JP2003241231A - 画像表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 乾式の画像表示装置を製造する際に粒子の飛
散を防止するとともに均一に画像表示装置の全ての部分
で２種類の粒子を反転させることにある。 【解決手段】 互いに対向するとともに少なくとも一方
が光透過性を有する２枚の基板１，２の間に封入され
た、互いに色の異なる２種類以上の粒子であって２種類
ずつ組にされるとともに各組の２種類が互いに摩擦帯電
特性の異なるものとされた粒子３，４に、２枚の基板間
に設けられた電極対から静電界を与えて、各組の２種類
の粒子３，４を飛翔移動させて画像を表示する画像表示
装置を製造するに際し、各組の２種類の粒子３，４を、
静電粉体塗装法によってそれら２種類の粒子のうち正摩
擦帯電性の粒子に負の電荷を印加するとともに負摩擦帯
電性の粒子に正の電荷を印加して２枚の基板１，２のう
ち少なくとも一方の基板上に塗布した後に２枚の基板
１，２の間に封入するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像表示装置の製
造方法に関し、特には、クーロン力による粒子の飛翔移
動を利用することで画像表示を繰り返し行うことができ
る可逆性画像表示装置（画像表示媒体）の製造方法に関
するものである。

【０００２】近年、ペ一パレス化といった環境意識の高
揚に伴い、電気的な力を利用して表示基板に所望の画像
を表示でき、さらには書き換えも可能であるような電子
ペーパーディスプレイに関する研究が多くなされてきて
いる。この電子ペーパー技術において特に有名なのは、
電気泳動型（例えば、非特許文献１参照）、サーマルリ
ライタブル型等といった液相型のものであるが、液相型
では液中を粒子が泳動するので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ため、最近では図３に
示すような、対向する基板間に絶縁色彩粒子が封入され
た構成の乾式のものが着目されてきている。

【０００３】

【非特許文献１】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 Hardcop
y’99”、p.249-252

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、乾式の
ものにおいては製造方法が一般的に確立されておらず、
特に重要なポイントである粒子（群）を均一、均等かつ
平滑に基板間に封入する手法はほとんど構築されていな
い。ここで、粒子の封入が上記の条件を満たしていない
と、色むらや画像欠け、基板間ギャップが均一でないこ
とによる画像応答速度のばらつき、駆動電圧の上昇とい
った問題が発生してしまう。

【０００５】粒子を基板間に封入する方法としては、例
えば、粉体を基板上に引き伸ばすロールコータ塗布法
や、粉体を攪拌、エアーブローなどにより空気中に浮遊
させ、その中に基板を通過させることにより粒子を基板
上に塗布する粒子浸漬法などが考えられるが、ロールコ
ータ塗布法においては、粒子が基板に付着しにくいこと
から充填量（塗布量）の不足および濃度の偏りが発生し
易く、また粒子浸漬法においても、粒子が基板に付着し
にくいことから充填量の不足が発生し易いのに加えて、
それほど強固に粒子が基板に固定されないことから、２
枚の基板の重ね合わせ時の衝撃、風圧による積層粒子の
飛散やずれなどが発生し易く、何れの方法も充分ではな
い。

【０００６】以上のことから、本発明は、対向する基板
の間に２種以上の粉体を均一、均等かつ平滑に封入でき
る画像表示装置の製造方法を提供することを目的とし、
より具体的には片方、あるいは両方の基板の上に均等か
つ平滑に粉体を塗布し、さらには２枚の基板の重ね合わ
せ時にもその粒子が飛散したり粉体層がずれたりしない
ような画像表示装置の製造方法を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
本発明の画像表示装置の製造方法は、互いに対向すると
ともに少なくとも一方が光透過性を有する２枚の基板の
間に封入された、互いに色の異なる２種類以上の粒子で
あって２種類ずつ組にされるとともに各組の２種類が互
いに摩擦帯電特性の異なるものとされた粒子に、前記２
枚の基板間に設けられた電極対から電界を与えて、前記
各組の２種類の粒子を飛翔移動させて画像を表示する画
像表示装置を製造するに際し、前記各組の２種類の粒子
を、静電粉体塗装法によってそれら２種類の粒子のうち
正摩擦帯電性の粒子に負の電荷を印加するとともに負摩
擦帯電性の粒子に正の電荷を印加して前記２枚の基板の
うち少なくとも一方の基板上に塗布した後に、前記２枚
の基板の間に封入することを特徴とするものである。

【０００８】かかる本発明の画像表示装置の製造方法に
よれば、静電粉体塗装法によって、粉体としての粒子と
基板との間に電気的付着力を生じさせているので、所望
の量の粒子を均一に基板上に塗布することができ、しか
もその粒子の層が塗布後も基板との間の電気影像力によ
り固定されていることから、基板を重ね合わせる時に粒
子の飛散やずれを防止することができる。

【０００９】ここに、静電粉体塗装法とは、固体の粉体
塗料を静電気を利用して被塗物の表面に付着させる塗装
法をいい、この塗装法によれば、被塗物の表面上に電気
影像力によって均一かつ密な粉体塗料層を形成すること
ができる。静電粉体塗装法には、粉体塗料を静電スプレ
ーガンから帯電させて吐出させ、空気力と電界の力とに
より飛走させて電気影像力により被塗物に付着させる静
電スプレー法と、電極を設けた多孔板の底板からエアを
吹出させて流動槽内に粉体塗料の流動層とその上方の荷
電された粉体粒子の浮動層とを形成し、その浮動層中に
被塗物を通して粉体塗料を電気影像力により付着させる
静電流動浸漬法とがある。そして静電スプレー法には、
静電スプレーガンから吐出させる粉体にそのスプレーガ
ンの先端部で発生させるコロナによって帯電させるコロ
ナ帯電方式と、静電スプレーガンから吐出させる粉体に
そのスプレーガンの内部で電極との摩擦によって帯電さ
せるトリボ帯電方式と、それらを組み合わせたハイブリ
ッド帯電方式とがある。

【００１０】本発明の画像表示装置の製造方法では、静
電粉体塗装法により、粉体塗料の代わりに前記粒子を前
記基板上に塗布しており、そのための静電粉体塗装法と
しては、上記方法の何れを用いても良い。

【００１１】ところで、本発明の画像表示装置では、互
いに色の異なる２種類以上の粒子であって２種類ずつ組
にされるとともに各組の２種類が互いに摩擦帯電特性の
異なるものとされた粒子の各組の、２種類の粒子の摩擦
帯電特性を異ならせ、それらの粒子の帯電量を利用し
て、電圧を印加することにより画像表示を制御している
ので、その制御を画像表示装置の使用初期から確実に行
えるようにするには粒子に充分な初期帯電量を保持させ
ることが望ましく、そのためには、静電粉体塗装におい
て粒子にその粒子の摩擦帯電特性と同極性の電位を印加
して粒子を基板に塗布し基板間に封入するのが好ましい
と通常は考えられる。しかしながら、そのように静電粉
体塗装において粒子にその粒子の摩擦帯電特性と同極性
の電位を印加して粒子を基板に塗布して画像表示装置を
製造すると、粒子が動かず２種類の粒子が反転しない箇
所が生ずる場合があるという不都合があった。

【００１２】この点に関し、本願発明者らは、鋭意検討
を重ねた結果、むしろ粒子の摩擦帯電特性とは逆の電位
を静電粉体塗装において与えると、均一に画像表示装置
の全ての部分で２種類の粒子がきちんと反転することを
見出した。それゆえ本願発明の画像表示装置の製造方法
においては、静電粉体塗装法によって、互いに色の異な
る２種類以上の粒子の各組の、２種類の粒子のうち正摩
擦帯電性の粒子に負の電荷を印加するとともに負摩擦帯
電性の粒子に正の電荷を印加して前記２枚の基板のうち
少なくとも一方の基板上に塗布した後に、前記２枚の基
板の間に封入しており、これにより、均一に画像表示装
置の全ての部分で２種類の粒子を反転させることができ
る。

【００１３】このように粒子の摩擦帯電特性と逆の電位
を静電粉体塗装で与えると確実に粒子が動いて２種類の
粒子が反転する挙動を示す理由は、明確ではないが、こ
のようにすると、基板面との電気影像力による粒子の付
着およびクーロン力による離脱、静電粉体塗装において
与えられた逆極性電位の除電、そして粒子同士の摩擦に
よる帯電量の確保のバランスがうまくとれるためではな
いかと考えられる。

【００１４】なお、前記２種類以上の粒子は、混合して
塗布しても良いが、各組の２種類の粒子の摩擦帯電特性
が逆極性であるため、混合すると塗布前にクーロン力で
凝集してしまう可能性があるので、各組の２種類の粒子
を１種類ずつ塗布することが好ましい。また前記２種類
以上の粒子は、前記２枚の基板のうち片方にのみ塗布し
ても、両方の基板に塗布しても良いが、先ず２枚の基板
のうち片方にのみ２種類以上の粒子を塗布し、その後そ
の基板を、粒子を全く塗布していないもう片方の基板と
重ね合わせて粒子を封入するのが、製造工程を容易なも
のにし得るので好ましい。

【００１５】また、本発明の画像表示装置の製造方法に
おいては、前記２枚の基板のうち少なくとも一方の基板
上に、前記２枚の基板間に所定のギャップを空けるため
のスペーサを保持させると好ましい。このようにすれ
ば、２枚の基板間に所定のギャップを容易に確保するこ
とができる。

【００１６】さらに、本発明の画像表示装置の製造方法
においては、前記２枚の基板のうち少なくとも一方の基
板上に、セル群のセル同士を仕切るための仕切壁を設け
ると好ましい。このようにすれば、２枚の基板間にセル
群のセル同士を仕切るための仕切壁を容易に確保するこ
とができる。

【００１７】さらに、本発明の画像表示装置の製造方法
においては、前記粒子の平均粒径を０．１μｍ以上で５
０μｍ以下とすると好ましく、また前記２枚の基板の内
面上に、前記電極対を構成する電極を互いに対向させて
設けると好ましく、そして前記２枚の基板のうち少なく
とも一方の基板は、透明電極ガラスまたは透明電極樹脂
で形成すると好ましく、さらに、前記２枚の基板の間へ
の前記粒子の封入を、相対湿度６０％ＲＨ以下の環境で
行うと好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の画像表示装置の製
造方法の一実施形態につき詳細に説明する。以下に述べ
る実施形態は、図１に示す如き、２つの基板１，２間
に、色及び摩擦帯電特性の異なる２種類の粒子、例え
ば、正摩擦帯電極性をもつ白色粒子３と負摩擦帯電極性
を持つ黒色粒子４とを、基板間に介挿した仕切壁として
も機能する５０μｍの高さの格子状のスペーサ５により
マトリックス配列の複数のセルに分けて各セルが２種類
の粒子３，４を持つように封入するとともに、そのスペ
ーサ５で基板１，２間に所定のギャップを空けた、乾式
の画像表示装置Ｄを製造するための方法であるが、本発
明はこの実施形態に限定されるものではない。

【００１９】この実施形態では、２つの基板としての透
明基板１と対向基板２として、何れもガラス基板上にＩ
ＴＯ（酸化インジウムスズ）を蒸着させた導電透明ガラ
ス基板を用い、片方の基板２上にのみ、複数のセルのた
めの仕切壁としても機能するスペーサ５をインクジェッ
ト方式によって設けた。また、正摩擦帯電極性白色粒子
３としては、白色顔料に酸化チタンを用いるとともに荷
電制御剤に４級アンモニウム塩系化合物を用いてスチレ
ンアクリル樹脂の重合粒子（平均粒径８μｍの球形粒
子）を作製し、負摩擦帯電極性黒色粒子４としては、電
子写真用の黒色重合トナー（平均粒径８μｍの球形粒
子）を用いた。そして、正摩擦帯電極性をもつ白色粒子
３と負摩擦帯電極性を持つ黒色粒子４とを基板上に積層
して基板間に封入するに際し、具体的には以下の各実施
例のようにしてそれを行った。

【００２０】

【実施例】実施例１ 実施例１では、図２に示す如きコロナ式静電粉体塗装装
置を用いて基板上に粒子を塗布するとともに、その塗布
方式を、一方の、スペーサ５の無い方の基板１のみに対
して白色粒子３、黒色粒子４の順に塗布する方式とし
た。ここに、図中符号６はコロナ式静電スプレーガン、
７は接地されるとともに基板を支持する導電板、８は粉
体としての粒子の供給装置、９は電源を示す。すなわち
この実施例１では、図２に示すように、コロナ式静電ス
プレーガン６で、正摩擦帯電極性をもつ白色粒子３に−
３５ｋＶのコロナ電圧を印加して基板１上に１層目の白
色粒子３の層を塗布し、次に負摩擦帯電極性を持つ黒色
粒子４に＋４５ｋＶのコロナ電圧を印加して上記１層目
の上に２層目の黒色粒子４の層を積層させた。

【００２１】この粒子層を積層させた基板１に、スペー
サ５を設けたもう片方の基板２を重ね合わせて、２枚の
基板１，２の接着面を脇から樹脂で固めてやることによ
り、２種類の粒子３，４が封入された画像表示装置Ｄを
製造することができた。この画像表示装置Ｄに電圧１０
０Ｖ、周波数２Ｈｚの交流電圧を印加して全面反転画像
を出させたところ、３秒後にはきれいでムラの無い反転
画像が確認できた。

【００２２】実施例２ 実施例２では、図２に示す如きコロナ式静電粉体塗装装
置を用いて基板上に粒子を塗布するとともに、その塗布
方式を、一方の基板１には白色粒子３のみ、もう一方の
基板２には黒色粒子４のみ塗布する方式とした。すなわ
ちこの実施例２では、コロナ式静電スプレーガン６で、
正摩擦帯電極性をもつ白色粒子３に−３５ｋＶのコロナ
電圧を印加して、片方の、スペーサ５の無い方の基板１
上に白色粒子３を塗布するとともに、負摩擦帯電極性を
持つ黒色粒子４に＋３５ｋＶのコロナ電圧を印加して、
スペーサ５を設けたもう片方の基板２上に黒色粒子４を
塗布した。

【００２３】これら粒子層を積層させた基板１，２を互
いに重ね合わせて、２枚の基板１，２の接着面を脇から
樹脂で固めてやることにより、２種類の粒子３，４が封
入された画像表示装置Ｄを製造することができた。この
画像表示装置Ｄに電圧１００Ｖ、周波数２Ｈｚの交流電
圧を印加して全面反転画像を出させたところ、３秒後に
はきれいでムラの無い反転画像が確認できた。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の画像表示装置の製造方法によれば、静電粉体塗装法に
よって、粒子と基板との間に電気的付着力を生じさせて
いるので、所望の量の粒子を均一に基板上に塗布するこ
とができ、しかもその粒子の層が塗布後も基板との間の
電気影像力により固定されていることから、基板を重ね
合わせる時に粒子の飛散やずれを防止することができ
る。

【００２５】そして本発明の画像表示装置の製造方法に
よれば、静電粉体塗装法によって、互いに色の異なる２
種類以上の粒子の各組の、２種類の粒子のうち正摩擦帯
電性の粒子に負の電荷を印加するとともに負摩擦帯電性
の粒子に正の電荷を印加して前記２枚の基板のうち少な
くとも一方の基板上に塗布した後に、前記２枚の基板の
間に封入するので、均一に画像表示装置の全ての部分で
２種類の粒子を反転させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像表示装置の製造方法の一実施形
態によって製造する乾式の画像表示装置の一例を示す断
面図である。

【図２】 上記実施形態の製造方法で用いる静電粉体塗
装法の一例を示す説明図である。

【図３】 従来既知の乾式の画像表示装置を例示する説
明図である。

【符号の説明】

１ 透明基板 ２ 対向基板 ３ 白色粒子 ４ 黒色粒子 ５ スペーサ ６ コロナ式静電スプレーガン ７ 導電板 ８ 粒子の供給装置 ９ 電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 光治 神奈川県川崎市中原区宮内３−21−33− 304 (72)発明者 村田 和也 東京都小平市小川東町３−５−５ (72)発明者 増田 善友 東京都羽村市神明台３−５−28 (72)発明者 川越 隆博 埼玉県所沢市青葉台1302−57

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向するとともに少なくとも一方
   が光透過性を有する２枚の基板の間に封入された、互い
   に色の異なる２種類以上の粒子であって２種類ずつ組に
   されるとともに各組の２種類が互いに摩擦帯電特性の異
   なるものとされた粒子に、前記２枚の基板間に設けられ
   た電極対から電界を与えて、前記各組の２種類の粒子を
   飛翔移動させて画像を表示する画像表示装置を製造する
   に際し、前記各組の２種類の粒子を、静電粉体塗装法に
   よってそれら２種類の粒子のうち正摩擦帯電性の粒子に
   負の電荷を印加するとともに負摩擦帯電性の粒子に正の
   電荷を印加して前記２枚の基板のうち少なくとも一方の
   基板上に塗布した後に、前記２枚の基板の間に封入する
   ことを特徴とする、画像表示装置の製造方法。
2. 【請求項２】 前記２枚の基板のうち少なくとも一方の
   基板上に、前記２枚の基板間に所定のギャップを空ける
   ためのスペーサを保持させることを特徴とする、請求項
   １記載の画像表示装置の製造方法。
3. 【請求項３】 前記２枚の基板のうち少なくとも一方の
   基板上に、セル群のセル同士を仕切るための仕切壁を設
   けることを特徴とする、請求項１または２記載の画像表
   示装置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記粒子の平均粒径を０．１μｍ以上で
   ５０μｍ以下とすることを特徴とする、請求項１から３
   までの何れか記載の画像表示装置の製造方法。
5. 【請求項５】 前記２枚の基板の内面上に、前記電極対
   を構成する電極を互いに対向させて設けることを特徴と
   する、請求項１から４までの何れか記載の画像表示装置
   の製造方法。
6. 【請求項６】 前記２枚の基板のうち少なくとも一方の
   基板は、透明電極ガラスまたは透明電極樹脂で形成する
   ことを特徴とする、請求項１から５までの何れか記載の
   画像表示装置の製造方法。
7. 【請求項７】 前記２枚の基板の間への前記粒子の封入
   を、相対湿度６０％ＲＨ以下の環境で行うことを特徴と
   する、請求項１から６までの何れか記載の画像表示装置
   の製造方法。