JP2005258245A - 画像表示用パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂基板であっても、良好なハンドリング性能を得ることができ、精度の高い重ね合わせが可能な画像表示用パネルの製造方法を提供する。
【解決手段】少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、粒子群または粉流体を封入し、粒子群または粉流体に電界を与えて、粒子または粉流体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルであって、２枚の基板の何れか一方または両方が樹脂基板１１からなる画像表示用パネルの製造方法において、微粘着性を有する物質からなる微粘着層１２を介して、裏打ち基板１３に樹脂基板１１を貼り合わせた複合基板１４の状態でパネルの製造を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、粒子群または粉流体を封入し、粒子群または粉流体に電界を与えて、粒子または粉流体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルであって、２枚の基板の何れか一方または両方が樹脂基板からなる画像表示用パネルの製造方法に関するものである。

従来より、液晶（ＬＣＤ）に代わる画像表示装置として、電気泳動方式、エレクトロクロミック方式、サーマル方式、２色粒子回転方式等の技術を用いた画像表示装置が提案されている。

これら従来技術は、ＬＣＤと比較すると、通常の印刷物に近い広い視野角が得られる、消費電力が小さい、メモリー機能を有している等のメリットがあることから、次世代の安価な画像表示装置に使用可能な技術として考えられており、携帯端末用画像表示、電子ペーパー等への展開が期待されている。特に最近では、分散粒子と着色溶液から成る分散液をマイクロカプセル化し、これを対向する基板間に配置して成る電気泳動方式が提案され、期待が寄せられている。

しかしながら、電気泳動方式では、液中を粒子が泳動するために液の粘性抵抗により応答速度が遅くなるという問題がある。さらに、低比重の溶液中に酸化チタン等の高比重の粒子を分散させているため沈降しやすくなっており、分散状態の安定性維持が難しく、画像繰り返し安定性に欠けるという問題を抱えている。また、マイクロカプセル化にしても、セルサイズをマイクロカプセルレベルにして、見かけ上、上述した欠点が現れにくくしているだけであって、本質的な問題は何ら解決されていない。

一方、溶液中での挙動を利用する電気泳動方式に対し、溶液を使わず、導電性粒子と電荷輸送層とを基板の一部に組み入れる方式も提案され始めている（例えば、非特許文献１参照）。しかし、電荷輸送層、さらには電荷発生層を配置するために構造が複雑化するとともに、導電性粒子に電荷を一定に注入することは難しいため、安定性に欠けるという問題もある。

上述した種々の問題を解決するための一方法として、前面基板及び背面基板の間に、隔壁により互いに隔離されたセルを形成し、セル内に粒子群あるいは粉流体を封入し、粒子群あるいは粉流体に電界を与え、クーロン力等により粒子あるいは粉流体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルを備える画像表示装置が知られている。
趙 国来、外３名、"新しいトナーディスプレイデバイス（Ｉ）"、１９９９年７月２１日、日本画像学会年次大会（通算８３回）"Japan Hardcopy’99"論文集、p.249-252

上述した画像表示装置に用いる画像表示用パネルにあっては、樹脂製の樹脂基板を使用することで、ガラス基板の場合と比較して軽量で堅牢である利点を有しているが、画像表示用パネルを製造するにあたり、基板そのものが柔軟であるため、ハンドリング性が悪く、基板の精度の高い重ね合わせが難しい問題があった。

本発明の目的は上述した問題点を解消して、樹脂基板であっても、良好なハンドリング性能を得ることができ、精度の高い重ね合わせが可能な画像表示用パネルの製造方法を提供しようとするものである。

本発明の画像表示用パネルの製造方法は、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、粒子群または粉流体を封入し、粒子群または粉流体に電界を与えて、粒子または粉流体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルであって、２枚の基板の何れか一方または両方が樹脂基板からなる画像表示用パネルの製造方法において、微粘着性を有する物質からなる微粘着層を介して、裏打ち基板に樹脂基板を貼り合わせた複合基板の状態でパネルの製造を行うことを特徴とするものである。

本発明の画像表示用パネルの製造方法の好適例としては、微粘着層を構成する微粘着性を有する物質の貯蔵せん断弾性率が０．５ＭＰａ以下であること、微粘着層の厚さが１００μｍ以上２０００μｍ以下であること、裏打ち基板の厚さが０．４ｍｍ以上１ｍｍ以下であること、微粘着層を構成する微粘着性を有する物質が１２０℃以上の耐熱性を有すること、微粘着層を構成する微粘着性を有する物質がシリコンゴムであること、裏打ち基板の裏打ちする側の面の表面が樹脂基板の裏打ち面よりも微粘着層が剥がれやすいこと、及び、樹脂基板に設けられたアライメントマークの確認ができるように、樹脂基板に設けられたアライメントマーク部と重なる、微粘着層及び裏打ち基板の部分を除去するか、あるいは、透明にしたこと、がある。

本発明によれば、微粘着性を有する物質からなる微粘着層を介して、裏打ち基板に樹脂基板を貼り合わせた複合基板の状態でパネルの製造を行うことで、樹脂基板であっても、良好なハンドリング性能を得ることができ、精度の高い重ね合わせが可能な画像表示用パネルの製造方法を得ることができる。

まず、本発明の製造方法の対象となる画像表示用パネルの基本的な構成について説明する。本発明の製造方法の対象となる画像表示用パネルでは、対向する２枚の基板間に封入した粒子群または粉流体に電界が付与される。付与された電界方向にそって、高電位側に向かっては低電位に帯電した粒子群または粉流体がクーロン力などによって引き寄せられ、また、低電位側に向かっては高電位に帯電した粒子群または粉流体がクーロン力などによって引き寄せられ、それら粒子群または粉流体が電位の切替による電界方向の変化によって往復運動することにより、画像表示がなされる。従って、粒子群または粉流体が、均一に移動し、かつ、繰り返し時あるいは保存時の安定性を維持できるように、画像表示用パネルを設計する必要がある。ここで、粒子または粉流体にかかる力は、粒子または粉流体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影像力、分子間力、液架橋力、重力などが考えられる。

次に、上述した画像表示用パネルの基本的な構成における画像表示動作について説明する。本発明で用いる画像表示用パネルは、一例として２種の色の異なる粒子３（図１参照、ここでは白色粒子３Ｗと黒色粒子３Ｂを示す）を基板１、２と垂直方向に移動させることによる表示方式に用いるパネルと、１種の色の粒子３Ｗ（図２参照）を基板１、２と平行方向に移動させることによる表示方式を用いるパネルとのいずれへも適用できる。表示のためのパネル構造例を図３に示す。なお、図１〜図３において、４はセルを形成するために設ける隔壁、５、６は粒子３に電界を与えるため必要に応じて設けられる電極である。以上の説明は、白色粒子３Ｗは白色粉流体に、黒色粒子３Ｂを黒色粉流体に、それぞれ置き換えた場合も同様に適用することが出来る。

以下、本発明の特徴となる画像表示用パネルの製造方法について詳細に説明する。
図４（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの製造方法の一例を説明するための図であり、図４（ａ）はその上面図を示し、図４（ｂ）はその正面図を示している。本発明の特徴は、樹脂基板に対する電極、隔壁の形成、樹脂基板に対する粒子群または粉流体の充填、基板の貼り合わせ等の各製造工程において、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、樹脂基板１１を、微粘着性を有する物質からなる微粘着層１２を介して、裏打ち基板１３に樹脂基板１１を貼り合わせた複合基板１４の状態でハンドリングする点にある。図４（ａ）、（ｂ）に示す例では、１枚の樹脂基板１１から９枚のパネル１５を製造する例を示している。また、図１〜図３に示す基板１、２のいずれか一方が樹脂基板１１であれば、他の一方がガラス基板であっても本発明を適用することができる。

本発明において、樹脂基板１１と裏打ち基板１３との間に微粘着性物質からなる微粘着層１２を設けるのは、樹脂基板１１と裏打ち基板１３との熱膨張率が大きく異なるため、単純に両基板を貼り合わせただけでは基板に熱をかける工程で貼り合わせた基板が反る問題、工程終了後の裏打ち基板１３の剥離が難しい問題、等を解決するためである。

ここで、微粘着層１２を構成する微粘着性を有する物質の貯蔵せん断弾性率は０．５ＭＰａ以下であることが好ましい。せん断弾性率が０．５ＭＰａを超える材料では、工程でかける例えば温度１２０℃で反りが生じる場合があるためである。また、微粘着層１２の厚さは１００μｍ以上２０００μｍ以下であることが好ましい。厚みが１００μｍ未満では熱膨張差を吸収できず、１２０℃で反りが発生する場合がある。一方、厚みが２０００μｍを超えるても大きな問題はないが、基板が重くなり取り扱いが難しくなるためである。さらに、微粘着層１２を構成する微粘着性を有する物質が１２０℃以上の耐熱性を有することが好ましい。ここでの耐熱性は繰り返し使用するときの耐熱性を意味し、工程で１２０℃の温度がかかるのでこの程度の耐熱性がないと使用できない場合があるためである。以上のように、耐熱性、材料特性の観点から、微粘着層１２を構成する微粘着性を有する物質としてシリコンゴムを使用することが好ましい。

また、裏打ち基板１３としてはガラス基板もしくは金属基板を使用することができる。さらに、裏打ち基板１３の厚みは特に限定しないが、０．４ｍｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましい。裏打ち基板１３が金属であると厚さが０．４ｍｍ未満ではこしがなくなり、ガラス基板と同様の扱いが困難になる場合がある。一方、１ｍｍ以上でも特に問題はないが、重量が重くなりハンドリングが悪くなるためである。

さらに、裏打ち基板１３の微粘着層１２を裏打ちする側の面の表面が樹脂基板１１の裏打ち面よりも微粘着層１２が剥がれやすいことが好ましい。作った樹脂基板１１を引っ張って剥がすというハンドリングはできないので、先に裏打ち基板１３を剥がす必要があるためである。一例として、裏打ち基板１３の表面粗度を上げて微粘着層１２との密着力を低減することで、先に樹脂基板１１と微粘着層１２を剥がし、微粘着層１２を樹脂基板１１から引っ張るように剥がすことができる。

さらにまた、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、樹脂基板１１に設けられたアライメントマーク２１の確認ができるように、樹脂基板１１に設けられたアライメントマーク部２２と重なる、微粘着層１２及び裏打ち基板１３の部分を除去するか、あるいは、透明にすることが好ましい。一般に、対向する２枚の基板を位置精度良く重ねるために、アライメントマーク２１を光学的に見て２枚の基板の位置決めを行う。この時、アライメントマーク部２２と微粘着層１２があるとアライメントできなくなるため、その部分の微粘着層１２及び裏打ち基板１３の部分を除去するか透明にすることが好ましい。

以下、本発明の対象となる画像表示用パネルを構成する各部材について説明する。

基板については、少なくとも一方の基板は装置外側から粒子あるいは粉流体の色が確認できる透明な前面基板２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。背面基板１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、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、アクリルなどのポリマーシートや、金属シートのように可とう性のあるもの、および、ガラス、石英などの可とう性のない無機シートが挙げられる。樹脂基板にはポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、アクリルなどのポリマーシートが挙げられる。基板の厚みは、２〜４００μｍが好ましく、さらに５〜３００μｍ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、４００μｍより厚いと、曲げによる応力が強くなり電極の接続や隔壁の形状保持の点で不都合がある。

必要に応じて設ける電極については、視認側であり透明である必要のある前面基板側に設ける前面電極は、透明かつパターン形成可能である導電性材料で形成され、例示すると、酸化インジウム、アルミニウム、金、銀、銅などの金属類、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの導電性高分子類が挙げられ、真空蒸着、塗布などの形成手法が例示できる。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、３〜１０００ｎｍ、好ましくは５〜４００ｎｍが好適である。背面基板側に設ける背面電極の材質や厚みなどは上述した前面電極と同様であるが、透明である必要はない。なお、この場合の外部電圧入力は、直流あるいは交流を重畳しても良い。

隔壁４については、その形状は表示にかかわる粒子群あるいは粉流体の種類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に、隔壁の高さは１０〜５００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍに調整される。また、隔壁を形成するにあたり、対向する両基板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。本発明では、いずれの方法も好適に用いられる。

これらのリブからなる隔壁により形成される表示セルは、図５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。表示側から見える隔壁断面部分に相当する部分（表示セルの枠部の面積）はできるだけ小さくした方が良く、画像表示の鮮明さが増す。ここで、隔壁の形成方法を例示すると、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。このうち、レジストフィルムを用いるフォトリソ法が好適に用いられる。

次に、本発明の対象となる画像表示用パネルで用いる粒子について説明する。粒子は、その主成分となる樹脂に、必要に応じて、従来と同様に、荷電制御剤、着色剤、無機添加剤等を含ますことができる。以下に、樹脂、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤を例示する。

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．ピグメントブリー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。

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。

また、本発明で用いる粒子は平均粒子径d(0.5)が、０．１〜５０μｍ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すぎるために粒子の移動に支障をきたすようになる。

更に本発明では、各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。
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、均一な粒子移動が可能となる。

さらにまた、各粒子の相関について、使用した粒子の内、最大径を有する粒子のd(0.5)に対する最小径を有する粒子のd(0.5)の比を５０以下、好ましくは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粒子が互いに反対方向に動くので、互いの粒子サイズが近く、互いの粒子が当量ずつ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なうことができる。

粒子の帯電量は当然その測定条件に依存するが、画像表示用パネルにおける粒子の帯電量はほぼ、初期帯電量、隔壁との接触、基板との接触、経過時間に伴う電荷減衰に依存し、特に２種類の粒子の帯電挙動の飽和値が支配因子となっているということが分かった。

本発明者らは鋭意検討の結果、ブローオフ法において同一のキャリア粒子を用いて、それぞれの粒子の帯電量測定を行うことにより、２種類の粒子の適正な帯電特性値の範囲を評価できることを見出した。

次に、本発明の対象となる画像表示用パネルで用いる粉流体について説明する。
本発明における「粉流体」は、気体の力も液体の力も借りずに、自ら流動性を示す、流体と粒子の特性を兼ね備えた両者の中間状態の物質である。例えば、液晶は液体と固体の中間的な相と定義され、液体の特徴である流動性と固体の特徴である異方性（光学的性質）を有するものである（平凡社：大百科事典）。一方、粒子の定義は、無視できるほどの大きさであっても有限の質量をもった物体であり、重力の影響を受けるとされている（丸善：物理学事典）。ここで、粒子でも、気固流動層体、液固流動体という特殊状態があり、粒子に底板から気体を流すと、粒子には気体の速度に対応して上向きの力が作用し、この力が重力とつりあう際に、流体のように容易に流動できる状態になるものを気固流動層体と呼び、同じく、流体により流動化させた状態を液固流動体と呼ぶとされている（平凡社：大百科事典）。このように気固流動層体や液固流動体は、気体や液体の流れを利用した状態である。本発明では、このような気体の力も、液体の力も借りずに、自ら流動性を示す状態の物質を、特異的に作り出せることが判明し、これを粉流体と定義した。

すなわち、本発明における粉流体は、液晶（液体と固体の中間相）の定義と同様に、粒子と液体の両特性を兼ね備えた中間的な状態で、先に述べた粒子の特徴である重力の影響を極めて受け難く、高流動性を示す特異な状態を示す物質である。このような物質はエアロゾル状態、すなわち気体中に固体状もしくは液体状の物質が分散質として安定に浮遊する分散系で得ることができ、本発明の画像表示装置で固体状物質を分散質とするものである。

本発明の対象となる画像表示用パネルは、少なくとも一方が透明な、対向する基板間に、気体中に固体粒子が分散質として安定に浮遊するエアロゾル状態で高流動性を示す粉流体を封入するものであり、このような粉流体は、低電圧の印加でクーロン力などにより容易に安定して移動させることができる。
本発明に用いる粉流体とは、先に述べたように、気体の力も液体の力も借りずに、自ら流動性を示す、流体と粒子の特性を兼ね備えた両者の中間状態の物質である。この粉流体は、特にエアロゾル状態とすることができ、本発明の画像表示装置では、気体中に固体状の物質が分散質として比較的安定に浮遊する状態で用いられる。

エアロゾル状態の範囲は、粉流体の最大浮遊時の見かけ体積が未浮遊時の２倍以上であることが好ましく、更に好ましくは２．５倍以上、特に好ましくは３倍以上である。上限は特に限定されないが、１２倍以下であることが好ましい。
粉流体の最大浮遊時の見かけ体積が未浮遊時の２倍より小さいと表示上の制御が難しくなり、また、１２倍より大きいと粉流体を装置内に封入する際に舞い過ぎてしまうなどの取扱い上の不便さが生じる。なお、最大浮遊時の見かけ体積は次のようにして測定される。すなわち、粉流体が透過して見える密閉容器に粉流体を入れ、容器自体を振動或いは落下させて、最大浮遊状態を作り、その時の見かけ体積を容器外側から測定する。具体的には、直径（内径）６ｃｍ、高さ１０ｃｍのポリプロピレン製の蓋付き容器（商品名アイボーイ：アズワン（株）製）に、未浮遊時の粉流体として１／５の体積相当の粉流体を入れ、振とう機に容器をセットし、６ｃｍの距離を３往復／ｓｅｃで３時間振とうさせる。振とう停止直後の見かけ体積を最大浮遊時の見かけ体積とする。

また、本発明では、粉流体の見かけ体積の時間変化が次式を満たすものが好ましい。
Ｖ_１０／Ｖ_５＞０．８
ここで、Ｖ_５は最大浮遊時から５分後の見かけ体積（ｃｍ^３）、Ｖ_１０は最大浮遊時から１０分後の見かけ体積（ｃｍ^３）を示す。なお、本発明の画像表示装置は、粉流体の見かけ体積の時間変化Ｖ_１０／Ｖ_５が０．８５よりも大きいものが好ましく、０．９よりも大きいものが特に好ましい。Ｖ_１０／Ｖ_５が０．８以下の場合は、通常のいわゆる粒子を用いた場合と同様となり、本発明のような高速応答、耐久性の効果が確保できなくなる。

また、粉流体を構成する粒子物質の平均粒子径（ｄ（０．５））は、好ましくは０．１〜２０μｍ、更に好ましくは０．５〜１５μｍ、特に好ましくは０．９〜８μｍである。０．１μｍより小さいと表示上の制御が難しくなり、２０μｍより大きいと、表示上の鮮明さに欠けるようになる。なお、粉流体を構成する粒子物質の平均粒子径（ｄ（０．５））は、次の粒子径分布Spanにおけるｄ（０．５）と同様である。

粉流体を構成する粒子物質は、下記式に示される粒子径分布Spanが５未満であることが好ましく、更に好ましくは３未満である。
粒子径分布Span＝（ｄ（０．９）−ｄ（０．１））／ｄ（０．５）
ここで、ｄ（０．５）は粉流体を構成する粒子物質の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）はこれ以下の粉流体を構成する粒子物質の比率が１０％である粒子径をμｍで表した数値、ｄ（０．９）はこれ以下の粉流体を構成する粒子物質が９０％である粒子径をμｍで表した数値である。粉流体を構成する粒子物質の粒子径分布Spanを５以下とすることにより、サイズが揃い、均一な粉流体移動が可能となる。

なお、以上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。測定対象となる粉流体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。この粒子径および粒子径分布は、体積基準分布から得られる。具体的には、Mastersizer2000(Malvern Instruments Ltd.)測定機を用いて、窒素気流中に粉流体を投入し、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、測定を行うことができる。

粉流体の作製は、必要な樹脂、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤を混練り粉砕しても、モノマーから重合しても、既存の粒子を樹脂、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤でコーティングしても良い。以下、粉流体を構成する樹脂、荷電制御剤、着色剤、その他添加剤を例示する。

樹脂の例としては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン変性アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ナイロン樹脂、エポキシ樹脂、スチレン樹脂、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、フッ素樹脂などが挙げられ、２種以上混合することもでき、特に、基板との付着力を制御する上から、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、ウレタン樹脂、フッ素樹脂が好適である。

荷電制御剤の例としては、正電荷付与の場合には、４級アンモニウム塩系化合物、ニグロシン染料、トリフェニルメタン系化合物、イミダゾール誘導体などが挙げられ、負電荷付与の場合には、含金属アゾ染料、サリチル酸金属錯体、ニトロイミダゾール誘導体などが挙げられる。

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．ピグメントブリー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。

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。

更に、本発明においては基板間の粒子群あるいは粉流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、更に好ましくは３５％RH以下とすることが重要である。
この空隙部分とは、図１〜図３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、粒子群（あるいは粉流体）３の占有部分、隔壁４の占有部分、装置シール部分を除いた、いわゆる粒子群（あるいは粉流体）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装置に封入することが必要であり、例えば、粒子群あるいは粉流体の充填、基板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。

本発明の画像表示用パネルにおける基板と基板との間隔は、粒子群又は粉流体が移動できて、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に調整される。
対向する基板間の空間における粒子群又は粉流体の体積占有率は５〜７０％が好ましく、さらに好ましくは５〜６０％である。７０％を超える場合には粒子又は粉流体の移動の支障をきたし、５％未満の場合にはコントラストが不明確となり易い。

以下、実際の例について説明する。
＜実施例１＞
厚さ０．５ｍｍのステンレスからなる裏打ち基板と厚さ０．５ｍｍのシリコンゴムシートからなる微粘着層とを用い、厚さ０．２ｍｍのポリカーボネートフィルムからなる樹脂基板を常温でラミネータを通して密着させて複合基板を作製した。この複合基板を使用してガラス基板用の製造装置で画像表示用パネルを製造したところ、粒子群または粉流体の充填、シール材塗布、アライメント、上下基板の接着（この工程で熱がかかる）は問題なく行うことができた。

＜実施例２＞
厚さ０．７ｍｍのガラスからなる裏打ち基板と厚さ０．３ｍｍのシリコンゴムシートからなる微粘着層とを用い、厚さ０．２ｍｍのポリカーボネートフィルムからなる樹脂基板を常温ラミネータを通して密着させて複合基板を作製した。この複合基板を使用してガラス基板用の製造装置で画像表示用パネルを製造したところ、粒子群または粉流体の充填、シール材塗布、アライメント、上下基板の接着（この工程で熱がかかる）は問題なく行うことができた。

本発明の製造方法に従って製造した画像表示用パネルは、ノートパソコン、ＰＤＡ、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、電子ブック、電子新聞等の電子ペーパー、看板、ポスター、黒板等の掲示板、電卓、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、電子ＰＯＰ、電子値札、電子楽譜、ＲＦ−ＩＤ機器の表示部などに好適に用いられる。

本発明の製造方法の対象となる画像表示用パネルにおける駆動方法の一例を示す図である。 本発明の製造方法の対象となる画像表示用パネルにおける駆動方法の他の例を示す図である。 本発明の製造方法の対象となる画像表示用パネルの構造の一例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの製造方法の一例を説明するための図である。 本発明の製造方法の対象となる画像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 粒子（粉流体）
３Ｗ 白色粒子（白色粉流体）
３Ｂ 黒色粒子（黒色粉流体）
４ 隔壁
５、６ 電極
１１ 樹脂基板
１２ 微粘着層
１３ 裏打ち基板
１４ 複合基板
１５ パネル
２１ アライメントマーク
２２ アライメントマーク部

Claims (8)

1. 少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、粒子群または粉流体を封入し、粒子群または粉流体に電界を与えて、粒子または粉流体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルであって、２枚の基板の何れか一方または両方が樹脂基板からなる画像表示用パネルの製造方法において、微粘着性を有する物質からなる微粘着層を介して、裏打ち基板に樹脂基板を貼り合わせた複合基板の状態でパネルの製造を行うことを特徴とする画像表示用パネルの製造方法。
2. 微粘着層を構成する微粘着性を有する物質の貯蔵せん断弾性率が０．５ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像表示用パネルの製造方法。
3. 微粘着層の厚さが１００μｍ以上２０００μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像表示用パネルの製造方法。
4. 裏打ち基板の厚さが０．４ｍｍ以上１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示用パネルの製造方法。
5. 微粘着層を構成する微粘着性を有する物質が１２０℃以上の耐熱性を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像表示用パネルの製造方法。
6. 微粘着層を構成する微粘着性を有する物質がシリコンゴムであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示用パネルの製造方法。
7. 裏打ち基板の裏打ちする側の面の表面が樹脂基板の裏打ち面よりも微粘着層が剥がれやすいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像表示用パネルの製造方法。
8. 樹脂基板に設けられたアライメントマークの確認ができるように、樹脂基板に設けられたアライメントマーク部と重なる、微粘着層及び裏打ち基板の部分を除去するか、あるいは、透明にしたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像表示用パネルの製造方法。

Images