(57)【要約】【課題】マスクを介して粒子を充填するのに最適な粒子移動部材を提案する。【解決手段】複数のセル７が形成してある基板１上に、前記セルに応じたマスク開口部１１ａを有するマスク１１を配置して、このマスク上に載せた前記粒子３を移動させて、前記マスク開口部から前記基板上の前記セル内に粒子を充填させるときに用いる粒子移動部材２０であって、前記マスク１１に接するように配設されると共に該マスク１１に対して変形可能な弾性部材２１と、前記弾性部材の外側に該弾性部材の硬度以下の硬度を有する発泡弾性部材２２と、更に前記発泡弾性部材の外側に設けた樹脂フィルム又は樹脂薄膜２３とを含んで構成してある。【選択図】図３
2011180522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセルが形成してある基板上に、前記セルに応じたマスク開口部を有するマスクを配置して、当該マスク上に載せた粒子を移動させて、前記マスク開口部から前記基板上の前記セル内に前記粒子を充填させるときに用いる粒子移動部材であって、
前記マスクに接するように配設されると共に該マスクに対して変形可能な弾性部材と、前記弾性部材の外側に該弾性部材の硬度以下の硬度を有する発泡弾性部材と、更に前記発泡弾性部材の外側に設けた樹脂フィルム又は樹脂薄膜とを含んで構成してある、ことを特徴とする粒子移動部材。
【請求項２】
少なくとも一方が透明な２枚の基板を対向配置した基板間に、隔壁で囲んで形成したセル内に、電気的に駆動可能な粒子を含んだ粒子群として構成した表示媒体を配置し、該表示媒体を電気的に駆動させて情報を表示する情報表示用パネルの製造装置であって、
前記セルの開口に対応したマスク開口部を有するマスク上に置かれた粒子群を、粒子移動部材を用いて前記マスクに押し当てながら移動させて、前記マスク開口部から基板上のセル内に充填させる工程を含み、
前記粒子移動部材として、前記マスクに接するように配設されると共に該マスクに対して変形可能な弾性部材と、前記弾性部材の外側に該弾性部材の硬度以下の硬度を有する発泡弾性部材と、更に前記発泡弾性部材の外側に設けた樹脂フィルム又は樹脂薄膜とを含んで構成してあるものを用いる、ことを特徴とする情報表示用パネルの製造装置。
【請求項３】
前記弾性部材のＪＩＳ−Ａ硬度が５０度〜８０度である、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装置。
【請求項４】
前記発泡弾性部材のＪＩＳ−Ａ硬度が２０度〜５０度である、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装置。
【請求項５】
前記樹脂フィルムがポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂フィルム、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂フィルム、又はポリアミド樹脂フィルムである、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装置。
【請求項６】
前記樹脂薄膜がアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、又はエポキシ系樹脂の薄膜である、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装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開口部を設けたマスクを介して粒子を充填するときに使用する粒子移動部材に関する。より詳細には、基板上のセル内に表示媒体を構成する粒子群などを充填する工程を含む情報表示用パネルの製造装置に好適な粒子移動部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報表示装置として液晶表示装置（ＬＣＤ）が広く普及している。しかし、一般に液晶表示装置は電力消費量が大きく、視野角が狭いなどの欠点があることが知られていた。そこで、液晶表示装置に代わるものとして、少なくとも一方が透明な２枚の基板（例えばガラス基板）間に隔壁によって仕切られた複数のセルを形成し、このセル内に粒子群として構成した表示媒体を封入して、この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について提案がある。
【０００３】
そして、例えば特許文献１には、上記のような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（スクリーン）および粒子移動部材（板状部材）を用いて粒子を充填する技術が開示されている。より詳細には、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、このマスクの上に載せた表示媒体用の粒子を板状部材でマスク上を移動させながらマスク開口部から落下させる。これにより、パネル基板上の隔壁で囲まれたセル内に粒子群を充填する技術である。このようにマスクおよび粒子移動部材による粒子充填を行えば、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充填することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４８３８１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１で開示するように、粒子を充填するときに粒子移動部材をマスクに押し当てながら、移動させてマスク開口部から粒子を落下させてセル内へ充填している。そして、この特許文献１ではウレタンゴム、天然ゴムの他、各種のゴム材や、ポリエステル樹脂、ナイロン樹脂、ポリアミド樹脂などの各種樹脂などで形成した粒子移動部材を用いて、マスク上の粒子群をセル内に充填することを開示している。
【０００６】
特許文献１などで開示するように、従来の粒子移動部材にあってゴム硬度を５０度以上（特許文献１では９０度を例示、段落００７２、００７８など、を参照）しており、十分な接触面積を得るために大きな圧力をかけて変形をさせていた。しかし、このような粒子移動部材では変形に限度があると共に、圧力が大きくなり過ぎると粒子に過剰な力が加わって、粒子が変形、或いは破壊するなどの問題が生じる場合がある。
その一方で、粒子移動部材用のゴム材料の硬度が５０度より小さいものとした場合、その表面がべたつき、粒子が表面に付着して円滑な粒子充填に支障が生じるなどの別の問題が生じてしまう。
【０００７】
よって、本発明の目的は、マスクを介して粒子を充填するのに最適な粒子移動部材、そして、このような粒子移動部材を採用するのが好適である、基板上のセル内に表示媒体を構成する粒子群を充填する工程を含む情報表示用パネルの製造装置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、複数のセルが形成してある基板上に、前記セルに応じたマスク開口部を有するマスクを配置して、当該マスク上に載せた粒子を移動させて、前記マスク開口部から前記基板上の前記セル内に前記粒子を充填させるときに用いる粒子移動部材であって、
前記マスクに接するように配設されると共に該マスクに対して変形可能な弾性部材と、前記弾性部材の外側に該弾性部材の硬度以下の硬度を有する発泡弾性部材と、更に前記発泡弾性部材の外側に設けた樹脂フィルム又は樹脂薄膜とを含んで構成してある、ことを特徴とする粒子移動部材によって達成される。
【０００９】
また、上記目的は、少なくとも一方が透明な２枚の基板を対向配置した基板間に、隔壁で囲んで形成したセル内に、電気的に駆動可能な粒子を含んだ粒子群として構成した表示媒体を配置し、該表示媒体を電気的に駆動させて情報を表示する情報表示用パネルの製造装置であって、
前記セルの開口に対応したマスク開口部を有するマスク上に置かれた粒子群を、粒子移動部材を用いて前記マスクに押し当てながら移動させて、前記マスク開口部から基板上のセル内に充填させる工程を含み、
前記粒子移動部材として、前記マスクに接するように配設されると共に該マスクに対して変形可能な弾性部材と、前記弾性部材の外側に該弾性部材の硬度以下の硬度を有する発泡弾性部材と、更に前記発泡弾性部材の外側に設けた樹脂フィルム又は樹脂薄膜とを含んで構成してあるものを用いる、ことを特徴とする情報表示用パネルの製造装置によって達成される。
【００１０】
そして、前記弾性部材のＪＩＳ−Ａ硬度を５０度〜８０度とするのが好ましい。また、前記発泡弾性部材のＪＩＳ−Ａ硬度を２０度〜５０度とするのが好ましい。
【００１１】
前記樹脂フィルムがポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂フィルム、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂フィルム、又はポリアミド樹脂フィルムとするのが好ましい。
【００１２】
前記樹脂薄膜がアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、又はエポキシ系樹脂の薄膜とするのが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の粒子移動部材は、マスクに接するように配設されると共に該マスクとの接触時に変形可能な程度の硬さをもった弾性部材の外側に、さらに柔軟な発泡弾性部材が配置され、更にその発泡弾性部材の外側には樹脂フィルム又は樹脂薄膜が設けてあるので、マスクと接する部分の変形を圧力に応じて従来より大きくすることができ、また粒子移動部材に加わる圧力が小さくてもマスクとの接触面積を大きくすることができる。そして、粒子と接触する部分の表面には粒子付着性の小さい樹脂フィルム等が配置される構成となる。よって、充填時に、粒子に過剰な力を加えることがなく、粒子の変形や付着を抑制した粒子充填を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明を適用するのが好適な情報表示用パネルの原理的構成を説明するために示した図である。
【図２】本発明を適用するのが好適な情報表示用パネルの他の原理的構成を説明するために示した図である。
【図３】実施例の情報表示用パネルの製造装置について、粒子充填工程を実行しているときの様子を模式的に示した図である。
【図４】粒子移動部材の形状を変更した変形例の情報表示用パネルの製造装置について示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態について説明する。本発明に係る粒子移動部材は、粒子群として構成した表示媒体を基板間に封入した情報表示用パネルを製造する製造装置などに好適に適用できるものである。本発明の理解を容易とするため、表示媒体用としている粒子群を移動して画像等の情報を表示する方式の情報表示用パネルを一例として、その概略構成を先ず説明する。
【００１６】
前記方式の情報表示用パネルの一例として帯電性の粒子を含んだ粒子群を表示媒体として用いるものがある。この方式の情報表示用パネルは、対向する２枚の基板間の空間に封入した帯電性を有する粒子で構成した粒子群に電界が付与される。付与された電界方向に沿って、粒子群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、粒子群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、粒子群が、均一に移動し、かつ、繰り返し表示情報を書き換える時、或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、電界による力、粒子同士のクーロン力により引き付けあう力、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。
【００１７】
本発明を適用して製造する前記情報表示用パネルの例を、図１（ａ）、（ｂ）および図２（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
図１（ａ）、（ｂ）に示す例は、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互いに光学的反射率および帯電特性が異なる少なくとも２種類の表示媒体（ここでは負帯電性白色粒子３Ｗａを含んだ粒子群として構成した白色表示媒体３Ｗと正帯電性黒色粒子３Ｂａを含んだ粒子群として構成した黒色表示媒体３Ｂを示す）を、隔壁４で形成された各セルにおいて、基板１に設けた電極５（ＴＦＴ付き画素電極）と基板２に設けた電極６（共通電極）とで形成する電極対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表示を、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表示を行う。
なお、図１（ａ）、（ｂ）においては、手前にある隔壁は省略している。各電極５、６は、基板１、２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。ここでは、画素となる電極対をマトリックス配置してドットマトリックス表示を行う例を示している。また、画素（ドット）とセルとを１対１に対応させた例を示しているが、画素とセルとは対応させなくてもよい。
【００１８】
また、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互いに光学的反射率および帯電特性が異なる少なくとも２種類の表示媒体（ここでは負帯電性白色粒子３Ｗａを含んだ粒子群として構成した白色表示媒体３Ｗと正帯電性黒色粒子３Ｂａを含んだ粒子群として構成した黒色表示媒体３Ｂを示す）を、隔壁４で形成された各セルにおいて、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）とが対向直交交差して形成する画素電極対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表示を、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表示を行う。
なお、図２（ａ）、（ｂ）において、手前にある隔壁は省略している。各電極５、６は、基板１、２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。ここでは、画素となる電極対をマトリックス配置してドットマトリックス表示を行う例を示している。また、画素（ドット）とセルとを１対１に対応させた例を示しているが、画素とセルとは対応させなくてもよい。
【００１９】
なお、上記基板１、２としては、ガラスシート基板、ガラスフィルム基板、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。表示面側（観察側）とする基板２は、透明基板とする。この基板２の情報表示画面領域に、所定の電圧および極性（正・負）を有する電圧を印加するための電極（図１などで説明した、共通電極またはライン電極５）を配設する場合には透明電極とする。図１及び図２に示した情報表示用パネルを構成する基板１の表面には、マトリックス状電極対を構成するように薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）付き画素電極もしくはライン電極が形成されている。この対向電極対に電圧を印加したときに発生する電界によって表示媒体（粒子群）が移動して所望の表示を行う前述の構造を実現できる。
【００２０】
以下、更に図を参照して、本発明に係る粒子移動部材を適用して構成してある一例の情報表示用パネルの製造装置について説明する。図３は実施例の情報表示用パネルの製造装置１０について、粒子充填工程を実行しているときの様子を模式的に示した図である。
図３で示す情報表示用パネルの製造装置１０はステージＳＴを備え、このステージＳＴ上に一方のパネル基板（図１、２での１又は２）が載置されている。このパネル基板上のセル７の開口に対応したマスク開口部１１ａを有するマスク１１と、このマスク１１上に置かれた粒子群３をこのマスク１１に押し当てながら移動させて、マスク開口部１１ａから基板上のセル７内に充填する粒子移動部材２０とを含む構成により、粒子充填を行う様子を示している。
【００２１】
図３で、両端の隔壁４ａの間が情報表示画面領域ＤＡであり、この領域ＤＡ内に配置されたセル７内に、粒子移動部材２０を用いて、粒子群３を充填するようにしている。そして、図３で示す粒子移動部材２０は、従来にはない新規な構造を有している。この点を下記で詳細に説明する。
【００２２】
図３で示している粒子移動部材２０は、マスクに接するように配設されると共にこのマスクに対して変形可能な硬さを有する材料で形成した弾性部材２１の外側に、この硬度以下の硬度を有する柔軟な材料で形成した発泡弾性部材２２が配置され、更にこの発泡弾性部材２２の外側には粒子付着性の小さい樹脂フィルム又は樹脂薄膜（以下、樹脂フィルム等２３）が設けてある。これらはホルダ２４により保持されている。そして、このホルダ２４は、弾性部材２１（より具体的には、樹脂フィルム等２３）をマスク１１に当接させながら、マスク面に平行方向ＭＤへ移動させる不図示の駆動機構が接続されている。
なお、図３はマスク１１を隔壁４に接触させて配置する場合について例示しているが、このような形態に限らず、マスク１１を隔壁４から離して配置してもよい。
【００２３】
図３で例示する弾性部材２１は、長尺（図３の紙面に垂直な方向に延在している）板状であり、マスクに対して変形可能な硬さの弾性材料により形成されている。このような弾性材料としては、従来において一般的なＪＩＳ−Ａ硬度で、５０度〜８０度のものを採用できる。そして、このような弾性材料としては、例えば天然ゴムの他、ウレタンゴム、二トリルゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、スチレンブタジエンゴム、ハイパロンゴム、フッ素ゴムなどの合成ゴムなどのゴム材料や、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ナイロン、ポリ塩化ビニルやそれらを複合した高分子材料および前記材料を複合化したものが挙げられる。弾性部材２１の硬度は、ＪＩＳ  Ｋ６２５３で規定するタイプＡ硬度（ＡＳＴＭにおけるショアＡ硬度に対応するものでＪＩＳ−Ａ硬度と呼ぶ）で、（株）テクロック製  デュロメータ  ＧＳ−７１９Ｇで測定することができる。
【００２４】
そして、上記弾性部材２１の外側を覆うようにして弾性部材２１の硬度以下の硬度を有する発泡弾性部材２２が配置されている。これにより、粒子充填にあたり図示しているように矢印ＡＲ方向に力を作用させながら粒子を移動させても、発泡弾性部材２２が適度に変形するので、粒子に過度な圧力が作用することを防止できる。ここで好適な発泡弾性部材２２としてはＪＩＳ−Ａ硬度が２０度〜５０度のものを採用するのが好ましい。このような発泡弾性部材２２用の発泡弾性材料としては、スポンジ状の弾性体、例えば発泡ウレタンゴム、発泡シリコーンゴム、発泡フッ素ゴム、発泡ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエンゴム）ゴムなどを、挙げることができる。発泡弾性部材２２は、マスクと接する部分の変形を圧力に応じて従来より大きくすることができ、また加わる圧力が小さくてもマスクとの接触面積を大きくすることができる。よって、充填時におけるマスクとの接触面積を確保するとともに粒子の変形や破壊を抑制できる。
なお、弾性部材２１の硬度と、発泡弾性部材２２の硬度との差が１０度〜３０度の範囲とした組合せを採用するのが特に好ましい。このようにすると変形するのを主に発泡弾性部材２２に留め、弾性部材２１は変形させない程度の押し圧を容易に調整できるようになるのでより円滑に粒子移動を行って充填を確実に行える。
【００２５】
そして、更に、発泡弾性部材２２の外側は、樹脂フィルム等２３が設けてある。柔軟性のあるこの発泡弾性部材の素材は、べた付きの傾向があり、そのまま使用すると表面に粒子が付着する場合がある。そこで、更に発泡弾性部材２２の表面に粒子付着性の小さい樹脂フィルム等２３を設けている。これによって、より確実に良好な粒子充填を実行できる。
具体的に、樹脂フィルム等２３を樹脂フィルムとする場合には、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥ）樹脂フィルム、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：四フッ化エチレン）樹脂フィルム、ナイロンなどのポリアミド樹脂フィルムなどの樹脂フィルム材を採用するのが好ましい。そして、このような樹脂フィルムを採用する場合は、図３で示すようにホルダ２４の両側にフィルム固定治具２５を配置して樹脂フィルムを固定する。
【００２６】
上記樹脂フィルム等２３として、上記樹脂フィルムに代えて、樹脂薄膜を採用してもよい。この場合は、発泡弾性部材２２の表面に、スプレーコーティングなどの処理をして（装置を用いて）、例えばアクリル系塗料、ウレタン系塗料、エポキシ系塗料などによる樹脂薄膜を形成すればよい。
【００２７】
以上で説明した図３に示した構成で、粒子移動部材２０をマスク１１に押し当てながら移動して粒子群を充填する粒子充填工程を行えば、粒子の変形や付着を抑制して、粒子群を基板のセル内に確実に充填できる。このように本発明の粒子移動部材によると、粒子を変形あるいは破壊させることなく充填を行える。このような粒子移動部材を採用する情報表示用パネルの製造装置であれば、表示媒体を構成する粒子群を基板上のセル内に効率良く、確実に充填して情報表示用パネルを製造できる。
【００２８】
図４は、採用する粒子移動部材の形状を変更した変形例の情報表示用パネルの製造装置１０について示した図である。なお、図３と同一あるいは対応する部位には同じ符号を付すことで重複する説明を省略する。
図４に示す粒子移動部材３０は、図３と同様の弾性部材２１の先端部に、断面形状を略Ｃ文字状に整形した筒状の発泡弾性部材３２、更にその外側に樹脂フィルム等３３が設けてある。
この図４に示す構造の粒子移動部材３０は、マスク１１に接触する部分が湾曲となるので、粒子に作用する力が一箇所に集中するのを防止でき、また変形する発泡弾性部材２２も横断面がＣ字状で環状となるので、変形によって生ずる応力を分散できる。これによって、更に粒子に作用する力を平均化してより円滑な粒子充填を行える。
【符号の説明】
【００２９】
１、２                        基板
３（３Ｗ、３Ｂ）              表示媒体（粒子群）
４                            隔壁
７                            セル
１０                          情報表示用パネルの製造装置
１１                          マスク
１１ａ                        マスク開口部
２０、３０                    粒子移動部材
２１                          弾性部材
２２                          発泡弾性部材
２３                          樹脂フィルム又は樹脂塗膜
【図１】
2011180522.tif 000003
【図２】
2011180522.tif 000004
【図３】
2011180522.tif 000005
【図４】
2011180522.tif 000006