JPH08129346A

JPH08129346A - 表示装置

Info

Publication number: JPH08129346A
Application number: JP6267887A
Authority: JP
Inventors: Hidenobu Anzai; 秀伸安齊; Kazuya Edamura; 一弥枝村; Kazuya Akashi; 一弥明石; Yasubumi Otsubo; 泰文大坪
Original assignee: Fujikura Kasei Co Ltd; Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Kasei Co Ltd; Fujikura Ltd
Priority date: 1994-10-31
Filing date: 1994-10-31
Publication date: 1996-05-21

Abstract

(57)【要約】【目的】ＥＡ流体を用いて、透過光量を調整し、所望
の文字、図形、数字などを通行路に表示できる表示装置
を提供する。【構成】ＥＡ粒子をこれより比重の重い電気絶縁性媒
体１９中に含有するＥＡ流体１６を、中空の収納体１８
に収納する。この収納体１８の上下方向に相対向する各
々の面に、透明導電層１７’、１７”を形成する。下側
の透明導電層１７’を、収納体１８の透明部分のほぼ全
体を覆う平面形状に形成する。上側の透明導電層１７”
を、定形又は不定形の線状導電体１７ａと、この線状導
電体１７ａに隣接して配置される定形又は不定形の異極
の線状導電体１７ｂとに形成する。【効果】線状導電体と異極の線状導電体とを通電する
と、これらの間が不透明状態となり、収納体の一部を不
透明として文字等を表示できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、流体組成物を用いた
透過光量の制御機構を有する表示装置に関するものであ
り、特に、電界を印加することによって透過光量を容易
に制御し、文字、数字、図形等を表示する表示装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、通行路の表面に、地震、
火事等の災害時に避難する避難所を表示する矢印表示部
や、商店街を通る人に時刻をデジタル表示で知らせる時
刻表示部を配設した表示装置が埋設される場合がある。
このような表示装置は、内部に照明を設けるなど、ディ
スプレイを工夫することによって、多大な表示効果を挙
げることができることから、その利用が重要視されてい
る。

【０００３】ところで、矢印表示部は、ガラス板に矢印
をペイントしたり、矢印形樹脂を貼ったりするなどの装
飾が施される。しかし、これらの装飾は、それをなすの
に時間がかかり、表示内容を変更することができないた
め、表示および宣伝効果に劣り、その取り外しやメンテ
ナンスにさらに手間を要していた。

【０００４】これに対して、時刻表示部には、その表示
内容が時間によって素早く変化するものが用いられてお
り、電圧を印加することによって、光学特性を制御し得
る液晶組成物、エレクトロクロミック組成物などが知ら
れている。

【０００５】これらは、例えば２枚の透明電極の間に挟
んで電圧を印加すると、液晶混合物の場合は透過光の偏
光的性質を変化させ、またエレクトロクロミック組成物
の場合は、特定波長の透過光を吸収するなど、電気感応
型の光機能性を有するものであり、この特性を利用し
て、窓ガラスなどの面調光シャッターや各種表示装置な
どとしての応用が考えられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の例えば
液晶組成物の場合、表示装置の製造に際して、偏光膜な
どの付属部品を必要とし、また透明電極の間隔の厳密な
管理を要するなど、多くの要因から表示面積の増大に伴
って製品が著しく高価なものとなり、不経済であり実用
的ではなかった。また、エレクトロクロミック組成物の
場合は、応答性が鈍く、かつ色が特定されるなどの問題
があった。

【０００７】ところで本発明者らは、従来全く知られて
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（以下、ＥＡ流体と略す。）の研究を行っている。こ
のＥＡ流体は、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
を示すものもある。

【０００８】このように、電界下における粒子の配向配
列を電界配列効果（以下、ＥＡ効果と略す。）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粒子と略す。）と呼ぶこととする。また、この
ＥＡ粒子を主要構成材として、電気絶縁性媒体中に分散
して得られるのがＥＡ流体である。そして、本発明者ら
は、この新規な構造のＥＡ流体の研究を進めることによ
り本発明に到達した。本発明は、この新規な構造の組成
物を用いて、透過光量を調整し、所望の文字、数字、図
形などを表示できる表示装置を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は、水平又はほ
ぼ水平に設置され、文字、数字、図形等を表示する表示
装置であって、ＥＡ粒子をこのＥＡ粒子より比重の重い
電気絶縁性媒体中に含有してなるＥＡ流体と、このＥＡ
流体を収納し、対向する２面の上下方向に相対向する少
なくとも一部を透明とした中空の収納体とを具備し、前
記収納体内面の透明部分の各々に、透明導電層を形成
し、前記下側の透明導電層を、前記収納体の透明部分の
ほぼ全体を覆う平面形状に形成し、前記上側の透明導電
層を、前記収納体の透明部分に配される定形又は不定形
の一つ以上の線状導電体と、この線状導電体に隣接して
配置される定形又は不定形の一つ以上の異極の線状導電
体とから形成した表示装置によって解決される。

【００１０】また、上記課題は、水平又はほぼ水平に設
置され、文字、数字、図形等を表示する表示装置であっ
て、ＥＡ粒子をこのＥＡ粒子より比重の軽い電気絶縁性
媒体中に含有してなるＥＡ流体と、このＥＡ流体を収納
し、対向する２面の上下方向に相対向する少なくとも一
部を透明とした中空の収納体とを具備し、前記収納体内
面の透明部分の各々に、透明導電層を形成し、前記上側
の透明導電層を、前記収納体の透明部分のほぼ全体を覆
う平面形状に形成し、前記下側の透明導電層を、前記収
納体の透明部分に配される定形又は不定形の一つ以上の
線状導電体と、この線状導電体に隣接して配置される定
形又は不定形の一つ以上の異極の線状導電体とから形成
した表示装置によって解決される。

【００１１】前記表示装置を水平又はほぼ水平に設置し
たのは、ＥＡ粒子を収納体の内面の一方に配するためで
あり、必ずしも表示装置を正確に水平に配する必要はな
く、表示装置を数度傾けても良い。また、前記ＥＡ粒子
が、有機高分子化合物からなる芯体と、ＥＡ効果を有す
る無機物（以下、ＥＡ無機物と略す）を含む表層とによ
って形成される無機・有機複合粒子であることが好まし
い。さらに、前記ＥＡ無機物が、無機イオン交換体、シ
リカゲル、または電気半導体性無機物、もしくはそれら
の混合物であることが好ましい。

【００１２】

【作用】本発明においては、特別な構造のＥＡ流体を中
空の収納体に満たすので、上下の透明導電層に通電して
ＥＡ流体に電界を印加することで、ＥＡ流体中のＥＡ粒
子が上下方向に配向する。これにより、電圧が印加され
た状態では、ＥＡ粒子が鎖状に配位連結して鎖状体を形
成し、この鎖状体が電界方向に平行に配列するので、そ
の間隙を光が透過し、透明に見えるようになる。また、
透明導電層に電圧を印加しないと、ＥＡ粒子が特定の方
向に配向せず、収納体中のＥＡ粒子が光を乱反射して、
収納体が不透明に見える。

【００１３】また、線状導電体と異極の線状導電体とを
接続し、これらに通電してＥＡ流体に電界を印加するこ
とで、これら線状導電体と異極の線状導電体との間にＥ
Ａ粒子が配向する。すなわち、これらＥＡ粒子は、透明
導電層が形成された収納体の面方向に沿って配向し、面
状体を構成する。この面状体により光が遮られる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明の表示装置の第一の実施例を
示す斜視図であり、図２は図１に示す表示装置の非通電
状態における断面図である。この例の表示装置Ａは、図
２に示すように、一対の透明基板１５、１５を所定の間
隔をあけて平行に配置して収納体１８を構成し、これら
の間にＥＡ流体１６を封入し、透明基板１５、１５の相
対向する内面側に透明導電層１７’、１７”をそれぞれ
被覆して構成されている。

【００１５】これら相対向する透明導電層のうち下側の
透明導電層１７’は、図３に示すように、透明基板１５
の内面全体を覆う形状に形成されている。また、上側の
透明導電層１７”は、透明基板１５に配され、定形又は
不定形の一つ以上の線状導電体１７ａと、この線状導電
体１７ａに隣接して配置される定形又は不定形の一つ以
上の異極の線状導電体１７ｂとから形成されている。こ
れら線状導電体１７ａと異極の線状導電体１７ｂとは、
図では矢印の長手方向に沿うとともに、矢印の輪郭に対
向配置されている。これら線状導電体１７ａと異極の線
状導電体１７ｂとの対向する側に、これらからほぼ垂直
方向に噛合部１７ａ’、１７ｂ’が突出形成されてい
る。これら噛合部１７ａ’、１７ｂ’は、表示する図形
の長手方向に沿って所定間隔をあけて交互に配されてい
る。線状導電体１７ａは、電源Ｖを介してスイッチＳの
一端に接続されている。このスイッチＳの他端は、前記
下側の透明導電層１７’と、異極の線状導電体１７ｂと
に切換自在に配されている。

【００１６】透明基板１５、１５の外周縁部には、図で
は略すが、シール部材が装着され、透明基板１５、１５
とシール部材により形成される板状の中空の透明の収納
体１８の内部にＥＡ流体１６が封入されている。また、
透明基板１５、１５の外周縁部には、図４に示すよう
に、透明導電層１７’、１７”に電気的に接続された電
極部がそれぞれ形成され、各電極部は電源Ｖにスイッチ
Ｓを介して接続されている。

【００１７】前記透明基板１５、１５は、内部にＥＡ流
体１６を収納できるとともに運搬や設置などに耐える強
度を有する必要があるので、各種のガラス基板、アクリ
ル樹脂などからなる透明樹脂基板等から構成することが
好ましい。なお、透明基板１５、１５は全体が透明であ
る必要はなく、光を通過させる部分のみを透明とした構
造としても良い。従って、周縁部のみを不透明の金属
枠、樹脂枠などから構成し、その枠の内部に透明のガラ
ス基板や樹脂基板を嵌め込んだ構成にしても良い。ま
た、その形状は特に限定されるものではないが、通常
は、板状のものが用いられる。

【００１８】前記ＥＡ流体１６は、基本的に、電気絶縁
性媒体１９中に、図５に示す構造の無機・有機複合粒子
３０が分散されてなるものである。この無機・有機複合
粒子３０は、有機高分子化合物からなる芯体３１と、こ
の芯体３１の表面を覆ってＥＡ効果を奏するＥＡ無機物
３２からなる表層３３とによって形成されている。

【００１９】このようなＥＡ無機物３２としては種々の
ものが知られているが、好ましい例としては多価金属の
水酸化物、ハイドロタルサイト類、多価金属の酸性塩、
ヒドロキシアパタイト、ナシコン型化合物、粘土鉱物、
チタン酸カリウム類、ヘテロポリ酸塩または不溶性フェ
ロシアン化物からなる無機イオン交換体及びシリカゲル
と電気半導体性無機物を挙げることができる。このよう
なＥＡ無機物３２が有機高分子化合物からなる芯体３１
上に表層３３を形成するとき、ＥＡ流体１６にＥＡ効果
がもたらされる。また、上記の無機・有機複合粒子３０
は、芯体３１と同時に表層３３を形成する方法によって
製せられたものであることが好ましい。

【００２０】前記無機・有機複合粒子３０の芯体３１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等の１種または２種以上の混合物
または共重合物を挙げることができる。

【００２１】無機・有機複合粒子３０の表層３３として
使用し得る好ましいＥＡ無機物３２は無機イオン交換
体、電気半導体性無機物またはシリカゲルである。これ
らはその固体粒子を電気絶縁性媒体１９中に分散すると
き、優れたＥＡ効果を現す。無機イオン交換体の例とし
ては、（１）多価金属の水酸化物、（２）ハイドロタル
サイト類、（３）多価金属の酸性塩、（４）ヒドロキシ
アパタイト、（５）ナシコン型化合物、（６）粘土鉱
物、（７）チタン酸カリウム類、（８）ヘテロポリ酸
塩、及び（９）不溶性フェロシアン化物を挙げることが
できる。

【００２２】以下に、それぞれの無機イオン交換体につ
いて詳しく説明する。（１）多価金属の水酸化物。これらの化合物は、一般式
ＭＯ_x（ＯＨ）_y（Ｍは多価金属であり、ｘは零以上の数
であり、ｙは正数である）で表され、例えば水酸化チタ
ン、水酸化ジルコニウム、水酸化ビスマス、水酸化錫、
水酸化鉛、水酸化アルミニウム、水酸化タンタル、水酸
化ニオブ、水酸化モリブデン、水酸化マグネシウム、水
酸化マンガン、及び水酸化鉄等である。ここで、例えば
水酸化チタンとは含水酸化チタン（別名メタチタン酸又
はβチタン酸、ＴｉＯ（ＯＨ）₂）及び水酸化チタン
（別名オルソチタン酸又はαチタン酸、Ｔｉ（Ｏ
Ｈ）₄）の双方を含むものであり、他の化合物について
も同様である。

【００２３】（２）ハイドロタルサイト類。これらの化
合物は、一般式Ｍ₁₃Ａｌ₆（ＯＨ）₄₃（ＣＯ）₃・１２Ｈ
₂Ｏ（Ｍは二価の金属である）で表され、例えば二価の
金属ＭがＭｇ、ＣａまたはＮｉ等である。（３）多価金属の酸性塩。これらは例えばリン酸チタ
ン、リン酸ジルコニウム、リン酸錫、リン酸セリウム、
リン酸クロム、ヒ酸ジルコニウム、ヒ酸チタン、ヒ酸
錫、ヒ酸セリウム、アンチモン酸チタン、アンチモン酸
錫、アンチモン酸タンタル、アンチモン酸ニオブ、タン
グステン酸ジルコニウム、バナジン酸チタン、モリブデ
ン酸ジルコニウム、セレン酸チタン及びモリブデン酸錫
等である。

【００２４】（４）ヒドロキシアパタイト。これらは例
えばカルシウムアパタイト、鉛アパタイト、ストロンチ
ウムアパタイト、カドミウムアパタイト等である。（５）ナシコン型化合物。これらには例えば（Ｈ₃Ｏ）
Ｚｒ₂（ＰＯ₄）₃のようなものが含まれるが、本発明に
おいてはＨ₃ＯをＮａと置換したナシコン型化合物も使
用できる。（６）粘土鉱物。これらは例えばモンモリロナイト、セ
ピオライト、ベントナイト等であり、特にセピオライト
が好ましい。

【００２５】（７）チタン酸カリウム類。これらは一般
式ａＫ₂Ｏ・ｂＴｉＯ₂・ｎＨ₂Ｏ（ａは０＜ａ≦１を満
たす正数であり、ｂは１≦ｂ≦６を満たす正数であ
り、ｎは正数である）で表され、例えばＫ₂・ＴｉＯ₂・
２Ｈ₂Ｏ、Ｋ₂Ｏ・２ＴｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ、０．５Ｋ₂Ｏ・
ＴｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ、及びＫ₂Ｏ・２．５ＴｉＯ₂・２Ｈ₂
Ｏ等である。なお、上記化合物のうち、ａまたはｂが整
数でない化合物はａまたはｂが適当な整数である化合物
を酸処理し、ＫとＨとを置換することによって容易に合
成される。（８）ヘテロポリ酸塩。これらは一般式Ｈ₃ＡＥ₁₂Ｏ₄₀
・ｎＨ₂Ｏ（Ａはリン、ヒ素、ゲルマニウム、またはケ
イ素であり、Ｅはモリブデン、タングステン、またはバ
ナジウムであり、ｎは正数である）で表され、例えばモ
リブドリン酸アンモニウム、及びタングストリン酸アン
モニウムである。（９）不溶性フェロシアン化物。これらは次の一般式で
表される化合物である。Ｍ_b-pxaＡ［Ｅ（ＣＮ）₆］（Ｍ
はアルカリ金属または水素イオン、Ａは亜鉛、銅、ニッ
ケル、コバルト、マンガン、カドミウム、鉄（ＩＩＩ）
またはチタン等の重金属イオン、Ｅは鉄（ＩＩ）、鉄
（ＩＩＩ）、またはコバルト（ＩＩ）等であり、ｂは４
または３であり、ａはＡの価数であり、ｐは０〜ｂ／ａ
の正数である。）これらには例えば、Ｃｓ₂Ｚｎ［Ｆｅ
（ＣＮ）₆］及びＫ₂Ｃｏ［Ｆｅ（ＣＮ）₆］等の不溶性
フェロシアン化合物が含まれる。

【００２６】上記（１）〜（６）の無機イオン交換体は
いずれもＯＨ基を有しており、これらの無機イオン交換
体のイオン交換サイトに存在するイオンの一部または全
部を別のイオンに置換したもの（以下、置換型無機イオ
ン交換体という）も、本発明における無機イオン交換体
に含まれるものである。即ち、前述の無機イオン交換体
をＲ−Ｍ¹（Ｍ¹は、イオン交換サイトのイオン種を表
す）と表すと、Ｒ−Ｍ¹におけるＭ¹の一部または全部
を、下記のイオン交換反応によって、Ｍ¹とは異なるイ
オン種Ｍ²に置換した置換型無機イオン交換体もまた、
本発明における無機イオン交換体である。ｘＲ−Ｍ¹＋ｙＭ²→Ｒｘ−（Ｍ²）ｙ＋ｘＭ¹ （ここでｘ、ｙはそれぞれイオン種Ｍ²、Ｍ¹の価数を表
す）。Ｍ¹はＯＨ基を有する無機イオン交換体の種類に
より異なるが、無機イオン交換体が陽イオン交換性を示
すものでは、一般にＭ¹はＨ⁺であり、この場合のＭ²は
アルカリ金属、アルカリ土類金属、多価典型金属、遷移
金属または希土類金属等、Ｈ⁺以外の金属イオンのいず
れか任意のものである。ＯＨ基を有する無機イオン交換
体が陰イオン交換性を示すものでは、Ｍ¹は一般にＯＨ^-
であり、その場合Ｍ²は例えばＩ、Ｃｌ、ＳＣＮ、Ｎ
Ｏ₂、Ｂｒ、Ｆ、ＣＨ₃ＣＯＯ、ＳＯ₄またはＣｒＯ₄等や
錯イオン等、ＯＨ^-以外の陰イオン全般の内の任意のも
のである。

【００２７】また、高温加熱処理によりＯＨ基を一旦失
ってはいるが、水に浸漬させるなどの操作によって再び
ＯＨ基を有するようになる無機イオン交換体について
は、その高温加熱処理後の無機イオン交換体等も本発明
に使用できる無機イオン交換体の一種であり、その具体
例としてはナシコン型化合物、例えば（Ｈ₃Ｏ）Ｚｒ
₂（ＰＯ₄）₃の加熱により得られるＨＺｒ₂（ＰＯ₄）₃や
ハイドロタルサイトの高温加熱処理物（５００〜７００
℃で加熱処理したもの）等がある。これらの無機イオン
交換体は一種類だけではなく、多種類を同時に表層とし
て用いることもできる。なお、上記の無機イオン交換体
として、多価金属の水酸化物、及び多価金属の酸性塩を
用いることが特に好ましい。

【００２８】前記無機・有機複合粒子３０の表層３３と
して使用し得る他の好ましいＥＡ無機物は、電気伝導度
が、室温にて１０³〜１０^-11Ω^-1／ｃｍの金属酸化物、
金属水酸化物、金属酸化水酸化物、無機イオン交換体、
またはこれらの少なくともいずれか１種に金属ドーピン
グしたもの、もしくは金属ドーピングの有無に拘わら
ず、これらの少なくともいずれか１種を他の支持体上に
電気半導体層として施したもの等である。

【００２９】以下に、他の好ましいＥＡ無機物について
さらに詳しく説明する。（Ａ）金属酸化物：例えばＳｎＯ₂、アモルファス型二
酸化チタン（出光石油化学社製）等である。（Ｂ）金属水酸化物：例えば水酸化チタン、水酸化ニオ
ブ等である。ここで水酸化チタンとは、含水酸化チタン
（石原産業社製）、メタチタン酸（別名βチタン酸、Ｔ
ｉＯ（ＯＨ）₂ ）およびオルソチタン酸（別名αチタン
酸、Ｔｉ（ＯＨ）₄ ）を含むものである。（Ｃ）金属酸化水酸化物：この例としては例えばＦｅＯ
（ＯＨ）（ゲーサイト）等を挙げることができる。

【００３０】（Ｄ）多価金属の水酸化物：先に（１）で
記載したものと同等である。（Ｅ）ハイドロタルサイト類：先に（２）で記載したも
のと同等である。（Ｆ）多価金属の酸性塩：先に（３）で記載したものと
同等である。（Ｇ）ヒドロキシアパタイト：先に（４）で記載したも
のと同等である。（Ｈ）ナシコン型化合物：先に（５）で記載したものと
同等である。（Ｉ）粘土鉱物：先に（６）で記載したものと同等であ
る。（Ｊ）チタン酸カリウム類：先に（７）で記載したもの
と同等である。（Ｋ）ヘテロポリ酸塩：先に（８）で記載したものと同
等である。（Ｌ）不溶性フェロシアン化物：先に（９）で記載した
ものと同等である。

【００３１】（Ｍ）金属ドーピングＥＡ無機物：これは
上記ＥＡ無機物（Ａ）〜（Ｌ）の電気伝導度を上げるた
めに、アンチモン（Ｓｂ）等の金属をＥＡ無機物にドー
ピングしたものであって、例としてはアンチモン（Ｓ
ｂ）ドーピング酸化錫（ＳｎＯ₂）等を挙げることがで
きる。（Ｎ）他の支持体上に電気半導体層としてＥＡ無機物を
施したもの：例えば支持体として酸化チタン、シリカ、
アルミナ、シリカ−アルミナ等の無機物粒子、またはポ
リエチレン、ポリプロピレン等の有機高分子粒子を用
い、これに電気半導体層としてアンチモン（Ｓｂ）ドー
ピング酸化錫（ＳｎＯ₂）を施したもの等を挙げること
ができる。このようにＥＡ無機物が施された粒子は全体
としてＥＡ無機物となっている。これらのＥＡ無機物は、１種類だけでなく、２種類また
はそれ以上を同時に表層として用いることもできる。

【００３２】前記のＥＡ流体１６に用いる電気絶縁性媒
体１９としては、従来知られている電界配列性流体に使
用されているものが使用可能である。ただし、電気絶縁
性媒体１９は、無機・有機複合粒子３０の比重より重
く、電気絶縁性及び電気絶縁破壊強度が高く、化学的に
安定でかつ無機・有機複合粒子を安定に浮上分散させ得
るものであればいずれの流体も使用可能であり、またそ
れらの混合物を使用することもできる。例えば、この無
機・有機複合粒子３０の比重が１．５程度以下の場合で
は、これより比重の重いパーフルオロ化合物を用いるこ
とができる。このパーフルオロ化合物として、０℃の比
重１．８７、１００℃の比重１．６７、２０℃の動粘度
７ｃＳｔ、４０℃の動粘度４ｃＳｔの物性を有するデュ
ポン・ジャパン社製のクライトックス（KRYTOX）ＧＰＬ
１００と、０℃の比重１．８９、１００℃の比重１．７
０、２０℃の動粘度１６ｃＳｔ、４０℃の動粘度８ｃＳ
ｔの物性を有する同社製のクライトックスＧＰＬ１０１
と、２５℃において比重１．８７、動粘度２．２ｃＳｔ
の物性を有する住友スリーエム株式会社製のフロリナー
ト（Fluorinert）ＦＣ−４０と、２５℃において比重
１．８８、動粘度２．８ｃＳｔの物性を有する同社製の
フロリナートＦＣ−４３と、２５℃において比重１．９
４、動粘度１４．０ｃＳｔの物性を有する同社製のフロ
リナートＦＣ−７０と、１５℃の比重１．７５、４０℃
の動粘度３７ｃＳｔの物性を有する大塚化学株式会社製
のホスファゼン油オオツカホスファロールＮＦ−３６が
挙げられる。

【００３３】なお、本願の電気絶縁性媒体１９は、前述
の例に限定されるものでなく、無機・有機複合粒子３０
より比重の重いものであればよい。例えば、無機・有機
複合粒子３０の比重が１．０であれば、塩化ジフェニ
ル、塩素化パラフィン、臭素化オイル、フルオロカーボ
ン系オイル、フルオロシリコーン系オイル、フロン系媒
体等の各種のハロゲン元素含有媒体等やメチルフェニル
ポリシロキサン系シリコーンオイル等を用いることがで
き、またこれらの混合物を使用することもできる。

【００３４】この電気絶縁性媒体１９は、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１９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１９には、この他に、
分散剤、界面活性剤、粘度調製剤、酸化防止剤、安定剤
などが含まれていてもよい。

【００３５】このような無機・有機複合粒子３０は種々
な方法によって製造することができる。例えば、有機高
分子化合物からなる粒子状の芯体３１と微粒子状のＥＡ
無機物３２をジェット気流によって搬送し、衝突させる
方法がある。この場合は粒子状の芯体３１の表面にＥＡ
無機物３２の微粒子が高速度で衝突し、固着して表層３
３を形成する。また、別の製法例として、粒子状の芯体
３１を気体中に浮遊させておき、ＥＡ無機物の溶液を霧
状にしてその表面に噴霧する方法がある。この場合はそ
の溶液が芯体３１の表面に付着し乾燥することによって
表層３３が形成される。

【００３６】しかし、無機・有機複合粒子３０を製造す
る好ましい製法例は、芯体３１と同時に表層３３を形成
する方法である。この方法は、例えば、芯体３１を形成
する有機高分子化合物のモノマーを重合媒体中で乳化重
合、懸濁重合または分散重合するに際して、微粒子状と
したＥＡ無機物３２を上記モノマー中、または重合媒体
中に存在させて行う、というものである。重合媒体とし
ては水が好ましいが、水と水溶性有機溶媒との混合物を
使用することができ、また有機系の貧溶媒を使用するこ
ともできる。この方法によれば、重合媒体の中でモノマ
ーが重合して芯体粒子を形成すると同時に、微粒子状の
ＥＡ無機物３２が芯体３１の表面に層状に配向してこれ
を被覆し、表層３３を形成する。

【００３７】乳化重合または懸濁重合によって無機・有
機複合粒子を製造する場合には、モノマーの疎水性の性
質とＥＡ無機物３２の親水性の性質を組み合わせること
によって、ＥＡ無機物３２の微粒子の大部分を芯体粒子
の表面に配向させることができる。この芯体３１と表層
３３との同時形成方法によれば、有機高分子化合物から
なる芯体３１粒子の表面にＥＡ無機物３２粒子が緻密か
つ強固に接着し、堅牢な無機・有機複合粒子３０が形成
される。

【００３８】本発明に使用する無機・有機複合粒子３０
の形状は必ずしも球形であることを要しないが、粒子状
の芯体３１が調節された乳化・懸濁重合方法によって製
造された場合は、得られる無機・有機複合粒子３０の形
状はほぼ球形となる。しかも球形状であれば、透過光量
を調節する際に光を全方向に散乱させることができるの
で、不定形のものよりも球形状のものが有利になる。無
機・有機複合粒子３０の粒径は特に限定されるものでは
ないが、０．１〜５００μｍ、特に５〜２００μｍ程度
とすることが好ましい。この際の微粒子状のＥＡ無機物
３２の粒径は特に限定されるものではないが、好ましく
は０．００５〜１００μｍであり、さらに好ましくは
０．０１〜１０μｍである。

【００３９】このような無機・有機複合粒子３０におい
て、表層３３を形成するＥＡ無機物３２と芯体３１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、（ＥＡ無機物）：（有機高分子化合物）比
で（１〜６０）：（９９〜４０）の範囲、特に（４〜３
０）：（９６〜７０）の範囲であることが好ましい。こ
こで、ＥＡ無機物３２の重量比が１％未満では得られた
ＥＡ流体の電界配列性効果が不充分であり、６０％を超
えると得られたＥＡ流体１６に過大な電流が流れる。こ
れらの無機・有機複合粒子３０の比重は、芯体３１に比
較的比重の小さな有機高分子化合物を使用することか
ら、表層３３を形成するＥＡ無機物３２の比重と比べ
て、相対的に小さくすることができる。用いる有機高分
子化合物とＥＡ無機物の種類と比率とによって、無機・
有機複合粒子３０の比重は自在に調整可能であるが、一
般的に、用いる電気絶縁性媒体との関係から比重１．０
〜２．０程度に調整される。

【００４０】上記の無機・有機複合粒子３０の表層３３
または芯体３１は色素を含むものであってもよい。表層
３３に用いることのできる色素は顔料である。この顔料
は、芯体３１上に、上記の方法によりＥＡ無機物３２か
らなる表層３３を形成する際、ＥＡ無機物３２に混合し
て用いて、表層３３に含ませることが好ましい。芯体３
１に色素を含ませる場合は、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３１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３１となる
合成樹脂に練り込んで芯体３１中に含ませることができ
る。表層３３または芯体３１、またはその双方に色素を
含む無機・有機複合粒子３０は、これを用いることによ
って、得られたＥＡ流体１６の電圧無負荷時の散乱光を
任意の色に着色することができる。

【００４１】例えば、水酸化チタンやシリカゲルを混入
することにより白色に着色することができ、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）を混入することにより青色に着色
させることができ、黄色顔料のファーストエロー（大日
精化工業株式会社製、ＮＬファーストエロー５Ｇ（Ｓ）
を混入することにより黄色に着色することができる。さ
らに、電気半導体無機物である黒色四酸化三鉄（Ｆｅ₃
Ｏ₄）を混入することにより黒色に着色でき、電気半導
体無機物である赤色三酸化二鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）を混入する
ことにより赤色に着色できる。

【００４２】上記のような各種の方法、特に芯体３１と
表層３３を同時に形成する方法によって製造された無機
・有機複合粒子３０は一般に、その表層３３の全部また
は一部分が有機高分子物質や、製造工程で使用された分
散剤、乳化剤その他の添加物質の薄膜で覆われていて、
ＥＡ無機物３２微粒子のＥＡ効果が充分に発揮されない
こともある。この不活性物質の薄膜は該粒子表面を研磨
することによって容易に除去し得る。

【００４３】この無機・有機複合粒子３０表面の研磨
は、種々な方法で行うことができる。例えば、無機・有
機複合粒子３０を水などの分散媒体中に分散させて、こ
れを攪拌する方法によって行うことができる。この際、
分散媒体中に砂粒やボールなどの研磨材を混入して無機
・有機複合粒子３０と共に攪拌する方法、あるいは研削
砥石を用いて攪拌する方法等によって行うこともでき
る。例えばまた、分散媒体を使用せず、無機・有機複合
粒子３０と上記のような研磨材と、研削砥石を用いて乾
式で攪拌して行うこともできる。

【００４４】さらに好ましい研磨方法は、無機・有機複
合粒子３０をジェット気流等によって気流攪拌する方法
である。これは該粒子自体を相互に気相において激しく
衝突させて研磨する方法であり、他の研磨材を必要とせ
ず、粒子表面から剥離した不活性物質を分級によって容
易に分離し得る点で好ましい方法である。上記のジェッ
ト気流攪拌においては、それに用いられる装置の種類、
攪拌速度、無機・有機複合粒子の材質等により研磨条件
を特定するのが難しいが、一般的には６０００ｒｐｍの
攪拌速度で０．５〜１５分程度ジェット気流攪拌するの
が好ましい。本発明に用いるＥＡ流体１６は上記の無機
・有機複合粒子３０を、必要なら分散剤等、他の成分と
共に電気絶縁性媒体１９中に均一に攪拌混合して製造す
ることができる。この攪拌機としては、液状分散媒に固
体粒子を分散させるために通常使用されるものがいずれ
も使用できる。

【００４５】次に本発明に係る表示装置に用いる場合に
有効な無機・有機複合粒子濃度と電気絶縁性媒体１９の
動粘度と印加電圧について説明する。本発明において用
いるＥＡ流体１６中における無機・有機複合粒子３０の
粒子濃度は、特に限定されるものではないが０．５〜１
５重量％であることが好ましい。その粒子濃度が０．
５重量％未満では充分な透過光制御効果が得られず、１
５重量％以上では粒子濃度が濃すぎて大量の無機・有機
複合粒子３０がＥＡ流体１６に混入することになるの
で、後述の如く電場を印加して無機・有機複合粒子３０
・・・を配向制御しても透明感が得られなくなるおそれが
ある。

【００４６】次に、本発明において用いる電気絶縁性媒
体１９の動粘度は、１〜３０００ｃＳｔの範囲であるこ
とが好ましい。動粘度が１ｃＳｔより小さいと、分散媒
中に揮発成分が多量に混在し、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、起泡が抜けにくくなり好ましくないが、電気絶縁性
媒体中に気泡を残留させると、通電時に気泡内のミクロ
領域で部分放電してスパークを引き起こし、絶縁劣化す
るおそれがある。なお、この動粘度の範囲は、１０〜１
０００ｃＳｔがより好ましい範囲、１０〜１００ｃＳｔ
が更に好ましい範囲となる。

【００４７】次に、ＥＡ流体１６に印加する電圧として
例えば、０．１〜５．０ｋＶ／ｍｍの範囲で任意の電界
をかけることができるが、この範囲よりも大きな電界を
印加するようにしても良い。また、この印加電圧の範囲
において、０．２５〜１．５ｋＶ／ｍｍの範囲とするこ
とがより好ましい。

【００４８】次に、図１に示す表示装置Ａを使用して透
過光量の制御を行い、所望の表示を得る原理について説
明する。図２は、スイッチＳを開放して透明導電層１
７’、１７”に通電していない状態を示すが、この状態
で無機・有機複合粒子３０には電界が作用していないの
で電気絶縁性媒体１９の上部においてランダムに浮遊す
ることになる。この状態で収納体１８に光を入射する
と、光は無機・有機複合粒子３０の存在により種々の方
向に散乱されるので、収納体１８は不透明状態となる。
例えば、ＥＡ無機物３２として水酸化チタン系のものを
用いた場合は、白濁した色調となる。また、無機・有機
複合粒子の表層３３と芯体３のいずれか、または両方の
色素が含有されている場合は、収納体１８は、前記色素
によって着色される。ここで、無機・有機複合粒子３０
が球形状であれば、光の散乱が全方向になされるので、
特定の方向に光が収束されたりするおそれが少ない。

【００４９】次に図４に示すようにスイッチＳを閉じて
透明導電層１７’、１７”に通電するならば、無数の無
機・有機複合粒子３０を透明導電層１７’、１７”の間
でこれら透明導電層に垂直な方向に鎖状に結合させて鎖
状体３０’構造とすることができると同時に各鎖状体３
０’を平行に配向させることができる。即ち、電気絶縁
性媒体１９中に分散された無機・有機複合粒子３０の割
合は前述した如く１０重量％前後以下の量であって全体
としては少ないので、これらが配向して鎖状体３０’を
構成すると、鎖状体３０’どうしの間には無機・有機複
合粒子３０の直径よりもかなり広い間隔があくことにな
り、これにより収納体１８の厚さ方向に入射された光
は、ほとんど減衰することなく収納体１８を通過する。
従って収納体１８を透明状態とすることができる。これ
ら操作によって、透明導電層１７’、１７”に通電する
か否かによって、収納体を不透明な状態から透明な状態
に変化させることができる。

【００５０】次に、スイッチＳを切り換えて異極の線状
導電体１７ｂに接続すると、図６に示すように、線状導
電体１７ａの噛合部１７ａ’と異極の線状導電体１７ｂ
の噛合部１７ｂ’との間に無機・有機複合粒子３０が配
向する。すなわち、無機・有機複合粒子３０が透明導電
層１７”面方向である収納体１８の面に沿って配向し、
面状体３０”を構成する。このため、収納体１８の一方
の面から入射する光が面状体３０”に遮られ、収納体１
８の一部は濃い曇ガラス状態となり、図１に示すような
図形を表示することができる。また、電極のない部分の
粒子はほとんど電極側に引き寄せられる結果、電極のな
い部分は透明状態となる。このようにスイッチＳを切り
換えることにより、収納体１８に文字を簡単にかつ素早
く表示させることができる。

【００５１】また、前記表示装置Ａにあっては、０．１
〜５．０ｋＶ／ｍｍの電圧で高々数ｍＡ／ｍ²という極
めて少ない電流で駆動できるので、１０Ｗ／ｍ²程度も
電力があれば充分に駆動することができ、省電力構造と
することができる。更に、透明導電層１７に通電と同時
に、無機・有機複合粒子３０を配列できるので、充分な
応答性を得ることができる。また、ＥＡ流体１６による
透過光量制御を行うならば、特定の周波数の光を吸収す
ることなく全波長域で均一に透過光量の制御ができるの
で、光吸収に起因する発熱などのおそれがなく、エネル
ギー的に無駄のない表示装置ができる。

【００５２】更に、一度電界を印加して無機・有機複合
粒子３０・・・の配向を行うと、無機・有機複合粒子３０・
・・は電圧を切ってもしばらくの間その状態を維持するの
で、印加する電圧は間欠的で良くなり、その分省エネル
ギー駆動ができる。なお、無電界時の無機・有機複合粒
子３０の配向状態の維持時間は、無機・有機複合粒子３
０自体またはそれを分散させている電気絶縁性媒体１９
の動粘度に応じて適宜調節することができる。即ち、電
気絶縁性媒体１９の動粘度を低くすれば維持時間を短縮
することができ、動粘度を高くすれば維持時間を長くす
ることができる。

【００５３】前記の実施例においては、電界の印加によ
って無機・有機複合粒子３０が１列の鎖状体を形成して
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３０の数が１重量％を超えて多くなると、１列の
鎖状体３０’ではなく、鎖状体３０’が複数列相互に接
合し、図７に示す如くカラムＣを構成して配列するよう
になる。

【００５４】このカラムＣにおいては左右の鎖状体３
０’、３０’の無機・有機複合粒子３０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
８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３０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。

【００５５】従って、無機・有機複合粒子３０の含有量
が多い場合は、多数のカラムＣが電極の間に形成される
ことになり、このカラムＣ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３０、…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
なり、透過光量の増大機能は顕著になる。

【００５６】ところで、前記無機・有機複合粒子３０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３０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〜
０．７８μｍ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３０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。

【００５７】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１
０ｎｍ（＝０.００５〜０.０２μｍ）程度の誘電性の超
微粒子を電気絶縁性媒体１９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。

【００５８】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１
９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１９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。

【００５９】これに対して本願発明によれば、媒体を赤
色透明、無機・有機複合粒子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、媒体を無色透明、
無機・有機複合粒子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、媒体を赤色、無機・有機複
合粒子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、媒体を薄青色、粒子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３０の芯体３１と表
層３３と電気絶縁性媒体１９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３０の芯体３１の表面は
無機物で覆われるが、無機物どうしの隙間から色が漏れ
るので、芯体３１に着色した場合の色もＥＡ流体の色に
有効に反映される。

【００６０】また、無機・有機複合粒子３０の表層３３
に対して着色するには、無機・有機複合粒子３０を製造
する場合に用いる無機・有機複合粒子３０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
前述した方法で無機・有機複合粒子３０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３０
は、例えば、図９に示すように、芯体３１の周囲に付着
されている無機・有機複合粒子の中の一部が着色無機顔
料３５、…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３０に着色することがで
きる。

【００６１】このような表示装置によれば、水平又はほ
ぼ水平に設置され、文字、数字、図形等を表示する表示
装置であって、ＥＡ粒子をこのＥＡ粒子より比重の重い
電気絶縁性媒体中に含有してなるＥＡ流体と、このＥＡ
流体を収納し、対向する２面の上下方向に相対向する少
なくとも一部を透明とした中空の収納体とを具備するの
で、ＥＡ粒子が電気絶縁性媒体に浮いた状態となり、収
納体の内面にＥＡ粒子が配され、収納体が不透明状態と
なる。そして、収納体内面の透明部分の各々に、透明導
電層を形成したので、これら透明導電層に通電すること
で、これらの間にＥＡ粒子が上下方向に配向し、収納体
が透明状態となる。このため、透明導電層の通電状態に
より、収納体を簡単に透明状態または不透明状態に切り
換えることができる。

【００６２】また、本発明の表示装置は、構造が簡単で
あり製造単価も液晶を用いた従来装置よりも遥かに低コ
ストで提供できる。ちなみに、先に説明したＥＡ流体は
通常の液晶材料よりも原料コストにおいて１／１０以下
と考えられ、極めて安価である。また、液晶を用いた装
置においては、液晶駆動のための種々の制御回路やＬＳ
Ｉを用いる必要があるが、本発明に係る表示装置Ａにあ
っては、先にも説明した通り簡単な構成で良く、電源ま
わりの電気回路等も最低スイッチと配線のみで構成可能
である。

【００６３】また特に、線状導電体と異極の線状導電体
とを通電することにより、これらの間にＥＡ粒子を配向
させることができる。すなわち、これらＥＡ粒子を上側
の透明導電層の面に沿って配向させることができる。こ
れにより収納体を通過する光が遮られ、この収納体の一
部を不透明状態とすることができる。したがって、線状
導電体と異極の線状導電体とを文字、数字、図形の形状
の位置に配することにより、所望の文字、数字、図形を
水平又はほぼ水平な面に切り換え可能な状態で表示させ
ることができるとともに、所望の文字、数字、図形を安
いコストで表示させることができる。

【００６４】（第二実施例）この第二の実施例は、前記
実施例がＥＡ粒子より比重の重い電気絶縁性媒体を用い
ているのに対し、ＥＡ粒子より比重の軽い電気絶縁性媒
体を用い、前記上側の透明導電層と下側の透明導電層と
を逆に取り替えて構成されている。この第二の実施例の
表示装置は、図１０に示すように、収納体１８内面の透
明部分の各々に透明導電層４７’、４７”が形成されて
いる。すなわち、上側の透明導電層４７’を収納体１８
の透明部分のほぼ全体を覆う平面形状に形成し、下側の
透明導電層４７”を、定形又は不定形の１つ以上の線状
導電体４７ａと、この線状導電体４７ａに隣接して配置
される定形又は不定形の１つ以上の異極の線状導電体４
７ｂとから形成する。そして、これら線状導電体４７ａ
と異極の線状導電体４７ｂとに、表示する文字の長手方
向に所定間隔をあけて交互に配される噛合部４７ａ’、
４７ｂ’をそれぞれ形成する。

【００６５】この第二の実施例に使用される電気絶縁性
媒体１９としては、無機・有機複合粒子３０の比重より
軽く、電気絶縁性及び電気絶縁破壊強度が高く、化学的
に安定で無機・有機複合粒子３０を安定に沈降させ得る
ものであればいずれの流体も使用可能であり、またそれ
らの混合物を使用することもできる。例えば、無機・有
機複合粒子３０の比重が２．０以上では上述した電気絶
縁性媒体１９のいずれも使用することができる。また、
無機・有機複合粒子３０の比重が２．０〜１．０の範囲
では、電気絶縁性媒体１９として、セバチン酸ブチル、
セバチン酸ジオクチル、芳香族ポリカルボン酸高級アル
コールエステル、トランス油、ハイドロカーボン系媒体
やポリジメチルシロキサン系シリコーン系オイル、環状
ポリシロキサン系シリコーンオイル等を用いることがで
き、またこれらの混合物を使用することもできる。

【００６６】この第二の実施例の表示装置では、上側の
透明導電層４７’と下側の透明導電層４７”とを非通電
状態とし、この下側の透明導電層４７”において線状導
電体４７ａと異極の線状導電体４７ｂとを非通電状態と
すると、図１０に示すように、無機・有機複合粒子３０
が下側の透明導電層４７”上に沈降し、収納体１８が不
透明な状態となる。この下側透明導電層４７”において
線状導電体４７ａ’と異極の線状導電体４７ｂ’とを通
電状態とすると、図１１に示すように、これら線状導電
体４７ａと異極の線状導電体４７ｂとの間に無機・有機
複合粒子３０が配向し、面状体３０”を構成する。この
面状体３０”が光を遮り、文字等を表示できる。また、
電極のない部分の粒子はほとんど電極側に引き寄せられ
る結果、電極のない部分は透明状態となる。

【００６７】この第二の実施例の表示装置によれば、電
気絶縁性媒体１９として無機・有機複合粒子３０より比
重の軽いものを用いたので、この無機・有機複合粒子３
０がその自重により電気絶縁性媒体１９中に沈降する。
そして、下側の透明導電層４７”に線状導電体４７ａ’
と異極の線状導電体４７ｂ’とを形成したので、これら
に通電すると、これらの間に無機・有機複合粒子３０が
配向し、面状体３０”を構成する。この面状体３０”に
より光が遮られ、文字等を表示できる。このため、天井
などの建築構造物の上部に文字を表示できる。

【００６８】以下、実施例を示し、本発明の効果を明ら
かにする。「製造例」ガラス・ショウ・ウインドウとなる板状ガラ
スの表面に、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）膜からなる
透明導電層を、図３に示すように、表示部分全体にわた
って形成して被覆し、別の板状ガラスの表面に、線状導
電体と異極の線状導電体とを有する透明導電層を被覆し
た。これら透明導電層を被覆した厚さ１．０ｍｍのＩＴ
Ｏガラスを２枚用意し、２枚のガラスを各々の透明導電
層どうしを向き合わせた状態で２ｍｍの間隔で平行に対
向させ、周縁部を樹脂製のシール部材でシールした。次
にシール部材の一部に注入孔を形成しておき、ここから
液状のＥＡ流体を注入し、注入後に注入孔を塞ぎ、線状
導電体と異極の線状導電体とを被覆したガラスを上側と
した状態で、図１に示す構成の表示装置を完成させた。

【００６９】ここで用いたＥＡ流体の製造工程を以下に
説明する。まず、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）、アクリル酸ブチ
ル、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート及び
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。

【００７０】上記で得られた無機・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）を用いてジェット気流攪拌し、表面研磨してな
る無機・有機複合粒子を得た。このものの比重は１．１
５７、平均粒径は１３．７μｍであった。前記無機・有
機複合粒子を、種々の動粘度のシリコーン油（東芝シリ
コーン株式会社製、ＴＳＦ４５１シリーズ）中に、その
含有率が種々の重量％となるように均一に分散し、シリ
コーン油の動粘度が一定で種々の粒子濃度の流体組成物
と、粒子濃度が一定で種々の動粘度のシリコーン油を電
気絶縁性媒体としたＥＡ流体を得た。

【００７１】前記種々のＥＡ流体を用いて行った透過光
制御実験の結果を図面に示す。実験は、透明の収納体に
入射した光の強度と収納体を通過した光の強度をそれぞ
れ光センサで検出し、それぞれを比較した結果を増加光
としてｄＢｍ表示することで行った。この場合、３.２
ｄＢｍの増加が生じると光パワーで２.０９倍の増加を
意味し、４.２ｄＢｍの増加が生じると光パワーで２.６
３倍の増加を意味する。

【００７２】また、図１２は、前記スイッチＳにより一
対の線状導電体を接続したときと、これらをスイッチＳ
に接続しなかったときとの透過光量の波長依存性を示
す。ここで、図は、動粘度１０ｃＳｔのシリコーン油に
対し、青色に着色した無機・有機複合粒子を４重量％添
加したＥＡ流体を用いて透過光量測定を行った。無機・
有機複合粒子の着色は、無機・有機複合粒子を製造する
際にその表層を構成するＥＡ無機物の２０重量％を青色
顔料に置換することで行った。図において、Ｅ＝０ｋＶ
で示される曲線は、無電界時の透過光量を示し、Ｅ＝２
ｋＶで示される曲線は、２ｋＶの電位を電極に印加した
際の透過光量を示す。

【００７３】図中、Ｅ＝２ｋＶで示され、図で上方に位
置する曲線は、線状導電体を、スイッチを介して一方の
透明導電層に接続したときの透過光量を示す。この曲線
から明らかなように、線状導電体の噛合部と一方の透明
導電層との間に無機・有機複合粒子が垂直方向に配向
し、広い範囲の波長の光が透過する。図で中央に位置す
る曲線は、スイッチを接続しない状態、即ち、無電界時
状態であり、無機・有機複合粒子がランダムに浮遊・分
散している状態を示す。図で下方に位置する曲線は、線
状導電体を、スイッチを介して異極の線状導電体に接続
したときの透過光量を示す。この曲線から明らかなよう
に、線状導電体の噛合部と異極の線状導電体の噛合部と
の間に、図６に示すように、無機・有機複合粒子が収納
体の面方向に沿って配向し、面状体を構成し、青色以外
の波長の光を遮ることが明らかになり、不透明状態にで
きることが明らかになった。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
気絶縁性媒体の比重はＥＡ粒子より重いので、ＥＡ粒子
が電気絶縁性媒体に浮いた状態となり、収納体の上側の
面にＥＡ粒子が配され、収納体が不透明状態となる。そ
して、収納体内面の透明部分の各々に、透明導電層を形
成したので、これら透明導電層に通電することで、これ
らの間にＥＡ粒子が上下方向に配向し、収納体が透明状
態となる。このため、透明導電層の通電状態により、収
納体を簡単に透明状態または不透明状態に切り換えるこ
とができる。

【００７５】また、本発明の表示装置は、構造が簡単で
あり製造単価も液晶を用いた従来装置よりも遥かに低コ
ストで提供できる。ちなみに、先に説明したＥＡ流体は
通常の液晶材料よりも原料コストにおいて１／１０以下
と考えられ、極めて安価である。また、液晶を用いた装
置においては、液晶駆動のための種々の制御回路やＬＳ
Ｉを用いる必要があるが、本発明に係る表示装置にあっ
ては、先にも説明した通り簡単な構成で良く、電源まわ
りの電気回路等も最低スイッチと配線のみで構成可能で
ある。

【００７６】また特に、線状導電体と異極の線状導電体
とを通電することにより、これらの間にＥＡ粒子を配向
させることができる。すなわち、これらＥＡ粒子を上側
の透明導電層の面に沿って配向させることができる。こ
れにより収納体を通過する光が遮られ、この収納体の一
部を不透明状態とすることができる。したがって、線状
導電体と異極の線状導電体とを文字、数字、図形の形状
の位置に配することにより、所望の文字、数字、図形数
字、図形を切り換え可能な状態で表示させることができ
る。

【００７７】また、ＥＡ流体を、ＥＡ粒子とこのＥＡ粒
子より比重の軽い電気絶縁性媒体とで構成し、上側の透
明導電層を収納体の透明部分のほぼ全体を覆う平面形状
に形成し、下側の透明導電層を、線状導電体と、この線
状導電体に隣接して配置される異極の線状導電体とに形
成することにより、ＥＡ粒子を下側の透明導電層の面に
沿って配向させることができる。したがって、収納体の
上下いづれの面にも文字等を表示することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る表示装置の一実施例を
示す斜視図である。

【図２】図２は、図１のＢ−Ｂ矢視による非通電状態
の断面図である。

【図３】図３は、本発明における透明導電層を示す展
開図である。

【図４】図１に示す透過光量制御装置の透明導電層に
対する通電状態における無機・有機複合粒子の配向状態
を示す説明図である。

【図５】図５は、本発明で用いられる無機・有機複合
粒子の一例を示す断面図である。

【図６】図６は、図２の線状導電体と異極の線状導電
体とを接続したときの状態を説明する図である。

【図７】図７は、鎖状体がカラムを構成した状態を示
す説明図である。

【図８】図８は、図７に示す無機・有機複合粒子の誘
電分極を示す説明図である。

【図９】図９は、無機・有機複合粒子の着色状態を示
す説明図である。

【図１０】図１０は、本発明の第二実施例を示す非通
電状態の断面図である。

【図１１】図１１は、図１０の通電状態における無機
・有機複合粒子の配向状態を説明する図である。

【図１２】実施例の装置において、動粘度１０ｃＳｔ
のシリコーン油に対し、青色に着色した無機・有機複合
粒子を４重量％添加したＥＡ流体を用いて透過光量測定
を行った場合の透過光量の波長依存性を示す図である。

【符号の説明】

１５・・・透明基板、１６・・・ＥＡ流体（電気感応型光機能
性流体）、１７・・・透明導電層、１７’…下側の透明導
電層、１７”…上側の透明導電層、１７ａ…線状導電
体、１７ａ’…噛合部、１７ｂ…異極の線状導電体、１
７ｂ’…噛合部、１８…収納体、１９・・・電気絶縁性媒
体、３０・・・無機・有機複合粒子、３１・・・芯体。

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

【特許請求の範囲】

【請求項１】水平又はほぼ水平に設置され、文字、数
字、図形等を表示する表示装置であって、電界配列効果
を有する固体粒子をこの固体粒子より比重の重い電気絶
縁性媒体中に含有してなる電気感応型光機能性流体組成
物と、この電気感応型光機能性流体組成物を収納し、対
向する２面の上下方向に相対向する少なくとも一部を透
明とした中空の収納体とを具備し、前記収納体内面の透明部分の各々に、透明導電層を形成
し、前記下側の透明導電層を、前記収納体の透明部分のほぼ
全体を覆う平面形状に形成し、前記上側の透明導電層を、前記収納体の透明部分に配さ
れる定形又は不定形の一つ以上の線状導電体と、この線
状導電体に隣接して配置される定形又は不定形の一つ以
上の異極の線状導電体とから形成したことを特徴とする
表示装置。
【請求項２】水平又はほぼ水平に設置され、文字、数
字、図形等を表示する表示装置であって、電界配列効果
を有する固体粒子をこの固体粒子より比重の軽い電気絶
縁性媒体中に含有してなる電気感応型光機能性流体組成
物と、この電気感応型光機能性流体組成物を収納し、対
向する２面の上下方向に相対向する少なくとも一部を透
明とした中空の収納体とを具備し、前記収納体内面の透明部分の各々に、透明導電層を形成
し、前記上側の透明導電層を、前記収納体の透明部分のほぼ
全体を覆う平面形状に形成し、前記下側の透明導電層を、前記収納体の透明部分に配さ
れる定形又は不定形の一つ以上の線状導電体と、この線
状導電体に隣接して配置される定形又は不定形の一つ以
上の異極の線状導電体とから形成したことを特徴とする
表示装置。