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JP2003161964A - 多色表示パネル - Google Patents

多色表示パネル

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Publication number
JP2003161964A
JP2003161964A JP2001358232A JP2001358232A JP2003161964A JP 2003161964 A JP2003161964 A JP 2003161964A JP 2001358232 A JP2001358232 A JP 2001358232A JP 2001358232 A JP2001358232 A JP 2001358232A JP 2003161964 A JP2003161964 A JP 2003161964A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
display panel
multicolor display
pattern
particles
white
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001358232A
Other languages
English (en)
Inventor
Miki Ueda
美希 植田
Kan Yoshida
完 吉田
Yasushi Oe
靖 大江
Katsuhiro Suzuki
克宏 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Priority to JP2001358232A priority Critical patent/JP2003161964A/ja
Publication of JP2003161964A publication Critical patent/JP2003161964A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精細で高品位の多色表示の実現を可能とし
た多色表示パネルを提供すること。 【解決手段】 少なくとも一方が透明な一対の基板間
に、電界の印加により移動または回転する粒子を含む表
示体を配置した多色表示パネルにおいて、前記一対の基
板の少なくとも一方の透明な基板上に、カラーフィルタ
を形成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、多色表示パネルに
係り、特に、電界の印加により移動または回転する電気
泳動粒子または回転粒子を用いた多色表示パネルに関す
る。
【0002】
【従来の技術】背面にバックライトを設け、その発光を
液晶パネルで制御する透過型LCD(Liquid C
rystal Display)に対し、周囲の照明
(環境光)の反射光を制御する反射型LCDが、低消費
電力や直射日光下での視認性の良さの理由から、主に携
帯情報端末用に用いられるようになってきている。ま
た、近年、LCDとは異なる表示原理を利用したディス
プレイも報告されており、LCDにはない特徴を有する
反射型ディスプレイとして期待されている。
【0003】そのようなLCDに代わる他の表示方式と
して、帯電した微粒子を電場によって動かす電気泳動方
式(特許第2551785号公報)、2色に塗り分けら
れた球体を電場で回転させるツイストボール方式(特許
第2860790号公報)なども知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの表示
方式は、いずれも反射(散乱)状態を電界の印加で制御
するものであり、高精細で高品位の多色表示を実現する
ことは出来なかった。
【0005】本発明は、このような事情の下になされ、
高精細で高品位の多色表示を実現することを可能とした
多色表示パネルを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、少なくとも一方が透明な一対の基板間
に、電界の印加により移動または回転する粒子を含む表
示体を配置した多色表示パネルにおいて、前記一対の基
板の少なくとも一方の透明な基板上に、カラーフィルタ
を形成したことを特徴とする多色表示パネルを提供す
る。
【0007】かかる多色表示パネルにおいて、表示体
は、電気泳動粒子を分散媒中に分散させて封入したマイ
クロカプセルとすることが出来る。なお、マイクロカプ
セルの粒径は、1〜1,000μm程度が好ましく、通
常は数10μmである。
【0008】この場合、多色表示パネルは、白色電気泳
動粒子と黒色電気泳動粒子とを透明分散媒中に分散させ
て封入したマイクロカプセルを基板間に配置したものと
することが出来る。
【0009】或いは、多色表示パネルは、誘電性液体中
に封入された、白色および黒色の表面領域を有する回転
粒子、いわゆるツイストボールを基板上に配置したもの
であってもよい。ツイストボールは、例えば白色ワック
ス粒子の半球面を着色し、誘電性液体中に封入し、電界
の印加により回転可能としたものである。ツイストボー
ルの粒径は、1〜1,000μm程度が好ましい。
【0010】本発明の多色表示パネルにおいて、カラー
フィルタのパターン形状は特に制限されるものではな
く、適宜好適な形状を用いることが出来る。例えば、各
々のパターン形状が長方形、正方形や円に近い場合に
は、3種類のパターンが繰り返し並んでいても、L字配
列であっても、三角配列であっても、さらにはモザイク
配列やランダム配列であってもよい。また、複数の着色
パターンと白色パターンを含むものとすることが出来
る。この場合、白色パターンの面積は、複数の着色パタ
ーンのうち、最も面積が小さいものと同一又はそれより
も小さいことが望ましい。そうすることにより、より高
品位の多色表示を実現することが出来る。
【0011】また、カラーフィルタは、複数の着色パタ
ーンと無着色領域を含むものとすることが出来る。この
場合、無着色領域の面積は、複数の着色パターンのう
ち、最も面積が小さいものと同一又はそれよりも小さい
ことが望ましい。そうすることにより、より高品位の多
色表示を実現することが出来る。
【0012】なお、複数の着色パターンは、赤(R)、
緑(G)、青(B)、イエロー(Y)、マゼンタ
(M)、シアン(C)の3原色とすることが出来る。本
発明の多色表示パネルの動作原理は、例えば、次の通り
である。即ち、少なくとも一方にカラーフィルタを設け
た一対の基板間に、白色電気泳動粒子と黒色電気泳動粒
子とを透明分散媒中に分散させて封入したマイクロカプ
セルまたは白色および黒色の表面領域を有する回転粒子
を配置した多色表示パネルにおいて、電気泳動粒子また
は回転粒子に対し、カラーフィルタ側が正となる方向の
電界を印加すると、白色電気泳動粒子または回転粒子の
白色領域が負に帯電している場合、カラーフィルタ側に
移動し、または回転により向きを変え、観察側からの光
がそれに反射して、対向する着色パターンを透過し、そ
の着色パターンの色表示がなされる。
【0013】逆に、電気泳動粒子または回転粒子に対
し、カラーフィルタ側が負となる方向の電界を印加する
と、黒色電気泳動粒子または回転粒子の黒色領域がカラ
ーフィルタ側に移動し、または回転により向きを変え、
観察側からの光がそれに吸収され、色表示はなされな
い。
【0014】このように、電気泳動粒子または回転粒子
に印加される電界の方向を適宜選択・制御することによ
り、所定の多色表示を行うことが出来るのである。
【0015】以上のように構成される本発明の多色表示
パネルによると、高精細で、高い画像品位の多色表示を
実現することが可能である。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態として
の実施例を示し、本発明について具体的に説明する。な
お、本発明はこれらの実施例に限定されるものではな
い。「部」の表記は、特に断わりのない限り、いずれも
重量部である。
【0017】<実施例1>まず、テトラクロロエチレン
溶媒100部に、溶液中で負に帯電するポリエチレン樹
脂で表面被覆した平均粒径3μmの酸化チタン60部
と、溶液中で正に帯電するアルキルトリメチルアンモニ
ウムクロライドで表面処理した平均粒径4.0μmのカ
ーボンブラック40部とが分散された分散液を作成し
た。
【0018】この分散液40部と、水80部にゼラチン
10部と乳化剤としてポリスチレンスルホン酸ナトリウ
ム0.1部を配合した水溶液とを混合し、液温を40℃
に調整した後、液温を保ちながらホモジナイザーを用い
て攪拌し、O/Wエマルションを得た。
【0019】次いで、得られたO/Wエマルションと、
40℃に調整された水80部にアラビアゴム10部を配
合した水溶液とをディスパーを用いて混合し、溶液の液
温を40℃に保ちながら、酢酸を用いて溶液のpHを4
に調製し、コアセルベーションによりマイクロカプセル
壁を形成した。
【0020】次に、液温を5℃に低下させた後、37重
量%ホルマリン溶液1.9部を加えて、マククロカプセ
ル壁を硬化させた、白色及び黒色の粒子が分散した分散
液を封入したマイクロカプセルを作成した。このように
して作成したマイクロカプセルを、ふるい分けにより、
それぞれ40μmの径に揃えた。
【0021】得られたマイクロカプセル100部と、ポ
リウレタン樹脂溶液(ニッポラン5037、日本ポリウ
レタン工業社製)100部と、硬化剤(コロネートH
L、日本ポリウレタン工業社製)5部とを混合して、塗
工液を作成した。
【0022】図1に示すように、この塗工液を、透明ガ
ラス基板1上にアプリケーターを用いて塗布し、120
℃で20分間乾燥し、膜厚50μmのマイクロカプセル
層16を得た。図中、参照符号15は、マイクロカプセ
ル層16の塗布に用いたバインダを示す。なお、透明ガ
ラス基板1上には、酸化インジウム錫(以下ITOと略
す)からなる縦370μm×横110μmのパターンが
20μmの間隔を空けて繰り返し形成されている画素電
極2、マトリクス電極(図示せず)、およびスイッチン
グ素子(図示せず)が設けられている。
【0023】個々のマイクロカプセル14中には、透明
分散媒11中に分散された白色粒子12および黒色粒子
13が封入されている。
【0024】一方、カラーフィルタを以下の方法で作成
した。まず、メタクリル酸ブチル50部、メタクリル酸
メチル20部、アクリル酸30部をシクロヘキサノンを
溶媒として共重合させ、アクリル樹脂を作成した。
【0025】このアクリル樹脂25部に対し、溶媒が4
7部の比率になるようにアクリル樹脂溶液を調製し、こ
れに赤色顔料(Pigment Red22)20部を
配合し、ビーズミルで1時間分散した。その後、更に、
感光性モノマーとしてジペンタエリスリトール4部、ヘ
キサアクリレート4部、および光重合開始剤としてビス
(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォ
スフィンオキサイド0.3部をディスパーにて混合し、
赤色フォトレジスト材料を調製した。
【0026】この赤色フォトレジスト材料を、図3に示
すように、透明ガラス基板4上にスピンコートし、常温
で5分間放置して膜表面を平滑化した後、70℃で20
分間乾燥させ、赤色フォトレジスト層を形成した。
【0027】そして、この赤色フォトレジスト層に、縦
100mm×横110μmの露光部ストライプパターン
が横方向280μmの遮光部を介して繰り返し形成され
てなるフォトマスクを密着させ、超高圧水銀灯により、
露光量150mJ/cmの条件で密着露光した。
【0028】露光後、温度20℃の1%炭酸ナトリウム
水溶液を噴出圧力1kg/cmで噴霧するスプレー現
像を20秒間行い、未露光部位を除去して、ガラス基板
4を露出させた。
【0029】現像処理後の基板4を乾燥した後、230
℃で1時間加熱することにより硬膜処理を行い、図3に
示すように、膜厚1.1μmの赤色パターン111を得
た。
【0030】次に、この赤色パターンが形成された基板
上に、色材として緑色顔料(Pigment Gree
n7)を用い、前記と同様の組成で作成した緑色フォト
レジスト材料を使用し、緑色フォトレジスト層を形成し
た。
【0031】そして、前記と同様のフォトマスクを赤色
パターンを形成した位置から横軸方向に130μm移動
させた位置に設置し、露光量200mJ/cmの条件
で密着露光した。
【0032】露光後、温度20℃の1%炭酸ナトリウム
水溶液を噴出圧力1kg/cmで噴霧するスプレー現
像を30秒間行い、未露光部位を除去してガラス基板を
露出させた。
【0033】現像処理後の基板を乾燥した後、前記と同
様に230℃で1時間加熱することにより硬膜処理を行
い、膜厚1.2μmの緑色パターン112を得た。
【0034】更に、前記と同様に、色材として青色顔料
(Pigment Blue15:6)を用い、青色フ
ォトレジスト材料を作成し、膜厚1.1μmの青色パタ
ーン113を得た。
【0035】このようにして3色の着色パターンが形成
されたカラーフィルタの全面に、ITO電極3を形成
し、これを前記マイクロカプセル層16上に、画素電極
2と着色パターン111,112,113との位置を合
わせて、貼り合わせ、図1に示す多色表示パネルを得
た。
【0036】得られた多色表示パネルの表示特性を評価
したところ、いずれのマイクロカプセル中の黒色粒子1
3と白色粒子12も、90Vの印加電圧で電界の向きに
従い両電極間を互い違いに移動し、加法混色による高精
細で、高品位の多色表示を実現することができた。
【0037】<実施例2>実施例1と同様の赤色フォト
レジスト材料を用い、縦370μm×横110μmのパ
ターンが縦方向20μm、横方向410μmの間隔を空
けて繰り返し形成された遮光膜を有するフォトマスクを
用い、図4に示すように、透明ガラス基板4上に赤色パ
ターン211を形成した。
【0038】次いで、実施例1と同様の緑色フォトレジ
スト材料を用い、前記マスクを赤色パターン211を形
成した位置から横軸方向に130μm移動させた位置に
設置して露光を行い、同様な工程で緑色パターン212
を形成した。
【0039】次に、実施例1と同様の青色フォトレジス
ト材料を用い、同様の工程で青色パターン213を形成
した。
【0040】更に、色材として白色顔料(酸化チタン)
を使用し、前記と同様の組成で作成したフォトレジスト
材料を用い、白色フォトレジスト層を形成した。そし
て、前記フォトマスクを青色パターン213を形成した
位置から横軸方向に130μm移動させた位置に設置
し、露光量400mJ/cmの条件で密着露光した。
【0041】露光後、温度20℃の1%炭酸ナトリウム
水溶液を噴出圧力1kg/cmで噴霧するスプレー現
像を40秒間行い、前記と同様の工程で1.0μmの白
色パターン214を形成した。
【0042】このようにして4色のパターンが形成され
たカラーフィルタの面全体にITO電極3を形成し、実
施例1と同様にして基板1上に形成されたマイクロカプ
セル層16上に、画素電極2と着色パターン211,2
12,213,214との位置を合わせて、貼り合わ
せ、図2に示すような多色表示パネルを得た。
【0043】得られた表示パネルの表示特性を評価した
ところ、いずれのマイクロカプセル中の黒色粒子13と
白色粒子12も、90Vの印加電圧で電界の向きに従
い、両電極間2,3を互い違いに移動し、加法混色によ
る高精細で、高品位、且つ、明るい多色表示を実現する
ことができた。
【0044】<実施例3>実施例1と同様にして作成し
たマイクロカプセル塗工液を、透明ガラス基板1上にア
プリケーターを用いて塗布し、120℃で20分間乾燥
し、膜厚50μmのマイクロカプセル層を得た。図な
お、透明ガラス基板1上には、ITOからなる縦110
μm×横110μmのパターンが20μmの間隔を空け
て繰り返し形成されている画素電極、マトリクス電極、
およびスイッチング素子が設けられている。また、個々
のマイクロカプセル中には、透明分散媒中に分散された
白色粒子および黒色粒子が封入されている。
【0045】次に、実施例1と同様の赤色フォトレジス
ト材料を用い、縦110μm×横110μmのパターン
が縦横方向それぞれ150μmの間隔を空けて繰り返し
形成された遮光膜を有するフォトマスクを用い、図5に
示すように、全面にITO電極が形成された125μm
厚のポリエチレンテレフタラート基材24上に赤色パタ
ーン311を形成した。なお、この赤色パターン形成工
程は、230℃で1時間加熱し、硬膜処理を行う工程
を、10Mradの電子線を照射する工程とする以外
は、実施例1と同様にして行った。
【0046】次に、実施例1と同様の緑色フォトレジス
ト材料を用い、前記マスクを赤色パターン311を形成
した位置から横軸方向に130μm移動させた位置に設
置して露光を行い、同様な工程で緑色パターン312を
形成した。
【0047】また、実施例1と同様の青色フォトレジス
ト材料を用い、前記マスクを赤色パターン311を形成
した位置から縦方向に130μm移動させた位置に設置
して露光を行い、同様な工程で青色パターン313を形
成した。図5において、領域314は、無着色のまま残
された。
【0048】そして、3色の着色パターン311,31
2,313及び無着色の領域314からなるカラーフィ
ルタを、前記マイクロカプセル層上に、画素電極と着色
パターンとの位置を合わせて、貼り合わせ、多色表示パ
ネルを得た。
【0049】得られた表示パネルの表示特性を評価した
ところ、いずれのマイクロカプセル中の黒色粒子と白色
粒子も、130Vの印加電圧で電界の向きに従い両電極
間を互い違いに移動し、加法混色による高精細で、高品
位、且つ、明るくコントラストが良好な多色表示を行う
ことができた。
【0050】以上の実施例では、電気泳動粒子を封入し
たマイクロカプセルを用いた例について説明したが、本
発明は、これに限らず、表面が誘電性液体で覆われた少
なくとも2種類の色領域を有する回転粒子、いわゆるツ
イストボールを用いることも可能である。
【0051】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よると、電界の印加により移動または回転する粒子を分
散媒中に分散した表示体を基板間に配置するとともに、
一方の基板上にカラーフィルタを形成することにより、
高精細で、高い画像品位の多色表示を実現することが可
能な多色表示パネルが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る多色表示パネルの構
成を示す断面図。
【図2】本発明の他の実施形態に係る多色表示パネルの
構成を示す断面図。
【図3】図1に示す多色表示パネルのカラーフィルタの
パターン形状を示す上面図。
【図4】図2に示す多色表示パネルのカラーフィルタの
パターン形状を示す上面図。
【図5】本発明の更に他の実施形態に係る多色表示パネ
ルのカラーフィルタのパターン形状を示す上面図。
【符号の説明】
1・・・透明ガラス基板 2・・・画素電極 3・・・透明電極 4・・・透明ガラス基板 11・・・透明分散媒 12・・・白色粒子 13・・・黒色粒子 14・・・黒色粒子と白色粒子を封入したマイクロカプセ
ル 15・・・バインダ材 16・・・マイクロカプセル層 24・・・ポリエチレンテレフタラート基材 100・・・表示パネル 111・・・赤色パターン 112・・・緑色パターン 113・・・青色パターン 200・・・表示パネル 211・・・赤色パターン 212・・緑色パターン 213・・・青色パターン 214・・・白色パターン 311・・・赤色パターン 312・・・緑色パターン 313・・・青色パターン 314・・・無着色領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大江 靖 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 鈴木 克宏 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも一方が透明な一対の基板間に、
    電界の印加により移動または回転する粒子を含む表示体
    を配置した多色表示パネルにおいて、前記一対の基板の
    少なくとも一方の透明な基板上に、カラーフィルタを形
    成したことを特徴とする多色表示パネル。
  2. 【請求項2】前記表示体は、電気泳動粒子を分散媒中に
    分散させて封入したマイクロカプセルであることを特徴
    とする請求項1に記載の多色表示パネル。
  3. 【請求項3】前記表示体は、白色電気泳動粒子と黒色電
    気泳動粒子とを透明分散媒中に分散させて封入したマイ
    クロカプセルであることを特徴とする請求項1または2
    に記載の多色表示パネル。
  4. 【請求項4】前記表示体は、誘電性液体中に封入され
    た、白色および黒色の表面領域を有する回転粒子である
    ことを特徴とする請求項1に記載の多色表示パネル。
  5. 【請求項5】前記カラーフィルタが複数の着色パターン
    と白色パターンを含むことを特徴とする請求項1〜4の
    いずれかの項に記載の多色表示パネル。
  6. 【請求項6】前記白色パターンの面積は、前記複数の着
    色パターンのうち、最も面積が小さいものと同一又はそ
    れよりも小さいことを特徴とする請求項5に記載の多色
    表示パネル。
  7. 【請求項7】前記カラーフィルタが複数の着色パターン
    と無着色領域を含むことを特徴とする請求項1〜4のい
    ずれかの項に記載の多色表示パネル。
  8. 【請求項8】前記無着色領域の面積は、前記複数の着色
    パターンのうち、最も面積が小さいものと同一又はそれ
    よりも小さいことを特徴とする請求項7に記載の多色表
    示パネル。
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