JP2501692Y2 - 電気泳動型調光ガラス - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、電気泳動表示素子の原理を応用して、入射
光を遮光することのできる電気泳動型調光ガラスに関す
る。

［従来の技術］ 電気泳動型表示素子は、透明電極層を有する一対のガ
ラス基板の間に、絶縁液体中に分散粒子を分散させた分
散液層を封入したものであって、分散液層中の分散粒子
が表面電荷を持つことを利用して、電気泳動によって粒
子を移動させて信号を可視化するものである。

従来の電気泳動型表示体としては、例えば第４図に示
すようなものが知られている（特開昭62−299824号公
報）。第４図において、Ａは視認側を示すが、一対の基
板1aおよび1bが相対向するように配置され、少なくとも
視認側の基板1aは透明であって、それぞれの基板1aおよ
び1bの相対向する面には透明電極層2aおよび2bが設けら
れている。基板1aおよび1bの間でセルを形成すべく基板
1aおよび1bの周縁部内面にはスペーサ15が固着されてい
る。分散液層は絶縁液体からなる分散媒12に正または負
に帯電する分散粒子11を分散させたもので、基板1aおよ
び1bの間に形成されるセル中に注入されて形成される。

透明電極層2aと2bの間で直流電圧を印加すると、分散
媒12の中で正または負に帯電した分散粒子11は、電圧の
極性に応じて、第４図の右半分または左半分に示したよ
うに、いずれかの電極の方に泳動して付着する。第４図
の右半分に示したように、視認側の透明電極層2aに分散
粒子11が付着した場合は、表示素子は分散粒子11の色彩
が表示され、分散粒子11が分散媒12中に分散している場
合または第４図の左半分に示したように、反対の電極層
2bに分散粒子11が付着すると、視認側の基板は分散媒12
の色彩が表示される。

［考案が解決しようとする課題］ このように従来の電気泳動表示素子においては、電極
層に電圧を印加しない場合は、分散粒子が分散媒中に分
散し、表示側の基板は分散媒の染料の色彩を表示し、電
極層に電圧を印加した場合、電極層を形成した表示部に
は分散粒子が付着して分散粒子の色彩が表示されるもの
であって、表示素子としては反射型のものであって、そ
のままでは透過型の表示素子としては使用できなかっ
た。

そこで、従来の電気泳動表示素子を透過型の表示素子
とするため、透明の分散媒を使用するとともに、光源側
の透明電極層を網目状または縞状とするか、あるいは光
源側の透明基板を鋸歯状にし光の進行方向に平行な面に
透明電極層を形成した提案がなされている。この提案に
おいては、、光源側の透明電極層に分散粒子を付着させ
たときは、分散粒子の集積した透明電極層の間を通り抜
けた光が透明な分散媒を透過し、透過型表示が可能とな
り、逆に視認側の全面透明電極層に分散粒子を付着させ
ると、着色状態または遮光状態が得られる。

しかしながら、前記のごとき透過型の電気泳動表示素
子を、自動車または住宅等のウインドウに調光ガラスと
して用いる場合は、透明基板が大形化しセルの面積が大
きくなるので、透明基板の周縁部に取り付けられるスペ
ーサだけでは、均一なセルギャップを保持することが困
難になる。また、セルが大きくなるに従って、分散粒子
が片寄り易くなり、凝集し易くなるという欠点がある。

本考案は、透過型の電気泳動表示素子を応用した調光
ガラスが、均一なセルギャップを保持することが困難で
あり、かつ分散粒子の片寄りと凝集が起こり易いという
問題点に鑑みてなされたもので、セルの面積に関係なく
均一なセルを形成することができ、かつ分散粒子の片寄
りや凝集が起こらない電気泳動型調光ガラスを提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本考案の電気泳動型調光ガラスは、２枚の相対向して
配置された透明基板と、前記透明基板の相対向する面に
それぞれ形成された透明電極層と、内部に微細な連通孔
を有し前記透明電極層を有する２枚の前記透明基板の間
に挟持された透明な樹脂シートと、前記樹脂シートの中
の前記連通孔内に封入された高絶縁性の分散媒と、前記
分散媒中に分散された分散粒子と、前記樹脂シートの端
面の前記連通孔の出入口を封止するシール剤と、前記透
明電極層に接続された交流電源とからなることを要旨と
する。

本考案の電気泳動型調光ガラスに用いられる透明基板
は、ガラス基板であっても樹脂基板であっても良い。ま
た、この透明基板は透光性を有するものであれば少々着
色してあっても良い。

透明基板の相対向する面に形成される透明電極層の材
料としては、種々の透明導電材料を用いることができる
が、通常ITO（インジウム−チン−オキサイド）、二酸
化錫等が用いられる。この透明電極の形成方法は、種々
の蒸着法、またはスパッタリング、スプレイ−焼成法と
することができる。

微細な連通孔を有する樹脂シートとしては、例えばス
ポンジ状PVBまたはEVA熱可塑性樹脂シート等を用いるこ
とができる。樹脂シートの内部に設けられる微細な連通
孔は、樹脂シートの端面において入口および出口が外部
と連通し、樹脂シートの内部を縦横に曲がりくねって貫
通し、連続孔を形成するものである必要がある。

分散液層を構成する分散媒は、従来のものを用いるこ
とができる。分散媒としては、非導電性の絶縁系のもの
であり、通常比較的比重の大きな臭素等のハロゲン系の
溶媒が用いられる。分散媒は無着色の透明のものを用い
ても着色剤を含むものを用いても良い。

また、分散粒子は分散媒中で正または負に帯電するも
のであって、分散媒と比重の重なるものを用いる。ま
た、分散粒子は光を遮断するよう適宜の色彩を有するも
のを用いる。

透明電極層に印加する交流電圧の波形は、矩形波に限
らず、正弦波または三角波でも良い。この交流電圧の周
波数および大きさは、透過状態により連通孔内に浮上ま
たは沈降した分散粒子をほぐして分散媒中に均等に分散
させるに十分なものであって、分散粒子の材質やセルギ
ャップに応じて、周波数は２〜200Hz、電圧は20〜500V
の間で適宜の値が選ばれる。また、交流電圧の印加時間
は、分散粒子を分散媒中に十分に分散させるの足るもの
であれば良く、一般的には0.5秒〜１分の間に設定され
る。

［作用］ 透明電極層に電圧を印加しない場合、分散粒子の比重
が分散媒より軽いと、分散粒子は分散媒から浮上して、
連通孔内の天井部分に付着する。また、分散粒子の比重
が分散媒より重いと、分散粒子は分散媒の底に沈澱し、
連通孔内の低い部分に付着する。したがって、透明基板
へ入射する光は透明な分散媒を透過するので、この電気
泳動型調光ガラスは光の透過状態になる。

次に、透明電極層の間に、交流電圧を印加すると、連
通孔内に浮上または沈澱していた分散粒子が電界の作用
により、分散媒中へ移動するので、分散粒子が分散媒中
に分散する。そのため、透明基板に入射する光は分散粒
子により着色または遮光されるので、電気泳動型調光ガ
ラスは遮光状態になる。

［実施例］ 本考案の好適な一実施例について以下図面に従って説
明する。なお、本考案が以下に述べる実施例の記載によ
って何等限定的に解釈されるものではない。

第１図は本考案の一実施例の断面図を示す。２枚の透
明基板1aおよび1bは厚さ1.1mmのソーダ石灰ガラス（旭
ガラス製）であって、透明基板1aおよび1bの相対向する
面には、ITOからなる透明電極層2aおよび2bが1500Åの
厚さで形成されている。また、それぞれの透明電極層2a
および2bの一端には、リード端子5aおよび5bが形成さ
れ、このリード端子5aおび5aには、リード線6aおよび6b
が接続されている。

樹脂シート３は、厚さ100μｍの熱可塑性フィルムか
らなり、内部に直径20〜200μｍのランダスな連通孔10
を有しており、空孔率は30〜50％である。

この連通孔10内には、分散粒子11を分散させた分散媒
12を充填されている。すなわち、分散粒子11としては、
有機顔料を用い、分散媒12としてはケロシンに界面活性
剤を添加したものを用い、分散粒子11を分散させた分散
媒12溶液内に、この樹脂シート３を浸漬し、揺動または
超音波により、連通孔10内の空気を追い出し、分散粒子
11を分散した分散媒12と置換した。

補助シート4aおよび4bは、厚さ50μｍの熱可塑性フィ
ルムであって、樹脂シート３はこの補助シート4aおよび
4bの間に挟まれて、100℃の熱ローラの間を通して一体
化されている。

補助シート4aおよび4bと一体化された樹脂シート３
は、さらに透明電極層2aおよび2bを形成した透明基板1a
および1bで挟み、真空パックして100℃の熱をかけてラ
ミネートした。このようにしてラミネートした透明基板
1aおよび1b、樹脂シート３ならびに補助シート4aおよび
4bの周縁部にはエポキシ系接着剤からなるシール剤７が
接着されている。

リード線6aおよび6bにはスイッチ８および交流電源９
が接続されている。

次に本実施例の電気泳動型調光ガラスの作動状態につ
いて図面に従って説明する。第２図（ａ）は交流電圧を
印加しない場合の樹脂シートの断面構造の拡大部分断面
図、第２図（ｂ）は交流電圧を印加した場合の樹脂シー
トの断面構造の拡大部分断面図、第３図（ａ）は交流電
圧を印加しない場合の光の透過状態を示す部分拡大図、
第３図（ｂ）は交流電圧を印加した場合の光の透過状態
を示す部分拡大図である。

スイッチ８を開いて交流電源９を遮断し、透明電極槽
2aと2bの間に交流電圧を印加しない場合、第２図（ａ）
に示したように、分散粒子11の比重が分散媒12より重い
ので、分散粒子11は分散12の下に沈澱し、連通孔10内の
低い部分に付着する。したがって、透明基板1aまたは1b
へ入射する光は透明な分散媒12を透過するので、電気泳
動型調光ガラスは第３図（ａ）に示すように光の透過状
態になる。

次に、スイッチ８を閉じて交流電源９を透明電極層2a
と2bの間に印加すると、連通孔10内の低い部分に沈降し
ていた分散粒子11が電界の作用により、分散媒12中へ移
動するので、第２図（ｂ）に示したように、分散粒子11
が分散媒12中に分散する。そのため、透明基板1aまたは
1bに入射する光は分散粒子11により着色また遮光される
ので、電気泳動型調光ガラスは第３図（ｂ）に示したよ
うに遮光状態になる。

なお、本実施例においては、樹脂シート３を補助シー
ト4aおよび4bで挟んで一体化した場合を示したが、この
補助シート4aおよび4bを用いずに、樹脂シート３を直接
透明基板1aおよび1bで挟持し融着して一体化しても良
い。この場合は、セル自体の製作が容易になると共に、
駆動電圧が低くて済むという利点がある。

また、本実施例において、補助シートを用いた場合
と、補助シートを省略した場合について、好適な駆動条
件を求めたところ、第１表に示す結果を得た。

なお、第１表の電圧より高くても効果に変わりはなか
った。しかし、これより電圧が低いと、分散粒子の動き
が低下し、明暗のコントラストが低下した。周波数につ
いも同様であった。

［発明の効果］ 本考案の電気泳動型調光ガラスは、以上詳述したよう
に、透明電極層を形成した２枚の透明基板の間に、内部
に微細な連通孔を有する透明な樹脂シートを挟んで一体
化し、連通孔内に分散粒子を分散させた分散媒を封入
し、交流電圧を印加することにより遮光状態を得るもの
であり、従来の電気泳動表示素子を応用した調光ガラス
と異なり、セルが大形化しても均一なるセルギャップを
形成することができ、形成されたセルは従来のものに比
べて強固であり破壊に強い。また、分散粒子を分散した
分散媒が微細な連通孔に充填されているので、分散粒子
が沈降しても、連通孔内の低いところへ沈澱するので、
従来のようにセルの底部に集中することがなく、良好な
表示動作を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例の断面図、第２図（ａ）は交
流電圧を印加しない場合の樹脂シートの断面構造の拡大
部分断面図、第２図（ｂ）は交流電圧を印加した場合の
樹脂シートの断面構造の拡大部分断面図、第３図（ａ）
は交流電圧を印加しない場合の光の透過状態を示す部分
拡大図、第３図（ｂ）は交流電圧を印加した場合の光の
透過状態を示す部分拡大図、第４図は従来の電気泳動表
示素子の断面図である。 1aおよび1b……透明基板、2aおよび2b……透明電極層、
３……樹脂シート、4aおよび4b……補助シート、７……
シール剤、９……交流電源、10……連通孔、11……分散
粒子、12……分散媒

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】２枚の相対向して配置された透明基板と、
   前記透明基板の相対向する面にそれぞれ形成された透明
   電極層と、内部に微細な連通孔を有し前記透明電極層を
   有する２枚の前記透明基板の間に挟持された透明な樹脂
   シートと、前記樹脂シートの中の前記連通孔内に封入さ
   れた高絶縁性の分散媒と、前記分散媒中に分散された分
   散粒子と、前記樹脂シートの端面の前記連通孔の出入口
   を封止するシール剤と、前記透明電極層に接続された交
   流電源とからなることを特徴とする電気泳動型調光ガラ
   ス。