JP2006058556A - 画像表示用パネルの製造方法および画像表示用パネル - Google Patents

Abstract

【課題】隔壁頂上と基板との間に画像表示媒体が残りにくく、良好なパネル性能を得る。
【解決手段】画像表示媒体が正帯電性及び負帯電性を有する２種類の画像表示媒体であって、（１）放電装置を用いて基板表面を負に帯電させる工程と、基板表面の所定位置にシリコーンゴム製の凸型を接触させて、当該基板表面部分を正極性とする工程と、基板上正極性部分に選択的に負帯電性の画像表示媒体を散布して配置充填させる工程と、（２）さらにもう一方のセルを画成する隔壁が設けられた基板に対して、放電装置を用いて基板表面全体を負に帯電させる工程と、基板表面の隔壁頂上にシリコーンゴム製の凸型を接触させて、当該基板表面隔壁頂上部分を正極性とする工程と、基板上負極性部分に選択的に正帯電性の画像表示媒体を散布して配置充填させる工程と、それぞれ色および帯電特性の異なる２種類の画像表示媒体が配置充填された２枚の基板を重ね合せる工程と、を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像表示媒体（例えば粒子群または粉流体）の移動を利用した乾式の画像表示用パネルの製造方法に関し、特に、基板上の所定領域に画像表示媒体を配置充填させる画像表示用パネルの製造方法および画像表示用パネルに関するものである。

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

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

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

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

上述した種々の問題を解決するための一方法として、少なくとも一方が透明である２枚の対向する基板間に、隔壁により互いに隔離されたセルを形成し、セル内に画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を与え、画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルが知られている。そして、これらの乾式の画像表示媒体移動式表示方式の場合、画像表示用パネルの基板間に画像表示媒体を封入するが、移動を繰り返すうちに次第に画像表示媒体が偏在するようになることを防ぐために隔壁で囲われた小部屋（セル）に画像表示媒体を封入する方法が用いられている。
趙 国来、外３名、"新しいトナーディスプレイデバイス（Ｉ）"、１９９９年７月２１日、日本画像学会年次大会（通算８３回）"Japan Hardcopy’99"論文集、p.249-252

上述した構成の画像表示用パネルにおいて、隔壁で仕切られたセル内に画像表示媒体を配置充填させようとすると、隔壁頂上にも画像表示媒体が付着してしまい、セル内にのみ選択的に画像表示媒体を配置充填させることができなかった。そこで、隔壁頂上に付着した余分な画像表示媒体を除去してから基板を重ね合せて、画像表示用パネルを作製していた。

本発明の目的は上述した問題点を解消して、隔壁頂上と基板との間に画像表示媒体が残りにくく、良好なパネル性能を得ることができる画像表示用パネルの製造方法および画像表示用パネルを提供しようとするものである。

本発明の画像表示用パネルの製造方法の第１発明は、少なくとも一方が透明な２枚の基板間の、隔壁によって画成されたセル内に画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を与えて画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルの製造方法において、画像表示媒体が正帯電性及び負帯電性を有する２種類の画像表示媒体であって、放電装置を用いて基板表面を負に帯電させる工程と、基板表面の所定位置にシリコーンゴム製の凸型を接触させて、凸型が接触した基板表面部分を正極性とする工程と、基板上の正極性部分に選択的に負帯電性の画像表示媒体を散布して配置充填させる工程と、さらにもう一方のセルを画成する隔壁が設けられた基板に対して、放電装置を用いて基板表面全体を負に帯電させる工程と、基板表面の隔壁頂上にシリコーンゴム製の凸型を接触させて、凸型が接触した基板表面隔壁頂上部分を正極性とする工程と、基板上の負極性部分（すなわちセル内）に選択的に正帯電性の画像表示媒体を散布して配置充填させる工程と、それぞれ色および帯電特性の異なる２種類の画像表示媒体が所定位置に配置充填された２枚の基板を重ね合せる工程とを有することを特徴とするものである。

また、本発明の画像表示用パネルの製造方法の第２発明は、少なくとも一方が透明な２枚の基板間の、隔壁によって画成されたセル内に画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を与えて画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルの製造方法において、画像表示媒体が正帯電性を有する１種類の画像表示媒体であって、シリコーンゴム製凸型が隔壁形状に対応する凸形状を有し、隔壁が設けられている方の基板に、放電装置を用いて基板表面全体を負に帯電させる工程と、基板表面の隔壁頂上にシリコーンゴム製の凸型を接触させて、凸型が接触した基板表面隔壁頂上部分を正極性とする工程と、基板上の負極性部分（すなわちセル内）に選択的に正帯電性の画像表示媒体を散布して配置充填させる工程とを、行った後にもう一方の基板を重ね合せることを特徴とするものである。

さらに、本発明の画像表示用パネルの製造方法の第３発明は、少なくとも一方が透明な２枚の基板間の、隔壁によって画成されたセル内に画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を与えて画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルの製造方法において、画像表示媒体が負帯電性を有する１種類の画像表示媒体であって、シリコーンゴム製凸型がセル位置に対応する凸形状を有し、隔壁が設けられていない方の基板に、放電装置を用いて基板表面全体を負に帯電させる工程と、基板表面のセル対応位置にシリコーンゴム製の凸型を接触させて、凸型が接触した基板表面セル位置対応部分を正極性とする工程と、基板上の正極性部分（すなわちセル内）に選択的に負帯電性の画像表示媒体を散布して配置充填させる工程とを、行った後にもう一方の隔壁が設けられている基板を重ね合せることを特徴とするものである。

本発明の第１発明〜第３発明に係る画像表示用パネルの製造方法の好適例としては、画像表示媒体が粒子群または粉流体であることがある。

また、本発明の画像表示用パネルは、画像表示用パネルの製造方法によって製造されたことを特徴とするものである。

本発明では、画像表示媒体が正帯電性及び負帯電性を有する２種類の画像表示媒体であって、放電装置を用いて基板表面を負に帯電させる工程と、基板表面の所定位置にシリコーンゴム製の凸型を接触させて、凸型が接触した基板表面部分を正極性とする工程と、基板上の正極性部分に選択的に負帯電性の画像表示媒体を散布して配置充填させる工程と、さらにもう一方のセルを画成する隔壁が設けられた基板に対して、放電装置を用いて基板表面全体を負に帯電させる工程と、基板表面の隔壁頂上にシリコーンゴム製の凸型を接触させて、凸型が接触した基板表面隔壁頂上部分を正極性とする工程と、基板上の負極性部分（すなわちセル内）に選択的に正帯電性の画像表示媒体を散布して配置充填させる工程と、それぞれ色および帯電特性の異なる２種類の画像表示媒体が所定位置に配置充填された２枚の基板を重ね合せる工程とを有すること（第１発明）で、画像表示媒体が正帯電性を有する１種類の画像表示媒体であって、シリコーンゴム製凸型が隔壁形状に対応する凸形状を有し、隔壁が設けられている方の基板に、放電装置を用いて基板表面全体を負に帯電させる工程と、基板表面の隔壁頂上にシリコーンゴム製の凸型を接触させて、凸型が接触した基板表面隔壁頂上部分を正極性とする工程と、基板上の負極性部分（すなわちセル内）に選択的に正帯電性の画像表示媒体を散布して配置充填させる工程とを、行った後にもう一方の基板を重ね合せること（第２発明）で、画像表示媒体が負帯電性を有する１種類の画像表示媒体であって、シリコーンゴム製凸型がセル位置に対応する凸形状を有し、隔壁が設けられていない方の基板に、放電装置を用いて基板表面全体を負に帯電させる工程と、基板表面のセル対応位置にシリコーンゴム製の凸型を接触させて、凸型が接触した基板表面セル位置対応部分を正極性とする工程と、基板上の正極性部分（すなわちセル内）に選択的に負帯電性の画像表示媒体を散布して配置充填させる工程とを、行った後にもう一方の隔壁が設けられている基板を重ね合せること（第３発明）で、いずれの場合も、基板上の所定位置にのみ画像表示媒体を選択的に配置充填することができるので、画像表示媒体が隔壁頂上に付着することがなく、基板を重ね合せる前に余分な画像表示媒体を除去する工程が不要である。

まず、本発明の画像表示用パネルの基本的な構成について説明する。本発明の画像表示用パネルでは、対向する２枚の基板間に封入した帯電性を有する画像表示媒体（粒子群または粉流体）に電界が付与される。付与された電界方向にそって、帯電した画像表示媒体が電界の力やクーロン力などによって引き寄せられ、画像表示媒体が電位の切替による電界方向の変化によって往復運動することにより、画像表示がなされる。従って、画像表示媒体が、均一に移動し、かつ、繰り返し時あるいは保存時の安定性を維持できるように、画像表示用パネルを設計する必要がある。ここで、画像表示媒体とする粒子または粉流体にかかる力は、粒子同士または粉流体同士のクーロン力により引き付けあう力の他に、電極や基板との電気影像力、分子間力、液架橋力、重力などが考えられる。

本発明の画像表示用パネルの例を、図１〜図３に基づき説明する。
図１に示す例では、少なくとも１種以上の粒子から構成される色の異なる画像表示媒体３（ここでは白色粒子３Ｗと黒色粒子３Ｂを示す）を、基板１、２の外部から加えられる電界に応じて、基板１、２と垂直に移動させ、黒色粒子３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色粒子３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、基板１、２との間に例えば格子状に隔壁４を設け表示セルを画成している。
図２に示す例では、少なくとも１種以上の粒子から構成される色の異なる画像表示媒体３（ここでは白色粒子３Ｗと黒色粒子３Ｂを示す）を、基板１に設けた電極５と基板２に設けた電極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と垂直に移動させ、黒色粒子３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色粒子３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、基板１、２との間に例えば格子状に隔壁４を設け表示セルを画成している。
図３に示す例では、１種の色の画像表示媒体３（ここでは白色粒子３Ｗ）を、基板１上に設けた電極５と電極６との間に電圧を印加させ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、白色粒子３Ｗを観察者に視認させて白色表示を行うか、あるいは、電極６または基板１の色を観察者に視認させて電極６または基板１の色の表示を行っている。なお、基板１、２との間に例えば格子状に隔壁４を設け表示セルを画成している。
以上の説明は、白色粒子３Ｗを白色粉流体に、黒色粒子３Ｂを黒色粉流体に、それぞれ置き換えた場合も同様に適用することが出来る。

本発明の画像表示用パネルの製造方法の特徴は、まず、放電装置を用いて基板表面を負に帯電させる工程と、基板表面の所定位置にシリコーンゴム製の凸型を接触させて、凸型が接触した基板表面部分を正極性とする工程と、基板上の正極性部分に選択的に負帯電性の画像表示媒体を散布して配置充填させる工程と、さらにもう一方のセルを画成する隔壁が設けられた基板に対しては、まず、放電装置を用いて基板表面全体を負に帯電させる工程と、基板表面の隔壁頂上にシリコーンゴム製の凸型を接触させて、凸型が接触した基板表面隔壁頂上部分を正極性とする工程と、基板上の負極性部分（すなわちセル内）に選択的に正帯電性の画像表示媒体を散布して配置充填させる工程と、それぞれ色および帯電特性の異なる２種類の画像表示媒体が所定位置に配置充填された２枚の基板を重ね合せる工程とを有することである（第１発明）（１種類の画像表示媒体の場合には、一方の基板側にのみ画像表示媒体を散布充填すればよい（第２、第３発明））。以下、本発明の画像表示用パネルの製造方法の具体例について説明する。

図４（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの製造方法の一例を工程順に示す図である。本実施例では、まず、図４（ａ）に示すように、放電装置１１を使って、絶縁性の基板１の表面を負に帯電させる。基板１の表面に電極が設けられている場合には、その表面に絶縁性コートを施しておく。次に、図４（ｂ）に示すように、所定形状（セルパターン）を形成したシリコーンゴム製の凸型１２を、基板１の表面に押し当てる。そして、図４（ｃ）に示すように、凸型１２を基板１から引き剥がすと、基板１のうち凸型１２が接触していた部分が正に帯電する。

次に、図４（ｄ）に示すように、画像表示媒体散布装置１３を使って、負帯電性の画像表示媒体３−１を散布すると、負帯電性の画像表示媒体３−１は凸型１２が接触した正帯電部分に選択的に配置される。そのため、図４（ｅ）に示すように、負帯電性の画像表示媒体３−１を、クーロン力により、基板１の表面のセル対応位置に選択的に配置充填することができる。その後、もう一方の隔壁４が設けられている基板２（ここでは図示せず）を、隔壁４が基板１の表面の負帯電性の画像表示媒体３−１が配置されていないと接合するように、重ね合わせることによって、本発明の画像表示用パネルを得ることができる。この図４（ａ）〜（ｅ）に示す実施例は、上述した本発明の第３発明に該当する。

図５（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの製造方法の他の例を工程順に示す図である。本実施例では、まず、図５（ａ）に示すように、放電装置１１を使って、隔壁４を有する基板２の表面を負に帯電させる。基板２の表面に電極が設けられている場合には、その表面に絶縁性コートを施しておく。次に、図５（ｂ）に示すように、所定の形状（隔壁パターン）を形成したシリコーンゴム製の凸型１５を、基板２上に設けた隔壁４の頂上部分に押し当てる。そして、図５（ｃ）に示すように、凸型１５を隔壁４の頂上部分から引き剥がすと、凸型１５が接触していた隔壁４の頂上部分が正に帯電する。

次に、図５（ｄ）に示すように、画像表示媒体散布装置１３を使って、正帯電性の画像表示媒体３−２を散布すると、正帯電性の画像表示媒体３−２は凸型１５が接触しなかった負帯電性部分（セル１４内）分に選択的に配置される。そのため、図５（ｅ）に示すように、正帯電性の画像表示媒体３−２を、クーロン力により、基板２上に設けた隔壁４により画成されるセル１４内に選択的に配置充填することができる。その後、もう一方の隔壁４が設けられていない基板１（ここでは図示せず）を、隔壁４の頂上部分と接合するように、重ね合わせることによって、本発明の画像表示用パネルを得ることができる。この図５（ａ）〜（ｅ）に示す実施例は、上述した本発明の第２発明に該当する。

図４（ａ）〜（ｅ）に示す負帯電性の画像表示媒体３−１をセル１４に対応する位置に配置した基板１と、図５（ａ）〜（ｅ）に示す正帯電性の画像表示媒体３−２をセル１４に充填した基板２と、を重ね合わせることで、色および帯電特性の異なる２種類の画像表示媒体３−１、３−２をセル１４に充填してなる本発明の画像表示用パネルを得ることができる。この実施例は、上述した本発明の第１発明に該当する。

以下、本発明の画像表示用パネルを構成する各部材について説明する。

本発明の隔壁４については、隔壁４を前面基板１と背面基板２との双方に互いに対向するように形成することが重要であり、その形状は表示にかかわる画像表示媒体３の種類により適宜最適設定され、一概には限定されないが、隔壁４の幅は２〜１００μｍ、好ましくは３〜５０μｍに、隔壁の高さは１０〜５００μｍ、好ましくは１０〜２００μｍに調整される。これらのリブからなる隔壁４により形成される表示セル１２は、図６に示すごとく、基板平面方向からみて四角状、三角状、ライン状、円形状、六角状が例示され、配置としては格子状やハニカム状や網目状が例示される。表示側から見える隔壁断面部分に相当する部分（表示セルの枠部の面積）はできるだけ小さくした方が良く、画像表示の鮮明さが増す。ここで、隔壁４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。このうち、レジストフィルムを用いるフォトリソ法や金型転写法が好適に用いられる。いずれの方法においても本発明を好適に用いることができる。

基板については、少なくとも一方の基板はパネル外側から画像表示媒体の色が確認できる透明な基板であり、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。もう一方の基板は透明でも不透明でもかまわない。基板材料を例示すると、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリイミド、アクリルなどのポリマーシートや、金属シートのように可とう性のあるもの、および、ガラス、石英などの可とう性のない無機シートが挙げられる。基板の厚みは、２〜５０００μｍが好ましく、さらに５〜２０００μｍ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、５０００μｍより厚いと、薄型画像表示用パネルとする場合に不都合がある。

必要に応じて設ける電極の電極形成材料としては、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等の金属類やＩＴＯ、酸化インジウム、導電性酸化錫、導電性酸化亜鉛等の導電金属酸化物類、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの導電性高分子類が例示され、適宜選択して用いられる。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形成する方法や、導電剤を溶媒や合成樹脂バインダーに混合して塗布したりする方法が用いられる。視認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、３〜１０００ｎｍ、好ましくは５〜４００ｎｍ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視認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。なお、この場合の外部電圧入力は、直流あるいは交流を重畳しても良い。本発明の画像表示用パネルにおける基板と基板との間隔は、画像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に調整される。

次に、本発明の画像表示用パネルで用いる画像表示媒体としての粉流体について説明する。なお、本発明の画像表示媒体としての粉流体の名称については、本出願人が「電子粉流体（登録商標）」の権利を得ている。

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

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

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

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

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

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

着色剤としては、以下に例示するような、有機または無機の各種、各色の顔料、染料が使用可能である。

黒色着色剤としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭等がある。
青色着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー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、インダスレンブルーＢＣ等がある。
赤色着色剤としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２等がある。

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

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

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

また、本発明の画像表示用パネルで用いる画像表示媒体として用いる粒子は平均粒子径d(0.5)が、０．１〜２０μｍ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すぎるために粒子の移動に支障をきたすようになる。

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

さらにまた、各粒子の相関について、使用した粒子の内、最大径を有する粒子のd(0.5)に対する最小径を有する粒子のd(0.5)の比を５０以下、好ましくは１０以下とすることが肝要である。

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

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

更に、本発明において画像表示媒体に粒子群又は粉流体を用いる場合は、基板間の画像表示媒体３（粒子群又粉流体）を取り巻く空隙部分の気体の管理が重要であり、表示安定性向上に寄与する。具体的には、空隙部分の気体の湿度について、２５℃における相対湿度を６０％RH以下、好ましくは５０％RH以下、更に好ましくは３５％RH以下とすることが重要である。
この空隙部分とは、図１〜図３において、対向する基板１、基板２に挟まれる部分から、電極５、６、画像表示媒体（粒子群あるいは粉流体３）の占有部分、隔壁４の占有部分（隔壁が存在する部分）、パネルシール部分を除いた、いわゆる画像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パネルに封入することが必要であり、例えば、画像表示媒体の充填、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。

対向する基板間の空間における画像表示媒体（粒子群又は粉流体）の体積占有率は５〜７０％が好ましく、さらに好ましくは５〜６０％である。７０％を超える場合には画像表示媒体（粒子群又粉流体）の移動の支障をきたし、５％未満の場合にはコントラストが不明確となり易い。

以下、本発明、比較例を示して、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記に限定されるものではない。なお、実施例および比較例の画像表示用パネルは、下記の方法にて作製したものを、下記の基準に従い評価した。

「画像表示用パネルの作製」
まず、ＩＴＯ電極付きの透明なガラス基板（７ｃｍ×７ｃｍ□）を前面基板および背面基板として準備し、高さ５０μｍの隔壁用リブを一方の基板に形成した。
隔壁用リブの形成は以下の手順による。
感光性フィルムであるニチゴーモートン社製ドライフィルムフォトレジストＮＩＴ２５０をＩＴＯ付ガラス上にラミネートし、露光、現像により、所望とするライン３０μｍ、スペース３２０μｍ、ピッチ３５０μｍの四角形状セル用の格子状配置の隔壁およびライン３０μｍ、スペース３２０μｍ、ピッチ３５０μｍの六角形状セル用のハニカム状配置の隔壁およびライン３０μｍ、スペース３２０μｍ、ピッチ３５０μｍの四角形状セル用のハニカム状配置の隔壁を形成した。
上記隔壁が形成された基板と、もう一方の隔壁が形成されていない基板の表面にポリカーボネート樹脂コートを施して表面を絶縁性とした。

「画像表示媒体」
実施例、比較例では画像表示媒体として、帯電特性の異なる白黒２色の粒子群（粒子群Ａ、粒子群Ｂ）を用いた。
粒子群Ａは、アクリルウレタン樹脂ＥＡＵ５３Ｂ（亜細亜工業（株）製）/ＩＰＤＩ系架橋剤エクセルハードナーＨＸ（亜細亜工業（株）製）にカーボンブラック（ＭＡ１００ 三菱化学（株））４重量部、荷電制御剤ボントロンＮ０７（オリエント化学（株）製）２重量部を添加し、混練り後、ジェットミルにて粉砕し、さらにハイブリダイザー装置（奈良機械製作所（株）製）を用いて機械的衝撃力を加えて略球状としてから分級して作製した。作製された粒子群Ａは、平均粒子径が９．１μｍ、略球状で負帯電性の黒色粒子群であった。

粒子群Ｂは、ターシャリーブチルメタクリレ−トモノマー８０重量部とメタクリル酸２−（ジエチルアミノ）エチルモノマ−２０重量部に０．５重量部のＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）を溶解し、カップリング剤処理して親油性とした酸化チタン２０重量部を分散させて得られた液を、１０倍量の０．５％界面活性剤（ラウリル硫酸ナトリウム）水溶液に懸濁、重合させ、濾過、乾燥させた後、分級機（ＭＤＳ−２：日本ニュ−マチック工業）を用いて作製した。作製された粒子群Ｂは、平均粒子径が８．５μｍで正帯電性の球状白色粒子であり、これを粒子群Ｂとした。

「画像表示媒体の充填および表示用パネルの作製」
まず粒子群Ｂを一方の基板の隔壁で囲まれたセル内に以下の手順で配置充填した。
（１）基板に形成された隔壁形状に対応したシリコーンゴム製の凸型を準備した。
（２）放電装置を隔壁付基板の上方に置き放電させて、基板表面をマイナスに帯電した。
（３）準備したシリコーンゴム製の凸型を隔壁頂上部に押し当てて、隔壁頂上部をプラス帯電にした。
（４）次に液晶用のスペーサ散布装置を用いて、粒子群Ｂを基板上から散布した。粒子群Ｂは正帯電性なので散布時にプラス帯電し、マイナスに帯電された基板上のセル内に選択的に配置された。
（５）このようにして、基板上の隔壁で囲まれたセル内に粒子群Ｂを配置充填した。

次に粒子群Ａをもう一方の基板の所定位置に以下の手順で配置した。
（１）基板の所定位置に形成されるセル形状に対応したシリコーンゴム製の凸型を準備した。
（２）放電装置を隔壁付基板の上方に置き放電させて、基板表面をマイナスに帯電した。
（３）準備したシリコーンゴム製の凸型を基板表面に押し当てて、基板上の所定位置の部分をプラス帯電にした。
（４）次に液晶用のスペーサ散布装置を用いて、粒子群Ａを基板上から散布した。粒子群Ａは負帯電性なので散布時にマイナス帯電し、プラスに帯電された基板上のセル位置に対応する所定の位置に選択的に配置された。
こうしてＡ、Ｂ、２種類の画像表示媒体（粒子群）を所定の位置に配置した２枚のパネルを重ね合せて画像表示用パネルを得た。

「表示機能の評価」
作製した表示用パネルを組み込んだ表示装置に、２５０Ｖの電圧を印加して電位を反転させることにより、黒色〜白色の表示を行い画像の品質を評価した。評価は、標準文字を画像として表示して、良好を○、不具合を×とした。

＜実施例１＞
セルが四角形状で格子状配置になるように高さ５０μｍの隔壁を形成した基板と、隔壁を形成していない基板とを用いた。いずれの基板にも、表面にポリカーボネート樹脂による絶縁性コートを施した。画像表示媒体として白黒２種類の粒子を前述の充填方法によってそれぞれの基板上の所定の位置に配置充填した後、２枚の基板を重ね合せて画像表示用パネルを作製し、隔壁頂上への粒子群の付着具合および表示された機能を評価した。結果を表１に示す。

＜実施例２＞
セルが六角形状でハニカム状配置になるようにした以外は実施例１と同様にして画像表示用パネルを作製した。結果を表１に示す。

＜実施例３＞
セルが四角形状でハニカム状配置になるようにした以外は実施例１と同様にして画像表示用パネルを作製した。結果を表１に示す。

＜比較例１＞
粒子群の充填方法において、それぞれの基板上に放電装置による放電およびシリコーンゴム製凸型の押し当てをしないで、散布装置から散布した粒子群を隔壁付の基板にのみ、隔壁で囲まれたセル内に配置充填し、隔壁のない基板には粒子群の散布を行わないで基板を重ね合せた以外は実施例１と同様にして画像表示用パネルを作製した。結果を表１に示す。

＜比較例２＞
粒子群の充填方法において、それぞれの基板上に放電装置による放電およびシリコーンゴム製凸型の押し当てをしないで、散布装置から散布した粒子群を隔壁付の基板にのみ、隔壁で囲まれたセル内に配置充填し、隔壁のない基板には粒子群の散布を行わないで基板を重ね合せた以外は実施例２と同様にして画像表示用パネルを作製した。結果を表１に示す。

＜比較例３＞
粒子群の充填方法において、それぞれの基板上に放電装置による放電およびシリコーンゴム製凸型の押し当てをしないで、散布装置から散布した粒子群を隔壁付の基板にのみ、隔壁で囲まれたセル内に配置充填し、隔壁のない基板には粒子群の散布を行わないで基板を重ね合せた以外は実施例３と同様にして画像表示用パネルを作製した。結果を表１に示す。

表１の結果から、放電帯電およびシリコーンゴム製凸型の押し当てを行った実施例１〜３は、放電帯電およびシリコーンゴム製凸型の押し当てを行わなかった比較例１〜３を比べて、隔壁頂上への画像表示媒体粒子の付着がなく、表示画像の品質も良好であることがわかる。

本発明の画像表示用パネルは、ノートパソコン、ＰＤＡ、携帯電話、ハンディターミナル等のモバイル機器の表示部、電子ブック、電子新聞等の電子ペーパー、看板、ポスター、黒板等の掲示板、電卓、家電製品、自動車用品等の表示部、ポイントカード、ＩＣカード等のカード表示部、電子広告、電子ＰＯＰ、電子値札、電子楽譜、ＲＦ−ＩＤ機器の表示部などに好適に用いられる。

本発明の画像表示用パネルの一例を示す図である。 本発明の画像表示用パネルの他の例を示す図である。 本発明の画像表示用パネルのさらに他の例を示す図である。 （ａ）〜（ｅ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの製造方法の一例を工程順に示す図である。 （ａ）〜（ｅ）はそれぞれ本発明の画像表示用パネルの製造方法の他の例を工程順に示す図である。 本発明の画像表示用パネルにおける隔壁の形状の一例を示す図である。

符号の説明

１、２ 基板
３ 画像表示媒体（粒子群または粉流体）
３Ｗ 白色粒子（白色粉流体）
３Ｂ 黒色粒子（黒色粉流体）
３−１ 負帯電性の画像表示媒体
３−２ 正帯電性の画像表示媒体
４ 隔壁
５、６ 電極
１１ 放電装置
１２、１５ 凸型
１３ 画像表示媒体散布装置
１４ セル

Claims (5)

1. 少なくとも一方が透明な２枚の基板間の、隔壁によって画成されたセル内に画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を与えて画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルの製造方法において、画像表示媒体が正帯電性及び負帯電性を有する２種類の画像表示媒体であって、放電装置を用いて基板表面を負に帯電させる工程と、基板表面の所定位置にシリコーンゴム製の凸型を接触させて、凸型が接触した基板表面部分を正極性とする工程と、基板上の正極性部分に選択的に負帯電性の画像表示媒体を散布して配置充填させる工程と、さらにもう一方のセルを画成する隔壁が設けられた基板に対して、放電装置を用いて基板表面全体を負に帯電させる工程と、基板表面の隔壁頂上にシリコーンゴム製の凸型を接触させて、凸型が接触した基板表面隔壁頂上部分を正極性とする工程と、基板上の負極性部分（すなわちセル内）に選択的に正帯電性の画像表示媒体を散布して配置充填させる工程と、それぞれ色および帯電特性の異なる２種類の画像表示媒体が所定位置に配置充填された２枚の基板を重ね合せる工程とを有することを特徴とする画像表示用パネルの製造方法。
2. 少なくとも一方が透明な２枚の基板間の、隔壁によって画成されたセル内に画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を与えて画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルの製造方法において、画像表示媒体が正帯電性を有する１種類の画像表示媒体であって、シリコーンゴム製凸型が隔壁形状に対応する凸形状を有し、隔壁が設けられている方の基板に、放電装置を用いて基板表面全体を負に帯電させる工程と、基板表面の隔壁頂上にシリコーンゴム製の凸型を接触させて、凸型が接触した基板表面隔壁頂上部分を正極性とする工程と、基板上の負極性部分（すなわちセル内）に選択的に正帯電性の画像表示媒体を散布して配置充填させる工程とを、行った後にもう一方の基板を重ね合せることを特徴とする画像表示用パネルの製造方法。
3. 少なくとも一方が透明な２枚の基板間の、隔壁によって画成されたセル内に画像表示媒体を封入し、画像表示媒体に電界を与えて画像表示媒体を移動させて画像を表示する画像表示用パネルの製造方法において、画像表示媒体が負帯電性を有する１種類の画像表示媒体であって、シリコーンゴム製凸型がセル位置に対応する凸形状を有し、隔壁が設けられていない方の基板に、放電装置を用いて基板表面全体を負に帯電させる工程と、基板表面のセル対応位置にシリコーンゴム製の凸型を接触させて、凸型が接触した基板表面セル位置対応部分を正極性とする工程と、基板上の正極性部分（すなわちセル内）に選択的に負帯電性の画像表示媒体を散布して配置充填させる工程とを、行った後にもう一方の隔壁が設けられている基板を重ね合せることを特徴とする画像表示用パネルの製造方法。
4. 前記画像表示媒体が粒子群または粉流体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示用パネルの製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像表示用パネルの製造方法によって製造されたことを特徴とする画像表示用パネル。

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