JP4659169B2

JP4659169B2 - Sphere rotation display device

Info

Publication number: JP4659169B2
Application number: JP2000052464A
Authority: JP
Inventors: 信面谷; 智洋谷川; 恭介高橋
Original assignee: Tokai University Educational Systems
Current assignee: Tokai University Educational Systems
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2011-03-30
Anticipated expiration: 2020-02-28
Also published as: JP2001242804A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To significantly decrease the friction between a display sphere and the wall face of the vacancy which encapsulate the display sphere and to significantly decrease the driving voltage of the display sphere. SOLUTION: The device has a sheet material D filled with an insulating material 24 and having vacancies 20 in the insulating material 24 and has display spheres 22 each sealed in the vacancy 20 with most of the hemisphere face colored. The rotation angle of the display spheres 22 is controlled by an external electric field applied on the sheet material D. The vacancy 20 is filled with two kinds of high-resistant liquids 23 having different specific gravities.

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示球体と該表示球体を内包する空洞部壁面との間の摩擦と、表示球体の駆動電圧とを大幅に減少できる球体回転表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の球体回転表示装置は、例えば、白色球体の半球面を黒色物質にて着色し全体として白と黒とに色分けした表示球体１０ａ，１０ａ，…を、シート状の支持体（表示シートＳ）に単層又は多層にて配列し、外部電界等によってこれら表示球体を回転制御することで、所定の文字，絵柄等を表示する〔図９（Ａ）参照〕。
【０００３】
この時、前記表示球体１０ａ，１０ａ，…が前記表示シートＳの底部に沈積・凝集等しないよう、前記表示シートＳ内にはいくつかの空洞１０，１０，…が設けられる。該空洞１０，１０，…、それぞれ内部に１個の前記表示球体１０ａを収納する。前記空洞１０，１０，…内は高抵抗液体１０ｃ，１０ｃ，…にて充満される。前記表示球体１０ａ，１０ａ，…は、その充填された高抵抗液体１０ｃ，１０ｃ，…中に浸漬されるようにして保持される。
【０００４】
前記表示球体１０ａ，１０ａ，…は、前記高抵抗液体１０ｃ，１０ｃ，…中において、色分け部分の表面物質が相異なっている。即ち、色分け部分の帯電状態が異なっている。球体回転表示装置は、この色分け部分の帯電電荷量の差と外部電界との相互作用とによって前記表示球体１０ａ，１０ａ，…の回転を制御し、白色と黒色とによって文字，絵柄等を表示する装置である。
【０００５】
このような回転球体表示装置は、N.Sheridon と M.Berkovitzらによって、Proceeding of the S.I.D. vol.18/3 and 4(1977)289にて報告されている。その中で開示されている回転球体表示装置の製造方法について簡単に説明する〔図９（Ｂ）参照〕。まず、直径約５０μｍの白色不透明ガラス球の半球面上に、真空蒸着法により、非導電性黒色物質の膜をコーティングして前記表示球体１０ａ，１０ａ，…が製造可能である。
【０００６】
次に、前記表示球体１０ａ，１０ａ，…を硬化剤であるエラストマーと混合する。これを薄いシート状に成形した後、熱硬化させる。そのエラストマーシートを、例えば、有機溶媒，油その他の誘電液体中に浸し、膨潤させる。これにより、エラストマーはほぼ均質に膨潤する結果、各表示球体１０ａ，１０ａ，…の周囲には空洞１０ｂ，１０ｂ，…が形成される。
【０００７】
同時に、前記空洞１０ｂ，１０ｂ，…内は上記液体によって浸され、前記表示球体１０ａ，１０ａ，…は、結果的に前記空洞１０ｃ，１０ｃ，…内において上記液体を介して配置される。即ち、前記空洞１０ｂ，１０ｂ，…内において自由に回転できるように支持される。
【０００８】
このようにして、前記空洞１０ｂ，１０ｂ，…のそれぞれの内部において、半球面毎に色分けされた前記表示球体１０ａ，１０ａ，…が前記高抵抗液体１０ｃ，１０ｃ，…を介して封入された表示シートＳ（エラストマーシート）が形成される。
【０００９】
また、前記表示シートＳを、例えば、透明ガラス基板１２ａと電極膜１２ｂとからなるガラス電極部１２，１２にて挟持する。そして、電源部Ｅ₁の切換スイッチＳＷ₁及びＳＷ₂によって、印加電圧の極性を適当に選定することにより、前記表示球体１０ａ，１０ａ，…の回転位置が選定可能となるので、表示が制御されるものである。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の球体回転表示装置においては、前記表示球体１０ａ，１０ａ，…を回転制御するのに要する表示用駆動電圧が高すぎるという欠点がある。例えば、従来の球体回転表示装置が要する表示用駆動電圧は、100V乃至300Vであり、今般普及している液晶表示装置が通常要する表示用駆動電圧と比較すると、およそ１０倍以上の電圧となっていて、球体回転表示装置の実施上大きな障害となっていた。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そこで発明者は、鋭意研究を重ねた結果、その発明を、絶縁性物質にて充填され且つ該絶縁性物質中に空洞部が設けられたシート材と、前記空洞部内に封入され且つ略半球面が着色された表示球体とを備え、前記シート材に加えられる外部電界によって前記表示球体の回転角度が制御される球体回転表示装置において、前記空洞部内には、前記表示球体の比重よりも小さい比重を有する第１高抵抗液体と、前記表示球体の比重よりも大きい比重を有する第２高抵抗液体とが境界面を形成するように封入されてなり、前記空洞部内の前記第１高抵抗液体と前記第２高抵抗液体とはほぼ等量とされ、前記境界面が前記空洞部の略中央位置付近に形成されてなることを特徴とする球体回転表示装置等としたことにより、表示球体と該表示球体を内包する空洞壁面との間の摩擦と、表示球体の駆動電圧とを大幅に減少することができ、前記課題を解決したものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の球体回転表示装置の好適な第１の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１（Ａ）は、本発明の球体回転表示装置の構成概略図であり、主に、絶縁性固体，絶縁性液体等の絶縁性物質２４にて充填された表示シートＤと、該表示シートＤ内に設けられた空洞部２０，２０，…と、該空洞部２０，２０，…内に保持される（収納される）表示球体２２，２２，…とを備える。
【００１３】
前記空洞部２０，２０，…内は、好ましくは高抵抗液体２３にて充填される〔図１（Ｂ）参照〕。より好ましくは、その高抵抗液体２３を、前記表示球体２２，２２，…の比重よりも小さい比重を有する第１高抵抗液体２３ａと，前記表示球体２２，２２，…の比重よりも大きい比重を有する第２高抵抗液体２３ｂとから構成する〔図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）参照〕。
【００１４】
前記第１高抵抗液体２３ａとしては、例えば、絶縁性液体であるアイソパーＧ（商標：抵抗値＝約１０⁹Ω・ｃｍ）等が適用できる。また、前記第２高抵抗液体２３ｂとしては、例えば、絶縁性液体であるフッ素系液体フロリナート（商標）等が適用できるが、これらに限定されない。
【００１５】
これにより、前記第１高抵抗液体２３ａと，前記表示球体２２，２２，…と，前記第２高抵抗液体２３ｂとの比重における大小関係は、前記第１高抵抗液体２３ａ＜前記表示球体２２，２２，…＜前記第２高抵抗液体２３ｂという関係になる。このような構成において、前記表示球体２２，２２，…の回転に必要な電界強度を拡大モデル表示球体を用いて測定し、実用サイズにおける駆動電圧を試算すると、5[V]以下で駆動可能なことが確かめられる。
【００１６】
前記表示球体２２，２２，…の表面は、少なくとも一色が明確に付された領域と、その他の領域とからなる〔図１（Ａ），図２等参照〕。具体的には、着色面２２ａと無着色面２２ｂとからなる。但し、いずれの着色面も正確に半球状である必要はない。また、「無着色」とは、単に明確な色彩が付されていない状態で十分であり、透明，半透明，不透明，白色，白濁等も含む概念とする。本明細書では、便宜上「無着色」も一色と数えることにし、着色半球面２２ａと無着色半球面２２ｂとからなる状態を「２色」と呼ぶことができるものとする。前記表示球体２２，２２，…の表面は、２色に限定されず、３色以上に色分けしてもよい。また、前記表示球体２２，２２，…は、その表面を色分けする態様ではなく、着色された材料からなる半球と，無着色材料からなる半球とを接合して球体としてもよい。この場合、塗分け作業が不要となるので、更に大量生産に貢献できる。
【００１７】
このように色分けすると、図１に示すように、前記着色面２２ａを上下所望の方向に回転制御することによって、前記表示球体２２，２２，…の着色分布パターンを適宜に制御することができ、観察者は文字，絵柄等の表示画像を認識することが可能になる。前記表示球体２２，２２，…は、様々な表示パターンを表示可能とするため、複数個（多数個）設ける構成とすることがある。また、その表示球体２２，２２，…の好適な材質の一例として、ナイロンが適用できるが、これに限定されない。
【００１８】
そして、前記表示球体２２，２２，…は、比重の相異なる２種類の高抵抗液体２３が充填された前記空洞部２０，２０，…内に浮遊配置される〔図１（Ｂ）及び図２（Ｃ）等〕。具体的には、前記空洞部２０，２０，…内は、前記第１高抵抗液体２３ａと前記第２高抵抗液体２３ｂとで充填される。好ましくは、前記第１高抵抗液体２３ａと前記第２高抵抗液体２３ｂとはほぼ等量とする。これにより、前記空洞部２０，２０，…内は、前記２種類の高抵抗液体２３の境界面が略中央部付近に形成される。即ち、２つの半球に分割するような水平の境界面が前記空洞部２０，２０，…の略中央位置付近に形成される。
【００１９】
したがって、前記第１高抵抗液体２３ａ＜前記表示球体２２，２２，…＜前記第２高抵抗液体２３ｂという関係を満たす限り、前記表示球体２２，２２，…は、前記２種類の高抵抗液体２３の内部に浮遊配置される。また、前記表示球体２２，２２，…の比重が、前記第１高抵抗液体２３ａの比重と前記第２高抵抗液体２３ｂの比重との略中間値となるような材料にて、前記表示球体２２，２２，…を形成することにより、前記表示球体２２，２２，…を、比重の異なる前記２種類の高抵抗液体２３の境界面付近に確実に浮遊配置することもできる〔図２（Ｃ）参照〕。
【００２０】
以上のように、前記表示球体２２，２２，…を、比重の相異なる２種類の高抵抗液体２３にて充填された前記空洞部２０，２０，…内に内包して浮遊配置する構成とすることによって、前記表示球体２２，２２，…は、重力の影響で前記空洞部２０，２０，…の底部に沈降することがない。したがって、その底部に表示球体２２，２２，…が接触して大きな摩擦を受けることがない。また、前記表示球体２２，２２，…は、過剰の浮力によって前記空洞部２０，２０，…内を上昇し、前記空洞部２０，２０，…の上部に接触して大きな摩擦を受けることもない。また、側部に接触した場合の摩擦は、底部，上部に接触する場合に比べて遙かに小さいので、無視できる。
【００２１】
その結果、前記表示球体２２，２２，…は、前記空洞部２０，２０，…の内壁面から受ける摩擦が極めて小さくなる（又は皆無になる）ので、僅かな電界強度の変化で、前記表示球体２２，２２，…の回転を精度よく制御できる。即ち、前記表示球体２２，２２，…を回転制御するための駆動電圧が、従来より大幅に低減できる。
【００２２】
【実施例】
次に、本発明の球体回転表示装置の好適な一実施例について説明する。まず、前記表示球体２２，２２，…を多数個用意する（図１参照）。その前記表示球体２２，２２，…は、例えば、直径約５０[μｍ]程度とし、表面を滑面とした白色不透明の球体であって、例えば、ナイロン，ポリエチレン，テフロン，ポリプロピレンその他の絶縁性材料にて形成される。
【００２３】
そして、これらの前記表示球体２２，２２，…のそれぞれの表面をほぼ半球毎に色分けし、前記着色面２２ａと前記無着色面２２ｂとを形成する〔図１（Ｃ）及び図３（Ａ）参照〕。例えば、無着色面２２ｂを黒色とする。これら前記着色面２２ａと前記無着色面２２ｂとは、例えば、半球面をマスクした状態で真空蒸着法を用いることにより、容易に製造できる。この時の着色材料は、例えば、Ｓｂ₂Ｓ₃やＭｇＦ₂等の絶縁性材料を適用することが好ましいが、その他のあらゆる絶縁性材料でも適用可能である。
【００２４】
ここで、上述したように、前記空洞部２０，２０，…内を、比重の異なる略等量の２種類の前記高抵抗液体２３，２３，…にて充填する代わりに、第２の好適な実施の形態として、マイクロカプセル２１，２１，…を利用する〔図１（Ｃ）及び図３（Ｂ）等参照〕。即ち、本発明では、前記マイクロカプセル２１，２１，…の内部を、比重の相異なる２種類の前記高抵抗液体２３それぞれを等量にて充填する。そして、これを激しく授絆して、微細な２種類の液体の粒子が混在した状態の混合液を形成する。この混合液を用いて周知のマイクロカプセル化工程を実施することで、微細な２種類の液体の粒子が略等量ずつ混在して内包された前記マイクロカプセル２１，２１，…を製造することができる〔図３（Ｃ）参照〕。
【００２５】
そして、このマイクロカプセル２１，２１，…を、一定時間（数時間程度）静置する。これにより、同一材料の微細粒子同士の結合が進行するので、最終的に前記マイクロカプセル２１，２１，…内では一材料あたり１粒子となり、２つの材料の高抵抗液体がそのマイクロカプセル２１，２１，…内において水平な境界面で接する状態となる。
【００２６】
したがって、前記マイクロカプセル２１，２１，…は、その内側が、比重の相異なる２種類の前記高抵抗液体２３にて充填される。更に、半球面に着色処理が施された着色面２２ａを儲けた前記表示球体２２，２２，…は、２種類の前記高抵抗液体２３と共に前記マイクロカプセル２１，２１，…内に内包される構成となる（図３参照）。なお、図１（Ｃ）及び図３（Ｃ）では、前記空洞部２０内壁と前記マイクロカプセル２１表面との間に間隙が設けられているように図示されているが、その間隙は設けなくともよい。即ち、前記マイクロカプセル２１が前記空洞部２０内に完全に収納されるように形成してもよい。
【００２７】
また、前記マイクロカプセル２１，２１，…は、例えばアクリル系樹脂等の高分子材料と混ぜ合わせて、ＰＥＴ等の材料でできたべースフィルム上に塗布して固化されることによって、前記表示シートＤを形成することがある。また、前記マイクロカプセル２１，２１，…は、アクリル系樹脂その他の絶縁性材料からなる薄膜にて形成されることが好ましいが、これに限定されない。
【００２８】
以上のようにして製造される回転球体表示装置を駆動するには、例えば、更にガラス電極２５ａ，２５ｂにて挟持される構成とする。これに直流電源Ｅ₂，Ｅ₃を用いて電圧を印加する。例えば、0.1[kV/cm]程度の電界を印加すると、前記表示球体２２，２２，…は、その場の局所的な電界に応じて、前記着色面２２ａ又は無着色面２２ｂが選択的に観察面側を向くように回転制御され、形象表示を得る。
【００２９】
前記表示シートＤの両端部には、スペーサ２６，２６を設けることがある。本明細書で開示された構成材料，製造工程等は、その記載に何ら限定されるものではなく、他の様々な材料，製造工程であっても適用できるものとする。
【００３０】
次に、本発明の回転球体表示装置による効果について、拡大モデルによる実験結果に基づいて説明する。図４は、本発明の回転球体表示装置の効果を裏付ける拡大モデルによる実験装置の構成概略図である。前記表示球体２２，２２，…は、比重1.14，直径φ＝4.8[mm]程度の白色ナイロン球である。該表示球体２２，２２，…の片側略半球面は、絶縁性インクを塗布して前記着色面２２ａとする。
【００３１】
比重の相異なる前記２種類の高抵抗液体２３を、アイソパーＧ（比重0.75，脂肪族飽和炭化水素）からなる前記第１高抵抗液体２３ａと，フッ素系不活性液体（比重1.70，PF-5052）からなる前記第２高抵抗液体２３ｂとから構成する。そして、前記表示球体２２，２２，…が、▲１▼前記高抵抗液体２３上方に浮遊している状態、▲２▼前記第１高抵抗液体２３ａと前記第２高抵抗液体２３ｂとの略境界面付近にて浮遊配置されている状態、▲３▼前記高抵抗液体２３底部に沈降している状態、の３態様について駆動電圧を適宜変化させて実験を行った。
【００３２】
また、ガラス板１２ａと，該ガラス板１２ａの一方の側に貼り付けた電極膜としての透明電極膜（ＩＴＯ膜：Indium Tin Oxide膜）１２ｂとからなる電極部１２を２枚、前記表示球体２２，２２，…を挟んでビーカーＢ内にて対向配置し、セルを形成する。
【００３３】
このような条件の下、印加電圧を500[V]から4000[V]まで500[V]単位にて変化させたときの、印加電界強度と、そのときの前記表示球体２２，２２，…の反応とをまとめた結果を、図５に示す。このように、前記表示球体２２，２２，…は、印加電界3.1[kV/cm]にて可逆的な反応を示す。その表示球体２２，２２，…の反応速度は、印加電圧に比例する。これらの結果から、前記表示球体２２，２２，…が、前記第１高抵抗液体２３ａと前記第２高抵抗液体２３ｂとの略境界面付近にて浮遊配置されている状態である場合が、最も好ましい状態であるといえる。
【００３４】
ここで、前記表示球体２２，２２，…の直径φを3.2[mm]としたときの実験結果を図６（Ａ）に示す。また、その他の直径φの場合について実験した結果を図６（Ｂ）に示す。図７は、セルギャップを6[mm]にした場合と、8[mm]にした場合との比較グラフである。これより、前記表示球体２２，２２，…の駆動電界強度は、セルギャップ長には殆ど依存せず、その表示球体２２，２２，…の直径φに依存することがわかる。その関係はほぼ比例関係である。
【００３５】
また、前記表示球体２２，２２，…の直径φを50[μｍ]、電極間のセルギャップを150[μｍ]とした場合、前記表示球体２２，２２，…の駆動に要する電圧は約0.6[V]，電界強度は0.04[kV/cm]であった。具体的には、図７の実験結果グラフにおいて、前記表示球体２２，２２，…と，可逆回転に必要な電解との間に比例関係が存在すると推定される。したがって、前記表示球体２２，２２，…の直径1[cm]当たりの必要電界強度をＥ_f1とすると、Ｅ_f1＝約8.7[(kV/cm)/cm]と算出できる。
【００３６】
したがって、本実施例のように前記表示球体２２，２２，…の直径φが50[μｍ]のときの可逆回転必要電界強度をＥ_f2とすると、Ｅ_f2＝8.7×0.005[cm]＝0.04[kV/cm]となる。また、セルギャップをｇとすると、例えばこの可逆回転必要電界強度Ｅ_f2をセルギャップｇ＝150[μｍ]の間に実現するときは、セルギャップｇに加える電圧をＶ_sとすれば、該電圧Ｖ_s＝ｇ・Ｅ_f2＝0.015[cm]×0.04[kV/cm]＝0.6[V]として算出される。
【００３７】
一方、従来のSheridonらによる実験結果によれば、前記表示球体２２，２２，…の直径φを100[μｍ]、電極間のセルギャップを380[μｍ]とした場合、前記表示球体２２，２２，…の駆動に要する電圧は約40[V]乃至150[V]，電界強度は1~4[kV/cm]であった。したがって、本発明の球体回転表示装置は、従来より格段に低い電圧にて動作できるものである。
【００３８】
次に、上記と同様の条件において、応答時間に関する実験結果について説明する。即ち、表示球体の直径φ＝3.0[mm]，4.2[mm]，4.8[mm]とし、セルギャップ（ガラス電極間隔）＝6[mm]とし、印加電圧を2.0[kV]から0.5[kV]単位で最大5.0[kV]まで変化させたときの、前記表示球体２２，２２，…の１８０℃反転に必要な時間を、応答時間として測定したものであり、その結果を図８に示す。測定は、表示球体２２，２２，…の可逆的な反転動作が安定して得られる印加電界の範囲について行った。
【００３９】
図８より、印加電界強度を高くすると応答時間は速くなるが、ある一定時間で頭打ちとなる特性がある。また、前記表示球体２２，２２，…の直径φが異なるときは、印加電界強度が小さいと直径φによる差が顕著に現れるが、印加電界強度が高いとその差は小さくなり、最終的には、ほぼ同じ応答時間に収束する。これは、駆動力としての印加電界による回転力が前記表示球体２２，２２，…の直径に比例するのに対し、回転に対する抵抗力となる粘性抵抗が前記表示球体２２，２２，…の表面積と回転速度に比例するからであると考えられる。したがって、印加電界を増加させることにより、可逆回転のための最小電界印加時の約２倍までの応答速度を得ることができる。本発明の球体回転表示装置では、この性質を利用して、印加電圧に応じて反応速度が適宜異なる球体回転表示装置とすることもある。
【００４０】
本明細書において、「高抵抗液体」とは、抵抗率の高い液体をいい、水のような滑らかな流体の他、ゾル状であってもゲル状であっても差し支えなく、「絶縁性液体」を含む概念とする。その「絶縁性液体」とは、絶縁性を有する液体であって、やはり水のような滑らかな流体の他、ゾル状であってもゲル状であっても差し支えない。本発明の球体回転表示装置に適用する「高抵抗液体」又は「絶縁性液体」は、好ましくは１０⁷〜１０¹¹[Ω・ｃｍ]程度の抵抗率を有する液体が好ましく、典型的には１０⁹[Ω・ｃｍ]程度の抵抗率を有する液体を適用するが、これに限定されない。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１の発明では、前記表示球体２２，２２，…と前記空洞部２０，２０，…内壁面との摩擦を著しく低減できる結果、前記表示球体２２，２２，…の回転制御に必要な駆動電圧を、他のデバイスの場合のそれに比べて大幅に低減することができるという画期的な効果を奏する。
【００４２】
より具体的には、前記空洞部２０，２０，…内を充填すべき高抵抗液体を、比重が相異なる２種類の高抵抗液体２３，２３としたことで、その空洞部２０，２０，…内の下方には大きい比重の前記高抵抗液体２３からなる層が、上方には小さい比重の前記高抵抗液体２３からなる層が、生成される。
【００４３】
これら２層の境界面は、例えば、前記２種類の高抵抗液体２３，２３がほぼ等量ずつ充填されているならば、前記空洞部２０，２０，…の略中央部付近（直径付近）に水平に生じることになる。本発明では、この境界面付近に前記表示球体を浮遊配置した結果、前記表示球体２２，２２，…は、重力の影響で前記空洞部２０，２０，…の底部に沈降することがない。
【００４４】
したがって、その底部に表示球体２２，２２，…が接触して大きな摩擦を受けることがない。また、前記表示球体２２，２２，…は、過剰の浮力によって前記空洞部２０，２０，…内を上昇し、前記空洞部２０，２０，…の上部に接触して大きな摩擦を受けることもない。また、側部に接触した場合の摩擦は、底部，上部に接触する場合に比べて遙かに小さいので、無視できる。その結果、前記表示球体２２，２２，…は、前記空洞部２０，２０，…の内壁面から受ける摩擦が極めて小さくなる（又は皆無になる）ので、僅かな電界強度の変化で、前記表示球体２２，２２，…の回転を精度よく滑らかに制御できる。即ち、前記表示球体２２，２２，…を回転制御するための駆動電圧が、従来より大幅に低減できるという画期的な効果を奏する。
【００４５】
さらに、前記第１高抵抗液体２３ａ＜前記表示球体２２，２２，…＜前記第２高抵抗液体２３ｂという条件を成立させることができる。すると、前記表示球体２２，２２，…と２種類の高抵抗液体２３ａ，２３ｂの合計３つの物質がバランスよく比重配分されていることになる。したがって、前記表示球体２２，２２，…は、前記２種類の高抵抗液体２３の内部に確実に浮遊配置されることになる。
【００４６】
そして、前記表示球体２２，２２，…の比重が、前記第１高抵抗液体２３ａの比重と前記第２高抵抗液体２３ｂの比重との略中間値となるような材料にて、前記表示球体２２，２２，…を形成することにより、前記表示球体２２，２２，…と２種類の高抵抗液体２３ａ，２３ｂの合計３つの物質が更にバランスよく比重配分されていることになる。したがって、前記表示球体２２，２２，…は、前記２種類の高抵抗液体２３の内部に、より確実に浮遊配置されることになる。
【００４７】
その結果、前記表示球体２２，２２，…が前記空洞部２０，２０，…の内壁面から受ける摩擦は、より小さくなる（又は皆無になる）。これにより、僅かな電界強度の変化で、前記表示球体２２，２２，…の回転を、より精度よく、より滑らかに制御できる。そのため、前記表示球体２２，２２，…を回転制御するための駆動電圧が、更に大幅に低減できるという極めて優れた利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の球体回転表示装置の構成概略図
（Ｂ）は本発明の第１実施形態に係る要部拡大図
（Ｃ）は本発明の第２実施形態に係る要部拡大図
【図２】（Ａ）は本発明の第１実施形態に適用される表示球体の拡大正面図
（Ｂ）は（Ａ）の表示球体を空洞部内に内包するときの状態図
（Ｃ）は（Ａ）の表示球体を空洞部内に内包したときの状態図
【図３】（Ａ）は本発明に第２実施形態に適用される表示球体の拡大正面図
（Ｂ）は（Ａ）の表示球体をマイクロカプセル内に内包するときの状態図
（Ｃ）は（Ａ）の表示球体入りマイクロカプセルを空洞部内に内包したときの状態図
【図４】本発明の球体回転表示装置の効果を確認する実験の構成概略図
【図５】（Ａ）は本発明の球体回転表示装置の効果を確認する実験結果表
（Ｂ）は本発明の球体回転表示装置の効果を確認する実験結果を示すグラフ
【図６】（Ａ）は本発明の球体回転表示装置の効果を確認する実験結果表
（Ｂ）は本発明の球体回転表示装置の効果を確認する実験結果の説明図
【図７】本発明の球体回転表示装置の効果を確認する実験結果を示すグラフ
【図８】本発明の球体回転表示装置の応答時間に係る実験結果を示すグラフ
【図９】（Ａ）は従来の球体回転表示装置の表示面側の一部外観図
（Ｂ）は従来の球体回転表示装置の構成概略図
【符号の説明】
２０…空洞部
２１…マイクロカプセル
２２…表示球体
２３…高抵抗液体
２３ａ…第１高抵抗液体
２３ｂ…第２高抵抗液体
Ｄ…シート材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sphere rotation display device that can significantly reduce the friction between a display sphere and a wall surface of a cavity that encloses the display sphere, and the drive voltage of the display sphere.
[0002]
[Prior art]
The conventional sphere rotation display device includes, for example, display spheres 10a, 10a,... In which a hemisphere of a white sphere is colored with a black material and color-coded into white and black as a whole, as a sheet-like support (display sheet S). The display spheres are arranged in a single layer or multiple layers, and rotation of these display spheres is controlled by an external electric field or the like, thereby displaying predetermined characters, designs, etc. [see FIG. 9A].
[0003]
At this time, several hollows 10, 10,... Are provided in the display sheet S so that the display spheres 10a, 10a,. Each of the cavities 10, 10,... Accommodates one display sphere 10a therein. The cavities 10, 10,... Are filled with high resistance liquids 10c, 10c,. The display spheres 10a, 10a,... Are held so as to be immersed in the filled high resistance liquids 10c, 10c,.
[0004]
The display spheres 10a, 10a,... Have different color-coded surface materials in the high resistance liquids 10c, 10c,. That is, the charged state of the color-coded portion is different. The sphere rotation display device controls the rotation of the display spheres 10a, 10a,... By the difference between the charged charge amount in the color-coded portion and the interaction with the external electric field, and displays characters, pictures, etc. in white and black. Device.
[0005]
Such a rotating sphere display device is reported by N. Sheridon and M. Berkovitz et al. In Proceeding of the SID vol. 18/3 and 4 (1977) 289. A manufacturing method of the rotating sphere display device disclosed therein will be briefly described [see FIG. 9B]. First, the display spheres 10a, 10a,... Can be manufactured by coating a film of a non-conductive black material on a hemispherical surface of a white opaque glass sphere having a diameter of about 50 μm by vacuum deposition.
[0006]
Next, the display spheres 10a, 10a,... Are mixed with an elastomer as a curing agent. This is formed into a thin sheet and then thermally cured. The elastomer sheet is immersed and swollen, for example, in an organic solvent, oil or other dielectric liquid. As a result, the elastomer swells almost uniformly, and as a result, cavities 10b, 10b,... Are formed around the display spheres 10a, 10a,.
[0007]
At the same time, the cavities 10b, 10b, ... are immersed in the liquid, and the display spheres 10a, 10a, ... are consequently disposed in the cavities 10c, 10c, ... via the liquid. That is, it is supported so that it can freely rotate in the cavities 10b, 10b,.
[0008]
In this way, in each of the cavities 10b, 10b,..., The display spheres 10a, 10a,... Color-coded for each hemisphere are sealed through the high resistance liquids 10c, 10c,. A sheet S (elastomer sheet) is formed.
[0009]
Further, the display sheet S is sandwiched between glass electrode portions 12 and 12 made of, for example, a transparent glass substrate 12a and an electrode film 12b. Then, the power supply unit change-over switch SW ₁ and SW ₂ of E _1, by appropriately selecting the polarity of the applied voltage, the display spheres 10a, 10a, ... the rotational position becomes possible selection of the display is controlled Is.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional sphere rotation display device has a drawback that the display drive voltage required for rotation control of the display spheres 10a, 10a,. For example, the display drive voltage required by a conventional sphere rotation display device is 100 to 300 V, which is about 10 times or more compared with the display drive voltage normally required by currently popular liquid crystal display devices. This has been a major obstacle to the implementation of the spherical rotation display device.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
As a result of extensive research, the inventor has found that the invention is a sheet material filled with an insulating material and provided with a cavity in the insulating material, and enclosed in the cavity and substantially hemispherical. There a display spheres colored in the sphere rotating display rotation angle is controlled in the display sphere by an external electric field applied to the sheet material, inside said cavity, smaller than the specific gravity of the display spheres A first high-resistance liquid having a specific gravity and a second high-resistance liquid having a specific gravity greater than the specific gravity of the display sphere are sealed so as to form a boundary surface, and the first high-resistance liquid in the cavity is formed. And the second high-resistance liquid are substantially equal in volume, and the boundary surface is formed in the vicinity of the substantially central position of the hollow portion. Enclose the display sphere And friction between the cavity wall that can be greatly reduced and a driving voltage of the display sphere is obtained by solving the above problems.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a preferred first embodiment of a spherical rotation display device of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1A is a schematic diagram of a configuration of a spherical rotating display device according to the present invention. Mainly, a display sheet D filled with an insulating material 24 such as an insulating solid or an insulating liquid, and the display sheet. , Provided in D, and display spheres 22, 22,... Held (stored) in the cavities 20, 20,.
[0013]
The inside of the cavities 20, 20,... Is preferably filled with a high resistance liquid 23 [see FIG. More preferably, the high-resistance liquid 23 has a specific gravity greater than the specific gravity of the first high-resistance liquid 23a having a specific gravity smaller than the specific gravity of the display spheres 22, 22,. And a second high-resistance liquid 23b (see FIGS. 2B and 2C).
[0014]
As the first high-resistance liquid 23a, for example, Isopar G (trademark: resistance value = about 10 ⁹ Ω · cm) which is an insulating liquid can be applied. In addition, as the second high-resistance liquid 23b, for example, fluorine-based liquid fluorinate (trademark) that is an insulating liquid can be applied, but is not limited thereto.
[0015]
Thereby, the magnitude relationship in specific gravity of the first high resistance liquid 23a, the display spheres 22, 22,..., And the second high resistance liquid 23b is expressed as follows: the first high resistance liquid 23a <the display sphere 22, 22, ... <the second high resistance liquid 23b. In such a configuration, when the electric field intensity required for the rotation of the display spheres 22, 22,... Is measured using an enlarged model display sphere, and the drive voltage at a practical size is calculated, it can be driven at 5 [V] or less. It can be confirmed.
[0016]
The surface of the display spheres 22, 22,... Is composed of a region where at least one color is clearly attached and other regions [see FIG. 1 (A), FIG. 2, etc.]. Specifically, it consists of a colored surface 22a and a non-colored surface 22b. However, any colored surface need not be exactly hemispherical. Further, “non-colored” is sufficient if it is simply not given a clear color, and is a concept including transparent, translucent, opaque, white, cloudy, and the like. In this specification, “non-colored” is also counted as one color for convenience, and the state composed of the colored hemispherical surface 22a and the non-colored hemispherical surface 22b can be called “two colors”. The surfaces of the display spheres 22, 22,... Are not limited to two colors, and may be color-coded into three or more colors. The display spheres 22, 22,... May not be color-coded, but may be formed by joining a hemisphere made of a colored material and a hemisphere made of a non-colored material. In this case, the painting work is unnecessary, which can further contribute to mass production.
[0017]
When color-coded in this way, as shown in FIG. 1, the color distribution pattern of the display spheres 22, 22,... Can be appropriately controlled by rotationally controlling the colored surface 22 a in a desired direction. An observer can recognize display images such as characters and pictures. In order to display various display patterns, the display spheres 22, 22,... May be provided in a plurality (multiple). As an example of a suitable material for the display spheres 22, 22,..., Nylon can be applied, but is not limited thereto.
[0018]
The display spheres 22, 22,... Are suspended in the cavities 20, 20,... Filled with two types of high resistance liquids 23 having different specific gravities [FIGS. (C) etc.]. Specifically, the hollow portions 20, 20,... Are filled with the first high resistance liquid 23a and the second high resistance liquid 23b. Preferably, the first high-resistance liquid 23a and the second high-resistance liquid 23b are approximately equal. As a result, in the hollow portions 20, 20,..., The boundary surface of the two types of high-resistance liquids 23 is formed in the vicinity of the substantially central portion. That is, a horizontal boundary surface that divides into two hemispheres is formed in the vicinity of a substantially central position of the hollow portions 20, 20,.
[0019]
Therefore, as long as the relationship of the first high-resistance liquid 23a <the display spheres 22, 22,... <The second high-resistance liquid 23b is satisfied, the display spheres 22,22,. Arranged floating inside. Further, the display sphere 22 is made of a material such that the specific gravity of the display spheres 22, 22,... Is approximately an intermediate value between the specific gravity of the first high resistance liquid 23a and the specific gravity of the second high resistance liquid 23b. , 22,... Can be reliably suspended in the vicinity of the boundary surface between the two types of high resistance liquids 23 having different specific gravities [FIG. reference〕.
[0020]
As described above, the display spheres 22, 22,... Are enclosed in the hollow portions 20, 20,. Thus, the display spheres 22, 22,... Do not settle to the bottom of the hollow portions 20, 20,. Therefore, the display spheres 22, 22,. In addition, the display spheres 22, 22,... Rise in the cavities 20, 20,... Due to excessive buoyancy and do not contact the upper portions of the cavities 20, 20,. . Also, the friction when contacting the side is much smaller than when contacting the bottom and top, and can be ignored.
[0021]
As a result, the display spheres 22, 22,... Receive extremely little (or no) friction from the inner wall surfaces of the hollow portions 20, 20,. The rotation of 22, 22,... Can be accurately controlled. That is, the driving voltage for controlling the rotation of the display spheres 22, 22,.
[0022]
【Example】
Next, a preferred embodiment of the spherical rotation display device of the present invention will be described. First, a large number of the display spheres 22, 22,... Are prepared (see FIG. 1). The display spheres 22, 22,... Are, for example, white opaque spheres having a diameter of about 50 [μm] and a smooth surface. For example, nylon, polyethylene, Teflon, polypropylene, and other insulating materials Is formed.
[0023]
Then, the surfaces of the display spheres 22, 22,... Are color-coded almost every hemisphere to form the colored surface 22a and the non-colored surface 22b [FIG. 1 (C) and FIG. 3 (A)]. reference〕. For example, the non-colored surface 22b is black. The colored surface 22a and the non-colored surface 22b can be easily manufactured, for example, by using a vacuum deposition method with a hemispherical surface masked. For example, an insulating material such as Sb ₂ S ₃ or MgF ₂ is preferably used as the coloring material at this time, but any other insulating material can also be applied.
[0024]
Here, as described above, instead of filling the hollow portions 20, 20,... With the two types of the high resistance liquids 23, 23,. As an embodiment, microcapsules 21, 21,... Are used [see FIG. 1 (C), FIG. 3 (B), etc.]. That is, in the present invention, the insides of the microcapsules 21, 21,... Are filled with two types of the high resistance liquids 23 having different specific gravities in equal amounts. Then, these are vigorously bonded to form a mixed liquid in which two fine liquid particles are mixed. By performing a well-known microencapsulation process using this mixed solution, the microcapsules 21, 21,. Yes (see FIG. 3C).
[0025]
Then, the microcapsules 21, 21,... Are allowed to stand for a certain time (about several hours). As a result, the bonding between the fine particles of the same material proceeds, so in the microcapsules 21, 21,..., One particle per material is finally obtained, and the high resistance liquid of the two materials becomes the microcapsules 21, 21. ,... Are in contact with a horizontal boundary surface.
[0026]
Therefore, the inside of the microcapsules 21, 21,... Is filled with the two types of the high resistance liquids 23 having different specific gravities. Further, the display spheres 22, 22,... Having a colored surface 22 a having a hemispherical surface subjected to a coloring process are included in the microcapsules 21, 21,. (See FIG. 3). In FIG. 1C and FIG. 3C, a gap is illustrated between the inner wall of the cavity 20 and the surface of the microcapsule 21, but the gap is not necessarily provided. Good. That is, the microcapsule 21 may be formed so as to be completely accommodated in the cavity 20.
[0027]
The microcapsules 21, 21,... Are mixed with a polymer material such as an acrylic resin and applied onto a base film made of a material such as PET to be solidified. May form. The microcapsules 21, 21,... Are preferably formed of a thin film made of an acrylic resin or other insulating material, but are not limited thereto.
[0028]
In order to drive the rotating sphere display device manufactured as described above, for example, the rotating sphere display device is further sandwiched between the glass electrodes 25a and 25b. A voltage is applied to this using DC power supplies E ₂ and E ₃ . For example, when an electric field of about 0.1 [kV / cm] is applied, the colored sphere 22a or the non-colored surface 22b is selectively observed on the display spheres 22, 22,. The rotation is controlled so as to face the surface, and a figure display is obtained.
[0029]
Spacers 26 and 26 may be provided at both ends of the display sheet D. The constituent materials, manufacturing processes, and the like disclosed in this specification are not limited to the description, and can be applied to various other materials and manufacturing processes.
[0030]
Next, the effect of the rotating sphere display device of the present invention will be described based on the experimental result of the enlarged model. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an experimental apparatus using an enlarged model that supports the effect of the rotating sphere display device of the present invention. The display spheres 22, 22,... Are white nylon spheres having a specific gravity of 1.14 and a diameter of about φ = 4.8 [mm]. The one side substantially hemispherical surface of the display spheres 22, 22,... Is coated with insulating ink to form the colored surface 22a.
[0031]
The two kinds of high-resistance liquids 23 having different specific gravity are divided into the first high-resistance liquid 23a made of Isopar G (specific gravity 0.75, aliphatic saturated hydrocarbon) and a fluorine-based inert liquid (specific gravity 1.70, PF-5052). And the second high-resistance liquid 23b. And the display spheres 22, 22,... Are floating above the high-resistance liquid 23, and (2) the approximate boundary between the first high-resistance liquid 23a and the second high-resistance liquid 23b. Experiments were performed by appropriately changing the driving voltage in three modes: a state in which the liquid crystal was floated near the surface, and a state in which (3) the liquid was settled on the bottom of the high-resistance liquid 23.
[0032]
Further, the display sphere 22 includes two electrode portions 12 each including a glass plate 12a and a transparent electrode film (ITO film: Indium Tin Oxide film) 12b as an electrode film attached to one side of the glass plate 12a. , 22,... Are arranged opposite to each other in the beaker B to form a cell.
[0033]
Under such conditions, the applied electric field intensity when the applied voltage is changed from 500 [V] to 4000 [V] in units of 500 [V], and the display spheres 22, 22,. The result of summarizing the reaction is shown in FIG. Thus, the display spheres 22, 22,... Exhibit a reversible reaction with an applied electric field of 3.1 [kV / cm]. The reaction speed of the display spheres 22, 22,... Is proportional to the applied voltage. From these results, the case where the display spheres 22, 22,... Are floatingly arranged in the vicinity of the substantially boundary surface between the first high resistance liquid 23 a and the second high resistance liquid 23 b is the most. It can be said that this is a preferable state.
[0034]
Here, FIG. 6A shows the experimental results when the diameter Φ of the display spheres 22, 22,... Is 3.2 [mm]. Further, FIG. 6B shows the result of the experiment for other diameters φ. FIG. 7 is a comparison graph when the cell gap is 6 [mm] and when the cell gap is 8 [mm]. From this, it can be seen that the driving electric field intensity of the display spheres 22, 22,... Hardly depends on the cell gap length, but depends on the diameter φ of the display spheres 22, 22,. The relationship is almost proportional.
[0035]
If the diameter φ of the display spheres 22, 22,... Is 50 [μm] and the cell gap between the electrodes is 150 [μm], the voltage required to drive the display spheres 22, 22,. V], and the electric field strength was 0.04 [kV / cm]. Specifically, in the experimental result graph of FIG. 7, it is estimated that there is a proportional relationship between the display spheres 22, 22,... And electrolysis necessary for reversible rotation. Thus, the display spheres 22, 22 ... diameter 1 When [cm] need electric field strength per the E _f1 of, E _f1 = can be calculated to be about 8.7 [(kV / cm) / cm].
[0036]
Therefore, assuming that the electric field intensity required for reversible rotation when the diameter φ of the display spheres 22, 22,... Is 50 [μm] as in the present embodiment is E _f2 , E _f2 = 8.7 × 0.005 [cm] = 0.04 [ kV / cm]. Further, when the cell gap is g, for example, when the reversible required electric field intensity E _f2 is realized while the cell gap g = 150 [μm], the voltage applied to the cell gap g is V _s , V _s = g · E _f2 = 0.015 [cm] × 0.04 [kV / cm] = 0.6 [V]
[0037]
On the other hand, according to the experimental result by the conventional Sheridon et al., When the diameter φ of the display spheres 22, 22,... Is 100 [μm] and the cell gap between the electrodes is 380 [μm], the display spheres 22, 22 ,... Voltage was about 40 [V] to 150 [V], and the electric field strength was 1 to 4 [kV / cm]. Therefore, the sphere rotation display device of the present invention can be operated at a remarkably lower voltage than before.
[0038]
Next, experimental results regarding the response time under the same conditions as described above will be described. That is, the diameter of the display sphere φ = 3.0 [mm], 4.2 [mm], 4.8 [mm], cell gap (glass electrode spacing) = 6 [mm], and applied voltage from 2.0 [kV] to 0.5 [kV] The time required for 180 ° C. inversion of the display spheres 22, 22,... When the unit is changed to a maximum of 5.0 [kV] is measured as a response time, and the result is shown in FIG. The measurement was performed in the range of the applied electric field in which the reversible reversal operation of the display spheres 22, 22,.
[0039]
From FIG. 8, when the applied electric field strength is increased, the response time becomes faster, but there is a characteristic that it reaches a peak at a certain time. Further, when the diameters φ of the display spheres 22, 22,... Are different, a difference due to the diameter φ appears remarkably when the applied electric field strength is small, but when the applied electric field strength is high, the difference becomes small and finally. Converge to approximately the same response time. This is because the rotational force due to the applied electric field as the driving force is proportional to the diameter of the display spheres 22, 22,..., Whereas the viscous resistance that is a resistance force against rotation is the surface area of the display spheres 22, 22,. This is considered to be proportional to the rotation speed. Therefore, by increasing the applied electric field, it is possible to obtain a response speed up to about twice that at the time of applying the minimum electric field for reversible rotation. The sphere rotation display device of the present invention may be a sphere rotation display device in which the reaction speed is appropriately different depending on the applied voltage by utilizing this property.
[0040]
In the present specification, the “high resistance liquid” means a liquid having a high resistivity, and it may be a sol or gel in addition to a smooth fluid such as water. ”. The “insulating liquid” is a liquid having an insulating property, and may be a sol or gel as well as a smooth fluid such as water. The “high resistance liquid” or “insulating liquid” applied to the spherical rotating display device of the present invention is preferably a liquid having a resistivity of about 10 ⁷ to 10 ¹¹ [Ω · cm], typically 10 A liquid having a resistivity of about ⁹ [Ω · cm] is applied, but is not limited thereto.
[0041]
【The invention's effect】
In the first aspect of the invention, the friction required between the display spheres 22, 22,... And the hollow portions 20, 20,. There is an epoch-making effect that the voltage can be greatly reduced as compared with the case of other devices.
[0042]
More specifically, the high-resistance liquid to be filled in the cavities 20, 20,... Is made of two types of high-resistance liquids 23, 23 having different specific gravities, so that the cavities 20, 20,. A layer made of the high resistance liquid 23 having a large specific gravity is formed below the inside, and a layer made of the high resistance liquid 23 having a small specific gravity is formed above.
[0043]
For example, if the two types of high resistance liquids 23, 23 are filled with approximately equal amounts, the boundary surface between these two layers is near the central portion (near the diameter) of the hollow portions 20, 20,. Will occur horizontally. In the present invention, as a result of floating the display sphere in the vicinity of the boundary surface, the display sphere 22, 22,... Does not sink to the bottom of the cavity 20, 20,.
[0044]
Therefore, the display spheres 22, 22,. In addition, the display spheres 22, 22,... Rise in the cavities 20, 20,... Due to excessive buoyancy and do not contact the upper portions of the cavities 20, 20,. . Also, the friction when contacting the side is much smaller than when contacting the bottom and top, and can be ignored. As a result, the display spheres 22, 22,... Receive extremely little (or no) friction from the inner wall surfaces of the hollow portions 20, 20,. The rotation of 22, 22,... Can be controlled accurately and smoothly. That is, there is an epoch-making effect that the driving voltage for controlling the rotation of the display spheres 22, 22,.
[0045]
Furthermore, the condition that the first high-resistance liquid 23a <the display spheres 22, 22,... <The second high-resistance liquid 23b can be established. Then, a total of three substances of the display spheres 22, 22,... And the two kinds of high resistance liquids 23a, 23b are distributed in a balanced manner. Therefore, the display spheres 22, 22,... Are reliably suspended in the two types of high resistance liquids 23.
[0046]
The display sphere 22 is made of a material such that the specific gravity of the display spheres 22, 22,... Is substantially intermediate between the specific gravity of the first high resistance liquid 23a and the specific gravity of the second high resistance liquid 23b. , 22,..., And the total three substances of the display spheres 22, 22,... And the two types of high-resistance liquids 23a, 23b are distributed in a more balanced manner. Therefore, the display spheres 22, 22,... Are more reliably suspended inside the two types of high resistance liquids 23.
[0047]
As a result, the friction that the display spheres 22, 22,... Receive from the inner wall surfaces of the hollow portions 20, 20,. Thereby, the rotation of the display spheres 22, 22,... Can be controlled more accurately and smoothly with a slight change in electric field strength. For this reason, the driving voltage for controlling the rotation of the display spheres 22, 22,.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a schematic diagram of a configuration of a sphere rotation display device of the present invention, FIG. 1B is an enlarged view of a main part according to the first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 2A is an enlarged front view of a display sphere applied to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a state diagram when the display sphere of FIG. ) Is a state diagram when the display sphere of (A) is enclosed in the cavity. FIG. 3A is an enlarged front view of the display sphere applied to the second embodiment of the present invention. FIG. 4C is a state diagram when the display sphere is encapsulated in the microcapsule. FIG. 4C is a state diagram when the microcapsule containing the display sphere is encapsulated in the cavity. FIG. 5A is an experimental result table for confirming the effect of the spherical rotation display device of the present invention (B). FIG. 6A is a graph showing experimental results for confirming the effect of the sphere rotation display device of the present invention. FIG. 6A is an experimental result table for confirming the effect of the sphere rotation display device of the present invention. Explanatory drawing of the experimental result which confirms the effect of an apparatus. [FIG. 7] The graph which shows the experimental result which confirms the effect of the spherical-rotation display apparatus of this invention. [FIG. FIG. 9A is a partial external view of the display surface side of a conventional sphere rotation display device. FIG. 9B is a schematic diagram of the configuration of the conventional sphere rotation display device.
20 ... Cavity 21 ... Microcapsule 22 ... Display sphere 23 ... High resistance liquid 23a ... First high resistance liquid 23b ... Second high resistance liquid D ... Sheet material

Claims

A sheet material filled with an insulating material and having a cavity provided in the insulating material, and a display sphere sealed in the cavity and colored with a substantially hemispherical surface, are added to the sheet material in the sphere rotating display rotation angle of the display sphere is controlled by an external electric field, inside the cavity, the first high resistance liquid having a specific gravity less than that of the display sphere than the specific gravity of the display spheres A second high resistance liquid having a larger specific gravity is sealed so as to form a boundary surface, and the first high resistance liquid and the second high resistance liquid in the cavity are substantially equal in volume, A spherical rotating display device characterized in that a boundary surface is formed in the vicinity of a substantially central position of the hollow portion .