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JP2010191388A - カラーフィルタ基板の製造方法およびカラー情報表示用パネルの製造方法 - Google Patents

カラーフィルタ基板の製造方法およびカラー情報表示用パネルの製造方法 Download PDF

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JP2010191388A
JP2010191388A JP2009038479A JP2009038479A JP2010191388A JP 2010191388 A JP2010191388 A JP 2010191388A JP 2009038479 A JP2009038479 A JP 2009038479A JP 2009038479 A JP2009038479 A JP 2009038479A JP 2010191388 A JP2010191388 A JP 2010191388A
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Kanji Tanaka
寛治 田中
Shingo Ono
信吾 大野
Hirotaka Yamazaki
博貴 山崎
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Abstract

【課題】インクジェット印刷などの印刷法でもインクを広げることなく精度および効率良くカラーフィルタ基板を製造する方法を提案する。
【解決手段】透明なパネル基板5の一方の面に、凹凸処理を施した熱融着性無色透明フィルム層1を配置し、前記熱融着性無色透明フィルム層の凹凸面上に別色カラーフィルタ32R、32G、32BLを互いに間隙をもって形成した。
【選択図】図4

Description

本発明は、少なくとも一方が透明な対向する2枚の基板間に封入した表示媒体を移動することによって表示されるモノトーン画像等の情報を、観察側基板に設けた別色(R:赤色、G:緑色、BL:青色など)のカラーフィルタでカラー表示するカラー情報表示用パネルに関する。特には、このようなカラー情報表示用パネルの観察側パネル基板として、好適に採用されるカラーフィルタ基板の製造方法、及びカラーフィルタ基板を用いるカラー情報表示用パネルの製造方法に関する。
従来の液晶表示装置(LCD)に代わる情報表示装置を構成する表示パネルとして、帯電粒子電気泳動方式(気体中移動方式および液体中移動方式)表示パネル、表面を半分ずつ2色配置した粒子を回転させる方式の表示パネル等、表示媒体からの反射光にて視認する技術を用いて紙に描かれたものを見るような視認性が得られる薄いシート状の表示パネルが提案されている。このような情報表示用パネルは、液晶表示パネルと比較すると、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、電子ペーパーと呼ばれる次世代の情報表示装置への展開が期待されている。そして、最近では、帯電粒子を分散粒子として分散液とともにマイクロカプセルに封入し、これを対向する基板間に配置した構成の液体中電気泳動方式や、帯電性粒子を含んだ粒子群として構成した表示媒体を対向する基板間の気体中空間に配置した構成の帯電粒子気体中移動方式が提案され期待が寄せられている。
例えば、特許文献1は、少なくとも一方が透明な対向する2枚の基板間に形成された気体中空間に、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した、互いに帯電特性が異なる白色表示媒体および黒色表示媒体を封入し、観察側基板に配置したカラーフィルタを介して、白色表示媒体と黒色表示媒体に電界を付与することによって互いに反転移動させて画像等の情報をカラー表示するカラー情報表示用パネルを開示する。
特開2007−322782号公報
上記特許文献1でカラーフィルタを用いたカラー情報表示用パネルを得るには、透明なパネル基板にカラーインクをインクジェット印刷で印刷してカラーフィルタを形成したり、カラーレジストをフォトリソ法で露光、現像してカラーフィルタを形成したりする方法でカラーフィルタ付きパネル基板(カラーフィルタ基板)を作製する。そして、もう一方の対向基板との間に、粒子群や液晶などの表示媒体を封止する方法がとられていた。
しかしながら、フォトリソ法では工数が多く掛かるという不都合がある。また、インクジェット印刷は簡易に実施できる点で好ましいものの、パネル基板上でインクがはじかれたり、広がったりするので、十分な精度でのカラーフィルタの形成を行えなかった。これにより、隣接する各色カラーフィルタ間に所望の間隙を設けたいといった要請がある場合に、これに応えられないという問題があった。また、カラー情報表示用パネルをより精度よく、また効率的に製造できるカラーフィルタ基板或いはその製造方法についての要請もある。
よって、本発明の主な目的は、上述した問題点を解消して、インクジェット印刷やフレキソ印刷などの印刷法でもインクを広げることなく精度および効率良くカラーフィルタ基板を製造する方法を提供することである。
上記目的は、透明なパネル基板の一方の面に、凹凸処理を施した熱融着性無色透明フィルム層を配置し、前記熱融着性無色透明フィルム層の凹凸面上に別色カラーフィルタを互いに間隙をもって形成したことを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法により達成できる。
また、前記透明なパネル基板の他方の面には透明導電膜が形成してある構造を採用してもよい。また、前記カラーフィルタの上に、無色透明なフィルムを更に重ねて配置した後、熱と共に押し付けることにより前記熱融着性無色透明フィルム層を溶融固化させて、前記無色透明なフィルムを前記カラーフィルタの上に貼り合わせた構造とするのが望ましい。
また、前記熱融着性無色透明フィルム層の凹凸面上に、カラーインクを印刷して前記別色カラーフィルタを形成するのが望ましい。
また、前記熱融着性無色透明フィルム層の凹凸面上に、カラーインクを印刷して、カラーフィルタおよびリブ状遮光材を相互に隙間を有するように形成するようにしてもよい。
また、前記各色カラーフィルタは対応する画素に対して少なくとも1組の対辺の長さを対応する画素の1組の対辺の長さよりも短くすることによって画素の面積よりも小さくするとともに、画素の中央位置となるように配置することにより、カラーフィルタの少なくとも1両側に同じ長さの間隙を有するようにしたとき、カラーフィルタの面積Scfと画素の面積Sdの比Scf/Sdが50%以上となるように設けるのが望ましい。また、凹凸処理を施した前記熱融着性無色透明フィルム層の表面粗さRaを0.1μm〜2μmとするのが望ましい。
上記目的は、カラーフィルタを用いて、少なくとも一方が透明な2枚のパネル基板の対向空間に配置した表示媒体を、電気的に駆動させて情報画像をカラー表示するように構成したカラー情報表示用パネルの製造方法であって、
上記に記載のカラーフィルタ基板の製造方法で製造した前記カラーフィルタ基板を、観察側パネル基板とし、もう一方の背面側パネル基板基板の対向空間に表示媒体を配置後、貼り合せることにより製造することを特徴とするカラー情報表示用パネルの製造方法によっても達成される。
また、上記目的は、カラーフィルタを用いて、少なくとも一方が透明な2枚の基板の対向空間に配置した表示媒体を、電気的に駆動させて情報画像をカラー表示できるカラー情報表示用パネルの製造方法であって、
少なくとも一方が透明な2枚の基板の対向空間に表示媒体が配置されたパネル構造体の観察側透明基板の外側面上に、凹凸処理を施した熱融着性無色透明フィルム層が配置された状態で、前記熱融着性無色透明フィルム層の凹凸面上に別色カラーフィルタを互いに間隙をもって形成し、形成されたカラーフィルタの上に無色透明なフィルムを更に重ねて配置した後、熱と共に押し付けることにより、前記無色透明なフィルムを前記カラーフィルタの上に貼り合わせることを特徴とするカラー情報表示用パネルの製造方法によっても達成される。
また、前記熱融着性無色透明フィルム層の凹凸面上に、カラーインクを印刷して前記カラーフィルタを形成するようにしてもよい。
また、前記熱融着性無色透明フィルム層の凹凸面上に、カラーインクを印刷して、カラーフィルタおよびリブ状遮光材を相互に隙間を有するように形成してもよい。
また、前記各色カラーフィルタは対応する画素に対して少なくとも1組の対辺の長さを対応する画素の1組の対辺の長さよりも短くすることによって画素の面積よりも小さくするとともに、画素の中央位置となるように配置することにより、カラーフィルタの少なくとも1両側に同じ長さの間隙を有するようにしたとき、カラーフィルタの面積Scfと画素の面積Sdの比Scf/Sdが50%以上となるように設けられた構造とするのが望ましい。
また、凹凸処理を施した前記熱融着性無色透明フィルム層の表面粗さRaを0.1μm〜2μmとするのが望ましい。
また、カラーフィルタを用いて、少なくとも一方が透明な2枚のパネル基板の対向空間に配置した表示媒体を、電気的に駆動させて情報画像をカラー表示できるカラー情報表示用パネルであって、上記のいずれかに記載のカラー情報表示用パネルの製造方法によって得るカラー情報表示用パネルによっても、上記目的を達成できる。
前記別色カラーフィルタは、三原色のカラーフィルタまたは三原色と無色透明との4色のカラーフィルタの何れかで構成されるとともに、前記表示媒体が、帯電性を有する白色粒子を含んだ粒子群として構成した白色表示媒体および前記帯電性とは反対の極性となる帯電性を有する黒色粒子を含んだ粒子群として構成した黒色表示媒体の2種類の表示媒体とすることができる。
本発明によれば、カラー情報表示用パネルを構成する透明なパネル基板上に熱融着性無色透明フィルム層を配置し、この熱融着性無色透明フィルム層の表面が凹凸処理されており、この凹凸面にインクジェット印刷、フレキソ印刷等の印刷法でカラーフィルタやリブ状遮光材を形成するので、インクが広がることなく所定の位置に精度よく、所定の間隔をもって別色のカラーフィルタやリブ状遮光材を配置できる。よって、カラー情報表示用パネル用のカラーフィルタ基板を精度良く、効率的に製造できる。
(a)、(b)は本発明の対象となるカラー表示可能な情報表示用パネルの一例となる構成を説明するために示した図である。 (a)、(b)は本発明の対象となるカラー表示可能な情報表示用パネルの他の例となる構成を説明するために示した図である。 (a)、(b)は本発明の対象となるカラー表示可能な情報表示用パネルの更に他の例となる構成を説明するために示した図である。 (a)〜(e)は、カラーフィルタ基板を製造するための一部工程について示した図である。 カラーフィルタを、対応する画素に対して中央位置に小さく配置する場合の好ましい形態について説明するための図である。 カラーフィルタを、対応する画素に対して中央位置に小さく配置する場合の好ましい他の形態について説明するための図である。 カラーフィルタを、対応する画素に対して中央位置に小さく配置する場合の好ましい他の形態について説明するための図である。 カラーフィルタを、対応する画素に対して中央位置に小さく配置する場合の好ましい他の形態について説明するための図である。 カラーフィルタを、対応する画素に対して中央位置に小さく配置する場合で、パネル基板上の熱融着性無色透明フィルム層表面に形成する形態について説明するための図である。 カラーフィルタを、対応する画素に対して中央位置に小さく配置する場合で、パネル基板上の熱融着性無色透明フィルム層表面に形成する形態について説明するための図である。 (a)、(b)は、本発明が適用されるパネル基板の形態例について示した図である。 作製したカラーフィルタ基板をカラー情報表示用パネルの観察側パネル基板5に適用する場合の形成例を示した図である。 パネル構造体の観察側パネル基板に、本発明を適用する場合の形成例を示した図である。 パネル基板の上に熱融着性無色透明フィルム層を配置する際に採用可能な工程例について示した図である。 パネル基板の上に熱融着性無色透明フィルム層を配置する際に採用可能な他の工程例について示した図である。
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。本発明は、電子ペーパーなどとして好適に利用される情報表示用パネルを製造する際に、その構造体の一部として組付けされるカラーフィルタ基板の製造方法にかかるものである。発明の理解を容易とするため、先ず、発明の対象となるカラー表示可能なカラー情報表示用パネルの一例を図1(a)、(b)〜図3(a)、(b)に基づき説明する。
図1(a)、(b)に示す例では、3個の画素で1表示単位を構成するカラー表示の例を示している。図1(a)、(b)に示す例では、表示媒体を収納するセルと画素とを対応させ、表示媒体としてはセル31−1〜31−3のすべてに、少なくとも光学的反射率と帯電性とを有する粒子を含んだ粒子群として構成した2種類の表示媒体(負帯電性白色粒子23Waを含んだ粒子群として構成した白色表示媒体23Wと正帯電性黒色粒子23Baを含んだ粒子群として構成した黒色表示媒体23B)を充填してある。
第1のセル31−1の観察者側に赤色カラーフィルタ32Rを設け、第2のセル31−2の観察者側に緑色カラーフィルタ32Gを設け、第3のセル31−3の観察者側に青色カラーフィルタ32BLを設けている。ここでは、第1のセル31−1、第2のセル31−2および第3のセル31−3の3個のセルが対応した3画素で1表示単位(1ドット)を構成している。この例では、観察者側となる透明なパネル基板5に設けた透明導電膜による電極26(ライン電極)と背面側の基板21に設けた電極25(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、表示媒体を基板5、21間で垂直方向に移動させる。画素電極対と各色カラーフィルタとは1対1に対応させている。
そして、図1(a)に示すように、観察者側に、すべての画素において白色表示媒体23Wを移動することで、観察者に対し白色ドット表示を行ったり、図1(b)に示すように、観察者側に、すべての画素において黒色表示媒体23Bを移動することで、観察者に対し黒色ドット表示を行ったりしている。画素位置にある表示媒体の移動のさせ方で多色カラードット表示を行うことができる。なお、セルは四方に配置した隔壁24によって画定されているが、図1(a)、(b)においては手前にある隔壁は省略している。このセルを形成するための隔壁は設けない構成とすることもできる。また、画素とセルが対応しないように隔壁を設けてもよい。
ここで、図1(a)、(b)の観察側のパネル基板5上に設定してある上記別色カラーフィルタ32(32R、32G、32BLを色区別しないときは、単に32で示す)は、後述するように、熱融着性無色透明フィルム層1の凹凸処理を施した面に印刷で形成した後、別の無色透明フィルム3を、形成したカラーフィルタの保護層として設けた例を示している。
本実施例では、透明なパネル基板5上に熱融着性無色透明フィルム層1を配置して、この上にカラーフィルタ32が形成された状態でカラーフィルタ基板41の基本を構成する。だだし、図1及び以下の図2、図3で示すカラーフィルタ基板41の上面には、カラーフィルタの保護層となる無色透明なフィルム3を具備するより好ましい構造のカラーフィルタ基板41を示している。この場合、加熱により一旦溶融した熱融着性無色透明フィルム層1が固化することにより、別色カラーフィルタ32を内部に埋設する状態でパネル基板5と外側の保護層となるフィルム3とが一体化される。
本発明は、印刷によりカラーフィルタやリブ状遮光材を形成したときに、インクを広げることなくカラーフィルタ基板を製造するものである。この点ついては、図2及び図3に基づいて、他の情報表示用パネル構造例を説明した後に詳述する。カラーフィルタおよびリブ状遮光材は、無色透明な熱融着性フィルム層に形成した凹凸面上にインクジェット法、フレキソ法などの印刷を用いて形成する。各色のカラーフィルタは対応する画素に対して中央位置となるように、かつ、画素よりも小面積となるように形成する。リブ状遮光材は、カラーフィルタ同士の間隙となる位置に、カラーフィルタとは隙間をもって形成する。カラーフィルタおよびリブ状遮光材を形成する順番は、カラーフィルタを形成後にリブ状遮光材を形成しても良いし、リブ状遮光材を形成後にカラーフィルタを形成しても良いし、カラーフィルタおよびリブ状遮光材を同時に形成しても良い。本発明ではカラーフィルタと遮光材とを同じ層に配置することができる。
図2(a)、(b)で例示するカラー情報表示用パネルも、3個の画素で1表示単位を構成するカラー表示する場合を示している。すなわち、図2(a)、(b)に示す例でも、表示媒体を収納するセルと画素とを対応させ、表示媒体としてはセル31−1〜31−3のすべてに、少なくとも光学的反射率と帯電性とを有する粒子を含んだ粒子群として構成した2種類の表示媒体(負帯電性白色粒子23Waを含んだ粒子群として構成した白色表示媒体23Wと正帯電性黒色粒子23Baを含んだ粒子群として構成した黒色表示媒体23B)を充填してある。第1のセル31−1の観察者側に赤色カラーフィルタ32Rを設け、第2のセル31−2の観察者側に緑色カラーフィルタ32Gを設け、第3のセル31−3の観察者側に青色カラーフィルタ32BLを設け、第1のセル31−1、第2のセル31−2および第3のセル31−3の3個のセルが対応した3画素で1表示単位(1ドット)を構成している。
ただし、本例では、透明な基板5に設けた電極26(共通電極)と背面側の基板21に設けた電極25(TFT(薄膜トランジスタ)付き画素電極)とで構成した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、表示媒体を基板5、21間で垂直方向に移動させる。画素電極対と各色カラーフィルタとは1対1に対応させている。そして、図2(a)に示すように、観察者側に、すべての画素において白色表示媒体23Wを移動することで、観察者に対し白色ドット表示を行ったり、図2(b)に示すように、観察者側に、すべての画素において黒色表示媒体23Bを移動することで、観察者に対し黒色ドット表示を行ったりしている。画素位置にある表示媒体の移動のさせ方で多色カラードット表示が行える。なお、図2(a)、(b)においても手前にある隔壁は省略している。このセルを形成するための隔壁は設けない構成とすることもできる。また、画素とセルが対応しないように隔壁を設けてもよい。
更に、図3は2枚のパネル基板間にマイクロカプセル(MC)を配置して構成してある他の情報表示用パネル構造例を、図1、図2と同様に示した図である。マイクロカプセル(MC)内に絶縁液体とともに帯電性の白色粒子群23Waと黒色粒子群23Baとが表示媒体として封入されている。図3(a)、(b)で例示するカラー情報表示用パネルも、3個の画素で1表示単位を構成するカラー表示する場合を示し、透明な基板5に設けた電極26(共通電極)と背面側の基板21に設けた電極25(TFT(薄膜トランジスタ)付き画素電極)とで構成した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、電気泳動方式でマイクロカプセルMC内の表示媒体を基板5、21間で垂直方向に移動させる。
そして、図3(a)に示すように、観察者側に、すべての画素において白色表示媒体23Wを移動することで、観察者に対し白色ドット表示を行ったり、図3(b)に示すように、観察者側に、すべての画素において黒色表示媒体23Bを移動することで、観察者に対し黒色ドット表示を行ったりしている。画素位置にある表示媒体移動のさせ方で多色カラードット表示が行える。
上記カラーフィルタ基板41で採用される透明なパネル基板5の素材については、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。基板材料を例示すると、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)、ポリエチレン(PE)、アクリルなどの透明な樹脂シートやガラスシート、石英シートが挙げられる。
そして、パネル基板5の厚さは、10〜1000μmの範囲で、好ましくは10〜500μmの範囲で、さらに好ましくは25〜200μmの範囲で用いる。10μmよりも薄いと、強度およびパネル構造体としたときの基板間の間隔均一性を保ちにくくなり、1000μmより厚いと薄型情報表示用パネルとは言えなくなる不都合がある。特に、カラーフィルタを形成する面がパネルの外側面となる場合には、観察側になる透明パネル基板5の厚さが200μmを超えると、表示媒体をカラーフィルタを介して認識する際に生じる視差が表示画質に影響する不都合がある。
上記のように、熱融着性の無色透明フィルム層1が透明なパネル基板5に配置されており、この熱融着性無色透明フィルム層1上にカラーフィルタを形成してカラーフィルタ基板41としている。パネル基板5上に印刷で別色のカラーフィルタを形成するときに、先に指摘したようにインクの広がりなどがあると、境界が不明瞭となり、表示品質の悪いカラー情報表示用パネルとなってしまう。
そこで、従来の印刷技術を流用してもこのような問題がなく、熱融着性無色透明フィルム層1上に表面凹凸を形成することでカラーフィルタを精度良く配置できる新規な製造方法を採用している。よって、以下では、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法およびカラー情報表示用パネルの製造方法に係る実施形態を、図を参照して詳細に説明する。
図4は、カラーフィルタ基板を製造するための一部工程について示した図である。この工程では、カラー情報表示用パネルの観察側に用いる透明なパネル基板5上に熱融着性無色透明フィルム層1を配置して、このフィルム層1の表面に凹凸処理を施す。図4(a)のように表面に所定の凹凸版が形成してある版ローラRLを回転させながら押し付けることなどで、図4(b)で示すように熱融着性無色透明フィルム層の表面1aに凹凸を形成する。
なお、上記熱融着性透明フィルム層とする材料としては、アクリル樹脂、メタクリル樹脂やエチレン-酢酸ビニル共重合樹脂(EVA樹脂)、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、エチレン-アクリル酸エチル共重合樹脂(EEA樹脂)等が挙げられる。
これらの樹脂は100℃付近で軟化するので、カラーフィルタを形成後、カラーフィルタの上に保護層などとして配置する無色透明なフィルム3に対して、100℃よりも低い熱とともに押し付けることによって貼り合せられるようになるので好ましい
そして、図4(c)で示すように、凹凸面上に印刷で色別にカラーフィルタ32(例えば32R、32G、32BL)を形成して、カラーフィルタ基板41を作製する。熱融着性フィルム層1の表面1aに、適度な表面粗さの凹凸を設けることで、印刷用インクがはじかれる状態を抑制できる。これにより透明パネル基板5の上に所定のサイズのカラーフィルタ同士を接近して間隙をもって配置できるので、例えばインクジェット印刷のようにインクがはじかれ易い印刷法を採用できる。よって、図4で示す製造法によれば製造効率を高めつつ、カラーフィルタを高精度に形成することができる。フレキソ印刷についても同様に採用できる。
熱融着性無色透明フィルム層1の表面への凹凸処理では表面粗さRaが0.1μm〜2μmの範囲となるように調整すると、印刷用インクがはじかれることなくフィルム層上に印刷されるので所定の形状で所定のサイズのカラーフィルタを形成できる。特に、インクジェット印刷のようにインクがはじかれやすく印刷しにくい印刷法で形成する場合の印刷性を高めるのに効果的である。表面粗さRaが0.1μmより小さくても、表面粗さRaが2μmより大きくても、インクのはじかれを防止する効果が小さくなる。
そして、図4(d)で示すようにカラーフィルタ32の上に保護層となる透明フィルム3を配置したカラーフィルタ基板41とするのが望ましい。これにより観察側のパネル基板5の層構造が整う。最後に、保護用透明フィルム3とパネル基板5とを熱と共に押し付けると、熱融着性フィルムである層1が溶融固化して接着剤と同様の作用によりパネル基板55の上に形成されたカラーフィルタ層を被覆するように透明フィルム3を貼り合わることができるので図4(e)で示すように、カラー情報表示用パネルに用いるカラーフィルタ基板41を製造することができる。
なお、ここで示すのはカラーフィルタ基板41をパネル基板5の外側に配置する構成例で、図1〜図3で示した構造例のカラー情報表示用パネルとする場合である。このような構造では、パネル基板の厚さは25μm〜200μm、好ましくは、25μm〜100μmである。25μmよりも薄いと、パネル構造にする際に取り扱いにくくなる不都合があり、200μmよりも厚いと、表示媒体からの反射光を視認する際の視差が大きくなるため隣接カラーフィルタ色との混色が発生しやすくなる不都合がある。
熱融着性の無色透明なフィルム層1上に形成するカラーフィルタについて説明する。カラーフィルタは、例えば三原色のカラーフィルタまたは三原色および無色透明のカラーフィルタで構成され、少なくとも色の異なるカラーフィルタ間には隙間が設けられる。そして、カラーフィルタ基板41において、カラーフィルタ32がパネル基板5の外側に配置される構成の場合は、観察側のパネル基板の厚さを上記のように25μm〜200μmとし、画素よりも小面積のカラーフィルタとすることが好ましい。
さらに、各色のカラーフィルタを、対応する画素に対して少なくとも1組の対辺の長さを対応する画素の1組の対辺の長さよりも短くすることによって画業の面積よりも小さくするとともに、画素の中央位置となるように配置することにより、カラーフィルタの少なくとも1両側に同じ長さの間隙を有するようにしたとき、カラーフィルタの面積Scfと画素の面積Sdの比Scf/Sdが50%以上となるように設けるのが好ましい。これによって、表示画面を斜め方向から見た場合でも混色のない表示状態を得ることができる。更に、図を参照して説明する。
図5(a)〜(c)に示す例において、図5(a)はカラー情報表示用パネルにおける1表示単位の平面を示し、図5(b)は図5(a)におけるA−A線に沿った断面を示し、図5(c)は図5(a)におけるB−B線に沿った断面を示している。本例では、隔壁24で形成した4個のセルを4個の画素と1対1に対応させ、4個の画素で1表示単位を構成した例を示している。
ここではライン電極25、26を直交交差させて形成した1個の電極対と熱融着性無色透明フィルム層1に形成したカラーフィルタ32とを対応させている。熱融着性無色透明フィルム層1に形成した各色カラーフィルタ(32R、32G、32BL)の面積は1画素面積(L1×L2)より小さくしてある。そして、図5(a)に示すように、カラーフィルタ32は対応する画素に対して中央位置となるように配置され、相互に対応する四角形の1辺L(L1またはL2)における画素とカラーフィルタとの間隙をt0(t0−1またはt0−2)とし、カラーフィルタは対応する画素に対して2組の対辺の長さを対応する画素の2組の対辺の長さよりも短くすることによって画素の面積よりも小さくするとともに、画素の中央位置となるように配置することにより、カラーフィルタの2つの両側に同じ長さの間隙(t0−1およびt0−2)を有するようにして、カラーフィルタの面積Scfと画素の面積Sdの比Scf/Sdが50%以上となるように設けてある。この例では、t0−1とt0−2とを同じ長さに設けてある。また、熱融着性無色透明フィルム層に形成した各色カラーフィルタの面積は画素面積(L1×L2)よりも小さくしている。
このようにライン電極25、26を直交交差させて形成した1個の電極対とカラーフィルタ基板41上の各色カラーフィルタ32R、32G、32BLとを対応させている。そして、ライン電極26を有する表示面側パネル基板5側に隔壁24を形成し、隔壁24と背面側パネル基板21とを接着剤27で接合している。
なお、図5で示すはカラー情報表示用パネルは、ITO膜をパターニングした透明のライン電極により形成され、透明基板5の反対面に熱融着性無色透明フィルム層1を設けてその表面に表面粗さRaが0.1μm〜2μmの範囲で凹凸を形成し、その凹凸面上にカラーインクをインクジェット印刷法で配置後、インクを固化させてカラーフィルタ32を得ている。また、カラーフィルタの上に保護層となる無色透明なポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)3を載せた後、熱とともに押し付けて、熱融着性無色透明フィルム層を溶融固化させてPETフィルム3を透明パネル基板に貼り合わせてある。
図6は、図5と同様にカラー情報表示用パネルついて示し、図6(a)はカラー情報表示用パネルにおける1表示単位の平面を示し、図6(b)は図6(a)におけるA−A線に沿った断面を示し、図6(c)は図6(a)におけるB−B線に沿った断面を示している。本例でも、隔壁24で形成した4個のセルを4個の画素と1対1に対応させ、4個の画素で1表示単位の例を示している。
図5で示すカラー情報表示用パネルはカラーフィルタ基板41側に隔壁24を形成した場合の例であるに対して、図6は背面基板21側に隔壁24を形成した場合である。図6における他の構成は、図5で説明したと同様である。
次に、図7(a)および(b)に示す例において、図7(a)はカラー情報表示用パネルにおける1表示単位の平面を示し、図7(b)は図7(a)におけるA−A線に沿った断面を示している。本例は画素用電極となるライン電極と平行にストライプ状のカラーフィルタ32を形成した例である。この場合、カラーフィルタは対応する画素に対して1組の対辺の長さを対応する画素の1組の対辺の長さよりも短くすることによって画素の面積よりも小さくするとともに、画素の中央位置となるように配置することにより、カラーフィルタの1つの両側に同じ長さの間隙(t0−1)を有するようにして、カラーフィルタの面積Scfと画素の面積Sdの比Scf/Sdが50%以上となるように設けてある。この例では、パネル基根5に形成した各色カラーフィルタの面積は画素面積(L1×L2)よりも小さくしている。
次に、図8(a)および(b)に示す例において、図8(a)はカラー情報表示用パネルにおける1表示単位の平面を示し、図8(b)は図8(a)におけるA−A線に沿った断面を示している。本例の場合も、図7で示す情報表示用パネルと同様に、画素用電極となるライン電極と平行にストライプ状のカラーフィルタ32を形成した例である。この場合、カラーフィルタは対応する画素に対して1組の対辺の長さを対応する画素の1組の対辺の長さよりも短くすることによって画素の面積よりも小さくするとともに、画素の中央位置となるように配置することにより、カラーフィルタの1つの両側に同じ長さの間隙(t0−1)を有するようにして、カラーフィルタの面積Scfと画素の面積Sdの比Scf/Sdが50%以上となるように設けてある。この例では、パネル基根5に形成した各色カラーフィルタの面積は画素面積(L1×L2)よりも小さくしている。
そして、図8の例では、カラーフィルタ32と共にリブ状の遮光材(ここでは、黒色遮光材28)が形成されている。黒色遮光材28は1組の三原色カラーフィルタの間に存在するようにして、カラーフィルタ32と黒色遮光材28とが同じ面内で相互に隙間を有するように配置してある。これにより、表示画面をより鮮明で、きれいに表示する情報表示用パネルにできる。ここでは、一例として黒色の遮光材を採用した場合を例示したが、必要に応じて他色の遮光材を適宜に採用することができる。
また、カラーフィルタ基板41においては、前述とは逆に、カラーフィルタ32がパネル基板5の内側に配置される構成でもよく、この場合には、パネル基板5上の熱融着性無色透明フィルム層表面に形成したカラーフィルタの上に、透明な導電膜付きの透明フィルムを、導電膜が形成されていない方の面をカラーフィルタに対向させて重ね合わせた後、導電膜付きフィルムとパネル基板5とを熱とともに押し付けると熱融着性フィルム層1が溶融固化して接着剤と同様の作用によりパネル基板5の上に形成したカラーフィルタ層の上に導電膜付きフィルムを貼り合わせることができる。さらに、カラーフィルタは対応する画素に対して1組の対辺の長さを対応する画素の1組の対辺の長さよりも短くすることによって画業の面積よりも小さくするとともに、画素の中央位置となるように配置することにより、カラーフィルタの1つの両側に同じ長さの間隙(t0−1)を有するようにして、カラーフィルタの面積Scfと画素の面積Sdの比Scf/Sdが50%以上となるように設けるのが好ましい。
このとき、導電膜付きフィルムの厚さを25μm〜200μmとすると、斜めから観察した場合に視差を小さくできるので好ましい。更に、図を参照して説明する。
図9(a)および(b)に示す例において、図9(a)はカラー情報表示用パネルにおける1表示単位の平面を示し、図9(b)は図9(a)におけるA−A線に沿った断面を示している。本例は画素用電極となるライン電極と平行にストライプ状のカラーフィルタ32を形成した例である。この場合、カラーフィルタは対応する画素に対して1組の対辺の長さを対応する画素の1組の対辺の長さよりも短くすることによって画素の面積よりも小さくするとともに、画素の中央位置となるように配置することにより、カラーフィルタの1つの両側に同じ長さの間隙(t0−1)を有するようにして、カラーフィルタの面積Scfと画素の面積Sdの比Scf/Sdが50%以上となるように設けてある。この例でも、熱融着性無色透明フィルム層に形成した各色カラーフィルタの面積は画素面積(L1×L2)よりも小さくしている。
図9はカラーフィルタ32がパネル基板5の内側に配置される構造であるが、そのために透明PETフィルム29が配置された上に熱融着性無色透明フィルム層1が存在する形態となる。
次に、図10(a)および(b)に示す例において、図10(a)はカラー情報表示用パネルにおける1表示単位の平面を示し、図10(b)は図10(a)におけるA−A線に沿った断面を示している。本例の場合も、図9で示す情報表示用パネルと同様に、画素用電極となるライン電極と平行にストライプ状のカラーフィルタ32を形成した例である。この場合、カラーフィルタは対応する画素に対して1組の対辺の長さを対応する画素の1組の対辺の長さよりも短くすることによって画素の面積よりも小さくするとともに、画素の中央位置となるように配置することにより、カラーフィルタの1つの両側に同じ長さの間隙(t0−1)を有するようにして、カラーフィルタの面積Scfと画素の面積Sdの比Scf/Sdが50%以上となるように設けてある。この例でも、熱融着性無色透明フィルム層に形成した各色カラーフィルタの面積は画素面積(L1×L2)よりも小さくしている。
そして、図10の例では、カラーフィルタ32と共にリブ状の遮光材(ここでは、黒色遮光材28)が形成されている。黒色遮光材28は1組の三原色カラーフィルタの間に存在するようにして、カラーフィルタ32と黒色遮光材28とが同じ面内で相互に隙間を有するように配置してある。これにより、表示画面をより鮮明で、きれいに表示する情報表示用パネルにできる。
本発明の対象となるカラー表示可能な情報表示用パネルの好適例としては、R:赤色、G:緑色、BL:青色、または、C:シアン色、M:マゼンタ色、Y:黄色の各3色のカラーフィルタを各画素に配置し、この3画素をもって、3×1の画素配列で表示単位画素を構成する、あるいは、この3画素と隣接する別の、カラーフィルタを配置しない1画素との4画素をもって、表示単位画素を構成し、2×2の画素配列あるいは4×1の画素配列とすることができる。
なお、熱融着性の無色透明なフィルム層1を透明なパネル基板5上に配置後、このパネル基板5を50℃よりも低温で、平板状やローラ状の熱プレスを用いてフィルム層1表面の凹凸処理をしてもよい。また、熱融着性の無色透明なフィルム層1を、2枚のパネル基板の対向空間に表示媒体が配置された状態となっているパネル構造体の透明なパネル基板の外側面上に配置後、このパネル構造体を50℃よりも低温で、平板状やローラ状の熱プレス版を用いてフィルム層1表面の凹凸処理をしてもよい。
本発明が適用されるパネル基板は、種々の形態とすることができる。この形態例を、図を参照して説明する。図11(a)、(b)は、パネル基板5の形態例について示した図である。上記のように、パネル基板5の一方の面には凹凸処理を施した熱融着性無色透明のフィルム層1が配置されているが、反対側となる他方の面には適宜の形状に形成した透明導電膜で透明電極26を形成しておいてもよい。カラーフィルタ32はパネル構造体とした時の画素位置に合わせて画素よりも小面積サイズで形成する。
観察側パネル基板に設ける透明電極26としては、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム、亜鉛ドープ酸化インジウム(IZO)、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)、アンチモン錫酸化物(ATO)、導電性酸化錫、導電性酸化亜鉛等の透明導電金属酸化物類、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の透明導電性高分子類を挙げることができる。
また、透明電極26に対向して配置する背面側基板に設ける電極としては、酸化インジウム錫(ITO)、酸化インジウム、亜鉛ドープ酸化インジウム(IZO)、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)、アンチモン錫酸化物(ATO)、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、ポリチオフェン等の導電性高分子類や、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム等の金属や、これらの金属を主成分とする合金が挙げられる。背面側基板に設ける電極は透明であってもよいし、透明でなくても良い。
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金属箔(例えば圧延銅箔)をラミネートする方法、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。パターン形成可能で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、表示面側電極厚みは、導電性が確保でき光透過性に支障がなければ良く、0.01〜10μmが好ましく、0.05〜5μmがより好ましい。また、背面側電極厚みは、導電性が確保できれば良く、0.01〜10μmが好ましく、0.05〜5μmがより好ましい。
観察側基板に設ける電極として好適な透明な金属酸化物で構成した導電性材料は、金属材料に比べて可とう性が小さい。金属酸化物を用いて観察側基板に電極を設ける場合には、透明電極材中での断線防止のため、金属細線と併用することが好ましい。この金属細線の幅は、1μm〜10μmとすれば表示視認性の妨げとならないので好ましい。背面側基板に設ける電極は光透過性を考慮する必要がないので電気抵抗が小さく、可とう性にも優れた前記金属材料が好適に用いられる。また、背面側電極厚みは電気抵抗および生産性、コストの観点から、0.01〜10μmに設計される。
図12は、作製したカラーフィルタ基板をカラー情報表示用パネルの観察側パネル基板5に適用する場合の形成例を示した図である。(a)は観察側となる透明なパネル基板5に隔壁24を形成した場合の例であり、(b)は反対側となる背面基板21に隔壁24を形成した場合の例である。
更に、図13は2枚の基板の対向空間に表示媒体が配置されてカラー情報表示用パネルとなる直前の構造体(これをパネル構造体PSと称する)の観察側パネル基板5に、本発明を適用する場合の形成例を示した図である。
1−(a)〜1−(c)の工程は、パネル基板5上に配置したフィルム層1に凹凸処理してカラーフィルタ32を印刷した後に、保護用の透明フィルム3を配置して平板熱プレスあるいは熱ローラプレスして、熱融着性フィルム(フィルム層1)を介して一体化したカラーフィルタ基板41を上部に備えるカラー情報表示用パネルCDPが製造される。ここで示す工程の1−(b)ではパネル基板5の上にのみに熱融着性フィルム層1が配備される。2−(a)〜2−(c)の工程も上記と同様であるが、2−(b)ではパネル基板5の上及びフィルム3の下側にも熱融着性フィルム層1が配備されている。
以上のように、本発明が適用されるカラー情報表示用パネルのパネル基板には、種々の形態(状態)であってよい。
図14は、パネル基板5の上に上記フィルム層1(熱融着性無色透明フィルム層)を配置する際に採用可能な工程例について示した図である。
図14は剥離フィルムDPに所定の表面粗さで凹凸面DPaを形成して、この凹凸をフィルム層1(熱融着性無色透明フィルム層)に転写して表面1aに凹凸処理を施す処理を含む工程例を示している。剥離フィルムDPを準備して、表面凹凸を有するローラ型プレスRLの間を通して表面に凹凸面DPaを形成しておき、この凹凸面DPa上に後からフィルム層1を配置する(図14(c))。そして、図14(d)で示すようにパネル基板5上にフィルム層1を有した剥離フィルムDPを配置して、(e)で示すように剥離フィルムDPを剥がせば表面1aに凹凸処理が施されたフィルム層1が形成されたパネル基板とするこができる。
図15は、図14と同様に剥離フィルムDPを介してフィルム層1の表面1aに凹凸を形成する場合を例示しているが、フィルム層1が配置されるパネル基板5側の形態が異なっている。図15では、パネル構造体PSのパネル基板5上にフィルム層1が配置され(図15(d))、その後に(e)で示すように剥離フィルムDPを剥がせば表面1aに凹凸処理が施されたフィルム層1を備えたパネル構造体PSとすることができる。
以上、カラーフィルタ基板の製造方法を図に基づいて説明した。このような優れた製造方法により製造されるカラーフィルタ基板を、図1〜図3などで示すカラー情報表示用パネルに組込むことで製造効率を向上させつつ、表示機能にも優れたカラー情報表示用パネルとして提供できる。すなわち、前述したカラーフィルタ基板の製造方法で製造されるカラーフィルタ基板を、観察側パネル基板とし、もう一方の背面側パネル基板との対向空間に表示媒体を配置した構成により表示性能の高いカラー情報表示用パネルを製造できる。
以下、更に、本発明に係るカラー情報表示用パネルの好ましい構造をより具体的について説明する。
なお、観察側のパネル基板は、透明ガラス基板や透明樹脂フィルム基板であって、樹脂材料としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)、トリアセチルセルロース(TAC)などが好適に用いられる。パネル基板の外側面にカラーフィルタを配置する場合は、パネル基板の厚さが大きいと正面から観察した場合と、斜めから観察した場合とで生じる視差が表示画質に影響するようになるので、その厚さは25μm〜200μmの範囲、より好ましくは25μm〜100μmの範囲とする。パネル基板の内側面にカラーフィルタを配置する場合は汎用の700μm厚のガラス基板も好適に用いることができる。薄型の情報表示用パネルとするために、25μm〜2000μmの範囲で好ましく用いられる。
また、カラーフィルタの保護層としてパネル基板の最外層に配置する無色透明フィルムは、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルサルフォン(PES)トリアセチルセルロース(TAC)などの樹脂シートやガラスシートが好適に用いられ、その厚さも特に制限はない。パネル基板の内側面に形成したカラーフィルタの上に導電膜付きの無色透明フィルムとして貼り合わせる無色透明フィルムは厚さが大きいと正面から観察した場合と、斜めから観察した場合とで生じる視差が表示画質に影響するようになるので、その厚さは25μm〜200μmの範囲、より好ましくは25μm〜100μmの範囲とするのが好ましい。
<実施例> 以下で説明する実施例で作製したカラーフィルタの面積Scfは、いずれも、画素の面積Sdに対して小面積のカラーフィルタとした。カラーフィルタをフレキソ印刷法で形成する場合、RGB3色のカラーフィルタをストライプ状に配置した構成とし、各色のストライプ状カラーフィルタは連続に形成して、両側に間隙を持たせて画素の面積Sdの50%の面積でカラーフィルタを形成した。カラーフィルタをインクジェット印刷法で形成する場合は、RGB3色のカラーフィルタ配置部分およびカラーフィルタを配置しない部分(無色透明部分:Tと表記する)を画素に合わせて2×2の配列で配置した構成とし、RGBT各色のカラーフィルタはドット状に形成して、左右上下の両側に間隙を持たせて画素の面積Sdの50%の面積でカラーフィルタを形成した。
(実施例1)
厚さ125μmの透明なポリエチレンテレフタレートフィルム製パネル基板(PETフィルム)に、厚さ5μmのエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA樹脂)膜を形成した。次に、このエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA樹脂)膜付きPETフィルムを、表面粗さRaが1μmの表面凹凸を有するローラ版を用いて、ローラには熱を掛けないでプレスして、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA樹脂)膜上に表面粗さRaが1μmの表面凹凸を形成した。この上にカラーフィルターインクを、ピクセル画素に対応する所定の位置に、インクジェット方式で印刷して、赤(R)、青(B)、緑(G)の3色のカラーフィルタを順次形成してカラーフィルタを作製した。なお、インク滴は6〜30ピコリットルに制御してカラーフィルターインクを配置した後、インクを硬化させてカラーフィルタを形成した。カラーフィルタの面積Scfは、画素の面積Sdに対して50%となるようにして画素よりも小面積のカラーフィルタとした。カラーフィルターインクには、光硬化型カラーフィルターインクを用いた。インクの主成分となるアクリル系モノマーには、共栄社(株)のDCP−A(ジメチロールシクロデカンジ7クリレート)を用いた。インク硬化剤は、光開始剤であるチバスペシャリティケミカルズのイルガキュア184を用いた。カラーフィルタの厚さは、1.5μmとなるように調整した。
(実施例2)
厚さ200μmの透明なポリエチレンテレフタレートフィルム製パネル基板(PETフィルム)に、厚さ5μmのエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA樹脂)膜を形成した。次に、このエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA樹脂)膜付きPETフィルムを、表面粗さRaが1μmの表面凹凸を有するローラ版を用いて、ローラには熱を掛けないでプレスして、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA樹脂)膜上に表面粗さRaが1μmの表面凹凸を形成した。この上にカラーフィルターインクを、ピクセル画素に対応する所定の位置に、フレキソ(凸版)印刷法で配置し、硬化させてカラーフィルタを作製した。カラーフィルタの面積Scfは、画素の面積Sdに対して80%となるようにして画素よりも小面積のカラーフィルタとした。紫外線硬化型のフレキソインクに、それぞれ赤、青、緑の顔料を分散させることで、光硬化型のカラーフィルターインクとした。硬化剤とする光開始剤にはチバスペシャリティケミカルズのイルガキュア184を用いた。このR、G、B各色のフレキソインクを用いて、順次ストライプ状のカラーフィルタを印刷した。アニロックスロールには500線のものを使用し、カラーフィルタの厚さは、1.5μmとなるように調整した。
(実施例3)
厚さ200μmの透明なガラス製パネル基板に、厚さ5μmのエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA樹脂)膜を形成した。次に、このエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA樹脂)膜付きガラス基板を、表面粗さRaが1μmの表面凹凸を有するローラ版を用いて、ローラには熱を掛けないでプレスして、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA樹脂)膜上に表面粗さRaが1μmの表面凹凸を形成した。この上にカラーフィルターインクを、ピクセル画素に対応する所定の位置に、インクジェット方式で印刷して、赤(R)、青(B)、緑(G)の3色のカラーフィルタを順次形成してカラーフィルタを作製した。なお、インク滴は6〜30ピコリットルに制御してカラーフィルターインクを配置した後、インクを硬化させてカラーフィルタを形成した。カラーフィルタの面積Scfは、画素の面積Sdに対して96%となるようにして画素よりも小面積のカラーフィルタとした。カラーフィルターインクには、光硬化型カラーフィルターインクを用いた。インクの主成分となるアクリル系モノマーには、共栄社(株)のDCP−A(ジメチロールシクロデカンジ7クリレート)を用いた。インク硬化剤は、光開始剤であるチバスペシャリティケミカルズのイルガキュア184を用いた。カラーフィルタの厚さは、1.5μmとなるように調整した。
(実施例4)
厚さ200μmの透明なガラス製パネル基板に、厚さ5μmのエチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA樹脂)膜を形成した。次に、このエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA樹脂)膜付きガラス基板を、表面粗さRaが1μmの表面凹凸を有するローラ版を用いて、ローラには熱を掛けないでプレスして、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA樹脂)膜上に表面粗さRaが1μmの表面凹凸を形成した。この上にカラーフィルターインクを、ピクセル画素に対応する所定の位置に、フレキソ(凸版)印刷法で配置し、硬化させてカラーフィルタを作製した。カラーフィルタの面積Scfは、画素の面積Sdに対して65%となるようにして画素よりも小面積のカラーフィルタとした。紫外線硬化型のフレキソインクに、それぞれ赤、青、緑の顔料を分散させることで、光硬化型のカラーフィルターインクとした。硬化剤とする光開始剤にはチバスペシャリティケミカルズのイルガキュア184を用いた。このR、G、B各色のフレキソインクを用いて、順次ストライプ状のカラーフィルタを印刷した。アニロックスロールには500線のものを使用し、カラーフィルタの厚さは、1.5μmとなるように調整した。
実施例1、2、3、4で作製したカラーフィルタ基板を観察側パネル基板とした情報表示用パネルを作製して、カラー画像によるテストパターンを表示させ、その表示状態を目視観察して評価した。評価に用いた情報表示用パネルはいずれも、観察側パネル基板と同じ背面側パネル基板とし、ITOストライプ電極を対向直交交差させて形成した電極対から電界を付与することでパッシブ駆動させるドットマトリックス型として作製した。セルに配置した黒色表示媒体とする黒色粒子群および白色表示媒体とする白色粒子群は以下のものを用い、セル内に双方を等量ずつ、合わせて25%の体積占有率となるように配置した。
(黒色粒子群:K1)
ポリメチルペンテンポリマ(TPX−R18:三井化学社製)100重量部と、着色剤としてカーボンブラック(スペシャルブラック4:デグッサ社製)5重量部と、正帯電の荷電制御剤としてニグロシン化合物(ボントロンNO7:オリエント化学製)3重量部、とを2軸混錬機により溶融混錬し、ジェットミル(ラボジェットミルIDS−LJ型:日本ニューマチック(株)製)で細かく粉砕し、分級機(MDS−2:日本ニューマチック工業)を用いて分級し、溶融球状化装置(MR−10:日本ニューマチック工業)を用いて溶融球状化し、平均粒子径が、9.2μmの正帯電の黒色粒子群を得た。
(白色粒子群:W1)
ポリメチルペンテンポリマ(TPX−R18:三井化学社製)100重量部と、着色剤として二酸化チタン(タイペークCR−90:石原産業社製)100重量部と、負帯電の荷電制御剤としてフェノール系縮合物(ボントロンE89:オリエント化学製)5重量部とを2軸混錬機により溶融混錬し、ジェットミル(ラボジェットミルIDS−LJ型:日本ニューマチック(株)製)で細かく粉砕し、分級機(MDS−2:日本ニューマチック工業)を用いて分級し、溶融球状化装置(MR−10:日本ニューマチック工業)を用いて溶融球状化し、平均粒子径が、9.5μmの負帯電の白色粒子群を得た。
(実施例5)
厚さ125μmの透明なポリエチレンテレフタレートフィルム(PETフィルム)をパネル基板として構成されたパネル構造体(情報表示用パネル前駆体)の観察側パネル基板の上に、厚さ5μmのエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA樹脂)膜を形成した。次に、このエチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA樹脂)膜付きPETフィルム製パネル構造体を、表面粗さRaが1μmの表面凹凸を有するローラ版を用いて、ローラには熱を掛けないでプレスして、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂(EVA樹脂)膜上に表面粗さRaが1μmの表面凹凸を形成した。この上にカラーフィルターインクを、ピクセル画素に対応する所定の位置に、インクジェット方式で印刷して、赤(R)、青(B)、緑(G)の3色のカラーフィルタを順次形成してカラーフィルタを作製した。なお、インク滴は6〜30ピコリットルに制御してカラーフィルターインクを配置した後、インクを硬化させてカラーフィルタを形成した。カラーフィルタの面積Scfは、画素の面積Sdに対して75%となるようにして画素よりも小面積のカラーフィルタとした。カラーフィルターインクには、光硬化型カラーフィルターインクを用いた。インクの主成分となるアクリル系モノマーには、共栄社(株)のDCP−A(ジメチロールシクロデカンジ7クリレート)を用いた。インク硬化剤は、光開始剤であるチバスペシャリティケミカルズのイルガキュア184を用いた。カラーフィルタの厚さは、1.5μmとなるように調整した。実施例5では、PET製観察側パネル基板、PET製背面側パネル基板とし、ITOストライプ電極を対向直交交差させて形成した電極対から電界を付与することでパッシブ駆動させるドットマトリックス型として作製された前駆体パネルを用いた。この前駆体パネルには前述と同様の黒色表示媒体と黒色粒子群および白色表示媒体とする白色粒子群を、セル内に双方等量ずつ、合わせて25%の体積占有率となるように配置した。前記前駆体パネルの観察側パネル基板にカラーフィルタを形成して、図13−1に示した構成で評価用の情報表示用パネルを作製して、カラー画像によるテストパターンを表示させ、その表示状態を目視観察で評価した。
<比較例1> カラーフィルタの面積Scfを、画素の面積Sdに対して45%となるようにして画素よりも小面積のカラーフィルタとした以外は実施例1と同様にして評価用の情報表示用パネルを作製して、カラー画像によるテストパターンを表示させ、その表示状態を目視観察して評価した。
上記実施例の情報表示用パネルを製造する際に用いた、フレキソ印刷では、カラーフィルタを連続したストライプ状に作製することができる。すなわち、RGB(またはRGBT)やYMC(またはYMCT)の各色カラーフィルタを、ピクセル画素よりも幅の狭いライン状に形成することで、各色カラーフィルタ間に隙間がある構成とした。この場合、同色カラーフィルタは連続しているので、このライン状カラーフィルタを遮光材で分断するような構成にはせず、ストライプ状のカラーフィルタの間にリブ状の遮光材を設けた。
また、フレキソ印刷では、カラーフィルタを分断したストライプ状に作製することができる。すなわち、RGB(またはRGBT)やYMC(またはYMCT)の各色カラーフィルタを、ピクセル画素よりも長さの短いライン状に形成することで、各色カラーフィルタ間および同色カラーフィルタ間に隙間がある構成となる。このライン状カラーフィルタ間の隙間に遮光材が配置される構成とすることができる。実施例1〜5および比較例1で作製した評価用の情報表示用パネルを駆動させてカラー画像によるーテストパターンを表示させ、その表示状態を目視観察した。実施例1〜5の情報表示用パネルはいずれも良好と判断できるカラー画像を表示することができたが、比較例1の情報表示用パネルは画像がぼやけ、カラーも鮮明さに欠ける良好とはいえないカラー画像しか得られなかった。カラーフィルタ面積Scfが画素の面積Sdに対して45%と小面積にし過ぎたためカラーフィルタとしての効果を発現できなかったと考えられる。
本発明によると、表面に凹凸が形成された熱融着性無色透明フィルム層の上に、カラーフィルタをインクジェット印刷、フレキソ印刷等の印刷法で形成するので、インクが広がることなく所定の位置に精度よく、所定の間隔をもってカラーフィルタを配置したカラーフィルタ付きフィルムが得られるようになる。これに基づいて、カラー情報表示用パネル用のカラーフィルタ基板およびカラー情報表示用パネルを精度良く、効率的に製造できる。
また、カラーフィルタの保護のためのフィルムを配備する場合にカラーフィルタを形成した熱融着性無色透明フィルム層の表面が凹凸を有しているので保護用フィルムとの界面に気泡が残らないように貼り合わせることができる。これにより表示画質を更に改善して優れたカラーフィルタ基板およびカラー情報表示用パネルを提供できる。
1 熱融着性無色透明フィルム層
1a 凹凸処理された表面
5 パネル基板
26 透明電極(透明導電膜)
32 カラーフィルタ
32R 赤色カラーフィルタ
32G 緑色カラーフィルタ
32BL 青色カラーフィルタ
41 カラーフィルタ基板
DP 剥離フィルム
PS パネル構造体
CDP カラー情報表示用パネル

Claims (15)

  1. 透明なパネル基板の一方の面に、凹凸処理を施した熱融着性無色透明フィルム層を配置し、前記熱融着性無色透明フィルム層の凹凸面上に別色カラーフィルタを互いに間隙をもって形成した、ことを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。
  2. 前記透明なパネル基板の他方の面には透明導電膜が形成してある、ことを特徴とする請求項1に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
  3. 前記カラーフィルタの上に、無色透明なフィルムを更に重ねて配置した後、熱と共に押し付けることにより前記熱融着性無色透明フィルム層を溶融固化させて、前記無色透明なフィルムを前記カラーフィルタの上に貼り合わせる、ことを特徴とする請求項1または2に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
  4. 前記熱融着性無色透明フィルム層の凹凸面上に、カラーインクを印刷して前記別色カラーフィルタを形成する、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
  5. 前記熱融着性無色透明フィルム層の凹凸面上に、カラーインクを印刷して、カラーフィルタおよびリブ状遮光材を相互に隙間を有するように形成する、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
  6. 前記各色カラーフィルタは対応する画素に対して少なくとも1組の対辺の長さを対応する画素の1組の対辺の長さよりも短くすることによって画素の面積よりも小さくするとともに、画素の中央位置となるように配置することにより、カラーフィルタの少なくとも1両側に同じ長さの間隙を有するようにしたとき、カラーフィルタの面積Scfと画素の面積Sdの比Scf/Sdが50%以上となるように設けた、ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
  7. 凹凸処理を施した前記熱融着性無色透明フィルム層の表面粗さRaを0.1μm〜2μmとした、ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のカラーフィルタ基板の製造方法。
  8. カラーフィルタを用いて、少なくとも一方が透明な2枚のパネル基板の対向空間に配置した表示媒体を、電気的に駆動させて情報画像をカラー表示するように構成したカラー情報表示用パネルの製造方法であって、
    請求項1〜7のいずれかに記載のカラーフィルタ基板の製造方法で製造した前記カラーフィルタ基板を、観察側パネル基板とし、もう一方の背面側パネル基板基板の対向空間に表示媒体を配置後、貼り合せることにより製造する、ことを特徴とするカラー情報表示用パネルの製造方法。
  9. カラーフィルタを用いて、少なくとも一方が透明な2枚の基板の対向空間に配置した表示媒体を、電気的に駆動させて情報画像をカラー表示できるカラー情報表示用パネルの製造方法であって、
    少なくとも一方が透明な2枚の基板の対向空間に表示媒体が配置されたパネル構造体の観察側透明基板の外側面上に、凹凸処理を施した熱融着性無色透明フィルム層が配置された状態で、前記熱融着性無色透明フィルム層の凹凸面上に別色カラーフィルタを互いに間隙をもって形成し、形成されたカラーフィルタの上に無色透明なフィルムを更に重ねて配置した後、熱と共に押し付けることにより、前記無色透明なフィルムを前記カラーフィルタの上に貼り合わせる、ことを特徴とするカラー情報表示用パネルの製造方法。
  10. 前記熱融着性無色透明フィルム層の凹凸面上に、カラーインクを印刷して前記カラーフィルタを形成することを特徴とする請求項9に記載のカラー情報表示用パネルの製造方法。
  11. 前記熱融着性無色透明フィルム層の凹凸面上に、カラーインクを印刷して、カラーフィルタおよびリブ状遮光材を相互に隙間を有するように形成する、ことを特徴とする請求項8〜10のいずれか1項に記載のカラー情報表示用パネルの製造方法。
  12. 前記各色カラーフィルタは対応する画素に対して少なくとも1組の対辺の長さを対応する画素の1組の対辺の長さよりも短くすることによって画素の面積よりも小さくするとともに、画素の中央位置となるように配置することにより、カラーフィルタの少なくとも1両側に同じ長さの間隙を有するようにしたとき、カラーフィルタの面積Scfと画素の面積Sdの比Scf/Sdが50%以上となるように設けた、ことを特徴とする請求項9〜11のいずれか1項に記載のカラー情報表示用パネルの製造方法。
  13. 凹凸処理を施した前記熱融着性無色透明フィルム層の表面粗さRaを0.1μm〜2μmとした、ことを特徴とする請求項8〜12のいずれか1項に記載のカラー情報表示用パネルの製造方法。
  14. カラーフィルタを用いて、少なくとも一方が透明な2枚のパネル基板の対向空間に配置した表示媒体を、電気的に駆動させて情報画像をカラー表示できるカラー情報表示用パネルであって、
    請求項8〜13のいずれか1項に記載のカラー情報表示用パネルの製造方法によって得る、ことを特徴とするカラー情報表示用パネル。
  15. 前記別色カラーフィルタは、三原色のカラーフィルタまたは三原色と無色透明との4色のカラーフィルタの何れかで構成されるとともに、前記表示媒体が、帯電性を有する白色粒子を含んだ粒子群として構成した白色表示媒体および前記帯電性とは反対の極性となる帯電性を有する黒色粒子を含んだ粒子群として構成した黒色表示媒体の2種類の表示媒体である、ことを特徴とする請求項14に記載のカラー情報表示用パネル。
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