(57)【要約】【課題】簡便な外的作用のみで発色効果が発現し、更にはその効果の発現範囲を所望の領域に限定可能なカラーフィルタを提供することである。【解決手段】透明基板と、前記透明基板上にパターン印刷された顕色剤と、前記顕色剤上に染料が封入されたマイクロカプセルが含まれる色材層が順次形成され、前記色材層の上面側から外部圧力によって前記染料と前記顕色剤とが反応してカラーフィルタの着色領域を形成することを特徴とするカラーフィルタとする。【選択図】    図１
2015102654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板と、前記透明基板上にパターン印刷された顕色剤と、前記顕色剤上に染料が封入されたマイクロカプセルが含まれる色材層が順次形成され、前記色材層の上面側から外部圧力によって前記染料と前記顕色剤とが反応してカラーフィルタの着色領域を形成することを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記顕色剤はインクジェット印刷によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタ。
【請求項３】
前記透明基板上に受像層が形成されてい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。
【請求項４】
白黒型反射型表示装置の観察側基板の外側にカラーフィルタ層が形成されたカラー反射型表示装置であって、
前記カラーフィルタは、前記観察側基板上に前記白黒反射型表示装置の画素電極パターンに対応して形成された顕色剤と、染料が封入されたマイクロカプセルが含まれる色材層が順次形成されており、前記マイクロカプセル層の上面側から外部圧力によって前記染料と前記顕色剤とが反応してカラーフィルタの着色領域が形成されるカラーフィルタであることを特徴とするカラー反射型表示装置。
【請求項５】
前記顕色剤はインクジェット印刷によって形成されていることを特徴とする請求項４に記載のカラー反射型表示装置。
【請求項６】
前記透明基板上に受像層が形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載のカラー反射型表示装置。
【請求項７】
透明基板上にカラーフィルタを形成するカラーフィルタの製造方法であって、
前記透明基板上にカラーフィルタの着色領域に対応させて顕色剤を形成する工程と、
前記顕色剤上に染料を封入したマイクロカプセルが含まれる色材層を形成する工程と、
前記マイクロカプセル上面から外部圧力をかけてマイクロカプセルを破裂させて染料と前記顕色剤とを反応させることでカラーフィルタの着色領域を形成する工程と、
を行うことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。  
【請求項８】
前記顕色剤はインクジェット印刷によって形成されていることを特徴とする請求項７に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項９】
前記透明基板上に受像層が形成されていることを特徴とする請求項７または８に記載のカラーフィルタの製造方法。
【請求項１０】
白黒型反射型表示装置の観察側基板の外側にカラーフィルタ層を形成するカラー反射型表示装置の製造方法であって、
前記観察側基板上に前記白黒反射型表示装置の画素電極パターンに対応して前記顕色剤を形成する工程と、
前記色材層を形成する工程と、
前記マイクロカプセル上面から外部圧力をかけて前記マイクロカプセルを破裂させて染料と前記顕色剤とを反応させることでカラーフィルタの着色領域を形成する工程と、
を行うことを特徴とするカラー反射型表示装置の製造方法。  
【請求項１１】
前記顕色剤はインクジェット印刷によって形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のカラー反射型表示装置の製造方法。
【請求項１２】
前記透明基板上に受像層が形成されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載のカラー反射型表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ及びカラー反射型表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイのカラー化を行う場合、一般的にカラーフィルタを用いることが多い。
【０００３】
一般的なディスプレイに用いられる場合、カラーフィルタの各着色画素は、ディスプレイの駆動部分に合わせて精度良く配置される必要がある。画素位置精度が悪い場合、意図しない箇所での発色などが起こり、所望の表示品質を保つことが出来ない。
【０００４】
高い画素位置精度を有するカラーフィルタを得るには、フォトリソグラフィ法、インクジェット法、反転印刷法などが一般的に知られ、高品質、低コストの製造方法として広く用いられている。
【０００５】
一方で、電子ペーパーを始めとする反射型ディスプレイにカラーフィルタが用いられる場合、着色画素の存在が大きく明るさを低下させる要因となっており、着色画素を必要な領域のみに留め、全体の明るさ低下を抑えたいという要望がある。
【０００６】
しかし、必要な着色領域は使用者によって様々であり、その全てのパターンに対応するのは、製造工程上でのみ指定が可能な従来手法では対応が困難であり、使用者の手によって任意の領域を着色可能なカラーフィルタが求められる。
【０００７】
使用者の手によって着色が可能な技術として、例えば特許文献１が挙げられる。これは圧力を加えるといった簡便な外的作用のみで、任意の範囲を着色可能な点で優れている。しかし、ディスプレイの駆動部分に合わせた微細な領域を指定することができず、表示特性を大幅に低下させてしまう点で課題が残る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−０２５７７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、使用者の手で実行が可能であり、なおかつ表示品質を損なわずに着色が可能な技術が求められる。
【００１０】
本発明は上記要望に鑑みて成されたものであり、その課題とするところは、簡便な外的作用のみで発色効果が発現し、更にはその効果の発現範囲を所望の領域に限定可能なカラーフィルタを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するための請求項１に記載の発明は、透明基板と、前記透明基板上にパターン印刷された顕色剤と、前記顕色剤上に染料が封入されたマイクロカプセルが含まれる色材層が順次形成され、前記色材層の上面側から外部圧力によって前記染料と前記顕色剤とが反応してカラーフィルタの着色領域を形成することを特徴とするカラーフィルタである。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記顕色剤はインクジェット印刷によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタである。
【００１３】
請求項３に記載の発明は前記透明基板上に受像層が形成されてい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である。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、白黒型反射型表示装置の観察側基板の外側にカラーフィルタ層が形成されたカラー反射型表示装置であって、前記カラーフィルタは、前記観察側基板上に前記白黒反射型表示装置の画素電極パターンに対応して形成された顕色剤と、染料が封入されたマイクロカプセルが含まれる色材層が順次形成されており、前記マイクロカプセル層の上面側から外部圧力によって前記染料と前記顕色剤とが反応してカラーフィルタの着色領域が形成されるカラーフィルタであることを特徴とするカラー反射型表示装置である。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、前記顕色剤はインクジェット印刷によって形成されていることを特徴とする請求項４に記載のカラー反射型表示装置である。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、前記透明基板上に受像層が形成されていることを特徴とする請求項４または５に記載のカラー反射型表示装置である。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、透明基板上にカラーフィルタを形成するカラーフィルタの製造方法であって、前記透明基板上にカラーフィルタの着色領域に対応させて顕色剤を形成する工程と、前記顕色剤上に染料を封入したマイクロカプセルが含まれる色材層を形成する工程と、前記マイクロカプセル上面から外部圧力をかけてマイクロカプセルを破裂させて染料と前記顕色剤とを反応させることでカラーフィルタの着色領域を形成する工程と、を行うことを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、前記顕色剤はインクジェット印刷によって形成されていることを特徴とする請求項７に記載のカラーフィルタの製造方法である。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、前記透明基板上に受像層が形成されていることを特徴とする請求項７または８に記載のカラーフィルタの製造方法である。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、白黒型反射型表示装置の観察側基板の外側にカラーフィルタ層を形成するカラー反射型表示装置の製造方法であって、前記観察側基板上に前記白黒反射型表示装置の画素電極パターンに対応して前記顕色剤を形成する工程と、前記色材層を形成する工程と、前記マイクロカプセル上面から外部圧力をかけて前記マイクロカプセルを破裂させて染料と前記顕色剤とを反応させることでカラーフィルタの着色領域を形成する工程と、を行うことを特徴とするカラー反射型表示装置の製造方法である。
【００２１】
請求項１１に記載の発明は、前記顕色剤はインクジェット印刷によって形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のカラー反射型表示装置の製造方法である。
【００２２】
請求項１２に記載の発明は、前記透明基板上に受像層が形成されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載のカラー反射型表示装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００２３】
発色剤としてマイクロカプセル中には複数の発色剤が封入され、顕色剤としては染料と顕色剤が反応し発色させたい顕色剤を選択しさらにインクジェット印刷によりパターン印刷で顕色領域を形成する。外部圧力によってマイクロカプセルが破壊されることによって、発色剤と顕色剤とが接触反応してカラーフィルタの着色領域が形成することができる。各色の発色剤にのみ反応する顕色剤がパターン印刷されているので、その着色領域は必要部分のみに限られ、不必要な領域への着色を避けることができるため、表示品質を保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態によるカラーフィルタの断面図である。
【図２】本発明の発色剤のマイクロカプセルの断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による反射型表示装置の観察側基板の外側にカラーフィルタを形成した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の一実施形態によるについて図１を用いて説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施の形態に係わるカラーフィルタの断面図である。図１に示すカラーフィルタは、透明基板１上に形成した受像層上に各顕色剤が微細パターン形成され、さらに受像層上に発色剤として染料が封入されたマイクロカプセルを有する色材層が形成されている。
【００２７】
受像層上に形成する顕色剤２はインクジェット印刷により微細パターン印刷し、受像層５によって定着保持されている。
【００２８】
発色剤として染料を封入したマイクロカプセルをバインダー樹脂に分散させて、ダイコーター、ディップコーター、マイクログラビアを用いて塗工する。
【００２９】
発色剤としてマイクロカプセルの隔壁４の中に染料が封入されているが、隔壁によって周囲から隔離されているので、受像層上にマイクロカプセルを塗工した時点では染料と顕色剤が接触しないため受像層中では色は発現していない。
【００３０】
次に、マイクロカプセル上面からラミネーターにて圧力を加えることによりマイクロカプセルが破壊され、マイクロカプセル中の染料と受像層上の顕色剤とが反応してカラーフィルタの着色領域として発色することにより、カラーフィルタの着色画素が形成される。本発明では、ある特定の染料と反応する顕色剤がパターン印刷されているのでパターン加圧する必要はなく、マイクロカプセル全面にラミネーターロールを用いて加圧すればよい。
【００３１】
本発明では、顕色剤と染料が接触して反応することによって発色するので、受像層には発色させたい色の染料と反応する特定の顕色剤がパターン印刷されていれば、各画素間の着色を必要としない部分まで着色されることはないため、隣接画素との混色を防ぎ、高精度に着色画素のパターン形成をすることができる。
【００３２】
また、マイクロカプセルに封入する染料としては最低限発色させたい染料を封入すればよく、発色させたい色の染料と反応する特定の顕色剤がパターン印刷されている以上、マイクロカプセル中に発色に関係のない染料を封入されていても構わない。各色の染料毎にマイクロカプセルを合成したり、マイクロカプセルをパターン塗工したりする必要はないため製造工程上、非常に優位な方法である。
【００３３】
顕色剤２としては、フェノール系、芳香族カルボン酸系などが用いられるが、無色かつロイコ染料を発色する機能を有するならば各種公知の顕色剤を用いればよい。例えば、４，４’‐ジヒドロキシジフェニルメタン、４，４’‐イソプロピリデンジフェノール、４，４’‐シクロヘキシリデンジフェノール、４‐ヒドロキシ‐安息香酸ベンジルエステル等が挙げられる。
【００３４】
透明基材１は任意のものであって良いが、ガラス基板やフィルム基板のように表面は平滑であることが好ましい。
【００３５】
ラミネーターの設定温度としては、ロイコ染料と顕色剤との発色反応が進行する８０〜１８０℃が好ましい。８０℃以下でラミネートするとロイコ染料と顕色剤との反応が進まず発色しない。また、１８０℃以上でラミネートすると、フィルム基材を使用した場合にはフィルムの軟化に伴う変形が起こるため好ましくない。ラミネーター圧力はマイクロカプセルが破壊される圧力で行えばよい。
【００３６】
受像層の形成方法としては、ダイコーター、ディップコーター、マイクログラビア、ナイフコーターが挙げられる。受像層の膜厚は０．５μｍから３０μｍ以下であることが好ましい。０．５μｍ未満であると顕色剤を受容することができなくなり、３０μｍを超えると膜厚が厚くなり塗工膜厚精度が低下し、また表示反射率の低下や視差が発生するので好ましくない。
【００３７】
受容層６の材料としては、メラミン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル、アクリル樹脂、ビニルアルコール樹脂等を用いることができるが、透明性・吸液性・諸耐性等の性能を満たすならばこの限りではない。
【００３８】
マイクロカプセルを分散しているバインダー樹脂の材料としては、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリルウレタン樹脂等の高分子樹脂が挙げられるが、透明性、諸耐性の性能を満たすならばこの限りではない。
【００３９】
図２は、発色剤として用いるマイクロカプセルの断面図である。
【００４０】
マイクロカプセルの隔壁４は、樹脂により形成され、ポリウレタン、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂などがある。また、染料を内包して、マイクロカプセルを形成し、外的な圧力作用によって破壊し、内部の発色剤を放出する。外的作用による隔壁の破壊が容易であれば、外的作用および隔壁の形態はこの限りではない。
【００４１】
マイクロカプセルに封入する発色剤としては、一般的なロイコ染料を用いることができ、フタリド系、フルオラン系、フェノチアジン系などがある。例えば、赤色のロイコ染料としては、３‐ジエチルアミノ‐６‐メチル‐７‐クロロフルオラン、３‐ジエチルアミノ‐７‐クロロフルオラン、３−トリルアミノ−７−メチルフルオラン、３−ジエチルアミノ−６，８−ジメチルフルオラン等が挙げられる。青色のロイコ染料としては、３‐ジメチルアミノ‐トリフェニルメタンフタリド、３，３−ビス（４−ジエチルアミノ−２−エトキシフェニル）−４−アザフタリド、３−（４−ジエチルアミノ−２−メチルフェニル）−３−（４−ジメチルアミノフェニル）−６−ジメチルアミノフタリド等が挙げられる。 緑色のロイコ染料としては、３‐ジエチルアミノ‐６‐アニリノフルオラン、３−（Ｎ−エチル−Ｎ−ｐ−トリルアミノ）−７−（Ｎ−フェニル−Ｎ−メチルアミノ）フルオラン、３−（Ｎ−エチル−Ｎ−ｎ−ヘキシルアミノ）−７−アニリノフルオラン等が挙げられる。
【００４２】
図３は、本発明の一実施形態による反射型表示装置の観察側基板の外側にカラーフィルタを形成した断面図である。
【００４３】
図３に示すように、本実施形態のカラー反射型表示装置１６は、画素電極と背面基板から成る背面電極基板上に、導電性接着剤を介して電荷を有する着色粒子と白色粒子を内包するマイクロカプセルから成る反射型表示層が形成され、反射型表示層上に透明電極層、透明基板が順次形成されている。さらに、透明基板上に受像層が形成され、受像層に顕色剤が画素電極のパターンの位置に合わせて印刷され、受像層上には各色の染料が封入されたマイクロカプセル層が形成されている。
【００４４】
カラー反射型表示装置の作製方法としては、透明電極層を有する透明基板の透明電極層（ＩＴＯ）上に、バインダー樹脂に電気泳動粒子が内包されたマイクロカプセルを含むインクをダイコーター、ディップコーター、マイクログラビアを用いて塗工し反射型表示層を形成する。さらに反射型表示層側に導電接着剤層を形成し、画素電極が形成された背面基板を貼り合せる。
【００４５】
透明電極層を有する透明基板のもう一方の面に、受像層をダイコーター、ディップコーター、マイクログラビア、ナイフコーター等の所定の塗工方法で形成し、背面基板の画素電極のパターンに合わせてインクジェット印刷で顕色剤をパターン印刷する。次いで、顕色剤を形成した受像層上に、発色剤として染料を封入したマイクロカプセルをダイコーター、ディップコーター、マイクログラビアを用いて形成する。必要ならば、マイクロカプセル層上に保護フィルムを貼り合わせてもよい。
【００４６】
マイクロカプセルの上面から８０〜１８０℃に加熱したラミネートロールで外圧をかけることによってマイクロカプセルを破裂させ、染料と顕色剤との反応によって、画素電極のパターンに一致した着色領域が形成されたカラーフィルタが形成される。
【００４７】
顕色剤と染料が接触して反応することによって発色するので、受像層には発色させたい色の染料と反応する特定の顕色剤がパターン印刷されていれば不要部分まで着色されることはないため、隣接画素との混色を防ぎ、高精度に着色画素のパターン形成をすることができる。
【実施例１】
【００４８】
実施例として、インクジェット印刷で顕色剤を形成したカラーフィルタについて説明する。
【００４９】
基材として２１０ｍｍ×２９７ｍｍ、Ａ４サイズのＰＥＴフィルム上に、受像層の材料としては、ウレタン系樹脂、トルエン、水、ＩＰＡの混合物を用い、ダイコーターにて乾燥膜厚８μｍになるように塗工した。
【００５０】
受像層上にマトリクス上にＲＧＢ色の着色画素に対応させるようにインクジェット印刷を用いて顕色層を作製した。ここで、顕色剤には発色させたい色のロイコ染料と反応する特定の顕色剤がそれぞれのＲＧＢ領域にパターン印刷されている。
【００５１】
次に、顕色層上に赤色のロイコ染料として３‐ジエチルアミノ‐６‐メチル‐７‐クロロフルオラン、青色のロイコ染料として３‐ジメチルアミノ‐トリフェニルメタンフタリド、緑色のロイコ染料として３‐ジエチルアミノ‐６‐アニリノフルオラン染料を全て封入したマイクロカプセルをエアナイフコーターで塗工し、発色層を形成し、保護フィルムを貼り合せた。
【００５２】
保護フィルム上から１２０℃に加熱したラミネーターロールで加圧した。光学顕微鏡を用いて着色画素を観察したところ、２０２μｍ×２０２μｍ中に一辺が１８５μｍの着色領域が形成され、精度良く配列され、隣接画素との混色がないことを確認した。
【００５３】
カラーフィルタはパターン位置精度良く着色画素が形成されており、表示装置上に貼り合せて表示を切り換えることにより、カラー表示されたことを確認した。
【実施例２】
【００５４】
６インチサイズの白黒反射型表示装置の観察側基板であるＰＥＴフィルム上に、白黒反射型表示装置の一辺が１８０μｍ×１８０μｍの四角形の画素電極のパターンに対応するように、インクジェット印刷で１６０μｍ×１６０μｍで顕色剤を印刷した。ここで、実施例１と同様に顕色剤には発色させたい色のロイコ染料と反応する特定の顕色剤がそれぞれのＲＧＢ領域にパターン印刷されている。
【００５５】
次に、顕色剤層上に実施例１と同じマイクロカプセルをエアナイフコーターで塗工し、発色層を形成し、保護フィルムを貼り合せた。
【００５６】
保護フィルム上から１００℃に加熱したラミネーターロールで加圧した。光学顕微鏡を用いて着色画素を観察したところ、画素電極中に一辺が１６０μｍの着色領域が形成され、精度良く配列され、隣接画素との混色がないことを確認した。
【００５７】
反射型表示装置上に、パターン位置精度良く着色画素が形成されており、表示部を切り換えることにより、カラー表示されたことを確認した。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、例えば、電子ペーパー、液晶ディスプレイ等からなる反射型ディスプレイのカラーフィルタに適用可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１・・・透明基板
２・・・顕色剤
３・・・マイクロカプセル（発色剤）
４・・・隔壁
５・・・バインダー樹脂
６・・・受像層
７・・・ロイコ染料
８・・・背面基板
９・・・画素電極
１０・・・導電性接着剤
１１・・・マイクロカプセル
１２・・・バインダー樹脂
１３・・・反射型表示層
１４・・・透明電極層
１５・・・透明基板
１６・・・カラー反射型表示装置
【図１】
2015102654.tif 000003
【図２】
2015102654.tif 000004
【図３】
2015102654.tif 000005