(57)【要約】【課題】反射率やコントラストの優れた画像表示素子用構造体の製造方法の提供。【解決手段】所定の間隔で配置された複数の凹部を備えた基板１表面を、塑性変形可能な被覆材料２で前記凹部に空隙を残すように覆う被覆工程と、前記空隙中の気体が膨張して基板表面を被覆した被覆材料２１に前記複数の凹部に対応した空隙を形成する発泡工程と、空隙を形成した被覆材料２２，２３を基板１表面から剥離する剥離工程とを有することを特徴とする画像表示素子用構造体の製造方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔で配置された複数の凹部を備えた基板表面を、塑性変形可能な被覆材料で前記凹部に空隙を残すように覆う被覆工程と、
前記空隙中の気体が膨張して基板表面を被覆した被覆材料に前記複数の凹部に対応した空隙を形成する発泡工程と、
空隙が形成された被覆材料を基板表面から剥離する剥離工程とを有することを特徴とする画像表示素子用構造体の製造方法。
【請求項２】
前記剥離工程の前に、発泡工程において空隙が形成された被覆材料を硬化させる硬化工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の画像表示素子用構造体の製造方法。
【請求項３】
前記発泡工程において、基板表面を被覆した被覆材料の表面を凹部の空隙中の気体よりも低圧にして、凹部の空隙中の気体の押圧力により被覆材料に空隙を形成させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像表示素子用構造体の製造方法。
【請求項４】
前記被覆材料は、シート状の塑性変形可能な被覆材料であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像表示素子用構造体の製造方法。
【請求項５】
前記被覆工程は、基板表面に凹部に空隙を残すように塑性変形可能な被覆材料を塗布する工程を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像表示素子用構造体の製造方法。
【請求項６】
前記被覆材料は水溶性樹脂の水溶液であり、硬化工程は空隙を形成した被覆材料を減圧環境下、又は乾燥気流中で乾燥硬化させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像表示素子用構造体の製造方法。
【請求項７】
前記被覆材料がエネルギー線硬化樹脂であり、硬化工程は空隙を形成した被覆材料にエネルギー線を照射して硬化させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像表示素子用構造体の製造方法。
【請求項８】
前記発泡工程において、雰囲気の温度及び／又は湿度を制御することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に画像表示素子用構造体の製造方法。
【請求項９】
前記剥離工程において、接着性又は粘着性の材料を塗布した基材に、硬化した被覆材料を付着させて基板表面から剥離することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に画像表示素子用構造体の製造方法。
【請求項１０】
所定の間隔で配置された複数の凹部を備えた基板表面を、前記凹部に空隙を残すように塑性変形可能な材料で覆う被覆手段と、
前記空隙中の気体が膨張して基板表面を被覆した塑性変形可能な材料に前記複数の凹部に対応した空隙を形成する発泡手段と、
空隙が形成された塑性変形可能な材料を基板表面から剥離する剥離手段とを備えたことを特徴とする画像表示素子用構造体の製造装置。
【請求項１１】
前記空隙が形成された塑性変形可能な材料を硬化させる硬化手段をさらに備え、剥離手段は空隙が形成され硬化された塑性変形可能な材料を基板表面から剥離することを特徴とする請求項１０に記載の画像表示素子用構造体の製造装置。
【請求項１２】
前記発泡手段は、基板表面を被覆した塑性変形可能な材料の表面を減圧にして凹部の空隙中の気体を膨張させ、気体の膨張力により基板表面を被覆した塑性変形可能な材料に空隙を形成させることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の画像表示素子用構造体の製造装置。
【請求項１３】
前記被覆手段は、基板表面に凹部に空隙を残すようにシート状の塑性変形可能な材料を付着させる付着手段を含むことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の画像表示素子用構造体の製造方法。
【請求項１４】
前記被覆手段は、基板表面に凹部に空隙を残すように塑性変形可能な被覆材料を塗布する塗布手段を含むことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の画像表示素子用構造体の製造方法。
【請求項１５】
前記塑性変形可能な材料が水溶性樹脂の水溶液であり、硬化手段は空隙を形成した塑性変形可能な材料を減圧環境下、又は乾燥気流中で乾燥硬化させることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の画像表示素子用構造体の製造装置。
【請求項１６】
前記塑性変形可能な材料はエネルギー線硬化樹脂であり、硬化手段は空隙を形成した塑性変形可能な材料にエネルギー線を照射して硬化させることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の画像表示素子用構造体の製造装置。
【請求項１７】
前記発泡手段は、雰囲気の温度及び／又は湿度を制御することを特徴とする請求項１０〜１６のいずれか一項に画像表示素子用構造体の製造装置。
【請求項１８】
前記剥離手段は、接着または粘着性の材料を塗布した基材に、硬化した塑性変形可能な材料を付着させて基板表面から剥離することを特徴とする請求項１０〜１７のいずれか一項に画像表示素子用構造体の製造装置。
【請求項１９】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の画像表示素子用構造体の製造方法で製造された画像表示素子用構造体に形成された空隙に、非極性溶媒及び該非極性溶媒に分散された少なくとも１種類の電気泳動特性を有する色素からなる分散液を注入する注入工程と、
分散液を注入した空隙の開口部を封止する封止工程とを有することを特徴とする電気泳動表示素子の製造方法。
【請求項２０】
前記注入工程において、画像表示素子用構造体に形成された空隙の開口部に分散液を塗布し、その上からローラー又はブレードで押圧して分散液を空隙に注入することを特徴とする請求項１９に記載の電気泳動表示素子の製造方法。
【請求項２１】
前記封止工程において、空隙の開口部に封止膜、又は接着層あるいは粘着層を予め形成した封止材を貼り付けることを特徴とする請求項１９又は２０に記載の電気泳動表示素子の製造方法。
【請求項２２】
前記封止工程において、空隙の開口部を有する被覆材料表面に予め形成した封止膜を転写することを特徴とする請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の電気泳動表示素子の製造方法。
【請求項２３】
前記封止工程において、予め延伸して膜厚を薄く形成した封止膜で封止することを特徴とする請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の電気泳動表示素子の製造方法。
【請求項２４】
画像表示素子用構造体に形成された空隙に分散液を注入する際に、分散液を攪拌する超音波振動工程を備えたことを特徴とする請求項１９〜２３のいずれか一項に記載の電気泳動表示素子の製造方法。
【請求項２５】
請求項１０〜１８のいずれか一項に記載の画像表示素子用構造体の製造装置に、画像表示素子用構造体に形成された空隙に、非極性溶媒及び該非極性溶媒に分散された少なくとも１種類の電気泳動特性を有する色素からなる分散液を注入する注入手段と、分散液を注入した空隙の開口部を封止する封止手段とを備えたことを特徴とする電気泳動表示素子の製造装置。
【請求項２６】
前記注入手段は、画像表示素子用構造体に形成された空隙の開口部上に分散液を塗布し、その上からローラー又はブレードで押圧して分散液を空隙に注入することを特徴とする請求項２５に記載の電気泳動表示素子の製造装置。
【請求項２７】
前記封止手段は、空隙の開口部に封止膜、又は接着層あるいは粘着層を予め形成した封止材を貼り付けることを特徴とする請求項２５又は２６に記載の電気泳動表示素子の製造装置。
【請求項２８】
前記封止手段は、空隙の開口部を有する表面に予め形成した封止膜を転写することを特徴とする請求項２５〜２７のいずれか一項に記載の電気泳動表示素子の製造装置。
【請求項２９】
前記封止手段は、予め延伸して膜厚を薄く形成した封止膜で封止することを特徴とする請求項２５〜２８のいずれか一項に記載の電気泳動表示素子の製造装置。
【請求項３０】
画像表示素子用構造体に形成された空隙に分散液を注入する際に、分散液を攪拌する超音波振動手段を備えたことを特徴とする請求項２５〜２９のいずれか一項に記載の電気泳動表示素子の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示素子用構造体の製造方法及び製造装置、並びにこれを用いた電気泳動表示素子の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
文字や静止画、動画等の所謂画像の表示用端末としては、ＣＲＴや液晶ディスプレイが広く用いられている。これらはデジタルデータを瞬時に表示し、書き換えることができるが、装置を常に持ち歩くことは容易ではない。また、自発光デバイスであるため長時間の作業では眼が疲労することや、電源をオフにすると表示が維持されないなどの難点がある。一方、文字や静止画を書類などとして配布や保存するときは、プリンタにて紙媒体に記録される。この紙媒体は、いわゆるハードコピーとして、広く使用されている。ハードコピーは多重散乱による反射を見ることになるので、自発光デバイスより視認性がよく、疲れにくい。また、軽量でハンドリングに優れていることから、自由な姿勢で読むことができる。しかし、ハードコピーは使用された後は廃棄される。一部はリサイクルされるが、そのリサイクルには、多くの労力と費用を要するなど省資源の点からは課題がある。近年、情報機器の発達に伴い、書類作成などの情報の処理をコンピュータ上で行うようになり、表示用端末上で文章を読む機会が大幅に増えている。
【０００３】
このような状況において、ディスプレイとハードコピーの両方の長所を持った書き換えが可能で、かつ読むという行為に適した、ペーパーライクな表示媒体へのニーズが高まっている。最近は、高分子分散型液晶、双安定性コレステリック液晶、エレクトロクロミック素子、電気泳動素子等を用いた表示媒体が、反射型で明るい表示ができ、かつメモリー性のある表示媒体として注目されている。中でも電気泳動素子を用いた表示媒体は、表示品質、表示動作時の消費電力の点で優れており、例えば、特許文献１などにその原理的な発明が開示されている。
【０００４】
電気泳動方式の表示媒体では、一組の透明電極の間に、着色した分散媒中に、分散媒の色とは異なる色を有する複数の電気泳動粒子を分散させた分散液を封入してある。この場合、その電気泳動粒子（単に泳動粒子とも言う。）は、分散媒中で粒子表面に電荷を帯びており、一方の透明電極側に泳動粒子の電荷を吸引する電圧を与えた場合には、泳動粒子がその透明電極側に吸引され集積して泳動粒子の色が観測され、泳動粒子の電荷と反発する電圧を与えた場合には、泳動粒子は反対側の透明電極側に移動するため分散媒の色が観測される。この変化を利用することにより表示を行うことができる。
【０００５】
このような電気泳動方式の表示媒体を用いた電気泳動表示素子は、ひとつ一つの画像表示素子であって、画像表示装置とするためには、微細な領域に配置された多くの電気泳動表示素子が必要となる。そこで、これらの素子を配置するための構造物が必要になる。複数の中空構造の集合体であるハニカム構造のシートはこのような微細な素子を区分して配置するのに好適な画像表示素子用構造体として知られている。それぞれのハニカムの中に電気泳動粒子と分散媒を配置して一つずつの画像素子し、全体として画像表示装置とすることができる。
【０００６】
例えば、特許文献２には、電気泳動ディスプレイとその製造方法が開示されている。この電気泳動ディスプレイは、マイクロエンボス加工または画像露光により形成されたカップ状の凹部が複数あり、凹部に溶媒または溶媒混合物中で分散する帯電色素粒子が充填され、分散物よりも小さい比重を有し、分散物と少なくとも部分的に非混和性であるシーリング組成物のオーバーコート層を分散物の上で硬化させることによって形成され、分散物を凹部内に閉じ込めるように封止されている。
【０００７】
また、画像表示素子用構造体の製法としては、特許文献３に記載のハニカム構造物を有する生分解性フィルムからなる癒着防止材の製法が開示されている。このハニカム構造物は、生分解ポリマーとリン系界面活性剤にて形成され、界面活性剤の効果にてハニカム構造物の生体への癒着を防止する機能を持っている。また、このハニカム構造物の膜厚は、およそ１３μｍである。
【特許文献１】特開２００４−１８９４８７号公報
【特許文献２】特許第３６８０９９６号公報
【特許文献３】国際公開２００４／１４８６８０号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
画像表示用構造体を電気泳動ディスプレイなどの画像表示装置の表示部マトリックスとして応用する際、高反射率、高コントラストの表示画像を得るためには、画像表示用構造体の開口率が大きいこと、すなわち、画像表示用構造体の空隙構造における隔壁の厚さ、特に表示面側の隔壁の厚さが薄いことが好適である。
【０００９】
特許文献２においては、マイクロエンボス加工または画像露光によりハニカム構造物を形成しており、マイクロエンボス加工の場合、予めパターンを設けた雄型によって導体フィルム上にコーティングした熱可塑性物または熱硬化物の前駆体層をエンボス加工する。その後、前駆体層が放射線、冷却、溶媒蒸発または他の手段によって硬化して型から取り出す。この方法で壁の厚みを薄くしようとすると、雄型の凹部（凸部と凸部の間）が非常に薄くなり、前駆体が凹部に十分入り込まず型形状を忠実に転写できなかったり、前駆体の強度が足りず、離型する際に型の凹部に前駆体が残ってしまったりして、壁の厚みの薄い中空構造体を作ることが難しい。各凹部を仕切っている壁の厚みは特に記載されていないが、例えば、発明者等の検討によれば、型形状を転写するマイクロエンボス加工では、隔壁厚みが10μｍ以下の薄肉で高さが５倍以上の構造形成は困難であると考えられる。
【００１０】
画像露光による構造体形成の場合には、放射線硬化性層をコーティングした導電性フィルムを画像露光し、その後、露光領域が硬くなってから非露光領域を除去する。この方法の場合、マスクを通して放射線を照射したり、細く絞った放射線で直接放射線硬化性層にパターンを描画したりするが、放射線硬化性層内での放射光の回り込み、散乱等で高アスペクト比の壁面を作るのは難しい。
【００１１】
このような問題点に鑑み、本発明の目的は、反射率やコントラストの優れた画像表示素子用構造体の製造方法及び製造装置を提供することにある。また、前記の画像表示素子用構造体の製造方法及び製造装置を利用した、反射率やコントラストの優れた電気泳動表示素子の製造方法及び製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以下に、本発明の課題を解決するための手段を記載する。  
本発明は、所定の間隔で配置された複数の凹部を備えた基板表面を、塑性変形可能な被覆材料で前記凹部に空隙を残すように覆う被覆工程と、前記空隙中の気体が膨張して基板表面を被覆した被覆材料に前記複数の凹部に対応した空隙を形成する発泡工程と、空隙が形成された被覆材料を基板表面から剥離する剥離工程とを有することを特徴とする画像表示素子用構造体の製造方法を含む。
【００１３】
本発明は、前記剥離工程の前に、発泡工程において空隙が形成された被覆材料を硬化させる硬化工程をさらに有することを特徴とする前記画像表示素子用構造体の製造方法を含む。
【００１４】
本発明は、前記発泡工程において、基板表面を被覆した被覆材料の表面を凹部の空隙中の気体よりも低圧にして、凹部の空隙中の気体の押圧力により被覆材料に空隙を形成させることを特徴とする前記画像表示素子用構造体の製造方法を含む。
【００１５】
本発明は、前記被覆材料は、シート状の塑性変形可能な被覆材料であることを特徴とする前記画像表示素子用構造体の製造方法を含む。
【００１６】
本発明は、前記被覆工程は、基板表面に凹部に空隙を残すように塑性変形可能な被覆材料を塗布する工程を含むことを特徴とする前記画像表示素子用構造体の製造方法を含む。
【００１７】
本発明は、前記被覆材料は水溶性樹脂の水溶液であり、硬化工程は空隙を形成した被覆材料を減圧環境下、又は乾燥気流中で乾燥硬化させることを特徴とする前記画像表示素子用構造体の製造方法を含む。
【００１８】
本発明は、前記被覆材料がエネルギー線硬化樹脂であり、硬化工程は空隙を形成した被覆材料にエネルギー線を照射して硬化させることを特徴とする前記画像表示素子用構造体の製造方法を含む。
【００１９】
本発明は、前記発泡工程において、雰囲気の温度及び／又は湿度を制御することを特徴とする前記画像表示素子用構造体の製造方法を含む。
【００２０】
本発明は、前記剥離工程において、接着性又は粘着性の材料を塗布した基材に、硬化した被覆材料を付着させて基板表面から剥離することを特徴とする前記画像表示素子用構造体の製造方法を含む。
【００２１】
本発明は、所定の間隔で配置された複数の凹部を備えた基板表面を、前記凹部に空隙を残すように塑性変形可能な材料で覆う被覆手段と、前記空隙中の気体が膨張して基板表面を被覆した塑性変形可能な材料に前記複数の凹部に対応した空隙を形成する発泡手段と、空隙が形成された塑性変形可能な材料を基板表面から剥離する剥離手段とを備えたことを特徴とする画像表示素子用構造体の製造装置を含む。
【００２２】
本発明は、前記空隙が形成された塑性変形可能な材料を硬化させる硬化手段をさらに備え、剥離手段は空隙が形成され硬化された塑性変形可能な材料を基板表面から剥離することを特徴とする前記画像表示素子用構造体の製造装置を含む。
【００２３】
本発明は、前記発泡手段は、基板表面を被覆した塑性変形可能な材料の表面を減圧にして凹部の空隙中の気体を膨張させ、気体の膨張力により基板表面を被覆した塑性変形可能な材料に空隙を形成させることを特徴とする前記画像表示素子用構造体の製造装置を含む。
【００２４】
本発明は、前記被覆手段は、基板表面に凹部に空隙を残すようにシート状の塑性変形可能な材料を付着させる付着手段を含むことを特徴とする前記画像表示素子用構造体の製造装置を含む。
【００２５】
本発明は、前記被覆手段は、基板表面に凹部に空隙を残すように塑性変形可能な被覆材料を塗布する塗布手段を含むことを特徴とする前記画像表示素子用構造体の製造装置を含む。
【００２６】
本発明は、前記塑性変形可能な材料が水溶性樹脂の水溶液であり、硬化手段は空隙を形成した塑性変形可能な材料を減圧環境下、又は乾燥気流中で乾燥硬化させることを特徴とする前記画像表示素子用構造体の製造装置を含む。
【００２７】
本発明は、前記塑性変形可能な材料はエネルギー線硬化樹脂であり、硬化手段は空隙を形成した塑性変形可能な材料にエネルギー線を照射して硬化させることを特徴とする前記画像表示素子用構造体の製造装置を含む。
【００２８】
本発明は、前記発泡手段は、雰囲気の温度及び／又は湿度を制御することを特徴とする前記画像表示素子用構造体の製造装置を含む。
【００２９】
本発明は、前記剥離手段は、接着または粘着性の材料を塗布した基材に、硬化した塑性変形可能な材料を付着させて基板表面から剥離することを特徴とする前記画像表示素子用構造体の製造装置を含む。
【００３０】
本発明は、前記画像表示素子用構造体の製造方法で製造された画像表示素子用構造体に形成された空隙に、非極性溶媒及び該非極性溶媒に分散された少なくとも１種類の電気泳動特性を有する色素からなる分散液を注入する注入工程と、分散液を注入した空隙の開口部を封止する封止工程とを有することを特徴とする電気泳動表示素子の製造方法を含む。
【００３１】
本発明は、前記注入工程において、画像表示素子用構造体に形成された空隙の開口部に分散液を塗布し、その上からローラー又はブレードで押圧して分散液を空隙に注入することを特徴とする前記電気泳動表示素子の製造方法を含む。
【００３２】
本発明は、前記封止工程において、空隙の開口部に封止膜、又は接着層あるいは粘着層を予め形成した封止材を貼り付けることを特徴とする前記電気泳動表示素子の製造方法を含む。
【００３３】
本発明は、前記封止工程において、空隙の開口部を有する被覆材料表面に予め形成した封止膜を転写することを特徴とする前記電気泳動表示素子の製造方法を含む。
【００３４】
本発明は、前記封止工程において、予め延伸して膜厚を薄く形成した封止膜で封止することを特徴とする前記電気泳動表示素子の製造方法を含む。
【００３５】
本発明は、画像表示素子用構造体に形成された空隙に分散液を注入する際に、分散液を攪拌する超音波振動工程を備えたことを特徴とする前記電気泳動表示素子の製造方法を含む。
【００３６】
本発明は、前記画像表示素子用構造体の製造装置に、画像表示素子用構造体に形成された空隙に、非極性溶媒及び該非極性溶媒に分散された少なくとも１種類の電気泳動特性を有する色素からなる分散液を注入する注入手段と、分散液を注入した空隙の開口部を封止する封止手段とを備えたことを特徴とする電気泳動表示素子の製造装置を含む。
【００３７】
本発明は、前記注入手段は、画像表示素子用構造体に形成された空隙の開口部上に分散液を塗布し、その上からローラー又はブレードで押圧して分散液を空隙に注入することを特徴とする前記電気泳動表示素子の製造装置を含む。
【００３８】
本発明は、前記封止手段は、空隙の開口部に封止膜、又は接着層あるいは粘着層を予め形成した封止材を貼り付けることを特徴とする前記電気泳動表示素子の製造装置を含む。
【００３９】
本発明は、前記封止手段は、空隙の開口部を有する表面に予め形成した封止膜を転写することを特徴とする前記電気泳動表示素子の製造装置を含む。
【００４０】
本発明は、前記封止手段は、予め延伸して膜厚を薄く形成した封止膜で封止することを特徴とする前記電気泳動表示素子の製造装置を含む。
【００４１】
本発明は、画像表示素子用構造体に形成された空隙に分散液を注入する際に、分散液を攪拌する超音波振動手段を備えたことを特徴とする前記電気泳動表示素子の製造装置を含む。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、反射率やコントラストの優れた画像表示素子用構造体の製造方法及び製造装置を提供することができる。また、前記の画像表示素子用構造体の製造方法及び製造装置を利用して、反射率やコントラストの優れた電気泳動表示素子の製造方法及び製造装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
本発明をいくつかの実施形態を例示して具体的に説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に限られるものではなく、本発明の目的に応じて実施形態に示した例を変更、変形することができる。  
（実施形態１）
本発明の実施形態１の画像表示素子用構造体の製造方法及び製造装置を、図１に示す製造工程図を参照にして説明する。  
（１）塗布工程においては、画像表示素子用の中空構造体の材料である塑性変形可能な材料２を、所定の間隔で配置された複数の凹部を持つ基板１の上に、凹部の空隙を残したまま塗布装置３を用いて塗布する。塗布装置３としては、基板１の表面の凹部に塑性変形可能な材料２が入り込まずに塗布可能な装置が好ましい。図１に示した塗布装置３は、スリットコート方式で、塗布幅方向に長いスリットに塑性変形可能な材料２を一定速度で供給し、ほぼ所望の厚さの膜になるようにスリット内で幅方向に塗布材料２を広げスリットから押し出す。このときにスリットもしくは基板１を、一定速度でスリットと垂直方向に移動することで、一定厚さの塗布膜を基板上に形成することができる。この塗布膜が発泡前のシート２０である。なお、他の塗布方法としてロールコート、カーテンコート等でもよい。
【００４４】
（２）発泡工程においては、基板１の表面に付着したままのシート２０を、減圧チャンバ５に導入する。減圧チャンバ５内では、真空ポンプ４により減圧チャンバ５内雰囲気を減圧にして、シート２０の外表面より凹部空隙に接している面の圧力を相対的に高くすることで、凹部空隙の気体を膨張させ、それぞれの凹部空隙に対応してシート２０を外表面側に膨らませる。シート２０は、それぞれの凹部空隙に対応して厚さ方向に膨張延伸され空隙を持つ構造体となる。減圧チャンバ５内の圧力を調整することにより、シート２０の空隙は隣の空隙との間の材料を延伸しながら成長する。空隙は、横方向（シート面と平行方向）の成長が限界まで行くと、縦方向（シート面と垂直方向）に集中的に成長し、空隙間の隔壁が薄く、縦方向に長く伸びたアスペクト比の大きな空隙を持つハニカム構造体の発泡したシート２１が形成できる。
【００４５】
基板表面の凹部の配置は、どのような配置で模様が、例えば６０度千鳥配置、４５度千鳥配置、９０度並列配置などが挙げられる。６０度千鳥配置にした場合、空隙の断面形状が六角柱状のハニカム構造となる。４５度千鳥配置、９０度並列配置の場合四角柱状の断面形状の空隙をもったハニカム構造体ができる。減圧チャンバ５内の圧力を調整することにより断面形状が円や楕円のハニカム構造体もできる。
【００４６】
基板の周りの雰囲気と凹部空隙の圧力差を設ける発泡手段としては、図１に示したよう減圧チャンバの他に、基板１を加熱することで基板表面の空隙の圧力を高めたり、空隙に配置した発泡剤等の作用を利用して空隙の圧力を高めたりしても良い。また、発砲後のシート２１の厚さや空隙の形状を均一にするため、発泡時の材料の塑性変形のし易さを均一にする必要があり、減圧チャンバ５内の雰囲気の温度及び／又は湿度を制御することが好ましい。
【００４７】
（３）硬化工程においては、圧力差を元に戻したりしたときに発砲後のシート２１の形状が塑性変形して崩れないように材料を硬化させる。塑性変形可能な材料が水溶性樹脂で水分を除去することにより硬化する材料の場合、硬化には溶媒である水を除去すればよい。発砲後のシート２１を減圧環境下に放置したり、減圧にしたまま乾燥した気流により水分を除去したりして硬化させることができる。乾燥気流を使用すると、圧力と乾燥気体の流量のバランスを制御することにより各空隙を仕切る壁の厚みをコントロールした構造体を容易に形成することができる。また、この方法は、装置が簡単であることが特徴である。一方、塑性変形可能な材料がエネルギー線硬化樹脂の場合、硬化手段としてエネルギー線を照射手段が用いられる。この方法によれば、短時間で発砲後のシート２１を硬化させることができる。なお、前記発泡工程において、発砲したシート２１が、後述の剥離工程や画像表示素子用構造体として使用する際に、ハニカム構造が破壊や変形しない程度に硬化しておれば、この硬化工程は省略することもできる。このようにして発砲後のシート２１を硬化させて硬化したシート２２又は２３が形成される。
【００４８】
（４）剥離工程においては、例えば硬化したシート２３を基板１から剥離手段で剥離することで、画像表示素子として使用可能な薄い壁で構成された中空構造体であるシート２３が製造できる。剥離手段としては、接着性又は粘着性の材料８ｂを塗布した基材シート８ａからなる剥離基材８をシート２３に一度貼り付け、基板１から剥離基材８とともに剥離させる方法が好ましい。剥離基材８に貼り付けて剥離することで、空隙間の壁厚が薄くハンドリングし辛いシート２３を損傷することなく基板１から剥離させることができる。剥離基材８としては、接着又は粘着性の材料に対して剥離可能な処理を施しておくことで、電気泳動表示装置の背面駆動基板（バックプレーン）への貼り合わせ時の接着層として用いることができる。また、剥離基材８を透明電極付きの透明フィルムにすることで、電気泳動表示装置の表示側として構成することも可能である。
【００４９】
上述の画像表示素子用構造体の製造方法により、ハニカム構造の各セルを仕切る壁の厚さが薄い画像表示素子用構造体を形成することができ、これを画像表示素子用部材として使用した場合、画像表示素子の反射率やコントラスト等の画像特性を向上させることができる。
【００５０】
（実施形態２）
塑性変形可能な材料が、具体的な水溶性樹脂の場合で製作した画像表示素子用構造体（硬化したシート２２）の連続製造装置３０を、図３に例示して説明する。この製造装置３０は、温度湿度制御チャンバ３１、減圧チャンバ３２、減圧乾燥チャンバ３３、昇圧室３４、剥離装置３５を備えている。塑性変形可能な材料３８用に使用した水溶性樹脂は、ゼライス株式会社製のゼラチンＭＣ−２４３である。純水でゼラチンを５〜３０ｗｔ％程度に溶解させゼラチン水溶液を作った。
【００５１】
このゼラチン水溶液を１５０μｍピッチで６０度千鳥配置した凹部をもつ基板３７に、塗布装置３９であるスリットコーターで４０〜５０μｍの厚さで均一に塗布し発泡前のシート４０ａを形成する。このときゼラチン水溶液は５０℃に温調してゲル化温度以上にして粘度を８０〜１００ｃｐ程度に下げた状態で塗布する。塗布の際には、温度２５℃、湿度４０％に制御された温湿度制御チャンバ３１内で塗布する。温湿度制御チャンバ３１で温湿度を制御することにより、発泡したシート４０ｂの厚さや空隙の壁の厚さを均一に再現良く形成することができる（（１）塗布工程）。
【００５２】
表面に発泡前のシート４０ａを形成された基板３７は減圧室に入れられる。減圧室は減圧チャンバ３２、減圧乾燥チャンバ３３、昇圧室３４の３つの部屋で構成されており、基板３７に形成された発泡前のシート４０ａを温度２５℃、湿度４０％に保たれた減圧チャンバ３２で、塗布から約１分後に０．００５ＭＰａに減圧にして、シート４０ａに六角柱状に空隙を形成し、ハニカム構造を有する発泡したシート４０ｂが形成される（（２）発泡工程）。減圧チャンバ３２で温湿度を制御することにより、発泡したシート４０ｂの厚さや空隙の壁の厚さを均一に再現性良く形成することができる
シート４０ａに空隙を形成され減圧チャンバ３２が減圧乾燥チャンバ３３と圧力が同じ０．００５ＭＰａになった時点で、減圧チャンバ３２の内部隔壁を開き、発泡の終了したシート４０ｂを基板３７ごと減圧乾燥チャンバ３３に入れる。減圧乾燥チャンバ３３の減圧を保ちつつ２５℃、１５％程度の乾燥気体を減圧チャンバ３３内に送り込み、水分を蒸発させて硬化させる。Ａ６サイズのシート４０ｂの場合乾燥空気流量は約５Ｌ／分で乾燥硬化にかかる時間は約３分で乾燥硬化できる。硬化したシート４０ｃ減圧チャンバ３３から昇圧室３４に移し、昇圧室３４内部隔壁を閉じた状態で、昇圧させ大気圧に戻す。昇圧室３４が大気圧になった時点で、減圧室の外部隔壁を開き発泡、乾燥の済んだ基板３７上の硬化したシート４０ｄを取り出す（（３）硬化工程）。
【００５３】
減圧室から取り出されたシート４０ｄにリールから繰り出した剥離用の剥離基材４５を押圧ローラー４６で貼付け、押圧ローラー４７でシート４０ｄを基板３７から剥離させリール４８に巻き取る（（４）剥離工程）。巻き取られたハニカム構造を有するシート４０の厚さは５０〜６０μｍ、ハニカム構造の壁の厚さは３〜５μｍ程度である。
【００５４】
塑性変形可能な材料としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリウレタン、プルラン、アルブミン、ＣＭＣ,ポリアクリル酸、セルロース、デンプン、ゼラチン、アルギン酸塩、グアーガム、アラビアガム、カラーギナン、トラガント、ペクチン、デキストリン、カゼイン、コラーゲン、ポリビニルメチルエーテル、カルボキシビニルポリマー、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリエチレングリコール、酸化エチレン、寒天、ローカストビーンガム、キサンタンガム、サイクロデキストリン、タンニン酸、カラヤガム、ジュランガム、ファーセレラン、トラントガム、レシチン、キチンキトサン、コンドロイチン硫酸ナトリウム、リグニンスルホン酸、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ポリアクリルアマイド、ポリエチレンイミン、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ポリエチレンオキサイド、ポリアリルアミン、ウレタンアクリル系ＵＶ硬化樹脂、エポキシアクリル系ＵＶ硬化樹脂、アルコキシアクリル系ＵＶ硬化樹脂、などが挙げられる。具体的商品としては、例えばポリウレタンであれば、ハイドランＷＬＳ−２０１（大日本インキ化学工業製）、水溶性樹脂であるゼラチンでは、ＭＣ−２４３（ゼライス株式会社製）を使用し、５〜３０ｗｔ％程度に水に溶解させ使用した。ポリビニルアルコールでは、ポバールＰＶＡ１１７（クラレ製）を使用し、ポリビニルアルコールを５〜３０ｗｔ％程度に水に溶解させ使用できる。
【００５５】
基板材料としては、ニッケル、シリコン、ガラス上にレジスト剤パターンを形成したもの、銅張り板（銅/ポリイミド積層基板）、ガラス、その他樹脂材（ポリイミド、PTE、アクリル等）が挙げられる。例えば、電析によるニッケル型、ガラス上にレジスト剤パターンを形成したもの、銅張り板（銅/ポリイミド積層基板）、エッチングしたガラス、シリコンなどが好適に使用できる。それぞれコスト、精度、大面積化等の要求に応じて選択すればよいが、パターンの精度を厳しく要求されないのでどの工法、材料でも対応ができる。樹脂材料でも対応可能である。
【００５６】
（実施形態３）
実施形態２に類似した実施形態２の画像表示用構造体の製造方法を説明する。図1の（１）塗布工程は、ガラス板に平面度良く、接合した所定の凹部を複数備えた基板１に水溶性材料２を塗布する工程であり、水溶性材料２の温度を制御した上で吐出ポンプを持つ塗布装置３から基板１へ水溶性材料２を送り出すと同時に基板１を移動させることで均一な皮膜を基板１上に形成させる。この際、基板１の凹部には空隙が残っているように被膜を形成する。ここでは水溶性材料２はＭＣ−２４３（ゼライス株式会社製）を純水にて４〜５倍希釈した溶液を用い。約５５℃に加熱、塗布した。ゼラチン塗布厚は約５０ミクロンであった。
【００５７】
続いてガラス板ごと皮膜を形成した基板１を減圧装置に送り込み、減圧発泡させる。例えば、図３に示すように、皮膜を形成した基板１は自動的にガラス基板ごとチャンバ内に供給され、一定の真空度に減圧され、皮膜はハニカム構造を形成する。このときの到達圧は５×１０２Ｐａｓで、乾燥後、取り出される。このときのハニカム高さは約１００μｍであった。
【００５８】
この後ハニカム構造の膜を基板１から離型し、画像表示用構造体ができる。このとき形成されたハニカム構造の空隙に電気泳動分散液などの機能材料を注入する場合、基材１との離型面に形成された開口から、注入する必要があるが、開口が不十分な場合は、可溶材料を暴露することで開口径を制御してもよい。例えば、６０℃の水蒸気で満たされたチャンバを通すことで開口を４０μｍから８０μｍに広げ、電気泳動剤を注入することができる。さらにこれを高分子材料で封止し、１０Ｖの電界をかけることで、画像表示させることができる。
【００５９】
（実施形態４）
本発明の実施例４として、上述の画像表示用構造体（例えばシート２３）を用いた電気泳動表示素子の製造方法及び製造装置を、図２に示した製造工程説明図を参照にして説明する。電気泳動表示素子の製造方法は、（１）注入工程と（２）封止工程とを有する。
【００６０】
（１）注入工程においては、シート２３の空隙の中に、非極性溶媒及び溶媒に分散された少なくとも１種類の電気泳動特性を有する色素を含む分散液１０を、注入装置１２のような注入手段を用いて注入する。分散された色素は放置しておくと分離してしまう恐れがあるので、シート２３のすべての空隙に均一な分散液を注入するため、注入装置１２中では攪拌装置１３で攪拌しながらシート２３の空隙の開口部を持つ表面に塗布することが好ましい。この状態では、分散液１０はシート２３の空隙に十分注入できないので、分散液１０を塗布したシート２３表面をローラー又はブレード１４で擦ることで分散液１０を押圧しながら空隙内に注入する。このようにすることで、シート２３のハニカム構造体の空隙中に、均一に分散された分散液１０が十分に注入される。攪拌手段としては攪拌子１３を溶媒に分散された色素中で回転させる方法を例示が、分散液１０を供給する経路やノズルに超音波振動子を取り付け、超音波振動で注入液を攪拌することで、沈降しやすい色素でも均一にハニカム構造体の空隙中に注入ができる。
【００６１】
（２）封止工程においては、分散液１０の溶媒と相溶しない封止材１１でシート２３の空隙の開口部を封止する。封止手段は、分散液１０を注入したシート２３の空隙の開口部側の表面に封止材料１１を塗布する塗布手段と、塗布した封止材料１１を硬化させシート２３と一体化させる硬化手段からなる。塗布手段としては、スリットコート、カーテンコート、スプレーコートなど注入した色素に影響を与えない非接触の塗布方法が好ましい。
【００６２】
硬化手段については、封止材料がゼラチン水溶液の場合、水分を蒸散させる加熱乾燥手段、封止材料がエネルギー線硬化樹脂の場合、エネルギー線照射手段とすればよい。分散液の溶媒と封止材料との相性が悪く、はじき等の現象が発生する場合、封止材料１１を直接塗布形成できない恐れがある。このような場合は、封止膜、又は接着層や粘着層を予め封止材料１１の上に塗布形成しておき、その封止膜または封止材料をシート２３の空隙の開口部側の表面に貼り付ければよい。この場合、封止材料１１に形成された封止膜または封止材料自体で分散液１０を封止する。ただし、封止材料１１として溶媒を蒸散させて硬化さるような封止材料、接着材料、粘着材料は使用できない。予め形成した封止膜を基材を使わずに、直接封止材料１１を転写することで、膜強度の高い封止膜で封止ができ、封止材料１１として溶媒を蒸散させて硬化させるような封止材料、接着材料、粘着材料も使用できる。
【００６３】
図４は、電気泳動表示素子の連続製造装置を示している。図４においては、リール５１に巻き取ってある画像表示用構造体５２を連続的に巻き出していき、注入装置５３によって画像表示用構造体５２の空隙の開口部側に電気泳動用の分散液５４を注入する。なお、分散液５４の注入を完全にするためにブレードで画像表示用構造体５２表面の分散液５４を押圧している。分散液５４を注入した画像表示用構造体５２表面に封止装置５５により、封止膜５６を形成する。乾燥装置５７で封止膜５６を乾燥させて封止を完成させる。完全に封止された電気泳動表示素子５８は、巻き取りリール５９により巻き取られて保管される。
【００６４】
封止膜は、図５に示すように、シャボン膜を形成するように膜形成用の枠の内周に形成してもよい。図５においては、（１）封止材料６０に膜形成用枠６１を浸し、膜形成用枠６１上に封止膜６２を形成する。つぎに、（２）封止膜６２を画像表示用構造体６３の開口部側の表面に貼り付ける（（ａ）図参照）。（３）封止膜６２が画像表示用構造体６３表面に貼り付いたら封止が終了である。なお、封止膜６２の封止材料６０に含まれる溶媒等を除去する必要があれば除去をする。
【００６５】
また、図６に示すように、画像表示用構造体を剥離処理を施した転写体である封止材料で封止することもできる。図６においては、リール７０に巻いてある封止材料７１を画像表示用構造体７２の表面にリール７０から巻き戻しながら封止していく。封止材料７１の表面には、接着剤又は粘着剤が塗布されていれば、容易に画像表示用構造体７２の表面に密着して封止していくことができる。
【００６６】
図７は、図５において、封止膜を延伸する場合の例を説明している。図７に示すように、封止材料８０で形成した封止膜８２（（１）図参照）を延伸できる延伸手段である膜形成用枠８１によって延伸し（（ａ）図参照）、より薄い封止膜（１μｍ以下）で封止する（（２）図，（３）図参照）こともできる。このように封止膜８２を延伸して薄くすることにより、強度のある封止膜８１とするだけでなく、低電圧で駆動することが可能な電気泳動表示素子を製造することができる。
【００６７】
実施形態３で説明した電気泳動表示素子は、シートとしての厚さがあり、開口比率が高くそれぞれの空隙を仕切る壁の厚さが薄い画像表示素子用構造体を用いているので、これに電気泳動用の分散液を注入封止することにより、反射率やコントラスト等の画像特性の優れた電気泳動表示素子となる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】画像表示素子用構造体の製造工程説明図
【図２】電気泳動表示素子の製造工程説明図
【図３】画像表示素子用構造体の連続製造装置説明図
【図４】電気泳動表示素子の製造装置（注入・封止）説明図
【図５】予め形成したシャボン膜状の封止膜での封止説明図
【図６】転写体上に予め形成した封止膜での封止説明図
【図７】予め形成したシャボン膜状の封止膜を延伸させながら封止する封止説明図
【符号の説明】
【００６９】
１：基板                        ２：塑性変形可能な材料  ３：塗布装置
４：真空ポンプ                  ５：減圧チャンバ        ６：乾燥気体
７：エネルギー線照射装置        ８：剥離基材          ８ａ：基材シート
８ｂ：接着剤又は粘着剤          ９：剥離装置          １０：分散液
１１：封止材                  １２：注入装置          １３：攪拌装置
１４：ブレード                ２０：発泡前のシート    ２１：発泡したシート
２２：硬化したシート          ２３：硬化したシート
３０：画像表示素子用構造体の連続製造装置              ３１：温度湿度制御チャンバ
３２：減圧チャンバ            ３３：減圧乾燥チャンバ  ３４：昇圧室
３５：剥離装置                ３６：支持台            ３７：基板
３８：塑性変形可能な材料      ３９：塗布装置
４０：画像表示素子用構造体  ４０ａ：発泡前のシート  ４０ｂ：発泡したシート
４０ｃ：硬化中のシート      ４０ｄ：硬化したシート    ４１：温度湿度制御装置
４２：真空ポンプ              ４３：真空ポンプ        ４４：真空ポンプ
４５：剥離基材                ４６：ローラ            ４７：リール
４８：画像表示素子用構造体巻き取りローラ
５０：電気泳動表示素子の製造装置            ５１：リール
５２：画像表示素子用構造体    ５３：注入装置          ５４：分散液
５５：封止装置                ５６：封止膜            ５７：乾燥装置
５８：電気泳動表示素子        ５９：巻き取りリール
６０：封止材料                ６１：膜形成用枠        ６２：封止膜
６３：画像表示素子用構造体
７０：リール                  ７１：封止材料          ７２：画像表示素子用構造体
８０：封止材料                ８１：膜形成用枠        ８２：封止膜
８３：画像表示素子用構造体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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