JP2010066298A - 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】基板上のセル内に粒子群を均一に充填できる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、該セル内に粒子群として構成した表示媒体を封入し、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、前記隔壁を予め立設した一方の前記基板が載置される載置台を内部に配備した粒子充填槽３１と、前記基板の上方で前記粒子群を吐出するノズル３３とを備え、前記ノズルの姿勢を変更するノズル姿勢変更手段４０を更に備えている。
【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として構成した表示媒体を封入し、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およ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、一般に、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、基板上の隔壁によって仕切られた複数のセル内に表示媒体を構成する粒子群を充填し、その後２枚の基板をギャップをもって対向して重ね合わせて接着することによりセル内に表示媒体を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を製造する装置に関しては、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ている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（粒子充填槽）内に設置されている。このノズルから粒子群を吐出（噴霧）してチャンバの所定位置に載置した基板のセル内に充填する粒子充填工程を行っている。
特開２００５−２５８２４０号公報

この特許文献１ではチャンバ内で基板の上方に配備されて粒子群を吐出するノズルが示されているだけである。しかしながら、粒子群を吐出するノズルが、基板中央の上方で下向きに固定されていると、セル内への粒子群の充填状態が不均一となって情報表示用パネルとしたときの表示性能にバラツキが発生することが懸念される。より具体的には、ノズル直下のセル内の充填密度が高く、基板周部に位置する充填密度が低いというような粒子群の分布にムラ（充填密度の不均一）が発生していると、製造された情報表示用パネルの表示性能にバラツキが出てしまう。例えば、反射率やコントラストといった表示性能にバラツキが生じる。このような表示基本性能に係る要素にバラツキが発生してしまうと、表示装置としての信頼性が低下してしまうことになる。

本発明の主な目的は、上述した従来技術の課題を解決して、基板上のセル内に粒子群を均一に充填できる情報表示用パネルの製造装置を提供することである。

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、該セル内に粒子群として構成した表示媒体を封入し、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、前記隔壁を予め立設した一方の前記基板が載置される載置台を内部に配備した粒子充填槽と、前記基板の上方で前記粒子群を吐出するノズルとを備え、前記ノズルの姿勢を変更するノズル姿勢変更手段を更に備えてい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、前記ノズル姿勢変更手段は、前記ノズルを第１の方向で首振り動作させる第１機構と、前記ノズルを第１の方向とは垂直な第２の方向で首振り動作させる第２機構とを備えたノズル駆動機構を含んで形成してもよい。

また、前記ノズル駆動機構は、前記第１機構と前記第２機構との駆動を制御して、前記ノズルの先端部が蛇行軌跡を描くように前記ノズルの姿勢を制御することができる。第１機構を制御して第１の方向に首振りをさせつつ、第２機構を制御してこれと垂直な第２の方向に移動するように設定することで蛇行軌跡を描くことができ、前記基板上に粒子群を均一に配置できる。また、前記ノズル駆動機構は、前記蛇行軌跡の行程が行きと帰りとでは異なるように設定してあるのが望ましい。

また、前記表示媒体が帯電性粒子を含む粒子群により構成されており、前記載置台に載置される前記一方の基板の上にセットされる導電性マスク及び当該基板を等電位とする構造を備えてなるものであるのが望ましい。

さらには、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、該セル内に粒子群として構成した表示媒体を封入し、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、前記隔壁を予め立設した一方の前記基板を載置台に載置して該基板の上方から粒子群を落下させて粒子群を基板に配置するに際して、前記ノズルの姿勢を変更させながら前記粒子群を落下させて、前記基板上に粒子群を均一配置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。

本発明の情報表示用パネルの製造装置によれば、ノズル姿勢変更手段を備えているので、必要に応じてノズルの姿勢を変更することができる。よって、粒子群を吐出させる方向を適宜に調整して、基板上のセル内に粒子群を均一に充填できる。これにより、製造する情報表示用パネルの表示性能を一定にして信頼性のある製品を提供できる。

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、表示媒体とする粒子群を構成する粒子として帯電性粒子を採用し、この帯電性粒子を移動させて画像等を表示する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。

前記帯電粒子移動方式の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表示媒体にかかる力は、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。

本発明を用いて製造する前記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表示媒体を含んだ粒子群として構成され、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（ここでは負帯電性白色粒子３Ｗａを含んだ粒子群として構成した白色表示媒体３Ｗと正帯電性黒色粒子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（ＴＦＴ付き画素電極）と基板２に設けた電極６（共通電極）とで形成する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表示をするなど、白黒のドットマトリックス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の内側に設ける。

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（ここでは負帯電性白色粒子３Ｗａを含んだ粒子群として構成した白色表示媒体３Ｗと正帯電性黒色粒子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）と透明な基板２に設けた透明電極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表示、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するなど、白黒のドットマトリックス表示をすることができる。
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の内側に設ける。

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の全てに負帯電性粒子を含んだ粒子群として構成した白色表示媒体３Ｗと正帯電性黒色粒子を含んだ粒子群として構成した黒色表示媒体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のいずれかを白色表示にすると共に他を黒色表示にして赤色、緑色、青色のドット表示を行う。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のドットマトリックス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（ここでは負帯電性白色粒子３Ｗａを含んだ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に設けたスペースをもって電極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表示を、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表示を、白黒のドットでマトリックス表示することができる。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、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（ここでは負帯電性白色粒子３Ｗａを含んだ粒子群として構成した白色表示媒体３Ｗと正帯電性黒色粒子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表示を、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表示を、白黒のドットでマトリックス表示できるように構成している。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。

なお、上記基板１、２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。表示面側（観察側）とする基板２は、透明基板とする。この基板２に、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、共通電極またはライン電極５）を配設する場合には透明電極とする。図１〜図３に示した情報表示用パネルを構成する基板１の表面には、マトリックス状電極対を構成するように薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）付き画素電極もしくはライン電極が形成されている。この対向電極対に電圧を印加したときに、表示媒体（粒子群）に電界が印加されることによって移動して所望の表示を行う前述の構造を実現できる。

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、ここでは図示を省略しているが、前述した隔壁４を予め立設した一方の基板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としてのチャンバ３１を含んでいる。そして、このチャンバ３１には粒子群を吐出するノズル３３が配備されている。このノズル３３は、基板１が載置される載置台３の上方において、その先端部３３ＦＲを下向きにして設置されている。
また、この製造装置３０には粒子貯留装置（定量フィーダ）３５および 表示媒体とする粒子群を搬送する搬送管３６が配備されており、例えば搬送用ガスとして窒素ガスが粒子貯留装置３５内に導入される。これにより、搬送管３６を介して粒子群をノズル３３へ供給して、その先端部３３ＦＲから粒子群ＰＧを吐出させてチャンバ３１内を落下させることができる。

そして、情報表示用パネルの製造装置３０は、ノズル３３の姿勢を変更するノズル姿勢変更手段を更に備えている。このように新規な構成としてノズル姿勢変更手段を備えると、必要に応じてノズル３３の姿勢を変更することで粒子群を吐出させる方向を調整できるので、基板上のセル内に粒子群を均一に充填できる。
そして、図６で例示する情報表示用パネルの製造装置３０では、ノズル姿勢変更手段となるノズル駆動機構４０がチャンバ３１の上部に配備されている。このノズル駆動機構４０は、基板上のセルに粒子群を均一に充填するのに最適な軌跡をノズル３３の先端部３３ＦＲが描くように、ノズル姿勢を制御する。

図７は、上記ノズル駆動機構４０の構成例について示した図であり、（ａ）はノズル駆動機構４０の構成を示す上面図、（ｂ）はノズル駆動機構４０の構成を示す側面図である。この図７及び先の図６も参照して、ノズル駆動機構４０について説明する。なお、説明の便宜のために、各図で共通となるように設定した、互いに垂直な仮想３軸、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を用いる場合がある。

図７（ａ）で示すように、ノズル駆動機構４０はノズル３３の姿勢をＸ軸方向において変更させるように作用するＸ軸駆動装置４０Ｘ（第１機構）と、ノズル３３の姿勢をＹ軸方向において変更させるように作用するＹ軸駆動装置４０Ｙ（第２機構）とを備えている。
また、上記Ｘ軸駆動装置４０ＸおよびＹ軸駆動装置４０Ｙは、コントローラＣＮＴによって駆動が制御されている。このコントローラＣＮＴは図示しない記憶部を備えている。この記憶部には、Ｘ軸駆動装置４０ＸおよびＹ軸駆動装置４０Ｙを総合的に駆動制御するプログラムが格納されている。粒子群を基板上のセル内に均一に充填するのに適した軌跡を設計し、プログラムにより先端部３３ＦＲがその軌跡を描くようにノズル姿勢を制御することができる。
なお、図７（ａ）はノズル駆動機構４０の上面図であるが、ノズル３３およびリンク４２の図示は省略してある。

図７（ｂ）を参照して、まずノズル駆動機構４０によりＸ軸方向でノズル３３の姿勢を変更するための構成を説明する。Ｘ軸駆動装置４０Ｘは第１の棒状リンク４１をＸ方向で往復駆動させるアクチュエータである、このようなアクチュエータとしては、公知のソレノイドやカムを具備したモニターなどを採用できる。

また、チャンバ３１の所定位置に固定されている固定リンク４２に対して、自在リンク４３を介してノズル３３が中間部で支持されている。自在リンク４３は、ノズル３３がその姿勢をＸ軸方向およびＹ軸方向で自在に変更できるように支持する。このような自在リンク４３として、ノズル３３を一定位置で支持しつつ、ＸＹ２方向へで傾き変化を同時に許容する部材（要素）が採用される。このような部材としては、いわゆる「球面軸受」を好適に採用できる。

そして、ノズル３３の先端部３３ＦＲと反対側では、上記自在リンク４３と同様な自在リンク４４が更に接続されている。この自在リンク４４はＸＹ面と平行を維持した状態で移動が許容される平行移動リンク４５に接続されている。そして、この平行移動リンク４５の端部と前述した第１の棒状リンク４１の端部とはリニアガイド４６を介して接続されている。リニアガイド４６は、平行移動リンク４５のＺ方向での移動を所定範囲で許容するように設定してある。ただし、リニアガイド４６自体もＸＹ面内を移動可能である。
よって、平行移動リンク４５はＺ軸方向に関してリニアガイド４６による移動範囲の制限を受けながら、ＸＹ面と平行な面内を移動可能である。

以上のような構成により、Ｘ方向（ＸＺ面内）では、Ｘ軸駆動装置４０Ｘの往復動作に伴って、ノズル３３が矢印ＸＡで示す所定範囲で首振りをするような動作することになる。

ここで、更に、上面図を示す図７（ａ）を参照すると、上記Ｘ軸駆動装置４０Ｘが破線で示すようにＹ軸駆動装置４０ＹによりＹ軸方向（ＸＹ面内）で移動される。これに伴って第１の棒状リンク４１だけでなく、前述した各部材４４、４５、４６も移動する。
しかし、固定リンク４２（図７（ｂ）参照）はチャンバ３１の定位置に固定されている。よって、これにより自在リンク４３よりも先端部３３ＦＲ側は各部材４４、４５、４６とは反端側へ移動する。すなわち、Ｙ軸方向についてもＸ軸の場合と同様に、Ｙ軸駆動装置４０Ｙの往復動作に伴って、ノズル３３がＹ軸方向で首振りをするような動作をさせることができる。

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る情報表示用パネルの製造装置３０は、ノズル駆動機構４０により必要に応じてノズル姿勢を変更できるので、前述したコントローラＣＮＴのプログラムを適宜に設計することで、基板上に粒子群を落下させて均一に配置することができる。よって、この製造装置３０によれば表示性能を一定にして信頼性のある情報表示用パネルを製造できる。

図８は、ノズル先端部３３ＦＲの移動軌跡の一例をＸＹ平面に投影した図である。この軌跡はＸ方向（第１の方向）では動作を相対的に速くすることで首振り動作としつつ、Ｙ方向（第２の方向）の動作についてはＸ方向より相対的に遅くすることで、図示ような蛇行軌跡を形成している。
なお、図８に例示している蛇行軌跡を「行き行程」のものとした場合に、「帰り行程」の蛇行軌跡については異なる軌跡（例えば、図８の軌跡を鏡面で反転した軌跡）とすることで、基板上に配置される粒子群がより一層均一になる。

再度、図６を参照して、製造装置３０が備えておくのが好ましい構成について説明する。ノズル３３から粒子群を吐出して基板１のセル内に充填するとき、粒子群がセル内に封入され、不要箇所には堆積しないするため基板１上にマスク３４がセットされる。このマスク３４は、金属等で形成した導電性マスク３５とし、基板１側と電気的に接続して等電位とするのが好ましい。このように導電性マスク及び基板を等電位とする構造を採用しておけば、帯電性粒子を含む粒子群で構成した表示媒体を採用するときに、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、基板間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、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９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、本発明に係る製造装置あるいは方法により製造される帯電粒子移動式の情報表示用パネルで、採用可能な表示媒体を構成する粒子について説明する。表示媒体は帯電性粒子だけで粒子群を構成して表示媒体としたり、帯電性粒子をその他の粒子と合わせて粒子群を構成して表示媒体として用いられる。この帯電性粒子には、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。

帯電性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帯電性粒子を作製できる。

また、帯電性粒子は平均粒子径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（粒子群）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、使用する表示媒体（粒子群）の内、最大径を有する表示媒体（粒子群）のd(0.5)に対する最小径を有する表示媒体（粒子群）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（粒子群）が互いに反対方向に動くので、互いの表示媒体（粒子群）を構成する粒子サイズを同程度にし、表示媒体（粒子群）が互いに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、帯電性粒子で構成する表示媒体を気体中空間で駆動させる方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３W、３B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帯電性粒子移動方式の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帯電性粒子移動方式の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帯電性粒子移動方式の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帯電性粒子移動方式の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帯電性粒子移動方式の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。 ノズル駆動機構の構成例について示した図であり、（ａ）はノズル駆動機構の構成を示す上面図、（ｂ）はノズル駆動機構の構成を示す側面図である。 ノズル先端部の移動軌跡の一例をＸＹ平面に投影した図である。 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
３Ｗ、３Ｂ 表示媒体（粒子群）
４ 隔壁
３０ 情報表示用パネルの製造装置
３３ ノズル
３３ＦＲ ノズルの先端部
３１ 粒子充填槽
３２ 載置台
４０ ノズル駆動機構（ノズル姿勢変更手段）

Claims (6)

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、該セル内に粒子群として構成した表示媒体を封入し、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、
   前記隔壁を予め立設した一方の前記基板が載置される載置台を内部に配備した粒子充填槽と、前記基板の上方で前記粒子群を吐出するノズルとを備え、
   前記ノズルの姿勢を変更するノズル姿勢変更手段を更に備えている、ことを特徴とする情報表示用パネルの製造装置。
2. 前記ノズル姿勢変更手段は、前記ノズルを第１の方向で首振り動作させる第１機構と、前記ノズルを第１の方向とは垂直な第２の方向で首振り動作させる第２機構とを備えたノズル駆動機構を含む、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. 前記ノズル駆動機構は、前記第１機構と前記第２機構との駆動を制御して、前記ノズルの先端部が蛇行軌跡を描くように前記ノズルの姿勢を制御する、ことを特徴とする請求項２に記載の情報表示用パネルの製造装置。
4. 前記ノズル駆動機構は、前記蛇行軌跡の行程が行きと帰りとでは異なるように設定してある、ことを特徴とする請求項３に記載の情報表示用パネルの製造装置。
5. 前記表示媒体が帯電性粒子を含む粒子群により構成されており、
   前記載置台に載置される前記一方の基板の上にセットされる導電性マスク及び当該基板を等電位とする構造を備えなる、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の情報表示用パネルの製造装置。
6. 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、該セル内に粒子群として構成した表示媒体を封入し、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、
   前記隔壁を予め立設した一方の前記基板を載置台に載置して該基板の上方から粒子群を落下させて粒子群を基板に配置するに際して、
   前記ノズルの姿勢を変更させながら前記粒子群を吐出し落下させて、前記基板上に粒子群を均一配置する、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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