JP2009244709A - 表示媒体とする粒子群の配置方法およびそれに用いる粒子群配置装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板間に封入する表示媒体とする粒子群を基板上に配置する粒子群の配置量に影響する供給量および搬送量の変動を抑制する表示媒体とする粒子群の配置方法および粒子群配置装置を提供する。
【解決手段】本発明の表示媒体とする粒子群の配置方法は、粒子群供給装置３２の円柱型供給回転体３１から輸送管３５および輸送管３５の先端に接続したノズル３６を経て槽４０内に載置した基板３８上に粒子群３７を配置する際に、粒子群供給装置３２内の粒子群３７と気体空間４１との境界面４２の下限を円柱型供給回転体３１の中心位置とし、粒子群供給装置３２内の粒子群３７と気体空間４１との境界面４２の上限を円柱型供給回転体３１の上部に配置された輸送管３５の下端面とするとともに、境界面４２の変動率が５％以内になるように制御することにより、基板上へ配置する粒子群３７の量を均一にする。
【選択図】図６

Description

本発明は、少なくとも一方が透明な２枚の基板間に所定のギャップで形成された基板間の空間に表示媒体とする粒子群を封入し、粒子群を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルを作製する際に、粒子群供給装置の円柱型供給回転体から輸送管および該輸送管の先端に接続したノズルを経て槽内に載置した基板上に粒子群を配置する粒子群配置方法、および、それに用いる粒子群配置装置に関するものである。

液晶表示装置（ＬＣＤ）に代わる情報表示装置として、少なくとも一方が透明な２枚の基板間に所定のギャップで形成された基板間の空間に表示媒体とする粒子群を封入し、粒子群を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルが知られている。この情報表示用パネルを作製する際には、粒子群配置装置を用いて基板上に粒子群を配置する。

所定のギャップで形成された基板間の空間に表示媒体とする粒子群を封入した情報表示用パネルの製造方法に用いる粒子群配置方法として、従来、粒子群を窒素ガスで基板上に接地したノズルまで搬送してノズルから基板上に散布して配置する方法が知られている。この方法は、粒子群を収納する容器と、粒子群を搬送する円柱型供給回転体とから成る粒子群供給装置（フィーダー）を使用するものであり、容器内に粒子群を密閉し、円柱型供給回転体を回転させることにより粒子群を搬送し、搬送気体（例えば窒素ガス）を容器内に圧送することにより、粒子群供給装置で円柱型供給回転体に近接して配置された輸送管の端面から粒子群を吸い込み、ノズル先端まで粒子群を搬送する機構となっている。
特開２００１−２３９１５０号公報

上記従来の情報表示用パネルの製造方法に用いる粒子群配置方法では、粒子群供給装置の容器内に仕込むことのできる粒子群の量は容器の容積に制約されるため、搬送により粒子群と気体空間との境界面が変動することに伴い、粒子群の供給量および搬送量に変動をきたす。また、ノズルからの散布が終了すると容器内の圧力が大気圧に開放されるため容器内粒子群の圧縮状態が変化してしまい、粒子群に対し加圧と減圧とが繰り返されことにより容器内の粒子群が凝集状態および密度において変化をきたすことになり、粒子群の供給量および搬送量がばらつく原因となる。さらに、粒子群に混在する凝集体が円柱型供給回転体の表面の溝に入り込んで搬送されてノズルから基板上に配置された場合には、情報表示用パネルに表示欠陥を生じさせ、その機能が損なわれることになる。

本発明は、情報表示用パネルのパネル基板間に封入するために配置する粒子群の量に影響する供給量および搬送量の変動を抑制する技術（表示媒体とする粒子群の配置方法および粒子群配置装置）を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の表示媒体とする粒子群の配置方法は、少なくとも一方が透明な２枚の基板間に所定のギャップで形成された基板間の空間に表示媒体とする粒子群を封入し、粒子群を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルを作製する際に、粒子群供給装置の円柱型供給回転体から輸送管および該輸送管の先端に接続したノズルを経て槽内に載置した基板上に粒子群を配置する粒子群配置方法であって、前記粒子群供給装置内の粒子群と気体空間との境界面の下限を前記円柱型供給回転体の中心位置とし、前記粒子群供給装置内の粒子群と気体空間との境界面の上限を前記円柱型供給回転体の上部に配置された輸送管の下端面とするとともに、前記境界面の変動率が５％以内になるように制御することを特徴とする。

本発明の表示媒体とする粒子群の配置方法の好適例としては、前記円柱型供給回転体が側曲面に有する溝の深さが２００〜１０００μｍであり、溝の幅が３００〜５０００μｍであり、溝深さ方向の断面積が０．５〜１０ｍｍ^２であること、および、前記表示媒体とする粒子群は、少なくとも光学的反射率と帯電性とを有する粒子を含む粒子群として構成されていること、がある。

上記目的を達成するため、本発明の粒子群配置装置は、円柱型供給回転体の溝に入った粒子群を、粒子群供給装置内に送り込んだ搬送気体の圧力により輸送管より送り出し、該輸送管の先に接続されたノズルを介して槽内に載置した基板上に配置する、円柱型供給回転体を有する粒子群供給装置を備える粒子群配置装置であって、前記粒子群供給装置内の粒子群と気体空間との境界面の下限を前記円柱型供給回転体の中心位置とし、前記粒子群供給装置内の粒子群と気体空間との境界面の上限を前記円柱型供給回転体の上部に配置された輸送管の下端面とするとともに、前記境界面の変動率が５％以内になるように制御するようにしたことを特徴とする。

本発明の粒子群配置装置の好適例としては、前記粒子群供給装置内の前記円柱型供給回転体の上部に配置された輸送管は、鉛直線に対して２０°〜３０°傾斜していること、がある。

上記本発明の表示媒体とする粒子群の配置方法によれば、前記粒子群供給装置内の粒子群と気体空間との境界面の下限を前記円柱型供給回転体の中心位置とし、前記粒子群供給装置内の粒子群と気体空間との境界面の上限を前記円柱型供給回転体の上部に配置された輸送管の下端面とするとともに、前記境界面の変動率が５％以内になるように制御するから、パネル基板間に封入するために配置する粒子群の量に影響する供給量および搬送量の変動を抑制する表示媒体とする粒子群の配置方法を提供することができる。

上記本発明の粒子群配置装置によれば、円柱型供給回転体を有する粒子群供給装置内の粒子群と気体空間との境界面の下限を前記円柱型供給回転体の中心位置とし、前記粒子群供給装置内の粒子群と気体空間との境界面の上限を前記円柱型供給回転体の上部に配置された輸送管の下端面とするとともに、前記境界面の変動率が５％以内になるように制御するようにしたから、パネル基板間に封入するために配置する粒子群の量に影響する供給量および搬送量の変動を抑制することができ、上記本発明の表示媒体とする粒子群の配置方法に適した粒子群配置装置となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき詳細に説明する。

まず、本発明を用いて作製する情報表示用パネルの一例として、帯電粒子移動方式の情報表示用パネルの構成について説明する。前記情報表示用パネルでは、対向する２枚の基板間の空間に封入した帯電性粒子を含んだ粒子群として構成した表示媒体に電界が付与される。付与された電界方向に沿って、表示媒体が電界による力やクーロン力などによって引き寄せられ、表示媒体が電界方向の変化によって移動することにより、画像等の情報表示がなされる。従って、表示媒体が、均一に移動し、かつ、繰り返し表示情報を書き換える時あるいは表示情報を継続して表示する時の安定性を維持できるように、情報表示用パネルを設計する必要がある。ここで、表示媒体を構成する粒子にかかる力は、粒子同士のクーロン力により引き付けあう力の他に、電極や基板との電気鏡像力、分子間力、液架橋力、重力などが考えられる。

本発明を用いて作製する情報表示用パネルとして帯電粒子移動方式の情報表示用パネルの例を、図１（ａ），（ｂ）〜図４（ａ），（ｂ）、図５（ａ）〜（ｄ）に基づき説明する。

図１（ａ），（ｂ）に示す例では、少なくとも光学的反射率および帯電性を有する粒子を含んだ粒子群として構成される表示媒体を少なくとも２種類（ここでは帯電性白色粒子３Ｗａを含んだ粒子群として構成した白色表示媒体３Ｗと帯電性黒色粒子３Ｂａを含んだ粒子群として構成した黒色表示媒体３Ｂとの２種の表示媒体を示す）を、隔壁４で形成された基板間の各セルにおいて、基板１に設けた電極５（個別電極）と基板２に設けた電極６（個別電極）との間に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板１、２と垂直に移動させる。そして、図１（ａ）に示すように白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色ドット表示を行うか、あるいは、図１（ｂ）に示すように黒色表示媒体３Ｂを観察者に視認させて黒色ドット表示を行っている。なお、図１（ａ）、（ｂ）において、手前にある隔壁は省略している。電極は、基板の外側に設けても、基板の内側に設けても、基板内部に埋め込むように設けてもよい。

図２（ａ）、（ｂ）に示す例では、少なくとも光学的反射率および帯電性を有する粒子を含んだ粒子群として構成される表示媒体を少なくとも２種類（ここでは帯電性白色粒子３Ｗａを含んだ粒子群として構成した白色表示媒体３Ｗと帯電性黒色粒子３Ｂａを含んだ粒子群として構成した黒色表示媒体３Ｂとの２種の表示媒体を示す）を、隔壁４で形成された基板間の各セルにおいて、基板１に設けた電極５（ライン電極）と基板２に設けた電極６（ライン電極）との間に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板１、２と垂直に移動させる。そして、図２（ａ）に示すように白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色ドット表示を行うか、あるいは、図２（ｂ）に示すように黒色表示媒体３Ｂを観察者に視認させて黒色ドット表示を行っている。なお、図２（ａ）、（ｂ）において、手前にある隔壁は省略している。電極は、基板の外側に設けても、基板の内側に設けても、基板内部に埋め込むように設けてもよい。

図３（ａ）、（ｂ）に示す例では、３個のセルで表示単位（１ドット）を構成するカラー表示の例を示している。図３（ａ），（ｂ）に示す例では、表示媒体としてはセル２１−１〜２１−３の全てに白色表示媒体３Ｗと黒色表示媒体３Ｂとを充し、第１のセル２１−１の観察者側に赤色カラーフィルター２２Ｒを設け、第２のセル２１−２の観察者側に緑色カラーフィルター２２Ｇを設け、第３のセル２１−３の観察者側に青色カラーフィルター２２Ｂを設け、第１のセル２１−１、第２のセル２１−２および第３のセル２１−３の３個のセルで表示単位（１ドット）を構成している。本例では、カラー表示を行う際に、図３（ａ）に示すように、観察者側に、第１セル２１−１〜第３のセル２１−３の全てにおいて白色表示媒体３Ｗを移動することで、観察者に対し白色ドット表示を行うか、あるいは、図３（ｂ）に示すように、観察者側に、第１セル２１−１〜第３のセル２１−３の全てにおいて黒色表示媒体３Ｂを移動することで、観察者に対し黒色ドット表示を行っている。なお、図３（ａ）、（ｂ）において、手前にある隔壁は省略している。各セルの表示媒体の移動のさせ方で多色カラー表示を行える。

図４（ａ）、（ｂ）に示す例では、少なくとも光学的反射率と帯電性を有する粒子を含んだ粒子群として構成される１種類の表示媒体（ここでは帯電性白色粒子３Ｗａを含んだ粒子群として構成した白色表示媒体３Ｗを示す）を、隔壁４で形成された基板間の各セルにおいて、基板１に設けた電極５と黒色電極６との間に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板１、２と平行方向に移動させる。そして、図４（ａ）に示すように、白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色ドット表示を行うか、あるいは、図４（ｂ）に示すように、黒色電極６の色を観察者に視認させて黒色ドット表示を行っている。なお、図４（ａ）、（ｂ）に示す例では、手前にある隔壁は省略している。電極を透明電極とし、電極の下にカラー板を配置する構成でも同様のことを実現できる。また、黒色表示媒体を用い、白色電極を用いる構成にすることもできる。

図５（ａ）〜（ｄ）に示す例では、まず、図５（ａ）、（ｃ）に示すように、少なくとも光学的反射率および帯電性を有する粒子を含んだ粒子群として構成される表示媒体を少なくとも２種類（ここでは帯電性白色粒子３Ｗａを含んだ粒子群として構成した白色表示媒体３Ｗと帯電性黒色粒子３Ｂａを含んだ粒子群として構成した黒色表示媒体３Ｂとの２種の表示媒体を示す）を、隔壁４で形成された基板間の各セルにおいて、基板１の外側に設けた外部電界形成手段７と基板２の外側に設けた外部電界形成手段８との間に電圧を印加することにより発生する電界に応じて、基板１、２と垂直に移動させる。そして、図５（ｂ）に示すように白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色ドット表示を行うか、あるいは、図５（ｄ）に示すように黒色表示媒体３Ｂを観察者に視認させて黒色ドット表示を行っている。なお、図５（ａ）〜（ｄ）において、手前にある隔壁は省略している。また、基板１の内側には導電部材９を設けるとともに、基板２の内側には導電部材１０を設けている。これら導電部材は設けなくてもよい。

以下、本発明の表示媒体とする粒子群の配置方法について詳細に説明する。図６は本発明の表示媒体とする粒子群の配置方法に用いる粒子群配置装置の一例の構成を示す図である。本発明の粒子群配置装置は、円柱型供給回転体の溝に入った粒子群を、粒子群供給装置内に送り込んだ搬送気体の圧力により輸送管より送り出し、該輸送管の先に接続されたノズルを介して槽内に載置した基板上に配置する、円柱型供給回転体を有する粒子群供給装置を備える粒子群配置装置であり、図６に示すように、円柱型供給回転体（以下、フィーダーローラという）３１を有する粒子群供給装置（以下、フィーダーという）３２と、フィーダー３２の上部を貫通して配置される搬送気体用配管３３と、フィーダー３２内のフィーダーローラ３１の表面に押し付けるように配置されたスクレーパー（例えばゴム製の板状体）３４と、フィーダー３２内のフィーダーローラ３１の上部に、ローラフィーダー３１と所定間隔をもって配置される輸送管３５と、輸送管３５の他端に接続されるノズル３６と、粒子群３７を配置する基板３８を載置するステージ３９を有する槽（チャンバー）４０とを具備して成る。
フィーダー３２において、搬送気体取り入れ配管配置位置と輸送管下端配置位置とを図７に示すように揃えることが好ましい。搬送気体取り入れ配管の開口の大きさは、図示の大きさに限定されないが、輸送管開口の大きさは、フィーダーローラ３１の溝３１ａの全てを囲う大きさであることが好ましい。フィーダーローラ３１の位置は、図７に示すようにＡ方向の中央が好ましい。フィーダー３２内のフィーダーローラ３１の上部に配置された輸送管３５は、図６では垂直に配置しているが、鉛直線に対して２０°〜３０°傾斜させて配置してもよい。

フィーダー３２は、粒子群３７を収納する容器である筺体３２ａと側曲面に溝３１ａを有するフィーダーローラ３１とから構成されている。フィーダー３２の密閉された筺体３１ａに搬送気体用配管３３から搬送気体（例えば窒素ガス）を圧送することにより、粒子群３７は圧縮されてフィーダーローラ３１の溝３１ａ（図７，図８参照）に入り圧着される。フィーダーローラ３１を回転させることにより、溝３１ａに押し付けられた粒子群３７は輸送管３５に搬送される。フィーダーローラ３１の表面に押し付けるように配置された板状体３４は、余分な粒子群３７を摺り切る機能を有している。溝３１ａ内の粒子群３７は、フィーダーローラ３１の上部に配置された輸送管３５の下端部から吸い出され、搬送される間に輸送管３５の中で摩擦帯電して、ノズル３６から散布され、基板３８上に堆積するようにして配置される。

粒子群３７の堆積量（配置量）に影響する供給量および搬送量は、フィーダーローラ３１の、溝深さ方向の断面積、回転速度および回転時間により設定する。また、基板３８を接地（アース）したり、散布される粒子群の帯電極性とは逆の極性に帯電させたりすることにより、粒子群３７の基板３８に対する付着力を強化することができ、付着力を強化することは、搬送気体の気流による粒子群の飛散および粒子群を配置した基板を搬送する時に粒子群が飛散することを防止するのにも有効である。
粒子群３７を圧送するために粒子群供給装置に入れる搬送気体の圧力は０．１〜０．５ＭＰａであり、供給状態と搬送状態が安定して、ノズルからの散布量が均一になるように適宜選択される。

フィーダー３２の容量は、粒子群３７の供給搬送量に比べて充分な容量であることが好ましく、容量が少ない場合には、供給搬送により筺体３２ａ内の粒子群３７が減少して粒子群３７の圧縮度が変化するため、粒子群３７の供給量および搬送量が変動してしまい、その影響で基板上に配置される粒子群の量にもばらつきを生じる。

フィーダー３２の容量および粒子群の供給量および搬送量の変動について検討した結果、フィーダー３２の粒子群３７と気体部分４１（図６参照）との境界面４２の下限をフィーダーローラ３１の中心位置とし、境界面４２の上限をフィーダーローラ３１の上部に配置された輸送管３５の下端面とするとともに、境界面４２の変動率が５％以内になるように制御することが重要であることが判明した。本発明では、フィーダー３２の容量を大きくすることにより、境界面４２の変動率が５％以内に収まるようにしている。

また、フィーダーローラ３１の溝３１ａについては、浅い方が粒子群の供給量および搬送量の変動が少なくなって好適であることが分かった。その理由は、溝３１ａが深い場合には溝３１ａの中に圧入される粒子群３７の密度に不均一な部分が生じるが、溝３１ａが浅い場合には比較的均一な密度状態が得られるからであると推定される。また、溝３１ａを浅い溝とすることにより、フィーダー３２内の粒子群３７に混在する凝集体が溝３１ａに入った場合に板状体３４により掻き取られるので、好ましくないサイズの凝集体がノズル３６に搬送されて基板上に配置される不具合を回避することができ、好適である。
本発明では、フィーダーローラ３１の溝３１ａの深さを２００〜１０００μｍとし、溝３１ａの幅を３００〜５０００μｍとし、溝３１ａの深さ方向の断面積を０．５〜１０ｍｍ²としている。なお、溝３１ａは、フィーダーローラ３１の表面に複数本（図８の例では３本）形成してもよいし、１本をスパイラル状に形成してもよい。複数本の溝は。前記範囲内であれば、深さ、幅を同じにしてもよいし、異なるようにしてもよい。

上記ノズル３６としては、金属製パイプであって内径３〜１２ｍｍのものが使用できる。また、コロナ電極を取り付けて粒子群を帯電させるコロナ帯電スプレー方式のノズル、あるいは、ノズル内壁との摩擦を効率化したトリボ帯電スプレー方式のノズルなども好適に使用することができる。

上記基板３８としては、ガラス基板、樹脂シート基板、樹脂フィルム基板等の基板を用いることができる。
情報表示用パネルを構成する表裏２枚の基板の少なくとも一方の基板は透明とするが、もう一方の基板は透明でなくてもよい。基板に、隔壁（リブ）を形成し、基板間の空間を複数のセルとすることもできる。この隔壁は、表裏２枚の基板の間隔を一定に保つ機能を果たし、表示媒体とする粒子群が動くスペースを確保している。また、この隔壁により粒子群は横方向の移動が制限されるので、粒子群が偏在して表示ムラとなることを防止できる。

図１（ａ），（ｂ）〜図３（ａ），（ｂ）、図５（ａ）〜（ｄ）に示す方式の情報表示用パネルでは、基板間に形成される空間であるセル内に少なくとも光学的反射率と帯電性とを有する粒子を含んだ粒子群として構成される表示媒体を少なくとも２種類（例えば負帯電性白色粒子を含んだ粒子群と、正帯電性黒色粒子を含んだ粒子群）封入し、基板間に電界を付与することにより、黒色表示媒体および白色表示媒体を移動させて白黒表示を行うことができる。基板の間隔は１０μｍ〜１００μｍが好適であり、基板の間隔が１０μｍより狭い場合には、封入する粒子も微細なものに限定されるため粒子の調製技術、封入方法が困難になる。一方、基板の間隔が１００μｍよりも広い場合には、表示媒体を駆動させる電界を高くすることが必要になるので、消費電力が増加することとなり、好ましくない。

本発明の表示媒体とする粒子群の配置方法によれば、フィーダー３２内の粒子群３７と気体部分４１との境界面４２の下限をフィーダーローラ３１の中心位置とし、フィーダー３２内の粒子群３７と気体部分４１との境界面４２の上限をフィーダーローラ３１の上部に配置された輸送管３５の下端面とするとともに、境界面４２の変動率を５％以内になるように制御するから、粒子群の供給量および搬送量を高精度に制御してノズルまで搬送し、基板上に配置する粒子群の配置量の変動を抑制することができる。
また、本発明の粒子群配置装置は、図６、図７、図８のように構成されているから、基板間に封入する粒子群の配置量に影響する粒子群の供給量および搬送量の変動を抑制することができ、上記本発明の表示媒体とする粒子群の配置方法に適した粒子群配置装置となる。

以下、本発明の対象となる情報表示用パネルを構成する各部材について説明する。

基板としては、少なくとも一方の基板はパネル外側から表示媒体の色が確認できる透明基板であり、可視光の透過率が高くかつ耐熱性の良い材料が好適である。もう一方の基板となる背面基板は透明でも不透明でもかまわない。基板材料を例示すると、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリシクロオレフィン、アクリル等の有機高分子系基板や、ガラスシート、石英シート、金属シート等を用い、表示面側にはこのうち透明なものを用いる。可撓性を要求される場合は、出来る限りフィルム状の基板が選定される。基板の厚みは、１０〜１０００μｍが好ましく、強度、基板間の間隔均一性を保ちにくくなり、２０００μｍより厚いと、薄型情報表示用パネルとする場合に不都合がある。

必要に応じて基板に設ける電極や導電性部材の形成材料としては、アルミニウム、銀、ニッケル、銅、金等の金属類や酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛アルミニウム（ＡＺＯ）、酸化インジウム、導電性酸化錫、アンチモン錫酸化物（ＡＴＯ）、導電性酸化亜鉛等の導電金属酸化物類、ポリアニリン、ポリピロール、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パターニング形成する方法や、金属箔をラミネートする方法（例えば圧延銅箔法）や、導電剤を溶媒や合成樹脂バインダーに混合して塗布してパターニング形成する方法が用いられる。視認側（表示面側）基板に設ける電極や導電性部材は透明である必要があるが、背面側基板に設ける電極や導電性部材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、表示面側に設ける電極や導電性部材の厚みは、導電性が確保でき光透過性に支障がなければ良く、０．０１〜１０μｍ、好ましくは０．０５〜５μｍが好適である。背面側基板に設ける電極や導電性部材の材質や厚みなどは上述した表示面側基板に設ける場合と同様であるが、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。

基板に設ける隔壁については、その形状は表示にかかわる表示媒体の種類や、配置する電極の形状、配置により適宜最適設定され、一概には限定されないが、隔壁の幅は２〜１００μｍ、好ましくは３〜５０μｍに、隔壁の高さは５〜５００μｍ、好ましくは５〜２００μｍ、さらに好ましくは５〜１００μｍ、特に好ましくは５〜５０μｍ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１、２の各々にリブを形成した後に接合する両リブ法、片側の基板上にのみリブを形成する片リブ法が考えられる。この発明では、いずれの方法も好適に用いられる。
これらのリブからなる隔壁により形成されるセルは、図９に示すごとく、基板平面方向からみて四角状、三角状、ライン状、円形状、六角状が例示され、配置としては格子状やハニカム状や網目状が例示される。表示面側から見える隔壁断面部分に相当する部分（セルの枠部の面積）はできるだけ小さくした方が良く、表示状態の鮮明さが増す。
ここで、隔壁の形成方法を例示すると、金型転写法、スクリーン印刷法、サンドブラスト法、フォトリソ法、アディティブ法が挙げられる。いずれの方法もこの発明の情報表示装置に搭載する情報表示用パネルに好適に用いることができるが、これらのうち、レジストフィルムを用いるフォトリソ法や金型転写法が好適に用いられる。

次に、本発明を用いて作製した帯電粒子移動方式の情報表示用パネルにおいて表示媒体とする粒子群を構成する表示媒体用粒子（光学的反射率と帯電性とを有する粒子）について説明する。表示媒体用粒子は、そのまま該表示媒体用粒子だけで粒子群を構成して表示媒体としたり、その他の粒子と合わせて粒子群を構成して表示媒体としたりして用いられる。
表示媒体用粒子には、その主成分となる樹脂に、必要に応じて、荷電制御剤、着色剤、無機添加剤等を含ますことができる。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、ポリシクロオレフィン樹脂、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、ジメタクリル酸エチレン・スチレン樹脂等が挙げられ、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、ポリシクロオレフィン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂が好適である。

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

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

黒色着色剤としては、カーボンブラック、酸化銅、二酸化マンガン、アニリンブラック、活性炭等がある。
青色着色剤としては、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５、紺青、コバルトブルー、アルカリブルーレーキ、ビクトリアブルーレーキ、フタロシアニンブルー、無金属フタロシアニンブルー、フタロシアニンブルー部分塩素化物、ファーストスカイブルー、インダンスレンブルーＢＣ等がある。
赤色着色剤としては、ベンガラ、カドミウムレッド、鉛丹、硫化水銀、カドミウム、パーマネントレッド４Ｒ、リソールレッド、ピラゾロンレッド、ウォッチングレッド、カルシウム塩、レーキレッドＤ、ブリリアントカーミン６Ｂ、エオシンレーキ、ローダミンレーキＢ、アリザリンレーキ、ブリリアントカーミン３Ｂ、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２等がある。

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

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

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

また、表示媒体用粒子は平均粒子径d(0.5)が、１〜２０μｍの範囲であり、好ましくは５〜１５μｍの範囲であり、均一で揃っていることが好適である。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表示媒体としての移動に支障をきたすようになる。

さらに本発明では、表示媒体とする粒子群の粒子径分布に関して、下記式に示される粒子径分布Spanを５未満、好ましくは３未満とする。
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、各粒子群のサイズが揃い、均一な表示媒体としての移動が可能となる。

さらにまた、使用した表示媒体とする粒子群の内、最大平均粒子径を有する粒子群のd(0.5)に対する最小平均粒子径を有する粒子群のd(0.5)の比を１０以下とすることが肝要である。たとえ粒子径分布Spanを小さくしたとしても、互いに帯電特性の異なる粒子群が互いに反対方向に動くので、互いの粒子サイズを揃えることによって、互いに反対方向に容易に移動できるようにするのが好適であり、それがこの範囲となる。

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

さらに、表示媒体とする粒子群を気体中空間で駆動させる帯電粒子気体中移動方式の情報表示用パネルでは、基板間の表示媒体を取り巻く空隙部分の気体の管理が重要であり、表示安定性向上に寄与する。具体的には、空隙部分の気体の湿度について、２５℃における相対湿度を６５％RH以下、好ましくは５５％RH以下とすることが重要である。
この空隙部分とは、図１（ａ），（ｂ）〜図４（ａ），（ｂ）、図５（ａ）〜（ｄ）において、対向する基板１、基板２に挟まれる部分から、電極５、６（電極を基板の内側に設けた場合）、表示媒体の占有部分、隔壁４の占有部分、情報表示用パネルのシール部分を除いた、いわゆる表示媒体が接する気体部分を指すものとする。
空隙部分の気体は、先に述べた湿度領域であれば、その種類は問わないが、乾燥空気、乾燥窒素、乾燥アルゴン、乾燥ヘリウム、乾燥二酸化炭素、乾燥メタンなどが好適である。この気体は、上記した範囲の湿度が保持されるように情報表示用パネルに封入することが必要であり、例えば、粒子群の充填、情報表示用パネルの組み立てなどを所定湿度環境下にて行い、さらに、外からの湿分侵入を防ぐシール材、シール方法を施すことが肝要である。

本発明を用いて作製した情報表示用パネルにおいて、対向する基板間の空間を気体中空間とする場合、粒子群の体積占有率は５〜７０％が好ましく、さらに好ましくは５〜６０％である。７０％を超える場合には表示媒体としての移動に支障をきたし、５％未満の場合にはコントラストが不明確となり易い。

以下、本発明の実施例および比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

ＩＴＯ（酸化インジウム錫）を蒸着した透明導電ガラス（３００ｍｍ×２７５ｍｍ、厚さ０．７ｍｍ）に櫛状の電極加工を行い、さらに感光性樹脂フィルム（厚さ５０μｍ）をラミネートし、露光エッチング処理により格子状の隔壁を形成した隔壁付き基板を作製した。隔壁の幅は３０μｍ、隔壁のピッチは３００μｍ、隔壁の高さは５０μｍである。
一方、対向基板としてＩＴＯを蒸着した透明導電ガラスに対向基板と直交する櫛状電極加工を行った。

＜実施例１＞
図７に示す粒子群供給装置および図６に示す粒子群配置装置において、フィーダー３２として、横幅（Ｂ；図７参照）１１０ｍｍ、奥行き（Ａ；図７参照）３０ｍｍ、粒子群収容部の深さ（フィーダーローラの中心からの深さ）が４０ｍｍの容器（筺体）３２ａのものを使用し、直径７０ｍｍ、厚さ３０ｍｍ、側曲面に深さ０．５ｍｍ、幅１ｍｍの溝３１ａを４本有するフィーダーローラ３１をセットした。
このフィーダー３２に黒色粒子群（平均粒子径８μｍ）を入れ、黒色粒子群と気体空間との境界面４２はフィーダーローラの中心よりも２０ｍｍ上の位置に合わせた。
０．２５ＭＰａの窒素ガスをフィーダー３２に送り、フィーダーローラ３１を運転して黒色粒子群３７を搬送し、輸送管３５から吸引させ、槽４０内に搬送し、ノズルから散布した後、基板上に配置された粒子群の量を重量測定した。次に、１回目に計測された粒子群の重量と等量の黒色粒子群をフィーダー３２に追加供給して、２回目の粒子群配置および配置された粒子群の重量計測を実施した。合計１０回の粒子群配置および配置された粒子群の重量計測の結果は変動係数０．４８％であり、黒色粒子群を精度よく配置できることが確認できた。なお、境界面４２の粒子の深さに対する変動率は３．６％であった。

＜実施例２＞
フィーダーローラ３１として、溝３１ａの寸法が深さ０．５ｍｍ、幅１ｍｍである溝３１ａを２本有するものを用いたこと以外は実施例１と同一の方法で行った。合計１０回の粒子群配置および配置された粒子群の重量計測の結果は変動係数０．３３％であり、粒子群の配置において変動は少なく、良好であった。境界面４２の粒子の深さに対する変動率は３．２％であった。

＜比較例１＞
横幅（Ｂ）８５ｍｍ、奥行き（Ａ）３０ｍｍの容器（筺体）３２ａを使用したこと以外は実施例１と同一の方法で行なった。合計１０回の粒子群配置および配置された粒子群の重量計測の結果は変動係数１．２１％であり、粒子群の配置において変動は大きかった。

＜実施例３＞
フィーダー３２を２個用意して、一方には黒色粒子群（平均粒子径８μｍ）を充填した。また、他方のフィーダー３２には白色粒子群（平均粒子径８μｍ）を充填した。フィーダー３２として、粒子群収容部が横幅（Ｂ）１１０ｍｍ、奥行き（Ａ）６０ｍｍ、粒子群収容部の深さ（フィーダーローラの中心からの深さ）が４０ｍｍのものを使用した。また、フィーダーローラ３１として、深さ０．５ｍｍ、幅１ｍｍの溝４本を有する直径７０ｍｍ、厚さ３０ｍｍのものを使用した。粒子群の量は各々フィーダーローラ３１の中心位置よりも２０ｍｍ上に合わせた。
０．２５ＭＰａの窒素ガスをフィーダー３２に送り、フィーダーローラ３１を回転させ、最初に黒色粒子群を配置し、次いで白色粒子群を配置した。境界面４２の変動量としては黒色粒子群の場合の変動率が３．５％で、白色粒子群の場合の変動率が３．０％であった。粒子群配置終了後、対向基板を重ねて、リブ外周部を接着剤で固定して、情報表示用パネルを作製した。
この情報表示用パネルに１５０Ｖ、２ｋＨｚの交流電圧を印加したところ、基板間に封止された２種類の粒子群（表示媒体）が互いに反対方向に移動し、白ベタ画像、黒ベタ画像を交互に表示できた。表示された白黒の画像はともに表示ムラがなく、粒子群が均一に配置されていることが確認できた。

本発明を用いて作製した情報表示用パネルは、ノートパソコン、電子手帳、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants ）と呼ばれる携帯型情報機器、携帯電話、ハンディターミナル等のモバイル機器の表示部、電子書籍、電子新聞、電子マニュアル（電子取扱説明書）等の電子ペーパー、看板、ポスター、黒板やホワイトボード等の掲示板、電子卓上計算機、家電製品、自動車用品等の表示部、ポイントカード、ＩＣカード等のカード表示部、電子広告、情報ボード、電子ＰＯＰ（Point Of Presence 、Point Of Purchase advertising ）、電子値札、電子棚札、電子楽譜、ＲＦ−ＩＤ機器の表示部のほか、ＰＯＳ端末、カーナビゲーション装置、時計など様々な電子機器の表示部に好適に用いられる。他に、外部電界形成手段によって表示を書き換える表示部（いわゆるリライタブルペーパー）としても好適に用いられる。
なお、本発明に係る情報表示用パネルの駆動方式については、パネル自体にスイッチング素子を用いない単純マトリックス駆動方式やスタティック駆動方式、また、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）で代表される三端子スイッチング素子あるいは薄膜ダイオード（ＴＦＤ）で代表される二端子スイッチング素子を用いたアクティブマトリックス駆動方式や、外部電界形成手段を用いた外部電界駆動方式など、種々のタイプの駆動方式が適用できる。

（ａ），（ｂ）は本発明の対象となる情報表示用パネルの一例である帯電粒子移動方式の情報表示用パネルの原理的構成を示す図である。 （ａ），（ｂ）は本発明の対象となる情報表示用パネルの一例である帯電粒子移動方式の情報表示用パネルの原理的構成を示す図である。 （ａ），（ｂ）は本発明の対象となる情報表示用パネルの一例である帯電粒子移動方式の情報表示用パネルの原理的構成を示す図である。 （ａ），（ｂ）は本発明の対象となる情報表示用パネルの一例である帯電粒子移動方式の情報表示用パネルの原理的構成を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は本発明の対象となる情報表示用パネルの一例である帯電粒子移動方式の情報表示用パネルの原理的構成を示す図である。 本発明の粒子群配置装置の一例の構成を示す図である。 本発明の粒子群供給装置を上から見た状態を示す図である。 本発明の粒子群供給装置の円柱型供給回転体の溝を示す斜視図である。 本発明の対象となる情報表示用パネルにおける隔壁の形状の一例を示す図である。

符号の説明

１、２ 基板
３Ｗ 白色表示媒体（白色粒子群）
３Ｂ 黒色表示媒体（黒色粒子群）
３Ｗａ 帯電性白色粒子
３Ｂａ 帯電性黒色粒子
４ 隔壁
５、６ 電極
７，８ 外部電界形成手段
９，１０ 導電部材
２１−１ 第１のセル
２１−２ 第２のセル
２１−３ 第３のセル
２２Ｒ 赤色カラーフィルター
２２Ｇ 緑色カラーフィルター
２２Ｂ 青色カラーフィルター
３１ 円柱型供給回転体（フィーダーローラ）
３１ａ 溝
３２ 粒子群供給装置（フィーダー）
３２ａ 容器（筺体）
３３ 搬送気体用配管
３４ スクレーパー
３５ 輸送管
３６ ノズル
３７ 粒子群
３８ 基板
３９ ステージ
４０ 槽（チャンバー）
４１ 気体空間
４２ 境界面

Claims (5)

1. 少なくとも一方が透明な２枚の基板間に所定のギャップで形成された基板間の空間に表示媒体とする粒子群を封入し、粒子群を移動させて画像等の情報を表示する情報表示用パネルを作製する際に、粒子群供給装置の円柱型供給回転体から輸送管および該輸送管の先端に接続したノズルを経て槽内に載置した基板上に粒子群を配置する粒子群配置方法であって、
   前記粒子群供給装置内の粒子群と気体空間との境界面の下限を前記円柱型供給回転体の中心位置とし、前記粒子群供給装置内の粒子群と気体空間との境界面の上限を前記円柱型供給回転体の上部に配置された輸送管の下端面とするとともに、前記境界面の変動率が５％以内になるように制御することを特徴とする表示媒体とする粒子群の配置方法。
2. 前記円柱型供給回転体が側曲面に有する溝の深さが２００〜１０００μｍであり、溝の幅が３００〜５０００μｍであり、溝深さ方向の断面積が０．５〜１０ｍｍ^２であることを特徴とする請求項１に記載の表示媒体とする粒子群の配置方法。
3. 前記表示媒体とする粒子群は、少なくとも光学的反射率と帯電性とを有する粒子を含む粒子群として構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の表示媒体とする粒子群の配置方法。
4. 円柱型供給回転体の溝に入った粒子群を、粒子群供給装置内に送り込んだ搬送気体の圧力により輸送管より送り出し、該輸送管の先に接続されたノズルを介して槽内に載置した基板上に配置する、円柱型供給回転体を有する粒子群供給装置を備える粒子群配置装置であって、
   前記粒子群供給装置内の粒子群と気体空間との境界面の下限を前記円柱型供給回転体の中心位置とし、前記粒子群供給装置内の粒子群と気体空間との境界面の上限を前記円柱型供給回転体の上部に配置された輸送管の下端面とするとともに、前記境界面の変動率が５％以内になるように制御するようにしたことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載の表示媒体とする粒子群の配置方法に用いる粒子群配置装置。
5. 前記粒子群供給装置内の前記円柱型供給回転体の上部に配置された輸送管は、鉛直線に対して２０°〜３０°傾斜していることを特徴とする請求項４に記載の粒子群配置装置。

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