JPH087391Y2

JPH087391Y2 - 粒子分散型表示素子

Info

Publication number: JPH087391Y2
Application number: JP2401390U
Authority: JP
Inventors: 直樹中村; 和夫戸島; 有光臼杵; 成人龍田; 美治広瀬
Original assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 1990-03-09
Filing date: 1990-03-09
Publication date: 1996-03-04
Anticipated expiration: 2005-03-09
Also published as: JPH03114821U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、粒子分散型表示素子に関する。

［従来の技術］従来の表示素子として例えば特開昭46−4464号公報が
提案されている。

この表示素子は、間隔を隔てて互いに対向する透明基
板と、該透明基板の互いに対向する表面にそれぞれ形成
された透明電極と、前記透明基板により形成されたセル
空間に封入された分散媒およびこの分散媒中にランダム
状に分散された偏光性物質よりなる。

ところで前記セル中に封入された偏光性物質は、前記
対向する透明電極に電圧が印加されないとき、ブラウン
運動しランダムな状態に保持され分散媒に懸濁している
ため、入射光（可視光線の一部）を吸収し、遮断するこ
とができるので表示素子が暗く色づいて見える。

また、偏光性物質は、前記一対の透明電極に電圧が印
加されたとき、透明基板に対して垂直方向（印加方向）
に配向して並び、その間を入射光（可視光線の一部）が
透過することができるので表示素子が明るく透明に見え
る。

このような表示素子は、例えば自動車のフロントガラ
スやリヤガラスにサンシェードとして組み込み、遮光と
採光とを可変とすることが考えられる。

［考案が解決しようとする課題］しかし前記特開昭46−4464号公報に記載された粒子分
散型表示素子は、透明基板の全面において電界強度を切
換えることによって光の透過率を換えることができる
が、前記透明基板の全面での色調が同時に同じものにな
るので、光の透過率を変化させたいわゆるボカシ表示が
できない。

本考案は、上記従来の粒子分散型表示素子の問題点を
解決したものであって、透明基板上に表示される光の透
過率を変化させたいわゆるボカシ表示をすることが可能
な粒子分散型表示素子を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本考案の粒子分散型表示素子は、間隔を隔てて互いに
対向する透明基板と、該透明基板の互いに対向する表面にそれぞれ形成され
た透明電極と、該透明電極と接して該透明基板の間に挟持され分散媒
と該分散媒中に分散された偏光性物質からなる調光素子
胞を含む透明樹脂層とよりなり、前記調光素子胞は、前記透明樹脂層内に所定の粗密の
密度分布をもって分布していることを特徴とする。

該透明基板は、ガラス基板であっても樹脂基板であっ
てもよい。また、この透明基板は透光性を有するもので
あれば少々着色してあってもよい。また、透明基板は、
例えば自動車のフロントガラスやリヤガラスの形状を備
えたものを用いることができる。

対向する透明電極は、それぞれの透明基板の互いに対
向する表面に直接形成したITO（インジウム−チン−オ
キサイド）、二酸化錫等の透明導電性材料を用いること
ができる。また対向する透明電極は、それぞれの透明基
板の表面に他の材料を介して間接的に形成したもの、す
なわち、前記表面に近接した位置に配設されたシート状
のポリビニルブチラール（PVB）、ポリブチルアセテー
ト（PBA）、ポリエチレンテレフタレート（PET）に一体
的に形成したものを用いることができる。

透明樹脂層は、例えばポリビニルブチラール等の透明
樹脂により形成された厚さ0.2〜1.0mmのシート状のもの
や板状のものが使用できる。また透明樹脂層を形成する
透明樹脂材料は、透明基板間に介在されその破損を防止
する中間樹脂層と異なる材料や同じ材料を用いることが
できる。透明樹脂層は、透明電極を形成した一対の基板
間に直接挟持したり、前記一対の基板間に前記中間樹脂
層を介在した状態で挟持することができる。透明樹脂層
は、その層中に後で述べる調光素子胞を0.5〜10wt％程
度の範囲で所定の密度分布で含み、かつ一体的に保持す
るとともに、対向する透明電極間に、例えば一対の透明
基板に挟持される。

調光素子胞は、分散媒と偏光性物質とをマイクロカプ
セルに封じ込めたものを透明樹脂層中に分散させたもの
や、分散媒と偏光性物質とを前記透明樹脂層中に直接、
液滴となして封じ込めたものを使用することができる。
調光素子胞は、透明樹脂層内に所定の粗密の密度分布を
もって含まれるとともに、直径が10〜100μｍのものが
例えば最も粗となる部分では約１個／10³mm³程度の密度
で存在し、最も密となる部分では約10⁶個／10³mm³程度
の密度で存在する。そして前記両部分間では、調光素子
胞の密度が連続して変化した密度勾配（約10⁶:1）をも
つものとすることができる。密度勾配は、ボカシ程度に
応じて種々設定することができる。調光素子胞の直径
は、前記透明樹脂層に保持されて対向する透明基板に覆
われる際、この透明基板との接触による損傷を防ぐため
前記透明樹脂層の厚みよりも小さいことが好ましい。

調光素子胞の密度分布は、目的に応じて種々設定する
ことができる。例えば調光素子胞の透明樹脂層への封入
密度（量）を、透明基板に沿う方向でその一端側より他
端側に連続的に異なるように設定した密度分布とするこ
とによって、光の透過量を前記分布密度に対応させるこ
とができ、かつ粒子分散型表示素子をサンシェードとし
て用いる場合のようにボカシ表示させることができる。
また、粒子分散型表示素子をディスプレイとして用いる
場合のように文字、記号や図形等を透明基板上に濃淡表
示できるように封入密度（量）を断続的に異にしてもよ
い。また調光素子胞を透明樹脂層内に所定の粗密の密度
に分布する手段には、例えば沈降法のような手段が用い
られる。

また調光素子胞の密度分布は、粗の部分と密の部分と
の比率を種々設定することができる。

分散媒は、例えば液状フタル酸エステルを単独で用い
ることができる。また、液状フタル酸エステルは、界面
活性剤と酸化防止剤とのうち、いずれか一方あるいは両
方を組合せて用いることが好ましい。

フタル酸エステルは、蒸気圧が低く、かつ偏光性物質
に対して不活性なもので、ガラス合せ工程時に受ける高
温に対して変質しないものである。フタル酸エステルと
して具体的にはフタル酸ジオクチル、フタル酸ジデシ
ル、フタル酸ジドデシル、フタル酸ジトリデシルが好ま
しい。より好ましくは、混合溶媒としてデカン、ウンデ
カン、ドデカン、トリデカン、テトラデカンを加えると
よい。その場合は任意であるが、フタル酸エステルの方
を過剰にした方がよい。

この理由としては偏光性物質が高温で溶解して、分解
するのを防ぐ役割をするからである。

界面活性剤としては、エステル系溶媒に可溶でかつ偏
光性物質に対して不活性なものが用いられる。界面活性
剤として具体的にはソルビタン脂肪酸エステル、グリセ
リン脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エ
ステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルを用いる
ことが好ましい。

この理由として偏光性物質が高温で凝集するのを防ぐ
役割をするからである。

酸化防止剤としては、エステル系溶媒に可溶でかつ偏
光性物質に不活性であるものが用いられる。酸化防止剤
として具体的にはゴム用の酸化防止剤であるジフェニル
アミン誘導体やフェノール誘導体を用いることが好まし
い。これらは高温で酸化劣化を引き起す開始点を捕捉
し、劣化の進行をおさえる役目をする。ただし使用条件
によっては界面活性剤と酸化防止剤とのいずれも、ある
いは一方のみを添加しないこともある。

偏光性物質は、調光素子胞の単位毎に前記分散媒中に
分散され使用される針状、板状等の結晶粒子で、例えば
ジヒドロシンコニジン硫酸塩の過ヨウ化物が使用でき
る。この偏光性物質は、透明基板に形成されている透明
電極への電圧の印加および解除により配向したりランダ
ム状になるのを可能にしている。すなわち透明電極に電
圧が印加されると偏光性物質が透明基板に対して垂直方
向に配向して入射光（可視光線の一部）を透過させる。
そしてこの粒子分散型表示素子が透明になり明るくな
る。透明電極への電圧の印加を止めると、偏光性物質は
ランダム状に分散し入射光（可視光線の一部）が吸収さ
れ調光素子は暗くなる。

［作用］本考案の粒子分散型表示素子によれば、分散媒と、分
散媒中に分散された偏光性物質からなる調光素子胞は、
透明樹脂層内に所定の粗密の密度分布をもって分布して
いる。そして前記調光素子胞を含む前記透明樹脂層が対
向する透明電極間に設けられ、対向する透明基板間に挟
持されている。

ここにおいて、透明電極に電圧を印加しないときは、
偏光性物質がブラウン運動により任意の方向を向いてい
るため、入射光は偏光性物質により吸収ないし散乱され
て、表示素子は遮光状態となり、偏光性物質の色彩が濃
淡に表示され、かつ前記調光素子胞の粗密の密度分布に
応じたボカシ表示をすることができる。

そして一対の透明電極に電圧を印加すると、偏光性物
質が電界方向に配列し、ボカシ表示が解消されて明るく
なる。

［実施例］本実施例の粒子分散型表示素子Ａ（以下、表示素子と
称す）は、斜視として示す第５図のように自動車のフロ
ントガラスＢのサンシェードとして用いられる。

この表示素子Ａは、断面として示す第１図のように、
互いに所定間隔を隔てて配設された第１透明基板１及び
第２透明基板２と、互いに対向する前記第１透明基板１
の内側表面10及び第２透明基板２の内側表面20に形成さ
れた第１透明電極３及び第２透明電極４と、前記第１透
明電極３及び第２透明電極４と接するとともに前記第１
透明基板１及び第２透明基板２の間に挟持された透明樹
脂層５と、前記樹脂層５内に所定の粗密の密度分布をも
って分布している調光素子胞６と、スペーサ７及びシー
ル部材８と、よりなる。

第１透明基板１及び第２透明基板２は、自動車のフロ
ントガラスＢを形成する厚さ1.1mmの透明なソーダ石灰
ガラス板（旭硝子製）からなる。

また、前記第１透明基板１及び第２透明基板２におい
て、フロントガラスＢのサンシェードが形成される位
置、すなわち後で述べるマイクロカプセル６が分散され
る部分の内側表面10及び20には、それぞれ透明な第１透
明電極３及び第２透明電極４が形成されている。これら
両透明電極３及び４は、第１透明基板１及び第２透明基
板２の内側表面10及び20に真空蒸着により形成された厚
さ300ÅのITOよりなり、前記第１透明基板１の内側表面
10側より第２透明基板２の内側表面20側への光の透過方
向に対してほぼ垂直な面状となっている、いわゆる面状
電極と称される。なお、第１透明電極３及び第２透明電
極４には、互いに対向する面の上端部に印加電圧を伝達
するための図略の導電性テープが接着されている。また
この導電性テープは、後で述べる透明樹脂層５を挟持し
た第１透明基板１、第２透明基板２の端部間に介在及び
充填された絶縁性のスペーサ７及び絶縁性のシール部材
８により固定保持されている。

透明樹脂層５は、ポリビニルブチラールよりなる透明
樹脂製であり、また接着用中間層として前記第１透明基
板１及び第２透明基板２の間に挟持され保持されてい
る。そしてこの透明樹脂層５には、調光素子胞としての
マイクロカプセル６が公知手法により粗密の密度分布状
態に、分布されている。すなわち、透明樹脂層５に含ま
れるマイクロカプセル６量は、第１図及び第２図に示す
ようにセルの上方位置A1と、セルの下方位置A2とで異な
るものとなっており、かつセルの上方位置A1では10⁶個
／10³mm³程度、セルの下方位置A2では１個／10³mm³程度
となっており、両位置間では、上方へ至るに従って連続
して増加するとともにマイクロカプセル６の密度勾配が
形成されている。

前記マイクロカプセル６は、ポリエステル製の約0.00
1mmの薄膜よりなる直径約0.01mmの中空の球状体で、そ
の内部にはジトリデシルフタレートを主としｎ−ドデカ
ンを添加した分散媒60と、この分散媒60中に分散され主
としてジヒドロシンコニジン硫酸塩の過ヨウ化物の針状
結晶よりなる偏光性物質61とが封入されている。そし
て、この透明樹脂層５は、第１透明電極３を形成した第
１透明基板１と、第２透明電極４を形成した第２透明基
板２間に封入される。なお、このとき第１透明電極３及
び第２透明電極４の互いに対向する面の上端部に図略の
導電性テープが接着され、第１透明基板１及び第２透明
基板２の端部間に厚さ100μｍのポリエステルフィルム
（東レ製）よりなるスペーサ７が介在されるとともに、
その外周部にエポキシ系接着剤が塗布されてシール部材
８が形成される。このようにして第１図に示される表示
素子Ａが作製された。

実施例の表示素子Ａは、第１図に示される第１透明電
極３及び第２透明電極４とに電圧が印加されないとき、
カプセル６内の分散媒60中の偏光性物質61は第２図に示
されるようにランダムに分散しており、入射光Ｒ（可視
光線の一部）は偏光性物質61に吸収される。このため表
示素子Ａは透明な青色に表示され、かつ、入射光Ｒの透
過光量を減少させサンシェードとして役立つ。この場
合、セルの上方位置A1と下方位置A2との間における透過
率（％）は、第６図に示す直線ａのようになり、ボカシ
表示がなされる。

そしてこの表示素子Ａは、サンシェードとしての機能
を解除すべく第１透明電極層３及び第２透明電極層４に
AC50Vの電圧を印加したところ、青色透明から無色透明
へ素早く変色し、可逆的な応答を示し、かつ偏光性物質
61は、第４図に示されるように印加の方向へ配向し、入
射光Ｒ（可視光線の一部）を透過させた。

［効果］本考案の粒子分散型表示素子によれば、分散媒と、分
散媒中に分散された配向状態で光を透過させ、ランダム
状態で光を吸収（遮断）させる偏光性物質からなる調光
素子胞は、一対の透明電極と接して一対の透明基板の間
に挟持された透明樹脂層内に、所定の粗密の密度分布を
もって分布しているため、表示素子において、表示部と
なる一対の透明基板上に調光素子胞の密度分布に応じて
変化する光の透過率の表示ができ、いわゆるボカシ表示
が可能となる。また、電圧印加によってボカシ表示を解
消できる。そして、意匠性及び視認性が向上するととも
に、ディスプレイや、車両のサンシェードとして広い範
囲に役立つ。

また本考案の粒子分散型表示素子では、分散媒と、こ
の分散媒中に分散された偏光性物質とからなる調光素子
胞が第１、第２透明基板間に挟持された透明樹脂層に含
まれているので破損しにくく、また一部が破損した場合
であっても、各調光素子胞毎にサスペンションを備えて
いるので、その一定量が保持でき、粒子分散型表示素子
としての機能が損われることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の実施例の粒子分散型表示素子におい
て電圧が印加されない状態であり、偏光性物質が不配向
状態（ランダムな状態）を示す縦断面である。第２図
は、第１図におけるマイクロカプセルを拡大して示す拡
大縦断面図である。第３図は、第１図における粒子分散
型表示素子に電圧を印加し偏光性物質の配向した状態を
示す縦断面図である。第４図は、第３図におけるマイク
ロカプセルを拡大して示す拡大縦断面図である。第５図
は、第１図における粒子分散型表示素子を、自動車のフ
ロントガラスにサンシェードとして用いた使用例を示す
斜視図である。第６図は、実施例の粒子分散型表示素子
における表示部の位置と、光の透過率（％）との関係を
示す説明図である。１…第１透明基板、２…第２透明基板３…第１透明電極４…第２透明電極５…透明樹脂層６…調光素子胞としてのマイクロカプセル 60…分散媒 61…偏光性物質

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者臼杵有光愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)考案者龍田成人愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (72)考案者広瀬美治愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番地の１株式会社豊田中央研究所内 (56)参考文献特開昭63−137211（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−144893（ＪＰ，Ａ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】間隔を隔てて互いに対向する透明基板と、該透明基板の互いに対向する表面にそれぞれ形成された
透明電極と、該透明電極と接して該透明基板の間に挟持され分散媒と
該分散媒中に分散された偏光性物質からなる調光素子胞
を含む透明樹脂層とよりなり、前記調光素子胞は前記透明樹脂層内に所定の粗密の密度
分布をもって分布していることを特徴とする粒子分散型
表示素子。