体または表層、またはその双方が着色されてなる請
   求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のカラー表
   示装置。