【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示パネルの製造方法及び画像表示装置に関し、特に、クーロン力等による粉流体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に用いられる画像表示パネルの製造方法及び画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ペーパー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、対向する基板間に絶縁着色粒子または粉流体が封入された構成の乾式のものが着目されている。
【０００３】
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または粉流体を均一に、均等に、かつ均一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、粒子または粉流体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、基板間の間隔が均一でないことによる画像応答速度のばらつき、粒子または粉流体を飛翔移動させるための駆動電圧の上昇といった問題が発生してしまう。
【０００４】
粒子群（以下、粉体という）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ラコータ塗布法や、粉体を撹拌、エア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。これらの方法のうち、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やすく、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やすいのに加えて、それほど強固に粒子が基板に固定されないことなど、２枚の基板を重ね合わせる時の衝撃、風圧による粒子の飛散やずれなどが発生しやすいことから、いずれの方法も十分とはいえない。
【０００５】
また、基板間に仕切り壁としても機能する格子状のスペーサーによりマトリックス配列の複数のセルに分けて、各セルに２種類の粉体を封入しようとすると、仕切り壁の頂上部に粒子が残ってしまい、２枚の基板を重ね合わせる時に、基板と仕切り壁の重ね合わせ目、あるいは仕切り壁同士の重ね合わせ目に粒子が挟まってしまうことがあって、基板間の間隔を均一にできないといった問題もあった。ましてや、粉流体を基板間に、均一に、均等に、かつ均質に封入する方法に至っては、全く見い出されていないのが現状であった。
【０００６】
【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 Ｈａｒｄｃｏｐｙ’９９” 、ｐ．２４９−２５２
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、対向する基板の間に、仕切り壁によって設けられた複数のセル内に、２種類以上の粉流体を封入する場合であっても、複数のセル内に粉流体を均一に、かつ均等に封入できる画像表示パネルの製造方法を提供することを目的とし、より具体的には、片方の基板の上に設けられた仕切り壁によって形成された複数のセル内に、均一にかつ均等に粉流体を配置した後の２枚の基板を重ね合わせる時に、粉流体が重ね合わせ目に挟まったり、飛散したり、粉流体層がずれたりしないような画像表示パネルの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【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パネルの製造方法は、互いに対向するとともに少なくとも一方が透明な２枚の基板間の、仕切り壁によって設けられた複数のセル内に、エアロゾル状態を示す粉流体を封入し、電位の異なる２種類の電極から該粉流体に電界を与えて、粉流体を飛翔移動させ画像を表示する画像表示装置に用いられる画像表示パネルの製造方法において、前記仕切り壁が設けられている基板上に粉流体を充填配置した後に、もう１枚の基板を重ね合わせることによって、基板間のセル内に粉流体を封入する画像表示パネルの製造方法であって、粉流体を基板上の仕切り壁によって設けられた複数のセル内に充填配置するに際して、粉流体を担持する担持体と、前記担持体と対向して配置される対向電極と、前記担持体と前記対向電極との間に配置され、前記粉流体が通過できる複数の開口部を有し、該開口部の周りに配置されたリング状電極とを有し、前記担持体と前記リング状電極との間に電界を付与させて、粉流体を、前記担持体から前記対向電極手前に配置した該基板のセル内に、飛翔移動させることにより、基板上のセル内に充填することを特徴とする画像表示パネルの製造方法である。
【０００９】
上記本発明の画像表示パネルの製造方法においては、電界の力によって担持体を離れた粉流体が、対向電極のある方向に飛翔移動する際に、途中に配置された開口部を通過することにより、着地位置を制御することができるので、粉流体を充填配置すべき基板セルを該対向電極よりも手前に配置しておけば、所望のセルに所望の量の粉流体を充填することができる。すなわち、粉流体を充填したいセルの直前に開口部を位置させれば、開口部を通過した粉流体はそのまま、その先にあるセル内に着地して充填されることになる。また、開口部の周りに配置されたリング状電極に印加する電圧により粉流体の通過量を制御できるので、セルに充填する粉流体の量も容易に制御できる。
【００１０】
本発明の好適な実施態様として、２種類以上の色および帯電特性の異なる粉流体を封入する場合に、まず、第１の粉流体を、第１の粉流体を担持する担持体と、前記担持体と対向して配置される対向電極と、前記担持体と前記対向電極との間に配置され、前記第１の粉流体が通過できる複数の開口部を有し、該開口部の周りに配置されたリング状電極とを有し、前記担持体と前記リング状電極との間に電界を付与させて、第１の粉流体を、前記担持体から前記対向電極手前に配置した該基板のセル内に、飛翔移動させることにより、基板上のセル内に充填配置した後、続いて、第２の粉流体を、第２の粉流体を担持する第２の担持体と、前記担持体と対向して配置される対向電極と、前記担持体と前記対向電極との間に配置され、前記第２の粉流体が通過できる複数の開口部を有し、該開口部の周りに配置されたリング状電極とを有し、前記担持体と前記リング状電極との間に電界を付与させて、第２の粉流体を、前記担持体から前記対向電極手前に配置した該基板のセル内に、飛翔移動させることにより、基板上のすでに第１の粉流体が充填配置されたセル内に重ねて充填配置し、以下順次前記工程を繰り返して、種類の異なるすべての粉流体をセル内に重ねて充填配置していくことがある。上記好適な実施態様では、２種類以上の色および帯電特性の異なる粉流体のセル内への封入をより好適に実施することができる。
【００１１】
また、本発明の好適な実施態様の他の例として、離切り壁が一方の基板にのみ設けられているものであること、および、粉流体を担持する担持体と、前記担持体と対向して配置される対向電極と、前記担持体と前記対向電極との間に配置され、前記粉流体が通過できる複数の開口部を有し、該開口部の周りに配置されたリング状電極とを有し、前記担持体と前記リング状電極との間に電界を付与させて、粉流体を、前記担持体から前記対向電極手間に配置した該基板のセル内に、飛翔移動させる手段が、粉流体の種類に対応して、粉流体の種類の数だけ連続的に準備されていること、がある。いずれの例においても、粉流体のセル内への封入をより好適に実施することができる。
【００１２】
さらに、本発明の好適な実施態様の他の例として、粉流体を構成する粒子の平均粒子径が０．１〜２０μｍであること、粉流体を構成する粒子の表面電荷密度が絶対値で５〜１５０μＣ／ｍ２の範囲であること、および、基板間に充填される粉流体の体積占有率が１０〜８０ｖｏｌ％の範囲であること、がある。いずれの例においても、粉流体の諸特性を最適化でき、粉流体のセル内への封入をより好適に実施することができる。
【００１３】
本発明の画像表示装置は、上述した画像表示パネルの製造方法によって製造された画像表示パネルを搭載したことを特徴とするものである。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
本発明の対象となる画像表示装置は、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。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の画像表示パネルの製造方法は、２種以上の色の異なる粉流体３を基板１および２と垂直方向に移動させることによる画像表示を行う表示方式（図１参照）に用いる画像表示パネルと、１種の色の粉流体３を基板１および２と平行方向に移動させることにより画像表示を行う表示方式（図２参照）に用いる画像表示パネルのいずれへも適用することができる。また、表示のためのパネル構造の一例を図３に示す。図３にその一例を示すように、本発明の画像表示パネルの製造方法は、基板１、２間に例えば格子状に形成した隔壁４により画成したセル５内へ、所定の粉流体３を充填する方法に特徴がある。
【００１８】
以下、本発明における粉流体の充填方法の一例について述べる。
図４に示すように、仕切り壁４によって複数のセル５を画成した基板１の裏側に対向電極１１を配置し、充填したい第１の粉流体３−１を担持した粉流体担持体１２に対して、リング状電極１３が周りに配置された開口部１４を基板１のセル５の位置に対応するように配置する。なお、仕切り壁は製品として完成後の隔壁４となる部材であり、ここでは仕切り壁４と表記する。リング状電極１３と対向電極１１にそれぞれ適当な電圧を印加すると、これらの部材と粉流体担持体１２との間に発生する静電界により、粉流体担持体１２上の第１の粉流体３−１はリング状電極１３側に引き出され、さらに、開口部１４を通過して対向電極１１に向かって飛翔移動する。対向電極１１の手前にセル５が存在しているので、開口部１４を通過してきた第１の粉流体３−１はセル５内に着地する、すなわち、セル５内に充填配置される。
【００１９】
さらに、第２の粉流体３−２の充填方法を示したのが図５である。図５に示すように、第２の粉流体３−２を担持した粉流体担持体１２に対して、すでに第１の粉流体３−１がセル５内に充填された基板１に対し、図４に示す例と同様に、対向基板１１とリング状電極１３を配置する。リング状電極１３と対向電極１１にそれぞれ適当な電圧を印加すると、図４に示す例と同様に、今度は第２の粉流体３−２が飛翔移動してセル５内に着地し、第１の粉流体３−１に重なるように充填配置される。
【００２０】
図４に示す例も図５に示す例も、その後、もう１枚の基板（図示せず）を仕切り壁４に対して貼り合わせることで、本発明の画像表示パネルを作製することができる。
【００２１】
図６は上述した第１および第２の粉流体の充填を連続的に実施するよう構成した例を示す図である。図６に示す例において、複数の基板１を搬送ベルト２１上に設け連続ラインを形成する。そして、第１の粉流体充填ゾーンにおいては、図４に示す例と同様に第１の粉流体３−１を基板１上に仕切り壁４により形成されたセル５内に充填し、第２の粉流体充填ゾーンにおいては、図５に示す例と同様に第２の粉流体３−２をセル５内に充填し、基板貼り合わせゾーンでは、第１の粉流体３−１および第２の粉流体３−２がセル５内に充填した状態で仕切り壁４に対し基板２を貼り合わせ、最終ゾーンにおいて、本発明の画像表示パネル２２を得ている。また、１種類の粉流体３を基板１に仕切り壁４により形成されたセル５内に充填して、連続的に画像表示パネル２２を作製する様子を図７に示す。
【００２２】
なお、図４〜図７に示す例では、静電界を発生させるために基板１の外側に対向電極１１を設けて粉流体を飛翔移動させるよう構成している。しかし、基板１上であってセル５の底部に予め対向電極を形成して、その対向電極を完成した画像表示パネルにおける対向電極として使用する例の場合は、静電界発生にこの対向電極を使用し、基板１の外側に設けた対向電極１１を使用しなくても、本発明を達成することができる。また、図６、図７に示す例では、粉流体担持体１２を回転させて、容器２３内に貯留した粉流体３（３−１、３−２）を連続して図示の位置に供給出来るよう構成したが、この構成も連続ラインを形成しない場合は必要がなく、必要に応じて設ければよい。
【００２３】
次に、基板について述べる。
基板１、基板２の少なくとも一方は装置外側から粉流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。可とう性の有無は用途により適宜選択され、例えば、電子ペーパー等の用途には可とう性のある材料、携帯電話、ＰＤＡ、ノートパソコン類の携帯機器表示等の用途には可とう性のない材料が用いられる。
【００２４】
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、ポリカーボネートなどのポリマーシートや、ガラス、石英などの無機シートが挙げられる。
基板厚みは、２〜５０００μｍ、好ましくは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、厚すぎると、表示機能としての鮮明さ、コントラストの低下が発生し、特に、電子ペーパー用途の場合には可とう性に欠ける。
【００２５】
基板には、必要に応じて電極を設けても良い。
基板に電極を設けない場合は、基板外部表面に静電潜像を与え、その静電潜像に応じて発生する電界にて、所定の特性に帯電した色のついた粉流体を基板に引き寄せあるいは反発させることにより、静電潜像に対応して配列した粉流体を透明な基板を通して表示装置外側から視認する。なお、この静電潜像の形成は、電子写真感光体を用い通常の電子写真システムで行われる静電潜像を本発明の画像表示装置の基板上に転写形成する、あるいは、イオンフローにより静電潜像を基板上に直接形成する等の方法で行うことができる。
【００２６】
基板に電極を設ける場合は、電極部位への外部電圧入力により、基板上の各電極位置に生じた電界により、所定の特性に帯電した色の粉流体が引き寄せあるいは反発させることにより、静電潜像に対応して配列した粉流体を透明な基板を通して表示装置外側から視認する方法である。
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なければ良く、３〜１０００ｎｍ、好ましくは５〜４００ｎｍが好適である。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。
【００２７】
本発明の隔壁の形状は、表示にかかわる粉流体の量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１０〜１０００μｍ、好ましくは１０〜５００μｍに、隔壁の高さは１０〜５０００μｍ、好ましくは１０〜５００μｍ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と、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が、接合時のずれを防止する狙いから、片リブ法による隔壁形成が好ましい。
これらリブからなる隔壁により形成される表示セルは、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。
【００２８】
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、感光体ペースト法、アディティブ法が挙げられる。
【００２９】
まず、スクリーン印刷法について述べる。
具体的プロセスは、図９に例示するように、
（１） 隔壁材料となるペーストを作製する、
（２） 隔壁パターンを印刷できるステンレスメッシュ、ポリエステルメッシュなどからなる製版を準備する、
（３） 片側の基板（必要に応じて、前述した電極パターンを形成した基板）の上に、製版を介して、ペーストを塗布転写する、
（４） 加熱などにより硬化させる、
（５） （３）〜（４）を、所定の厚み（隔壁の高さに相当）になるまで繰り返し、所望とする隔壁形状を作製する、
から成る。
【００３０】
ここで、製版は、所定の隔壁パターンを印刷できればいずれでも良いが、例えば、高テンションを確保するためにメッキ処理したメッシュ、高張力材料メッシュなどの金属メッシュ、ポリエステルメッシュ、テトロンメッシュなどの化学繊維メッシュ、あるいは、版枠と印刷エリアの間にポリエステルメッシュを接合したコンビネーションタイプメッシュなどを用いることができる。
スクリーン印刷には、通常のスクリーン印刷機を用いることができ、前述製版を介して、ペーストをスキージ、スクレーバーを使い、基板上に転写させる。
この場合、スキージのアタック角度は１０〜３０度、好ましくは１５〜２５度、スキージ速度は５〜５００ｍｍ／ｓｅｃ、好ましくは２０〜１００ｍｍ／ｓｅｃ、スキージ印圧は０．１〜１０ｋｇ／ｃｍ２ 、好ましくは０．５〜３ｋｇ／ｃｍ２ とすることが好ましい。
【００３１】
次に、サンドブラスト法について述べる。
具体的プロセスとしては、図１０に例示するように、
（１） 隔壁材料となるペーストを作製する、
（２） 片側の基板（必要に応じて、前述した電極パターンを形成した基板）の上に、ペーストを塗布し、乾燥硬化させる、
（３） その上に、ドライフィルムフォトレジストを貼り付ける、
（４） 露光、エッチングで隔壁となるパターン部分のみを残す、
（５） レジストが除去されたパターン部分を、サンドブラストにより、所定のリブ形状となるまでエッチングする、
から成る。
【００３２】
なお、サンドブラストする場合、留意すべきことは、研磨材に加えるエアー圧力と研磨材の噴射量のバランスを調整して、サンドブラスト装置のノズルから噴射される研磨材の直進性をできるだけ確保する事であり、これにより、研磨材の余分な拡散が少なくなるために、形成される隔壁の最終形状がきれいになる（特に隔壁のサイドエッジが少なくなる）。また、サンドブラストに用いる研磨材は、ガラスビーズ、タルク、炭酸カルシウム、金属粉体などをも用いることができる。
【００３３】
次に、感光体ペースト法について述べる。
具体的プロセスとしては、図１１に例示するように、
（１） 感光性樹脂を含む感光性ペーストを作製する、
（２） 片側の基板（必要に応じて、前述した電極パターンを形成した基板）の上に、感光性ペーストを塗布する、
（３） フォトマスクを用いて、隔壁に相当する部位にのみ露光し、感光ペーストを硬化させる（必要に応じて、所望の隔壁高さになるまで（２）、（３）を繰り返す）、
（４） 現像して、非硬化部分を取り除く、
（５） 必要に応じて、硬化部分を焼成する、
から成る。
【００３４】
なお、感光性ペーストは、少なくとも無機粉体、感光性樹脂、光開始剤を含み、その他として溶剤、樹脂、添加剤から成る。
【００３５】
次に、アディティブ法について述べる。
具体的プロセスとしては、図１２に例示するように、
（１） 基板上にフォトレジストフィルムを貼り付ける、
（２） 露光エッチングにより、形成させたい隔壁と隔壁との間になる部分のみにフォトレジストフィルムを残す、
（３） 隔壁材料となるペーストを作製し、硬化させる、
（４） フォトレジストフィルムを取り除き、所定の隔壁形状を形成する、
から成る。
【００３６】
次に、本発明で用いる隔壁用のペーストについて述べる。
隔壁用のペーストは、少なくとも無機粉体および樹脂を含み、その他として溶剤、添加剤等からなる。無機粉体とは、セラミック粉体やガラス粉体であり、１種あるいは２種以上を組み合わせて使用する。
セラミック粉体を例示すると、ＺｒＯ２ 、Ａｌ２ Ｏ３ 、ＣｕＯ、ＭｇＯ、ＴｉＯ２ 、ＺｎＯ２ などの酸化物系セラミック、ＳｉＣ、ＡｌＮ、Ｓｉ３ Ｏ４ などの非酸化物系セラミックが挙げられる。
ガラス粉体を例示すると、原料となるＳｉＯ２ 、Ａｌ２ Ｏ３ 、Ｂ２ Ｏ３ 、Ｂｉ２Ｏ３、ＺｎＯを溶融、冷却、粉砕したものが挙げられる。なお、ガラス粉体のガラス転移点Ｔｇは、３００〜５００℃にあることが好ましく、この範囲では焼成プロセスでの低温化が図られるので、樹脂へのダメージが少ないメリットがある。
【００３７】
ここで、下記式で示される無機粉体の粒子径分布Ｓｐａｎを８以下、好ましくは５以下とすることが好ましい。
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８以下の範囲とすることにより、ペースト中の無機粉体のサイズが揃い、先に述べたペーストを塗布〜硬化するプロセスを繰り返し積層しても、精度良い隔壁形成を行うことができる。
【００３８】
また、ペースト中の無機粉体の平均粒子径ｄ（０．５）を、０．１〜２０μｍ、好ましくは０．３〜１０μｍとすることが好ましい。このような範囲にすることにより、同様に、繰り返し積層時に精度良い隔壁形成を行うことができる。
なお、上記の粒子径分布及び粒子径は、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、粒子径及び粒子径分布が測定できる。
本発明における粒子径及び粒子径分布は、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（Ｍａｉｌ理論を用いた体積基準分布を基本としたソフト）にて、粒子径及び粒子径分布の測定を行なうことができる。
【００３９】
次に、隔壁用のペーストに用いる樹脂について述べる。
隔壁用のペーストに含まれる樹脂は、前述した無機粉体を含有でき、所定の隔壁形状を形成できればいずれでも良く、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、反応性樹脂が挙げられるが、要求される隔壁物性を考慮し、分子量が大きく、ガラス転移点Ｔｇができるだけ高い方が良い。例示すると、アクリル系、スチレン系、エポキシ系、フェノール系、ウレタン系、ポリエステル系、尿素系などが挙げられ、特に、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系、ポリエステル系が好適である。
【００４０】
次に、隔壁用ペーストに用いる溶媒について述べる。
隔壁用のペーストに添加される溶剤は、前述した無機粉体および樹脂を相溶すればいずれでも良いが、例示すると、フタル酸エステル、トルエン、キシレン、ベンゼンなどの芳香族溶剤、オキシアルコール、ヘキサノール、オクタノールなどのアルコール系溶剤、酢酸エステルなどのエステル系溶剤が挙げられ、通常、無機粉体に対して０．１〜５０重量部が添加される。
このペーストには、その他、必要に応じて、染料、重合禁止剤、可塑剤、増粘剤、分散剤、酸化防止剤、硬化剤、硬化促進剤、沈降防止剤を加えても良い。
これらから成るペースト材料は、所望の組成にて、混練機、攪拌機、３本ローラなどにて分散調合される。作業性を加味すると、粘度を５００〜３０００００ｃｐｓとすることが好ましい。
【００４１】
次に粉流体について述べる。
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。
【００４２】
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のプラスチック蓋付き容器に、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。
【００４３】
また、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が次式を満たすものが好ましい。
Ｖ１０／Ｖ５＞０．８
ここで、Ｖ５は最大浮遊時から５分後の見かけ体積（ｃｍ３）、Ｖ１０は最大浮遊時から１０分後の見かけ体積（ｃｍ３）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Ｖ１０／Ｖ５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。Ｖ１０／Ｖ５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。
【００４４】
また、粉流体を構成する物質の平均粒径（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、表示はできるものの隠蔽率が下がり装置の薄型化が困難となる。なお、粉流体を構成する物質の平均粒径（ｄ（０．５））は、次の粒径分布Ｓｐａｎにおけるｄ（０．５）と同様である。
【００４５】
粉流体を構成する物質は、下記式に示される粒径分布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径をμｍで表した数値、ｄ（０．１）はこれ以下の粉流体の比率が１０％である粒径をμｍで表した通知、ｄ（０．９）はこれ以下の粉流体が９０％である粒径をμｍで表した数値である。粉流体を構成する物質の粒径分布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。
【００４６】
なお、以上の粒径分布及び粒径は、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径と対応関係があることから、粒径及び粒径分布が測定できる。この粒径及び粒径分布は、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（Ｍａｉｌ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。
【００４７】
粉流体の作製は、必要な樹脂、帯電制御剤、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、帯電制御剤、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、帯電制御剤、着色剤、その他添加剤を例示する。
【００４８】
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。
【００４９】
帯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。
着色剤の例としては、塩基性、酸性などの染料が挙げられ、ニグロシン、メチレンブルー、キノリンイエロー、ローズベンガルなどが例示される。
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、銅粉、アルミニウム粉などが挙げられる。
【００５０】
しかしながら、このような材料を工夫無く混練り、コーティングなどを施しても、エアロゾル状態を示す粉流体を作製することはできない。エアロゾル状態を示す粉流体の決まった製法は定かではないが、例示すると次のようになる。
【００５１】
まず、粉流体を構成する物質の表面に、平均粒径が２０−１００ｎｍ、好ましくは２０−８０ｎｍの無機微粒子を固着させることが適当である。更に、その無機微粒子がシリコーンオイルで処理されていることが適当である。ここで、無機微粒子としては、二酸化珪素（シリカ）、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化セリウム、酸化鉄、酸化銅等が挙げられる。この無機微粒子を固着させる方法が重要であり、例えば、ハイブリダイザー（奈良機械製）やメカノフージョン（ホソカワミクロン製）などを用いて、ある限定された条件下（例えば処理時間）で、エアロゾル状態を示す粉流体を作製することができる。
【００５２】
ここで繰り返し耐久性を更に向上させるためには、粉流体を構成する樹脂の安定性、特に、吸水率と溶剤不溶率を管理することが効果的である。基板間に封入する粉流体を構成する樹脂の吸水率は、３重量％以下、特に２重量％以下とすることが好ましい。なお、吸水率の測定は、ＡＳＴＭ−Ｄ５７０に準じて行い、測定条件は２３℃で２４時間とする。粉流体を構成する樹脂の溶剤不溶率に関しては、下記関係式で表される粉流体の溶剤不溶率を５０％以上、特に７０％以上とすることが好ましい。
溶剤不溶率（％）＝（Ｂ／Ａ）×１００
（但し、Ａは樹脂の溶剤浸漬前重量、Ｂは良溶媒中に樹脂を２５℃で２４時間浸漬した後の重量を示す）
【００５３】
この溶剤不溶率が５０％未満では、長期保存時に粒子表面にブリードが発生し、粉流体との付着力に影響を及ぼし粉流体の移動の妨げとなり、画像表示耐久性に支障をきたす場合がある。なお、溶剤不溶率を測定する際の溶剤（良溶媒）としては、フッ素樹脂ではメチルエチルケトン等、ポリアミド樹脂ではメタノール等、アクリルウレタン樹脂では、メチルエチルケトン、トルエン等、メラミン樹脂ではアセトン、イソプバノール等、シリコーン樹脂ではトルエン等が好ましい。
【００５４】
また、粉流体の充填量については、粉流体の占有体積が、対向する基板間の空隙部分の１０〜８０ｖｏｌ％、好ましくは１０〜６５ｖｏｌ％、更に好ましくは１０〜５５ｖｏｌ％になるように調整することが好ましい。粉流体の体積占有率が、１０ｖｏｌ％より小さいと鮮明な画像表示が行えなくなり、８０ｖｏｌ％より大きいと粉流体が移動しにくくなる。ここで、空間体積とは、対向する基板１、基板２に挟まれる部分から、隔壁４の占有部分、装置シール部分を除いた、いわゆる粉流体を充填可能な体積を指すものとする。
【００５５】
更に、本発明においては基板間の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。以上の空隙部分とは、図３において、透明基板１、対向基板２に挟まれる部分から、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、いわゆる粉流体が接する気体部分を指すものとする。
【００５６】
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、窒素、アルゴン、ヘリウムなどが好適である。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、粉流体、基板などを所定湿度環境下にて組み立て、更に、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。
【００５７】
なお、本発明の画像表示装置は、ノートパソコン、ＰＤＡ、携帯電話などのモバイル機器の表示部、電子ブック、電子新聞などの電子ペーパー、看板、ポスター、黒板などの提示板、電卓、家電製品、自動車用品等の表示部、ポイントカードなどのカード表示部などに用いられる。
【００５８】
【実施例】
次に実施例を示して、本発明を更に具体的に説明する。但し本発明は以下の実施例により限定されるものではない。
【００５９】
＜実施例１＞
電極を設けた基板を準備し、基板上に、高さ４００μｍのリブを作り、ストライプ状の隔壁を形成した。
リブの形成は次のように行なった。先ずペーストは、無機粉体としてＳｉＯ２ 、Ａｌ２ Ｏ３ 、Ｂ２ Ｏ３ 、Ｂｉ２Ｏ３およびＺｎＯの混合物を、溶融、冷却、粉砕したガラス粉体を、樹脂として熱硬化性のエポキシ樹脂を準備して、溶剤にて粘度１２０００ｃｐｓになるように調製したペーストを作製した。次に、ペーストを準備した基板上に塗布し、１５０℃で加熱硬化させ、この塗布〜硬化を繰り返す事により、厚み（隔壁の高さに相当）４００μｍになるように調整した。次に、ドライフォトレジストを貼り付けて、露光〜エッチングにより、ライン５０μｍ、スペース４００μｍ、ピッチ２５０μｍの隔壁パターンが形成されるようなマスクを作製した。次に、サンドブラストにより、所定の隔壁形状になるように余分な部分を除去し、所望とするストライプ状隔壁を形成した。そして、基板上の隔壁間にセルを形成した。
【００６０】
次に２種類の粉流体（粉流体Ｘ、粉流体Ｙ）を準備した。
粉流体Ｘは、まず、メチルメタクリレートモノマー、ＴｉＯ２（２０ｐｈｒ）、荷電制御剤ボントロンＥ８９（オリエント化学製、５ｐｈｒ）、開始剤ＡＩＢＮ（０．５ｐｈｒ）を用いて懸濁重合した後、分級装置にて粒子径をそろえた。次に、ハイブリダイザー（奈良機械製作所製）を用いて、これらの粒子に外添剤Ａ（シリカＨ２０００／４、ワッカー社製）と外添剤Ｂ（シリカＳＳ２０、日本シリカ社製）を投入し、４８００回転で５分間処理して、外添剤を、重合した粒子表面に固定化し、粉流体になるように調整した。
粉流体Ｙは、まず、スチレンモノマー、アゾ系化合物（５ｐｈｒ）、荷電制御剤ボントロンＮ０７（オリエント化学製、５ｐｈｒ）、開始剤ＡＩＢＮ（０．５ｐｈｒ）を用いて懸濁重合した後、分級装置にて粒子径をそろえた。次に、ハイブリダイザー装置を用いて、これら粒子に外添剤Ｃ（シリカＨ２０５０、ワッカー社製）と外添剤Ｂ（シリカＳＳ２０、日本シリカ社製）を投入し、４８００回転で５分間処理して、外添剤を、重合した粒子表面に固定化し、粉流体になるように調整した。
【００６１】
次に、図６に示す本発明の画像表示パネルの製造方法に従って、粉流体Ｘを第１の粉流体として担持した担持体により基板に向かって移動させて、基板に設けられたセル内に所定量の粉流体Ｘを充填配置した。続いて、担持体を、粉流体Ｙを第２の粉流体として担持したものに交換して、粉流体Ｙを基板に向かって移動させて、基板に設けられたセル内に所定量の粉流体Ｙを、先に充填配置された粉流体Ｘに重ねて充填配置した。粉流体Ｘと粉流体Ｙの混合率は同重量づつとし、それら粉流体Ｘと粉流体Ｙのガラス基板間への充填率（体積占有率）は２５ｖｏｌ％となるように調整した。
【００６２】
次に、約５００Å厚みの酸化インジウム電極を設けたガラス基板を、粉流体Ｘと粉流体Ｙがセル内に充填配置された基板に重ね、基板周辺をエポキシ系接着剤で接着すると共に、粉流体Ｘと粉流体Ｙを封入し、表示装置を作製した。ここで、空隙を埋める気体は、相対湿度４０％ＲＨの空気とした。
【００６３】
＜実施例２＞
粉流体Ｘと粉流体Ｙの混合率は同重量づつとし、それら粉流体のガラス基板間への充填率（体積占有率）を３５ｖｏｌ％となるように調整した以外は、実施例１と同様にして粉流体を充填配置後、約５００Å厚みの酸化インジウム電極を設けたガラス基板を、粉流体Ｘと粉流体Ｙがセル内に充填配置された基板に重ね、基板周辺をエポキシ系接着剤で接着すると共に、粉流体を封入し、表示装置を作製した。ここで、空隙を埋める気体は、相対湿度４０％ＲＨの空気とした。
【００６４】
実施例１および実施例２に従い作製した画像表示パネルを組み込んだ画像表示装置について、下記の基準に従い、粉流体の特性の測定および表示機能の評価を行った。これらの結果を以下の表１に示す。
【００６５】
『粉流体の特性の測定』
・「粉流体の粒子径分布及び粒子径の測定」
Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ２０００（Ｍａｌｖｅｒｎ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｌｔｄ．）測定機に各粉流体を投入し、付属のソフト（体積基準分布を元に粒子径分布、粒子径を算出するソフト）を用いて、下記値を求めた。
粒子径分布：Ｓｐａｎ＝（ｄ（０．９）−ｄ（０．１））／ｄ（０．５）
ここで、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で表した数値となる。
【００６６】
・「表面電荷密度の測定」
ブローオフ法によって、粉流体とキャリヤ粒子とを十分に接触させ、その飽和帯電量を測定することにより粉流体の単位重量あたりの帯電量を測定できる。そして、この粉流体を構成する粒子の粒子径と比重を別途求めることにより、この粉流体の表面電荷密度を算出した。
＜ブローオフ測定原理及び方法＞
ブローオフ法においては、両端に網を張った円筒容器中に粉流体とキャリヤの混合体を入れ、一端から高圧ガスを吹き込んで粉流体とキャリヤとを分離し、網の目開きから粉流体のみをブローオフ（吹き飛ばし）する。この時、粉流体が容器外に持ち去った帯電量と等量で逆の帯電量がキャリヤに残る。そして、この電荷による電束の全てはファラデーケージで集められ、この分だけコンデンサーは充電される。そこでコンデンサー両端の電位を測定することにより粉流体の電荷量Ｑは、
Ｑ＝ＣＶ （Ｃ：コンデンサー容量、Ｖ：コンデンサー両端の電圧）
として求められる。
ブローオフ粉体帯電量測定装置としては東芝ケミカル社製のＴＢ−２００を用いた。本発明ではキャリヤとして正帯電性・負帯電性の２種類のものを用い、それぞれの場合の単位面積あたり電荷密度（単位：μＣ／ｍ２）を測定した。すなわち、正帯電性キャリヤ（相手を正に帯電させ自らは負になりやすいキャリヤ）としてはパウダーテック社製のＦ９６３−２５３５を、負帯電性キャリヤ（相手を負に帯電させ自らは正に帯電しやすいキャリヤ）としてはパウダーテック社製のＦ９２１−２５３５を用いた。
＜粒子比重測定方法＞
粒子比重は、株式会社島津製作所製比重計、マルチボリウム密度計Ｈ１３０５にて測定した。
【００６７】
『表示機能の評価』
作製した画像表示装置に、印加する電圧を増大させていき、粉流体が移動して表示が可能となる電圧を最低駆動電圧として測定した。具体例を示すと、図１３に示すように閾値となる電圧を最低駆動電圧とした。
次に、その最低駆動電圧＋１０Ｖという電圧を印加して、極性を反転させることにより、黒色〜白色の表示を繰り返した。
表示機能の評価は、コントラスト比について、初期、１００００回繰り返し後、更に５日放置後を反射画像濃度計を用いて測定した。ここで、コントラスト比とは、コントラスト比＝黒色表示時反射濃度／白色表示時反射濃度とした。なお、参考までに初期対比のコントラスト比保持率を求めた。
【００６８】
【表１】
【００６９】
表１の結果から、実施例１、実施例２とも高い表示機能を有する画像表示パネルが得られることがわかった。
【００７０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、電界の力によって担持体を離れた粉流体が、対向電極のある方向に飛翔移動する際に、途中に配置された開口部を通過することにより、着地位置を制御することができるので、粉流体を充填配置すべき基板セルを該対向電極よりも手前に配置しておけば、所望のセルに所望の量の粉流体を充填することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の製造方法の対象となる画像表示パネルの表示方式の一例を示す図である。
【図２】本発明の製造方法の対象となる画像表示パネルの表示方式の他の例を示す図である。
【図３】本発明の製造方法の対象となる画像表示パネルのパネル構造の一例を示す図である。
【図４】本発明の画像表示パネルの製造方法における粉流体の充填方法の一例を示す図である。
【図５】本発明の画像表示パネルの製造方法における粉流体の充填方法の他の例を示す図である。
【図６】本発明の画像表示パネルの製造方法における粉流体の充填を連続的に行う場合の一例を示す図である。
【図７】本発明の画像表示パネルの製造方法における粉流体の充填を連続的に行う場合の他の例を示す図である。
【図８】隔壁で画成される表示セルの形状を示す図である。
【図９】隔壁をスクリーン印刷法で作製する例を示す図である。
【図１０】隔壁をサンドブラスト法で作製する例を示す図である。
【図１１】隔壁を感光体ペースト法で作製する例を示す図である。
【図１２】隔壁をアディティブ法で作製する例を示す図である。
【図１３】実施例における最低駆動電圧を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
１、２ 基板
３ 粉流体
３−１ 第１の粉流体
３−２ 第２の粉流体
４ 隔壁
５ セル
１１ 対向電極
１２ 粉流体担持体
１３ リング状電極
１４ 開口部
２１ 搬送ベルト
２２ 画像表示パネル
２３ 容器[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an image display panel and an image display device, and more particularly, to an image display used in a reversible image display device capable of repeatedly performing image display by utilizing flying movement of powder fluid due to Coulomb force or the like. The present invention relates to a panel manufacturing method and an image display device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with an increase in environmental consciousness such as a paperless trend, research on an electronic paper display that can display a desired image on a display substrate by using an electric force and that can be rewritten has been performed. Particularly famous in the electronic paper technology are liquid-phase types such as an electrophoretic type (for example, see Non-Patent Document 1) and a thermal rewritable type. In the liquid-phase type, particles migrate in a liquid, so There is a problem that the response speed becomes slow due to the viscous resistance of the dry type. Recently, a dry type in which insulating colored particles or powdered fluid is sealed between opposing substrates has attracted attention.
[0003]
However, the manufacturing method is not generally established in the dry type, and a particularly important method for uniformly, evenly, and uniformly enclosing particles or powder fluid between substrates has been established. Absent. Here, if the encapsulation of particles or liquid powder does not satisfy the above conditions, color unevenness or lack of images, unevenness in image response speed due to uneven spacing between substrates, flying or moving particles or liquid powder A problem such as an increase in drive voltage occurs.
[0004]
As a method of enclosing the particles (hereinafter referred to as powder) between the substrates, for example, a roller coater coating method in which the powder is stretched on the substrate, or a method in which the powder is suspended in the air by stirring, air blowing, etc. A particle immersion method in which particles are applied to the substrate by passing through the substrate may be considered. Among these methods, in the roll coater coating method, the particles do not easily adhere to the substrate, so that the filling amount (coating amount) is insufficient and the concentration tends to be uneven. In the particle immersion method, the particles are applied to the substrate. In addition to the fact that it is difficult to adhere, the filling amount is likely to be insufficient, and that the particles are not fixed to the substrate so strongly. Either method is not satisfactory because it is easy to occur.
[0005]
Also, when dividing into a plurality of cells in a matrix arrangement by a grid-like spacer which also functions as a partition wall between the substrates and enclosing two kinds of powder in each cell, particles remain on the top of the partition wall. In addition, when two substrates are superimposed, particles may be interposed at the overlap of the substrate and the partition wall or at the overlap of the partition walls. there were. Furthermore, at present, no method has been found for a method of uniformly, evenly, and uniformly enclosing the powder fluid between the substrates.
[0006]
[Non-patent document 1]
Guo Lao Zhao and three others, “New Toner Display Device (I)”, July 21, 1999, Annual Meeting of the Imaging Society of Japan (83 times in total), “Japan Hardcopy '99”, p. 249-252
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present invention provides a method for uniformly filling powder fluids in a plurality of cells even when two or more types of powder fluids are sealed in a plurality of cells provided by partition walls between opposing substrates. The present invention aims to provide a method of manufacturing an image display panel that can be uniformly encapsulated, and more specifically, uniformly and uniformly in a plurality of cells formed by partition walls provided on one substrate. Provided is a method of manufacturing an image display panel in which a powder fluid is not caught in a superimposed portion, scattered, or a powder fluid layer is not displaced when two substrates after the powder fluid is arranged thereon are overlapped. With the goal.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The method for manufacturing an image display panel according to the present invention, which achieves the above-described object, includes a method of forming a powder showing an aerosol state in a plurality of cells provided by a partition wall between two substrates which are opposed to each other and at least one of which is transparent. In a method for manufacturing an image display panel used in an image display device for enclosing a fluid and applying an electric field to the powder fluid from two types of electrodes having different potentials to fly and move the powder fluid to display an image, the partition wall may A method for manufacturing an image display panel in which a powder fluid is filled in a cell between substrates by filling and disposing a powder fluid on a substrate provided, and then overlaying another substrate. A carrier that carries a powder fluid, a counter electrode that is arranged to face the carrier, and a carrier that fills and arranges the cells in a plurality of cells provided by partition walls on the substrate; It has a plurality of openings that are disposed between the counter electrode and allows the powder fluid to pass therethrough, and has a ring-shaped electrode disposed around the opening, and the carrier and the ring-shaped electrode An electric field is applied between the carrier and the powder fluid to fly from the carrier into the cells of the substrate disposed in front of the counter electrode, thereby filling the cells on the substrate. This is a method for manufacturing an image display panel.
[0009]
In the method for manufacturing an image display panel according to the present invention, when the powder fluid that has left the carrier due to the electric field force flies in a certain direction of the counter electrode, the powder fluid passes through an opening arranged in the middle. Since the landing position can be controlled, a desired amount of powdered fluid can be filled in a desired cell by disposing a substrate cell to be filled with powdered fluid before the counter electrode. . That is, if the opening is positioned immediately before the cell to be filled with the powder fluid, the powder fluid that has passed through the opening will land and be filled in the cell at the end thereof. In addition, since the amount of the liquid powder passing through the cell can be controlled by the voltage applied to the ring-shaped electrode disposed around the opening, the amount of the liquid powder filled in the cell can be easily controlled.
[0010]
As a preferred embodiment of the present invention, when enclosing two or more types of powdered fluids having different colors and different charging characteristics, first, the first powdered fluid is loaded onto the carrier for carrying the first powdered fluid; A counter electrode disposed to face the body; and a plurality of openings disposed between the carrier and the counter electrode, through which the first powder fluid can pass, and disposed around the opening. A ring-shaped electrode, and an electric field is applied between the carrier and the ring-shaped electrode, so that the first powdered fluid is disposed on the substrate from the carrier in front of the counter electrode. After being filled and arranged in the cells on the substrate by flying and moving, the second powder fluid is subsequently moved to a second carrier for supporting the second powder fluid, and the carrier is opposed to the carrier. A counter electrode disposed between the carrier and the counter electrode; A plurality of openings through which a fluid can pass, a ring-shaped electrode disposed around the openings, and an electric field applied between the carrier and the ring-shaped electrodes; The powder fluid is caused to fly from the carrier into the cell of the substrate disposed in front of the counter electrode, so that the powder fluid on the substrate is filled and arranged in the cell already filled with the first powder fluid. Hereinafter, the above-described steps may be sequentially repeated to fill and arrange all the powder fluids of different types in the cell. In the preferred embodiment, more than two kinds of powdered fluids having different colors and different charging characteristics can be more preferably sealed in the cell.
[0011]
Further, as another example of a preferred embodiment of the present invention, the separation wall is provided only on one of the substrates, and a carrier for supporting the powder fluid, and the carrier is opposed to the carrier. A counter electrode disposed between the carrier and the counter electrode, having a plurality of openings through which the powder fluid can pass, and a ring-shaped electrode disposed around the opening. Means for applying an electric field between the carrier and the ring-shaped electrode to fly the powder fluid from the carrier into the cell of the substrate disposed between the counter electrodes, Depending on the type of fluid, there may be a case where the same number of types of powder fluids are continuously prepared. In any of the examples, the sealing of the powder fluid in the cell can be performed more suitably.
[0012]
Further, as another example of the preferred embodiment of the present invention, the average particle diameter of the particles constituting the powder fluid is 0.1 to 20 μm, and the surface charge density of the particles constituting the powder fluid is 5% in absolute value. ~ 150μC / m 2 And the volume occupancy of the powder fluid filled between the substrates is in the range of 10 to 80 vol%. In any of the examples, various characteristics of the powder fluid can be optimized, and the powder fluid can be more preferably sealed in the cell.
[0013]
An image display device according to the present invention includes an image display panel manufactured by the above-described method for manufacturing an image display panel.
[0014]
The “powder fluid” in the present invention is a substance in an intermediate state between a fluid and a particle that exhibits fluidity by itself without using the power of gas or liquid. For example, a liquid crystal is defined as an intermediate phase between a liquid and a solid, and has fluidity which is a characteristic of a liquid and anisotropy (optical properties) which is a characteristic of a solid (Heibonsha: Encyclopedia). . On the other hand, the definition of a particle is an object having a finite mass even if it is negligible in size, and is said to be affected by gravity (Maruzen: Encyclopedia of Physics). Here, even particles have a special state of gas-solid fluidized bed or liquid-solid fluid, and when gas flows from the bottom plate to the particles, an upward force acts on the particles corresponding to the velocity of the gas. Is a gas-solid fluidized bed that can easily flow like a fluid when it balances gravity, and a liquid-solid fluidized body is also called a fluidized fluidized body. Company: Encyclopedia). As described above, the gas-solid fluidized bed and the liquid-solid fluid are in a state utilizing the flow of gas or liquid. In the present invention, it has been found that a substance in a state of exhibiting fluidity can be specifically produced without using the power of such a gas or the power of a liquid, and this is defined as a powder fluid.
[0015]
That is, the powder fluid in the present invention is in an intermediate state having both the characteristics of particles and liquid in the same state as the definition of liquid crystal (intermediate phase between liquid and solid), and the gravitational force which is the characteristic of the particles described above is used. It is a substance that is extremely hard to be affected and shows a unique state of high fluidity. Such a substance can be obtained in an aerosol state, that is, a dispersion system in which a solid or liquid substance is stably suspended as a dispersoid in a gas, and the solid substance is used as a dispersoid in the image display device of the present invention. Things.
[0016]
The image display device to which the present invention is applied is a device in which at least one of the transparent substrates is filled with a liquid powder having high fluidity in an aerosol state in which solid particles are stably suspended as a dispersoid in a gas between opposed substrates. The powder fluid can be easily and stably moved by application of a low voltage due to Coulomb force or the like.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The method for manufacturing an image display panel according to the present invention is an image display panel used in a display system (see FIG. 1) for performing image display by moving powder fluids 3 of two or more different colors in a direction perpendicular to the substrates 1 and 2. The present invention can be applied to any image display panel used for a display method (see FIG. 2) for performing image display by moving powder fluid 3 of one color in a direction parallel to substrates 1 and 2. FIG. 3 shows an example of a panel structure for display. As shown in FIG. 3, an example of the method for manufacturing an image display panel according to the present invention is as follows. A predetermined liquid powder 3 is poured into a cell 5 defined by partition walls 4 formed in a lattice shape between substrates 1 and 2, for example. The method of filling is characteristic.
[0018]
Hereinafter, an example of the method for filling the powder fluid in the present invention will be described.
As shown in FIG. 4, a counter electrode 11 is arranged on the back side of the substrate 1 on which the plurality of cells 5 are defined by the partition walls 4, and the powdered fluid carrier 12 carrying the first powdered fluid 3-1 to be filled is provided. On the other hand, the opening 14 around which the ring-shaped electrode 13 is arranged is arranged so as to correspond to the position of the cell 5 of the substrate 1. Note that the partition wall is a member that becomes the partition wall 4 after completion as a product, and is referred to as the partition wall 4 here. When an appropriate voltage is applied to each of the ring-shaped electrode 13 and the counter electrode 11, an electrostatic field generated between these members and the powder-fluid carrier 12 causes the first powder-fluid 3-3 on the powder-fluid carrier 12. 1 is drawn out to the ring-shaped electrode 13 side, further passes through the opening 14 and flies toward the counter electrode 11. Since the cell 5 exists before the counter electrode 11, the first powder fluid 3-1 that has passed through the opening 14 lands in the cell 5, that is, is filled and arranged in the cell 5.
[0019]
FIG. 5 shows a method of filling the second powder fluid 3-2. As shown in FIG. 5, the liquid powder carrier 12 supporting the second liquid powder 3-2 and the substrate 1 already filled in the cell 5 with the first liquid powder 3-1 are shown in FIG. 4, the counter substrate 11 and the ring-shaped electrode 13 are arranged. When appropriate voltages are applied to the ring-shaped electrode 13 and the counter electrode 11, respectively, the second powder fluid 3-2 flies and moves and lands in the cell 5 like the example shown in FIG. Is filled so as to overlap the powder fluid 3-1.
[0020]
In both the example shown in FIG. 4 and the example shown in FIG. 5, then, another substrate (not shown) is attached to the partition wall 4, whereby the image display panel of the present invention can be manufactured.
[0021]
FIG. 6 is a diagram showing an example in which the first and second powder fluids described above are continuously filled. In the example shown in FIG. 6, a plurality of substrates 1 are provided on a conveyor belt 21 to form a continuous line. Then, in the first powder-fluid filling zone, the first powder-fluid 3-1 is filled in the cell 5 formed by the partition wall 4 on the substrate 1 as in the example shown in FIG. In the powder fluid filling zone, the second powder fluid 3-2 is filled in the cell 5 as in the example shown in FIG. 5, and in the substrate bonding zone, the first powder fluid 3-1 and the second powder fluid 3-1 are filled. The substrate 2 is bonded to the partition wall 4 with the fluid 3-2 filled in the cell 5, and the image display panel 22 of the present invention is obtained in the final zone. FIG. 7 shows a state in which one type of liquid powder 3 is filled in the cell 5 formed by the partition wall 4 on the substrate 1 and the image display panel 22 is continuously manufactured.
[0022]
In addition, in the examples shown in FIGS. 4 to 7, the counter electrode 11 is provided outside the substrate 1 in order to generate an electrostatic field, so that the powder fluid flies and moves. However, in the case of forming an opposing electrode on the substrate 1 in advance at the bottom of the cell 5 and using the opposing electrode as the opposing electrode in the completed image display panel, the opposing electrode is used for generating an electrostatic field. However, the present invention can be achieved without using the counter electrode 11 provided outside the substrate 1. In the examples shown in FIGS. 6 and 7, the powder fluid 3 (3-1, 3-2) stored in the container 23 can be continuously supplied to the illustrated position by rotating the powder fluid carrier 12. Although the configuration is made as described above, this configuration is not necessary when a continuous line is not formed, and may be provided as needed.
[0023]
Next, the substrate will be described.
At least one of the substrate 1 and the substrate 2 is a transparent substrate from which the color of the powder fluid can be confirmed from the outside of the apparatus, and a material having high visible light transmittance and good heat resistance is preferable. The presence or absence of flexibility is appropriately selected depending on the application. For example, a material that is flexible for applications such as electronic paper, and inflexible for applications such as display of portable devices such as mobile phones, PDAs and notebook computers. Material is used.
[0024]
Examples of the substrate material include a polymer sheet such as polyethylene terephthalate, polyethersulfone, polyethylene, and polycarbonate, and an inorganic sheet such as glass and quartz.
The substrate thickness is preferably from 2 to 5000 μm, and more preferably from 5 to 1000 μm. If the thickness is too small, it is difficult to maintain the strength and the uniformity between the substrates. Occurs, and is particularly inflexible in electronic paper applications.
[0025]
An electrode may be provided on the substrate as needed.
When electrodes are not provided on the substrate, an electrostatic latent image is applied to the outer surface of the substrate, and an electric field generated according to the electrostatic latent image attracts the colored powder fluid charged to predetermined characteristics to the substrate. Alternatively, by repelling, the liquid powder arranged corresponding to the electrostatic latent image is visually recognized from the outside of the display device through the transparent substrate. The electrostatic latent image is formed by transferring an electrostatic latent image, which is performed by a normal electrophotographic system using an electrophotographic photosensitive member, onto the substrate of the image display device of the present invention, or by an ion flow. It can be performed by a method such as forming an electrostatic latent image directly on a substrate.
[0026]
When an electrode is provided on a substrate, an electrostatic voltage is applied to the electrode portion, and an electric field generated at each electrode position on the substrate attracts or repels a powdered fluid of a predetermined color, thereby forming an electrostatic latent. This is a method in which powder fluids arranged corresponding to images are visually recognized from outside the display device through a transparent substrate.
The electrodes are formed of a transparent and pattern-forming conductive material. Examples thereof include metals such as indium oxide and aluminum, and conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole, and polythiophene. Can be exemplified. The thickness of the electrode is preferably 3 to 1000 nm, and more preferably 5 to 400 nm, as long as the conductivity can be secured and the light transmittance is not hindered. In this case, the external voltage input may be superimposed with DC or AC.
[0027]
The shape of the partition wall of the present invention is appropriately set as appropriate according to the amount of the powder fluid involved in the display, and is not particularly limited, but the width of the partition wall is 10 to 1000 μm, preferably 10 to 500 μm, and the height of the partition wall is 10 to 10 μm. It is adjusted to 5000 μm, preferably 10 to 500 μm.
In forming the partition walls, a two-rib method in which ribs are formed on both of the opposing substrates and then bonding, and a one-rib method in which the ribs are formed only on one side of the substrate can be considered. From the viewpoint of prevention, it is preferable to form a partition by a one-rib method.
As shown in FIG. 8, the display cells formed by the rib-shaped partitions have a square, triangular, line, or circular shape when viewed from the substrate plane direction.
It is better to make the portion (area of the frame portion of the display cell) corresponding to the partition cross-section seen from the display side as small as possible, and the sharpness of the image display is increased.
[0028]
Here, examples of the method for forming the partition include a screen printing method, a sand blast method, a photoconductor paste method, and an additive method.
[0029]
First, the screen printing method will be described.
The specific process is as shown in FIG.
(1) preparing a paste to be a partition material;
(2) Prepare a plate made of stainless steel mesh, polyester mesh, etc., on which a partition pattern can be printed.
(3) A paste is applied and transferred onto one side of the substrate (if necessary, the substrate on which the above-described electrode pattern is formed) via a plate making process.
(4) curing by heating, etc.
(5) The steps (3) and (4) are repeated until a predetermined thickness (corresponding to the height of the partition wall) is obtained to form a desired partition wall shape.
Consists of
[0030]
Here, the plate making may be any as long as a predetermined partition pattern can be printed.For example, a metal mesh such as a mesh plated to secure high tension, a metal mesh such as a high-tensile material mesh, a polyester mesh, a chemical fiber such as a tetron mesh or the like. A mesh or a combination type mesh in which a polyester mesh is joined between a plate frame and a printing area can be used.
An ordinary screen printing machine can be used for screen printing, and the paste is transferred onto the substrate through the above-described plate making using a squeegee and a scraper.
In this case, the attack angle of the squeegee is 10 to 30 degrees, preferably 15 to 25 degrees, the squeegee speed is 5 to 500 mm / sec, preferably 20 to 100 mm / sec, and the squeegee printing pressure is 0.1 to 10 kg / cm. 2 , Preferably 0.5 to 3 kg / cm 2 It is preferable that
[0031]
Next, the sandblast method will be described.
As a specific process, as exemplified in FIG.
(1) preparing a paste to be a partition material;
(2) A paste is applied onto one side of the substrate (if necessary, the substrate on which the above-described electrode pattern is formed), and dried and cured.
(3) Paste dry film photoresist on it,
(4) leaving only the pattern portions that become the partition walls by exposure and etching,
(5) etching the pattern portion from which the resist has been removed by sandblasting until a predetermined rib shape is obtained;
Consists of
[0032]
When sandblasting, it should be noted that by adjusting the balance between the air pressure applied to the abrasive and the injection amount of the abrasive, the straightness of the abrasive ejected from the nozzle of the sandblasting device is ensured as much as possible. Yes, this reduces the excess diffusion of the abrasive, so that the final shape of the formed partition wall becomes clean (particularly, the side edge of the partition wall decreases). Further, as an abrasive used for sandblasting, glass beads, talc, calcium carbonate, metal powder, and the like can also be used.
[0033]
Next, the photoreceptor paste method will be described.
As a specific process, as exemplified in FIG.
(1) preparing a photosensitive paste containing a photosensitive resin,
(2) apply a photosensitive paste on one side of the substrate (if necessary, the substrate on which the above-described electrode pattern is formed);
(3) Using a photomask, only the portion corresponding to the partition is exposed to light and the photosensitive paste is cured (if necessary, (2) and (3) are repeated until the desired partition height is obtained).
(4) Develop to remove uncured parts,
(5) If necessary, bake the cured part,
Consists of
[0034]
The photosensitive paste contains at least an inorganic powder, a photosensitive resin, and a photoinitiator, and further includes a solvent, a resin, and an additive.
[0035]
Next, the additive method will be described.
As a specific process, as illustrated in FIG.
(1) Pasting a photoresist film on a substrate,
(2) leaving a photoresist film only in a portion between the partitions to be formed by exposure etching;
(3) preparing and curing a paste to be a partition material;
(4) removing the photoresist film to form a predetermined partition shape;
Consists of
[0036]
Next, the paste for the partition used in the present invention will be described.
The partition wall paste contains at least an inorganic powder and a resin, and further includes a solvent, an additive, and the like. The inorganic powder is a ceramic powder or a glass powder, and is used alone or in combination of two or more.
As an example of ceramic powder, ZrO 2 , Al 2 O 3 , CuO, MgO, TiO 2 , ZnO 2 Oxide ceramics such as SiC, AlN, Si 3 O 4 And the like.
As an example of glass powder, SiO as a raw material 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , Bi 2 O 3 , ZnO melted, cooled and pulverized. The glass transition point Tg of the glass powder is preferably in the range of 300 to 500 ° C. In this range, the temperature is lowered during the firing process, and there is an advantage that the resin is less damaged.
[0037]
Here, the particle size distribution Span of the inorganic powder represented by the following formula is preferably 8 or less, more preferably 5 or less.
Span = (d (0.9) −d (0.1)) / d (0.5)
(However, d (0.5) is a numerical value in μm indicating a particle diameter in which 50% of the particles are larger than 50% and smaller than 50%, and d (0.1) is a ratio of particles smaller than 10%.) %, And d (0.9) is a numerical value, expressed in μm, where 90% of the particles are 90% or less.
By setting Span to a range of 8 or less, the size of the inorganic powder in the paste becomes uniform, and even if the above-described process of applying to curing the paste is repeatedly laminated, the partition walls can be formed with high accuracy.
[0038]
The average particle diameter d (0.5) of the inorganic powder in the paste is preferably 0.1 to 20 μm, and more preferably 0.3 to 10 μm. By setting the content in such a range, similarly, it is possible to form a partition wall with high accuracy at the time of repeated lamination.
The above-mentioned particle size distribution and particle size can be determined by a laser diffraction / scattering method or the like. When a laser beam is applied to the particles to be measured, a light intensity distribution pattern of diffraction / scattered light is generated spatially, and since this light intensity pattern has a correspondence with the particle size, the particle size and the particle size distribution can be measured. .
The particle diameter and the particle diameter distribution in the present invention are obtained from a volume-based distribution. Specifically, using a Mastersizer 2000 (Malvern Instruments Ltd.) measuring device, the particles are introduced into a nitrogen gas flow, and the particles are analyzed by attached analysis software (software based on a volume-based distribution using Mail theory). Measurement of diameter and particle size distribution can be performed.
[0039]
Next, the resin used for the paste for the partition wall will be described.
The resin contained in the partition wall paste may contain any of the inorganic powders described above and may be any as long as it can form a predetermined partition shape, and may be a thermoplastic resin, a thermosetting resin, or a reactive resin. In consideration of the physical properties of the partition wall, it is better that the molecular weight is large and the glass transition point Tg is as high as possible. For example, acrylic, styrene, epoxy, phenol, urethane, polyester, urea and the like can be mentioned, and acrylic, epoxy, urethane and polyester are particularly preferable.
[0040]
Next, the solvent used for the partition wall paste will be described.
The solvent to be added to the partition wall paste may be any solvent as long as the inorganic powder and the resin described above are compatible with each other. Examples thereof include aromatic solvents such as phthalic acid ester, toluene, xylene, and benzene, oxyalcohol, and hexanol. Alcohol solvents such as octanol, and ester solvents such as acetic acid ester, and usually 0.1 to 50 parts by weight based on the inorganic powder.
If necessary, a dye, a polymerization inhibitor, a plasticizer, a thickener, a dispersant, an antioxidant, a curing agent, a curing accelerator, and an anti-settling agent may be added to the paste.
The paste material composed of these is dispersed and compounded with a desired composition by a kneader, a stirrer, three rollers or the like. In consideration of workability, the viscosity is preferably set to 500 to 300,000 cps.
[0041]
Next, the powder fluid will be described.
As described above, the powder fluid is a substance in an intermediate state between a fluid and a particle that exhibits fluidity by itself without using the power of gas or liquid. This powder fluid can be in an aerosol state, and the image display device of the present invention is used in a state where a solid substance is relatively stably suspended as a dispersoid in a gas.
[0042]
The range of the aerosol state is preferably such that the apparent volume at the time of the maximum suspension of the powder fluid is at least twice as large as that at the time of no suspension, more preferably at least 2.5 times, particularly preferably at least 3 times. The upper limit is not particularly limited, but is preferably 12 times or less.
If the apparent volume at the time of the maximum floating of the powder fluid is smaller than twice that of the non-floating state, it is difficult to control the display. If the apparent volume is larger than 12 times, the powder fluid will flutter too much when sealed in the device. Inconvenience in handling occurs. In addition, the apparent volume at the time of maximum floating is measured as follows. That is, the powder fluid is put into a closed container through which the powder fluid can be seen, and the container itself is vibrated or dropped to create a maximum floating state, and the apparent volume at that time is measured from the outside of the container. Specifically, a powder fluid equivalent to 1/5 volume as a powder fluid when not floating is placed in a container with a plastic lid having a diameter (inner diameter) of 6 cm and a height of 10 cm, and the container is set on a shaker, and the container is set to 6 cm. Is shaken at 3 reciprocations / sec for 3 hours. The apparent volume immediately after stopping shaking is the apparent volume at the time of maximum suspension.
[0043]
Further, the image display device of the present invention is preferably one in which the change over time of the apparent volume of the powder fluid satisfies the following expression.
V 10 / V 5 > 0.8
Where V 5 Is the apparent volume (cm) 5 minutes after the maximum suspension 3 ), V 10 Is the apparent volume (cm) 10 minutes after the maximum floating 3 ). It should be noted that the image display device according to the present invention is capable of controlling the time change V in the apparent volume of the powder fluid. 10 / V 5 Is preferably larger than 0.85, particularly preferably larger than 0.9. V 10 / V 5 Is 0.8 or less, it is the same as the case where ordinary so-called particles are used, and the effect of high-speed response and durability as in the present invention cannot be secured.
[0044]
The average particle size (d (0.5)) of the substance constituting the powder fluid is preferably 0.1-20 μm, more preferably 0.5-15 μm, and particularly preferably 0.9-8 μm. If it is smaller than 0.1 μm, it is difficult to control the display. If it is larger than 20 μm, the display can be performed, but the concealment ratio is reduced, and it is difficult to reduce the thickness of the device. The average particle diameter (d (0.5)) of the substance constituting the powder fluid is the same as d (0.5) in the next particle diameter distribution Span.
[0045]
The substance constituting the powder fluid preferably has a particle size distribution Span represented by the following formula of less than 5, and more preferably less than 3.
Particle size distribution Span = (d (0.9) -d (0.1)) / d (0.5)
Here, d (0.5) is a numerical value representing the particle diameter in μm that 50% of the substance constituting the powder fluid is larger than 50% and smaller than 50%, and d (0.1) is smaller than 50%. The notification that the particle diameter at which the ratio of the powder fluid is 10% is expressed in μm, and d (0.9) is the numerical value that expresses the particle diameter at which the powder fluid of 90% or less is expressed in μm. By setting the particle size distribution Span of the substance constituting the powder fluid to 5 or less, the size becomes uniform and uniform powder fluid movement becomes possible.
[0046]
The above particle size distribution and particle size can be determined by a laser diffraction / scattering method or the like. When laser light is irradiated on the powder fluid to be measured, a light intensity distribution pattern of diffraction / scattered light is generated spatially, and since this light intensity pattern has a correspondence with the particle size, the particle size and the particle size distribution are measured. it can. The particle size and particle size distribution are obtained from a volume-based distribution. Specifically, using a Mastersizer 2000 (Malvern Instruments Ltd.) measuring machine, a powder fluid is charged into a nitrogen gas stream, and attached analysis software (software based on volume-based distribution using Mail theory) is used. A measurement can be made.
[0047]
Powders can be made by kneading and pulverizing the required resin, charge control agent, colorant, and other additives, or polymerizing from monomers, and adding existing particles to the resin, charge control agent, colorant, and other additives. It may be coated with an agent. Hereinafter, a resin, a charge controlling agent, a colorant, and other additives constituting the powder fluid will be exemplified.
[0048]
Examples of the resin include urethane resin, acrylic resin, polyester resin, urethane-modified acrylic resin, silicone resin, nylon resin, epoxy resin, styrene resin, butyral resin, vinylidene chloride resin, melamine resin, phenol resin, fluorine resin, and the like. It is also possible to mix two or more kinds, and in particular, acrylic urethane resin, acrylic urethane silicone resin, acrylic urethane fluororesin, urethane resin, and fluororesin are preferable from the viewpoint of controlling the adhesion to the substrate.
[0049]
Examples of the charge control agent include a quaternary ammonium salt-based compound, a nigrosine dye, a triphenylmethane-based compound, and an imidazole derivative when giving a positive charge, and a metal-containing azo compound when giving a negative charge. Dyes, salicylic acid metal complexes, nitroimidazole derivatives and the like.
Examples of the coloring agent include basic and acidic dyes, and examples thereof include nigrosine, methylene blue, quinoline yellow, and rose bengal.
Examples of inorganic additives include titanium oxide, zinc white, zinc sulfide, antimony oxide, calcium carbonate, lead white, talc, silica, calcium silicate, alumina white, cadmium yellow, cadmium red, cadmium orange, titanium yellow, Navy blue, ultramarine, cobalt blue, cobalt green, cobalt violet, iron oxide, carbon black, copper powder, aluminum powder, and the like.
[0050]
However, even if such materials are kneaded and coated without any ingenuity, a powder fluid showing an aerosol state cannot be produced. It is not clear how the powdered fluid exhibiting the aerosol state is determined, but for example, it is as follows.
[0051]
First, it is appropriate to fix inorganic fine particles having an average particle diameter of 20 to 100 nm, preferably 20 to 80 nm on the surface of the substance constituting the powder fluid. Further, it is appropriate that the inorganic fine particles are treated with silicone oil. Here, examples of the inorganic fine particles include silicon dioxide (silica), zinc oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, cerium oxide, iron oxide, and copper oxide. The method of fixing the inorganic fine particles is important, for example, using a hybridizer (manufactured by Nara Machinery) or mechanofusion (manufactured by Hosokawa Micron) or the like to show an aerosol state under certain limited conditions (for example, processing time). A powder fluid can be made.
[0052]
Here, in order to further improve the repeated durability, it is effective to control the stability of the resin constituting the powder fluid, in particular, the water absorption and the solvent insolubility. The resin constituting the powder fluid sealed between the substrates preferably has a water absorption of 3% by weight or less, particularly preferably 2% by weight or less. In addition, the measurement of the water absorption is performed according to ASTM-D570, and the measurement condition is set to 23 ° C. for 24 hours. Regarding the solvent insolubility of the resin constituting the powder fluid, the solvent insolubility of the powder fluid represented by the following relational expression is preferably 50% or more, particularly preferably 70% or more.
Solvent insolubility (%) = (B / A) × 100
(However, A indicates the weight of the resin before immersion in the solvent, and B indicates the weight after immersing the resin in a good solvent at 25 ° C. for 24 hours.)
[0053]
If the solvent insolubility is less than 50%, bleeding occurs on the particle surface during long-term storage, which affects the adhesion to the powdered fluid, hinders the movement of the powdered fluid, and may hinder image display durability. . The solvent (good solvent) for measuring the solvent insolubility may be methyl ethyl ketone or the like for a fluororesin, methanol or the like for a polyamide resin, methyl ethyl ketone or toluene for an acrylic urethane resin, acetone or isopvanol for a melamine resin, or a silicone resin. Is preferably toluene or the like.
[0054]
Further, the filling amount of the powder fluid is adjusted so that the volume occupied by the powder fluid is 10 to 80 vol%, preferably 10 to 65 vol%, more preferably 10 to 55 vol% of the gap between the opposing substrates. Is preferred. If the volume occupancy of the powder fluid is smaller than 10 vol%, clear image display cannot be performed, and if it is larger than 80 vol%, the powder fluid becomes difficult to move. Here, the space volume refers to a volume that can be filled with a so-called powder fluid, excluding a portion sandwiched between the opposing substrates 1 and 2, excluding a portion occupied by the partition walls 4 and a device sealing portion.
[0055]
Furthermore, in the present invention, it is important to control the gas in the gap surrounding the powder fluid between the substrates, which contributes to the improvement of display stability. Specifically, it is important that the relative humidity at 25 ° C. of the gas in the void portion be 60% RH or less, preferably 50% RH or less, and more preferably 35% RH or less. The above-mentioned void portion is a gas in contact with a so-called powder fluid, excluding the portion occupied by the powder fluid 3, the portion occupied by the partition 4, and the device sealing portion from the portion sandwiched between the transparent substrate 1 and the counter substrate 2 in FIG. Parts.
[0056]
The gas in the void portion is not limited as long as it is in the above-described humidity range, but dry air, nitrogen, argon, helium, and the like are preferable. This gas needs to be sealed in the device so that the humidity is maintained, for example, assembling the powder fluid, the substrate and the like under a predetermined humidity environment, and further, a sealing material for preventing moisture from entering from outside, It is important to provide a sealing method.
[0057]
Note that the image display device of the present invention includes a display unit of a mobile device such as a notebook computer, a PDA, and a mobile phone, an electronic book such as an electronic book and an electronic newspaper, a signboard, a poster, a presentation board such as a blackboard, a calculator, a home appliance, It is used for a display section of an automobile article and the like, a card display section of a point card and the like.
[0058]
【Example】
Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples.
[0059]
<Example 1>
A substrate provided with electrodes was prepared, and a rib having a height of 400 μm was formed on the substrate to form a stripe-shaped partition.
The ribs were formed as follows. First, the paste is made of SiO as inorganic powder. 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 , Bi 2 O 3 A mixture prepared by melting, cooling, and pulverizing a mixture of ZnO and ZnO was used, and a thermosetting epoxy resin was prepared as a resin, and a paste was prepared with a solvent so as to have a viscosity of 12,000 cps. Next, the paste was applied on the prepared substrate, heated and cured at 150 ° C., and the application and curing were repeated to adjust the thickness to 400 μm (corresponding to the height of the partition). Next, a dry photoresist was attached thereto, and a mask was formed by exposure to etching so that a partition pattern having a line of 50 μm, a space of 400 μm, and a pitch of 250 μm was formed. Next, an excess portion was removed by sandblasting so as to have a predetermined partition shape, thereby forming a desired striped partition. Then, cells were formed between partition walls on the substrate.
[0060]
Next, two types of powder fluids (the powder fluid X and the powder fluid Y) were prepared.
The powder fluid X is firstly a methyl methacrylate monomer, TiO 2 (20 phr), suspension polymerization using a charge control agent Bontron E89 (5 phr, manufactured by Orient Chemical Co., Ltd.) and an initiator AIBN (0.5 phr), and then the particle diameters were adjusted by a classifier. Next, an external additive A (silica H2000 / 4, manufactured by Wacker) and an external additive B (silica SS20, manufactured by Nippon Silica) were added to these particles using a hybridizer (manufactured by Nara Machinery Co., Ltd.). The mixture was treated at 4800 rpm for 5 minutes to fix the external additive on the surface of the polymerized particles and to adjust to a powdery fluid.
The powder fluid Y is first subjected to suspension polymerization using a styrene monomer, an azo compound (5 phr), a charge control agent Bontron N07 (5 phr, manufactured by Orient Chemical), and an initiator AIBN (0.5 phr). To make the particle size uniform. Next, an external additive C (silica H2050, manufactured by Wacker Inc.) and an external additive B (silica SS20, manufactured by Nippon Silica Co., Ltd.) were added to these particles using a hybridizer, and the particles were treated at 4800 rpm for 5 minutes. Thus, the external additive was immobilized on the surface of the polymerized particles and adjusted so as to be a powdery fluid.
[0061]
Next, in accordance with the method for manufacturing an image display panel of the present invention shown in FIG. 6, the powdery fluid X is moved toward the substrate by the carrier that carries the powdery fluid as the first powdery fluid, and is moved into the cell provided on the substrate. A fixed amount of the powder fluid X was filled and arranged. Subsequently, the carrier is exchanged for one that holds the powder fluid Y as a second powder fluid, and the powder fluid Y is moved toward the substrate, and a predetermined amount of powder fluid is placed in a cell provided on the substrate. Y was filled and arranged so as to overlap the powdered fluid X previously filled and arranged. The mixing ratio of the powder fluid X and the powder fluid Y was the same by weight, and the filling rate (volume occupancy) of the powder fluid X and the powder fluid Y between the glass substrates was adjusted to be 25 vol%.
[0062]
Next, a glass substrate provided with an indium oxide electrode having a thickness of about 500 mm is placed on a substrate filled with powdered fluid X and powdered fluid Y, and the periphery of the substrate is bonded with an epoxy-based adhesive. X and the powdery fluid Y were sealed to produce a display device. Here, the gas filling the void was air having a relative humidity of 40% RH.
[0063]
<Example 2>
The same procedure as in Example 1 was performed except that the mixing ratio of the powdered fluid X and the powdered fluid Y was the same by weight, and the filling rate (volume occupancy) of the powdered fluid between the glass substrates was adjusted to be 35 vol%. After filling and disposing the powdered fluid, a glass substrate provided with an indium oxide electrode having a thickness of about 500 mm is placed on the substrate filled with the powdered fluid X and the powdered fluid Y, and the periphery of the substrate is bonded with an epoxy adhesive. At the same time, a liquid powder was sealed therein to produce a display device. Here, the gas filling the void was air having a relative humidity of 40% RH.
[0064]
With respect to the image display device incorporating the image display panel manufactured according to Example 1 and Example 2, the characteristics of the powder fluid were measured and the display function was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1 below.
[0065]
"Measurement of powder fluid properties"
・ "Measurement of particle size distribution and particle size of powder fluid"
Each powder fluid was put into a Mastersizer 2000 (Malvern Instruments Ltd.) measuring machine, and the following values were obtained using attached software (software for calculating particle diameter distribution and particle diameter based on volume-based distribution).
Particle size distribution: Span = (d (0.9) -d (0.1)) / d (0.5)
Here, d (0.5) is a numerical value expressing the particle diameter in which 50% of the particles are larger than 50% and smaller than 50% in μm, and d (0.1) is a ratio of particles smaller than 10%. % Is a numerical value expressing a particle diameter in μm, and d (0.9) is a numerical value expressing a particle diameter in which 90% of the particles are 90% or less in μm.
[0066]
・ "Measurement of surface charge density"
The charge amount per unit weight of the powder fluid can be measured by bringing the powder fluid and the carrier particles into sufficient contact by the blow-off method and measuring the saturation charge amount. Then, the surface charge density of the powder fluid was calculated by separately obtaining the particle diameter and the specific gravity of the particles constituting the powder fluid.
<Principle and method of blow-off measurement>
In the blow-off method, a mixture of a powder fluid and a carrier is placed in a cylindrical container having meshes at both ends, and high-pressure gas is blown from one end to separate the powder fluid and the carrier. Blow off (blow off). At this time, a charge amount equal to and opposite to the charge amount that the powder fluid has taken out of the container remains on the carrier. All of the electric flux due to this charge is collected in the Faraday cage, and the capacitor is charged by that amount. Then, by measuring the potential at both ends of the condenser, the charge amount Q of the powder fluid is
Q = CV (C: capacitor capacity, V: voltage across capacitor)
Is required.
As a blow-off powder charge measuring device, TB-200 manufactured by Toshiba Chemical Corporation was used. In the present invention, two types of carriers having positive chargeability and negative chargeability are used, and the charge density per unit area (unit: μC / m 2 ) Was measured. In other words, as a positively chargeable carrier (a carrier that is positively charged and easily becomes negative), F963-2535 manufactured by Powder Tech Co., Ltd. is used, and a negatively chargeable carrier (the other party is negatively charged and the self is positively charged) is used. As an easy carrier, F921-2535 manufactured by Powder Tech was used.
<Particle specific gravity measurement method>
The particle specific gravity was measured with a Shimadzu Corporation specific gravity meter and a multi-volume density meter H1305.
[0067]
"Evaluation of display function"
The voltage applied to the manufactured image display device was increased, and the voltage at which the liquid powder moved to enable display was measured as the minimum drive voltage. As a specific example, as shown in FIG. 13, a voltage that becomes a threshold was set as a minimum drive voltage.
Next, the voltage of the minimum driving voltage +10 V was applied to invert the polarity, whereby black to white display was repeated.
The evaluation of the display function was performed by using a reflection image densitometer for the contrast ratio after the initial repetition of 10,000 times and after standing for 5 days. Here, the contrast ratio is defined as: contrast ratio = reflection density during black display / reflection density during white display. Incidentally, the contrast ratio retention ratio of the initial contrast was determined for reference.
[0068]
[Table 1]
[0069]
From the results in Table 1, it was found that an image display panel having a high display function can be obtained in both Example 1 and Example 2.
[0070]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, when the powder fluid that has left the carrier by the force of the electric field flies in the direction of the counter electrode, it passes through the opening arranged in the middle. This makes it possible to control the landing position, so that if a substrate cell to be filled with a powder fluid is arranged before the counter electrode, a desired amount of the powder fluid can be filled in a desired cell. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a display method of an image display panel which is a target of a manufacturing method of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating another example of a display method of an image display panel that is a target of the manufacturing method of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing an example of a panel structure of an image display panel to be subjected to the manufacturing method of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a method of filling a powdery fluid in the method of manufacturing an image display panel according to the present invention.
FIG. 5 is a view showing another example of the method of filling the liquid powder in the method of manufacturing an image display panel of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a case where the filling of the powder fluid is continuously performed in the method for manufacturing an image display panel of the present invention.
FIG. 7 is a diagram showing another example of the case where the filling of the powder fluid is continuously performed in the method for manufacturing an image display panel of the present invention.
FIG. 8 is a diagram showing the shape of a display cell defined by partition walls.
FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which a partition is manufactured by a screen printing method.
FIG. 10 is a diagram showing an example in which a partition is formed by a sandblast method.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example in which a partition is formed by a photoconductor paste method.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example in which a partition is formed by an additive method.
FIG. 13 is a graph for explaining a minimum drive voltage in the example.
[Explanation of symbols]
1,2 substrate
3 powder fluid
3-1 First powder fluid
3-2 Second powder fluid
4 Partition wall
5 cells
11 Counter electrode
12. Powder fluid carrier
13 Ring electrode
14 Opening
21 Conveyor belt
22 Image display panel
23 containers
