JPH08101408A

JPH08101408A - 図形表示装置および図形表示方法

Info

Publication number: JPH08101408A
Application number: JP6238274A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Edamura; 一弥枝村; Kazuya Akashi; 一弥明石; Hidenobu Anzai; 秀伸安齊; Yasubumi Otsubo; 泰文大坪
Original assignee: Fujikura Kasei Co Ltd; Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Kasei Co Ltd; Fujikura Ltd
Priority date: 1994-09-30
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1996-04-16

Abstract

(57)【要約】【目的】本願発明は、広い波長域においてほぼ均一の
全く新規な透過光量調節作用を生じさせ得る電気感応型
光機能性流体組成物を用いて任意の図形を表示できる全
く新しい画期的な図形表示装置および図形表示方法を提
供することを目的とする。【構成】本願発明は、電界配列効果を有する固体粒子
を電気絶縁性媒体２９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面の少なくとも相対向する一部を
透明とした収納体２６と、前記相対向する透明部分のそ
れぞれに行列状に形成されて相対向する透明部分の双方
でマトリックス状に配置された透明電極２２、２３とを
具備してなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電気感応型光機能性流
体組成物を用いた透過光量の制御機構を有する図形表示
装置および図形表示方法に関するものであり、特に電圧
を印加することによって透過光量を制御して、所望の文
字や図形を表示する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶を用いた表示装置として、図
２０に示すように、上下の透明ガラス基板１、２の間に
液晶３を封入してなる構成の液晶パネル４が知られてい
る。この液晶パネル４は、上方のガラス基板１の上に偏
光板５を具備し、上方のガラス基板１の下に共通電極６
を具備するとともに、下方の透明基板２の下に偏光板７
を具備して構成され、下方の透明基板２の液晶側の面
に、液晶駆動用の微細な電気回路が形成されている。図
２１に、前記液晶駆動用の微細な電気回路の一般的な構
成を示す。この例は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用い
た駆動回路を示すもので、透明基板２上に形成したゲー
ト電極９をゲート絶縁層１０で覆い、その上に形成した
ａ-Ｓｉ膜１１とエッチストッパ層１２を挟むようにソ
ース電極１３とドレイン電極１４を設け、ドレイン電極
１４を画素電極１５に接続して形成し、ゲート電極９と
ソース電極１３とドレイン電極１４とが形成する薄膜ト
ランジスタでスイッチ素子１６を構成し、このスイッチ
素子１６によって選択的に画素電極１５に通電し、画素
電極１５が液晶３に作用させる電界により液晶分子の配
向制御を行って液晶分子による表示・非表示を切り換え
るようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】現在、この種のＴＦＴ
を用いた液晶パネルは、コンピュータのディスプレイや
液晶テレビ用、あるいは、各種電気機器の表示パネルな
どとして需要が増大し、それに伴って急速に開発が進め
られている状況にある。ところが、この種の液晶パネル
においては、液晶組成物自体の単価が高価であること、
液晶を駆動する微細な電気回路を製造するには、半導体
集積回路などの微細な電気回路を製造する場合と同等か
それ以上の回路技術を必要とすること、大面積のもので
あっても欠陥が許されないこと、ＴＦＴ回路の形成以外
にも、偏光板や各種のフィルタなどを必要とすることな
どから、製造のために極めて高い費用がかかり、コスト
が極めて高くなってしまう問題がある。また、液晶は一
度電界を作用させて配向制御を行っても、その電界を取
り去ると直ちに配向状態が崩れてしまうので、液晶によ
る画像の連続表示を行うには、液晶に常に所定の電界を
印加しておく必要があり、その分、駆動電力が必要にな
る問題がある。更に、液晶は特定の波長の光を吸収する
性質があるので、液晶による表示には特定の着色がなさ
れることがあり、この着色のために表示素子としての用
途が限定されてしまう問題がある。

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

【０００５】本発明は前記事情に鑑みてなされたもので
あり、広い波長域においてほぼ均一の全く新規な透過光
量調節作用を生じさせ得る電気感応型光機能性流体組成
物を用いて任意の図形を表示できる全く新しい画期的な
図形表示装置および図形表示方法を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題は、電界配列効
果を有する固体粒子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面の少なくとも相
対向する一部を透明とした収納体と、前記相対向する透
明部分のそれぞれに行列状に形成されて相対向する透明
部分の双方でマトリックス状に配置された透明電極とを
具備してなる構造の表示装置によって解決できる。

【０００７】さらに、前記固体粒子が、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（以
下、電界配列性無機物と略す）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。ま
た、前記電界配列性無機物が、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。さらに、前記表層が、電
界配列性無機物とともに色素粒子を含むものや、前記芯
体または電気絶縁性媒体が、色素を含むものであっても
よい。

【０００８】また、前記電気絶縁性媒体の動粘度は１〜
３０００ｃＳｔの範囲が好ましく、前記電気絶縁性媒体
中の固体粒子の濃度は０.５〜１５重量％の範囲が好ま
しく、透明導電層から電気感応型光機能性流体組成物中
の固体粒子に印加される電圧は、０.１〜５.０ｋＶ／ｍ
ｍの範囲であることが好ましい。

【０００９】また、図形表示方法として、対向する２面
の少なくとも相対向する一部を透明とした収納体に、電
界配列効果を有する固体粒子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を収納し、この
収納体の透明部分の一部分毎に時間差をもって順次電界
を印可して一部分毎の固体粒子の配列を行い、各部分毎
の透過光量を順次調整することで、表示・非表示を行う
ことができる。

【００１０】

【作用】本発明においては、特別な構造の電気感応型光
機能性流体組成物を中空の収納体に満たし、この収納体
の透明部分に行列状に形成されたマトリックス状の透明
電極に通電して透明電極の交差部分の電気感応型光機能
性流体組成物に電圧を印加することで、縦列と横列の透
明電極の任意の交差部分に対応する電気感応型光機能性
流体組成物中の無機・有機複合粒子などの固体粒子が特
定の方向に配向する。これにより、電圧が印加されてい
ない状態では、収納体中に分散している固体粒子が光を
乱反射して、前記透明部分が不透明に見えるが、電圧が
印加されると、固体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して配列するの
で、その間隙を光が透過し、透明に見えるようになる。
これにより、透明部分と不透明部分を作成することがで
き、これにより任意の図形を表示できるようになる。

【００１１】前記無機・有機複合粒子の配列を制御して
透明状態と不透明状態を切り換える場合、無機・有機複
合粒子あるいは電気絶縁性媒体の少なくとも一方に着色
がなされている場合は、その着色された状態で透明と不
透明の切り換えがなされる。例えば、無機・有機複合粒
子が白色の粒子であれば、白濁した不透明状態と透明状
態を切り換えることになる。

【００１２】前記電気感応型光機能性流体組成物におい
て、好ましい表示を行うためには、前記電気絶縁性媒体
の動粘度は１〜３０００ｃＳｔの範囲が好ましく、電気
絶縁性媒体中の固体粒子の濃度は０.５〜１５重量％の
範囲が好ましく、透明電極から固体粒子に印可する電界
は０.１〜５.０ｋｖ／ｍｍの範囲が好ましい。

【００１３】

【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（Ａ）は本発明の表示装置の一例を示
すもので、この例の表示装置Ａは、一対の透明基板２
０、２０を所定の間隔をあけて平行に配置し、これらの
間に液体状の電気感応型光機能性流体組成物２１を封入
して構成されたものである。前記上方の透明基板２０の
下面には、図１（Ａ）の紙面に直角な方向に沿う短冊状
の複数の透明電極２２が整列形成され、下方の透明基板
２０の上面には、図１（Ａ）の紙面左右方向に伸びる短
冊状の複数の透明電極２３が整列形成されていて、図１
（Ａ）に示す上方の透明電極２２・・・と下方の透明電極
２３・・・は、図２に示すように平面視するとマトリック
ス状に配置されている。また、透明基板２０、２０の外
周縁部には図１（Ａ）に示すようにシール部材２５が装
着され、透明基板２０、２０とシール部材２５により形
成される板状の中空の透明の収納体２６の内部に電気感
応型光機能性流体組成物２１が封入されている。

【００１４】更に、図２に示すようにマトリックス状に
配置された透明電極２２・・・、２３・・・の各々の端部は、
引出線を介してそれぞれ電圧供給源Ｘ₁、Ｘ₂・・・Ｘ_n、Ｙ
₁、Ｙ₂・・・Ｙ_nに接続され、透明電極２２・・・あるいは透
明電極２３・・・のそれぞれに独立に正または負の電圧を
印加することができるようになっている。

【００１５】前記透明基板２０、２０は、内部に電気感
応型光機能性流体組成物２１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２０、
２０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。前記透明電
極２２・・・、２３…を構成する透明導電膜としては、透
明性と導電性を有するものであれば任意であり、具体的
にはＩＴＯ（インジウム錫酸化物）が挙げられる。

【００１６】前記電気感応型光機能性流体組成物２１
は、基本的に、電気絶縁性媒体２９中に図１（Ｂ）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
であり、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の表面を覆った
電界配列性無機物３２からなる表層３３とによって形成
されている。

【００１７】このような電界配列性無機物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
のような電界配列性無機物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、電気感応
型光機能性流体組成物２１に電界配列効果がもたらされ
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。

【００１８】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。

【００１９】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電界配列性無機物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２９中に分散す
るとき、優れた電界配列効果を現す。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。

【００２０】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（別名メタチタン酸または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。

【００２１】（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（Ｃ
Ｏ）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。

【００２２】（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。

【００２３】（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、０.５
Ｋ₂Ｏ・ＴｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ、及びＫ₂Ｏ・２.５ＴｉＯ₂・
２Ｈ₂Ｏ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。

【００２４】（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-pxa
Ａ［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Ｋ
₂Ｃｏ［Ｆｅ（ＣＮ）₆］等の不溶性フェロシアン化合物
が含まれる。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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電界配列性無機物３２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。

【００２８】以下に、他の好ましい電界配列性無機物に
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。

【００２９】（Ｄ）多価金属の水酸化物：先に（１）で
記載したものと同等。（Ｅ）ハイドロタルサイト類：先に（２）で記載したも
のと同等。（Ｆ）多価金属の酸性塩：先に（３）で記載したものと
同等。（Ｇ）ヒドロキシアパタイト：先に（４）で記載したも
のと同等。（Ｈ）ナシコン型化合物：先に（５）で記載したものと
同等。（Ｉ）粘土鉱物：先に（６）で記載したものと同等。（Ｊ）チタン酸カリウム類：先に（７）で記載したもの
と同等。（Ｋ）ヘテロポリ酸塩：先に（８）で記載したものと同
等。（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。

【００３０】（Ｍ）金属ドーピング電界配列性無機物：
これは上記電界配列性無機物３２（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
電界配列性無機物３２にドーピングしたものであって、
例としてはアンチモン（Ｓｂ）ドーピング酸化錫（Ｓｎ
Ｏ₂）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電界配列性無
機物３２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。このように電界配列性無機物３
２が施された粒子は全体として電界配列性無機物となっ
ている。これらの電界配列性無機物３２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。

【００３１】前記の電気感応型光機能性流体組成物２１
に用いる電気絶縁性媒体２９としては従来知られている
電気粘性流体に使用されているものが全て使用可能であ
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、弗
素系オイル、またはシリコン系オイルやフルオロシリコ
ンオイル等、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３０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
り、またそれらの混合物を使用することもできる。

【００３２】この電気絶縁性媒体２９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２９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２９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。

【００３３】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と微粒子状の電界
配列性無機物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
に電界配列性無機物３２の微粒子が高速度で衝突し、固
着して表層３３を形成する。また、別の製法例として
は、粒子状の芯体３１を気体中に浮遊させておき、電界
配列性無機物３２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。

【００３４】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
した電界配列性無機物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
子状の電界配列性無機物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。

【００３５】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
質と電界配列性無機物３２の親水性の性質を組み合わせ
ることによって、電界配列性無機物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粒子３１の表面に電界配列性無機
物粒子３２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。

【００３６】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電界配列性
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。以上のような大きさに
形成することで無機・有機複合粒子３０の比重を１.１
〜１.２程度に容易に調整することができ、これにより
電気絶縁性媒体２９とほぼ同等の比重を有するようにな
り、均一分散させることができる。

【００３７】このような無機・有機複合粒子３０におい
て、表層３３を形成する電界配列性無機物３２と芯体３
１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、（電界配列性無機物）：（有機高分
子化合物）比で（１〜６０）：（９９〜４０）の範囲、
特に（４〜３０）：（９６〜７０）の範囲であることが
好ましい。ここで、電界配列性無機物３２の重量比が１
％未満では得られた電気感応型光機能性流体組成物の電
界配列効果が不充分であり、６０％を超えると得られた
電気感応型光機能性流体組成物１６に過大な電流が流れ
るようになる。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を形成する電界配列性無機
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電界配列性無機物の種類
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。こ
の場合、電気絶縁性媒体との比重差が大きいと、媒体中
で電界配列性粒子が重力沈降し、均一分散ができなくな
ることもある。

【００３８】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、上記の方法により電界配列性無機物
３２からなる表層３３を形成する際、電界配列性無機物
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３１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、得られた電気感応型光機能性流体組
成物１６の電界無負荷時の散乱光を任意の色に着色する
ことができる。

【００３９】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、
電界配列性無機物３２微粒子の電界配列効果が充分に発
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。

【００４０】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。

【００４１】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３０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６０００ｒｐ
ｍ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。

【００４２】本発明に用いる電気感応型光機能性流体組
成物２１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２９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。

【００４３】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２９の
動粘度と印加電界について説明する。本発明において用
いる電気感応型光機能性流体組成物２１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０.５〜１５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、１５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が電気感応型光機能性
流体組成物２１の全体に分散することになるので、後述
の如く電圧を印加して無機・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。

【００４４】次に、本発明において用いる電気絶縁性媒
体２９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、電気感応型光機能性流体
の貯蔵安定性の面で不足を生じ、動粘度が３０００ｃＳ
ｔより大きいと調整時に気泡を巻き込み、その気泡が抜
けにくくなり、取り扱いに支障を来すので好ましくな
い。なお、この動粘度の範囲は、１０〜１０００ｃＳｔ
がより好ましい範囲、１０〜１００ｃＳｔが更に好まし
い範囲となる。

【００４５】次に、電気感応型光機能性流体組成物２１
に印加する電圧として例えば、０. １〜５.０ｋＶ／ｍ
ｍの範囲で任意の電圧をかけることができるが、この範
囲よりも大きな電圧を印加するようにしても良い。ま
た、この印加電界の範囲において、０.２５〜１.５ｋＶ
／ｍｍの範囲とすることがより好ましい。

【００４６】次に、図１（Ａ）に示す構成の表示装置を
使用して所望の図形表示を得る原理について説明する。
図３は、下方の透明電極２３の上に３つの透明電極２２
が配置された部分の拡大図であって、この図の状態のよ
うに、上方で中央に位置する透明電極２２に通電しない
状態とすると、その透明電極２２の下の電気感応型光機
能性流体組成物２１には電界が作用しないので電気絶縁
性媒体２９中において無機・有機複合粒子３０はランダ
ムに浮遊することになる。この状態でこの部分を通過し
ようとする光は無機・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、この部分は不透明状態とな
る。例えば、電界配列性無機物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、例えば白色の磨
りガラスのように見える。また、無機・有機複合粒子３
０の表層３３と芯体３１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２６は、前記色素によ
って着色された不透明状態の磨りガラスのように見え
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。

【００４７】次に、図３の上方で左右の透明電極２２、
２２と下方の透明電極２３に通電すると、これらの透明
電極２２、２２と下方の透明電極２３とにより挟まれた
領域に存在する電気感応型光機能性流体組成物２１には
電界が作用するので、無数の無機・有機複合粒子３０を
透明電極２２、２３間で透明電極２２、２３に垂直な方
向に鎖状に結合させて鎖状体３０’とすることができる
と同時に各鎖状体３０’を相互に離間させて平行に配向
させることができる。

【００４８】即ち、電気絶縁性媒体２９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、これによりこの部分の
厚さ方向に入射された光は、ほとんど減衰することなく
通過するようになる。従って収納体２６を透明状態とす
ることができる。以上の操作によって、透明電極２２、
２３に通電するか否かによって、透明電極２２、２３の
交差部分の領域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、これにより透明部分と不透明部分によ
る表示ができる。

【００４９】ここで例えば、アルファベットのＬの文字
を表示したい場合は、図４に示すように、電圧供給源Ｘ
₂に接続された透明電極２３と電圧供給源Ｙ₄に接続され
た透明電極２２に通電してこれらの交差部分の電気感応
型光機能性流体組成物２１を透明とし、その後に電圧印
加を停止した後で短い時間差をもって電圧供給源Ｘ₃に
接続された透明電極２３と電圧供給源Ｙ₄に接続された
透明電極２２に通電してこれらの交差部分の電気感応型
光機能性流体組成物２１を透明とし、同じ操作を所定の
時間差をもってＸ₄とＹ₄の組み合わで、次にＸ₄とＹ₅の
組み合わせで、次にＸ₄とＹ₆の組み合わせで順次行うこ
とで所定時間経過後に、図４に示すようにＬの文字を表
示できる。この場合、電界配列性無機物３２として酸化
チタン系のものを用いた場合は、白濁した色調の背景の
中に、透明の表示でＬの文字を図４に示すように表示す
ることができる。また、前記のような通電操作の他に、
電圧供給源Ｘ₂、Ｘ₃、Ｘ₄、Ｙ₄を用いて電圧を印可し、
その後電圧印加を停止した後で時間差をあけて電圧供給
源Ｘ₄、Ｙ₅、Ｙ₆を用いて電圧を印可することによって
も前記の場合と同様にＬの文字を表示することができ
る。このように表示のための電圧印加順序は適宜選択す
ることができる。

【００５０】ところで、一度電圧を印加して無機・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
しようとするので、前記透明電極２２、２３への通電を
短時間で切り換えて行えば、図４のような文字表示を電
圧の間欠的印加操作で実現することができる。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３０の種類とそれを分散させて
いる電気絶縁性媒体２９の動粘度に応じて適宜調節する
ことができる。例えば、電気絶縁性媒体２９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。

【００５１】従って前記構成の表示装置Ａを例えば、電
圧供給源からの電力のオンオフの切り替えにより電気感
応型光機能性流体組成物２１を容易に不透明な状態から
透明状態に切り換えることができるようになり、透明電
極２２・・・、２３・・・に対する電圧印加の方法に応じて所
望の文字、数字、図形などを表示することができるよう
になる。しかも、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、透明電極２２、２３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、電気感応型光機能
性流体組成物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。更に、一度電圧を印加して無機・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
駆動ができる特徴も有している。

【００５２】このような表示装置Ａは、電界配列効果を
有する固体粒子を電気絶縁性媒体２９中に含有してなる
電気感応型光機能性流体組成物２１と、この電気感応型
光機能性流体組成物２１を収納し、対向する２面の少な
くとも相対向する一部を透明とした中空の収納体２６と
を具備し、収納体２６に透明電極２６を形成したもので
あるので、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、
先に説明した電気感応型光機能性流体組成物２１は通常
の液晶材料よりも単価において１／１０以下と極めて低
廉である。また、液晶を用いた装置においては、液晶駆
動のための種々の微細電気回路や制御回路および駆動用
ＬＳＩなど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短冊状の透明電極
２２・・・、２３・・・を形成するといった簡単な構成で良
い。

【００５３】ところで、前記の実施例においては短冊状
の透明電極２２・・・、２３・・・を単純に交差させた形状の
マトリックス配列としたが、この電極の配列形状はその
他の任意の配列形状で良い。例えば、図５に示すよう
に、縦側の透明電極４０・・・、４１・・・を横側の透明電極
４２・・・の半分程度の長さの短冊状に形成し、透明電極
４０、４１を縦に並べ、それに対して透明電極４２を交
差させて配置することによりマトリックス状に配列した
構成でも良い。また、図６に示すように、横側の透明電
極５０を幅広に形成し、縦側の透明電極５１を前記透明
電極５０よりも小さく形成して上下の透明電極５０にま
たがるように間欠的に配置し、これをもってマトリック
ス状に配置する構成としても良い。

【００５４】次に図７は、図２を基に先に説明したマト
リックス構造の透明電極２２、２３を用いた場合のパル
ス駆動回路の一例を示す。この例の駆動回路において、
各透明電極はタイミングゲート（ＴＧ）を介して選択ス
イッチ６０または６１に接続され、選択スイッチ６０は
リングカウンタ６２に接続され、選択スイッチ６１はデ
ータラッチ６３とシフトレジスタ６４に接続され、リン
グカウンタ６２からの出力とＡ／Ｄ変換器６５からの出
力がフレームメモリ６６を介してシフトレジスタ６７に
入力されるようになっていて、所望の入力パルス信号に
応じてどの列と行の透明電極に通電するか否かを切り換
えることができるようになっている。以上のような構成
にすることで、適当な周期のパルスコード信号を入力す
ることで、順次連続的に透明電極２２・・・、２３・・・を選
択して電圧を印加し、所望の位置の電気感応型光機能性
流体組成物２１に電界を印可して透明、不透明による表
示・非表示を切り換えることで、任意の図形を表示する
ことができるようになる。

【００５５】ところで、前記の実施例においては、電界
の印加によって無機・有機複合粒子が１列の鎖状体を形
成してそれぞれ平行に配列する現象について説明した
が、無機・有機複合粒子の数が１重量％を超えて多くな
ると、１列の鎖状体ではなく、鎖状体が複数列相互に接
合して図８の如くカラムＣを構成して配列するようにな
る。このカラムＣにおいては左右の鎖状体の無機・有機
複合粒子は１つずつずれて互い違いに隣接する。これに
ついて本発明者らは、図９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。

【００５６】従って、無機・有機複合粒子の含有量が多
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
機複合粒子が複数のカラムＣにまとまるので、隣接する
カラムＣどうしの間隔は大きくあくことにあり、透過光
量の増大機能は顕著になる。

【００５７】ところで、前記無機・有機複合粒子の粒径
を前述した如く０.１〜５００μｍの範囲、好ましく
は、５〜２００μｍの範囲としたのは、本願発明の無機
・有機複合粒子が機能上、光散乱型粒子あるいは光反射
型粒子であることに起因している。周知の如く可視光の
波長は３８０〜７８０ｎｍ、即ち、０.３８〜０.７８μ
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、前記無機・有機複
合粒子の粒径を最低でも０.１μｍ以上、好ましくは５
μｍ以上とすることが必要になる。

【００５８】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。

【００５９】次に、前記のような超微粒子で誘電性を示
すものとしてＴｉＢａＯ₄の超微粒子を考えることがで
きるが、ＴｉＢａＯ₄は比重が４〜６の範囲の物質であ
り、重いので、仮にＴｉＢａＯ₄粒子を光反射型にする
目的でその粒径を大きしようとしても、電気絶縁性媒体
中で媒体との比重差により重力沈降するようになり、均
一分散させることは到底できない。また、前記ＴｉＢａ
Ｏ₄粒子を電気絶縁性媒体中に均一に分散させるために
は、比重の大きな電気絶縁性媒体が要求されるが、比重
４〜６程度の電気絶縁性媒体は存在しない。これに対し
て本願発明の無機・有機複合粒子３０は、前述したよう
に比重を１.２前後に容易に調整することができるの
で、一般に知られる多種類の電気絶縁性媒体を利用する
ことができる。次に、着色性の面から見ると、前記超微
粒子に着色することは困難であり、また、仮に着色でき
たとしても、粒子径が小さすぎるので、電気絶縁性媒体
に分散させた超微粒子の色を知覚可能なように発色させ
ることはできない。従って前記超微粒子を用いた場合
は、電気絶縁性媒体の色のみを発現させることができ、
着色パターンは１つのみしか実現できない。例えば、赤
色透明と赤色不透明との間での変化のみが実現可能とな
る。

【００６０】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・有機複合粒子の芯体と表層と電気
絶縁性媒体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・
有機複合粒子の芯体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、芯体に着色した場
合の色も電気感応型光機能性流体の色に有効に反映され
る。

【００６１】また、無機・有機複合粒子の表層に対して
着色するには、無機・有機複合粒子を製造する場合に用
いる電界配列性無機物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
・有機複合粒子を製造すれば良い。このようにして製造
した無機・有機複合粒子は、例えば、図１０に示すよう
に、芯体３１の周囲に付着されている電界配列性無機物
の中の一部が着色無機顔料３２’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３
０に着色することができる。

【００６２】以下、実験例を示し、本発明の効果を明ら
かにする。（実験例）ガラス基板の内面に、ＩＴＯ（インジウム錫
酸化物）膜からなる幅数ｃｍの短冊状の透明電極を複数
本形成した厚さ１.０ｍｍのＩＴＯガラスを２枚用意
し、２枚のガラスを各々の透明電極どうしを直角にクロ
スするように向き合わせた状態で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
た。次にシール部材の一部に注入孔を形成しておき、こ
こから液状の電気感応型光機能性流体組成物を注入し、
注入後に注入孔を塞いで図１（Ａ）に示す構成の図形表
示装置とした。

【００６３】ここで、用いた電気感応型光機能性流体組
成物の製造工程を以下に説明する。まず、無機イオン交
換体である水酸化チタン（一般名；含水酸化チタン、石
原産業株式会社製、Ｃ−ＩＩ）４０ｇ、アクリル酸ブチ
ル３００ｇ、１，３−ブチレングリコールジメタクリレ
ート１００ｇ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１８００ｍｌの
水中に分散し、６０℃で１時間攪拌下に懸濁重合を行っ
た。得られた生成物を濾過、酸洗浄し、さらに水洗後、
乾燥して無機・有機複合粒子３０を得た。

【００６４】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電気感応型光機能性流体組成物を得
た。

【００６５】前記種々の電気感応型光機能性組成物を用
いて行った透過光制御実験の結果を図１１〜図１５に示
す。実験は、透明の収納体において、縦列の透明電極と
横列の透明電極の交差した部分に入射した光の強度と、
交差部分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、３.２ｄＢｍの増加が生
じると光パワーで２.０９倍の増加を意味し、４.２ｄＢ
ｍの増加が生じると光パワーで２.６３倍の増加を意味
する。図１１は、シリコン油（ベースオイル）の動粘度
が１０ｃＳｔの場合において、無機・有機複合粒子濃度
と印加電界をパラメータにとった際の増加光を測定した
結果を示す。同様に図１２はシリコン油の動粘度が５０
ｃＳｔの場合の同様な試験結果、図１３はシリコン油の
動粘度が１００ｃＳｔの場合の同様な試験結果を示す。

【００６６】図１１〜図１３に示す結果から、０.５〜
１５重量％の無機・有機複合粒子濃度においては、０.
２５〜１.５ｋＶ／ｍｍの範囲で印加電界を大きくする
方が増加光のｄＢｍ値が増加している。従って本発明を
実施することで透過光量の制御を行えることが実証でき
た。次に、無機・有機複合粒子濃度が１.０重量％では
印加電界を３ｋＶ／ｍｍとしても増加光の割合は少な
い。よって、無機・有機複合粒子濃度を２.５重量％以
上とすることが好ましいことが判明した。

【００６７】次に図１４と図１５は、無機・有機複合粒
子濃度を５.０重量％に固定した場合において、シリコ
ン油の動粘度と印加電界をパラメータにとって増加光を
測定した試験の結果と、同様な試験で無機・有機複合粒
子濃度を７.５重量％とした場合の試験結果を示してい
る。図１４と図１５に示す結果から、いずれの動粘度の
シリコン油においても０.５〜３ｋＶ／ｍｍの範囲で印
加電界を大きくする方が増加光のｄＢｍ値が増加してい
ることが判明した。従って本発明を実施することで透過
光量の制御を行えることが実証できるとともに、印加電
界は０.２５〜１.５ｋＶ／ｍｍの範囲内で大きい方がよ
り大きな増加光とすることができることが判明した。

【００６８】次に表１と表２は、動粘度５０ｃＳｔのシ
リコン油（ベースオイル）を用い、無機・有機複合粒子
３０の濃度を５.０重量％とした場合に得られた増加光
について、透過光の波長毎に透過光量を調査した結果を
示す。

【００６９】

【表１】

【００７０】

【表２】

【００７１】表１と表２に示す結果から、本発明に係る
表示装置を用いて透過光量の制御を行う場合、４００〜
１１００ｎｍの広い波長域において均一な増加光が得ら
れており、本発明により、広範な光波長域において均一
の透過光量の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３８０〜７８０ｎｍ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。

【００７２】一方、前記表示装置のガラス板の縦列と横
列の透明電極に対し、図４を基に説明した場合と同様
に、各電圧供給源から、Ｘ₂とＹ₄、Ｘ₃とＹ₄、Ｘ₄と
Ｙ₄、Ｘ₄とＹ₅、Ｘ₄とＹ₆の順の組み合わせで数秒おき
に通電したところ、白濁した背景の中に透明の「Ｌ」の
文字を表示できることを確認でき、表示装置として十分
実用的なことが判明した。

【００７３】次に図１６は、動粘度１０ｃＳｔのシリコ
ーン油に７重量％の無機・有機複合粒子を分散させた電
気感応型光機能性流体組成物を用いた場合において、電
極への通電時間と透過光量の変化割合の関係を示すもの
である。透過光量の測定は、電気感応型光機能性流体組
成物を満たした透明ガラス収納体の上方の光源から光を
投入し、収納体の下方に光センサを設置し、この光セン
サが受けた光パワーを分析したものである。この図１６
から明らかなように、測定開始後約１秒後に通電を始め
て、それとほぼ同時に透過光量が増大し始め、３〜４秒
で透過光量が最大になって安定することが明らかであ
る。

【００７４】図１７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
％添加した電気感応型光機能性流体組成物を用いて透過
光量測定を行った場合の透過光量の周波数依存性を示
す。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電界配列性無機物の
２０重量％を青色顔料に置換することで行った。図１７
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＝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光量を示す。

【００７５】図１７の両曲線の比較により明らかなよう
に、無電界時に波長の短い青色系の光を多く透過させた
青色系の電気感応型光機能性流体組成物が、電界付加時
に広い波長域で広く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。

【００７６】図１８は、青色の染料を０.１重量％添加
したジメチルシリコン油の電気絶縁性媒体を用い、この
電気絶縁性媒体のみ（無機・有機複合粒子を含まないも
の）の過光量測定を行った場合の透過光量の周波数依存
性を説明するためのものである。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１８に
おいて、光源スペクトルと媒体スペクトルとを比較して
明らかなように、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とが明らかであり、こ
のことから電気絶縁性媒体は青色を多く透過しているの
で、電気絶縁性媒体が青色になっていることが明らかで
ある。

【００７７】図１９は、青色の染料を０.１重量％添加
したジメチルシリコン油を電気絶縁性媒体に用い、それ
に対して黄色に着色した無機・有機複合粒子を５重量％
分散させて電気感応型光機能性流体組成物を形成し、こ
れを用いて過光量測定を行った場合の透過光量の周波数
依存性を説明するためのものである。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等であり、
今回は黄色の顔料（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））を用い
た。図１９は光源スペクトルとＥ＝０ｋＶ／ｍｍの場合
の透過光スペクトルとＥ＝１ｋＶ／ｍｍの場合の透過光
スペクトルをそれぞれ示す。この図から、無電界時に青
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。以上のことから、本発明によれば、種々のバリ
エーションの色を電気感応型光機能性流体組成物に付け
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。

【００７８】また、本発明の表示装置は先の例に限定さ
れるものではない。例えば、透明基板２０へ光照射可能
な位置に、有色光を発する照明具を設けておけば、前記
照明具から光を照射することによって、透明部分に容易
に着色をすることができる。更に、本発明の表示装置
は、前記収納体２６の外部に、電灯、レーザーなどの照
明手段を具備していてもよい。このような照明手段を収
納体２６の外部に設けることにより、この照明手段から
供給される光が、透明部分をさらに明るくし、表示を際
だたせることができる。

【００７９】更にまた、前記照明手段と前記収納体２６
との間に、色付きのパラフィン紙などの、照明手段から
供給される光の着色手段を設けてもよい。このような着
色手段を設けることにより、表示をさらにきわだたせる
ことができる。また、電気絶縁性媒体に適当な着色を施
すことによって、更に様々な呈色を示し、微妙な色合い
を表示できる。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
トリックス状に形成した透明電極に選択的に通電して、
通電部分に対応する部分の電気感応型光機能性流体組成
物に電界を印加することで、前記通電部分のみの固体粒
子を配向させることができ、これによりその部分を透過
する光の量を制御できるので、通電制御を行うのみの操
作で部分的に任意の場所を透明状態と不透明状態に切り
換えることができ、これをもって表示を行うことができ
る。しかも、本発明にあっては、０.１〜５.０ｋＶ／ｍ
ｍの電圧で、数ｍＡｍ²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容易な特
徴がある。更に、通電と同時に無機・有機複合粒子を配
列できるので、充分な応答性で図形表示を行うことがで
きる。

【００８１】更にまた、電気感応型光機能性流体組成物
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透過光量制御を広い波長域で
実現できる。また、一度電圧を印加して固体粒子の配向
を行うと、固体粒子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特徴がある。

【００８２】次に、本発明装置は、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、電気感応型光機能性流体組成物
は通常使用されている液晶材料よりも単価において１／
１０程度以下と極めて低廉である。また、液晶を用いた
装置では液晶駆動のための種々の制御回路および微細な
電気回路や駆動用ＬＳＩを用いる必要があるが、本発明
では先にも説明した通り簡単な構成で実現でき、電圧供
給源まわりの回路等も簡略化できるので実施が容易な特
徴がある。

【００８３】更に、電気感応型光機能性流体組成物の電
気絶縁性媒体の動粘度は１〜３０００ｃＳｔの範囲で自
由に設定できるとともに、電気絶縁性媒体中の固体粒子
の濃度は０.５〜１５重量％であることが好ましい。こ
の重量％範囲であれば、高い透過光制御能力を得るこ
とができる。また、電気感応型光機能性流体組成物に印
加する電圧は、０.１〜５.０ｋＶ／ｍｍの電圧で、高々
数ｍＡ／ｍ²という少ない電流で十分であり１０Ｗ／ｍ
² 程度も電力があれば充分に駆動することができるので
省電力駆動することができる。

【００８４】また、固体粒子および電気絶縁性媒体の少
なくとも１つに、色素を添加することにより、簡単にカ
ラー表示をすることができる。よって、このような表示
装置を用いれば、このような図形表示装置が従来存在し
なかったことから、図形表示装置として多大な宣伝効果
をもたらすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）は、本発明に係る図形表示装置の
一実施例を示す断面図、図１（Ｂ）は同装置に用いられ
る無機・有機複合粒子の一例を示す断面図である。

【図２】図１（Ａ）に示す装置に用いられる透明電極
のマトリックス状配置を示す構成図である。

【図３】図１（Ａ）に示す図形表示装置の透明電極に
対する通電状態部分と非通電状態部分における無機・有
機複合粒子の配向状態および分散状態を示す説明図であ
る。

【図４】図１（Ａ）に示す構成の装置で文字を表示し
た状態を示す説明図である。

【図５】本発明の装置に適用する透明電極の他の配置
例を示す構成図である。

【図６】本発明の装置に適用する透明電極の別の配置
例を示す構成図である。

【図７】本発明の装置を組み込む図形表示装置の駆動
回路の一例を示す構成図である。

【図８】無機・有機複合粒子の鎖状体が集合して構成
するカラムを示す図である。

【図９】図８に示すカラムの電気的結合状態を示す図
である。

【図１０】着色した無機・有機複合粒子を示す図であ
る。

【図１１】実施例の装置において、１０ｃＳｔの動粘
度の電気絶縁性媒体を用いた場合の光透過性を粒子濃度
と印加電界をパラメーターにとって示した図である。

【図１２】実施例の装置において、５０ｃＳｔの動粘
度の電気絶縁性媒体を用いた場合の光透過性を粒子濃度
と印加電界をパラメーターにとって示した図である。

【図１３】実施例の装置において、１００ｃＳｔの動
粘度の電気絶縁性媒体を用いた場合の光透過性を粒子濃
度と印加電界をパラメーターにとって示した図である。

【図１４】実施例の装置において、粒子濃度５.０重
量％の無機・有機複合粒子を用いた場合の光透過性を印
加電界と電気絶縁性媒体の動粘度をパラメーターにとっ
て示した図である。

【図１５】実施例の装置において、粒子濃度７.５重
量％の無機・有機複合粒子を用いた場合の光透過性を印
加電界と電気絶縁性媒体の動粘度をパラメーターにとっ
て示した図である。

【図１６】電圧印加時間と透過光量の関係を示す図で
ある。

【図１７】青色の無機・有機複合粒子を添加した電気
感応型光機能性流体組成物を用いて透過光量測定を行っ
た場合の透過光量の周波数依存性を示す図である。

【図１８】青色の染料を添加した電気絶縁性媒体を用
い、この電気絶縁性媒体のみの過光量測定を行った場合
の透過光量の周波数依存性を示す図である。。

【図１９】青色の染料を添加したジメチルシリコン油
を電気絶縁性媒体に用い、それに対して黄色に着色した
無機・有機複合粒子を分散させて電気感応型光機能性流
体組成物を形成し、これを用いて過光量測定を行った場
合の透過光量の周波数依存性を示す図である。

【図２０】従来の液晶パネルの一構成例を示す構成図
である。

【図２１】従来の液晶駆動回路に用いられる薄膜トラ
ンジスタのスイッチ素子部分の断面図である。

【符号の説明】

Ａ・・・図形表示装置、２０・・・透明基板、２１・・・電気感
応型光機能性流体組成物、２２、２３・・・透明電極、２
５・・・シール部材、２６・・・収納体、２９・・・電気絶縁性
媒体、３０・・・無機・有機複合粒子、３１・・・芯体、３２
・・・電界配列性無機物、３３・・・表層、Ｘ₁、Ｘ₂、・・・Ｘ_n
・・・電圧供給源、Ｙ₁、Ｙ₂、・・・Ｙ_n・・・電圧供給源。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安齊秀伸東京都江東区木場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】電界配列効果を有する固体粒子を電気絶
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面の少なくとも相対向する一部を透明とした収
納体と、前記相対向する透明部分のそれぞれに行列状に
形成されて相対向する透明部分の双方でマトリックス状
に配置された透明電極とを具備してなることを特徴とす
る図形表示装置。
【請求項２】前記固体粒子が、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
によって形成される無機・有機複合粒子であることを特
徴とする請求項１記載の図形表示装置。
【請求項３】前記芯体と表層と電気絶縁性媒体の少な
くとも一つに色素を含むことを特徴とする請求項２記載
の図形表示装置。
【請求項４】対向する２面の少なくとも相対向する一
部を透明とした収納体に、電界配列効果を有する固体粒
子を電気絶縁性媒体中に含有してなる電気感応型光機能
性流体組成物を収納し、この収納体の透明部分の一部分
毎に時間差をもって順次電界を印可して一部分毎の固体
粒子の配列を行い、各部分毎の透過光量を順次調整する
ことで表示・非表示を行うことを特徴とする図形表示方
法。