JP4873924B2

JP4873924B2 - 情報表示用パネルの製造方法

Info

Publication number: JP4873924B2
Application number: JP2005310123A
Authority: JP
Inventors: 真一喜多; 一嘉阿久沢
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2005-10-25
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2025-10-25
Also published as: JP2007121442A

Description

本発明は、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、該セル内に表示媒体を封入し、表示媒体に電界を付与することによって、表示媒体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の製造方法に関するものである。

従来より、液晶（ＬＣＤ）に代わる情報表示装置として、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情報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、次世代の安価な情報表示装置に使用可能な技術として考えられており、携帯端末用情報表示、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、情報表示の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、この方式は、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、表示情報を書き換える際の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な対向する２枚の基板間に、隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、該セル内に表示媒体を封入し、表示媒体に電界を付与することによって、表示媒体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。

このような情報表示用パネルでは、封止した表示媒体がセルを形成する隔壁（リブ）の上部に乗った状態のまま除去しないでおくと、隔壁（リブ）の上部に乗った表示媒体によって、２枚の基板を重ね合わせる際に面内均一に貼り合わせることができず、表示不良を招くおそれがある。
その対策として、本願出願人は、先に、隔壁の上部に乗った表示媒体を転写するロール（例えば導電性ゴムロール）と、ロールに転写された表示媒体を除去するクリーナ（例えばラインクリーナ）とを用いて、隔壁（リブ）の上部に乗った表示媒体を除去する装置および方法を提案済みである。

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

上記ロールおよびクリーナを用いて隔壁の上部に乗った表示媒体を除去する技術を採用した場合、基板の投入枚数が増えるに従って、ロール上に転写された表示媒体をクリーナが除去しきれなくなり、ロール上に表示媒体が残留し、隔壁上部の表示媒体の除去効率が低下して、隔壁上部に表示媒体が残留してしまい、２枚の基板の接着不良を招く。そこで、上記表示媒体除去技術を採用する場合には、基板の投入枚数が増えるに従ってクリーニング回数（クリーナを動作させる回数）を増加させる対策を併用していたが、その場合、クリーニング回数の増加に応じて大幅に時間をロスしてしまい、かつ、２枚の基板の接着不良を減少させる効果も期待したほど大きくならなかった。

本発明は、短時間で効率良く隔壁上の表示媒体を除去して、安定した品質の情報表示用パネルを製造する方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の情報表示用パネルの製造方法は、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、該セル内に表示媒体を封入し、表示媒体に電界を付与することによって、表示媒体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の製造工程として、少なくとも表示媒体を前記セル内に充填する表示媒体充填工程と余剰の表示媒体を除去する表示媒体除去工程とを有する情報表示用パネルの製造方法であって、前記表示媒体除去工程が、前記セルを形成した基板の搬送方向と直交する幅方向の長さ以上の軸方向長さを有するとともに前記隔壁の上部と接触するように配置されたロールと、該ロールに転写された表示媒体を掻き取るためにロール近傍に配置された回転可能なロール状のブラシと、該ブラシによって掻き取った表示媒体を除去するためにブラシ近傍に配置されたクリーナとを用いて、前記隔壁の上部に付着した表示媒体を除去する表示媒体除去工程であることを特徴とする。

また、本発明の情報表示用パネルの製造方法の好適例としては、請求項２〜請求項４に記載の如く、前記表示媒体除去工程において、前記ブラシによって掻き取った表示媒体が前記クリーナで除去される前に飛散することを防止するためにブラシ近傍に配置された保護板を更に用いること、前記ブラシは、毛製ブラシまたはスポンジ製ブラシであること、および、前記ロールの表面は弾性体で覆われており、該弾性体は、前記隔壁の弾性率より小さい弾性率と、１×１０^９（Ω／□）以下の表面抵抗率と、前記表示媒体を構成する表示媒体用粒子の平均粒子径以下の表面粗さとを有すること、がある。

上記構成の本発明の情報表示用パネルの製造方法によれば、少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、該セル内に表示媒体を封入し、表示媒体に電界を付与することによって、表示媒体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の製造工程として、少なくとも表示媒体を前記セル内に充填する表示媒体充填工程と余剰の表示媒体を除去する表示媒体除去工程とを有する情報表示用パネルの製造方法において、前記表示媒体除去工程が、前記セルを形成した基板の搬送方向と直交する幅方向の長さ以上の軸方向長さを有するとともに前記隔壁の上部と接触するように配置されたロールと、該ロールに転写された表示媒体を掻き取るためにロール近傍に配置されたブラシと、該ブラシによって掻き取った表示媒体を除去するためにブラシ近傍に配置されたクリーナとを用いて、前記隔壁の上部に付着した表示媒体を除去する表示媒体除去工程であるので、前記隔壁の上部に付着した表示媒体は、連続的にロールに転写され、ロール近傍に配置されたブラシによって掻き取られた後に、ブラシ近傍に配置されたクリーナによって連続的に除去される。その際、上述した表示媒体除去技術のように基板の投入枚数が増えるに従ってクリーニング回数を増加させる必要はなく、基板投入時に毎回同一回数のクリーニングを実施するだけで２枚の基板の接着不良を激減させることができるので、大幅な時間のロスが生じることもない。したがって、短時間で効率良く隔壁上の表示媒体を除去して、安定した品質の情報表示用パネルを製造する方法を提供することができる。

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、本発明の対象となる情報表示用パネルの基本的な構成について説明する。本発明の対象となる情報表示用パネルでは、対向する２枚の基板間に封入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そって、帯電した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、表示媒体が電位の切替による電界方向の変化によって移動方向を変えることにより、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。

本発明の対象となる情報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光学的反射率および帯電特性の異なる少なくとも２種以上の表示媒体３（ここでは白色表示媒体用粒子３Ｗａの粒子群からなる白色表示媒体３Ｗと黒色表示媒体用粒子３Ｂａの粒子群からなる黒色表示媒体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、黒色表示媒体３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、図１に示す例では基板１、２の間に例えば格子状に隔壁４を設けセルを形成している。また、図１において、手前にある隔壁は省略している。
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光学的反射率および帯電特性の異なる少なくとも２種以上の表示媒体３（ここでは白色表示媒体用粒子３Ｗａの粒子群からなる白色表示媒体３Ｗと黒色表示媒体用粒子３Ｂａの粒子群からなる黒色表示媒体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、黒色表示媒体３Ｂを観察者に視認させて黒色の表示を行うか、あるいは、白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行っている。なお、図２に示す例では、基板１、２の間に例えば格子状に隔壁４を設けセルを形成している。また、図２において、手前にある隔壁は省略している。
図３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光学的反射率および帯電性を有する１種の表示媒体３（ここでは白色表示媒体用粒子３Ｗａの粒子群からなる白色表示媒体３Ｗ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と垂直方向に移動させ、白色表示媒体３Ｗを観察者に視認させて白色の表示を行うか、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、図３に示す例では、基板１、２の間に例えば格子状の隔壁４を設けセルを形成している。また、図３において、手前にある隔壁は省略している。
以上の説明は、粒子群からなる白色表示媒体３Ｗを粉流体からなる白色表示媒体に、粒子群からなる黒色表示媒体３Ｂを粉流体からなる黒色表示媒体に、それぞれ置き換えた場合も同様に適用することができる。

以下、本発明の特徴となる情報表示用パネルの製造方法について詳細に説明する。図４（ａ），（ｂ）は本発明の情報表示用パネルの製造方法の表示媒体除去工程に用いる装置の一例の構成を示す図である。本発明で用いる表示媒体除去装置は、隔壁上に載った余剰の表示媒体を除去する機構を有しており、隔壁４の上部と接触するように配置されたロール１１と、ロール１１に転写された表示媒体３を掻き取るためにロール１１の近傍に配置されたブラシ１２と、ブラシ１２によって掻き取った表示媒体３を除去するためにブラシ１２の近傍に配置されたラインクリーナ１３（ラインクリーナノズル１３ａ付）と、ブラシ１２によって掻き取ったロール１１上の表示媒体３がラインクリーナ１３で除去される前に飛散することを防止するためにブラシ１２の近傍に配置された保護板１４とを具備して成る。

上記隔壁上の表示媒体を除去する機構を構成する際には、以下の点を考慮する必要がある。
ａ）ロール１１の軸方向長さの全域に亘って表示媒体を除去するための均一な吸引力を発生させるためには、ラインクリーナ１３のラインノズル１３ａのノズル形状を、基板１の搬送方向と直交する幅方向に細長いライン形状とする必要がある。
ｂ）ロール１１が完全な絶縁体で全く導電性を有していない場合には、ロール１１が接触剥離により帯電してしまい、この帯電により、異なる極性に帯電したセル内に充填されている表示媒体まで除去されてしまう。
ｃ）ロール表面の粗さが荒いと、隔壁上の表示媒体の取り残し量が増加する。
ｄ）ロール１１の方が隔壁４よりも表面硬度が硬い（弾性率が大きい）と、隔壁４を損傷させるおそれがある。
ｅ）基板の投入枚数が増えるに従って、ロール１１上に転写された表示媒体を除去するラインクリーナ１３の表示媒体除去効率が低下するため、その対策が必要である。
以上を考慮して、本発明の表示媒体除去工程で用いる装置は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、ロール１１、ブラシ１２、ラインクリーナ１３および保護板１４により構成するものとする。

上記ロール１１としては、表面にセルを形成する隔壁４を形成した基板１の、搬送方向（図４（ａ）の矢印Ａ方向）の長さ以上の外周長を有するとともに、基板１の搬送方向と直交する幅方向（図４（ｂ）の矢印Ｂ方向）の長さ以上の軸方向長さを有するロールを用いる。このロール１１は、ロール表面を弾性体で覆われており、該弾性体は、隔壁４の弾性率より小さい弾性率（または隔壁４の表面硬度より柔らかい表面硬度）と、１×１０^９（Ω／□）以下の表面抵抗率と、表示媒体を構成する粒子の平均粒子径（例えば５μｍ）以下の表面粗さとを有するものとする。

また、上記ブラシ１２としては、所望の粒子掻き取り機能を得るために、回転するロール状ブラシである、毛製ブラシまたはスポンジ製ブラシを用いるものとする。上記ブラシ１２の回転は、接触するロール１１に対して独立に回転するものであっても、接触するロール１１に対して従属回転するものでもあってもよい。また、上記ブラシ１２の回転は、接触するロール１１に対して同一方向に回転するものであっても、逆方向に回転するものであってもよい。上記ブラシ１２の本数は、１本であっても、複数本であってもよく、ロール１１に転写付着した粒子を効率良く取り除くために最適設計することができる。例えば図６（ｂ）に示すように、ロール１１上にスポンジ製ブラシ１２および毛製ブラシ１２を並列に設置し、スポンジ製ブラシ１２および毛製ブラシ１２上にそれぞれラインノズル１３ａを設置する構成とすれば、粒子掻き取り効率をほぼ倍増させることができる。なお、図６（ｂ）に示す構成を、ロール１１上に２本のスポンジ製ブラシ１２を並列に設置するように変更したり、ロール１１上に２本の毛製ブラシ１２を並列に設置するように変更したりしてもよく、それらの場合も上述した図６（ｂ）に示す構成と同様の粒子掻き取り効率が得られる。

上記ブラシ１２が毛製ブラシである場合、「毛の太さ」、「毛の長さ（ロール上のブラシ径に関係する）」、「毛の植毛密度」、「毛の材質」、「ブラシの構造」が重要である。上記ブラシ１２に用いる毛は、接触するロール１１を傷付けずに、ロール１１に転写付着した粒子を効率良く取り除くために、材質、長さ、太さ、植毛密度、手先形状を設計する。上記ブラシ１２が毛製ブラシである場合のブラシ構造としては、例えば図５（ａ）に示すように、芯ローラ１２ａに毛１２ｂを放射状に植毛した二重構造を用いることが好ましい。
上記ブラシ１２がスポンジ製ブラシである場合、「スポンジのセル径」、「ロール状ブラシの径」、「スポンジの硬度（Ｆ硬度）」、「スポンジの材質」、「ブラシの構造」が重要である。「スポンジのセル径」、「スポンジの硬度（Ｆ硬度）」としては、プリンタ等のＯＡ機器に用いられるトナー供給用のスポンジローラを構成する数値パラメータが好適な数値範囲であり、例えば、Ｆ硬度：５０〜１００度、セル径：１００〜１０００μｍ程度が好ましい。上記ブラシ１２がスポンジ製ブラシである場合のブラシ構造としては、例えば図５（ｂ）に示すように、芯ローラ１２ａを無垢材料製とし、ローラ表面１２ｃをスポンジ材料で構成した二重構造が、粒子掻き取り効率が向上するため、好ましい。この場合、表面に配置するスポンジは連通構造のものであることが好ましい。

さらに、上記ラインクリーナ１３としては、基板１の搬送方向と直交する幅方向（図４（ｂ）の矢印Ｂ方向）に延在するように配置されたラインノズル１３ａと、ラインノズル１３ａの吸引方向後端部に接続された吸引部１３ｂとを備えるラインクリーナを用いる。ラインノズル１３ａは、ライン状のスリット（ノズル）を有しており、該スリットは、図４（ｂ）に示すように、基板１の矢印Ｂ方向の長さ以上、かつ、ロール１１の軸方向長さ以下の長さを有している。ロール１１とブラシ１２とは、接触するか、ロール１１にブラシ１２が押し込まれており、接触深さ（図６（ａ）にｄ１で示す）は、０〜２０００μｍが好ましい。ブラシ１２とラインノズル１３ａとは、接触するか、ラインノズル１３ａにブラシ１２が押し込まれており、接触深さ（図６（ａ）にｄ２で示す）は、０〜２０００μｍが好ましい。なお、ロール１１の表面と保護板１４とのクリアランスは、１０〜５０００μｍが好ましく、１００〜２０００μｍがより好ましい。

次に、本発明の情報表示用パネルを製造する方法について説明する。
表示媒体充填工程で、隔壁で仕切られたセル内に表示媒体が充填され、隔壁上に余剰の表示媒体が載った基板１が、表示媒体除去工程に移動され、図４（ａ）に示した装置を用いて、隔壁上に載った余剰の表示媒体が除去される。具体的には、セル内に表示媒体３を充填した基板１を図４（ａ）に示すように矢印Ａ方向に搬送し、それと同時に、ロール１１を矢印Ｃ方向に回転させるとともに、ブラシ１２およびラインクリーナ１３を動作させる。これにより、隔壁４上に乗った不要な表示媒体３は、ロール１１に転写され、ロール１１の上部においてブラシ１２によって掻き取られた後、吸引部１３ｂからの吸引力によりラインノズル１３のラインノズル１３ａのスリットから吸引され、吸引部１４に吸引除去されて回収される。

その後、他方の基板（図示せず）を、表示媒体３をセル内に充填した基板１に対して重ね合わせ接着して、表示媒体３をセル内に封止する。以上により、本発明の情報表示用パネルを作製することができる。

本発明によれば、隔壁４の上部に付着した表示媒体３は、連続的にロール１１に転写され、ロール１１の上部においてブラシ１２によって掻き取られた後に、ラインクリーナ１３によって連続的に除去されるが、その際に、ロール１１およびラインクリーナ１３間にブラシ１２を設けたことにより、「基板の投入枚数の増加に従うラインクリーナ１３の表示媒体除去効率の低下」が防止されるので、上述した表示媒体除去技術のように基板の投入枚数が増えるに従ってクリーニング回数（クリーナを動作させる回数）を増加させる必要はなく、基板投入時に毎回同一回数のクリーニングを実施するだけで２枚の基板の接着不良を激減させることができるので、大幅な時間のロスが生じることもない。したがって、短時間で効率良く隔壁上の表示媒体を除去できる表示媒体除去工程を有する情報表示用パネルの製造方法を提供することができる。
さらに、本発明の情報表示用パネルの製造方法を用いて隔壁４の上部に付着した表示媒体３を除去しながら情報表示用パネルを製造することにより、短時間で効率良く隔壁４上の表示媒体３を除去することができるので、隔壁上部の表示媒体の残留による２枚の基板の接着不良が激減することになり、安定した品質の情報表示用パネルを製造することができるようになる。

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。

基板については、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、ポリエチレンナフタレート、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パターニング形成する方法や、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表示面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。

基板に設ける隔壁４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１０〜１００μｍ、好ましくは１０〜５０μｍ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７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、本発明の情報表示用パネルで表示媒体として用いる粉流体について説明する。なお、本発明の情報表示用パネルで用いる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）：登録番号4636931」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、本発明の情報表示用パネルで固体状物質を分散質とするものである。

本発明の情報表示用パネルは、少なくとも一方が透明な、対向する基板間に、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、小さな電界の力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、本発明の情報表示用パネルでは、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表示媒体として用いられる。

次に、本発明の情報表示用パネルにおいて表示媒体を構成する表示媒体用粒子（以下、粒子ともいう）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構成して表示媒体としたり、その他の粒子と合わせて構成して表示媒体としたり、粉流体となるように調整、構成して表示媒体としたりして用いられる。
粒子には、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。

また、本発明の表示媒体用粒子（以下、粒子ともいう）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表示媒体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、均一な表示媒体移動が可能となる。

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。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が互いに反対方向に動くので、互いの粒子サイズが近く、互いの粒子が当量ずつ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、本発明の製造方法による情報表示用パネルは、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、表示状態の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（電極を基板の内側に設けた場合）、表示媒体３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、そ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、表示媒体の充填、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。

本発明の対象となる情報表示用パネルにおける基板と基板との間隔は、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。
対向する基板間の空間における表示媒体の体積占有率は５〜７０％が好ましく、さらに好ましくは５〜６０％である。７０％を超える場合には表示媒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、本発明は下記に限定されるものではない。以下の実施例に用いた隔壁は、ＪＩＳ−Ａ硬度にて９０度を有するものであった。

＜実施例＞
情報表示用パネルを製造するために配した表示媒体除去工程では、図４（ａ），（ｂ）に示す、ロール１１、ブラシ１２、クリーナ１３および保護板１４から成る装置を用いた。その際、ロール１１としては、導電性ゴムロールであり表面硬度がＪＩＳ−Ａ硬度にて７０度を有するロールを用い、ブラシ１２として毛製ブラシ（ブラシ材質は、線径０．０７５ｍｍのナイロン６６を使用した）を用いるとともに、クリーナ１３としては、（株）伸興製の「ＵＶＵ−ＦＴＹＰＥフラットパネル用超音波ドライクリーナ」を用いた。ロール１１の表面抵抗率の測定は、株式会社ダイアインスツルメンツ製の「ハイレスタＵＰＭＣＰ−ＨＴ型装置」と、縮小サンプル用プローブ（ＭＣＰ−ＨＴＰ１５）とを用い、ロールの表面にプローブを押し当てて行った。本実施例で用いたロール１１の表面抵抗率は、３．０×１０^５（Ω／□）であった。

まず、図４（ａ）に示すように、表示媒体充填工程で隔壁４により形成したセル内に所定量の表示媒体（本実施例では粒子群を用いた）３を充填した基板１を図示しない搬送装置によって矢印Ａ方向に表示媒体除去工程まで搬送し、それと同時に、ロール１１を矢印Ｃ方向に回転させるとともに、ブラシ１２およびクリーナ１３を動作させる。これにより、隔壁４上に乗った不要な表示媒体３は、ロール１１に転写され、ロール１１の上部においてブラシ１２によって掻き取られた後、吸引部１３ｂからの吸引力によりラインノズル１３のラインノズル１３ａのスリットから吸引され、吸引部１４に吸引除去されて回収される。その後、もう一方の基板（図示せず）を、表示媒体３をセル内に充填した基板１に対して重ね合わせ接着し、表示媒体３を表示セル内に封止する。以上により、本発明の情報表示用パネルが作製された。
なお、上記情報表示用パネルの作製は、図８に例示するような６個所のパネル表示領域を有する１枚の多面取り用のマザー基板１５から６枚の基板１が取れるため、１枚の多面取り用のマザー基板１５およびこれと同様の１枚の多面取り用のマザー基板（基板２用）から６枚の情報表示用パネルが作製されることになる。

＜比較例＞
図４（ａ），（ｂ）に示す表示媒体除去工程で用いる装置からブラシ１２および保護板１４を省略した構成の装置を用いるとともに、基板投入枚数が増えるに従ってクリーニング回数を増加させるようにしたこと以外は、上記実施例と同様にして情報表示用パネルを作製した。

上記実施例および比較例において、３００ｍｍ角の表示媒体充填済みの隔壁付き基板１を６枚取りできるマザー基板１５および対向する基板２を６枚取りできるマザー基板を、マザー基板同士を貼り合わせるマザー基板接着貼り合わせ工程に連続５０組投入し、各組において発生した１ｍｍφ以上の大きさの接着不良ムラ部分の個数を比較したところ、表１（実施例）および表２（比較例）の結果を得た。各表における「接着不良ムラ数」とは、１組のマザー基板から取れる６枚の情報表示用パネルの内の、接着不良に基づく１ｍｍφ以上の大きさの接着不良部分の発生個数を示している。
すなわち、ブラシ１２と、保護板１４とを有する表示媒体除去用装置を用いた本発明の実施例では、ブラシ１２と、保護板１４とを有していない表示媒体除去用装置を用いた従来の表示媒体除去工程による比較例に比べて、接着不良ムラ発生数を激減させることができた（接着不良ムラ発生数の総合計が比較例の約１／１０に減少し、基板１枚あたりの平均接着不良ムラ発生数が比較例の８．２２から０．９に減少した）。その上、実施例では、基板投入枚数の増加に拘わらず常にクリーニング回数を一定にしているたため、総合計クリーニング回数を比較例の半分に低減することができ、短時間で効率良く安定した品質の情報表示用パネルを作製することができた。

本発明の情報表示用パネルの製造方法を用いて製造した情報表示用パネルは、画像ムラがなく、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、電子棚札、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。

本発明の対象となる情報表示用パネルの一例を示す図である。本発明の対象となる情報表示用パネルの他の例を示す図である。本発明の対象となる情報表示用パネルのさらに他の例を示す図である。（ａ），（ｂ）は本発明の情報表示用パネルの製造方法の表示媒体除去工程に用いる装置の一例の構成を示す図である。（ａ），（ｂ）はそれぞれ、本発明の情報表示用パネルの製造において表示媒体除去工程で用いる装置のブラシとして用いる毛製ブラシおよびスポンジ製ブラシの構造の一例を示す図である。（ａ）は本発明の情報表示用パネルの表示媒体除去工程で用いる装置のロール、ブラシおよびラインクリーナの接触関係を説明するための図であり、（ｂ）は本発明の情報表示用パネルの表示媒体除去工程で用いる装置のロール上に２本のブラシを配置する構成を説明するための図である。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。本発明の対象となる情報表示用パネルの製造方法で用いる多面取り用のマザー基板を例示する図である。

符号の説明

１，２基板
３表示媒体（粒子群、粉流体）
３Ｗ白色表示媒体
３Ｂ黒色表示媒体
３Ｗａ白色表示媒体用粒子
３Ｂａ黒色表示媒体用粒子
４隔壁
５電極
６電極
１１ロール
１２ブラシ
１２ａ芯ローラ
１２ｂ毛
１２ｃローラ表面
１３ラインクリーナ
１３ａラインノズル
１３ｂ吸引部
１４保護板
１５マザー基板

Claims

少なくとも一方が透明な対向する２枚の基板間に、隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、該セル内に表示媒体を封入し、表示媒体に電界を付与することによって、表示媒体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の製造工程として、少なくとも表示媒体を前記セル内に充填する表示媒体充填工程と余剰の表示媒体を除去する表示媒体除去工程とを有する情報表示用パネルの製造方法であって、
前記表示媒体除去工程が、前記セルを形成した基板の搬送方向と直交する幅方向の長さ以上の軸方向長さを有するとともに前記隔壁の上部と接触するように配置されたロールと、該ロールに転写された表示媒体を掻き取るためにロール近傍に配置された回転可能なロール状のブラシと、該ブラシによって掻き取った表示媒体を除去するためにブラシ近傍に配置されたクリーナとを用いて、前記隔壁の上部に付着した表示媒体を除去する表示媒体除去工程であることを特徴とする情報表示用パネルの製造方法。
前記表示媒体除去工程において、前記ブラシによって掻き取った表示媒体が前記クリーナで除去される前に飛散することを防止するためにブラシ近傍に配置された保護板を更に用いることを特徴とする請求項１記載の情報表示用パネルの製造方法。
前記ブラシは、毛製ブラシまたはスポンジ製ブラシであることを特徴とする請求項１または２記載の情報表示用パネルの製造方法。
前記ロールの表面は弾性体で覆われており、該弾性体は、前記隔壁の弾性率より小さい弾性率と、１×１０^９（Ω／□）以下の表面抵抗率と、前記表示媒体を構成する粒子の平均粒子径以下の表面粗さとを有することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の情報表示用パネルの製造方法。