JPH08129348A - 大型カラー表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パブリックスペースで用いることができて、
白昼でも視認性が高い反射型の大型カラー表示装置を得
る。 【構成】 画像素子が２以上のセル１０，…の並列体か
らなり、それぞれのセルが表示面となる透明板１１ａ，
…と反対側に着色不透明板１１ｂ，…とを有し、その一
方に透明な基準電極１２ａ，…が、他方に対向電極１２
ｂ，…が形成され、各セルの着色不透明板１１ｂ，…が
黒以外の異なる色に着色され、各セルの電極の間に、電
界配列性粒子１３，…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１４，…が充填され、
その電界配列性粒子がいずれのセルのものも黒色であ
り、かつセルの基準電極と対向電極との間に電界をオン
／オフする手段１５，…が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は競技場やビルの壁面など
のパブリックスペースで用いることができて、白昼でも
視認性が高い大型カラー表示装置に関するものであり、
特に電気感応型光機能性流体組成物を用い、電界のオン
／オフによって画像を制御することができる反射型の大
型カラー表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】競技場やビルの壁面などのパブリックス
ペースで用いることができて、表示面の色や画像を随時
に変化させることができる大型カラー表示装置（以下、
単に「大型表示装置」という）として従来から知られて
いるものは電光表示板、ネオンサイン、ＣＲＴ表示板、
ＬＥＤ表示板、液晶表示板、投影型表示装置などであ
る。しかしこれらはいずれも、白昼屋外などの明るい場
所で用いるには輝度が不足して視認性が悪く、また機構
上または経費的な理由から十分に大型の画面が得られな
いなどの問題がある。

【０００３】白昼でも視認性が高いカラー表示装置とし
ては、回転板、反転板などの不透明着色板を有する反射
型のものが用いられている。このうち、回転板式のもの
は、表示装置の動画表示窓から、文字や画像を描いた円
盤状または巻回ベルト状の回転板の部分を見せ、この回
転板を連続的または間欠的に回転することによって画像
を変化させるものである。また反転板式のものは、それ
ぞれ異なる画像の部分または色を付与した小片状の反転
素子をマトリックス状に表示面に配列し、その各反転素
子を個別に２面またはそれ以上に反転し得るようにした
もので、この各反転素子の面をそれぞれ個別に制御して
動画などを表現するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】明るい場所でも視認性
が高い従来のこれらの反射型表示装置は、いずれも画像
の駆動が機械的に行われるため、表示できる画像が限定
されたり、また構造が複雑で故障しやすく、騒音を発生
し、重くかつ高価などの問題があって用途が限定されて
いた。そこで、白昼でも視認性が高く、しかも電気的な
機構でカラー画像を変化させることできる反射型の大型
表示装置が求められていた。

【０００５】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（以下、「ＥＡ流体」という）の研究を行ってい
る。この組成物は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し、配列塊状構造を示す性質
を示すものもある。

【０００６】以下、電界印加時に媒体中の固体粒子が上
記のように配列する効果を電界配列効果または「ＥＡ効
果」と呼び、媒体中でこの性質を現す固体粒子を電界配
列性粒子または「ＥＡ粒子」と呼ぶこととする。

【０００７】そこで、このＥＡ流体を用いて、白昼でも
視認性が高い反射型の大型表示装置を提供する技術が求
められた。本発明は、上記の課題を解決するべく、鋭意
研究の結果達成されたものであって、従ってその目的
は、このＥＡ流体を用い、電気的な手段によってカラー
画像を変化させることができる反射型の大型表示装置を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明者らは第１の大型表示装置として、画像素子
が２以上のセルの並列体からなり、それぞれのセルが、
一方の面が透明板で他方の面が着色不透明板である対向
する２面を有しかつこの２面のいずれか一方の面の内側
に透明な基準電極が形成され他方の面の内側に透明な対
向電極が形成されてなり、上記の各セルの着色不透明板
がそれぞれ黒以外の異なる色に着色され、それぞれのセ
ルが、その透明板を画像素子の表示面として同一面上に
隣接して並列配置され、それぞれのセルの上記電極の間
に、ＥＡ粒子を電気絶縁性媒体中に含有してなるＥＡ流
体が充填され、それぞれのセルに充填されたＥＡ流体中
の上記ＥＡ粒子がいずれも黒色に着色されてなり、かつ
それぞれのセルの基準電極と対向電極との間にそれぞれ
電界をオン／オフできる手段が設けられた大型カラー表
示装置を提供する。

【０００９】さらに上記の課題を解決するために本発明
者らは第２の大型表示装置として、画像素子が２以上の
セルの積層体からなり、この内の１個のセルが、一方の
面が透明板で他方の面が着色不透明板である対向する２
面を有する片透明セルであり、他のセルが、双方共が透
明板である対向する２面を有する両透明セルであり、上
記各セルの上記２面のいずれか一方の面の内側に透明な
基準電極が形成され他方の面の内側に透明な対向電極が
形成され、上記の両透明セルが上記片透明セルの透明板
上に積層されてこの画像素子が形成され、それぞれのセ
ルの上記電極の間に、ＥＡ粒子を電気絶縁性媒体中に含
有してなるＥＡ流体が充填され、この画像素子の表示面
となる透明板を有するセルに充填されたＥＡ流体中の上
記ＥＡ粒子が黒色に着色されてなり、他のセルの上記Ｅ
Ａ粒子および上記の着色不透明板がそれぞれ黒以外の異
なる色に着色されてなり、かつそれぞれのセルの基準電
極と対向電極との間にそれぞれ電界をオン／オフできる
手段が設けられた大型カラー表示装置を提供する。

【００１０】上記の第１の大型表示装置または第２の大
型表示装置において、それぞれのセルの基準電極が形成
された面には、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ていることが好ましい。

【００１１】上記のいずれの大型表示装置においても、
前記のＥＡ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。

【００１２】

【作用】ＥＡ流体は電界無印加の状態ではＥＡ粒子のラ
ンダム分散系であるから不透明であり、ＥＡ粒子の色が
反射色として見える。これに電界を印加すると、ＥＡ粒
子が電場方向に配列して鎖状体を形成するために、光は
この鎖状体と平行な方向に透過するようになる。従って
電界印加時にはＥＡ流体は透明になって着色不透明板の
色が反射色として見えるようになる。本発明の第１の大
型表示装置にあっては、着色不透明板の色が異なるセル
が並列されて画像素子が形成され、各セルには黒色のＥ
Ａ流体が含まれているのでこのＥＡ流体がシャッターと
なって、電界を印加したセルの着色不透明板の色のみが
見えるようになる。従ってその着色不透明板の色がこの
画像素子の表示色となる。本発明の第２の大型表示装置
にあっては最上層のセルに黒色のＥＡ流体が含まれてい
るのでこれがシャッターになり、最上層のセルに電界が
印加されたときにのみ、表示面から第２層目以降のセル
の色または着色不透明板の色が見えるようになる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を実施例によって詳しく説明す
る。 （実施例１）図１（ａ）（ｂ）は本発明の大型表示装置
の一実施例を示している。図１（ａ）に示すようにこの
大型表示装置は幅１０ｍ、高さ５ｍの表示面８を有し、
この表示面８上でカラー画像を経時的に変化させ、さま
ざまな情報や動画を連続的に表現することができるもの
である。またこの表示面８は夜間には照明９によって照
明されるようになっている。この表示面８は、その一部
Ａを拡大して図１（ｂ）の円Ａ内に示すように、正方形
の画像素子１がマトリクス状にタテ・ヨコに密着配列さ
れて形成されている。

【００１４】図２（ａ）（ｂ）は、本発明の大型表示装
置の第１の実施例における１個の画像素子を示す。図２
（ａ）はその平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の線Ｘ−
Ｘ’で切った断面図と回路図である。この画像素子１
は、４個の正方形のセル１０、２０、３０、４０の並列
体からなっている。これらのセルはいずれも概略同一の
構成を有するので、共通部分はセル１０についてのみ説
明する。

【００１５】セル１０は対向する２面１１ａ、１１ｂを
有し、その２面の一方の面１１ａが透明板で他方の面１
１ｂが着色不透明板である。このセルを「片透明セル」
という。このセルの２面１１ａ、１１ｂのいずれか一方
の面、例えば１１ａの内側には透明な基準電極１２ａが
形成され他方の面１１ｂの内側には透明な対向電極１２
ｂが形成されている。セル１０、２０、３０、４０はい
ずれも片透明セルであって、各セルの着色不透明板１１
ｂ、２１ｂ、３１ｂ、４１ｂは、それぞれ黒以外の異な
る色、例えば赤色、青色、黄色、白色に着色されてい
る。セル１０、２０、３０、４０は、透明板１１ａ、２
１ａ、３１ａ、４１ａを画像素子１の表示面として同一
面上に隣接して並列配置されている。

【００１６】セル１０に含まれるＥＡ流体１４は、電気
絶縁性媒体であるシリコーンオイル中にＥＡ粒子１３が
均一に分散されてなり、このＥＡ粒子１３は、図３に示
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３と、ＥＡ無機物である水酸化チタン
微粒子４および黒色顔料５を含む表層６とによって形成
された無機・有機複合粒子（１３）である。このＥＡ流
体１４の電界無印加時の色はＥＡ粒子１３の顔料の色に
よって黒色に見える。他のセル２０、３０、４０に含ま
れるＥＡ流体もＥＡ流体１４と実質的に同様の構成を有
し、電界無印加時の色はいずれも黒色である。

【００１７】セル１０の基準電極１２ａと対向電極１２
ｂからそれぞれ配線が引き出され、これらの電極が電界
をオン／オフするためのスイッチ１５と電源２に接続さ
れている。他のセル２０、３０、４０についても同様で
ある。

【００１８】この画像素子１は、以下のように作動す
る。いま、セル１０、２０、３０、４０の全てのスイッ
チをオフにしておくと、図２（ａ）に示すように、全て
のセルはＥＡ流体中の黒色のＥＡ粒子がランダムに分散
しているので黒色に見え、従ってこの画像素子１の表示
色は黒である。

【００１９】次に例えばセル１０のスイッチ１５のみを
オンにしたとする。このとき、セル１０中のＥＡ粒子１
３は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、電界によるＥＡ
効果によって電極１２ａ−１２ｂに垂直に配列して鎖状
体１６を形成する結果、ＥＡ流体１４中を光が透過し、
着色不透明板１１ｂの色、すなわち赤色が見えるように
なる。従ってこの画像素子１の表示色は赤になる。次に
セル１０のスイッチ１５をオフにし、セル２０のスイッ
チ２５をオンにすると、セル１０中のＥＡ粒子１３は元
のランダム分散状態に戻り、セル２０中のＥＡ粒子２３
が鎖状体を形成するから、セル２０のＥＡ流体２４中を
光が透過し、着色不透明板１１ｂの色、すなわち青色が
見えるようになる。従ってこの画像素子１の表示色は青
になる。同様にして、セル３０またはセル４０のスイッ
チをオンにして他をオフにすれば、画像素子１の表示色
はそれぞれ黄または白になる。

【００２０】この実施例の大型表示装置は、上記の画像
素子１が多数、縦横に配列されて構成されている。従っ
て上記の画像素子１の表示面の４分の１部が黒以外の色
に変化しても、観察距離に比して画像素子が十分に小さ
ければ、この画像素子全体がこの色に変色したと認めら
れる。また、この画像素子１の任意の２セルまたは３セ
ルを同時にオンにすれば、この画像素子１はそれらの混
合色に変化したと認められる。例えばセル１０（赤色）
とセル２０（青色）とを同時にオンにすれば、これを遠
くから観察したときは紫色に見える。またセル１０（赤
色）とセル４０（白色）とを同時にオンにすれば桃色に
見える。従って、これらの画像素子のそれぞれのスイッ
チをコンピュータ処理などによって制御すれば、色と画
像とを広範に変化させることができる反射型の大型表示
装置が得られる。

【００２１】この実施例において、画像素子を構成する
セルの形状、数、配列パターン、各セルの色、回路構成
などが上記のものに限定されないことは言うまでもな
い。例えば各セルが円形でそれぞれが円周で接するよう
に構成されていてもよく、またセルが長方形でその長辺
で接するように並列されて構成されていてもよい。それ
ぞれのセルの着色不透明板の色は、赤、青、黄、白が好
ましくはあるが、他の色の組み合せであってもよい。

【００２２】（実施例２）図５は、本発明の第２の大型
表示装置の一実施例における１個の画像素子を示す断面
図と回路図である。この画像素子７は、４個のセル５
０、６０、７０、８０の積層体からなっている。この内
の１個のセル５０は、一方が透明板５１ａで他方が着色
不透明板５１ｂである対向する２面を有する片透明セル
である。他のセル６０、７０、８０は、双方共が透明板
（例えばセル８０における８１ａ、８１ｂ）である対向
する２面を有する両透明セルである。この画像素子７
は、両透明セル６０、７０、８０が片透明セル５０の透
明板５１ａ上に積層されて形成されている。この実施例
では隣接する各セルの間の透明板は兼用されている。こ
れら各セル５０、６０、７０、８０の上記２面のいずれ
か一方の面、例えばセル５０における面５１ａの内側に
は透明な基準電極５２ａが形成され他方の面５１ｂの内
側には透明な対向電極５２ｂが形成さている。他のセル
についても同様である。

【００２３】各セル５０、６０、７０、８０の上記電極
の間には、それぞれＥＡ粒子５３、６３、７３、８３を
電気絶縁性媒体中に含有してなるＥＡ流体５４、６４、
７４、８４が充填されている。この内、画像素子７の表
示面となる透明板８１ａを有するセル８０に充填された
ＥＡ流体８４中のＥＡ粒子８３は黒色に着色され、他の
セル５０、６０、７０のＥＡ粒子５３、６３、７３およ
び上記の着色不透明板５１ｂは、それぞれ黒以外の異な
る色に着色されている。各セルの基準電極と対向電極
は、それぞれ独立に電界をオン／オフするスイッチ５
５、６５、７５、８５と電源２に接続されている。

【００２４】各セルに含まれるＥＡ流体５４、６４、７
４、８４は、実施例１の場合と同様に電気絶縁性媒体で
あるシリコーンオイル中にそれぞれＥＡ粒子５３、６
３、７３、８３が均一に分散されてなり、このそれぞれ
のＥＡ粒子は、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３と、ＥＡ無機物である水酸化チ
タン微粒子４および顔料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。ただしＥＡ粒子５３では
ＥＡ無機物である水酸化チタン自体が白色であるから他
の顔料を含まず、他のＥＡ粒子６３、７３、８３の表層
に含まれる顔料は、それぞれ青色、赤色、黒色である。
また着色不透明板５１ｂは黄色に着色されている。

【００２５】この画像素子７は、以下のように作動す
る。いま、画像素子７の表示面８１ａをなすセル８０の
スイッチ８５をオフにしておくと、他のスイッチのオン
／オフに係わらず、表示面はＥＡ粒子８３の色によって
黒色に見える。次に、例えば図６に示すように、スイッ
チ８５をオンにし、スイッチ７５をオフのままにしてお
くと、セル８０のＥＡ粒子８３は電界によるＥＡ効果に
よって電極８２ａ−８２ｂに垂直に配列して鎖状体８６
を形成する結果、ＥＡ流体８４中を光が透過し、セル７
０のＥＡ流体７４の色、すなわち赤色が見えるようにな
る。従ってこの画像素子７の表示色は赤になる。

【００２６】以下、同様にスイッチ８５およびスイッチ
７５をオンにし、スイッチ６５をオフにしておけばセル
８０とセル７０とが透明になるからセル６０の色すなわ
ち青色が見え、スイッチ８５、７５、６５をオンにし、
スイッチ５５をオフにしておけば白色が見え、全てのス
イッチをオンにすれば、全てのセルが透明になるから底
面をなす着色不透明板５１ｂの色、すなわち黄色が見え
るようになる。

【００２７】このように、この画像素子７はスイッチ５
５、６５、７５、８５のオン／オフ操作によって黒、
白、赤、青、黄の５色に変色表示することができる。こ
の実施例の大型表示装置は、観察距離に比して十分に小
さいサイズの画像素子７が多数、縦横に配列されて構成
されている。そこで、隣接する画像素子に異なる色を表
示すれば、大型表示面のこの部分はそれらの混合色とし
て認識される。従ってこれらの画像素子のそれぞれのス
イッチをコンピュータ処理などによって制御すれば、中
間色を含めた広範な色と画像とが表示できる反射型の大
型表示装置が得られる。この実施例において、画像素子
を構成するセルの形状、数、各セルおよび着色不透明板
の色、その重ね順、回路構成などが上に示したものに限
定されないことは言うまでもない。

【００２８】（実施例３）実施例３のカラー表示装置に
おける画像素子は、それぞれの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１個のセルについてのみ説明する。
図７は、この実施例における１個のセル９０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
９１ａには、櫛形の透明な基準電極９２ａおよびこれと
互いに隣接する透明な隣接電極９２ｃが、互いに入れ子
状に形成され、セルの他方の面９１ｂには全面に対向電
極９２ｂが形成されている。

【００２９】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９１ａ上に形成された隣接電極
９２ｃと他方の面９１ｂ上に形成された対向電極９２ｂ
とは、それぞれ切替えスイッチ９３のそれぞれの固定端
子９３ｃ、９３ｂに接続されている。切替えスイッチ９
３の可動端子９３ａは電源２の例えば（−）側に接続さ
れている。一方、透明面９１ａ上の基準電極９２ａは、
この電源２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９３を切り換えることによ
って基準電極９２ａと隣接電極９２ｃとの間、または基
準電極９２ａと対向電極９２ｂ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。

【００３０】この電気回路との組み合せによって、セル
９０は次のように作動する。まず、切替えスイッチ９３
を対向電極９２ｂ側に接続すると、基準電極９２ａと対
向電極９２ｂ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９１ａ
に垂直な鎖状体を形成し、従ってこのセル９０は透明に
なり、着色不透明板９１ｂの色が見える。

【００３１】次に切替えスイッチ９３を隣接電極９２ｃ
側に切り換えると、基準電極９２ａと隣接電極９２ｃと
の間に電界が印加される。このとき、ＥＡ流体は図８に
示すように、ＥＡ粒子９４が基準電極９２ａと隣接電極
９２ｃとの間に電界配列することによって、透明面９１
ａに平行な鎖状体９５が形成され、この鎖状体９５によ
って面が覆われるのでセルはＥＡ粒子９４の色によって
黒色不透明になる。

【００３２】実施例３の大型表示装置における画像素子
は、上記のセル９０の透明／不透明の変化が切替えスイ
ッチ９３の切替えに依存して直ちに行われるので、電界
応答性の良好な大型表示装置となる。

【００３３】実施例３に示した大型表示装置の画像素子
は実施例１の並列体の構成を有するものであるが、この
電極構成と回路構成は実施例２に示した積層体構成の画
像素子にも同様に適用することができる。実施例３にお
ける基準電極９２ａと隣接電極９２ｃおよび対向電極９
２ｂと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９２ａと隣接電極９２ｃのパターン
は、実施例３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。

【００３４】以下に、本発明の大型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３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、分散性の良好なＥＡ流体が得られる。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】ここで、好ましい電気半導体性無機物の例
としては、（１）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）などの金属酸化
物、（２）例えば水酸化チタン、水酸化ニオブなどの金
属水酸化物、（３）例えばＦｅＯ（ＯＨ）（ゲーサイ
ト）などの金属酸化水酸化物、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。

【００３８】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。

【００３９】（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。

【００４０】（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・１２Ｈ
₂Ｏ（Ｍは 二価の金属である）で表され、例えば二価の
金属ＭがＭｇ、ＣａまたはＮｉ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。

【００４１】（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。 （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。

【００４２】（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・２ Ｈ₂Ｏ、０．５Ｋ₂Ｏ
・ＴｉＯ₂・２Ｈ₂Ｏ、およびＫ₂Ｏ・２．５ＴｉＯ₂・２
Ｈ₂Ｏ などである。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。 （１１）ヘテロポリ酸塩。これらは一般式Ｈ₃ＡＥ₁₂Ｏ
₄₀・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、およびタングストリン酸
アンモニウムである。 （１２）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。Ｍ_b-pxaＡ［Ｅ（ＣＮ）₆］（Ｍはアルカリ
金属または水素イオン、Ａは亜鉛、銅、ニッケル、コバ
ルト、マンガン、カドミウム、鉄（ＩＩＩ）またはチタ
ンなどの重金属イオン、Ｅは鉄（ＩＩ）、鉄（ＩＩ
Ｉ）、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）。これらには例えば、Ｃｓ₂Ｚｎ［Ｆｅ（Ｃ
Ｎ）₆］およびＫ₂Ｃｏ［Ｆｅ（ＣＮ）₆］などの不溶性
フェロシアン化合物が含まれる。

【００４３】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。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Ｏ
Ｈ⁻であり、その場合Ｍ²は例えばＩ、Ｃｌ、ＳＣＮ、
ＮＯ₂、Ｂｒ、Ｆ、ＣＨ₃ＣＯＯ、ＳＯ₄またはＣｒＯ₄な
どや錯イオンなど、ＯＨ^-以外の陰イオン全般の内の任
意のものである。

【００４４】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、および多価金属の酸
性塩を用いることが特に好ましい。

【００４５】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。

【００４６】これらのＥＡ無機物は、１種類だけではな
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。

【００４７】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１０³ Ω^-1／ｃｍ〜１０^-11 Ω^-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１０³ Ω^-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^-11 Ω^-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。

【００４８】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粒子の安定分散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。

【００４９】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流体の色は主として
ＥＡ粒子の表層に依存するので、図３に示すように、Ｅ
Ａ粒子の表層が着色されていることが好ましい。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。このとき
ＥＡ無機物自体が所望の色に呈色しているものであれば
別途に顔料を用いる必要はない。

【００５０】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
調整材などを挙げることができる。

【００５１】ＥＡ粒子の比重は、電気絶縁性媒体中に安
定に分散させるには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、その比重を自
在に調整することができる。

【００５２】ＥＡ粒子の粒径および形状は特に限定され
るものではないが、粒径が０．１μｍ〜５００μｍ、特
に５μｍ〜２００μｍ程度の球体であることが好まし
い。粒径が０．１μｍ未満では光の反射性が低下し、透
明に見えるようになって不都合であるばかりでなく、一
定重量含むＥＡ流体の粘度が上昇し、電界のオン／オフ
変化に対する応答性が低下し、また気泡を巻き込み易く
なり好ましくない。５００μｍを越えると粒径が過大で
あるため電界のオン／オフに対応する応答が鈍くなり、
また分散安定性も低下する。このときのＥＡ無機物の粒
径は特に限定されるものではないが、好ましくは０．０
０５μｍ〜１００μｍであり、さらに好ましくは０．０
１μｍ〜１０μｍである。

【００５３】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。

【００５４】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顔料を上記
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。

【００５５】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。

【００５６】本発明に使用する無機・有機複合粒子の形
状は必ずしも球形であることを要しないが、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、またＥＡ流体の流動粘度
を低下させ、電界変化に対する応答性を高めるためにも
有利である。

【００５７】上記のような各種の方法、特に芯体と表層
と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し得る。従って本発
明の好ましいＥＡ流体にあっては、その表面を研磨した
無機・有機複合粒子が用いられる。

【００５８】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。

【００５９】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。これは該粒子自体を相互に気相において激しく衝
突させて研磨する方法であり、他の研磨材を必要とせ
ず、粒子表面から剥離した不活性物質を分級によって容
易に分離し得る点で好ましい方法である。上記のジェッ
ト気流攪拌においては、それに用いられる装置の種類、
攪拌速度、無機・有機複合粒子の材質などにより研磨条
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。

【００６０】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。

【００６１】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、弗素系油、またはシリコーン
系油やフルオロシリコーンオイルなど、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り、またそれらの混合物を使用す
ることもできる。

【００６２】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の範囲内が特に好まし
い。

【００６３】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好ましい。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。

【００６４】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。

【００６５】次に、このＥＡ流体の一般的な作動原理を
説明する。図９（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
ＥＡ流体が充填されている。図９（ａ）はスイッチＳｗ
が開放され、透明電極１０１ａ−１０１ｂに電界が印加
されていない状態を示す。この状態でＥＡ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不透明に見え
る。このときの色はＥＡ粒子１０３の色に一致する。

【００６６】次に図９（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。

【００６７】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３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が電極面に平行な鎖状体（図示せ
ず）を形成するので電気的に不透明に戻すことができ、
透明／不透明の変換が速やかに行われるので本発明の大
型表示装置における電界応答性が著しく改善される。

【００６８】透明電極１０１ａ−１０１ｂ間に印加する
電界強度は、ＥＡ粒子１０３の特性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。

【００６９】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１０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。

【００７０】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１１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
ＥＡ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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】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ＴｉＢａＯ
₄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
られる多種類の電気絶縁性媒体を利用することができ
る。

【００７５】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。

【００７６】（試験例１）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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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１２〜図１６に示す。

【００８０】図１２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１３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１４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。

【００８１】図１２〜図１４に示す結果から、試験した
粒子濃度において、０.２５ｋＶ／ｍｍ〜１.５ｋＶ／ｍ
ｍ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、本発明の大型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大型表示装置も本発
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と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。

【００８２】図１５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１６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。

【００８３】図１５、図１６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。

【００８４】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１７に示す。図１
７において、測定開始約１秒後に電界を印加した。

【００８５】図１７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。

【００８６】図１８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。

【００８７】図１８の両曲線の比較により明らかなよう
に、電界無印加時に波長の短い青色系の光を多く透過さ
せた青色系のＥＡ流体が、電界印加時に広い波長域で光
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。

【００８８】図１９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１９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。

【００８９】図２０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等であり、今回は黄色の顔料
を用いた。

【００９０】図２０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をそれぞれ示している。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。

【００９１】図２１は、図７に示した実施例３の画像素
子であって、一方の透明面９１ａに櫛形の透明な基準電
極９２ａおよびこれと互いに隣接する透明な隣接電極９
２ｃが互いに入れ子状に形成され、セルの他方の透明面
９１ｂに対向電極９２ｂ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９３を
切り換えたときの効果を示している。

【００９２】図２１の線は、いずれの電極にも電界を
印加しない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９３を操作
して基準電極９２ａ−対向電極９２ｂ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９３を切り換えて、基準電極９２
ａ−隣接電極９２ｃ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。

【００９３】図２１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９２ａ−対向電極９２ｂの間に電界を印加したこと
によって、ＥＡ粒子が透明面９１ａ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９２ａ−隣接電極９２ｃ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。

【００９４】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。

【００９５】

【表１】

【表２】

【００９６】表１と表２に示す結果から、本発明に係る
大型表示装置を用いて画像制御を行う場合、４００〜１
１００ｎｍ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。

【００９７】

【発明の効果】本発明の第１の大型カラー表示装置は、
画像素子が２以上のセルの並列体からなり、この各セル
の非表示面である着色不透明面がそれぞれ黒以外の異な
る色に着色され、双方の透明電極間に介在するＥＡ流体
中のＥＡ粒子が黒色であるので、電極間に電界が印加さ
れたセルのみが黒以外の色を現し、これによって色およ
び画像を変化させ得る反射型の大型カラー表示装置が得
られる。

【００９８】本発明の第２の大型カラー表示装置は、画
像素子が２以上のセルの積層体からなり、表示面をなす
セルに含まれるＥＡ流体中のＥＡ粒子が黒色であり、下
層のセルに含まれるＥＡ流体中のＥＡ粒子の色および最
下層のセルの着色不透明板の色がそれぞれ黒以外の異な
る色に着色されているので、表層面のセルの電極間に電
界を印加し、更に他のセルの電極間に電界を適宜オン／
オフすることによって画像素子が黒以外の色を現し、こ
れによって色および画像を変化させ得る反射型の大型カ
ラー表示装置が得られる。

【００９９】本発明の第３の大型カラー表示装置は、セ
ルの一方の面に基準電極と隣接電極とが形成され、これ
らの電極間または基準電極−対向電極間に電界を切替え
て印加する手段が設けられているので、この切替えによ
ってＥＡ流体は直ちに透明−不透明の変換を行い、電界
応答性の良好な反射型の大型カラー表示装置が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）本発明の大型表示装置の一実施例を示
す正面図と、（ｂ）図１（ａ）のＡ部分を拡大した正面
図。

【図２】 （ａ）本発明の第１の実施例における画像素
子の平面図と、（ｂ）図２（ａ）の線ｘ−ｘ’で切った
断面図および回路図。

【図３】 図２の実施例に用いたＥＡ流体に含まれるＥ
Ａ粒子の断面図。

【図４】 （ａ）図２の実施例における一実施態様を示
す平面図と、（ｂ）図４（ａ）の線ｘ−ｘ’で切った断
面図および回路図。

【図５】 本発明の第２の実施例における画像素子の断
面図と回路図。

【図６】 図５の実施例における一実施態様を示す断面
図と回路図。

【図７】 本発明の第３の実施例における画像素子のセ
ルの電極構成を示す展開図と回路図。

【図８】 図７に示す実施例における一作動態様を示す
断面図。

【図９】 本発明に用いられるＥＡ流体の、（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１０】 本発明に用いられる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１１】 図１０に示す挙動が起こる原理を説明する
ための断面図。

【図１２】 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過光の
光量変化を示すグラフ。

【図１３】 本発明に用いられるＥＡ流体について、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過光の
光量変化を示すグラフ。

【図１４】 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過光
の光量変化を示すグラフ。

【図１５】 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過光
の光量変化を示すグラフ。

【図１６】 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過光
の光量変化を示すグラフ。

【図１７】 本発明の一実施例におけるセルの電界応答
性の測定例を示すグラフ。

【図１８】 本発明の一実施例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１９】 本発明の一実施例に用いる電気絶縁性媒体
の透過光スペクトルを示すグラフ。

【図２０】 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２１】 実施例３の装置において、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】

１…画像素子、１０，２０，３０，４０…セル、１１
ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ…透明板、１１ｂ，２１
ｂ，３１ｂ，４１ｂ…着色不透明板、１２ａ，１２ｂ，
２２ａ，２２ｂ…透明電極、１３，２３…ＥＡ粒子、１
４、２４…ＥＡ流体、３…芯体、４…ＥＡ無機物、５…
顔料、６…表層。

───────────────────────────────────────────────────── 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 (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像素子が２以上のセルの並列体からな
   り、それぞれのセルが、一方の面が透明板で他方の面が
   着色不透明板である対向する２面を有しかつこの２面の
   いずれか一方の面の内側に透明な基準電極が形成され他
   方の面の内側に透明な対向電極が形成されてなり、上記
   の各セルの着色不透明板がそれぞれ黒以外の異なる色に
   着色され、それぞれのセルが、その透明板を画像素子の
   表示面として同一面上に隣接して並列配置され、 それぞれのセルの上記電極の間に、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が充填され、それぞれのセルに充
   填された電気感応型光機能性流体組成物中の上記固体粒
   子がいずれも黒色に着色されてなり、かつそれぞれのセ
   ルの基準電極と対向電極との間にそれぞれ電界をオン／
   オフできる手段が設けられた大型カラー表示装置。
2. 【請求項２】 画像素子が２以上のセルの積層体からな
   り、この内の１個のセルが、一方の面が透明板で他方の
   面が着色不透明板である対向する２面を有する片透明セ
   ルであり、他のセルが、双方共が透明板である対向する
   ２面を有する両透明セルであり、上記各セルの上記２面
   のいずれか一方の面の内側に透明な基準電極が形成され
   他方の面の内側に透明な対向電極が形成され、上記の両
   透明セルが片透明セルの透明板上に積層されてこの画像
   素子が形成され、 それぞれのセルの上記電極の間に、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が充填され、この画像素子の表示
   面となる透明板を有するセルに充填された電気感応型光
   機能性流体組成物中の上記固体粒子が黒色に着色されて
   なり、他のセルの上記固体粒子および上記の着色不透明
   板がそれぞれ黒以外の異なる色に着色されてなり、かつ
   それぞれのセルの基準電極と対向電極との間にそれぞれ
   電界をオン／オフできる手段が設けられた大型カラー表
   示装置。
3. 【請求項３】 それぞれの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または請求項２に記載の大型
   カラー表示装置。
4. 【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項に記載の大型カラー表
   示装置。