(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する少なくとも一方が光透過性を有する２枚の基板の間に封入された、互いに色の異なる２種類以上の粒子であって２種類ずつ組にされるとともに各組の２種類が互いに摩擦帯電特性の異なるものとされた粒子に、前記２枚の基板間に設けられた電極対から電界を与えて、前記各組の２種類の粒子を飛翔移動させて画像を表示する画像表示装置を製造するに際し、
前記各組の２種類の粒子を、静電粉体塗装法によって前記２枚の基板のうち少なくとも一方の基板上に塗布するときに、当該２種類の粒子の電荷の極性を同一にして行うと共に、最初に塗布する粒子に印加する電位を、次に塗布して最初に塗布した粒子の層上に積層させる粒子に印加する電位よりも低くして行い、その後に、前記２枚の基板の間に封入することを特徴とする、画像表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記２枚の基板のうち少なくとも一方の基板上に、前記２枚の基板間に所定のギャップを空けるためのスペーサを保持させることを特徴とする、請求項１に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記２枚の基板のうち少なくとも一方の基板上に、セル群のセル同士を仕切るための仕切壁を設けることを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記粒子の平均粒径を０．１μｍ以上で５０μｍ以下とすることを特徴とする、請求項１から３までの何れかに記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記２枚の基板の内面上に、前記電極対を構成する電極を互いに対向させて設けることを特徴とする、請求項１から４までの何れかに記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記２枚の基板のうち少なくとも一方の基板は、透明電極ガラスまたは透明電極樹脂で形成することを特徴とする、請求項１から５までの何れかに記載の画像表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記２枚の基板の間への前記粒子の封入を、相対湿度６０％ＲＨ以下の環境で行うことを特徴とする、請求項１から６までの何れかに記載の画像表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像表示装置の製造方法に関し、特に、クーロン力による粒子の飛翔移動を利用することで画像表示を繰り返し行うことができる可逆性画像表示装置（画像表示媒体）の製造方法に関するものである。
【０００２】
近年、ペ一パレス化といった環境意識の高揚に伴い、電気的な力を利用して表示基板に所望の画像を表示でき、さらには書き換えも可能であるような電子ペーパーディスプレイに関する研究が多くなされてきている。この電子ペーパー技術において特に有名なのは、電気泳動型、サーマルリライタブル型等といった液相型のものである（例えば、非特許文献１参照）が、液相型では液中を粒子が泳動するので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ため、最近では図３に示すような、対向する基板間に絶縁色彩粒子が封入された構成の乾式のものが着目されてきている。
【０００３】
【非特許文献１】
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”、p.249-252
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、乾式のものにおいては製造方法が一般的に確立されておらず、特に重要なポイントである粒子（群）を均一、均等かつ平滑に基板間に封入する手法はほとんど構築されていない。ここで、粒子の封入が上記の条件を満たしていないと、色むらや画像欠け、基板間ギャップが均一でないことによる画像応答速度のばらつき、駆動電圧の上昇といった問題が発生してしまう。
【０００５】
粒子を基板間に封入する方法としては、例えば、粉体を基板上に引き伸ばすロールコータ塗布法や、粉体を攪拌、エアーブローなどにより空気中に浮遊させ、その中に基板を通過させることにより粒子を基板上に塗布する粒子浸漬法などが考えられるが、ロールコータ塗布法においては、粒子が基板に付着しにくいことから充填量（塗布量）の不足および濃度の偏りが発生し易く、また粒子浸漬法においても、粒子が基板に付着しにくいことから充填量の不足が発生し易いのに加えて、それほど強固に粒子が基板に固定されないことから、２枚の基板を重ね合わせ時の衝撃、風圧による積層粒子の飛散やずれなどが発生し易く、何れの方法も充分ではない。
【０００６】
以上のことから、本発明は、対向する基板の間に２種以上の粉体を均一、均等かつ平滑に封入できる画像表示装置の製造方法を提供することを目的とし、より具体的には片方、あるいは両方の基板の上に均等かつ平滑に粉体を塗布し、さらには２枚の基板の重ね合わせ時にもその粒子が飛散したり粉体層がずれたりしないような画像表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明の画像表示装置の製造方法は、互いに対向する少なくとも一方が光透過性を有する２枚の基板の間に封入された、互いに色の異なる２種類以上の粒子であって２種類ずつ組にされるとともに各組の２種類が互いに摩擦帯電特性の異なるものとされた粒子に、前記２枚の基板間に設けられた電極対から電界を与えて、前記各組の２種類の粒子を飛翔移動させて画像を表示する画像表示装置を製造するに際し、前記各組の２種類の粒子を、静電粉体塗装法によって前記２枚の基板のうち少なくとも一方の基板上に塗布するときに、当該２種類の粒子の電荷の極性を同一にして行うと共に、最初に塗布する粒子に印加する電位を、次に塗布して最初に塗布した粒子の層上に積層させる粒子に印加する電位よりも低くして行い、その後に、前記２枚の基板の間に封入することを特徴とするものである。
【０００８】
かかる本発明の画像表示装置の製造方法によれば、静電粉体塗装法によって、粉体としての粒子と基板との間に電気的付着力を生じさせているので、所望の量の粒子を均一に基板上に塗布することができ、しかもその粒子の層が塗布後も基板との間の電気影像力により固定されていることから、基板を重ね合わせる時に粒子の飛散やずれを防止することができる。
【０００９】
ここに、静電粉体塗装法とは、固体の粉体塗料を静電気を利用して被塗物の表面に付着させる塗装法をいい、この塗装法によれば、被塗物の表面上に電気影像力によって均一かつ密な粉体塗料層を形成することができる。静電粉体塗装法には、粉体塗料を静電スプレーガンから帯電させて吐出させ、空気力と電界の力とにより飛走させて電気影像力により被塗物に付着させる静電スプレー法と、電極を設けた多孔板の底板からエアを吹出させて流動槽内に粉体塗料の流動層とその上方の荷電された粉体粒子の浮動層とを形成し、その浮動層中に被塗物を通して粉体塗料を電気影像力により付着させる静電流動浸漬法とがある。そして静電スプレー法には、静電スプレーガンから吐出させる粉体にそのスプレーガンの先端部で発生させるコロナによって帯電させるコロナ帯電方式と、静電スプレーガンから吐出させる粉体にそのスプレーガンの内部で電極との摩擦によって帯電させるトリボ帯電方式と、それらを組み合わせたハイブリッド帯電方式とがある。
【００１０】
本発明の画像表示装置の製造方法では、静電粉体塗装法により、粉体塗料の代わりに前記粒子を前記基板上に塗布しており、そのための静電粉体塗装法としては、上記方法の何れを用いても良い。
【００１１】
なお、前記２種類以上の粒子は、混合して塗布しても良いが、各組の２種類の粒子の摩擦帯電特性が異なるため、組み合わせると互いに逆極性となるため、混合すると塗布前にクーロン力で凝集してしまう可能性があるので、各組の２種類の粒子を１種類ずつ塗布することが好ましい。また前記２種類以上の粒子は、前記２枚の基板のうち片方にのみ塗布しても、両方の基板に塗布しても良いが、先ず２枚の基板のうち片方にのみ２種類以上の粒子を塗布し、その後その基板を、粒子を全く塗布していないもう片方の基板と重ね合わせて粒子を封入するのが、製造工程を容易なものにし得るので好ましい。
【００１２】
好ましくは、前記２種類以上の粒子を、前記静電粉体塗装法によって前記２枚の基板のうちの一方の基板上に塗布するに際し、前記２種類以上の粒子の電荷の極性を同一にする。
【００１３】
例えば、静電粉体塗装により２種類の粉体を１種ずつ基板に積層させる時、１種目の粉体を正極性に２種目の粉体を負電極に帯電させて塗布することもできるが、この手法で積層を行うと粒子間のクーロンカにより粉体の凝集が発生し、均一牡、平滑性が失われてしまうこととなる。したがって、同一の基板に２種以上の粉体を静電粉体塗装により塗布し、積層させる時全ての粉体を同極性に帯電させて塗布するのが好ましい。
【００１４】
そして、最初に塗布する粒子に印加する電位を、次に塗布して最初に塗布した粒子の層上に積層させる粒子に印加する電位よりも低くすると好ましい。
【００１５】
これは、１層目の粒子の帯電量が多すぎると、基板表面との間の電気影像力が強くなり過ぎて、この１層目の粒子に電界をかけても付着力が強すぎて粒子が基板表面から動かなくなってしまう場合があるからであり、この一方、その次の層については、既に１層目が存在するため、塗布時の帯電量が多くても基板表面への付着力が強くなり過ぎるということはあまりなく、逆に塗布時の帯電量が少ないと基板表面への付着力が弱過ぎて、もう片方の基板を重ねるときに粒子の飛散や粒子層のずれを生じ易くなるからである。
【００１６】
しかしながら、上記の方法で積層を行うと、粒子間のクーロン力・分子間力等の相互作用により粒子の凝集・反発が発生して、均一性、平滑性が失われてしまう場合もあり、このような場合には、前記各組の２種類の粒子を、静電粉体塗装法により前記２枚の基板上に各基板につき１種類ずつ塗布することとして、その塗布の際に前記粒子に印加する電位を４０ＫＶ以下とすると好ましい。このようにすれば、粒子の凝集・反発の発生を防止できるのに加えて、粒子の帯電量の多すぎにより基板表面との間の電気影像力が強くなり過ぎて粒子に電界をかけても粒子が基板表面から動かなくなってしまうのを防止することもできる。
【００１７】
また、本発明の画像表示装置の製造方法においては、前記２枚の基板のうち少なくとも一方の基板上に、前記２枚の基板間に所定のギャップを空けるためのスペーサを保持させると好ましい。このようにすれば、２枚の基板間に所定のギャップを容易に確保することができる。
【００１８】
さらに、本発明の画像表示装置の製造方法においては、前記２枚の基板のうち少なくとも一方の基板上に、セル群のセル同士を仕切るための仕切壁を設けると好ましい。このようにすれば、２枚の基板間にセル群のセル同士を仕切るための仕切壁を容易に確保することができる。
【００１９】
さらに、本発明の画像表示装置の製造方法においては、前記粒子の平均粒径を０．１μｍ以上で５０μｍ以下とすると好ましく、また前記２枚の基板の内面上に、前記電極対を構成する電極を互いに対向させて設けると好ましく、そして前記２枚の基板のうち少なくとも一方の基板は、透明電極ガラスまたは透明電極樹脂で形成すると好ましく、さらに、前記２枚の基板の間への前記粒子の封入を、相対湿度６０％ＲＨ以下の環境で行うと好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像表示装置の製造方法の一実施形態につき詳細に説明する。以下に述べる実施形態は、図１に示す如き、２つの基板１，２間に、色及び摩擦帯電特性の異なる２種類の粒子、例えば、正摩擦帯電特性をもつ白色粒子３と負摩擦帯電特性を持つ黒色粒子４とを、基板間に介挿した仕切壁としても機能する５０μｍの高さの格子状のスペーサ５によりマトリックス配列の複数のセルに分けて各セルが２種類の粒子３，４を持つように封入するとともに、そのスペーサ５で基板１，２間に所定のギャップを空けた、乾式の画像表示装置Ｄを製造するための方法であるが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
【００２１】
この実施形態では、２つの基板としての透明基板１と対向基板２として、何れもガラス基板上にＩＴＯ（酸化インジウムスズ）を蒸着させた導電透明ガラス基板を用い、片方の基板２上にのみ、複数のセルのための仕切壁としても機能するスペーサ５をインクジェット方式によって設けた。また、正摩擦帯電特性を有する白色粒子３としては、白色顔料に酸化チタンを用いるとともに荷電制御剤に４級アンモニウム塩系化合物を用いてスチレンアクリル樹脂の重合粒子（平均粒径８μｍの球形粒子）を作製し、負摩擦帯電特性を有する黒色粒子４としては、電子写真用の黒色重合トナー（平均粒径８μｍの球形粒子）を用いた。そして、正摩擦帯電特性を有する白色粒子３と負摩擦帯電特性を有する黒色粒子４とを基板上に積層して基板間に封入するに際し、具体的には以下の各実施例のようにしてそれを行った。
【００２２】
【実施例】
実施例
実施例では、図２に示す如きコロナ式静電粉体塗装装置を用いて基板上に粒子を塗布するとともに、その塗布方式を、一方の、スペーサ５の無い方の基板１のみに対して白色粒子３、黒色粒子４の順に塗布する方式とした。ここに、図中符号６はコロナ式静電スプレーガン、７は接地されるとともに基板を支持する導電板、８は粉体としての粒子の供給装置、９は電源を示す。すなわちこの実施例１では、図２に示すように、コロナ式静電スプレーガン６で、白色粒子３に−３０ｋＶのコロナ電圧を印加して基板１上に１層目の白色粒子３の層を塗布し、次に黒色粒子４に−６０ｋＶのコロナ電圧を印加して上記１層目の上に２層目の黒色粒子４の層を積層させた。
【００２３】
この粒子層を積層させた基板１に、スペーサ５を設けたもう片方の基板２を重ね合わせて、２枚の基板１，２の接着面を脇から樹脂で固めてやることにより、２種類の粒子３，４が封入された画像表示装置Ｄを製造することができた。この画像表示装置Ｄに電圧１００Ｖ、周波数２Ｈｚの交流電圧を印加して全面反転画像を出させたところ、３秒後にはきれいでムラの無い反転画像が確認できた。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の画像表示装置の製造方法によれば、静電粉体塗装法によって、粒子と基板との間に電気的付着力を生じさせているので、所望の量の粒子を均一に基板上に塗布することができ、しかもその粒子の層が塗布後も基板との間の電気影像力により固定されていることから、基板を重ね合わせる時に粒子の飛散やずれを防止することができる。
【００２５】
そして本発明の画像表示装置の製造方法によれば、静電粉体塗装法によって、互いに色の異なる２種類以上の粒子の各組の、２種類の粒子のうち正摩擦帯電性の粒子に正の電荷を印加するとともに負摩擦帯電性の粒子に負の電荷を印加して前記２枚の基板のうち少なくとも一方の基板上に塗布した後に、前記２枚の基板の間に封入するので、粒子に充分な初期帯電量を保持させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の画像表示装置の製造方法の一実施形態によって製造する乾式の画像表示装置の一例を示す断面図である。
【図２】  上記実施形態の製造方法で用いる静電粉体塗装法の一例を示す説明図である。
【図３】  従来既知の乾式の画像表示装置を例示する説明図である。
【符号の説明】
１  透明基板
２  対向基板
３  白色粒子
４  黒色粒子
５  スペーサ
６  コロナ式静電スプレーガン
７  導電板
８  粒子の供給装置
９  電源
【図１】
0004434566.tif 000002
【図２】
0004434566.tif 000003
【図３】
0004434566.tif 000004