JP2012173518A - 情報表示用パネルの製造に用いる粒子配置装置及び粒子配置方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マスク上に粒子群を、帯状且つ均一に配置することができ、その後の粒子充填工程において、隔壁で区画された基板上のセル内に粒子群を均一に充填することができる情報表示用パネルの製造に用いる粒子配置装置及び粒子配置方法を提供する。
【解決手段】いずれか一方の基板の隔壁上に配置したマスク２上に粒子群４を供給する粒子供給装置１１と、粒子供給装置を、マスクに対し上下移動させる上下移動機構２１と、粒子供給装置を、粒子充填部材の移動方向に沿って前後移動させる前後移動機構３１と、粒子供給装置を、粒子充填部材の移動方向と直交した方向に移動させる左右移動機構４１と、粒子供給装置から供給される粒子群をマスク上に配置する際に、ガイドとして用いる粒子供給用シュート１２と、を備え、マスク上に粒子供給用シュートから粒子充填工程で用いる粒子群を配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも一方の基板が透明な、２枚の基板を備える情報表示用パネルのいずれか一方の基板上に隔壁を介して配置したマスク上に粒子群を配置し、配置した粒子群を粒子充填部材でマスク上を移動させて、隔壁で区画されたセル内に充填する粒子充填工程で用いる粒子配置装置及び粒子配置方法に関するものである。

従来、上述した情報表示用パネルを製造する際に実行される粒子充填工程で、マスクおよび粒子充填部材を用いて粒子を配置する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、情報表示用パネルの基板に形成した隔壁上にマスクを配置し、マスク上に載せた粒子群を粒子充填部材でマスク上を移動させながらマスクの開口部から落下させる。これにより、基板上の隔壁で囲まれたセル内に粒子群を配置する技術である。このようにマスクおよび粒子充填部材による粒子配置を行えば、情報表示用パネルを製造する際に、効率良くセル内に粒子を配置することができる。

図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来の粒子充填工程の一例を説明するための正面図および側面図である。図５（ａ）、（ｂ）に示す例では、隔壁５４上にマスク６１を配置し、マスク６１上に載せた粒子群５３（ここでは白色粒子５３Ｗａを含む白色粒子群５３Ｗ）を粒子充填部材６２によりマスク６１上で移動させる。マスク６１の開口部６１−１から落下した白色粒子群５３Ｗは、基板５１上で、隔壁５４で区画されて形成されたセル５７内に配置される。粒子充填部材６２をマスク６１に押し付けた状態で移動することで、粒子充填部材６２で押された白色粒子群５３Ｗがマスク６１の開口部６１−１から落下する。

特開２００７−１４８３８１号公報

従来、上述した粒子充填工程において、粒子群５３を、マスク６１上の所定の位置、すなわち、粒子充填部材６２の長手方向に沿った位置に、帯状に配置するために、人手で粒子群５３をマスク６１上の所定の位置に配置していた。

図６は従来の粒子充填工程における粒子配置工程を説明するための図である。図６に示すように、従来は、所定量の粒子群を容器７１に入れ、マスク６１上で粒子充填部材６２の長手方向に沿って、手７２で、容器７１を傾けて粒子群５３（ここでは白色粒子５３Ｗａを含む白色粒子群５３Ｗ）を容器７１から少しずつ供給するとともに移動させて、マスク６１上において粒子群がなるべく帯状になるように、粒子群５３をマスク６１上の所定の位置に配置していた。

上述した従来の粒子配置工程では、粒子群５３を人手でマスク６１上に供給しているため、容器７１の移動速度や容器７１からの粒子群５３の供給量を正確に制御することができず、マスク６１上に粒子群５３を帯状且つ均一に配置することができない問題があった。そのため、その後の粒子充填工程において、粒子群５３をセル５７内に均一に充填することが難しくなっていた。

本発明の目的は上述した問題点を解消して、マスク上に粒子群を、帯状且つ均一に配置することができ、その後の粒子充填工程において、基板上に隔壁で区画されたセル内に、粒子群を均一に充填することができる情報表示用パネルの製造に用いる粒子配置装置及び粒子配置方法を提供しようとするものである。

本発明の情報表示用パネルの製造に用いる粒子配置装置は、少なくとも一方の基板が透明な、２枚の基板を備える情報表示用パネルのいずれか一方の基板上に隔壁を介して配置したマスク上に粒子群を配置し、配置した粒子群を粒子充填部材でマスク上を移動させて、隔壁で区画された基板上のセル内に充填する粒子充填工程で用いる粒子配置装置であって、前記隔壁上に配置したマスク上に、前記粒子群を供給する粒子供給装置と、前記粒子供給装置を、マスクに対し上下移動させる上下移動機構と、前記粒子供給装置を、粒子充填部材の移動方向に沿って前後移動させる前後移動機構と、前記粒子供給装置を、粒子充填部材の移動方向と直交した方向に移動させる左右移動機構と、前記粒子供給装置から供給される粒子群をマスク上に配置する際に、ガイドとして用いる粒子供給用シュートと、を備えることを特徴とするものである。

本発明の情報表示用パネルの製造に用いる粒子配置装置の好適例としては、前記粒子供給用シュートが、前記粒子供給装置から前記マスクに対し垂直方向に延びる直線部と、その先端で湾曲する曲がり部とを有し、該曲がり部の先端に粒子供給口を設けたことが挙げられる。また、前記曲がり部の傾斜角度が、前記マスクに対し４０°〜５０°であることが挙げられる。さらに、前記直線部が６５ｍｍ〜７５ｍｍの長さを有することが挙げられる。

ここで、「曲がり部の傾斜角度」とは、曲がり部が直線状に延びる直管により構成される場合は、その直管の中心軸とマスク面とのなす角度のことを示し、曲がり部が湾曲上に延びる曲管より構成される場合は、その曲管の入口部の中心と出口部の中心とを結んだ線とマスク面とのなす角度のことを示す。

本発明の粒子配置方法は、上述した情報表示用パネルの製造に用いる粒子配置装置を用いて、粒子群をマスク上に配置するための粒子配置方法であって、前記マスクの一端に前記粒子配置装置を配置する工程と、前記前後移動機構により、前記粒子供給装置を、前記粒子充填部材の移動方向に移動させて、前記粒子供給装置の粒子供給口を、粒子群を配置すべきマスク上位置の上方に配置する工程と、前記上下移動機構により、前記粒子供給装置の前記粒子供給口を、マスク面に対し近づけるように移動させて、前記粒子供給装置の前記粒子供給口を、粒子群を配置すべきマスク上位置に配置する工程と、前記左右移動機構により、前記粒子供給装置の前記粒子供給口を、粒子充填部材の移動方向と直交する方向に移動させるとともに、粒子供給装置から前記粒子供給用シュートによりマスク上に粒子群を供給して、前記粒子供給口からマスク上に粒子群を配置する工程と、を含むことを特徴とするものである。

本発明の粒子配置方法の好適例としては、前記粒子供給口と前記マスクとの距離が５ｍｍ〜７ｍｍとなるように、前記粒子供給口を配置することが挙げられる。

本発明によれば、粒子群を供給する粒子供給装置を、上下移動機構、前後移動機構、左右移動機構により、マスクに対して３次元で移動可能に粒子配置装置を構成したため、人手によらず粒子群を、帯状且つ均一にマスク上に配置することができる。その結果、その後に続く粒子充填工程において、隔壁で区画された基板上のセル内に、粒子群を均一に充填することができる。また、粒子供給用シュートを用いることで、粒子群を配置する際の粒子の飛散を効果的に抑えることができる。

また、本発明において、粒子供給用シュートの形状を、粒子供給装置からマスクに対し垂直方向に延びる直線部と、その先端で湾曲する曲がり部とを有し、曲がり部の先端に粒子供給口を設けた構成、と特定した場合は、マスク上への粒子群の配置量をより正確に制御できるとともに、粒子の飛散をより効果的に抑えることができる。

本発明の情報表示用パネルの製造に用いる粒子配置装置の一例の構成を説明するための図である。 本発明の情報表示用パネルの製造に用いる粒子配置装置が備える粒子供給用シュートの好ましい一例を説明するための図である。 （ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の情報表示用パネルの製造に用いる粒子配置装置における粒子供給用シュート先端の粒子供給口の形状の好適例を説明するための図である。 （ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明の情報表示用パネルの粒子配置装置を用いた粒子配置方法の一例を説明するための図である。 （ａ）、（ｂ）はそれぞれ従来の粒子充填工程の一例を説明するための正面図および側面図である。 従来の粒子配置工程を説明するための図である。

図１は本発明の情報表示用パネルの製造に用いる粒子配置装置の一例の構成を説明するための図である。本発明の情報表示用パネルの製造に用いる粒子配置装置は、従来技術の説明で図５（ａ）、（ｂ）を参照して説明した、基板の隔壁上に配置したマスク上に粒子群を配置し、配置した粒子群を粒子充填部材でマスク上を移動させて、基板上で、隔壁で区画されて形成されたセル内に、粒子群を充填する粒子充填工程において、粒子充填工程で用いる粒子群をマスク上に配置するために用いられる。

図１に示す例において、粒子配置装置１は、マスク２上に粒子群３（例えば、正帯電性黒色粒子を含んだ黒色粒子群）を供給する粒子供給装置１１と、粒子供給装置１１をマスク２に対し上下移動させる上下移動機構２１と、粒子供給装置１１を粒子充填部材４の移動方向（図中両矢印方向）に沿って前後移動させる前後移動機構３１と、粒子供給装置１１を粒子充填部材４の移動方向に直交した方向に左右移動させる左右移動機構４１と、粒子供給装置１１から供給される粒子群３をマスク２上に配置する際にガイドとして用いる、粒子移動部材１１に装着された粒子供給用シュート１２と、を備えている。

図１に示す例では、図示しない基台上に、マスク２が隔壁上に配置された基板を載置するとともに、前後移動機構３１を構成する２つの軸部材３２−１、３２−２を、マスク２の両側端であって粒子充填部材４の移動方向に沿って、基板を載置した基台に装着して設ける。また、上下移動機構２１を構成する２つの軸部材２２−１、２２−２を、マスク２に対して垂直な方向に沿って、前後移動機構３１を構成する２つの軸部材３２−１、３２−２のそれぞれに装着する。さらに、左右移動機構４１を構成する軸部材４２を、粒子充填部材４の長手方向に沿って、上下移動機構２１を構成する２つの軸部材３２−１と３２−２との間に装着する。さらにまた、粒子供給装置１１を、左右移動機構４１を構成する軸部材４２に左右移動可能に設けた移動台４３上に、粒子供給用シュート１２がマスク面を向くように装着する。

本発明の粒子配置装置では、上述した構成をとることで、粒子供給装置１１を、上下移動機構２１、前後移動機構３１および左右移動機構４１により、マスク２端部上方の所望の位置に配置することができる。そのため、図１に示すように、粒子供給装置１１を、例えば、左右移動機構４１の左端（点線で示す）から右端（実線で示す）に移動させつつ、粒子供給用シュート１２から粒子群３をマスク２に対し供給することで、マスク２上に粒子供給用シュート１２から粒子群３をマスク上に帯状に、均一に配置させることができる。本発明の粒子配置装置の各部材は機械的に制御可能であり、従来人手による粒子群の配置で問題になっていた、マスク２上に粒子群３を、帯状且つ均一に配置することができない問題を解消することができる。また、各部材の制御の自動化が可能であり、本発明の粒子配置装置を、情報表示用パネルの連続した製造ラインに組み込むことができる。

なお、粒子供給装置１１としては、粒子群を定量供給できる装置であればどのような装置でも採用することができる。一例として、アイシンナノテクノロジー社製の「マイクロンフィーダー」を好適に使用することができる。また、上下移動機構２１を構成する軸部材２２−１、２２−２、前後移動機構３１を構成する軸部材３２−１、３２−２、左右移動機構４１を構成する軸部材４２−１、４２−２としては、市販のリニアアクチュエーターやラック＆ピニオン機構を用いた装置など、各軸部材が装着した他の部材を直線移動させることができる構成であれば、どのような構成のものでも採用することができる。一例として、ＩＡＩ社製の「ロボシリンダー」を好適に使用することができる。

次に、上述した本発明の情報表示用パネルの製造に用いる粒子配置装置が備える粒子供給用シュートの好ましい構成について説明する。

図２は本発明の情報表示用パネルの製造に用いる粒子配置装置が備える粒子供給用シュートの好ましい一例を説明するための図である。図２に示す例において、粒子供給装置１１は、粒子群３を収容する収容槽１３と駆動モータ１４により駆動される粒子供給部１５とから構成され、粒子供給部１５に、粒子群３をマスク２上に配置する際に、ガイドとして用いる粒子供給用シュート１２を装着している。

図２に示す例において、粒子供給用シュート１２は、粒子配置装置１１の粒子供給部１５に設けた、マスク２に対し垂直方向に延在する直線部１６と、直線部１６の端部に設けた、マスク２に対して傾斜角度θを有して湾曲する曲がり部１７と、曲がり部１７の先端に設けた粒子供給口１８と、を備えている。さらに、図２に示す例では、曲がり部１７と粒子供給口１８との間の外周に、粒子群３の飛散を防止するためのカバー１９を設けている。粒子供給用シュート１２の各部の寸法は、製造すべき情報表示用パネルの大きさや配置すべき粒子群の大きさなどによって変化するため、一概には決めることができないが、好適な寸法の一例を以下に示す。

図２に示す例において、実際に粒子群をマスク上に配置する時、粒子供給装置１１の粒子供給部１５の下面からマスク２の表面までの距離Ｄ１は９０ｍｍ以下とすることが好ましい。この範囲が好ましいのは、Ｄ１が９０ｍｍを超えると、粒子群配置時に粒子が飛散して、粒子群をマスク上に帯状でかつ均一に供給できない場合があるためである。また、粒子供給用シュート１２を構成する直線部１６および曲がり部１７は、内径１３ｍｍ〜１５ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）からなる管状部材から構成されることが好ましい。この範囲が好ましいのは、それ以外の内径および材質の場合、安定した粒子群の供給ができない場合があるためである。

さらに、曲がり部１７のマスク２に対する傾斜角度θは４０°〜５０°の角度であることが好ましい。この範囲が好ましいのは、角度θが５０°を超えると供給時の粒子群の勢いが増し、粒子群が飛散する場合があるためであり、角度θが４０°未満では粒子群の供給が弱くなり、安定した供給ができない場合があるためである。さらにまた、直線部１６の長さＬが６５ｍｍ〜７５ｍｍの長さであることが好ましい。この範囲が好ましいのは、直線部１６の長さＬが７５ｍｍを超えると粒子群の落下速度が大きく、粒子群供給時に飛散する場合があるとともに、直線部１６の長さＬが６５ｍｍ未満であると曲がり部１７で粒子群の落下速度が減少し、安定した粒子群供給が行えない場合があるためである。

また、粒子供給口１８とマスク２との距離Ｄ２は５ｍｍ〜７ｍｍの範囲であることが好ましい。この範囲が好ましいのは、距離Ｄ２が７ｍｍを超えると粒子群が飛散する場合があり、距離Ｄ２が５ｍｍ未満であると供給した粒子群に粒子供給口１８が接触する場合があるためである。

なお、図２に示す例では、曲がり部１７として直線部１６の端部から湾曲して延びる曲管から構成された曲がり部１７の例を示したが、曲がり部１７は直線部１６から湾曲して設けられていれば上記形状の曲管に限定されるものではなく、例えば、直線状に延びる直管より構成された曲がり部１７も好適に用いることができる。また、図２に示すように、曲がり部１７が湾曲上に延びる曲管より構成される場合は、曲がり部１７のマスク２に対する傾斜角度θを、その曲管の入口部の中心と出口部の中心とを結んだ線とマスク面とのなす角度とする。

図３（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の情報表示用パネルの製造に用いる粒子配置装置における粒子供給用シュート先端の粒子供給口の形状の好適例を説明するための図である。図３（ａ）〜（ｃ）に示す例において、図３（ａ）はその正面図を示し、図３（ｂ）はその側面図を示し、図３（ｃ）はその底面図を示している。図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、粒子供給口１８の開口部の形状は、長辺方向の幅ＷＬが曲がり部１７の内径と同じ１３ｍｍ〜１５ｍｍで、短辺方向の幅ＷＳが５ｍｍ〜６ｍｍの長方形形状であることが好ましい。この範囲が好ましいのは、それ以外のＷＬおよびＷＳであると、粒子群をマスク上に帯状かつ均一に供給できない場合が発生するためである。

上述した図２および図３（ａ）〜（ｃ）に示す粒子供給用シュート１２の構成によれば、粒子群をマスク上に配置する際、マスク上への粒子群の配置量をより正確に制御できるとともに、粒子群の飛散を効果的に排除することができる。また、摩擦により帯電して流動性を発現する帯電性粒子を含む粒子群を配置する本発明において、粒子供給装置から粒子供給用シュートを通り、マスク上に配置される間に、摩擦帯電することを抑制でき、マスク上に帯状かつ均一に粒子群を配置することが可能となる。

次に、上述した本発明の情報表示用パネルの製造に用いる粒子配置装置を用いた粒子配置方法について説明する。

図４（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明の情報表示用パネルの粒子配置装置を用いた粒子配置方法の一例を説明するための図である。図４（ａ）〜（ｄ）に示した例に従って本発明の粒子配置方法を説明すると、まず、図４（ａ）に示すように、粒子配置装置１をマスク２の一端のホームポジションに配置する。このホームポジションでは、軸部材２２−１、２２−２から構成される上下移動機構２１、軸部材４２から構成される左右移動機構４１および粒子供給装置１１が、軸部材３２−１、３２−２から構成される前後移動機構３１の最も奥の端部に位置している。また、左右移動機構４１および粒子供給装置１１が、上下移動機構２１の最上部に位置している。さらに、粒子供給装置１１が、左右移動機構４１の左端に位置している。

次に、図４（ｂ）に示すように、前後移動機構３１の駆動により、上下移動機構２１、左右移動機構４１および粒子供給装置１１を、一体として、粒子供給装置１１の粒子供給用シュート先端の粒子供給口がマスク２上の粒子供給開始位置の上に達するまで、図中矢印方向に前方へ移動する。次に、図４（ｃ）に示すように、上下移動機構２１の駆動により、左右移動機構４１および粒子供給装置１１を、一体として、粒子供給装置１１の粒子供給用シュート先端の粒子供給口がマスク２上の粒子移動開始位置であって、マスク面と好ましくは５ｍｍ〜７ｍｍ離間した所定の位置に達するまで、図中矢印方向に下方へ移動する。次に、図４（ｄ）に示すように、左右移動機構４１の移動台４３の駆動により、粒子供給装置１１を、図中矢印方向に右方向へ一定速度で移動するとともに、粒子供給装置１１の粒子供給用シュート先端の粒子供給口から粒子群３の一定量を一定速度で供給する。以上の図４（ａ）〜（ｄ）に示した工程により、粒子群３をマスク２上に帯状且つ均一に配置することができる。

なお、図４（ａ）〜（ｄ）に示した例では、粒子配置装置１をマスク２の図中奥側の一端に設けて粒子配置を行う方法を説明したが、粒子配置装置１をマスク２の図４（ａ）〜（ｄ）に示した一端と対向する他端に設けて、図４（ａ）〜（ｄ）に示した例と同様に粒子配置を行うこともできる。

本発明の粒子配置装置は、粒子群を表示媒体とする情報表示用パネルの製造で用いるものであるが、ここで対象とする粒子は、帯電性粒子であったり、導電性粒子であったり、半導体性粒子であったり、帯電性粒子を内包するマイクロカプセルであったりするものである。そして、粒子径（マイクロカプセルの場合はカプセル径）は、平均粒子径において１μｍ〜５０μｍの範囲のものである。上記した粒子のうち１種類だけで構成した粒子群であてもよいし、上記した粒子複数種で構成した粒子群であってもよい。

本発明を用いて製造する情報表示用パネルは、ノートパソコン、電子手帳、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)と呼ばれる携帯型情報機器、携帯電話、ハンディターミナル等のモバイル機器の表示部、電子書籍、電子新聞等の電子ペーパー、看板、ポスター、黒板（ホワイトボード）等の掲示板、電子卓上計算機、家電製品、自動車用品等の表示部、ポイントカード、ＩＣカード等のカード表示部、電子広告、情報ボード、電子ＰＯＰ(Point Of Presence, Point Of Purchase advertising)、電子値札、電子棚札、電子楽譜、ＲＦ−ＩＤ機器の表示部のほか、ＰＯＳ端末、カーナビゲーション装置、時計など様々な電子機器の表示部に好適に用いられる。他に、リライタブルペーパー（外部電界形成手段を用いて書換えできるものや、外部の表示書換え手段に接続して情報を書き換えた後、接続を解放しても情報を表示したままにすることができるもの）としても好適に用いられる。

１ 粒子配置装置
２ マスク
３ 粒子群
４ 粒子充填部材
１１ 粒子供給装置
１２ 粒子供給用シュート
１３ 収容槽
１４ 駆動モータ
１５ 粒子供給部
１６ 直線部
１７ 曲がり部
１８ 粒子供給口
１９ カバー
２１ 上下移動機構
２２−１、２２−２、３２−１、３２−２、４２ 軸部材
３１ 前後移動機構
４１ 左右移動機構
４３ 移動台

Claims (6)

1. 少なくとも一方の基板が透明な、２枚の基板を備える情報表示用パネルのいずれか一方の基板上に隔壁を介して配置したマスク上に粒子群を配置し、配置した粒子群を粒子充填部材でマスク上を移動させて、隔壁で区画された基板上のセル内に充填する粒子充填工程で用いる粒子配置装置であって、
   前記隔壁上に配置したマスク上に、前記粒子群を供給する粒子供給装置と、
   前記粒子供給装置を、マスクに対し上下移動させる上下移動機構と、
   前記粒子供給装置を、粒子充填部材の移動方向に沿って前後移動させる前後移動機構と、
   前記粒子供給装置を、粒子充填部材の移動方向と直交した方向に移動させる左右移動機構と、
   前記粒子供給装置から供給される粒子群をマスク上に配置する際に、ガイドとして用いる粒子供給用シュートと、
   を備えることを特徴とする情報表示用パネルの製造に用いる粒子配置装置。
2. 前記粒子供給用シュートが、前記粒子供給装置から前記マスクに対し垂直方向に延びる直線部と、その先端で湾曲する曲がり部とを有し、該曲がり部の先端に粒子供給口が設けられたことを特徴とする請求項１に記載の情報表示用パネルの製造に用いる粒子配置装置。
3. 前記曲がり部の傾斜角度が、前記マスクに対し４０°〜５０°であることを特徴とする請求項２に記載の情報表示用パネルの製造に用いる粒子配置装置。
4. 前記直線部が６５ｍｍ〜７５ｍｍの長さを有することを特徴とする請求項２に記載の情報表示用パネルの製造に用いる粒子配置装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の情報表示用パネルの製造に用いる粒子配置装置を用いて、粒子群をマスク上に配置するための粒子配置方法であって、
   前記マスクの一端に前記粒子配置装置を配置する工程と、
   前記前後移動機構により、前記粒子供給装置を前記粒子充填部材の移動方向に移動させて、前記粒子供給装置の粒子供給口を、粒子群を配置すべきマスク上位置の上方に配置する工程と、
   前記上下移動機構により、前記粒子供給装置の前記粒子供給口を、マスク面に対し近づけるように移動させて、前記粒子供給装置の前記粒子供給口を、粒子群を配置すべきマスク上位置に配置する工程と、
   前記左右移動機構により、前記粒子供給装置の前記粒子供給口を、粒子充填部材の移動方向と直交する方向に移動させるとともに、粒子配置装置から前記粒子供給用シュートに粒子群を供給して、前記粒子供給口からマスク上に粒子群を配置する工程と、
   を含むことを特徴とする粒子配置方法。
6. 前記粒子供給口と前記マスクとの距離が５ｍｍ〜７ｍｍとなるように、前記粒子供給口を配置することを特徴とする請求項５に記載の粒子配置方法。

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