JP2009282248A - 情報表示用パネルの製造装置および製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】不良品の発生を抑制して、歩留りの向上を図った情報表示用パネルの製造装置を提供する。
【解決手段】少なくとも一方が透明な２枚の基板間に隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、該セル内に粒子ＰＡ群からなる表示媒体を封入し、当該表示媒体を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルの製造装置３０であって、基板１が載置される載置台３２を内部に配備してある粒子充填槽３１と、前記粒子充填槽３１内に前記粒子群を散布するノズル４０とを備えており、前記ノズルの先端部４０ＦＲに、当該ノズルから吐出される前記粒子群の凝集体を粉砕する粉砕手段４３を設けてある。凝集体を確実に粉砕しながら均一化した粒子群の充填を行うことができるので、不良品の発生を抑制して、歩留りの向上を図った情報表示用パネルの製造装置を提供できる。
【選択図】図６

Description

本発明は、少なくとも一方が透明な２枚の基板間に隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、このセル内に粒子群からなる表示媒体を封入し、この表示媒体を移動させて画像等の情報を表示するようにした情報表示用パネルに係る製造装置、及び製造方法に関する。

情報表示装置として液晶表示装置（ＬＣＤ）が広く普及している。しかし、一般に液晶表示装置は電力消費量が大きく、視野角が狭いなどの欠点があることが知られていた。そこで、液晶表示装置に代わるものとして、少なくとも一方が透明な２枚の基板間に隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、このセル内に粒子群からなる表示媒体を封入して、表示媒体を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルの提案がある。このような情報表示用パネルを作製する際には、先ず基板（例えばガラス基板）上にセルを構成するための隔壁（例えば格子状隔壁）を形成する。次に、隔壁によって仕切られた基板上の複数のセル内に表示媒体とする粒子群を充填し封入して情報表示用パネルを製造する。

上記のような情報表示用パネルの製造装置としては、例えば特許文献１で開示する製造装置（図６を参照）などがある。この製造装置は粒子群を貯留したフィーダを備えており、このフィーダに接続したノズルがチャンバ内の上方に設置されている。そして、フィーダに加圧した搬送用気体が供給されており、この気体に粒子群を混合しながらノズルから吐出（噴射）してチャンバの所定位置に載置した基板のセル内に表示媒体となる粒子群を充填して粒子充填工程を行うようにしている。
特開２００５−２５８２４０号公報

上記のような従来の情報表示用パネルの製造装置では、粒子群を貯留したフィーダからチャンバ内で粒子群を吐出するノズルまでの間を配管で結ばれている。そして、このような配管には、他の構成との関係など設計上の理由から、適宜に湾曲されるのでコーナー部などが流路の途中に形成されることなる。
ところが、上記のような状況で粒子充填工程を継続して行っていると、コーナー部などに粒子群が次第に堆積するので、これが凝集して大きくなる（以下、このように凝集した粒子の集合体を「凝集体」と称す）。このように配管内に発生した凝集体が不規則に剥離してノズルから吐出されと、基板上に落下してしまうことになる。これにより、粒子群の充填状態が不均一となったり、粒子充填を終了した基板が不良品（ＮＧ品）となったりして、歩留まりが低下するという問題を生じてしまう。

本発明は、上述した従来技術の課題を解決して、ノズルから吐出される凝集体を破砕することにより不良品の発生を抑制して、歩留りの向上を図った情報表示用パネルの製造装置を提供することを主な目的とする。

上記目的は、少なくとも一方が透明な２枚の基板間に隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、該セル内に粒子群からなる表示媒体を封入し、当該表示媒体を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルの製造装置であって、前記基板が載置される載置台を内部に配備してある粒子充填槽と、前記粒子充填槽内に前記粒子群を散布するノズルとを備えており、前記ノズルの先端部に、当該ノズルから吐出される前記粒子群の凝集体を粉砕する粉砕手段を設けてある情報表示用パネルの製造装置によって達成できる。

また、前記粉砕手段は、前記ノズルの先端近傍に外側から加圧した搬送気体を吹き付ける構造を含むものとすることができる。

また、前記ノズルが、第１の流体と第２の流体とを個別の流路で搬送するよう形成してある２流体ノズル（以下、２パスノズルと称す）であって、前記２パスノズルが、前記粉砕手段として、前記粒子群を含む前記第１の流体が吐出される位置に、搬送気体による第２の流体を合流させて両流体を混合させる構造を含むものでもよい。

さらに、上記目的は、少なくとも一方が透明な２枚の基板間に隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、該セル内に粒子群からなる表示媒体を封入し、当該表示媒体を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルの製造方法であって、前記粒子群を前記セル内に充填する粒子充填工程を行う際に、ノズルから吐出された前記粒子群による第１の流体に対して、搬送気体による第２の流体を前記ノズルの先端近傍で合流させて両流体を混合しながら前記セル内に粒子群を充填する情報表示用パネルの製造方法によっても達成できる。

本発明によれば、仮に、ノズルから凝集体が吐出されるような状況になったとしても、ノズルの先端部に凝集体を粉砕する粉砕手段が設けてあるので、凝集体を確実に粉砕しながら均一化した粒子群の充填を行うことができる。よって、本発明によれば、凝集体による不良品の発生を抑制して、歩留りの向上を図った情報表示用パネルの製造装置を提供できる。

以下、本発明に係る一実施形態の情報表示用パネルの製造装置を、図面に基づき詳細に説明する。ここでは、本発明の理解を容易とするため、先ず情報表示用パネルの製造装置によって製造される、一例の帯電粒子移動方式の情報表示用パネルについて、その概略構成を説明する。

情報表示用パネルは、対向する２枚の基板間の空間に封入した帯電性粒子を含んだ粒子群として構成した表示媒体に電界が付与される。付与された電界方向に沿って、表示媒体が電界による力やクーロン力などによって引き寄せられ、表示媒体が電界方向の変化によって移動することにより、画像等の情報表示がなされる。従って、表示媒体が、均一に移動し、かつ、繰り返し表示情報を書き換える時、或いは表示情報を継続して表示する時の安定性を維持できるように、情報表示用パネルを設計する必要がある。ここで、表示媒体を構成する粒子にかかる力は、粒子同士のクーロン力により引き付けあう力の他に、電極や基板との電気鏡像力、分子間力、液架橋力、重力などが考えられる。

本発明によって製造可能な帯電粒子移動方式の情報表示用パネルの例を、図１（ａ）、（ｂ）〜図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。

図１（ａ）、（ｂ）に示す例は、少なくとも光学的反射率および帯電性を有する粒子を含んだ粒子群として構成される互いに光学的反射率および帯電特性が異なる少なくとも２種類の表示媒体（ここでは負電極性白色粒子３Ｗａを含む粒子群として構成した白色表示媒体３Ｗと正電極性黒色粒子３Ｂａを含んだ粒子群として構成した黒色表示媒体３Ｂを示す）を、隔壁４で形成された各セルにおいて、基板１に設けた電極５（画素電極）と基板２に設けた電極６（画素電極）との間に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板１、２と垂直に移動させる。そして、図１（ａ）に示すように白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色ドット表示、あるいは、図１（ｂ）に示すように黒色表示媒体３Ｂを観察者に視認させて黒色ドット表示をすることができる。
なお、図１（ａ）、（ｂ）においては、手前にある隔壁は省略している。各電極５、６は、基板１、２の外側に設けても、基板の内側に設けても、基板内部に埋め込むように設けてもよい。

また、図２（ａ）、（ｂ）に示す例では、少なくとも光学的反射率および帯電性を有する粒子を含んだ粒子群として構成される互いに光学的反射率および帯電特性が異なる少なくとも２種類の表示媒体（ここでは負電極性白色粒子３Ｗａを含む粒子群として構成した白色表示媒体３Ｗと正電極性黒色粒子３Ｂａを含んだ粒子群として構成した黒色表示媒体３Ｂを示す）を、隔壁４で形成された各セルにおいて、基板１に設けた電極５（ライン電極）と基板２に設けた電極６（ライン電極）とが対向直交交差に形成する画素電極対の間に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板１、２と垂直に移動させる。そして、図２（ａ）に示すように白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色ドット表示を行うか、あるいは、図２（ｂ）に示すように黒色表示媒体３Ｂを観察者に視認させて黒色ドット表示を行っている。
なお、図２（ａ）、（ｂ）において、手前にある隔壁は省略している。各電極５、６は、基板１、２の外側に設けても、基板の内側に設けても、基板内部に埋め込むように設けてもよい。

また、図３（ａ）、（ｂ）に示す例では、３個のセルで表示単位（１ドット）を構成するカラー表示の例を示している。図３（ａ）、（ｂ）に示す例では、表示媒体としてはセル２１−１〜２１−３の全てに負帯電性の白色表示媒体３Ｗと正帯電性の黒色表示媒体３Ｂとを充填してある。第１のセル２１−１の観察者側に赤色カラーフィルター２２Ｒを設け、第２のセル２１−２の観察者側に緑色カラーフィルター２２Ｇを設け、第３のセル２１−３の観察者側に青色カラーフィルター２２Ｂを設けてある。これら第１のセル２１−１、第２のセル２１−２および第３のセル２１−３の３個のセルで表示単位（１ドット）を構成している。
本例では、カラー表示を行う際には、第１セル２１−１〜第３のセル２１−３のいずれかを白色ドット表示にすると共に他を黒色ドット表示にして赤色、緑色、青色の表示を行う。そして、図３（ａ）に示すように、観察者側に、第１セル２１−１〜第３のセル２１−３の全てにおいて白色表示媒体３Ｗを移動することで、観察者に対し白色ドット表示を行う。さらに、図３（ｂ）に示すように、観察者側に、第１セル２１−１〜第３のセル２１−３の全てにおいて黒色表示媒体３Ｂを移動することで、観察者に対し黒色ドット表示を行っている。なお、この図３（ａ）、（ｂ）に例示の構成でも、手前にある隔壁は省略している。各セル内での表示媒体の移動を適宜に行って多色カラー表示を行うことができる。

図４（ａ）、（ｂ）に示す例は、少なくとも光学的反射率および帯電性を有する粒子を含んだ粒子群として構成される１種類の表示媒体（ここでは負電極性白色粒子３Ｗａを含む粒子群として構成した白色表示媒体３Ｗを示す）を、隔壁４で形成された各セルにおいて、基板１に設けた電極５と黒色電極６との間に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板１、２と平行方向に移動させる。そして、図４（ａ）に示すように、白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色ドット表示を行うか、あるいは、図４（ｂ）に示すように、黒色電極６の色を観察者に視認させて黒色ドット表示を行っている。なお、図４（ａ）、（ｂ）で示す例でも手前にある隔壁は省略している。

更に、図５（ａ）〜（ｄ）に示す例は、まず、図５（ａ）、（ｃ）に示すように、少なくとも光学的反射率および帯電性を有する粒子を含んだ粒子群として構成される互いに光学的反射率および帯電特性が異なる少なくとも２種類の表示媒体（ここでは負電極性白色粒子３Ｗａを含む粒子群として構成した白色表示媒体３Ｗと正電極性黒色粒子３Ｂａを含んだ粒子群として構成した黒色表示媒体３Ｂを示す）を、隔壁４で形成された各セルにおいて、基板１の外側に設けた外部電界形成手段７と基板２の外側に設けた外部電界形成手段８との間に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板１、２と垂直に移動させる。そして、図５（ｂ）に示すように白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色ドット表示を行うか、あるいは、図５（ｄ）に示すように黒色表示媒体３Ｂを観察者に視認させて黒色ドット表示を行っている。なお、図５（ａ）〜（ｄ）で示す例でも手前にある隔壁は省略している。また、基板１の内側には導電部材９を設けるとともに、基板２の内側には導電部材１０を設けている。これら導電部材は設けなくてもよい。

次に、上記で説明した情報表示用パネルを製造する際の粒子充填工程で、好適に採用できる情報表示用パネルの製造装置について詳述する。
図６は、本発明の実施形態に係る情報表示用パネルの製造装置３０の側断面図である。この情報表示用パネルの製造装置３０は、前述した透明の基板１が載置される載置台（ステージ）３２を内部に配備してある粒子充填槽（チャンバ）３１を備えている。更に、この粒子充填槽３１内には粒子群を散布するノズル４０が配備されている。このノズル４０は、従来の製造装置の場合と同様に基板１の上方に、粒子群を吐出させる先端部４０ＦＲを下向きにして配置されている。

図６では、円ＣＲで囲んで示すノズルの先端部４０ＦＲ周辺の断面拡大図を上に示してある。ここでは粒子貯留装置（フィーダ）の図示は省略してあるが、この拡大図によりノズル４０の先端部４０ＦＲに設けた新規な流路構造を確認できる。この拡大図で示している内容をより具体的に説明すると、ノズル４０の先端部４０ＦＲには、粒子群を含んだ第１の流体ＦＦの流路となる第１の配管４１、および、この第１の配管４１から吐出された直後の第１の流体ＦＦに、搬送気体としての第２の流体ＳＦが外側から合流するように流路となる第２の配管４３が配設してある。

上記のような構造を備えることにより、第１の配管４１から吐出された粒子群の流れ（すなわち、第１の流体ＦＦ）の中に、仮に粒子ＰＡが凝集して集合した凝集体ＡＧが含まれていても、第２の配管４３によって誘導された第２の流体ＳＦが合流したときに衝撃を与えながら撹拌できるので凝集体ＡＧを粉砕できる。このようにノズル４０の先端部には、粉砕手段として機能する配管構造が配備してあるので、凝集体ＡＧを粉砕して粒子ＰＡが均一に分散した本来の状態にしてから粒子群を吐出できる。
図６に示す情報表示用パネルの製造装置によると、上記のように粒子群をノズル４０の先端部４０ＦＲから凝集体ＡＧを含まない均一な粒子群を吐出させながら粒子充填槽３１内で粒子充填を行えるので、不良品の発生を抑制して歩留りの向上を図ることができる。

なお、この図６では、粒子充填槽３１内の載置台３２上に下側の基板１が載置されている状態を図示している。そして、この基板１上に、スペーサ３４がセットされている。スペーサ３４は基板１上に形成する隔壁４（前記図１など参照）の高さと、情報表示用パネル１個分の切欠空間ＳＰが設定されている。この図６では、図示を省略しているが、この空間ＳＰ内に隔壁により形成された微細なセルが多数存在している。

更に、図６の例示では、スペーサ３４上に少なくとも表面を導電性にした導電性マスク３５が配備されている。この導電性マスク３５は情報表示用パネルを多数個同時に取り出す（多個取り、と称す）ためのもので、情報表示用パネル１個分に対応した開口３５ＣＡが複数（例えば、６個）形成してある。なお、導電性マスク３５を基板１に設けた透明電極と重ねて等電位とするのが好ましい。このような導電性マスク３５を採用すると電気的な外乱の影響も抑制して、更に確実に粒子群をセル内に均一充填することができる。

上記基板１としては、ガラス基板、樹脂シート基板、樹脂フィルム基板等の基板を用いることができる。基板１を表示面側（観察側）に用いる場合には、基板１は透明基板とする。この基板１には、所定の電圧および極性（正・負）を有する電圧を印加するための電極（図１などで説明した、個別またはライン電極５）が配設されている。図６で示す粒子充填工程が完了すると、スペーサ３４及び導電性マスク３５を外して、上側の基板２がセットされて情報表示用パネルの積層構造が完成する。このように製造された情報表示用パネルを構成する表裏２枚の基板１、２の表面には、マトリックス状電極対を形成するための画素電極またはライン電極が形成されており、電流を流したときに、表示媒体（粒子群）に電界をかけることで移動させることにより所望の表示を行う前述の構造を実現している。

ところで、図６の拡大図で例示している構造は、好ましい一構成例を示したものである。ノズル４０の先端近傍に外側から加圧した搬送気体を噴き付けることにより、先端から吐出された凝集体ＡＧに合流による衝撃を与えてながら撹拌することで粉砕する構造（粉砕手段）がノズルの先端部に設けられていればよい。このような粉砕手段をノズル４０の先端部に一体に配備しておくことで構造を簡素化できる。また、加圧する搬送気体はポンプ等により発生させるように設計しておけば、これを発生させる圧力を適宜に調整することで凝集体ＡＧを確実に破砕できる。

ただし、実施形態に係る製造装置は簡易、かつ、より低コストにて製造できることが好ましい。このような観点から上記ノズル４０として２パスノズルを採用することが好適である。２パスノズルは第１の流体と第２の流体とを個別の流路で搬送するよう形成してある既存のノズルであり、用途に応じて種々のものが提供されている。既存の２パスノズルを用いて本発明における粉砕手段の部分の構成を実現すれば、コストを押さえつつ簡単な構造で実施形態に係る製造装置を実現できる。このような２パスノズルとしては、図６の拡大図で示したように第１の流路および第２の流路の外側で両流体が混合される外部混合型のものを採用するのが望ましい。
すなわち、粒子群を含む前記第１の流体が吐出される位置（ノズルの先端部）に、搬送気体による第２の流体を合流させて両流体を混合させることにより、第１の流体に含まれる可能のある凝集体を粉砕する構造（粉砕手段）を含むような２パスノズルを選択すればよい。

なお、外部混合型の２パスノズルについては、中央の第１の配管側を第１の流体（粒子群を含む流体）をポンプなどで加圧して外側の第２の配管に第２の流体（搬送気体）の流れを誘導する方式（圧力方式）を採用してもよい。また、これと逆に外側の第２の配管に第２の流体（搬送気体）をポンプなどで加圧して中央の第１の配管側を第１の流体（粒子群を含む流体）の流れを誘導する方式（サイフォン方式）を採用してもよい。粒子群と共に第１の流体を構成する搬送気体や、第２の流体として窒素ガスを採用することができる。

図７は、比較例として示した従来型の情報表示用パネルの製造装置１００の側断面図である。この情報表示用パネルの製造装置１００も、前述した透明の基板１が載置される載置台（ステージ）１０２を内部に配備してある粒子充填槽（チャンバ）１０１を備えている。基板１上に、スペーサ１０４やこの上に導電性マスク１０５が配備されている。ここまでの構成は図６で示した実施例装置と同様である。
この比較例の製造装置１００は粒子充填槽１０１の上部に従来型のノズル１４０が配置されている。この図７でも円ＣＲで囲んで示すノズルの先端部１４０ＦＲ周辺の断面拡大図を上に示してある。

この製造装置１００では、図７の拡大図で示すように、配管１４１から凝集体ＡＧが吐出されてもこれに対処する手段がないので、基板1上に落下する。これにより粒子群の充填状態が不均一となったり、粒子充填を終了した基板が不良品となり歩留まりが低下していた。

下記の表は、図６の情報表示用パネルの製造装置３０により所定量（例えば１００枚）の基板に粒子群を連続して充填した場合を実施例１、図７の従来装置により実施例１と同じ所定量の基板に粒子群を連続に充填した場合を比較例とした結果である。なお、実施例１ではノズル４０として株式会社アトマックス社製の外部混合型ノズル（ＡＭ２５型ノズル）を採用した。また、基板１に設けた電極と導電性マスク３５を重ねて等電位としている。

この表に示すように、比較例では粒子群を充填する枚数が一定数量以上になるとノズルの先端から落下する凝集体の影響を受けて、一定割合（数％程度）で不良品が発生した。これに対して実施例１では不良品の発生が無かった。そして、＋（プラス）帯電粒子および−（マイナス）帯電粒子のどちらを充填する場合でも、同様の効果が確認された。
以上のように、本発明に係る情報表示用パネルの製造装置によると、不良品の発生を抑制して歩留りを向上させることができる。

上記のように、図６で示す情報表示用パネルの製造装置３０内では、情報表示用パネルの製造に際して粒子を充填する工程が実行される。ここでは、粒子群を基板１に形成してあるセル内に充填する粒子充填工程を行う際に、ノズルから吐出された前記粒子群による第１の流体に対して、搬送気体による第２の流体を前記ノズルの先端近傍で合流させて両流体を混合しながら前記セル内に粒子群を充填するようにしているので、前述したように不良品の発生を抑制して歩留りを向上させることができる。

以下では、更に、本発明の対象となる情報表示用パネルを構成する各部材について説明する。

前述した基板としては、少なくとも一方の基板はパネル外側から表示媒体の色が確認できる透明基板であり、可視光の透過率が高くかつ耐熱性の良い材料が好適である。もう一方の基板となる背面基板は透明でも不透明でもかまわない。基板材料を例示すると、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルサルフィン（ＰＥＳ）、アクリル等の有機高分子系基板や、ガラスシート、石英シート、金属シート等を用い、表示面側にはこのうち透明なものを用いる。基板の厚みは、２〜２０００μｍが好ましく、さらに５〜１０００μｍが好適であり、薄すぎると、強度、基板間の間隔均一性を保ちにくくなり、２０００μｍより厚いと、薄型情報表示用パネルとする場合に不都合となる。

必要に応じて、上記基板に設ける電極の形成材料としては、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等の金属類や酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛アルミニウム（ＡＺＯ）、酸化インジウム、導電性酸化錫、アンチモン錫酸化物（ＡＴＯ）、導電性酸化亜鉛等の導電金属酸化物類、ポリアニリン、ポリピローラ、ポリチオフェンなどの導電性高分子類を例示でき、これらを適宜に選択して用いることができる。電極の形成方法としては、上記例示の材料をスパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ（化学蒸着）法、塗布法等で薄膜状にパターニング形成する方法や、金属箔をラミネートする方法（例えば圧延銅箔法）や、導電剤を溶媒や合成樹脂バインダーに混合して塗布してパターニング形成する方法を用いることができる。
視認側（表示面側）基板に設ける電極は透明である必要があるが、背面側基板に設ける電極は透明である必要がない。いずれの場合もパターン形成可能である導電性である上記材料を好適に用いることができる。なお、電極厚みは、導電性が確保でき光透過性に支障がなければ良く、０．０１〜１０μｍ、好ましくは０．０５〜５μｍが好適である。背面側基板に設ける電極の材質や厚みなどは上述した表示面側基板に設ける電極と同様であるが、透明である必要はない。

基板に設ける隔壁については、その形状は表示にかかわる表示媒体の種類や、配置する電極の形状、配置により適宜最適設定され、一概には限定されないが、隔壁の幅は２〜１００μｍ、好ましくは３〜５０μｍである。隔壁の高さは、基板間ギャップ以内で、基板用ギャップ確保用部分は基板間ギャップと同じに、それ以外のセル形成用部分は基板間ギャップと同じか、それよりも低くすることができる。また、隔壁を形成するにあたり、対向する両基板１、２の各々にリブを形成した後に接合する両リブ法、片側の基板上にのみリブを形成する片リブ法が考えられる。この発明では、いずれの方法も好適に用いられる。隔壁の高さは、通常、基板間距離に合わせるが、部分的に基板間距離よりも低くすることもできる。
これらのリブからなる隔壁により形成されるセルは、図８に示すごとく、基板平面方向からみて四角状、三角状、ライン状、円形状、六角状が例示され、配置としては格子状やハニカム状や網目状が例示される。表示面側から見える隔壁断面部分に相当する部分（セルの枠部の面積）はできるだけ小さくした方がよく、表示状態の鮮明さを増すことができる。
ここで、隔壁の形成方法を例示すると、金型転写法、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、フォトリソ法、アディティブ法が挙げられる。いずれの方法もこの発明の情報表示装置に搭載する情報表示用パネルに好適に用いることができるが、これらのうち、レジストフィルムを用いるフォトリソ法や金型転写法を好適に用いられる。

次に、本発明の装置あるいは方法により製造される一例である帯電粒子移動方式の情報表示用パネルにおいて、表示媒体とする粒子群を構成する光学的反射率と帯電性とを有する粒子（以下、表示媒体用粒子ともいう）について説明する。表示媒体用粒子は、そのまま該表示媒体用粒子だけで構成して表示媒体としたり、その他の粒子と合わせて構成して表示媒体としたりして用いられる。
表示媒体用粒子には、その主成分となる樹脂に、必要に応じて、荷電制御剤、着色剤、無機添加剤等を含めることができる。更に、以下で樹脂、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤を例示する。

表示媒体用粒子の主成分となる樹脂の例としては、ウレタン樹脂、ウレア樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、アクリルフッ素樹脂、シリコーン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリスチレン樹脂、スチレンアクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ブチラール樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられ、２種以上混合することもできる。特に、基板との付着力を制御する観点から、アクリルウレタン樹脂、アクリルシリコーン樹脂、アクリルフッ素樹脂、アクリルウレタンシリコーン樹脂、アクリルウレタンフッ素樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂が好適である。

荷電制御剤としては、特に制限はないが、負荷電制御剤としては例えば、サリチル酸金属錯体、含金属アゾ染料、含金属（金属イオンや金属原子を含む）の油溶性染料、４級アンモニウム塩系化合物、カリックスアレン化合物、含ホウ素化合物（ベンジル酸ホウ素錯体）、ニトロイミダゾール誘導体等が挙げられる。正荷電制御剤としては例えば、ニグロシン染料、トリフェニルメタン系化合物、４級アンモニウム塩系化合物、ポリアミン樹脂、イミダゾール誘導体等が挙げられる。その他、超微粒子シリカ、超微粒子酸化チタン、超微粒子アルミナ等の金属酸化物、ピリジン等の含窒素環状化合物及びその誘導体や塩、各種有機顔料、フッ素、塩素、窒素等を含んだ樹脂等も荷電制御剤として用いることもできる。

着色剤としては、以下に例示するような、有機または無機の各種、各色の顔料、染料が使用可能である。黒色着色剤としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭等がある。青色着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣ等がある。赤色着色剤としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２等がある。

また、黄色着色剤としては、黄鉛、亜鉛黄、カドミウムイエロー、黄色酸化鉄、ミネラルファーストイエロー、ニッケルチタンイエロー、ネーブルイエロー、ナフトールイエローＳ、ハンザイエローＧ、ハンザイエロー１０Ｇ、ベンジジンイエローＧ、ベンジジンイエローＧＲ、キノリンイエローレーキ、パーマネントイエローＮＣＧ、タートラジンレーキ、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２等がある。緑色着色剤としては、クロムグリーン、酸化クロム、ピグメントグリーンＢ、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン７、マラカイトグリーンレーキ、ファイナルイエローグリーンＧ等がある。橙色着色剤としては、赤色黄鉛、モリブデンオレンジ、パーマネントオレンジＧＴＲ、ピラゾロンオレンジ、バルカンオレンジ、インダンスレンブリリアントオレンジＲＫ、ベンジジンオレンジＧ、インダンスレンブリリアントオレンジＧＫ、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ３１等がある。紫色着色剤としては、マンガン紫、ファーストバイオレットＢ、メチルバイオレットレーキ等がある。白色着色剤としては、亜鉛華、酸化チタン、アンチモン白、硫化亜鉛等がある。

体質顔料としては、バライト粉、炭酸バリウム、クレー、シリカ、ホワイトカーボン、タルク、アルミナホワイト等がある。また、塩基性、酸性、分散、直接染料等の各種染料として、ニグロシン、メチレンブルー、ローズベンガル、キノリンイエロー、ウルトラマリンブルー等がある。

無機系添加剤の例としては、酸化チタン、亜鉛華、硫化亜鉛、酸化アンチモン、炭酸カルシウム、鉛白、タルク、シリカ、ケイ酸カルシウム、アルミナホワイト、カドミウムイエロー、カドミウムレッド、カドミウムオレンジ、チタンイエロー、紺青、群青、コバルトブルー、コバルトグリーン、コバルトバイオレット、酸化鉄、カーボンブラック、マンガンフェライトブラック、コバルトフェライトブラック、銅粉、アルミニウム粉などが挙げられる。
これらの顔料および無機系添加剤は、単独であるいは複数組み合わせて用いることができる。このうち特に黒色顔料としてカーボンブラックが、白色顔料として酸化チタンが好ましい。上記着色剤を配合して所望の色の表示媒体用粒子を作製できる。

また、表示媒体用粒子は平均粒子径ｄ（0.5）が、１〜２０μｍの範囲であり、均一で揃っていることが好ましい。平均粒子径ｄ（0.5）がこの範囲より大きいと表示上の鮮明さに欠け、この範囲より小さいと粒子同士の凝集力が大きくなり過ぎるために表示媒体としての移動に支障をきたすようになる。

さらに本発明では、各表示媒体用粒子の粒子径分布に関して、下記式に示される粒子径分布Spanを５未満、好ましくは３未満とするのが望ましい。
Span＝（ｄ(0.9)−ｄ(0.1)）／ｄ(0.5)
（但し、ｄ(0.5)は粒子の50％がこれより大きく、50％がこれより小さいという粒子径をμｍで表した数値、ｄ(0.1)はこれ以下の粒子の比率が10％である粒子径をμｍで表した数値、ｄ(0.9)はこれ以下の粒子が90％である粒子径をμｍで表した数値である。）
Spanを５以下の範囲に納めることにより、各粒子のサイズが揃い、均一な表示媒体としての移動が可能となる。

さらにまた、使用した表示媒体用粒子の内、最大径を有する表示媒体用粒子のd(0.5)に対する最小径を有する表示媒体用粒子のd(0.5)の比を１０以下とすることが肝要である。たとえ粒子径分布Spanを小さくしたとしても、互いに帯電特性の異なる表示媒体用粒子が互いに反対方向に動くので、互いの粒子サイズを同程度にして、互いの表示媒体用粒子が反対方向に容易に移動できるようにするのが好適であり、それがこの範囲となる。

なお、上記の粒子径分布および粒子径は、レーザー回折／散乱法などから求めることができる。測定対象となる粒子にレーザー光を照射すると空間的に回折／散乱光の光強度分布パターンが生じ、この光強度パターンは粒子径と対応関係があることから、粒子径および粒子径分布が測定できる。
ここで、本発明における粒子径および粒子径分布は、体積基準分布から得られたものである。具体的には、Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)測定機を用いて、窒素気流中に粒子を投入し、付属の解析ソフト（Ｍｉｅ理論を用いた体積基準分布を基本としたソフト）にて、粒子径および粒子径分布の測定を行うことができる。

さらに、表示媒体用粒子で構成する表示媒体を気体中空間で駆動させる乾式の情報表示用パネルでは、基板間の表示媒体を取り巻く空隙部分の気体の管理が重要であり、表示安定性向上に寄与する。具体的には、空隙部分の気体の湿度について、２５℃における相対湿度を６０％ＲＨ以下、好ましくは５０％ＲＨ以下とすることが重要である。
この空隙部分とは、上記図１（ａ）、（ｂ）〜図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）〜（ｄ）において、対向する基板１、基板２に挟まれる部分から、電極５、６（電極を基板の内側に設けた場合）、表示媒体３の占有部分、隔壁４の占有部分、情報表示用パネルのシール部分を除いた、いわゆる表示媒体が接する気体部分を指すものとする。空隙部分の気体は、先に述べた湿度領域であれば、その種類は問わないが、乾燥空気、乾燥窒素、乾燥アルゴン、乾燥ヘリウム、乾燥二酸化炭素、乾燥メタンなどが好適である。この気体は、その湿度が保持されるように情報表示用パネルに封入することが必要であり、例えば、表示媒体の充填、情報表示用パネルの組み立てなどを所定湿度環境下にて行い、さらに、外からの湿度侵入を防ぐシール材、シール方法を施すことが肝要である。

本発明の対象となる情報表示用パネルにおける基板と基板との間隔は、表示媒体が移動できて、コントラストを維持できればよいが、通常１０〜５００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍに、帯電粒子移動方式の情報表示用パネルでは１０〜１００μｍ、好ましくは１０〜５０μｍに調整される。
対向する基板間の気体中空間における表示媒体の体積占有率は５〜７０％が好ましく、さらに好ましくは５〜６０％である。なお、７０％を超える場合には表示媒体の移動に支障をきたし、５％未満の場合にはコントラストが不明確となり易い。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

本発明に係る情報表示用パネルの製造装置、あるいは製造方法により製造される情報表示用パネルは、ノートパソコン、電子手帳、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）と呼ばれる携帯型情報機器、携帯電話、ハンディターミナル等のモバイル機器の表示部、電子書籍、電子新聞、電子マニュアル（電子取扱説明書）等の電子ペーパー、看板、ポスター、黒板やホワイトボード等の掲示板、電子卓上計算機、家電製品、自動車用品等の表示部、ポイントカード、ＩＣカード等のカード表示部、電子広告、情報ボード、電子ＰＯＰ（Point Of Presence、Point Of Purchase advertising）、電子値札、電子棚札、電子楽譜、ＲＦ−ＩＤ機器の表示部のほか、ＰＯＳ端末、カーナビゲーション装置、時計など様々な電子機器の表示部に好適に用いられる。他に、リライタブルペーパーとしても好適に用いられる。
なお、本発明に係る情報表示用パネルの駆動方式については、パネル自体にスイッチング素子を用いない単純マトリックス駆動方式やスタティック駆動方式、また、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）で代表される三端子スイッチング素子あるいは薄膜ダイオード（ＴＦＤ）で代表される二端子スイッチング素子を用いたアクティブマトリックス駆動方式や、外部電界形成手段を用いた外部電界駆動方式など、種々のタイプの駆動方式が適用できる。

（ａ）、（ｂ）は本発明の対象となる情報表示用パネルの原理的構成を説明するために示した図である。 （ａ）、（ｂ）は本発明の対象となる情報表示用パネルの他の原理的構成を説明するために示した図である。 （ａ）、（ｂ）は本発明の対象となる情報表示用パネルの他の原理的構成を説明するために示した図である。 （ａ）、（ｂ）は本発明の対象となる情報表示用パネルの他の原理的構成を説明するために示した図である。 （ａ）〜（ｄ）は本発明の対象となる情報表示用パネルの他の原理的構成を説明するために示した図である。 本発明の実施形態に係る情報表示用パネルの製造装置の側断面図である。 比較例として示す従来の情報表示用パネルの製造装置の側断面図である。 本発明の対象となる情報表示用パネルにおける隔壁の形状の一例を示す図である。

符号の説明

１、２ 基板
３ 表示媒体（粒子群）
３０ 情報表示用パネルの製造装置
３１ 粒子充填槽
３２ 載置台
４０ ノズル
４０ＦＲ ノズルの先端部
４１ 第１の配管（流路）
４３ 第２の配管（流路）
ＦＦ 第１の流体
ＳＦ 第２の流体
ＡＧ 凝集体

Claims (4)

1. 少なくとも一方が透明な２枚の基板間に隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、該セル内に粒子群からなる表示媒体を封入し、当該表示媒体を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルの製造装置であって、
   前記基板が載置される載置台を内部に配備してある粒子充填槽と、前記粒子充填槽内に前記粒子群を散布するノズルとを備えており、
   前記ノズルの先端部に、当該ノズルから吐出される前記粒子群の凝集体を粉砕する粉砕手段を設けてある、ことを特徴とする情報表示用パネルの製造装置。
2. 前記粉砕手段は、前記ノズルの先端近傍に外側から加圧した搬送気体を吹き付ける構造を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の情報表示用パネルの製造装置。
3. 前記ノズルが、第１の流体と第２の流体とを個別の流路で搬送するよう形成してある２流体ノズルであって、
   前記２流体ノズルが、前記粉砕手段として、前記粒子群を含む前記第１の流体が吐出される位置に、搬送気体による第２の流体を合流させて両流体を混合させる構造を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の情報表示用パネルの製造装置。
4. 少なくとも一方が透明な２枚の基板間に隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、該セル内に粒子群からなる表示媒体を封入し、当該表示媒体を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルの製造方法であって、
   前記粒子群を前記セル内に充填する粒子充填工程を行う際に、ノズルから吐出された前記粒子群による第１の流体に対して、搬送気体による第２の流体を前記ノズルの先端近傍で合流させて両流体を混合しながら前記セル内に粒子群を充填する、ことを特徴とする情報表示用パネルの製造方法。

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