(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示装置であって、
下部基板と、
少なくとも一つのセルが前記下部基板を覆うように形成されている当該表示装置のセルアレイのなかの壁によって画定された少なくとも一つのセルと、
前記セルの第１の部分を占める表示材料であって、前記セルの一部分を通過する光の量を制御する表示材料と、
前記セルの第２の部分であって、前記第１の部分から空間的に離れている第２の部分に堆積されたカラーフィルタ材料であって、前記セルの一部分を通過する光の色を制御するカラーフィルタ材料と、
前記第１の部分と前記第２の部分の間の第３の部分を占め、前記カラーフィルタ材料と前記表示材料とを分離する保護封止層と、
を備え、
前記カラーフィルタ材料は前記セルの底部に堆積され、
前記保護封止層は、第１の表面コーティングと第２の表面コーティングとから構成され、前記第１の表面コーティングは前記カラーフィルタ材料及び前記セルの側壁を被覆し、前記第２の表面コーティングは、前記カラーフィルタ材料を被覆する面と反対側の前記第１の表面コーティングの面を被覆し、
前記第１の表面コーティングと前記第２の表面コーティングとでは電気泳動粒子の粒子付着特性が異なる表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジェット印刷されたカラーフィルタ及び表面コーティングを備えた粒子ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
粒子によるディスプレイ（粒子表示装置）、例えば、電気泳動ディスプレイ、磁気泳動ディスプレイ、及び粉末ディスプレイ等は、印加された電界又は磁界に応じて光を吸収又は反射する表示材料で構成されていることが多い。しかしながら、表示材料は、色を制御しない。代わりに、表示材料に隣接して配置されたカラーフィルタを用いて広いスペクトルの色が実現される。この技術は、液晶ディスプレイに用いられている技術と類似している。液晶ディスプレイでは、液晶材料によって、ブラックマトリックスに隣接して形成されたカラーフィルタを通過する光の透過が制御される。ブラックマトリックスは、異なる色画素領域間で光が漏れないようにする。
【０００３】
ディスプレイの上にカラーフィルタを形成することは難しい課題である。シャンハイ・チェン（Xianhai Chen）らの米国特許出願公開第２００２／０１９６５２５号明細書（US2002/0196525A1）（出願日：２００２年１２月２６日、発明の名称："Process for Imagewise Opening and Filling Color Display Components and Color Displays Manufactured Thereof"）には、フォトリソグラフィ及びカラーインクを用いてカラーディスプレイをパターニングすることが記載されている。しかしながら、記載されているフォトリソグラフィによる方法は複雑である。プロセスが複雑であれば、コストが上昇し、プロセスの信頼性が低下する。
【０００４】
ジェット印刷を用いてカラー電気泳動ディスプレイを実現する、もう一つの方法では、染色された電気泳動流体が用いられるが、様々な色の電気泳動インクを開発することが必要である。電気泳動材料のなかには、容易に染色されないものもある。
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００２／０１９６５２５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、カラーフィルタを含むディスプレイを形成するためのより簡単な方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、表示装置であって、下部基板と、少なくとも一つのセルが前記下部基板を覆うように形成されている当該表示装置のセルアレイのなかの壁によって画定された少なくとも一つのセルと、前記セルの第１の部分を占める表示材料であって、前記セルの一部分を通過する光の量を制御する表示材料と、前記セルの第２の部分であって、前記第１の部分から空間的に離れている第２の部分に堆積されたカラーフィルタ材料であって、前記セルの一部分を通過する光の色を制御するカラーフィルタ材料と、を備える。
【０００８】
また、本発明は、表示装置を形成する方法であって、基板と、セルを取り囲むセル壁と、を含むセルを形成する工程と、前記セルの第１の部分に表示材料を充填する工程と、前記表示材料を封止ポリマーで前記セルの前記第１の部分に封止する工程と、前記セルの第２の部分にカラーフィルタ材料を充填する工程と、を含み、前記表示材料、前記封止材料、及び前記フィルタ材料の組み合わせによって前記セルをほぼ満たすようにする。
【０００９】
また、本発明は、表示装置を形成する方法であって、セルキャビティを取り囲むようにセル壁を形成し、カラーフィルタを前記セルキャビティの底部部分に封止し、表示材料を前記セルキャビティの上部部分に堆積させ、前記表示材料を封止することを含む。
【００１０】
また、本発明は、表示装置であって、当該表示装置のセルアレイのなかの少なくとも一つのセルの各々のセル側壁の高さの９５％以下を部分的に被覆する第１の表面コーティングと、前記第１の表面コーティングとは異なる第２の表面コーティングと、を備え、前記第２の表面コーティングが、前記セルアレイのなかの前記少なくとも一つのセルの底部表面を被覆し、前記第１の表面コーティングと前記第２の表面コーティングとでは電気泳動粒子の粒子付着特性が異なる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
一般的なディスプレイ、特に、粒子ディスプレイでは、表示材料を閉じ込めるセル構造のアレイを用いる。本明細書において説明する設計においては、表示材料を閉じ込めるセル構造壁を利用して、カラーフィルタ材料も閉じ込める。一つの堆積技術では、フィルタ材料は、その構造の各セルのなかにジェット印刷されるが、その他の堆積技術を用いてもよい。粒子／粒子懸濁液及びフィルタ材料の両方を閉じ込めるのに同一の壁を用いることで、装置製造が非常に容易になる。
【００１２】
図１に、表示材料１１２を閉じ込めるセル壁１０４を含むセル構造１００の一例を示す。本明細書において、「表示材料」という用語は、印加された電界又は磁界に基づいて光の透過率又は反射率を変化させるあらゆる材料を含むように広義に定義される。また、表示材料は、加えられた熱によって又は電気化学反応によって状態を変化させる材料を含んでもよい。一つの実施の形態において、表示材料は、表示粒子を含む。表示材料は、例えば、粉末のような乾燥材料を含んでもよく、あるいは、表示材料は、溶液中に懸濁させた表示粒子を含んでもよい。一つの実施の形態において、電界又は磁界によって、表示粒子が移動させられ、表示材料の光の透過率又は反射率が制御される。一般的な表示粒子の具体例としては、粉末（トナー表示材料）、ナノ粒子、磁気泳動粒子、及び電気泳動インクが含まれるが、これらに限定されない。電気泳動インクは、一般に、キャリア液体のなかの電荷を帯びた粒子で構成される。
【００１３】
セル構造１００の各々のセル１０８が、一単位量の表示材料１１２を閉じ込める。本明細書において、「セル」という用語は、底部を有し、壁によって取り囲まれ、液体を閉じ込めるのに適したようになっているキャビティ（空洞）として広義に定義される。各々のセルは、一般に、横方向及び縦方向の寸法が、数十マイクロメートル程度から最大で約１ミリメートルである。一つの実施の形態において、各々のセルがディスプレイの一画素に相当し、従って、セルサイズの幅及び長さが、表示画素寸法にほぼ一致する。代替的な実施の形態において、各々の画素が、複数のセル又は１セルの数分の１に相当する場合もある。具体的なセル壁高は、数マイクロメートルから数ミリメートルの範囲であるが、静電界によって駆動される表示装置（例えば、電気泳動液体及び粉末ディスプレイ）は、一般に、セル高が、５００マイクロメートル未満であり、より一般的には、２０〜５０マイクロメートルのあいだである。各々のセルの下にある各電極１１６は、対電極とともに、セル光透過率又はセル反射率を制御する電界を発生させる。磁気泳動ディスプレイの例では、電極１１６及び対電極の構成の代わりに制御可能な磁界が用いられる。
【００１４】
セルを用いて表示粒子を閉じ込めることで表示粒子の凝集及び粒子沈降を防ぐ。エッチング、アブレーション、スタンピング、印刷、モールディング（鋳型成形）、及びフォトリソグラフィを含む、様々な技術を用いて、セル壁を形成することができる。セル壁を形成する一つの方法では、ジェット印刷を用いて、例えば、相変化材料（例えば、ワックス）、光硬化性インク、又はその他のポリマー、例えば、ＳＵ−８ポリマー（マイクロケム社（Microchem, Corp.）製）のような材料を印刷する。また、印刷方法を用いて、セル透過率／反射率を制御する電界を制御するトランジスタ及び画素回路を含む下層電子素子を印刷するようにしてもよい。有機トランジスタの製造を含む、回路のジェット印刷については、エス・イー・バーンズ（S.E. Burns）らのエム・アール・エス・ブリティン（MRS Bulletin）、２００３年１１月、８２９〜８３４頁に記載されている。印刷トランジスタを印刷ディスプレイバックプレーンに用いる場合に、壁、表示材料、及びフィルタを印刷するようにすれば、印刷技術を用いてディスプレイ全体の製造を行うことが可能になる。また、ジェット印刷技術を用いることで、バックプレーンと表示媒体とのあいだで正確な位置決め又はアライメント調整を行うことが容易になる。セル壁及び画素回路について、ジェット印刷によって形成されると説明してきたが、例えば、フォトリソグラフィ、マイクロモールディング、スタンピング、又はレーザーパターニングのような、より従来の技術を用いるようにしてもよい。
【００１５】
セル壁形成後、表示材料１１２が各々のセルのなかに堆積される。一つの実施の形態において、ジェットプリンタによって、各々のセルのなかに表示材料の液滴が射出される。表示材料の量は、セルを完全に満たすことがないように注意深く制御される。一般に、表示材料は、セル体積の約８０〜９５％未満を満たす。ジェット印刷を行うことで、各々のセルのなかに投入される少量の厳密な制御が可能となる。代替的な実施の形態において、例えば、ドクターブレーディング、スプレーコーティング、又は浸漬コーティングのような、その他の技術を用いて、各セルのなかに表示材料を堆積させてもよい。一つの実施の形態において、ドクターブレーディングによって各セルが完全に満たされた後に表示流体のうちの少量（例えば、２０体積％、より一般には、１０体積％〜３０体積％のあいだ）が蒸発し、その後に行われるフィルタ材料の堆積のためのスペースをあける。
【００１６】
表示材料１１２の堆積後、封止層１２０が、表示材料を覆うように堆積される。ジェット印刷を含む、様々な方法を用いて、封止層を堆積させることができる。一つの実施の形態において、表示材料を覆うように封止ポリマーが堆積される。封止層は、一般に、数マイクロメートル厚であるが、封止ポリマーの組成を変えることによって、より薄い、サブミクロンの薄層、又は数十マイクロメートルの範囲の、より厚い層を作成することもできる。
【００１７】
表示材料１１２を覆うように封止層１２０を形成する代替的な実施の形態において、封止材料の堆積が表示材料の堆積より前に行われる。後で堆積される表示材料が封止材料のなかに沈み込み、その結果、封止材料が、そのなかに表示材料を封入する。一つの実施の形態において、表示材料がセルの底に沈み、その結果、表示材料が、下層基板を湿らす。続いて、封止材料が硬化し、表示材料を封止する。
【００１８】
封止材料１２０は、一般に、封止流体から得られる。一般的な封止流体の例としては、溶媒中に溶解されたポリマーが含まれる。封止材料の具体例としては、フルオロカーボン溶液、例えば、旭ケミカルス（Asahi Chemicals）製のサイトップ（ＣＹＴＯＰ）ＣＴＸ−８０９Ａを、例えば、パーフルオロトリアルキルアミンを含むサイトップ（ＣＹＴＯＰ）溶媒ＣＴ−ＳＯＬＶ１８０（同じく、旭ケミカルス製）のような、フルオロ溶媒のなかに、３体積部の溶媒に対してサイトップ（ＣＹＴＯＰ）ポリマー１体積部の割合で溶解させたものがある。蒸発する溶媒を用いることで、結果として、液滴を封止する薄膜が得られる。
【００１９】
その他の封止材料を用いることもできる。例えば、フルオロカーボンポリマー、例えば、シトニクス社（Cytonix）製の二成分のフルオロタン（Fluorothane）（登録商標）及び同じくシトニクス社製のＵＶ硬化性のフルオールエヌ（FluorN）（登録商標）等も、溶媒なしで封止溶液１２０に用いることができる。ＵＶ硬化性材料の場合、ＵＶ照射によって、分子の架橋結合が生じ、封止溶液を液体から固体に変えて、表示液体の液滴を封止する。
【００２０】
堆積順序にかかわらず、図１に、表示材料１１２を封止する封止材料１２０を示す。封止材料体積及び表示材料体積を合わせても、各々のセルの体積に満たない。一般に、封止材料と表示材料とを合わせた体積は、セル体積の約９５％未満である。従って、セルのなかに、カラーフィルタ材料を収容するスペースが残っている。
【００２１】
図１の実施の形態において、フィルタ材料１２８が封止材料１２０を覆うように堆積される。フィルタ材料は、染料系又は顔料系のポリマー溶液を含んでもよい。一つの例では、ポリマー溶液は、有機溶媒を含むポリイミド系である。その他の材料、例えば、光硬化性ポリマー、ホットメルト（熱融解性）ポリマー、又は多成分架橋性ポリマー等をカラーフィルタ材料として選ぶこともできる。また、カラーフィルタ材料は、蛍光性の顔料又は染料又は量子ドットを含んで、ディスプレイの輝度又は色調を上げるようにしてもよい。
【００２２】
液滴を射出する印刷ヘッド、例えば、ピエゾ方式、サーマル方式、又は静電方式のインクジェット印刷ヘッドによって、残りのセル体積のなかにフィルタ材料を堆積させる簡便な方法が実現される。ジェット印刷技術を用いることで、隣接するセルに別々のカラーフィルタ材料を印刷することが可能になる。一つの具体例としての実施の形態において、第１のセル１２８が赤色フィルタを含み、第２のセル１３２が緑色フィルタを含み、第３のセル１３６が青色フィルタを含む。ジェット印刷後、カラーフィルタ材料は最初のうちは液体のままである。セル壁によって、その液体が拡散するのを防ぐ。カラーフィルタ材料液体溶液が、固まるにつれて、一般に、薄膜を形成する。溶媒の蒸発により、又はＵＶ感光性ポリマー材料の場合のようにＵＶ硬化によって固化が生じる場合もある。また、カラーフィルタ材料は、その材料が、融解された状態で印刷される、例えば、ワックスのような、相変化材料である場合に温度低下によって固化する場合もある。セル壁が既にあるので、バンク構造（多くの場合、各画素間のブラックマトリックスとしても機能する）の追加のパターニングステップは必要ない。
【００２３】
本明細書において、「画素」という用語は、ディスプレイ上におけるアドレス指定可能な最小単位領域と定義される。一般に、静電気的にアドレス指定されたディスプレイにおける各々の画素が電極に対応し、その場合に、その電極と対電極（一般に、表示媒体の反対側に配置され、多くの場合、ＩＴＯ製である）とのあいだの電界によって、その画素に対応する表示材料の光透過率又は反射率を制御する。各画素が、アクティブマトリックス画素回路の一部である場合もあれば、各画素が、パッシブマトリックスディスプレイのように表示媒体の相対する側の二つの電極間の交差によって画定される場合もある。磁気的にアドレス指定されたディスプレイにおいて、一般に、各々の画素が、例えば、磁石の磁極のような、磁気構造に対応する。図１に、各々のセルが一表示画素に対応する実施の形態を示すが、セルの配置は、そのような一対一の対応に限定されない。図２に、セル及び画素画定電極の様々な構成を示す。このように、単一のセル２０４が、電極２０８及び電極２１２によって画定された複数の画素に対応する。代替的に、セル２１６及びセル２２０の各々が、例えば、電極２２４によって画定されるような一つの画素の数分の１に対応する。但し、色解像度を最大にするために、通常、各々のセルが、単一の画素又は一画素の数分の１に対応するようにすることが好ましい。横方向駆動（面内スイッチング）方式のディスプレイにおいて、各々のセルに対して少なくとも二つの電極を下部基板上に面内配置する場合もあり、対電極を必要としない場合もある。
【００２４】
図３に、障壁層３１６又は接着層、封止カラーフィルタ３０４，３０８，３１２を示す。障壁層は、カラーフィルタを覆うように堆積されて、その後のプロセスで用いられる溶媒がカラーフィルタを侵食するのを防ぐようにすることができる。一つの実施の形態において、障壁層は、サイトップ（ＣＹＴＯＰ）（旭硝子（Asahi Glass）製）で形成される。障壁層３１６を覆うように形成されるその後の層には、反射防止層３２０及び上部プレート３２４を含む場合もある。上部基板は、一般に、実質的に透明な材料、例えば、ＩＴＯ被覆されたガラス又はインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）被覆されたマイラー（Mylar）等である。反射防止層３２０は、様々な屈折率の材料の多層コーティングである場合がある。代替的に、ナノ粒子を主成分とするポリマー複合材料も反射防止コーティングとして用いられている。
【００２５】
障壁層３１６は、屈折率整合（index-matched）させて界面における反射を減少させるようにしてもよい。例えば、障壁層は、カラーフィルタ材料に屈折率整合させることができる。さらに、障壁材料は、導電性があるものであってもよい。導電性は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）又はその他の導電性ナノワイヤ、ファイバ、フレーク、又は粒子を材料のなかに加えることによって得ることができる。また、障壁材料は、導電性ポリマーを含む場合もある。カウンタプレートと電気的に接する導電性障壁層３１６であれば、画素電極とカウンタプレートとのあいだの要求電圧値は低下することになるであろう。
【００２６】
図３に、隣接セル中の障壁材料を分離するセル壁を示す。但し、フィルタ材料の正確な量を測定して各々のセルをぴったり満たすことは難しいので、隣接セル中の障壁材料を分離しなくてもよい。従って、一般に、各々のセルにフィルタ材料をやや少なめに充填し、残りを、フィルタ３０４，３０８，３１２を覆うように堆積される各層で満たす方が簡単である。
【００２７】
図１〜図３には、カラーフィルタが表示材料を覆うように堆積された各構造を示す。図４には、カラーフィルタを覆うように表示材料が形成される代替的な実施の形態を示す。図４において、カラーフィルタ材料４０４，４０８，４１２が、実質的に透明な基板４２０の電極４１６を直接覆うように、一般に、セル４１４のなかにジェット印刷することによって堆積される。保護封止被覆層４２２によって、カラーフィルタは、表示材料４２４から分離され、保護される。カラーフィルタ及び保護封止被覆層の総体積は各々のセルを部分的に満たすにすぎない。一般に、カラーフィルタ層はわずか１〜２マイクロメートル厚であるが、実際の堆積される厚みは、カラーフィルタ材料中の染料又は顔料濃度及び所望の彩度（色の飽和度）によって決まる。保護封止被覆層は、サブミクロン厚又は最大で数マイクロメートル厚である場合がある。セルにフィルタ及び封止材料を部分的に充填した後、セル内には、その後に堆積される表示材料を閉じ込めるのに十分な体積が残っている。フィルタ材料とは異なり、表示材料は、セル毎に異なる必要はなく、従って、印刷、ドクターブレーディング、ディップコーティング等の様々な堆積技術を用いることができる。数々の技術を用いて液体表示材料を封止することができる。表示材料が固体又は粉末である場合は、キャビティ壁４２８の上部に接着層を接合することによって封止を実現することができる。カラーフィルタを覆う保護封止被覆層によって、カラーフィルタ材料は、これに表示材料が付着しないように保護される（そうでなければ、表示材料は、例えば、カラーフィルタ材料を膨張させるかもしれない）。また、保護封止被覆層によって、表示材料との表面エネルギ相互作用も変わる。従って、表示材料との適切な相互作用を有する、例えば、表示材料が電気泳動インクである場合に粒子付着性が低い、保護封止被覆材料を選んでもよい。
【００２８】
図５に、図４の構造を一部変更して表示色の見え方を改良したものを示す。キャビティ壁４２８が完全に不透明ではない場合に、透明基板４２０及びセル壁４２８を光が通り抜ける。各々のセルの適正な光発色を確実に得るために、キャビティ壁をカラーフィルタ材料で部分的に被覆するようにしてもよい。
【００２９】
図５に、内壁５０４の下方部分がフィルタ材料で被覆されたものを示す。内壁５０４を部分的に被覆する一つの方法としては、カラーフィルタ材料５１６をセル５０８のなかにジェット印刷する方法がある。ジェット印刷されたフィルタ材料によって電極５２４及び基板５２０が被覆される。また、ジェット印刷されたフィルタ材料の一部によって、各セルの内壁５０４も被覆される。ジェット印刷を行う前に内壁を親水性にすることによってセルの内壁被覆を改良することができる。オゾン又は酸素プラズマ処理等の様々な技術を用いて内壁を親水性にすることができる。側壁被覆の高さは、各セルのなかに計量投入されたカラーフィルタ材料の量によって決まる。各セルの側壁及び底部の比較的共形の被覆（コンフォーマルコーティング）を実現するために、比較的希薄なカラーフィルタ溶液を数回、セルのなかに印刷し、その後、乾燥ステップを堆積後その都度行うようにしてもよい。堆積及び乾燥を繰り返し行うことによって、側壁上において十分な光学濃度を得るために、複数層のカラーフィルタ材料が堆積される。
【００３０】
ジェット印刷又は同等の技術によってカラーフィルタ材料を覆うように堆積された保護層又は表面コーティング５２８が、カラーフィルタを保護する障壁としての役割を果たす。但し、保護層又は表面コーティング５２８は、表示動作のためのその他の重要な機能を果たす場合もある。表示材料の周囲表面との相互作用が極めて重要であることが多い。例えば、粒子ディスプレイでは、表面状態調整コーティングを用いて表示粒子のセル表面に対する付着力を調整又は制御することが多い。特に、垂直駆動方式の粒子ディスプレイの双安定性を確保するには、セル底部及び上部表面において一定量の粒子付着が望ましい。但し、側壁に粒子が付着するのは望ましくない。例えば、フルオロカーボン、シリコーン、シルセスキオキサン、又は機能性シラン又はシラザンのような材料を保護層として用いることができるが、スチレン、ポリカーボネート、ＰＶＣ、ポリビニルブチラール、エポキシ系ポリマー、ＰＭＭＡ、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルフェノール、ＰＶＭ／ＭＡコポリマー、ゼラチン及びその他の材料を保護層又は表面コーティング５２８又は第２の保護コーティング又は層５５４として用いることもできる。また、各材料は、例えば、埋め込まれたナノ粒子を含むポリマーであって、ナノ粒子によって、表面コーティングの粗さを高めたもののような複合材料であってもよい。表面コーティングの粗さを高めると、（例えば、ファンデルワールス相互作用を上昇又は低下させることによって）表示材料の各表面コーティング５２８，５５０，５５４との相互作用を減少又は増加させることができる。
【００３１】
なお、表示粒子は、横方向駆動方式の粒子ディスプレイでは横方向又は左右に移動する。横方向駆動方式の粒子ディスプレイにおいて、双安定性を確保するには側壁に一定量の接着力があることが望ましい場合もある一方で、上部及び底部表面に粒子が付着するのは望ましくない。ジェット印刷方法によれば、図５ｂに示すように、各側壁を一つの材料コーティング５５０で被覆し、各セルの底部を第２の異なる材料コーティング５５４で被覆することが可能となる。側方表面及び底部表面の選択的な被覆は、投入される材料の量を調整することによって実現することが可能である。また、各側壁上に材料を優先的に堆積させるために印刷ヘッドを傾けることにより、印刷滴の方向性を調整することも可能である。
【００３２】
一つの実施の形態において、コーティング５５０とコーティング５５４は、表示材料に対して異なる相互作用を示す材料であってもよい。電気泳動ディスプレイにおいて、帯電した電気泳動粒子に対するコーティング相互作用は注意深く制御される。各材料の表面エネルギの違い、各材料の微小粗さ（マイクロラフネス）、及び帯電挙動が、相互作用に影響を与え得る。各コーティングは、例えば、長鎖分子、例えば、長鎖アルキル鎖であって表示粒子の表面上において同様の分子鎖と相互に作用するものを含んでもよい。この相互作用によって、立体反発又は静電反発、及び静電引力又はファンデルワールス引力を生じさせることもできる。ジェット印刷によって可能となる制御を利用することにより、各コーティングを隣接するセルのあいだで異なるようにすることさえ可能となる。これは、近隣のセルに異なる電気泳動インク又は異なる表示流体を施す場合に重要である。例えば、一つのカラーフィルタを備えたセルにおいて、表示材料が、第２のカラーフィルタを備えたセルとは異なる密度（例えば、粒子密度）を有することで、一種類だけの表示材料と比較して、より広い色域又はディスプレイの異なる外観を実現することを可能にすることができる。異なる粒子又は表示材料では異なる表面コーティングが必要な場合もある。また、各表面コーティングには、機能性コーティング、例えば、シラン、シラザン、又は表面電荷を放散させるコーティングを含んでもよい。図５ｂにおいて、内壁５０４に沿った保護コーティングの高さがカラーフィルタ材料の高さを超えており、その結果、カラーフィルタ材料が保護される。そのような保護層５２８は、セルのなかにその後堆積される表示材料とフィルタ材料とのあいだで化学反応が起こりうる場合において特に望ましい場合がある。
【００３３】
保護層として用いられる表面コーティングの一例としては、例えば、日本国東京都に所在の旭ケミカル社（Asahi Chemical Corporation）製のフルオロカーボンポリマーであるサイトップ（ＣＹＴＯＰ）のような、低表面エネルギコーティングがある。コーティング材料に関する一つの問題は、コーティング材料が内壁５０４の上部領域５１２に達すると、コーティングが、セル封止の妨げになることがあるということである。特に、保護層材料は、セルを封止するのに用いられる結合技術又は被覆技術の妨げになる場合がある。これは、例えば、フルオロカーボンポリマー（サイトップ）のような、低表面エネルギコーティングの場合に特にそうである。そのような材料では、封止溶液は、脱濡れ（dewet）するか、弱い結合しか形成しないこともあり、結合された材料が剥離することもある。
【００３４】
保護被覆層の高さを制御する方法としては、射出されるコーティング材料の量を制御し、内壁５０４の上部５１２が被覆されないままとなるほど少量の溶液が射出されるようにすることによるものがある。一つの具体例において、その液体は、各セルのなかに所望の上限液面に達するまでジェット印刷される。キャリア溶媒が蒸発したあとに、保護被覆層の薄い層が、上限液面よりも下方の各側壁上及びセルの底部表面上に残る。表面コーティングの厚みは、溶液中における溶媒とポリマーとの比率を制御することによって調整することができる。
【００３５】
また、上部領域５１２における各壁の上方縁上に接着材料を堆積させるためにジェット印刷を用いることもできる。この材料は、例えば、未硬化状態のときに熱可塑性のエポキシＳＵ−８のような、ポリマーであってもよい。例えば、図４に示すような、カウンタプレート又は上部プレートを各セル上に押し付けることによって、各壁とカウンタプレートとのあいだに結合を成すことができる。加熱することで、熱可塑性の結合ポリマーを軟化させてもよい。また、その他のポリマー、例えば、感圧接着剤又はＵＶ硬化性接着剤を用いることもできる。
【００３６】
図４及び図５には、フィルタの堆積とその後の保護層堆積とが図示されているが、カラーフィルタ堆積より先に、保護層材料を堆積してもよいということは言うまでもない。そのような場合には、フィルタ材料溶液が保護層材料溶液よりも高濃度となるようにフィルタ材料を選択してもよい。こうして、フィルタ材料は、保護材料溶液のなかに「沈み」、保護材料によって封入される。この場合に、封止材料がカラーフィルタ材料の溶媒を通すほどの浸透性がないのであれば、フィルタ材料は、そのまま液体層として封入されてもよい。同様に、図１〜図３の構造において、保護材料溶液の堆積後に表示材料を堆積させてもよい。そのような場合において、表示材料は、保護材料のなかに沈み、封入される。
【００３７】
下層基板に対してほぼ垂直な角度をなす縦方向のセル壁を示してきたが、セルは、そのように狭義に定義されるべきではない。図６に、下層基板６０８に対して角度をつけたセル壁６０４を示す。セル６１６に示した第１の状態では、角度をつけたセル壁である結果として、セル底において表示粒子６１２が横方向に集中している。セル６２０に示した第２の状態では、角度をつけたセル壁である結果として、表示粒子６１６が横方向に拡散している。セル壁材料６２４は、作成されているディスプレイの種類に応じて、透明なものであってもよいし、反射するものであってもよい。透明なセル壁材料は、表示バックライトを含む半透過型ディスプレイが用いられている場合に特に好適である。代替的な実施の形態では、反射基板６０８（鏡面反射であれ、拡散反射であれ）が用いられ、カラーフィルタの後ろから光を反射する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】セルのなかにジェット印刷された表示材料及びカラーフィルタの両方ともを閉じ込めるのに用いられるセル壁を含むセル構造を示す図である。
【図２】複数のセルがディスプレイの各画素に相当する、同様のセル構造を示す図である。
【図３】封止層が堆積されて各セルを封止した後の図１の構造を示す図である。
【図４】表示材料を堆積させる前にフィルタ材料がセルのなかにジェット印刷されたセル構造を示す図である。
【図５ａ】表示材料を堆積させる前にセルの側壁が部分的にフィルタ材料で被覆された実施の形態を示す図である。
【図５ｂ】様々な材料によってセルの基部及び側壁を被覆することを可能にする被覆層を作成するように図５ａの実施の形態をわずかに変更した例を示す図である。
【図６】下層基板に対して角度をつけたセル壁を含むセルを示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１００  セル構造、１０４  セル壁、１０８  セル、１１２  表示材料、１１６  電極、１２０  封止材料、１２８，１３２，１３６  フィルタ材料、２０４，２１６，２２０  セル、２０８，２１２，２２４  電極、３０４，３０８，３１２  封止カラーフィルタ、３１６  障壁層、３２０  反射防止層、３２４  上部プレート、４０４，４０８，４１２  カラーフィルタ材料、４１４  セル、４１６  電極、４２８  キャビティ壁（セル壁）、４２０  透明基板、４２２  保護封止被覆層、４２４  表示材料、５０４  内壁、５０８  セル、５１２  上部領域、５１６  カラーフィルタ材料、５２０  基板、５２４  電極、５２８，５５０，５５４  表面コーティング、６０４  セル壁、６０８  基板、６１２  表示粒子、６１６，６２０  セル、６２４  セル壁材料。
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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