JP4587680B2 - 画像表示板の製造装置およびそれを用いた画像表示板の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、上記画像表示板の製造装置を用いて、低コストかつ短時間で良好な表示品質の画像表示板を製造する、画像表示板の製造方法を提供することを第2の目的とする。
この搬送する気体は、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。
この搬送する気体は、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。
まず、第2の基板とする基板1の表面に、ITO電極からなるストライプ状の電極(図示せず)をパターニングして設ける。次に、基板1の電極上に表示セルを画成する格子状、ハニカム状または網目状の隔壁を形成する。
青色着色剤としては、C.I.ピグメントブリー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。
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。
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。
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。
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。
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。
本発明に用いる粉流体とは、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。
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のポリプロピレン製の蓋付き容器(商品名アイボーイ:アズワン(株)製)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。
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。
粒子径分布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粒子物質の50%がこれより大きく、50%がこれより小さいという粒子径をμmで表した数値、d(0.1)はこれ以下の粉流体を構成する粒子物質の比率が10%である粒子径をμmで表した数値、d(0.9)はこれ以下の粉流体を構成する粒子物質が90%である粒子径をμmで表した数値である。粉流体を構成する粒子物質の粒子径分布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。
青色着色剤としては、C.I.ピグメントブリー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。
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。
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。
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、粒子群(あるいは粉流体)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、いわゆる粒子群(あるいは粉流体)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装置に封入することが必要であり、例えば、粒子群あるいは粉流体の充填、基板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%を超える場合には粒子又は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。
図4の構成の画像表示板の製造装置を用いて、異なる場所で所望の帯電量となるように帯電させた2種類(白色および黒色)の粉流体を、散布槽13内のステージ15に載置した基板1上に同時に散布するように、工程(1)〜(7)により、画像表示板を製造した。
(2)基板1への隔壁(リブ)形成工程
(3)基板1上への2種類の粒子群または2種類の粉流体(白色および黒色)の散布工程
(4)隔壁上の不要な粒子群または粉流体の除去工程
(5)隔壁への接着剤層形成工程
(6)アライメントの重ね合わせ工程
(7)基板2および基板1のプレス貼り合わせ工程
図5の構成の画像表示板の製造装置を用いて、異なる場所で所望の帯電量となるように帯電させた2種類(白色および黒色)の粉流体を、散布槽13内のステージ15に載置した基板1上に同時に散布するように、工程(1)〜(7)により、画像表示板を製造した。
図4の構成の画像表示板の製造装置を用いて、異なる場所で所望の帯電量となるように帯電させた2種類(白色および黒色)の粒子群を、散布槽13内のステージ15に載置した基板1上に同時に散布するように、工程(1)〜(7)により、画像表示板を製造した。
図5の構成の画像表示板の製造装置を用いて、異なる場所で所望の帯電量となるように帯電させた2種類(白色および黒色)の粒子群を、散布槽13内のステージ15に載置した基板1上に同時に散布するように、工程(1)〜(7)により、画像表示板を製造した。
図4の構成の画像表示板の製造装置に対して、白黒別々に設けた2つの散布槽13に対応させて供給箱11−1,搬送管12−1,散布ノズル14−1および供給箱11−2,搬送管12−2,散布ノズル14−2を設ける変更を加えた製造装置を用いて、異なる場所で所望の帯電量となるように帯電させた2種類(白色および黒色)の粒子群を、各散布槽13内のステージ15に載置した基板1上に同時に散布するように、工程(1)〜(7)により、画像表示板を製造した。
図4の構成の画像表示板の製造装置に対して、供給箱11−1,搬送管12−1,散布ノズル14−1および供給箱11−2,搬送管12−2,散布ノズル14−2の一方を省略する変更を加えた製造装置を用いて、同じ場所で2種類(白色および黒色)の粒子群の一方を供給箱に入れて所望の帯電量となるように帯電させた後、前記粒子群の一方を散布槽13内のステージ15に載置した基板1上に散布した後、他方を散布するように、工程(1)〜(7)により、画像表示板を製造した。この場合、供給箱内の粒子群は、一方を散布後に他方に入れ替え、その際に搬送管も別の搬送管に交換した。
図4の構成の画像表示板の製造装置に対して、供給箱11−1,搬送管12−1,散布ノズル14−1および供給箱11−2,搬送管12−2,散布ノズル14−2の一方を省略する変更を加えた製造装置を用いて、同じ場所で2種類(白色および黒色)の粒子群の一方を供給箱に入れて所望の帯電量となるように帯電させた後、前記粒子群の一方を散布槽13内のステージ15に載置した基板1上に散布した後、他方を散布するように、工程(1)〜(7)により、画像表示板を製造した。供給箱内の粒子群は、一方を散布後に他方に入れ替えたが、その際に搬送管は交換せず、そのまま流用した。
図4の構成の画像表示板の製造装置に対して、供給箱11−1,搬送管12−1,散布ノズル14−1および供給箱11−2,搬送管12−2,散布ノズル14−2の一方を省略する変更を加えた製造装置を用いて、同じ場所で2種類(白色および黒色)の粒子群を同一の供給箱に入れて所望の帯電量となるように帯電させた後、前記2種類の粒子群を混合したものを散布槽13内のステージ15に載置した基板1上に同時に散布するように、工程(1)〜(7)により、画像表示板を製造した。その際に搬送管は交換せず、そのまま流用した。
一方、比較例1のものは、表示品質が良好で、全工程合計時間が2番目に短い時間になったが、散布槽を2個所に設置したため散布槽のメンテナンスコストが実施例1〜実施例4に対して倍増したため、メンテナンスコストの点で不利になった。
また、比較例2のものは、表示品質が良好で、散布槽のメンテナンスコストが最小になったが、全工程合計時間が最長となったっため、全工程合計時間の点で不利になった。
また、比較例3のものは、散布槽のメンテナンスコストが最小になったが、白黒粒子の混合によって表示品質が劣化してしまい、全工程合計時間も2番目に長くなったっため、表示品質および全工程合計時間の点で不利になった。
また、比較例4のものは、散布槽のメンテナンスコストが最小になるととともに全工程合計時間が最短であったが、白黒粒子の混合によって表示品質が劣化してしまい、表示品質の点で不利になった。
3 粒子、粉流体
3W 白色粒子、白色粉流体
3B 黒色粒子、黒色粉流体
4 隔壁
5 電極
6 電極
11−1,11−2 供給箱
12−1,12−2 搬送管
13 散布槽
14−1,14−2 散布ノズル
14−3 共通散布ノズル
15 ステージ
Claims (5)
- 少なくとも一方が透明な対向する基板である第1の基板と第2の基板とを重ね合わせ、その間に散布充填した複数種類の粒子群または粉流体を封止する構造の画像表示板を製造する、画像表示板の製造装置であって、
粒子群または粉流体を搬送管を介して散布槽内に供給する供給手段が前記複数種類の粒子群または粉流体のそれぞれに対応させて複数設けられており、該複数の供給手段に接続される少なくとも1つの散布ノズルを用いて、前記複数種類の粒子群または粉流体を同時に散布槽内に散布するようにするとともに、前記複数の供給手段の搬送管はそれぞれ、散布する粒子群または粉流体の帯電特性に応じて材質が異なるようにしたことを特徴とする画像表示板の製造装置。 - 粒子群または粉流体の散布時に、粒子群または粉流体を搬送する媒体が気体であることを特徴とする請求項1記載の画像表示板の製造装置。
- 前記散布槽内に複数の散布ノズルを設け、該複数の散布ノズルのそれぞれを用いて異なる粒子群または粉流体を同時に散布するようにしたことを特徴とする請求項1または2記載の画像表示板の製造装置。
- 前記散布槽内に1つの散布ノズルを設けて前記散布槽の外部で前記1つの散布ノズルを前記複数の供給手段の搬送管に接続し、前記1つの散布ノズルを用いて異なる粒子群または粉流体を同時に散布するようにしたことを特徴とする請求項1または2記載の画像表示板の製造装置。
- 請求項1〜4の何れか1項記載の画像表示板の製造装置を用いて、前記複数種類の粒子群または粉流体を同時に散布槽内に散布しながら画像表示板を製造することを特徴とする画像表示板の製造方法。
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