(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット法により吐出された複数色の着色インキが隣接する異なる色の着色インキと混色することなく着色領域が形成されてなり、且つモノクロ表示装置に付されるカラーフィルターを得るのに用いられる着色インキの受容層であって、当該インキ受容層は、透明樹脂膜を紫外線により硬化したものであり、当該透明樹脂膜は、透明樹脂バインダー、液状の多官能アクリルモノマー、光重合開始剤及び溶剤を含有する透明樹脂組成物からなり、尚且つ膜厚が１μｍ以上３０μｍ以下であって４００ｎｍにおける光線透過率が９５％以上であると共に、少なくとも常温で液状の樹脂、常温で固形の樹脂、着色剤、及び溶媒を必須の成分として含有する前記複数の着色インキのうちの溶媒及び常温で液状の樹脂が吸収されたものであることを特徴とするモノクロ表示装置用カラーフィルター用紫外線硬化性インキ受容層。
【請求項２】
前記透明樹脂バインダーが、ガラス転移温度もしくは融点が室温で２３℃以上であるメタクリル酸エステル共重合体、脂肪族ポリエステル共重合体、ポリビニルアルコール／ポリビニルエーテル／ポリビニルエステル共重合体又は不飽和ポリエステルであることを特徴とする請求項１に記載のモノクロ表示装置用カラーフィルター用紫外線硬化性インキ受容層。
【請求項３】
前記透明樹脂バインダーが、分子中にカルボキシル基を有すると共に当該カルボキシル基の一部にグリシジル基残基をもつアクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルを付加させたものを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のモノクロ表示装置用カラーフィルター用紫外線硬化性インキ受容層。
【請求項４】
透明樹脂バインダーと液状の多官能アクリルモノマーとの配合割合が、透明樹脂バインダー／アクリルモノマー＝３５〜９５重量部／５〜６５重量部であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のモノクロ表示装置用カラーフィルター用紫外線硬化性インキ受容層。
【請求項５】
透明樹脂組成物が、該組成物１００重量部に対して、界面活性剤を０．００５〜０．５重量部含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のモノクロ表示装置用カラーフィルター用紫外線硬化性インキ受容層。
【請求項６】
透明樹脂バインダー、液状の多官能アクリルモノマー、光重合開始剤及び溶剤を含有する透明樹脂組成物を透明フィルムからなる透明支持基材上に塗布して、膜厚が１μｍ以上３０μｍ以下であると共に４００ｎｍにおける光線透過率が９５％以上である透明樹脂膜を形成した後、該透明樹脂膜の上に複数色の着色インキをインクジェット法により吐出し、乾燥させて、紫外線を照射することで、該透明樹脂膜を硬化させて着色領域を形成することを特徴とするモノクロ表示装置用カラーフィルターの製造方法。
【請求項７】
透明樹脂膜が、紫外線を照射する前は着色インキに含まれる溶媒及び液状樹脂の吸収性を有していることを特徴とする請求項６に記載のモノクロ表示装置用カラーフィルターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルターの着色領域を形成するのに用いられる紫外線硬化性受容層及びカラーフィルターの製造方法に関し、詳しくは、反射型カラーディスプレイ等のカラー表示装置に用いられるカラーフィルター用紫外線硬化性受容層、及びこれを利用したカラーフィルターの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙に替わる電子媒体として電子ペーパーの開発が盛んにおこなわれている。従来のディスプレイであるＣＲＴや液晶ディスプレイに対して電子ペーパーに必要な特性としては、反射型表示素子からなり、かつ、高い白反射率・高いコントラスト比を有すること、表示にメモリ効果があること、低電圧で駆動できること、薄くて軽いこと、安価であることなどが挙げられる。特に表示特性としては、紙と同質な白反射率・コントラスト比が要求されている。また、従来の紙媒体は当然のごとくフルカラー表示をしており、電子ペーパーに対するカラー化の要望は非常に大きい。
【０００３】
これまで提案されているカラー表示ができる電子ペーパーの技術としては、例えば反射型液晶装置にカラーフィルターを形成した媒体がすでに製品化されているが、これらは一般に偏光板を用いるため光利用効率が低く、暗い白色表示しかできていない。さらに黒色を表示することができないため、コントラスト比も悪い。
【０００４】
また、明るい反射型表示装置として帯電した白色粒子と黒色粒子を電場で動かすことを原理とする電気泳動方式があるが、このものの白色粒子による散乱反射率は高々４０％弱といわれ、さらに反射効率の向上が求められている。更にカラー化を行うと反射効率が低下することから、明るいカラー電子ペーパーへの期待は大きい。
【０００５】
例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４等は電気泳動方式の表示装置にカラーフィルターを形成した反射型カラー表示媒体について開示している。ところが、これらの表示装置に対して、従来の液晶ディスプレイで用いられているブラックマトリックスを有するカラーフィルター、もしくは着色画素による重ねあわせを利用した場合には、明るさを損なってしまう。また、特許文献１では、多色表示素子を実現するに際し、着色画素の色数と同じ回数だけのフォトリソグラフィー方式で着色画素を形成していることから、その工程コストならびに着色レジストも無駄に使用することになる。
【０００６】
一方、インクジェット法を用いたカラーフィルターの製造方法は、画素が構成される領域に、赤、青、緑のインキをそれぞれ必要な画素のみに同時に噴射塗布し硬化させて画素形成する方法であり、あらかじめフォト工程で隔壁を形成し、その画素部にインキを吐出する方法が提案されている（特許文献５、特許文献６参照）。この方法では、各色領域の滲みや隣り合う領域間の混色を避けるために、例えば、特許文献７には、インキと隔壁表面との静的接触角が３０〜６５°で混色を避けられる例示がある。この方法は、前述のフォトリソグラフィー法に比べてその工程コストならびに着色レジストを削減することになる。
【０００７】
更に、インクジェット法カラーフィルターの製造において隔壁を形成しないで着色画素を形成する手段が提案されている（特許文献８参照）。しかし、この手段はあらかじめ下地にブラックマトリックス層が形成されているものであり、この領域によって塗りわけが成されていること、また、反射型表示装置である電子ペーパーでは、ブラックマトリックスは必要とせず、かえって明るさを低下させる要因となる。
【０００８】
ところで、モノクロ電子ペーパーの構造ならびに製造方法は公知であり、白黒が反転するカプセルの上に視認側には様々な透明基板が配置されている（例えば非特許文献１参照）。あらかじめカラーフィルターを形成した透明支持基材をパネル上に張り合わせることもできるが、既設透明支持基材上に直接着色領域を形成することも可能であり、どの透明支持基材の上にカラーフィルターを配置するか、その明るさを設計することが重要である。しかしながら、インクジェット法で透明支持基材上に着色画素を形成しようとした場合、各々の透明支持基材の表面はそれぞれ異なっているために、同じ着色インキの濡れ広がりが異なってしまい、場合によっては濡れが良すぎるためにその着色領域を制御できず、その反対に濡れが悪く均一且つ所望の面積を有する着色領域を形成できないといった課題が生じる。
【０００９】
また、面内の均一なカラーフィルターを製造するには、透明支持基材を洗浄もしくは表面処理を行って、着色インキが支持基材に対する接触角を均一になるようにすることが考えられる。例えば、公知のアルカリ洗剤による洗浄、大気圧プラズマ法、コロナ放電、紫外線処理、などである。なぜならば、支持基材上に着弾したインキは液状であり、その表面張力に加えて支持基材との濡れ性により接触角が決まり、液適量によって拡がり径が決まるからである。しかしながらこのような表面処理方法は、透明支持基材毎に接触角を同じにするための条件設定が必要となるために量産に適さず、また制御範囲も限られている。また、パネル上に直接インクジェット法で着色領域を形成する場合は、このような表面処理方法はパネルにダメージを与えるおそれがある。
【００１０】
一方、予め透明支持基材上のインクジェットパターン領域外に段差をもったパターンや隔壁を設けることなく、基材上にシリコーン樹脂やアクリル樹脂、ポリビニルアルコールを主成分とするインク受容層を形成し、この上にカラーフィルター層をインクジェット法で形成する手段が提案されている（特許文献９〜１３参照）。これらは、いずれも液晶ディスプレイ（LCD）用カラーフィルターに適用した事例であり、通常はブラックマトリックス（BM）付き透明支持基材上に受容層を形成した後に、インクジェット法で着色インキの飛散やにじみ発生防止を目的としたものであり、着色領域の限定（区画）にはＢＭ段差が作用している。また、何れも着色インキの着色成分が受容層に吸収されることで定着され、カラーフィルターを形成することが目的とされており、更に着色インキの吸収を速めるために、シリカ等の微粒子を混合している場合がある（特許文献１３参照）。
【００１１】
なお、表示カプセル層の表面に接着層を有し、この上にインクジェット法でカラーフィルターを形成する方法が提案されている（特許文献１４参照）。この接着層は表面保護のためのリリースフィルムをルーズに接着させるものであって、インクジェット法で吐出されたインキ形状を制御するような記載は一切無い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１６１９６４号公報
【特許文献２】特開２００４−３６１５１４号公報
【特許文献３】特開２００８−８３５３６号公報
【特許文献４】特開２００６−２６７８３１号公報
【特許文献５】特開昭５９−７５２０５号公報
【特許文献６】特開２００１−３５００１２号公報
【特許文献７】特開平１１−２８１８１５号公報
【特許文献８】特開２０１０−５４７７７号公報
【特許文献９】特開２０００−２８８１８号公報
【特許文献１０】特開２００６−２０９１１５号公報
【特許文献１１】特開２００３−８４１１５号公報
【特許文献１２】特開２００４−２２６５１７号公報
【特許文献１３】特開２０１０−２７６９８６号公報
【特許文献１４】特表２０１０−５０３８９５号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】（株）矢野経済研究所、「2010年版電子ペーパー市場の現と将来展望」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上述の従来技術の状況を鑑みてなされたものであり、明るさを低下させることなく従来のモノクロ電子ペーパーの方式を簡便且つ安価にカラー化できるカラーフィルターの製造に好適なカラーフィルター用紫外線硬化性インキ受容層、及びカラーフィルターの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは上記課題を解決すべく様々な検討を行った結果、カラーフィルターの着色に必要な領域を最小限にとどめ、その手段としてインクジェット法を用いて着色領域を形成することで、着色インキの使用量を必要量に抑えることができ、その他を無着色または透明にすることで明るさの低下を抑えることができることを見出した。これは、従来のアクティブ方式液晶ディスプレイに用いられているカラーフィルターでは、対向させる一対の透明基板に備えられる薄膜トランジスタ（TFT）の遮光を目的に専らブラックマトリックスを設ける必要があるが、例えば、マイクロカプセルを用いた電気泳動式電子ペーパーの場合、対向させる一対の透明基板上全てを黒色粒子もしくは白色粒子が覆うため視認側から対向するＴＦＴまで光が達することがないためであり、ブラックマトリックスに相当する遮光部が不要であることに基づく。対向させる透明基板側を専ら白色粒子や反射鏡面によりＴＦＴを覆う場合も同様である。更に、パッシブ方式ディスプレイやセグメント方式ディスプレイではＴＦＴを有していないのでカラーフィルター側に遮光部は不要になる。また、インクジェット法によれば、着色領域の形成がコスト上も優位である。
【００１６】
加えて、マイクロカプセルを用いたモノクロ電子ペーパー等のモノクロ表示装置の視認側に設置される透明支持基材の表面性状に依存することなく、その着色領域を安定に製造するために、透明支持基材上に受容層を介して着色領域を形成することが有効であることを見出し、本発明を完成させた。
【００１７】
すなわち、本発明は、インクジェット法により吐出された複数色の着色インキが隣接する異なる色の着色インキと混色することなく着色領域が形成されてなり、且つモノクロ表示装置に付されるカラーフィルターを得るのに用いられる着色インキの受容層であって、当該インキ受容層は、透明樹脂膜を紫外線により硬化したものであり、当該透明樹脂膜は、透明樹脂バインダー、液状の多官能アクリルモノマー、光重合開始剤及び溶剤を含有する透明樹脂組成物からなり、尚且つ膜厚が１μｍ以上３０μｍ以下であって４００ｎｍにおける光線透過率が９５％以上であると共に、少なくとも常温で液状の樹脂、常温で固形の樹脂、着色剤、及び溶媒を必須の成分として含有する前記複数の着色インキのうちの溶媒及び常温で液状の樹脂が吸収されたものであることを特徴とするモノクロ表示装置用カラーフィルター用紫外線硬化性インキ受容層である。
【００１８】
本発明のカラーフィルター用紫外線硬化性インキ受容層は、電極を有した一対の透明基板間に、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モノクロ表示パネル（モノクロ表示装置）に付されるカラーフィルターを得るのに好適に用いることができ、明るさの低下を防いだカラー表示装置を実現することができる。
【００１９】
係るカラー表示装置において、先ず、モノクロ表示装置については、好適には、電極を備えた一対の透明基板の間に帯電した白色粒子と黒色粒子とを有して、これらの粒子が表示体を形成し、電界の印加により移動又は回転してモノクロ画像を形成するようなものを挙げることができる。このうち表示体は、例えば、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。その場合のマイクロカプセルの粒径は１〜１０００μｍ程度が好ましく、通常は数１０μｍである。マイクロカプセル中の黒色粒子及び白色粒子は帯電しており、これらが一対の透明電極を備えた透明基板間に挟まれ、電界を印加することでモノクロ表示を行う。すなわち、図１に例示するように、このモノクロ表示装置は、薄膜トランジスタ（TFT）等の駆動スイッチ１に接続された駆動電極２が所定のパターンで形成された駆動側透明基板３と、電極としてＩＴＯガラス等のように導電層４を備えた視認側透明基板５とを備え、これら一対の基板間には、マイクロカプセル９が配置される。このマイクロカプセル９には、互いに異なる電荷に帯電した白色粒子６及び黒色粒子７からなる表示体１０が透明分散媒８で分散されて、封入されている。
【００２０】
そして、モノクロ表示装置の視認側の基板上に配置されるカラーフィルター１１の製造においては、例えば、透明フィルムやガラス等からなる透明支持基材１２の上に、先ず、透明樹脂を溶解させた透明樹脂組成物を塗布して透明樹脂膜を形成し、この透明樹脂膜の上に必要な色の数及び画素数に応じてインクジェット法により着色インキを吐出し、乾燥、及び紫外線を照射することで、透明樹脂膜を硬化させて受容層１３を得ると共に、着色領域１４を形成する。ここで、透明フィルムには市販のフィルムを使用でき、例えば、ポリカーボネートフィルム、ＰＥＴフィルム、ＣＯＰフィルム等が挙げられる。また、ＩＴＯガラス等のように導電層４を備えた透明基板５上に透明樹脂膜を形成し、すなわち、モノクロ表示装置の一方の透明基板に直接透明樹脂膜を設けて、この上に各着色領域１４を形成することもできる。
【００２１】
ここで、着色領域１４を形成する液滴を供するインクジェットインキ（着色インキ）としては、少なくとも常温で液状の樹脂、常温で固形の樹脂、着色剤、及び溶媒を必須の成分として含有するインクジェットインキを用いる。このような組成とすることで、後述するように、透明樹脂膜と優れた作用を発現し、インクジェット法による着色領域の精密な制御が可能となり、本発明の効果を発現せしめるのである。なお、本発明で言うところの常温とは、インジェット吐出時の作業環境温度であり、２５℃前後、例えば１５〜３５℃程度の温度範囲を言う。
【００２２】
着色インキに用いられる常温で液状の樹脂としては、液状の多官能アクリレート、液状の多官能エポキシ樹脂等があり、これらは単独又は複数を組み合わせて使用することができる。これらのなかでは、光硬化後の信頼性とインクジェット吐出特性のためのインキ低粘性化の観点から、３官能〜４官能の反応基を有して分子量が１０００以下の液状樹脂が好ましい。
【００２３】
また、着色インキに用いられる常温で固体の樹脂としては、メタクリル酸エステル共重合体、不飽和ポリエステル樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ウレタンメタクリレート樹脂等が挙げられ、これらは単独又は複数を組み合わせて使用することができる。これらのなかでは、透明性という観点からメタクリル酸共重合体、又は飽和ポリエステル樹脂が好ましく、また、インクジェットの塗出を安定的に行う低粘度化のためにも平均重量分子量は１００００以下が好ましい。また、通常、顔料分散の際に使用される飽和・不飽和ポリエステル樹脂のほか、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリエチレングリコールジエステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、３級アミン変性ポリウレタン類等の高分子界面活性剤なども常温で固形の樹脂であり、微細化された顔料と共に添加してもよい。
【００２４】
常温で液状の樹脂と常温で固体の樹脂とを合わせた樹脂成分の配合量については、着色インキに対して１〜５０重量％の範囲であるのが良い。また、常温で液状の樹脂と常温で固体の樹脂との配合比率は１０：９０〜９９：１の範囲であることが好ましい。
【００２５】
着色インキに用いられる溶媒としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のジエチレングリコールモノアルキルエーテル類；ジエチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテルアセテート等のジエチレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテルアセテート類；ジエチレングリコールジメチルエーテル等の他のエーテル類、γ−ブチロラクトン等の高沸点溶媒類等を用いることができる。
【００２６】
更に、着色インキには、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）等をはじめとして、求める色に合わせて所定の着色剤を配合することができる。但し、電子ペーパー等の反射型表示装置に用いるカラーフィルターでは、無色透明、或いは、色を調節する必要のない着色領域を含む場合もあることから、その場合には着色剤を配合せずに着色塗膜を形成して無着色又は透明にするようにしても勿論よい。
【００２７】
着色剤を配合する場合には、有機着色剤及び無機着色剤の中から任意のものを選んで使用することができる。有機着色剤としては、例えば、染料、有機顔料、天然色素等を用いることができる。また、無機着色剤としては、例えば、無機顔料、体質顔料等を用いることができる。これらのなかでも有機顔料は、発色性が高く、耐熱性も高いことから、好ましく用いることができる。有機顔料としては、例えば、カラーインデックス（C.I.；The Society of Dyers and Colourists社発行）においてピグメント（Pigment)に分類されている化合物、具体的には、次のようなカラーインデックス（C.I.）番号が付されているものを挙げることができる。
【００２８】
すなわち、C.I.ピグメントイエロー１、C.I.ピグメントイエロー３、C.I.ピグメントイエロー１２、C.I.ピグメントイエロー１３、C.I.ピグメントイエロー１４、C.I.ピグメントイエロー１５、C.I.ピグメントイエロー１６、C.I.ピグメントイエロー１７、C.I.ピグメントイエロー２０、C.I.ピグメントイエロー２４、C.I.ピグメントイエロー３１、C.I.ピグメントイエロー５５、C.I.ピグメントイエロー６０、C.I.ピグメントイエロー６１、C.I.ピグメントイエロー６５、C.I.ピグメントイエロー７１、C.I.ピグメントイエロー７３、C.I.ピグメントイエロー７４、C.I.ピグメントイエロー８１、C.I.ピグメントイエロー８３、C.I.ピグメントイエロー９３、C.I.ピグメントイエロー９５、C.I.ピグメントイエロー９７、C.I.ピグメントイエロー９８、C.I.ピグメントイエロー１００、C.I.ピグメントイエロー１０１、C.I.ピグメントイエロー１０４、C.I.ピグメントイエロー１０６、C.I.ピグメントイエロー１０８、C.I.ピグメントイエロー１０９、C.I.ピグメントイエロー１１０、C.I.ピグメントイエロー１１３、C.I.ピグメントイエロー１１４、C.I.ピグメントイエロー１１６、C.I.ピグメントイエロー１１７、C.I.ピグメントイエロー１１９、C.I.ピグメントイエロー１２０、C.I.ピグメントイエロー１２６、C.I.ピグメントイエロー１２７、C.I.ピグメントイエロー１２８、C.I.ピグメントイエロー１２９、C.I.ピグメントイエロー１３８、C.I.ピグメントイエロー１３９、C.I.ピグメントイエロー１５０、C.I.ピグメントイエロー１５１、C.I.ピグメントイエロー１５２、C.I.ピグメントイエロー１５３、C.I.ピグメントイエロー１５４、C.I.ピグメントイエロー１５５、C.I.ピグメントイエロー１５６、C.I.ピグメントイエロー１６６、C.I.ピグメントイエロー１６８、C.I.ピグメントイエロー１７５；
【００２９】
C.I.ピグメントオレンジ１、C.I.ピグメントオレンジ５、C.I.ピグメントオレンジ１３、C.I.ピグメントオレンジ１４、C.I.ピグメントオレンジ１６、C.I.ピグメントオレンジ１７、C.I.ピグメントオレンジ２４、C.I.ピグメントオレンジ３４、C.I.ピグメントオレンジ３６、C.I.ピグメントオレンジ３８、C.I.ピグメントオレンジ４０、C.I.ピグメントオレンジ４３、C.I.ピグメントオレンジ４６、C.I.ピグメントオレンジ４９、C.I.ピグメントオレンジ５１、C.I.ピグメントオレンジ６１、C.I.ピグメントオレンジ６３、C.I.ピグメントオレンジ６４、C.I.ピグメントオレンジ７１、C.I.ピグメントオレンジ７３；C.I.ピグメントバイオレット１、C.I.ピグメントバイオレット１９、C.I.ピグメントバイオレット２３、C.I.ピグメントバイオレット２９、C.I.ピグメントバイオレット３２、C.I.ピグメントバイオレット３６、C.I.ピグメントバイオレット３８；
【００３０】
C.I.ピグメントレッド１、C.I.ピグメントレッド２、C.I.ピグメントレッド３、C.I.ピグメントレッド４、C.I.ピグメントレッド５、C.I.ピグメントレッド６、C.I.ピグメントレッド７、C.I.ピグメントレッド８、C.I.ピグメントレッド９、C.I.ピグメントレッド１０、C.I.ピグメントレッド１１、C.I.ピグメントレッド１２、C.I.ピグメントレッド１４、C.I.ピグメントレッド１５、C.I.ピグメントレッド１６、C.I.ピグメントレッド１７、C.I.ピグメントレッド１８、C.I.ピグメントレッド１９、C.I.ピグメントレッド２１、C.I.ピグメントレッド２２、C.I.ピグメントレッド２３、C.I.ピグメントレッド３０、C.I.ピグメントレッド３１、C.I.ピグメントレッド３２、C.I.ピグメントレッド３７、C.I.ピグメントレッド３８、C.I.ピグメントレッド４０、C.I.ピグメントレッド４１、C.I.ピグメントレッド４２、C.I.ピグメントレッド４８：１、C.I.ピグメントレッド４８：２、C.I.ピグメントレッド４８：３、C.I.ピグメントレッド４８：４、C.I.ピグメントレッド４９：１、C.I.ピグメントレッド４９：２、C.I.ピグメントレッド５０：１、C.I.ピグメントレッド５２：１、C.I.ピグメントレッド５３：１、C.I.ピグメントレッド５７、C.I.ピグメントレッド５７：１、C.I.ピグメントレッド５７：２、C.I.ピグメントレッド５８：２、C.I.ピグメントレッド５８：４、C.I.ピグメントレッド６０：１、C.I.ピグメントレッド６３：１、C.I.ピグメントレッド６３：２、C.I.ピグメントレッド６４：１、C.I.ピグメントレッド８１：１、C.I.ピグメントレッド８３、C.I.ピグメントレッド８８、C.I.ピグメントレッド９０：１、C.I.ピグメントレッド９７、C.I.ピグメントレッド１０１、C.I.ピグメントレッド１０２、C.I.ピグメントレッド１０４、C.I.ピグメントレッド１０５、C.I.ピグメントレッド１０６、C.I.ピグメントレッド１０８、C.I.ピグメントレッド１１２、C.I.ピグメントレッド１１３、C.I.ピグメントレッド１１４、C.I.ピグメントレッド１２２、C.I.ピグメントレッド１２３、C.I.ピグメントレッド１４４、C.I.ピグメントレッド１４６、C.I.ピグメントレッド１４９、C.I.ピグメントレッド１５０、C.I.ピグメントレッド１５１、C.I.ピグメントレッド１６６、C.I.ピグメントレッド１６８、C.I.ピグメントレッド１７０、C.I.ピグメントレッド１７１、C.I.ピグメントレッド１７２、C.I.ピグメントレッド１７４、C.I.ピグメントレッド１７５、C.I.ピグメントレッド１７６、C.I.ピグメントレッド１７７、C.I.ピグメントレッド１７８、C.I.ピグメントレッド１７９、C.I.ピグメントレッド１８０、C.I.ピグメントレッド１８５、C.I.ピグメントレッド１８７、C.I.ピグメントレッド１８８、C.I.ピグメントレッド１９０、C.I.ピグメントレッド１９３、C.I.ピグメントレッド１９４、C.I.ピグメントレッド２０２、C.I.ピグメントレッド２０６、C.I.ピグメントレッド２０７、C.I.ピグメントレッド２０８、C.I.ピグメントレッド２０９、C.I.ピグメントレッド２１５、C.I.ピグメントレッド２１６、C.I.ピグメントレッド２２０、C.I.ピグメントレッド２２４、C.I.ピグメントレッド２２６、C.I.ピグメントレッド２４２、C.I.ピグメントレッド２４３、C.I.ピグメントレッド２４５、C.I.ピグメントレッド２５４、C.I.ピグメントレッド２５５、C.I.ピグメントレッド２６４、C.I.ピグメントレッド２６５；
【００３１】
C.I.ピグメントブルー１５、C.I.ピグメントブルー１５：３、C.I.ピグメントブルー１５：４、C.I.ピグメントブルー１５：６、C.I.ピグメントブルー６０；C.I.ピグメントグリーン７、C.I.ピグメントグリーン３６；C.I.ピグメントブラウン２３、C.I.ピグメントブラウン２５；C.I.ピグメントブラック１、ピグメントブラック７等が挙げられる。
【００３２】
また、無機顔料や体質顔料の具体例としては、酸化チタン、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、亜鉛華、硫酸鉛、黄色鉛、亜鉛黄、べんがら（赤色酸化鉄(III)）、カドミウム赤、群青、紺青、酸化クロム緑、コバルト緑、アンバー、チタンブラック、合成鉄黒、カーボンブラック等を挙げることができる。なお、各着色インキに配合する着色剤は、それぞれ単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３３】
着色剤は、インクジェット法によって着色インキを吐出する際のノズル詰まりなどを考慮して、好ましくは、高分子分散剤と共に１００ｎｍ以下の粒子に微粒化・分散安定化されるのが良い。すなわち、分散剤は、着色剤を良好に分散させるために、着色インキ中に必要に応じて配合される。例えば、分散剤として、カチオン系、アニオン系、ノニオン系、両性、シリコーン系、フッ素系等の界面活性剤を使用することができる。界面活性剤の中でも、以下に例示するような高分子界面活性剤（高分子分散剤）が好ましい。すなわち、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類；ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類；ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のポリエチレングリコールジエステル類；ソルビタン脂肪酸エステル類；脂肪酸変性ポリエステル類；３級アミン変性ポリウレタン類等の高分子界面活性剤である。
【００３４】
着色インキに着色剤を配合する場合の含有量は、インキ中の固形分に対して着色剤は通常１〜６０重量％、好ましくは５〜４０重量％の割合で配合するのが良い。インキ中の固形分に対して着色剤の配合割合が１重量％より少ないと、着色インキを所定の膜厚に塗布した際（一般的には０．１〜２．０μｍ程度）の透過濃度が十分でないおそれがある。反対に６０重量％を超えると、着色インキを透明樹脂膜に吐出して硬化させた際、透明樹脂膜に対する着色塗膜の密着性が劣るおそれがあり、また、塗膜硬さ等の塗膜としての特性が不十分となるおそれがある。なお、本発明で言う固形分とは、着色インキを１６０℃、２ｈｒ加熱後の重量から算出され、実質的に溶媒を含む場合は溶媒と揮発成分を除いたその他の成分の合計量をいう。
【００３５】
一般的な圧電素子のインクジェットヘッドにおいて安定的に液滴が形成されるインキ物性は、ヘッド構成によって異なるが、ヘッド内部における温度において粘度は３〜１５０ｍPa・sec、好ましくは４〜３０ｍPa・secであるのが良い。これよりも大きいと吐出不可能になったり、低いと吐出量が安定しない。表面張力は、ヘッド内部における温度において２０〜４０ｍＮ／ｍであるのが良い。これより大きいと塗工開始時の液滴吐出不能となり、低いと連続吐出時の液適量が安定しない。ヘッド内部の温度は材料安定性依存するが、室温２０〜４５℃で用いられる。インキ中固形分を上げて膜厚を向上させるために３５〜４５℃程度の温度が好んで用いられる事がある。
【００３６】
着色領域は、例えば、図１に示したようなモノクロ表示装置については、駆動側透明基板３において駆動電極２が形成される領域に合せて複数の色を備えるように、少なくともブルー、グリーン、レッドの３色を塗り分ける。すなわち、モノクロ表示装置の１画素に対応させてカラーフィルターの１画素を形成する。また、色再現性領域の拡大や明るさ向上を目的にして、更にイエロー、シアン、透明領域等を形成することもできる。このような多色カラーフィルターの製造においては、インクジェット方式（インクジェット法）ではフォトリソグラフィー方式に比較して現像工程を省略できて優位である。
【００３７】
また、本発明では、着色領域をインクジェット法で形成するに際し、モノクロ表示装置の１画素に対応するカラーフィルターの１画素における着色領域１４の面積を、１画素面積に比較して９０％以下で形成することが好ましい形態である（図２）。すなわち、図２に示したように、駆動スイッチ（TFT）１に接続された駆動電極２を取り囲む配線１５によって形成された格子単位を１画素単位として定義すると、カラーフィルター側の着色領域１４は、これに対応するようにして形成すると共に、その面積比で１画素単位に対して９０％以下とするのが好ましい。インクジェット方式で着色領域を形成するに際し、特に３色を同時形成する場合にはその混色を避けるために必要であり、さらには、外部からの入射光が着色領域を通過した後にマイクロカプセル中の白色粒子に反射された場合に隣接する異なる着色領域に入射しないためにも必要である。
【００３８】
一方、パッシブ方式又はセグメント方式では、パターニングされた電極および導電層に挟まれる共通領域において、これよりも帯電粒子が動くため画素開口部となるので、カラーフィルター側の着色領域１４は上記面積比をやはり９０％以下とすることが好ましい。また、カラーフィルターにおいて、着色領域以外の部分を無着色又は透明とすることで、着色インキの使用量を削減すると共に、明るいカラー表示素子を実現できる。なお、着色領域の面積の下限は５０％以上であり、これを下回ると、白色粒子からの光散乱光に実質的な着色を呈しにくくなる。
【００３９】
更に、インクジェット方式での印刷における液滴の着弾公差は一般に５〜７μｍである。したがって着色領域を９０％以下とすることで、３色同時印刷時の画素間の混色を避けることができ、歩留りの向上に貢献する。また、この着弾公差は、例えば１２０μｍ角の画素領域を印刷しようとする場合、着色領域の面積比で１０％程度の公差を与える。本発明において、画素内に同一量の顔料が存在する場合、着色領域を５０％以上とすれば、その着色面積公差内での色特性はさほど影響を受けないことを見出した。
【００４０】
着色領域を形成する着色インキについては、上記成分に加えて、紫外線もしくは熱により硬化する樹脂を、必要に応じて重合開始剤と共に添加することができる。このような、紫外線もしくは熱により硬化する樹脂は、その他の成分との相溶性やインクジェット連続吐出への適応性を考慮して紫外線硬化性を有する液状樹脂を含有することが好ましい。望ましくは、粘度が２５℃において１２０００ｍPa・s以下の範囲であるのがよい。粘度が１２０００ｍPa・sより大きくなると着弾後の液滴形状が不均一になることがある。
【００４１】
このうち、着色インキに含まれる紫外線硬化成分としては多官能モノマーを使用することができ、好ましくは、液状の多官能アクリルモノマーを挙げることができる。より好ましくは、インクジェット吐出に容易な低粘性の２官能乃至３官能の多官能アクリルモノマーが良い。官能基としては、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基等を挙げることができるが、勿論これら以外のものであってもよい。紫外線硬化成分の具体例としては、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，９−ノナンジオールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート等を例示することができる。また、これらに加えて、更に光硬化性を高めるために、４官能以上の多官能アクリルモノマーやオリゴマーを添加してもよい。例えば、ペンタエリストールを骨格とする３官能もしくは４官能のアクリレートや、メタクリレート、ジペンタエリスリトールを骨格とする５官能もしくは６官能のアクリレート、メタクリレート等が挙げられる。なお、紫外線硬化成分に液状の多官能アクリルモノマーを選択した場合は、本発明の常温で液状の樹脂を兼ねることができる。
【００４２】
また、熱により硬化する熱硬化成分としては、前記の多官能アクリルモノマーが熱硬化成分として転用可能であるほか、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂等のエポキシ樹脂や、フェニルグリシジルエーテル、ｐ−ブチルフェノールグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレート、ジグリシジルイソシアヌレート、アリルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレート等のエポキシ樹脂が挙げられる。
【００４３】
また、着色インキには、造膜性を目的に、インクジェット吐出が可能な粘度範囲でバインダーを添加してもよい。バインダーとしては、それ自体は重合反応性のない樹脂、又はそれ自体が重合反応性を有する樹脂のいずれを用いてもよく、２種以上のバインダーを組み合わせて用いてもよい。バインダーが常温で固形の場合は、本発明の常温で固形の樹脂を兼ねることができる。
【００４４】
更に、着色インキには、光重合開始剤を配合することもできる。光重合開始剤は、バインダーや多官能モノマーの反応形式の違い（例えばラジカル重合やカチオン重合など）のほか、各材料の種類を考慮して適宜選択されるが、例えば、１−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン、２，２−ジメトキシ−１，２−ジフェニルエタン−１−オン、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モンフォリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、１−〔４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル〕−２−ヒドロキシ−２−メチル−１−プロパン−１−オン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビスアシルフォスフィンオキサイド、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、２−イソプロピルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２−（３−ジメチルアミノ−２−ヒドロキシプロポキシ）−３，４−ジメチル−９Ｈ−チオキサントン−９−オンメソクロライド、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４−ベンゾイル−４'−メチル−ジフェニルサルファイド、３，３'，４，４'−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、ｐ−ジメチルアミノ安息香酸イソアミルエステル、１，３，５−トリアクロイルヘキサヒドロ−ｓ−トリアジン、２−〔２−（５−メチルフラン−２−イル）エテニル〕−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−〔２−（フラン−２−イル）エテニル〕−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、メチルベンゾイルホルメート、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド等の光重合開始剤を挙げることができる。
【００４５】
本発明では、モノクロ表示装置によって形成される１画素に対応するカラーフィルターの１画素の着色領域内に、上記で説明したような、インクジェット法で吐出された着色インキが透明樹脂膜上の任意のところで一定に拡がり、更にその後の乾燥、露光においても、着色領域の面積や形状が大きく変化しないようにするために、溶媒や液状の多官能アクリルモノマー等の吸収性を有する透明樹脂膜を設けるようにして受容層を形成する。このときの透明樹脂膜の膜厚は１μｍ〜３０μｍであるのがよく、好ましくは３〜２０μｍであるのが良い。１μｍ未満であると、目的とする着色インキの拡がり径を制御することが不十分であり、３０μｍを超えると着色画素間でマイクロカプセルからの反射光の混色が生じるおそれがある。
【００４６】
また、この透明樹脂膜については、紫外線硬化後においてもその膜厚における４００ｎｍの光線透過率は９５％以上であることが好ましい。４００ｎｍにおける光線透過率は、パネル明るさに重要な影響を与えるものであり、高いほど好ましく、９５％以上で使用に耐え得る。そのためには、透明樹脂膜を形成する透明樹脂組成物は、透明な樹脂成分を主体とするものである必要があり、更にパネルの製造環境、使用環境においても透過率を維持する成分が選定される。
【００４７】
インキジェット法で吐出された着色インキは、まず、透明樹脂膜上で一定で拡がり、静的接触角で安定する。その後、次の吐出インキが重なる前、もしくは乾燥工程前までに着色インキ成分中の揮発成分である溶剤と常温で液状の樹脂とが短時間で透明樹脂膜に吸収され、着色インキ中の顔料等の着色剤、及び常温で固形の樹脂は透明樹脂膜表面との接触面で固定され、その後の乾燥工程でも着色領域面積がさほど変化しないようにする。したがって、例えばレッド、ブルー、グリーンの着色インキを各々のインクジェットヘッドより個々の所定の領域に同時印刷しても、互いに混色することが無いように印刷する場合、着色インキの濡れ拡がり径を制御する観点から、着色インキと透明樹脂膜が形成する静的接触角は４°〜４０°が好ましい。４°未満であると、所望領域以上にインキが拡がる可能性があり、また所望の色濃度を達成するに必要な膜厚を形成することが困難になる。また、静的接触角が４０°を超えると、画素内にマルチドットで描画したときに、ドット間に白抜けや無着色領域ができたりする弊害が生じることがある。
【００４８】
モノクロ表示装置の視認側の透明基板、又はカラーフィルターを形成する別の透明支持基材上に透明樹脂膜を形成する手段としては、透明樹脂膜を構成する樹脂成分を主体とする透明樹脂組成物をこれらいずれかの上に塗布し、乾燥を行う。塗布する手段としては、公知の塗布方法を用いることができるが、必要な透明樹脂膜の膜厚を与えるための塗布量、塗布速度、又は透明樹脂組成物の粘度等の諸物性により選択される。例えば、ダイコーター、スリットコーター、グラビアコーター、コンマコーターなどで透明樹脂が溶解した液状の樹脂溶液を含んだ透明樹脂組成物を塗布した後、乾燥する方法や、あらかじめ任意の支持フィルム上にドライフィルム状の透明樹脂膜を形成しておき、モノクロ表示装置の視認側の透明基板又はカラーフィルターを形成する別の透明支持基材上に熱ラミネートで転写する方法などの形成手段を適用できる。
【００４９】
上記のような諸特性を有する透明樹脂膜を形成する透明樹脂組成物は、少なくとも室温にて造膜性を有し、さらにタック性を有しない樹脂バインダーを含有するのが良い。このような特性を与える好適なものに、透明樹脂バインダーを主体とする樹脂組成物を例示できる。透明樹脂バインダーのガラス転移温度もしくは融点は室温で２３℃以上であるのが望ましく、そのようなものとしてはメタクリル酸エステル共重合体、脂肪族ポリエステル共重合体、ポリビニルアルコール／ポリビニルエーテル／ポリビニルエステル共重合体、不飽和ポリエステル、などを例示できる。これらは、着色インキを構成する溶剤及び常温で液状の樹脂（例えば、多官能モノマー成分等）と互いに相溶性の良いものが選定される。相溶性が好ましくないものを使用すると、透明樹脂膜上の着色インキを乾燥した後に、ヘイズや散乱などの光学不良が生じる場合がある。
【００５０】
また、着色インキの溶剤は、前述したように一般的にプロピレングリコール、乳酸、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール系のモノ酢酸エステル、ジ酢酸エステル、モノ酢酸モノエチルエーテル溶剤が好ましく用いられる。そのため、このような溶剤を含んだ着色インキに対して、透明樹脂組成物に含める好適なバインダー樹脂の組み合わせとしては、メタクリル酸共重合体、脂肪族ポリエステル共重合体、不飽和ポリエステルなど、分子中にエステル基を有するものを用いるのが良い。そのバインダー樹脂の重量平均分子量は２０００〜１０００００程度のものであり、より好ましくは２０００〜３００００程度のものである。分子量が１０００００を超えると、着色インキとの相溶性が悪い場合がある。また、バインダー樹脂は、分子中にカルボキシル基に起因する酸価を持った樹脂であると、着色インキ中の溶剤を吸収し、接触線を固定させるのに好適である。その場合、適切な酸価の範囲は１０〜１２０mgKOH／ｇであるのが良い。
【００５１】
また、前記カルボキシル基の一部にグリシジル基残基をもつアクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルを付加させ、光架橋性を持たせたバインダー樹脂は紫外線硬化成分としても好適に使用することができる。
【００５２】
さらに、紫外線硬化成分として、透明樹脂組成物に対して、紫外線硬化性を有する多官能アクリルアクリルモノマーや光開始剤を配合する。ここで、液状の多官能アクリルモノマーを配合すると、透明樹脂膜の軟化点を下げることで着色インキ中の溶剤を吸収して着色インキの拡がりを制御するに好適なものとなる。ここで選定されるアクリルモノマーならびに光開始剤は、前述の着色インキにて例示したものを同様に用いることができ、より好適には無着色なものが好ましく用いられる。
【００５３】
透明樹脂組成物に樹脂バインダーと上記多官能アクリルモノマーを併用する場合の配合割合としては、樹脂バインダー／アクリルモノマー＝３５〜９５重量部／５〜６５重量部、好ましくは４０〜９０重量部／１０〜６０重量部で配合するのが良い。樹脂バインダーの割合が３５重量部を下回ると、透明樹脂膜にタック性が生じたり、着色インキを形成、乾燥後に受容層上の着色領域の形状が凹状になり、好ましくない。光開始剤を配合する場合は、樹脂バインダーと多官能アクリルモノマーの総量１００重量部に対して１５重量部以下であるのが良く、好ましくは１０重量部以下であるのが良い。１５重量部を超えると４００ｎｍの光線透過率が９５％未満となる場合があり、ホワイトバランスが低下するので好ましくない。
【００５４】
透明樹脂組成物に紫外線硬化性を付与しておくことで、インクジェット法による着色領域を形成後、着色領域と共に紫外線照射によって透明樹脂膜を硬化させて受容層とした場合に、下地となる基材や基板との密着力、フィルム強度の維持、信頼性を向上させることができる。
【００５５】
更には、透明樹脂膜の紫外線硬化有無における膜強度ならびに耐薬品性の増加を利用して、カラーフィルターのリワークプロセスを構成することが可能となる。すなわち、インクジェットプロセスで透明樹脂膜上に着色領域を形成した後に、着色領域に不備があった場合、紫外線硬化前に、粘着フィルムを使用したり、洗浄溶剤で透明樹脂膜と共に着色領域を取り除くことが可能である。
【００５６】
さらに着色インキの吸収を促進するために、透明樹脂膜を形成する透明樹脂組成物には、その透明性を損なわない範囲で公知の１０〜２００ｎｍの無色微粒子を混合することもできる。例えば、シリカ微粒子、アクリル微粒子、ポリビニルピロリドン微粒子、アルミナなどである。
【００５７】
これらの透明樹脂膜を形成する構成成分を溶剤に溶解し、さらに良塗工性を付与する目的で必要に応じて界面活性剤を添加することで、液状の透明樹脂組成物として、ダイコーター、スリットコーター、グラビアコーター、コンマコーターなどを用いて、モノクロ表示装置の視認側透明基板又はカラーフィルターを形成する別の透明支持基材上に塗布することができる。そして、例えば４０℃〜１１０℃で乾燥することで、所望の透明樹脂膜を得ることができる。
【００５８】
界面活性剤の適正な添加量は、透明樹脂組成物１００重量部に対して界面活性剤を０．００５〜０．５重量部、より好ましくは０．００５〜０．１重量部であるのが良い。界面活性剤が存在しないと透明樹脂組成物を乾燥させた場合、表面がゆず肌となったり、ムラが顕著となり、光学特性の低下やその後のインキ液滴の拡がり形状が歪となる場合があり好ましくない。また、界面活性剤量が０．５重量部を超えると、着色インキが着弾した時にそのインキ拡がり径が大きくなって、目的とする画素領域（着色領域）の範囲を超えてしまう場合がある。このような界面活性剤として、ノニオン系界面活性剤が好ましく、さらにシリコン系ならびにフッ素径界面活性剤が好ましく用いられる。具体的には、ビッグケミー社製ＢＹＫシリーズ、ＤＩＣ製ＦＣシリーズなど例示できる。
【００５９】
着色インキをインクジェット法でインクジェットノズルから吐出して着色領域を形成する際には着色インキ１滴で形成してもよいが、複数滴をもって着色領域を形成してもよい。その場合、モノクロ表示装置の１画素に対応するカラーフィルターの１画素における着色面積Ｓをインクジェット法で形成するに際し、事前にインクジェットノズルから透明樹脂膜上に着色インキ１滴を吐出させた時に形成される接触面積a0を目安にすると好ましい。すなわち、Ｓがa0より大きい場合は、複数液滴を１着色領域内に描画することができ、液滴を重ねたり、孤立させたり、合体させたりすることができる。さらに、１画素内に複数液滴でもって描画する場合は、液滴間の着弾時間差によってもその合体の様子は異なるが、インクジェット描画方法は、ここに記載された方法に限定されるものではない。更に本発明による透明樹脂膜上に着弾した液滴を乾燥後に形状を観察すると、乾燥前後の拡がり径があまり変わらず、凸形状を有していることが好ましい。このような時に、透明支持基材や基板の表面性状に依存することなく、インクジェット法により着色領域の面積ならびに形状が安定したカラーフィルターを形成することが可能となる。
【００６０】
また、本発明のカラーフィルターが適用されるカラー表示装置において、カラーフィルターの着色領域によって形成される着色パターン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よく、Ｌ字配列であってもよく、三角配列であってもよい。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、複数の着色領域からなる着色パターンと共に透明パターンを含むものとすることが出来る。着色フォトレジストを利用したカラーフィルター製造法に比較して、インクジェット法はフォトマスクを用いることなく、様々なパターンを選択できる特徴を有する。更には、4色以上の多色表現においてはフォトリソ工程を複数繰り返す必要はなく、コスト上優位である。なお、本明細書中における「無着色」とはカラーフィルター上に着色パターンを形成しないことを言う。また、着色領域以外を透明とするとは、顔料等の着色剤を含まない着色インキを用いて、透明な画素（透明領域）を形成することを意味する。
【００６１】
着色インキが紫外線硬化性を有する場合、インクジェット塗工し、乾燥させた後に少なくとも紫外線露光を施して、その後の熱処理工程でパターン領域が拡がらないようにする方法も均一なカラーフィルターを得るに有効な手段としてとることができる。このような方法を採用する場合には、紫外線露光によって着色インキを完全に硬化させる必要はなく、その後の処理でパターン領域が拡がらない程度の紫外線照射量でよい。
【００６２】
なお、本発明のカラーフィルターの用途として好適に用いられるカラー表示装置の動作原理は、例えば、次の通りである。すなわち、少なくとも一方にカラーフィルターを設けた一対の透明基板間に、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カラー表示装置において、電気泳動粒子または回転粒子に対し、カラーフィルター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、カラーフィルター側に移動し、または回転により向きを変え、観察側（視認側）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。逆に、電気泳動粒子または回転粒子に対し、カラーフィルター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ー側に移動し、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。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、所定のカラー表示を行うことが出来る。
【発明の効果】
【００６３】
本発明における受容層を採用することで、インクジェット法により吐出され着色インキが隣接する他の着色インキと混色することなく着色領域を形成することができ、また、下地となる透明支持基材や基板の表面性状に依存することなく、その着色領域を安定的に得ることができる。そのため、本発明の受容層を備えたカラーフィルターによれば、明るいカラー電子ペーパー等のカラー表示装置を実現することが可能である。また、本発明によれば、カラーフィルターの製造に際し、工程数、材料使用量の削減にも貢献する。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】図１は、本発明のカラー表示装置の一例を示す断面模式図（一部）である。
【図２】図２は、カラー表示装置における一対の透明基板のうち、ＴＦＴを有する駆動側の透明基板の様子を説明する平面模式図である。
【図３】図３は、着色インキの描画パターンを示す模式説明図である。
【図４】図４は、着色インキの他の描画パターンを示す模式説明図である。
【図５】図５は、着色インキによる着色領域の様子を示す模式説明図である。
【図６】図６は、着色インキによる８打点描画における描画順を示す模式説明図である。
【図７】図７は、描画パターンの表面形状を示す表面形状測定データである。
【発明を実施するための形態】
【００６５】
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。また、「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。
【実施例】
【００６６】
［着色インクジェットインキ（R1；レッド、G1；グリーン、B1；ブルーの調製］
表１に示したように、先ず、カラーフィルター用微細顔料を用いて高分子分散剤を共存下、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを溶媒としてビーズミル中で分散を行い、レッド、グリーン、及びブルーの分散液を調製した。この分散液をもとに表１に示す組成で混合し、混合溶液を１μｍマイクロフィルターによって加圧ろ過を行い、各色の着色インクジェットインキ（着色インキ）を調製した。物性値をあわせて表１に示す。
【００６７】
【表１】
0005858835.tif 000002
【００６８】
なお、上記表１、及び後述する表２における略称の意味は次のとおりである。
「PE−４A」：ペンタエリスリトールテトラアクリレート（共栄社化学製）
「EGDAC」：ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート（ダイセル化学工業製）
「KBM-5103」：３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業製）
「Irgcure907」：２−メチル−１−〔4−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルフォリノプロパン−１−オン（チバジャパン製）
「BYK-378」：ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン系界面活性剤（ビッグへミー社製）
「PR254」：ピグメントレッド254
「PG36/PY150=50/50」：ピグメントグリーン36とピグメントイエロー150との共分散
「PB15:6」：ピグメントブルー15：6
「Ｐ１」：合成例１で得られた樹脂
「Ｐ２」：合成例２で得られた樹脂
「Ｐ３」：合成例３で得られた樹脂
「Ｐ４」：飽和ポリエステル樹脂ＴＰ２１７（日本合成化学製、分子量16000、ガラス転移点40℃、40％濃度）
「Ｑ１」：ペンタエリストールテトラアクリレート（共栄社化学製PE-４A）
「Ｑ２」：トリメチロールロールプロパントリアクリレート（TMPA）
【００６９】
また、表１に示す物性値について、インキ粘度は、Ｅ型粘度計を用いて２３℃にて測定を行った。インキ表面張力は、白金板を用いた浮力法により、ＣＢＶＰ−Ｚ（協和界面科学製）を用いて２３℃にて測定した。また、以下で述べる着色画素（着色領域）の表面形状ならびに大きさについては、着弾後ならびに硬化後の形状を光学顕微鏡で測定し、また形状を光学干渉式表面形状測定器ＷＹＣＯ ＮＴ １１００（日本ビーコ社製）を用いて測定した。更に、コニカミノルタ製インクジェットヘッド（KM512M、14pl仕様）を用いて、駆動周波数４．８ｋＨｚ、印加電圧１６．８Ｖにて、ヘッド温度２３℃にて上記で得られた各着色インキＲ１、Ｂ１、Ｇ１の１０分間連続吐出試験を行ったところ、ノズル詰まりは全く無く、良好な吐出特性を示すことを確認した。
【００７０】
［透明樹脂膜を形成する透明樹脂組成物の調製］
以下の合成例で得られた樹脂溶液の特性を次のようにして求めた。
【００７１】
＜固形分濃度＞
合成で得られた樹脂溶液(反応性生物や重合性二重結合含有(メタ)アクリレート樹脂の場合を含む)１ｇをガラスフィルター[重量：W0(ｇ)]に含浸させて秤量し[W1(ｇ)]、１６０℃にて２ｈｒ加熱した後の重量[W2(ｇ)]から次式より求めた。
固形分濃度(重量％)＝１００×(W2−W0)／(W1−W0)
【００７２】
＜酸価＞
樹脂溶液をジオキサンで溶解させ、電位差滴定装置(平沼製作所(株)製  商品名COM-1600)を用いて1/1ON-KOH水溶液で滴定して求めた。
【００７３】
＜分子量＞
テトラヒドロフランを展開溶媒として、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(GPC)にて標準ポリスチレン換算値として重量平均分子量(Mw)を求めた値である。
【００７４】
＜ガラス転移点＞
樹脂溶液をガラス基板上にスピンコートし、１００℃にて１時間乾燥した後に得られた塗膜を用いて、ＤＳＣ法によりガラス転移点を求めた。
【００７５】
＜タック性＞
乾燥後の透明樹脂膜の表面に接触することで、粘着性を示さず、また指紋後が残らないことを、「タック性が見られない〇」と定義した。
【００７６】
＜透明性＞
所定の透明支持基材をレファレンスとし、透明樹脂膜を施した透明樹脂付き支持基材を日立ハイテクフィールディング製Ｕ−４０００で透過率を３５０ｎｍ〜７００ｎｍ波長光で測定した。
【００７７】
（合成例１）
窒素導入管及び還流管付き１０００ｍｌ四つ口フラスコ中にメタクリル酸イソブチル（iBMA）５４．５ｇ（0.384mol）、メタクリル酸メチル（MMA）７６．８ｇ（0.768mol）、２,２'-アゾビス(２−メチル-ブチロニトリル)（AIBN）１．０ｇ（0.006mol）、及びＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）２００ｇを仕込み、８０〜８５℃で窒素雰囲気下、８ｈｒ攪拌して重合させた。室温に冷却後、その固形分を３０％に調整するようにＰＧＭＥＡを加えて、樹脂溶液１を得た。得られた樹脂溶液１に含まれる樹脂Ｐ１は、Ｍｗ＝６５０００、酸価は１以下で測定不能であった。ガラス転移点は４５−５０℃であった。
【００７８】
（合成例２）
窒素導入管及び還流管付き１０００ｍｌ四つ口フラスコ中にメタクリル酸（MAA）３３．０ｇ（0.384mol）、メタクリル酸イソブチル（MPA）６．１５ｇ（0.0433mol）、ＡＩＢＮ ２．２１ｇ（0.012mol）、及びＰＧＭＥＡ ８０ｇを仕込み、８０〜８５℃で窒素雰囲気下、８ｈｒ攪拌して重合させた。更にフラスコ内にメタクリル酸グリシジル（MGA）４８．８ｇ（0.384mol）、トリフェニルホスフィン１．４４ｇ（0.0055mol）、及び２,６−ジ−tert-ブチル-クレゾール０．０５５ｇをＰＧＭＥＡ ８３ｇと共に仕込み、８０〜８５℃で１６ｈｒ攪拌し、重合性二重結合含有(メタ)アクリレート樹脂を得た。得られた重合性二重結合含有(メタ)アクリレート樹脂のＩＲ測定から、１４０９ｃｍ-1（ビニル基）、１１８６ｃｍ-1(カルボキシル基)にピークが観測された。これにより、重合成二重結合含有(メタ)アクリレート樹脂であることを確認した。さらに、ＰＧＭＥＡで希釈して固形分濃度３０％の樹脂溶液２を調整した。得られた樹脂溶液２に含まれる樹脂Ｐ２の平均分子量Ｍｗ＝１９０００、酸価は１００mgKOH／gであった。樹脂のガラス転移温度は３５−４０℃であった。
【００７９】
（合成例３）
窒素導入管及び還流管付き１０００ｍｌ四つ口フラスコ中にメタクリル酸１８．９ｇ（0.219mol）、メタクリル酸メチル３８．４ｇ（0.384mol）、片末端カルボキシル基を有するＭＭＡ／ＭＰＡ共重合体（重量平均分子量6000にメタクリル酸グリシジルを等モル量負荷させた反応性マクロマー）７．８４g（約0.0013 mol）、ＡＩＢＮ １．００ｇ（0.0052mol）、及びＰＧＭＥＡ １２０ｇを仕込み、８０〜８５℃で窒素雰囲気下、８ｈｒ攪拌して重合させた。更にフラスコ内にメタクリル酸グリシジル４６．９ｇ（0.219mol）、トリフェニルホスフィン１．４４ｇ（0.0055mol）、及び２,６−ジ−tert-ブチル-クレゾール０．０５５ｇをＰＧＭＥＡ ８０ｇと共に仕込み、８０〜８５℃で１６ｈｒ攪拌し、重合性二重結合含有(メタ)アクリレート樹脂を得た。得られた重合性二重結合含有(メタ)アクリレート樹脂のＩＲ測定から、１４０９ｃｍ-1（ビニル基）、１１８６ｃｍ-1(カルボキシル基)にピークが観測された。これにより、重合成二重結合含有(メタ)アクリレート樹脂であることを確認した。さらに、ＰＧＭＥＡで希釈して固形分濃度３０％の樹脂溶液３を調整した。得られた樹脂溶液３に含まれる樹脂Ｐ３の平均分子量Ｍｗ＝４７０００、酸価は４mgKOH／gであった。樹脂のガラス転移温度は６０−６５℃であった。
【００８０】
［参照例１］
合成例２で調製した樹脂溶液（Ｐ２溶液）を用いて、表２に示すような組成にて透明樹脂組成物を調整し、易接着ＰＥＴ(東洋紡製A4100、膜厚100μｍ)の易接着面に乾燥後膜厚が５μｍになるようにスリットコートにて印刷し、常温で１２００Ｐａ×２０秒、４００Ｐａ×３０秒で真空乾燥させ、その後７０℃×５分間ホットプレート上で熱乾燥させて透明樹脂膜付きＰＥＴフィルムを得た。透明樹脂膜の塗膜表面にタック性はなかった。また、その４００ｎｍ光線透過率は９５％超であった。
【００８１】
続いて、コニカミノルタ製インクジェットヘッドＫＭ５１２Ｍ（14pl吐出可能なノズル512穴を装着）を用いて、前述の着色インクジェットインキＧ１を、前述の透明樹脂膜付きＰＥＴフィルムの透明樹脂膜に対して３０２μｍピッチで１打点で描画して透明樹脂膜上に形成される着色領域の拡がりを観察した。描画後、ホットプレート上で７０℃にて３分間乾燥を行い、紫外線露光機にて１５００ｍJ（I線基準）露光、さらに７０℃にて１０分間アニール処理を行って透明樹脂膜を硬化させて受容層とした。このとき、着色インキの液滴の拡がりを測定したところ、透明樹脂膜に描画した直後の拡がり径は９４μｍであり、乾燥、露光、アニールと工程を経ても着色領域の拡がりは殆ど観察されず、その断面形状も凸形状であった。
【００８２】
次に、上記と同様にして別に用意した透明樹脂膜付きＰＥＴフィルムに図３（ａ）に示すように１回目の描画で中心間距離を４５μｍ離してＧ１インキを２滴描画し、これを描画方向（Ｙ方向）に３０２μｍピッチ離して連続して描画した。さらに５秒後に、図３（ｂ）に示すように、２回目の描画を１回目の描画からＸ方向に中心間距離を４５μｍ離して２滴を同様に並べて描画して、合計４滴を重ねて１画素内を描画し、以下のようにして着色領域を形成したのち、着色塗膜の拡がりを観察した。すなわち、描画後、７０℃にて３分間乾燥し、紫外線露光機で１５００ｍJ露光、さらに７０℃、１０分間熱処理を行い、得られた着色領域の拡がりを観察した。この時の着色領域は、図５（ｂ）に示すような形状ならびに拡がりは１５０μｍ角内に納まっていた（図５（ｂ）で言うＸmax=150μm、Ｙmax=150μm）。また、液滴と透明樹脂膜との接触線が乾燥／露光／熱処理中も保たれており、４滴が一つの円状に拡がった形状のドットになることはなかった。
【００８３】
【表２】
0005858835.tif 000003
【００８４】
［比較例１］
東洋紡製易接着ＰＥＴ（A4100）の易接着面（インキが馴染み易い処理をした面）に対して透明樹脂膜を形成することなく、参照例１と同様にしてＧ１インキを直接描画し、同様にして乾燥、露光、熱処理を行った。ＰＥＴ上における液滴の拡がり径は１５０μｍを超えて濡れ拡がっており、その境界面は一定でなかった。
【００８５】
更に、参照例１と同様にしてＧ１インキを４滴重ねて１画素内の着色領域になるようにして、着色領域を形成した。描画後の液滴の拡がり径は１５０μｍ角を越えて、各着色領域の拡がり形状を比較しても一定ではなかった。
【００８６】
［比較例２］
東洋防製易接着ＰＥＴ（A4100）の通常ＰＥＴ面に透明樹脂膜を形成することなく参照例１と同様にして描画を行い、着色領域を形成し、その拡がりを観察したところ、図５（a）に示すような、一つの円状に拡がった形状の着色領域となっていた。
【００８７】
［実施例２〜３］
表２の実施例２、３に示したように、合成例１で調製した樹脂溶液（Ｐ１溶液）と合成例２で調製した樹脂溶液（Ｐ２溶液）をそれぞれ用いて、更に多官能アクリルモノマーとしてペンタエリストールテトラアクリレート（共栄社化学製PE-４A）（Ｑ１）を用いて、また、光開始剤としてイルガキュア907（BASF製）、界面活性剤としてBYK333を表２に示すような組成にて混合し、透明樹脂組成物を調製し、東洋防製易接着ＰＥＴ（A4100）の易接着面に参照例１と同様にして５μｍ膜厚で透明樹脂膜を形成した。乾燥後の透明樹脂膜表面のタック性はなく、また、その４００ｎｍの光線透過率は９７％超であった。
【００８８】
続いて、Ｙ方向の中心間距離は５０μｍ離して重ねるようにした以外は参照例１と同様にして、打点ピッチ５０μｍでＧ１インキを４打点が重なるように直接描画し、同様にして乾燥、露光、熱処理を行った。描画直後ならびに熱処理後もＰＥＴ上における液滴の拡がり径はこの時の着色領域は、図５（ｂ）に示すような形状で、その拡がりは１５０μｍ角内に納まっていた。また、液滴と透明樹脂膜との接触線が乾燥／露光／熱処理中も保たれており、４滴が一つの円状に拡がった形状のドットになることはなかった。
【００８９】
［実施例４〜８］
表２の実施例４〜８に示したように、樹脂溶液（Ｐ２〜Ｐ４溶液）を用いて、表２に示すような組成の透明樹脂組成物を調製し、東洋防製易接着PET（A4100）の易接着面に参照例１と同様にして５μｍ膜厚で透明樹脂膜を形成した。乾燥後の透明樹脂膜表面のタック性はなく、またその４００ｎｍの光線透過率は９７％超であった。
【００９０】
続いて、実施例２、３と同様にしてＧ１インキを打点ピッチ５０μｍ（Ｙ方向）及び４５μm（Ｘ方向）で４打点が重なるように直接描画し（但し、実施例５、７については、参照例１と同様にＹ方向の中心間距離は45μm離して重ねるようにした）、同様にして乾燥、露光、熱処理を行った。描画直後ならびに熱処理後もＰＥＴ上における液滴の拡がり径はこの時の着色領域は、図５（ｂ）に示すような形状で、その拡がりは１５０μｍ角内に納まっていた。また、液滴と透明樹脂膜との接触線が乾燥／露光／熱処理中も保たれており、４滴が一つの円状に拡がった形状のドットになることはなかった。
【００９１】
以下、実施例９〜１８においてはＴＦＴの１画素のサイズを１５１μｍ×１５３μｍとして、６００×８００画素の６インチパネルに対応するカラーフィルターを作製した。そして、これらのカラーフィルターは、マイクロカプセルを使用した電気泳動式のモノクロ表示電子書籍Kindle（アマゾン社製D701）の透明基板側に貼着してカラー表示装置を得るようにした。
【００９２】
［実施例９］
コニカミノルタ製インクジェットヘッドKM512M（14pl吐出可能なノズル512穴を装着）を用いて、前述の着色インキＲ１,Ｇ１,Ｂ１を、参照例１で作成した透明樹脂膜付きＰＥＴフィルムの透明樹脂膜に対して、実施例１で示した描画方法で４打点による着色領域を形成、さらに図４に示すようなＸ方向に１５３μｍピッチ（306μｍピッチで２回に分けて形成）、Ｙ方向に１５１μｍピッチ（302μｍピッチで２回に分けて形成）で各色をずらして描画して、以下のようにして連続した着色領域を形成することで６インチサイズのカラーフィルターを作製した。すなわち、描画後、ホットプレート上で７０℃にて３分間乾燥を行い、紫外線露光機にて１５００ｍJ（I線基準）露光、さらに７０℃にて１０分間熱処理を行った。処理過程における各液滴の３色の重なりは全く見られず、凸形状を示した。
【００９３】
上記で得られたカラーフィルターを用いて、１画素のピッチ１５１μｍ×１５３μｍ、６００×８００画素数の６インチモノクロ電子ペーパーパネルにアクリル系透明粘着剤を介して貼り付けることで、カラー表示素子を作製した。各色の画素を点灯したところ、着色画素間の混色は見られなかった。また、カラーフィルターを貼り付ける前のモノクロ表示時を１００％としたときに比較して、カラー表示素子の反射率は何れも６０％を超え、明るいパネルが得られたことを確認した。
【００９４】
［実施例１０〜１８］
コニカミノルタ製インクジェットヘッドKM512M（14pl吐出可能なノズル512穴を装着）を用いて、前述の着色インキＲ１,Ｇ１,Ｂ１を、実施例２〜１０で作成した透明樹脂膜付ＰＥＴフィルムの透明樹脂膜に対して参照例１で示した描画方法で４打点による着色領域を形成し、さらに図４に示すようなＸ方向に１５３μｍピッチ（306μｍピッチで２回に分けて形成）、Ｙ方向に１５１μｍピッチ（302μｍピッチで２回に分けて形成）で描画して、以下のようにして連続した着色領域を得て、６インチサイズのカラーフィルターを作製した。すなわち、描画後、ホットプレート上で７０℃にて３分間乾燥を行い、紫外線露光機にて１５００ｍJ（I線基準）露光、さらに７０℃にて１０分間熱処理を行った。処理過程における各液滴の３色の重なりは全く見られず、凸形状を示した。
【００９５】
上記で得られたカラーフィルターを用いて、１画素のピッチ１５１μｍ×１５３μｍ、６００×８００画素数の６インチモノクロ電子ペーパーパネルにアクリル系透明粘着剤を介して貼り付けることで、カラー表示素子を作製した。各色の画素を点灯したところ、着色画素間の混色は見られなかった。また、カラーフィルターを貼り付ける前のモノクロ表示時を１００％としたときに比較して、カラー表示素子の反射率は何れも６０％を超え、明るいパネルが得られたことを確認した。
【００９６】
［比較例３］
東洋紡製易接着ＰＥＴ（A4100）の易接着面に対して透明樹脂膜を形成することなく、実施例１２と同様にしてＲ１,Ｇ１,Ｂ１インキをそれぞれ１画素に４打点となるように描画し、同様にして乾燥、露光、熱処理を行った。PET上における液滴の拡がり径は１５０μｍを超えて濡れ拡がっており、混色が見られた。
【００９７】
［参照例１９］
乾燥後の透明樹脂膜の膜厚を３０μｍとした他は参照例１と同様にしてＡ４１００の易接着面に透明樹脂膜を形成した。乾燥後の透明樹脂膜表面のタック性はなく、またその４００ｎｍの光線透過率は９５％超であった。
【００９８】
続いて、参照例１と同様にしてＧ１インキを直接描画し、同様にして乾燥、露光、熱処理を行った。描画直後ならびに熱処理後もＰＥＴ上における液滴の拡がり径はこの時の着色領域は、図５（ｂ）に示すような形状で、その拡がりは１５０μｍ角内に納まっていた。また、液滴と透明樹脂膜との接触線が乾燥／露光／熱処理中も保たれており、４滴が一つの円状に拡がった形状のドットになることはなかった。
【００９９】
［参考例１］
乾燥後の透明樹脂膜の膜厚を０．２μｍとした他は参照例1と同様にしてA4100の易接着面に透明樹脂膜を形成した。乾燥後の透明樹脂膜表面のタック性はなく、またその４００ｎｍ透過率は９５％超であった。
【０１００】
続いて参照例１と同様にしてＧ１インキを透明樹脂膜の膜上に直接描画し、同様にして乾燥、露光、熱処理を行った。その結果、１液滴の拡がり径は１５０μｍを超えて濡れ拡がっており、そのまた４打点を重ねた場合はその境界面は一定でなかった。
【符号の説明】
【０１０１】
１：駆動スイッチ
２：駆動電極
３：駆動側基板
４：導電層
５：透明基板
６：白色粒子
７：黒色粒子
８：分散媒
９：マイクロカプセル
１０：表示媒体
１１：カラーフィルター
１２：透明樹脂膜付支持基板
１３：透明樹脂膜
１４：着色層
１５：配線
【図１】
0005858835.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図５】
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【図７】
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