JPH08179704A

JPH08179704A - 表示装置

Info

Publication number: JPH08179704A
Application number: JP6318910A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Edamura; 一弥枝村; Hidenobu Anzai; 秀伸安齊; 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: 1994-12-21
Filing date: 1994-12-21
Publication date: 1996-07-12

Abstract

(57)【要約】【目的】電気感応型光機能性流体組成物の電界配列効
果を応用して画像を制御することができる表示装置であ
って、電界応答性に優れたものを得る。【構成】画像素子が少なくとも一方の面が透明な対向
する２面１ａ、１ｂを有するセルからなり、この２面に
それぞれ透明な電極２ａ、２ｂが形成され、この電極の
間に電界をオン／オフする手段１１が設けられ、かつセ
ル１０中に、電界配列効果を有する固体粒子群３を電気
絶縁性媒体４中に含有してなる電気感応型光機能性流体
組成物５が充填され、この固体粒子群３が粒径が異なる
少なくとも２群の固体粒子３ａ、３ｂを含んでなる。

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）の電界配列効果
（以下、「ＥＡ効果」という）を応用して画像を制御す
ることができる表示装置であって、特に電界応答性に優
れた上記の表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】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ＥＡ流体の研究を行っている。こ
のＥＡ流体は電気絶縁性の媒体中にＥＡ効果を有する固
体粒子（以下、「ＥＡ粒子」という）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ＥＡ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、ＥＡ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
気泳動して配列し、配列塊状構造を示す性質を示すもの
もある。

【０００３】そこで、このＥＡ流体を、少なくとも一方
の面が透明である対向する２面を有し、この双方の面に
それぞれ透明電極が形成されたセルに充填すると、この
双方の電極に電界を印加しないときはＥＡ粒子が媒体中
にランダムに分散しているために不透明であったセル
が、電界を印加するとＥＡ粒子が両電極間に配列し電極
面に垂直な鎖状体を形成する結果、光を透過するように
なる。従ってこのセルは電界のオン／オフに対応して画
面が透明／不透明に変化する表示装置の画像素子として
用いることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のセルの電極に電
界を印加すると、それに対応してセルの光透過性が不透
明から透明に変化するのであるが、この電界印加時の透
明度変化の過渡特性（以下、「電界応答性」という）は
必ずしも速くない場合がある。このＥＡ流体の電界応答
性は、主として電界の印加に対応して電気絶縁性媒体中
を移動するＥＡ粒子またはＥＡ粒子群の移動速度に関す
る流体力学的な諸要因に依存すると考えられる。そこで
本発明者らは、このＥＡ流体の電界応答性について研究
の結果本発明に到達したものであって、従って本発明の
目的は、ＥＡ流体を用いた表示装置であって、特に電界
応答性に優れた上記の表示装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、画像素子
が少なくとも一方の面が透明である対向する２面を有す
るセルからなり、この２面のいずれか一方の面に透明な
基準電極が形成され他方の面に透明な対向電極が形成さ
れ、この基準電極と対向電極との間に電界をオン／オフ
できる手段が設けられ、かつ上記双方の電極の間に、Ｅ
Ａ粒子群を電気絶縁性媒体中に含有してなるＥＡ流体が
充填され、上記のＥＡ粒子群が粒径が異なる少なくとも
２群のＥＡ粒子を含んでなる表示装置を提供することに
よって解決できる。

【０００６】前記の表示装置は、セルの基準電極が形成
された面に、この基準電極と互いに隣接する透明な隣接
電極が形成され、この基準電極と隣接電極との間、また
は基準電極と前記対向電極との間に、電界を切替えて印
加する手段が設けられたものであることが好ましい。ま
た、前記のＥＡ粒子群と電気絶縁性媒体の少なくともい
ずれか一方が着色されてなることが好ましい。前記のＥ
Ａ粒子は、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・有機複合粒子であるこ
とが好ましい。

【０００７】

【作用】ＥＡ流体に電界が印加されたとき、ＥＡ粒子は
その粒径によって電気絶縁性媒体中を移動する速度が異
なり、粒径が大きいほど移動速度は速くなる。一方、Ｅ
Ａ流体中に含まれるＥＡ粒子の含量（重量％）が一定の
場合、ＥＡ粒子の粒径が大きいと粒子数が減少するた
め、電界無印加時の不透明度が低くなる。よってＥＡ流
体が、粒径が異なる少なくとも２群のＥＡ粒子を含んで
いれば、電界無印加時の不透明度が高く、しかも電界印
加時には速やかに透明度が増大する表示装置が得られ
る。

【０００８】

【実施例】以下、実施例によって本発明を更に詳しく説
明する。（実施例１）実施例１の表示装置は、図１（ａ）（ｂ）
に示す画像素子がマトリクス状に並列されて構成されて
いる。この画像素子は、透明な対向する２面１ａ、１ｂ
を有するセル１０からなり、この２面の一方の面１ａに
透明な基準電極２ａが形成され他方の面１ｂに透明な対
向電極２ｂが形成され、この基準電極２ａと対向電極２
ｂとは電界をオン／オフするためのスイッチ１１および
電源１２に接続されている。上記のセルの電極２ａ−２
ｂの間には、ＥＡ粒子群３を電気絶縁性媒体４中に含有
してなるＥＡ流体５が充填され、上記のＥＡ粒子群３
は、粒径が異なる２群のＥＡ粒子３ａおよび３ｂを含ん
でいる。実施例１の表示装置は、上記の画像素子が多
数、その一方の透明面（１ａ）を表示面としてマトリク
ス状にタテ・ヨコに密着配列されて構成されている。

【０００９】セル１０に含まれるＥＡ流体５は、電気絶
縁性媒体４であるジメチルシリコーンオイル中にＥＡ粒
子群３が均一に分散されてなるものであって、このＥＡ
粒子群３は、粒径に係わらず図２にＥＡ粒子３として示
すように、有機高分子化合物であるポリアクリル酸エス
テルからなる芯体６と、ＥＡ無機物である水酸化チタン
微粒子７および青色顔料８を含む表層９とによって形成
された無機・有機複合粒子（３）の集合体である。この
ＥＡ流体５の電界無印加時の色はＥＡ粒子３の顔料の色
によって青色である。

【００１０】この画像素子は以下のように作動する。い
ま、セル１０のスイッチ１１をオフにしておくと、図１
（ａ）に示すように、ＥＡ流体５中には青色のＥＡ粒子
群３がランダムに分散しているのでセル１０の透明面１
ａは全体として青色光を反射して青色に見える。

【００１１】次に図１（ｂ）に示すようにセル１０のス
イッチ１１をオンにすると、セル中のＥＡ粒子群３は、
電界によるＥＡ効果によって電極２ａ−２ｂに垂直に配
列し、間隔を隔てて鎖状体１３を形成する。この結果、
鎖状体１３の間隙部は電気絶縁性媒体のみでＥＡ粒子が
存在せず、透明面１ａに垂直に光を透過するようにな
る。従って、青色の反射光は消失する。

【００１２】このとき、粒径が比較的大きいＥＡ粒子群
３ａは比較的速やかに電気絶縁性媒体４中を移動して電
極２ａ−２ｂ間に配列するので、スイッチ１１をオンに
してからセル１０が透明に見えるまでに要する時間が短
縮される。一方電界無印加時には、粒径が比較的小さい
ＥＡ粒子群３ｂが電気絶縁性媒体４中に緻密にランダム
分散しているので不透明度が高い。すなわち、この表示
素子は、電界を印加することによって速やかにしかも高
いコントラストで不透明から透明へと変化することがで
きる。

【００１３】上記の表示素子がマトリクス状に並列され
て構成された実施例１の表示装置は、個々のセルにそれ
ぞれ独立に電界を印加することによって、不透明な表示
素子と透明な表示素子が形成され、これによって画像を
表示することができる。この画像を透過光によって観察
する場合は透過型の表示装置となり、反射光によって観
察する場合は、この表示装置の裏側に不透明板を配設す
ることによって反射型の表示装置となる。反射型の表示
装置とする場合は、この不透明板とＥＡ粒子は互に異な
る色に着色されていることが好ましい。これによって、
電界が印加されない画像素子はＥＡ粒子の反射光の色を
呈し、電界を印加した画像素子は不透明板の反射光の色
を呈して、色差による画像の判別が可能となる。この不
透明板は、画像素子の対向面の一方としてセル１０内に
組み込まれていてもよい。

【００１４】（試験例１）図１（ａ）（ｂ）に示した実
施例１のセル１０について、電界印加時の透過光量の変
化を時間と共に測定した。ここで用いたＥＡ流体５は、
動粘度が１０ｃＳｔであるジメチルシリコーンオイル４
中に、平均粒径が８５μｍであるＥＡ粒子３ａを２重量
％、平均粒径が１５μｍであるＥＡ粒子３ｂを２重量％
含むものである。電極間の印加電圧は１ＫＶとした。測
定結果を図３の実線グラフで示す。このとき、比較例と
して平均粒径が１５μｍのＥＡ粒子３ｂのみを４重量％
含むＥＡ流体を用いた以外は実施例１と同様なセルを作
成し、同一条件で透過光量を測定した。結果を図３の点
線グラフで示す。

【００１５】図３のグラフから、粒径が異なる２群のＥ
Ａ粒子を含んでなる実施例１の表示装置は電圧印加開始
時からの透過光量の立ち上がりが急峻であり、これに比
べて比較的小さい単一粒径の比較例では立ち上がりが緩
慢であることがわかる。

【００１６】実施例１の表示装置は画像素子をマトリク
ス状に配列したものであるが、本発明に含まれる他の表
示装置の例としては、セルの少なくとも一方の透明電極
が表示面内で図形を形成したものであってもよい。この
場合は表示面内で透明電極の部分のみが電界の印加によ
って透明に変化する。従って、例えばこのセルの裏側が
不透明板とされていれば、単一のセルが反射型表示装置
として機能することになる。また本発明に含まれる他の
表示装置の例としては、対向する２面の双方ともが透明
なセルを２以上積層し、各セルのＥＡ粒子の色を変えた
ものがある。この場合、上層のセルに電界を印加すると
下層のセルのＥＡ粒子の色が見えるので、表示素子の色
を多色に変化させることができる。

【００１７】（実施例２）実施例２の表示装置における
画像素子は、セルの電極の構成と、それに伴う電気回路
が異なる以外は実施例１と同様である。従ってここでは
主として電極と電気回路の構成について説明する。図４
は、この実施例におけるセル２０の電極の構成と電気回
路とを示している。このセルの一方の透明面２１ａに
は、櫛形の透明な基準電極２２ａおよびこれと互いに隣
接する透明な隣接電極２２ｃが、互いに入れ子状に形成
され、セルの他方の面２１ｂには全面に対向電極２２ｂ
が形成されている。

【００１８】このセルにおける電気回路は以下のように
構成されている。透明面２１ａ上に形成された隣接電極
２２ｃと他方の面２１ｂ上に形成された対向電極２２ｂ
とは、それぞれ切替えスイッチ２３のそれぞれの固定端
子２３ｃ、２３ｂに接続されている。切替えスイッチ２
３の可動端子２３ａは電源２６の例えば（−）側に接続
されている。一方、透明面２１ａ上の基準電極２２ａ
は、この電源２６の（＋）側に接続されている。すなわ
ちこの電気回路は、切替えスイッチ２３を切り換えるこ
とによって基準電極２２ａと隣接電極２２ｃとの間、ま
たは基準電極２２ａと対向電極２２ｂとの間に、電界を
切り替えて印加することができるようになっている。

【００１９】この電気回路との組み合せによって、セル
２０は次のように作動する。まず、切替えスイッチ２３
を対向電極２２ｂ側に接続すると、基準電極２２ａと対
向電極２２ｂとの間に電界が印加される。従って、この
電極間に介在するＥＡ流体は電界配列して透明面２１ａ
に垂直な鎖状体を形成し、従ってこのセル２０は透明に
なる。このとき、セル２０内のＥＡ粒子群は粒径が異な
る２群のＥＡ粒子を含んでいるので、透明面２１ａに垂
直な鎖状体の形成が速やかに達成される。

【００２０】次に切替えスイッチ２３を隣接電極２２ｃ
側に切り換えると、基準電極２２ａと隣接電極２２ｃと
の間に電界が印加される。このとき、ＥＡ流体は図５に
示すように、粒径が異なる２群のＥＡ粒子２４ａ、２４
ｂからなるＥＡ粒子２４がその粒径に係わらず基準電極
２２ａと隣接電極２２ｃとの間に電界配列する。これに
よって、透明面２１ａに平行な鎖状体２５が形成され、
この鎖状体２５で透明面２１ａが覆われるのでセル２０
は光不透過となり、ＥＡ粒子２４の乱反射色によって青
色不透明に変化する。このときも、セル２０内のＥＡ粒
子群は、粒径が異なる２群のＥＡ粒子２４ａ、２４ｂを
含んでいるので、透明面２１ａに平行な鎖状体２５の形
成が速やかに達成され、電界応答性が改善されている。
すなわち実施例２の表示装置は、セル２０内に形成され
る鎖状体の表示面に対する角度が垂直／水平と切替えス
イッチ２３の切替え操作に直ちに応答して変化するの
で、不透明から透明へも透明から不透明へもいずれも電
界応答性の良好な表示装置となる。

【００２１】実施例２における基準電極２２ａと、隣接
電極２２ｃおよび対向電極２２ｂの極性は逆であっても
よいことは言うまでもない。また基準電極２２ａと隣接
電極２２ｃのパターンは、実施例２では櫛形とされてい
るがこれに限定されるものではなく、互いに隣接するよ
うに構成されたパターンであれば、例えば渦巻状、樹枝
状など、いかなる形状であってもよい。

【００２２】以下に、本発明の表示装置に用いるに好適
なＥＡ流体について、詳しく説明する。このＥＡ流体
は、基本的にはＥＡ効果を有する固体粒子（ＥＡ粒子）
を電気絶縁性媒体中に含有してなるものであれば、いか
なるものであってもよい。しかしＥＡ粒子として特に好
適なものは、図２に示したように、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（ＥＡ無機物）
および必要に応じて色素を含む表層とによって形成され
た無機・有機複合粒子である。この無機・有機複合粒子
は表層がＥＡ無機物からなるので粒子全体としてＥＡ効
果を有しており、しかもＥＡ無機物の比重が大きくても
芯体が比較的比重の小さい有機高分子化合物からなって
いるので、ＥＡ粒子の比重を電気絶縁性媒体と近似させ
ることができ、分散安定性の良好なＥＡ流体が得られ
る。

【００２３】上記の芯体として使用し得る有機高分子化
合物の例としては、例えばポリ（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、ＡＢＳ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種以上の混合物、またはこれらのモノ
マーまたはオリゴマー相互の、もしくは他のモノマーま
たはオリゴマーとの共重合物・共縮重合物を挙げること
ができる。また、上記の有機高分子化合物として、水酸
基、カルボキシル基、アミノ基などの官能基を含有する
ものも使用することができ、このような官能基含有有機
高分子化合物はＥＡ効果を高めることができるので好ま
しいものである。

【００２４】無機・有機複合粒子の表層として用いるに
適したＥＡ無機物は、電気半導体性無機物、無機イオン
交換体、シリカゲル、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を施したもの、もしくは金属ド
ーピングの有無に拘らず、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で
ある。

【００２５】ここで、好ましい電気半導体性無機物の例
としては、（１）金属酸化物、例えばＳｎＯ₂、アモル
ファス型二酸化チタン（出光石油化学株式会社製）な
ど、（２）金属水酸化物、例えば水酸化チタン、水酸化
ニオブなど、（３）金属酸化水酸化物、例えばＦｅＯ
（ＯＨ）（ゲーサイト）など、および以下に説明する無
機イオン交換体を挙げることができる。ここで、水酸化
チタンとは、含水酸化チタン（石原産業株式会社製）、
メタチタン酸（別名βチタン酸、ＴｉＯ（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。

【００２６】無機イオン交換体の例としては、例えば
（４）多価金属の水酸化物、（５）ハイドロタルサイト
類、（６）多価金属の酸性塩、（７）ヒドロキシアパタ
イト、（８）ナシコン型化合物、（９）粘土鉱物、（１
０）チタン酸カリウム類、（１１）ヘテロポリ酸塩、お
よび（１２）不溶性フェロシアン化物を挙げることがで
きる。これらの詳細について、以下に説明する。

【００２７】（４）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、および水酸化鉄などである。ここで、例えば水酸化
チタンとは含水酸化チタン（別名メタチタン酸またはβ
チタン酸、ＴｉＯ（ＯＨ）₂）および水酸化チタン（別
名オルソチタン酸またはαチタン酸、Ｔｉ（ＯＨ）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。

【００２８】（５）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・１２Ｈ₂Ｏ（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であるものなどである。（６）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、セレン酸チタンおよびモリブデン酸
錫などである。

【００２９】（７）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などである。（８）ナシコン型化合物。これらには例えば（Ｈ₃Ｏ）Ｚｒ₂（ＰＯ₄）₃ などが含まれるが、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。（９）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、ベントナイトなどであり、特にセピオライ
トが好ましい。

【００３０】（１０）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・２Ｈ
₂Ｏ、０．５Ｋ₂Ｏ・ＴｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ、およびＫ₂Ｏ・
２．５ＴｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏなどが含まれる。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することができる。（１１）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、タングストリン酸アンモニウムなど
である。

【００３１】（１２）不溶性フェロシアン化物。これら
は次の一般式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（ＩＩ
Ｉ）またはチタンなどの重金属イオン、Ｅは鉄（Ｉ
Ｉ）、鉄（ＩＩＩ）、またはコバルト（ＩＩ）などであ
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）で表され、例えばＣｓ₂Ｚｎ
［Ｆｅ（ＣＮ）₆］、Ｋ₂Ｃｏ［Ｆｅ（ＣＮ）₆］などの
不溶性フェロシアン化合物が含まれる。

【００３２】上記（４）〜（１２）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。すなわち、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）。この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など、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、Ｓ
ＣＮ、ＮＯ₂、Ｂｒ、Ｆ、ＣＨ₃ＣＯＯ、ＳＯ₄またはＣ
ｒＯ₄などや錯イオンなど、ＯＨ^-以外の陰イオン全般の
中から選ばれた任意のものである。

【００３３】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なども本発
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）Ｚｒ₂
（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（５００〜７０
０℃で加熱処理したもの）などが含まれる。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、および多価金属
の酸性塩を用いることが特に好ましい。

【００３４】ＥＡ無機物に金属ドーピングを施したもの
（１３）の例としては、アンチモンドーピング酸化錫な
どを挙げることができる。金属ドーピングは、ＥＡ無機
物の電気伝導度を上げたい場合に施される。また、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
（１４）の例としては、例えば支持体として酸化チタ
ン、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナなどの無機物
粒子、またはポリエチレン、ポリプロピレンなどの有機
高分子粒子を用い、これに電気半導体層としてアンチモ
ンドーピング酸化錫を施したものなどを挙げることがで
きる。

【００３５】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混合して用いることもでき
る。無機・有機複合粒子の表層に用いるに特に好適なＥ
Ａ無機物は、（１）金属酸化物、（２）金属水酸化物、
（３）金属酸化水酸化物、（４）多価金属の水酸化物、
（１３）金属ドーピングＥＡ無機物、または（１４）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
のなどである。

【００３６】ＥＡ無機物を用いるに際しては、その電気
伝導度が室温にて１０³Ω^-1／ｃｍ〜１０^-11Ω^-1／ｃ
ｍの範囲内にあるものを選択することが好ましい。電気
伝導度が１０³Ω^-1／ｃｍを越えると、これを含むＥＡ
流体に過大な電流が流れ、電力消費が大きいばかりでな
く装置が過熱される可能性がある。１０^-11Ω^-1／ｃｍ
未満ではＥＡ効果が微弱であるために、十分な効果が得
られない場合がある。

【００３７】無機・有機複合粒子において、表層を形成
するＥＡ無機物と芯体を形成する有機高分子化合物との
重量比（％）は、特に限定されるものではないが、例え
ば（ＥＡ無機物）：（有機高分子化合物）の重量比で
（１〜６０）：（９９〜４０）の範囲内、特に（４〜３
０）：（９６〜７０）の範囲内であることが好ましい。
ＥＡ無機物の重量比が１％未満では得られたＥＡ流体の
ＥＡ効果が不十分であり、６０％を超えると、比重が大
となってＥＡ粒子の分散安定性が得難くなると共に、得
られたＥＡ流体に過大な電流が流れるようになる。

【００３８】ＥＡ粒子の着色には、芯体に染料または顔
料を含ませることもできるが、ＥＡ粒子の色は主として
表層色に依存するので、図２に示したように、ＥＡ粒子
の表層が色素を含むことが好ましい。これは、表層の形
成時にＥＡ無機物と共に有機または無機の任意の顔料を
用いることによって実現できる。この顔料としては水酸
化チタンやカーボンブラックなども含まれる。ＥＡ無機
物自体が所望の色に呈色していれば別途に顔料を用いる
必要はない。

【００３９】無機・有機複合粒子は上記以外の成分を含
んでいてもよい。その例としては、例えば芯体に酸化防
止剤、充填剤、カプリング剤、カーボンブラックなど、
また表層にカーボンブラックやアミン系化合物などの荷
電調整材が含まれていてもよい。

【００４０】ＥＡ粒子の比重は、電気絶縁性媒体中に安
定に分散させるためにこの電気絶縁性媒体の比重に近い
ことが好ましい。一般的には、用いる電気絶縁性媒体と
の関係から比重１．０〜２．０程度であることが好まし
い。ＥＡ粒子と電気絶縁性媒体との比重差が大きいと、
媒体中でＥＡ粒子が重力沈降し、均一分散ができなくな
ることもある。この観点から、芯体に比較的比重の小さ
な有機高分子化合物を使用する無機・有機複合粒子は、
表層を形成するＥＡ無機物の比重が大きくても、相対的
に比重を小さくすることができて有利である。無機・有
機複合粒子では、用いる有機高分子化合物とＥＡ無機物
の種類と比率とを選択することによって、その比重をあ
る程度自在に調整することができる。

【００４１】本発明の表示装置に用いるＥＡ流体中のＥ
Ａ粒子群は、粒径が異なる少なくとも２群のＥＡ粒子を
含んでいる。この少なくとも２群のＥＡ粒子は、いずれ
もその粒径が０．１μｍ〜５００μｍ、特に５μｍ〜２
００μｍ程度の範囲内にあることが好ましい。粒径が
０．１μｍ未満では、粒子表面における光の乱反射性が
低下し透明に見えるようになって不都合であるばかりで
なく、この粒子群を一定重量含むＥＡ流体の粘度が上昇
して電界応答性が低下し、また気泡を巻き込み易くなる
などの不都合が生じる。５００μｍを越えると粒径が過
大となって、この粒子群を一定重量含むＥＡ流体の電界
無印加時の不透明性が低下し、また分散安定性も低下す
るなどの不都合が生じる。。このＥＡ粒子群は粒径に関
して少なくとも２群からなり、その一群の平均粒径が５
μｍ〜５０μｍ程度、他の一群の平均粒径が５０μｍ〜
２００μｍ程度であることが好ましい。

【００４２】ＥＡ粒子の形状は、特に限定されるもので
はないが、球形であることが好ましい。球形であれば光
を全方向に均一に乱反射させることができるばかりでな
く、ＥＡ流体の流動粘度を低下させるので電界応答性を
高めることができる。この観点からも上記の無機・有機
複合粒子は、芯体が有機高分子化合物からなり、この芯
体粒子は調節された乳化・懸濁重合方法によって製造さ
れる場合はほぼ真球形に形成できるので、本発明の表示
装置に用いるＥＡ粒子としてきわめて有用である。

【００４３】無機・有機複合粒子は種々な方法で製造す
ることができる。その一例として、例えば有機高分子化
合物からなる芯体の粒子とＥＡ無機物の微粒子および必
要なら顔料粒子とをジェット気流で搬送して衝突させる
方法がある。この場合は芯体粒子の表面にＥＡ無機物微
粒子が高速度で衝突し、固着して表層を形成する。ま
た、別の製法例としては、芯体粒子を気体中に浮遊させ
ておき、ＥＡ無機物および必要なら色素の溶液または分
散液を霧状にしてその表面に噴霧する方法がある。この
溶液または分散液は適当な糊料を含んでいてもよい。こ
の場合はその溶液または分散液が芯体粒子の表面に付着
した後、乾燥によって表層が形成される。

【００４４】無機・有機複合粒子を製造する好ましい製
法例は、芯体と表層とを同時に形成する方法である。こ
の方法は、例えば、芯体を形成する有機高分子化合物の
モノマーまたはオリゴマー（以下、単に「モノマー」と
いう）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、ＥＡ無機物の微粒子および必要なら顔
料粒子を上記モノマーまたは重合媒体中に存在させる方
法である。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も使用でき、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、ＥＡ無機物微粒子および顔料が芯体粒子の表面に層
状に配向してこれを被覆し、表層を形成する。

【００４５】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無機物の親水性の性質とを組み合わせることに
よって、ＥＡ無機物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。この芯体と表層との同時形
成方法によれば、有機高分子化合物からなる芯体粒子の
表面にＥＡ無機物粒子および顔料が緻密かつ強固に接着
し、堅牢な無機・有機複合粒子が形成される。

【００４６】本発明に使用する無機・有機複合粒子の形
状は製法によって必ずしも球形であるとは限らないが、
芯体粒子が調節された乳化・懸濁重合方法によって製造
される場合は得られる無機・有機複合粒子の形状はほぼ
真球形になる。真球形が得られるので、前記のように光
の乱反射性や電界応答性が高いＥＡ流体が得られる。ま
たこの乳化・懸濁重合に際しては、公知の技術に従って
諸条件を調節することによって、前記の粒径が異なった
少なくとも２群の無機・有機複合粒子を同時にまたはそ
れぞれ別個に製造することができる。それぞれ別個に製
造した場合は、製造後にこれらを好適な配合割合で混合
すればよい。

【００４７】上記の各種の製法、特に芯体と表層とを同
時に形成する製法により製造された無機・有機複合粒子
は、一般にその表層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効果が十分に発揮されな
い場合がある。これらの不活性物質の薄膜は、表層の表
面を研磨することによって除去することができる。従っ
て本発明の好ましい表示装置に用いられるＥＡ流体にあ
っては、その表面が研磨された無機・有機複合粒子が用
いられる。

【００４８】無機・有機複合粒子の表面の研磨は、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
する方法など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。

【００４９】さらに好ましい研磨方法は、無機・有機複
合粒子をジェット気流などによって気流攪拌する方法で
ある。これはＥＡ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などにより研磨条
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分間〜１５分間程度ジェット気流攪
拌するのが好ましい。

【００５０】本発明に用いるＥＡ流体は上記の無機・有
機複合粒子を、必要なら分散剤など他の成分と共に電気
絶縁性媒体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。

【００５１】ＥＡ流体に用いる電気絶縁性媒体として
は、従来からＥＡ流体に適するものとして知られている
ものがいずれも使用可能である。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、フッ素系オイル、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であ
り、電気絶縁性およ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る。またそれ
らの混合物を使用することもできる。

【００５２】この電気絶縁性媒体の動粘度は、１ｃＳｔ
〜３０００ｃＳｔの範囲内であることが好ましい。動粘
度が１ｃＳｔより小さい電気絶縁性媒体は一般に揮発成
分が多く、このためＥＡ流体の貯蔵安定性に問題が生
じ、動粘度が３０００ｃＳｔより大きいと気泡が抜けに
くくなり好ましくない。ＥＡ流体中に気泡が多く残留す
ると、電界印加時に気泡内のミクロ領域で部分放電して
スパークを起こし、絶縁性が劣化する惧れがある。この
観点から動粘度は、１０ｃＳｔ〜１０００ｃＳｔの範囲
内、特に１０ｃＳｔ〜１００ｃＳｔの範囲内が好まし
い。

【００５３】この電気絶縁性媒体は、画像素子の全体的
な調色など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できる。電気絶縁性媒体に
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。

【００５４】ＥＡ流体中における無機・有機複合粒子の
濃度は、特に限定されるものではないが０．５重量％〜
１５重量％であることが好ましい。濃度が０．５重量
％未満では充分なＥＡ効果が得られず、１５重量％を越
えると濃度が高すぎて電界印加時にも十分な透明感が得
られなくなる惧れがある。

【００５５】次に、このＥＡ流体の一般的な作動原理を
説明する。図６（ａ）（ｂ）はこの動作原理を示すもの
であって、透明電極１０１ａ−１０１ｂがスイッチＳｗ
を介して電源Ｂと電気的に接続されている。この系に電
気絶縁性媒体１０２中にＥＡ粒子１０３が分散されたＥ
Ａ流体が充填されている。図６（ａ）はスイッチＳｗが
開放され、透明電極１０１ａ−１０１ｂに電界が印加さ
れていない状態（電界無印加時）を示す。この状態でＥ
Ａ粒子１０３は電気絶縁性媒体１０２中にランダムに分
散・浮遊している。従ってこの系の一方の電極１０１ａ
側から光Ｌが入射すると、この光ＬはＥＡ粒子１０３の
表面で乱反射され、光Ｌの入射側からこの系を観察する
とこの系は不透明に見える。このときの色はＥＡ粒子１
０３の色に一致する。

【００５６】次に図６（ｂ）に示すようにスイッチＳｗ
を閉じて透明電極１０１ａ−１０１ｂに電界を印加する
と、電極間に介在しているＥＡ粒子１０３が透明電極１
０１ａ−１０１ｂの間で電極に垂直な方向に配列して鎖
状体１０４を形成する。電気絶縁性媒体１０２中に分散
されたＥＡ粒子１０３の配合割合は前述のように１５重
量％以下、特に１０重量％以下とされているので、これ
らが配列して鎖状体１０４を形成すると、鎖状体と鎖状
体の間にはＥＡ粒子が存在しない間隙が形成されること
になり、電極１０１ａ側から入射した光Ｌは、この間隙
を通過して系を透過する。従ってこの状態では系は透明
に見える。このときＥＡ粒子１０４の色は見えない。

【００５７】この状態で再びスイッチＳｗを開放すると
透明電極１０１ａ−１０１ｂ間の電界は消失するから、
鎖状体１０４は崩壊し、ＥＡ粒子１０３は元のランダム
な分散・浮遊状態に戻り、系は不透明になる。ただし、
ランダム状態に戻る速さは、電気絶縁性媒体１０２の粘
度、電気絶縁性媒体とＥＡ粒子との比重差、温度、振動
の有無などによって変化する。そこで実施例２に示した
ように、セルの一方の面に、基準電極と隣接電極とを形
成し、この電極間に電界を印加するようにすれば、この
ときはＥＡ粒子１０３が例えば図５に示したように、電
極面に平行な鎖状体を形成するので電気的に不透明に戻
すことができ、透明／不透明の転換が更に速やかに行わ
れるようになる。

【００５８】透明電極１０１ａ−１０１ｂ間に印加する
電界強度は、ＥＡ粒子１０３の特性や電極間隔などによ
って変化することは言うまでもないが、通常はこれを電
圧で表すとき、例えば０．１ｋＶ／ｍｍ〜５．０ｋＶ／
ｍｍの範囲内で選択することができる。ＥＡ粒子が無機
・有機複合粒子である場合は、０．２５〜１．５ｋＶ／
ｍｍの範囲内が好適である。

【００５９】ＥＡ粒子１０３は、電界の印加によって鎖
状体を形成すると述べたが、ＥＡ流体におけるＥＡ粒子
の含有量が１重量％を超えて多くなると、図７に示すよ
うに、１列の鎖状体ではなく、複数の鎖状体１０４が互
いに接合し、カラム１０５を形成して配列するようにな
る。

【００６０】このカラム１０５においては、複数の鎖状
体１０４，１０４，…のＥＡ粒子１０３が図８に示すよ
うに、互いにずれて接触するように並ぶ。これについて
本発明者らは、（＋）と（−）に誘電分極した個々のＥ
Ａ粒子１０３が、互いにその対極で引き合って配列し、
エネルギー的な安定を得ているためと推定している。

【００６１】従って、ＥＡ粒子１０３の含有量が多い場
合は、多数のカラム１０５が透明電極１０１ａ−１０１
ｂ間に形成されることになり、これに伴ってカラム間の
間隙は単体の鎖状体が多数形成される場合より広くな
り、透過光量の増大が顕著となって更に透明度が高くな
る。

【００６２】ところで、前記のようにＥＡ粒子の粒径を
０．１μｍ〜５００μｍの範囲内、好ましくは、５μｍ
〜２００μｍの範囲内としたのは、本発明に用いるＥＡ
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。周知のように、可視光の波長は
３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ、即ち、０．３８〜０．７８μ
ｍ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、ＥＡ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。

【００６３】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）の誘電体の超
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におけるもの
とは全く異なり、電界無印加時に超微粒子が分散して光
を完全に透過させ、電界印加時には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。

【００６４】例えば、前記のような超微粒子で誘電性を
示すものとしてはＴｉＢａＯ₄の超微粒子が考えられる
が、ＴｉＢａＯ₄は比重が４〜６の範囲の物質で重いの
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ＴｉＢａＯ₄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。これに対して本発明に
用いる無機・有機複合粒子は、前述したように比重を
１．２前後に容易に調整できるので、一般に知られてい
る多種類の電気絶縁性媒体を利用することができる。

【００６５】次に着色性の面から見ても、前記超微粒子
に着色することは実際上困難であり、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。従って電界のオン／オフによっ
て、本発明に求められる着色不透明と無色透明との変化
をもたらすことはできない。

【００６６】（試験例２）本発明に用いられるＥＡ流体
の一例について、電界強度と透明度変化との関係を試験
した。厚さ１．０ｍｍのＩＴＯガラスを２枚用意し、Ｉ
ＴＯ面を内側にして２ｍｍの間隔で平行に対向させ、そ
の周縁部を樹脂製のシール部材でシールし、セルを形成
した。このセルには開孔を設けて下記のＥＡ流体が充填
できるようにした。

【００６７】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及び重合開始剤の混合物を、第三リン酸
カルシウム２５ｇを分散安定化剤として含有する１８０
０ｍｌ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。

【００６８】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、表面研磨された無機
・有機複合粒子を得た。このものの比重は１．１５７、
平均粒径は１３．７μｍであった。この無機・有機複合
粒子を、その含有率が種々の重量％となるように種々の
動粘度のシリコーンオイル（東芝シリコーン株式会社
製、ＴＳＦ４５１シリーズ）中に均一に分散して各種の
ＥＡ流体試料を調製した。

【００６９】上記の各種のＥＡ流体をそれぞれ上記のセ
ルに充填し、ＩＴＯ電極に印加する電界強度（ＫＶ／ｍ
ｍ）を種々に変化させ、このときセルに入射した光の強
度とセルを透過した光の強度をそれぞれ光センサで検出
し、その比較値を増加光としてｄＢｍで表示した。この
場合、３.２ｄＢｍの増加が光パワーでは２.０９倍の増
加を意味し、４.２ｄＢｍの増加は光パワーで２.６３倍
の増加を意味する。測定結果を図９〜図１３に示す。

【００７０】図９は、シリコーンオイル（電気絶縁性媒
体）の動粘度が１０ｃＳｔの場合において、無機・有機
複合粒子の濃度（重量％）と印加電界強度（ＫＶ／ｍ
ｍ）の変化に対応する増加光（ｄＢ）を測定した結果を
示す。図１０は、シリコーンオイルの動粘度が５０ｃＳ
ｔの場合における同様な試験結果を示す。図１１はシリ
コーンオイルの動粘度が１００ｃＳｔの場合における同
様な試験結果を示す。

【００７１】図９〜図１１に示す結果から、試験した粒
子濃度において、０.２５ｋＶ／ｍｍ〜１.５ｋＶ／ｍｍ
の範囲で電界強度を変化させたとき、いずれの場合も、
電界強度の増大に伴って増加光のｄＢｍ値が増加してい
ることがわかる。すなわち、電極間の電界強度が増大す
るに伴ってセルの透明度が大となっている。このことか
ら、本発明の表示装置において電界のオン／オフによっ
てセルの透明／不透明が制御できると共に、電界強度を
変化させればその透明度を連続的ないし断続的に変化さ
せることも可能であることを示している。このように電
界強度を変化させることによって、個々のセルの透明度
を変化させることができる表示装置も本発明に含まれる
ものである。また、粒子濃度が１．０重量％では電界強
度を３ｋＶ／ｍｍにしても増加光の割合が少ない。これ
よって、粒子濃度は２．５重量％以上とすることが好ま
しいことがわかる。

【００７２】図１２は、粒子濃度を５．０重量％に固定
した場合において、シリコーンオイルの動粘度と電界強
度の変化に対応する増加光（ｄＢ）を測定した結果を示
す。図１３は、粒子濃度を７．５重量％に固定した場合
における同様な試験結果を示す。

【００７３】図１２、図１３に示す結果から、粒子濃度
が５．０重量％であっても７．５重量％であっても、シ
リコーンオイル（電気絶縁性媒体）の動粘度を１０ｃＳ
ｔ〜１００ｃＳｔの範囲内とするとき、この例では透過
光量の制御幅が最大となったことを示している。

【００７４】次に、ＥＡ流体の電界応答性についての試
験例を示す。動粘度が１０ｃＳｔのシリコーンオイルに
７重量％の無機・有機複合粒子を分散させたＥＡ流体を
上記のセルに充填し、電界を印加してからの透過光量の
変化を時間と共に測定した。結果を図１４に示す。図１
４において、測定開始約１秒後に電界を印加した。

【００７５】図１４の結果から、このＥＡ流体は電界印
加直後から透過光量が増大し始め、３秒〜４秒で透過光
量が最大になって以後安定することが明らかである。

【００７６】図１５は、動粘度１０ｃＳｔのシリコーン
オイルに対し、青色に着色したＥＡ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
光量と波長との関係を示す。ＥＡ粒子の着色は、ＥＡ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、電界無印加時の透過
波長スペクトルを示し、Ｅ＝２ｋＶで示される曲線は、
２ｋＶの電位を電極に印加した際の透過波長スペクトル
を示す。

【００７７】図１５の両曲線の比較により明らかなよう
に、電界無印加時には波長の短い青色系の光を僅かに透
過させるのみであった青色系のＥＡ流体が、電界印加時
には広い波長域で光を透過させるように変化しており、
青色から無色透明に変化したことが明らかである。

【００７８】図１６は、青色の染料を０．１重量％添加
したジメチルシリコーンオイルを電気絶縁性媒体として
用い、この電気絶縁性媒体のみ（ＥＡ粒子を含まないも
の）の透過光量測定を行った場合の透過光スペクトルを
示す。なお、この電気絶縁性媒体は肉眼では薄い青色に
見える媒体である。図１６において、光源スペクトルと
媒体スペクトルとを比較すると、短波長の青色を示すス
ペクトル以外の部分で光の吸収がなされている。このこ
とから電気絶縁性媒体が青色になっていることは明らか
である。

【００７９】図１７は、青色の染料を０．１重量％添加
したジメチルシリコーンオイルを電気絶縁性媒体に用
い、これに黄色に着色したＥＡ粒子を５重量％分散させ
たＥＡ流体について透過光量測定を行った場合の透過光
スペクトルを示す。無機・有機複合粒子を着色する際に
用いた手段は前記の例と同様であり、ただし今回は黄色
の顔料を用いている。

【００８０】この図は光源スペクトルとＥ＝０ｋＶ／ｍ
ｍの場合の透過光スペクトルとＥ＝１ｋＶ／ｍｍの場合
の透過光スペクトルとを同一画面に示している。この図
から、電界無印加時に青色と黄色の混合色の黄緑色不透
明であったものが、電界印加時に無色透明に近い青色透
明状態に変化したことがわかる。このように種々のバリ
エーションの色をＥＡ流体に付与することができ、その
色をそれとは異なった色の透明状態または同じ色の透明
状態あるいは無色透明状態に変更できることが明らかに
なった。

【００８１】図１８は、図４に示した実施例２の画像素
子であって、一方の透明面２１ａに櫛形の透明な基準電
極２２ａおよびこれと互いに隣接する透明な隣接電極２
２ｃが互いに入れ子状に形成され、セルの他方の透明面
２１ｂに対向電極２２ｂが形成されたセルに、動粘度１
０ｃＳｔのシリコーンオイルを電気絶縁性媒体とし、青
色に着色した無機・有機複合粒子をＥＡ粒子として４重
量％添加したＥＡ流体を充填し、切替えスイッチ２３を
切り換えたときの効果を示している。

【００８２】図１８の線は、いずれの電極にも電界を
印加しない初期状態における透過光スペクトルを示して
いる。線は、電界を印加し切替えスイッチ２３を操作
して基準電極２２ａ−対向電極２２ｂの間に２ｋＶの電
界を印加したときの透過光スペクトルを示している。線
は、切替えスイッチ２３を切り換えて基準電極２２ａ
−隣接電極２２ｃの間に２ｋＶの電界を印加したときの
透過光スペクトルを示している。

【００８３】図１８において、線から、電界無印加時
にはＥＡ粒子がランダムに浮遊・分散し、測定波長帯域
において不透明であることを示している。線は、基準
電極２２ａ−対向電極２２ｂの間に電界を印加したこと
によって、ＥＡ粒子が透明面２１ａに垂直に配列し、そ
の結果広い波長帯域で光を透過したことを示している。
線は、同一面上の基準電極２２ａ−隣接電極２２ｃの
間に電界を印加したとき、ＥＡ粒子がこの面に平行に配
列した結果、光の透過を遮ったことを示している。すな
わち、この電極の切替え操作によって光の透過度を速や
かに変化させることができることがわかる。

【００８４】表１と表２は、動粘度５０ｃＳｔのシリコ
ーンオイル（電気絶縁性媒体）を用い、ＥＡ粒子の濃度
を５．０重量％とし、電界強度を変化させたときの透過
光を波長毎に測定した結果を示す。

【００８５】

【表１】

【表２】

【００８６】表１と表２に示す結果から、本発明に係る
表示装置を用いて画像制御を行う場合、４００〜１１０
０ｎｍの広い波長域において均一な透光性が得られてお
り、本発明により、広範な光波長域において均一な色調
調節ができることが明らかになった。なお、通常、可視
光の波長域は４８０ｎｍ〜７８０ｎｍとされているの
で、可視光の波長のほぼ全域と、それよりも波長の長い
赤外線領域において、本発明の装置は均一な透過光制御
性能を有することが明らかになった。

【００８７】

【発明の効果】本発明の表示装置は、セルに充填された
ＥＡ流体中のＥＡ粒子群が粒径が異なる少なくとも２群
のＥＡ粒子を含んでなるものであるので、粒径が均一な
ものに比べて、電界のオン／オフに対応する透明度のコ
ントラストを高く維持したままその透明度変化の電界応
答性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の表示装置の一実施例における
電界無印加時の態様を示す断面図と、（ｂ）同じく電界
印加時の態様を示す断面図。

【図２】図１の実施例に用いたＥＡ流体に含まれるＥ
Ａ粒子の一例を示す断面図。

【図３】図１の実施例における電界印加時の透明度変
化を示すグラフ。

【図４】本発明の第２の実施例におけるセルの電極構
成を示す展開図と回路図。

【図５】図４に示す実施例における一作動態様を示す
断面図。

【図６】一般のＥＡ流体における、（ａ）電界無印加
時の挙動を示す断面図と（ｂ）電界印加時の挙動を示す
断面図。

【図７】一般のＥＡ流体におけるＥＡ粒子の電界印加
時の一挙動を示す断面図。

【図８】図７に示す挙動が起こる原理を説明するため
の断面図。

【図９】本発明に用いられるＥＡ流体について、電気
絶縁性媒体の動粘度を１０ｃＳｔに固定し、ＥＡ粒子濃
度と印加する電界強度とを変化させたときの透明度の変
化を示すグラフ。

【図１０】本発明に用いられるＥＡ流体について、電
気絶縁性媒体の動粘度を５０ｃＳｔに固定し、ＥＡ粒子
濃度と印加する電界強度とを変化させたときの透明度の
変化を示すグラフ。

【図１１】本発明に用いられるＥＡ流体について、電
気絶縁性媒体の動粘度を１００ｃＳｔに固定し、ＥＡ粒
子濃度と印加する電界強度とを変化させたときの透明度
の変化を示すグラフ。

【図１２】本発明に用いられるＥＡ流体について、Ｅ
Ａ粒子濃度を５．０重量％に固定し、電気絶縁性媒体の
動粘度と印加する電界強度とを変化させたときの透明度
の変化を示すグラフ。

【図１３】本発明に用いられるＥＡ流体について、Ｅ
Ａ粒子濃度を７．５重量％に固定し、電気絶縁性媒体の
動粘度と印加する電界強度とを変化させたときの透明度
の変化を示すグラフ。

【図１４】ＥＡ流体におけるセルの電界応答性の測定
例を示すグラフ。

【図１５】ＥＡ流体におけるセルの電界無印加時およ
び電界印加時の透過光スペクトルを示すグラフ。

【図１６】ＥＡ流体における電気絶縁性媒体の透過光
スペクトルを示すグラフ。

【図１７】青色に着色した電気絶縁性媒体中に、黄色
に着色したＥＡ粒子を分散させたＥＡ流体について、電
界無印加時および電界印加時の透過光スペクトルを示す
グラフ。

【図１８】実施例２の表示装置において、電界無印加
時、対向電極に電界を印加したとき、および隣接電極に
電界を印加したときの透過光スペクトルを示すグラフ。

【符号の説明】

１ａ、１ｂ…対向面、２ａ、２ｂ…透明電極、３…ＥＡ
粒子、３ａ…大粒径ＥＡ粒子、３ｂ…小粒径ＥＡ粒子、
４…電気絶縁性媒体、５…ＥＡ流体、６…芯体、７…Ｅ
Ａ無機物、８…顔料粒子、９…表層、１０…セル、１１
…スイッチ、１２…電源、１３…鎖状体、Ｌ…光線。

───────────────────────────────────────────────────── 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】画像素子が少なくとも一方の面が透明で
ある対向する２面を有するセルからなり、この２面のい
ずれか一方の面に透明な基準電極が形成され他方の面に
透明な対向電極が形成され、この基準電極と対向電極と
の間に電界をオン／オフできる手段が設けられ、かつ上
記双方の電極の間に、電界配列効果を有する固体粒子群
を電気絶縁性媒体中に含有してなる電気感応型光機能性
流体組成物が充填され、上記の固体粒子群が粒径が異な
る少なくとも２群の固体粒子を含んでなる表示装置。
【請求項２】セルの基準電極が形成された面に、この
基準電極と互いに隣接する透明な隣接電極が形成され、
この基準電極と隣接電極との間、または基準電極と前記
対向電極との間に、電界を切替えて印加する手段が設け
られた請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】前記の固体粒子群と電気絶縁性媒体の少
なくともいずれか一方が着色されてなる請求項１または
請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】前記の固体粒子が、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・有機複合粒子である請求項
１ないし請求項３のいずれか１項に記載の表示装置。