JP2006058571A

JP2006058571A - 画像表示用パネルの製造方法および画像表示用パネル

Info

Publication number: JP2006058571A
Application number: JP2004239910A
Authority: JP
Inventors: Yoshitomo Masuda; 善友増田; Hirotaka Yamazaki; 博貴山崎
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-08-19
Filing date: 2004-08-19
Publication date: 2006-03-02

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する。
【解決手段】少なくとも一方が透明な２枚の基板１、２間の、隔壁４によって画成されたセル１２内に画像表示媒体３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、セル１２内に画像表示媒体３を封入する工程を、基板表面の誘電率よりも低誘電率となる隔壁４を形成する工程と、基板表面に荷電粒子を照射し、セル１２内に選択的に電荷を蓄積する工程と、基板上に帯電させた画像表示媒体３を供給し、電荷が蓄積されたセル内に選択的に画像表示媒体３を配置充填させる工程と、から構成する。
【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、セル内に画像表示媒体を封入する工程が、基板表面の誘電率よりも低誘電率となる隔壁を形成する工程と、基板表面に荷電粒子を照射し、前記セル内に選択的に電荷を蓄積する工程と、基板上に帯電させた画像表示媒体を供給し、電荷が蓄積された前記セル内に選択的に前記画像表示媒体を配置充填させる工程と、を有することを特徴とするものである。
なおここで、基板表面の誘電率と隔壁の誘電率とは、双方の誘電率を比較した場合の相対的な誘電率の高低をいうものとする。

本発明の画像表示用パネルの製造方法の好適例としては、画像表示媒体が色および帯電特性が異なる２種類の画像表示媒体であって、隔壁が２枚の基板にそれぞれ形成されており、基板表面に荷電粒子を照射し、セル内に選択的に電荷を蓄積する工程と、基板上に帯電させた画像表示媒体を供給し、電荷が蓄積されたセル内に選択的に画像表示媒体を配置充填させる工程とを、２枚の基板に対してそれぞれ行うこと、及び、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、上述した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、セル内に画像表示媒体を封入する工程を、基板表面の誘電率よりも低誘電率となる隔壁を形成する工程と、基板表面に荷電粒子を照射し、前記セル内に選択的に電荷を蓄積する工程と、基板上に帯電させた画像表示媒体を供給し、電荷が蓄積された前記セル内に選択的に前記画像表示媒体を配置充填させる工程と、から構成することで、低誘電率の隔壁部ではなく、高誘電率の基板表面が露出したセル内に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となる。

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、２枚の基板表面に、基板表面よりも低誘電率の隔壁を形成する工程と、基板表面に荷電粒子を照射し、隔壁で仕切られたセル内、すなわち高誘電率領域上に選択的に電荷を蓄積する工程と、基板表面に帯電させた画像表示媒体粒子を供給し、電荷が蓄積された上記セル内に選択的に上記画像表示媒体粒子を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粒子がセル内に配置充填された２枚の基板を重ね合せる工程とを有することである（１種類の画像表示媒体の場合には、一方の基板にのみ隔壁を設ければよい）。なおここで、基板表面の誘電率と隔壁の誘電率とは、双方の誘電率を比較した場合の相対的な誘電率の高低をいうものとする。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）〜（ｄ）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。図４（ａ）〜（ｄ）に示す例では、負帯電性の画像表示媒体をセル内に充填する例を示している。まず、図４（ａ）に示すように、基板２上に、基板２の表面の誘電率よりも低誘電率となる隔壁４を形成し、次に、所定の誘電率を持つ隔壁４を有する基板２の表面に、プラズマ装置１１から荷電粒子ここでは正帯電性の荷電粒子を照射する。その結果、図４（ｂ）に示すように、基板２上の隔壁４により画成されたセル１２内に、選択的に電荷ここでは正電荷を蓄積させることができる。次に、図４（ｃ）に示すように、セル１２内に正電荷を蓄積させた基板２に対し、画像表示媒体散布装置１３から帯電させた画像表示媒体３ここでは負帯電性画像表示媒体３−１を散布して供給する。このとき、負帯電性画像表示媒体３−１は正電荷を蓄積させたセル１２に引き付けられ、図４（ｄ）に示すように、負帯電性画像表示媒体３−１はセル１２内に充填される。

上述した例において、基板２の表面の誘電率は隔壁４の誘電率よりも高くなっている。そのため、図４（ａ）に示すように、プラズマ装置１１から荷電粒子（正帯電性でも負帯電性でも同じ）を照射すると、照射された荷電粒子はセル１２内に蓄積され、隔壁４の頂上部分には蓄積されない。そのため、図４（ｃ）に示すように、画像表示媒体散布装置１３から、セル１２内に蓄積された電荷とは逆帯電極性の画像表示媒体３を散布して供給すると、画像表示媒体３は電荷に引き付けられてセル１２内のみに充填され、隔壁４の頂上部分に残留することはない。

図５（ａ）〜（ｄ）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。図５（ａ）〜（ｄ）に示す例では、正帯電性の画像表示媒体をセル内に充填する例を示しており、図４（ａ）〜（ｄ）に示す例と荷電粒子及び画像表示媒体の帯電特性が逆となっている。本例でも、まず、図５（ａ）に示すように、基板２上に、基板２の表面の誘電率よりも低誘電率となる隔壁４を形成し、次に、所定の誘電率を持つ隔壁４を有する基板２の表面に、プラズマ装置１１から荷電粒子ここでは負帯電性の荷電粒子を照射する。その結果、図４（ｂ）に示すように、基板２上の隔壁４により画成されたセル１２内に、選択的に電荷ここでは負電荷を蓄積させることができる。次に、図４（ｃ）に示すように、セル１２内に負電荷を蓄積させた基板２に対し、画像表示媒体散布装置１３から帯電させた画像表示媒体３ここでは正帯電性画像表示媒体３−２を散布して供給する。このとき、正帯電性画像表示媒体３−２は負電荷を蓄積させたセル１２に引き付けられ、図４（ｄ）に示すように、正帯電性画像表示媒体３−２はセル１２内に充填される。

本発明の画像表示用パネルの製造方法において、１種類の画像表示媒体３を利用する場合は、一方の基板２のみに隔壁４を設け、図４（ａ）〜（ｄ）または図５（ａ）〜（ｄ）に示す方法に従って１種類の画像表示媒体３をセル１２内に充填し、その後、隔壁４を有していないもう一方の基板１を重ね合わせることで、本発明の画像表示用パネルを得ることができる。また、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を利用する場合は、図４（ａ）〜（ｄ）に従って一方の基板１上のセル１２内に一方の画像表示媒体３−１を充填し、図５（ａ）〜（ｄ）に従ってもう一方の基板２上のセル１２内にもう一方の画像表示媒体３−２を充填し、その後、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がそれぞれセル１２内に配置された２枚の基板１、２を、隔壁４同士を接合させて重ね合わせることで、本発明の画像表示用パネルを得ることができる。

以下、上述した実施例において、基板全面に荷電粒子を照射する方法について説明する。荷電粒子としては、電子やプラスイオン、マイナスイオン等が挙げられるが、ここでは、電子を例にとって説明する。電荷の供給方法としては、基板に平行に平板型の電極を配置し、電極に高圧電源を接続し、高圧プラズマを発生させ、電子（ｅ−）を基板表面に照射する。なお、プラズマ中には電子とともにイオン等も発生するため、選択的に電子を基板表面に照射するために、基板上に例えばマイナス電位のメッシュ電極を介在させ、プラスイオンについてはメッシュ電極でトラップさせてもよい。あるいは、基板側がプラズマ電位より相対的にプラス電位になるように基板を所定電位にしてもよい。基板表面に供給された電子は、高誘電率領域、即ち基板が露出する隔壁で画成されたセル内に選択的に電荷として蓄積される。

続いて、基板上に蓄積された電荷と逆電位である正（プラス）電位に帯電した画像表示媒体を供給する。正に帯電した画像表示媒体は、クーロン力により、基板表面の電荷が蓄積されたセル内に選択的に配置充填される。なお、セル内に露出する基板表面と隔壁頂上の誘電率比をより大きくするように各材料を選択すれば、画像表示媒体がより選択的にセル内に配置充填できるので好ましい。
従って、例えば、基板上にＩＴＯ電極が形成されている場合には、誘電率がＩＴＯ膜より低い有機ポリマー系の材料で隔壁を形成することができる。このような有機ポリマーの例としては、ポリイミドやポリアリールエーテル、水素化アルキルシルセスキオサンポリマー、およびアルキルシロキサンポリマー等が挙げられる。
また、基板としては、ガラスやセラミックス等種々の基板を用いることが可能であり、基板そのものをセル内に露出させたもののほか、電極としてＩＴＯなどを基板表面に設けて、これら電極をセル内に露出させたものや基板上に誘電率が高い層を予め形成し、その上に誘電率の低い隔壁を形成することもできる。

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。隔壁４を形成する材料の誘電率は、基板表面の露出部分の誘電率よりも低いことが重要である。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１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。基板２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電極付きで表面にポリカーボネートがコートされた透明なガラス基板（７ｃｍ×７ｃｍ□）を前面基板および背面基板として準備し、高さ２０μｍのリブを基板に形成した。
リブの形成は以下の手順による。
ペーストは、無機粉体としてＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３、ＺｎＯを溶融、冷却、粉砕したガラス粉体を、樹脂として熱硬化性のエポキシ樹脂を準備して、溶剤にて粘度１２０００ｃｐｓになるように調整したペーストを作製した。次に、ペーストを前述基板全面上に塗布し、１５０℃で加熱硬化させ、この塗布〜硬化を繰り返す事により、厚み２０μｍになるように調整した。次に、ドライフォトレジストを貼り付けて、露光〜エッチングにより、所望の隔壁パターンが形成されるようなマスクを作製した。次に、サンドブラストにより、所定の隔壁形状となるように余分な部分を除去し、所望とする形状の隔壁を前面基板と背面基板との双方に形成した後、２枚の基板に対して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を充填後、基板同士を重ね合わせて画像表示用パネルを作製した。

「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）基板に平行に平板型の電極を配置し、電極に高圧電源を接続し、高圧プラズマを発生させ、電子（ｅ−）を基板表面に照射した。
（２）このとき誘電率の高い基板表面（セル内）がマイナスに帯電された。
（３）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た。
（４）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）基板に平行に平板型の電極を配置し、電極に高圧電源を接続し、高圧プラズマを発生させ、プラス荷電粒子を基板表面に照射した。
（２）このとき誘電率の高い基板表面（セル内）がプラスに帯電された。
（３）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た。
（４）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Ａを配置充填した。
こうしてＡ、Ｂ、２種類の画像表示媒体（粒子群）を配置充填した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２０μｍの隔壁を２枚の基板に形成し、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隔壁で囲まれたセル内に配置充填した後、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、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、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。

＜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荷電粒子の照射をしないで、散布装置から散布した粒子群を隔壁で囲まれたセル内に配置充填した以外は実施例１と同様にして作製した。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荷電粒子の照射をしないで、散布装置から散布した粒子群を隔壁で囲まれたセル内に配置充填した以外は実施例２と同様にして作製した。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荷電粒子の照射をしないで、散布装置から散布した粒子群を隔壁で囲まれたセル内に配置充填した以外は実施例３と同様にして作製した。結果を表１に示す。

表１の結果から、荷電粒子の照射を行った実施例１〜３は、荷電粒子の照射を行わなかった比較例１〜３と比べて、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）〜（ｄ）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）〜（ｄ）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負帯電性画像表示媒体
３−２正帯電性画像表示媒体
４隔壁
５、６電極
１１プラズマ装置
１２セル
１３画像表示媒体散布装置

Claims

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、セル内に画像表示媒体を封入する工程が、基板表面の誘電率よりも低誘電率となる隔壁を形成する工程と、基板表面に荷電粒子を照射し、前記セル内に選択的に電荷を蓄積する工程と、基板上に帯電させた画像表示媒体を供給し、電荷が蓄積された前記セル内に選択的に前記画像表示媒体を配置充填させる工程と、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。
前記画像表示媒体が色および帯電特性が異なる２種類の画像表示媒体であって、前記隔壁が２枚の基板にそれぞれ形成されており、前記の、基板表面に荷電粒子を照射し、セル内に選択的に電荷を蓄積する工程と、基板上に帯電させた画像表示媒体を供給し、電荷が蓄積されたセル内に選択的に前記画像表示媒体を配置充填させる工程とを、２枚の基板に対してそれぞれ行うことを特徴とする請求項１に記載の画像表示用パネルの製造方法。
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または２に記載の画像表示用パネルの製造方法。
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。