(57)【要約】【課題】所定のパターンによる１回の発色処理で位置ずれ無く形成されるカラーフィルタ及びその製造方法を提供する。【解決手段】光透過性の支持体２２とこの上に大径マイクロカプセル１を塗布されたフィルタ層２３から成る透明のカラーフィルタ原版シート２１がカラーフィルタ製造機１０の搬送ベルト１３により搬送される。大径マイクロカプセル１は１５μｍφのカプセル壁内にそれぞれ赤、青、緑に発色する３種類の径の異なる透明の小径マイクロカプセルを含む。カラーフィルタ原版シート２１が矢印ｃ方向へ搬送されて超音波ヘッドユニット１５の下を通過すとき超音波ラインヘッド２０により所定の共振周波数の超音波を照射されて発色処理を施こされ赤発色部２３ｒ、青発色部２３ｂ、及び緑発色部２３ｇからなる所望の発色パターンのカラーフィルタが形成される。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性の支持体と、
該光透過性の支持体上に塗布された多色に発色可能なマイクロカプセルからなる塗布層と、
該マイクロカプセルの塗布層において所定の刺激による発色処理により複数の所定の色からなるパターンに発色したフィルタ部と、
から成ることを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項２】
前記マイクロカプセルは、所定の刺激により破壊可能なカプセル壁で囲繞された複数種類の小径マイクロカプセルを支持材中に分散内包し、互いに混合されて所定の色に発色反応する反応性物質の一方と気泡とを前記複数の各小径マイクロカプセルのカプセル壁内側に分散し、前記反応性物質の他方を前記支持材中に分散して成る大径マイクロカプセルである、ことを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ。
【請求項３】
前記反応性物質の一方は発色材であり、前記反応性物質の他方は顕色材であることを特徴とする請求項２記載のカラーフィルタ。
【請求項４】
前記所定の色は、赤、青、又は緑であることを特徴とする請求項１又は２記載のカラーフィルタ。
【請求項５】
前記所定の色は、赤、青、緑、又は黒であることを特徴とする請求項１又は２記載のカラーフィルタ。
【請求項６】
前記所定の刺激は、超音波であることを特徴とする請求項１又は２記載のカラーフィルタ。
【請求項７】
前記塗布層における前記マイクロカプセルの塗布量は、５ｇ／ｍ^2であることを特徴とする請求項１記載のカラーフィルタ。
【請求項８】
互いに混合されて発色反応を起こす反応性物質の一方と気泡とを超音波振動によって破壊可能な小径カプセル壁内側に分散した小径マイクロカプセルを作製する工程と、
前記反応性物質の他方を分散した支持材中に前記発色反応の色がそれぞれ異なる複数の前記小径マイクロカプセルを大径カプセル壁内に分散内包する大径マイクロカプセルを作製する工程と、
該大径マイクロカプセルを光透過性の支持体上に塗布して該支持体上に前記大径マイクロカプセルの透明な塗布層を形成する工程と、
該塗布層に所望の色に発色する前記小径マイクロカプセルの前記小径カプセル壁に対応する共振周波数の超音波を選択的に照射して前記塗布層を複数の所定の色からなるパターンに発色させる工程と、
を含むことを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多色に発色可能なマイクロカプセルを光透過性の支持体上に塗布し所定のパターンによる発色処理で形成されるカラーフィルタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラーフィルタは、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ、アミューズメント機器、テレビ等の液晶表示装置、ビデオカメラ、デジタルカメラ、カラースキャナ等の画像入力機器等に用いられている。
【０００３】
例えばカラー液晶用ディスプレー等に用いられるカラーフィルタは、一般に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各画素と、その間隙に表示コントラストを向上させる目的として、ブラックマトリックスとが形成されて構成されている。このようなカラーフィルタは、従来顔料分散法や染色法を利用して製造されるものが主流である。
【０００４】
顔料分散法は、フォトレジストに顔料を分散させて基板ガラスに塗布し、パターン露光による現像工程を用いて行う方法であり、パターニングエッジ、解像度、および膜均一性などにおいて優れている。（例えば、特許文献１参照。）
この他のカラーフィルタの作製法としては、印刷法、インクジェット法などが知られている。インクジェット法は、特殊な専用インクを用いてカラーフィルタを形成するもので、パターニングやフォト工程を３原色ごとに繰り返すことなく、インクジェットプリンタと同様のインクジェット方式で１回の印刷工程で作製できる点が優れている。そして、このようなインクジェット方式で作製されるカラーフィルタ用の専用インクの製法も提案されている。（例えば、特許文献２及び３参照。）
【特許文献１】特開２００３−２５２９４４号公報（段落［００７３］〜［００７９］、図４）
【特許文献２】特開２００３−２６１７９０号公報（段落［００９５］〜［００９９］）
【特許文献３】特開平１１−０２１４８７号公報（段落［００４０］〜［００４３］、［表１］〜［表４］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の顔料分散法はフォトレジスト工程が必要なこと、顔料を用いることにより染料を用いた場合ほど簡便に色調整ができないことなどの問題点を有している。
また、染色法は、ゼラチン等に感光性を付与した透明樹脂パターンを後から染める方法であるが、染料の透明性に基づき光透過性が高いことや、染料の種類の豊富さにより色度調整が容易であるという特徴を有する反面、フォトレジスト工程などの工程数が顔料分散法などより多い欠点がある。
【０００６】
また、この方法によるカラーフィルタの作製方法においては、各色毎に別々の色パターンを作成し、これらの色パターンを位置合わせをしながら重ねる方法がとられるが、精密な位置合わせが必要になり、画素と画素が重なったり、逆に隙間が生じたりする。画素と画素が重なると、得られるカラーフィルタ膜は厚くなり、表面に凹凸が生じ、混色や色の位置ずれ、不均一化、光漏れや散乱などという問題が生じる。特に、ブラック色でこの問題が顕著に表れる。
【０００７】
また印刷法は、各色を順次１色ずつ印刷をする方法で、各色の位置合わせが難しい。インクジェット法の場合は、解像度の点や隣接する画素同志の混色が問題となる。
このように従来のカラーフィルタは、作製プロセスが複雑であり、設備投資が大きく、また精度の高い位置合わせ作業が必要であり、コスト、時間、歩留まり等の問題が大きかった。
【０００８】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、所定のパターンによる１回の発色処理で位置ずれ無く形成されるカラーフィルタ及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
先ず、第１の発明のカラーフィルタは、光透過性の支持体と、該光透過性の支持体上に塗布された多色に発色可能なマイクロカプセルからなる塗布層と、該マイクロカプセルの塗布層において所定の刺激による発色処理により複数の所定の色からなるパターンに発色したフィルタ部と、から構成される。
【００１０】
上記マイクロカプセルは、例えば、所定の刺激により破壊可能なカプセル壁で囲繞された複数種類の小径マイクロカプセルを支持材中に分散内包し、互いに混合されて所定の色に発色反応する反応性物質の一方と気泡とを上記複数の各小径マイクロカプセルのカプセル壁内側に分散し、上記反応性物質の他方を上記支持材中に分散して成る大径マイクロカプセルで構成される。
【００１１】
そして、例えば、上記反応性物質の一方は発色材、他方は顕色材で構成される。また、例えば、上記所定の色は、赤、青、又は緑であり、又は赤、青、緑又は黒であってもよい。また、上記所定の刺激は、例えば、超音波で構成される。また、上記塗布層における上記マイクロカプセルの塗布量は、例えば５ｇ／ｍ^2であることが好ましい。
【００１２】
次に、第２の発明のカラーフィルタ製造方法は、互いに混合されて発色反応を起こす反応性物質の一方と気泡とを超音波振動によって破壊可能な小径カプセル壁内側に分散した小径マイクロカプセルを作製する工程と、上記反応性物質の他方を分散した支持材中に上記発色反応の色がそれぞれ異なる複数の上記小径マイクロカプセルを大径カプセル壁内に分散内包する大径マイクロカプセルを作製する工程と、該大径マイクロカプセルを光透過性の支持体上に塗布して該支持体上に上記大径マイクロカプセルの透明な塗布層を形成する工程と、該塗布層に所望の色に発色する上記小径マイクロカプセルの上記小径カプセル壁に対応する共振周波数の超音波を選択的に照射して上記塗布層を複数の所定の色からなるパターンに発色させる工程と、を含んで構成される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、多色に発色可能な大径マイクロカプセルを光透過性の支持体上に塗布し超音波の照射を用いた所定のパターンによる発色処理でカラーフィルタを形成するので、１回の発色処理で位置ずれ無くカラーフィルタを形成することができて便利かつ経済的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
（実施例１）
図１(a) は、本発明のカラーフィルタに用いられる大径マイクロカプセルの構成を模式的に示す図であり、同図(b) は、その大径マイクロカプセルに内包される小径マイクロカプセルの構成を模式的に示す図である。
【００１５】
同図(a) に示すように、大径マイクロカプセル１は、直径約１５μｍの大径カプセル壁２の内部に、赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）の３種類の小径マイクロカプセル３（３Ｒ、３Ｂ、３Ｇ）を内包しており、各小径マイクロカプセル３Ｒ、３Ｂ、３Ｇには、小径カプセル壁４が形成されている。
【００１６】
これらの小径マイクロカプセル３Ｒ、３Ｂ、及び３Ｇは、大径マイクロカプセル１内に封入され、顕色剤５が混入されたジェル状の保持材６中にランダムに分散している。なお、同図に示す小径マイクロカプセル３´は発色した小径マイクロカプセルを示している。
【００１７】
また、同図(b) に示すように、小径マイクロカプセル３（３Ｒ、３Ｂ、３Ｇ）は、上述したように小径カプセル壁４で覆われ、発色剤７を内包し、さらに、気泡８が封入されている。そして、小径カプセル壁４の外側を上述した保持材６中に分散されている顕色剤５が取り囲んでいる。
【００１８】
これらの小径マイクロカプセル３の直径は、色毎に異なり、例えば１〜４μｍである。そして１個の大径マイクロカプセル１内に小径マイクロカプセル３Ｒ、３Ｂ、及び３Ｇが、色毎の色素量が同一になるように、それぞれ複数個収容されている。上記のように小径マイクロカプセル３つまり小径カプセル壁４の直径が色毎に異なるのは、色毎に超音波の共振周波数を異ならせるためである。
【００１９】
また、上記のように小径カプセル壁４内に気泡８を内包すると、小径カプセル壁４内部の音響インピーダンスを変化させることができることが知られており、より少ないエネルギーの共振によって小径カプセル壁４を破壊し易くなることが判明している。
【００２０】
図２(a) は、上記の大径マイクロカプセル１が超音波の照射を受けて選択的に発色する原理を説明する図であり、同図(b) は、小径マイクロカプセル３の気泡半径別振幅と周波数依存性を示す図である。
【００２１】
図２(a) は、単一の共振周波数の超音波Ｓが大径マイクロカプセル１に照射されている状態を示しており、この共振周波数で振動する小径マイクロカプセル３のみが破壊されて発色する。
【００２２】
例えば、図１(a) に示した小径マイクロカプセル３Ｒの小径カプセル壁４のみが破壊されると、赤（Ｒ）色が発色する。また、小径マイクロカプセル３Ｂの小径カプセル壁４のみが破壊されると青（Ｂ）色が発色する。また、小径マイクロカプセル３Ｇの小径カプセル壁４のみが破壊されると緑（Ｇ）色が発色する。
【００２３】
また、図２(b) は、赤、青、緑にそれぞれ発色する小径マイクロカプセル３（３Ｒ、３Ｂ、３Ｇ）の半径の変化率を色別毎に異ならせた時の共振周波数を表したものであり、横軸に超音波の共振周波数をＨｚで示し、縦軸に小径マイクロカプセル３の振幅（ΔＲ/Ｒo）を示している。
【００２４】
また、同図には、赤に発色する小径マイクロカプセル３Ｒに照射する共振周波数を３ｆ−ｒで示し、青に発色する小径マイクロカプセル３Ｂに照射する共振周波数を３ｆ−ｂで示し、緑に発色する小径マイクロカプセル３Ｇに照射する共振周波数を３ｆ−ｇで示している。
【００２５】
実験によれば、小径マイクロカプセル３の最大振幅が５０％以上膨張すると、小径カプセル壁４に亀裂が生じることが確認された。したがって、同図に示すように、膨張率が６０％を超える周波数（共振周波数）を持つ超音波を照射することによって、所望の小径マイクロカプセル３の小径カプセル壁４を破壊し、発色剤と顕色剤を混合反応させて、所望の色を発色させることができる。
【００２６】
このように、小径マイクロカプセル３の破壊特性は、その小径カプセル壁４の大小にも依存するが、内部の気泡の大小にも大きく依存している。
図３は、実施例２としての上記構成の大径マイクロカプセル１を用いてカラーフィルタを作製するカラーフィルタ製造方法を説明する図である。なお、同図は、カラーフィルタ製造機の構成を模式的に示している。
【００２７】
同図に示すように、カラーフィルタ製造機１０は、駆動ローラ１１と、従動ローラ１２と、これら駆動ローラ１１と従動ローラ１２間に掛け渡された搬送ベルト１３と、この搬送ベルト１３の搬送面を下から支持する複数の支持ローラ１４と、搬送ベルト１３のほぼ中央部上方で搬送ベルト１３の搬送面に対向して配置された超音波ヘッドユニット１５と、この超音波ヘッドユニット１５の超音波の照射を発振制御する発振制御回路１６と、上記の駆動ローラ１１の回転を駆動制御する駆動制御回路１７と、これら発振制御回路１６及び駆動制御回路１７に電力を供給する電源供給回路１８を備えている。
【００２８】
上記の駆動ローラ１１は、駆動制御回路１７に駆動されて図の矢印ａで示す時計回り方向に間欠的に回転駆動され、これに従動して従動ローラ１２が同じく図の矢印ｂで示す時計回り方向に間欠的に回転駆動される。これにより搬送ベルト１３が図の時計回り方向に間欠的に循環移動する。
【００２９】
この循環移動する搬送ベルト１３の上部の搬送面には、不図示のシート供給部から透明のカラーフィルタ原版シート２１が供給される。カラーフィルタ原版シート２１は、光透過性の支持体２２と、この支持体２２上に前述した構成の大径マイクロカプセル１を塗布されて成るフィルタ層２３から成る。
【００３０】
カラーフィルタ原版シート２１は、搬送ベルト１３により図の矢印ｃで示す右方向へ搬送されて、超音波ヘッドユニット１５の回転スリーブ１９に当接しながら超音波ラインヘッド２０の直下を通過する。このとき、駆動制御回路１７および発振制御回路１６によって、特定の位置で、特定の色が発色するように、駆動ローラ１１及び超音波ラインヘッド２０が制御される。
【００３１】
そして、超音波ラインヘッド２０により所定の共振周波数の超音波を照射されて発色処理を施こされることにより、カラーフィルタ原版シート２１上に所望の発色パターンが形成される。
【００３２】
同図の例では、赤発色部２３ｒ、青発色部２３ｂ、及び緑発色部２３ｇが、カラーフィルタ原版シート２１の搬送方向つまり超音波ラインヘッド２０の超音波照射の副走査方向に形成されている。
【００３３】
図では側面図のため見えないが、カラーフィルタ原版シート２１の図面奥行き方向つまり超音波ラインヘッド２０の主走査方向にも同様な発色パターンが形成されている。
ここで、上記の小径マイクロカプセル３及び大径マイクロカプセル１の製造方法を説明する。
（青色発色用気泡入り透明小径マイクロカプセルの作製）
先ず、予め青色用の発色材として、青色用ロイコ色素オイル（ロイコ色素高沸点溶媒溶液）を作製する。この青色用ロイコ色素オイルは、青色ロイコ色素ＣＶＬ（山本化成製）５部を、高沸点溶媒となるフェニルキシリルエタン（沸点２９５〜３０５℃、新日本石油化学製ＳＡＳ−２９６）９５部に加温下で溶解することによって作製される。
【００３４】
次に、気泡材として、中沸点溶剤のｐ−キシレン（沸点１３８℃）を用意する。
更に、壁材として、トリレンジイソシアネート／トリメチロールプロパン附加物（日本ポリウレタン工業コロネートＬ）を用意する。
【００３５】
また、他の壁材として、ジフェニルメタン−４，４−ジイソシアネート（日本ポリウレタン工業製ミリオネートＭＲ−２００）を用意する。
また、分散安定剤として、ポリビニルアルコール（重合度１７００、けん化度８８％、クラレ製ＰＶＡ２１７）１．５ｇを、水１５０ｇに溶解させたＰＶＡ水溶液を用意する。
【００３６】
しかる後、上記の青色用ロイコ色素オイルを１５ｇ、ｐ−キシレンを１５ｇ、コロネートＬを１４ｇ、コロネートＭＲ−２００を１ｇ、これらを均一に撹拌して芯物質混合油液を生成する。
【００３７】
この芯物質混合油液を、分散安定剤に滴下しながら、ホモジナイザ（homogenizer:乳剤機、ＩＫＡ社製ウルトラ・タラックスＴ２５ベーシック ）により、油滴が１μｍになるまで撹拌する。これにより１μｍφの芯物質混合油滴のＯ／Ｗ（Oil/Water）のエマルジョンが作製される。
【００３８】
次に、このＯ／Ｗエマルジョンを通常の羽付撹拌装置で撹拌しながら、壁反応剤としてのテトラエチレンペンタミン１．５％水溶液を滴下していく。この滴下が終了したならば７０℃の水槽で温度を保ち、撹拌を続けて３時間反応させる。
【００３９】
これにより、芯物質混合油滴との界面で、上記の壁材と壁反応剤による界面重合反応が行われ、保護外壁としての粒径１μｍφのカプセル壁が生成され、小径マイクロカプセルの分散溶液が得られる。
【００４０】
この後、最終処理として、この粒径１μｍφの小径マイクロカプセルの分散溶液を多量の水でカプセルを洗浄し、遠心分離機を用いて青色発色用透明小径カプセルを沈降させて濃厚分散液を得る。
【００４１】
この分散液を凍結乾燥装置に入れて液を凍らせて水分を気化させて乾燥させて、粒径１μｍの小径マイクロカプセルの粉末を得る。更にこの小径マイクロカプセル粉末を真空乾燥機に入れてカプセル内のｐ−キシレンを揮発させることにより青色発色用気泡入り透明小径マイクロカプセル（以下、単に青色用透明小径カプセルという）を得る。
（赤色発色用気泡入り透明小径マイクロカプセルの作製）
赤色用ロイコ色素としてＲｅｄ−ＤＣＦ（保土谷化学製）を用い、ホモジナイザでの撹拌による油滴の径を２μｍにした他は、青色発色用気泡入り透明小径マイクロカプセルと同様の方法により、赤色発色用気泡入り透明小径マイクロカプセル（以下、単に赤色用透明小径カプセルという）を得る。
（緑色発色用気泡入り透明小径マイクロカプセルの作製）
緑色用ロイコ色素としてＧｒｅｅｎ−１１８（山本化成製）を用い、ホモジナイザでの撹拌による油滴の径を４μｍにした他は、青色発色用気泡入り透明小径マイクロカプセルと同様の方法により、緑色発色用気泡入り透明小径マイクロカプセル（以下、単に緑色用透明小径カプセルという）を得る。
（多色発色用透明大径マイクロカプセルの作製）
先ず、顕色材オイルを作製する。顕色剤オイルは、顕色剤（三光化学Ｒ−０５４）１５ｇを、高沸点オイル（日本石油化学ＳＡＳ−２９６）３０ｇに溶解させた後、上記の青色用透明小径カプセル、赤色用透明小径カプセル、及び緑色用透明小径カプセルを各１０ｇ添加し、更に壁材を添加して均一に撹拌して、透明小径カプセルオイル溶液を得る。
【００４２】
この透明小径カプセルオイル溶液を、分散安定剤に滴下しながら、ホモジナイザにより、油滴が１５μｍになるように撹拌する。これにより１５μｍφの透明小径カプセル混合油滴のＯ／Ｗのエマルジョンが得られる。
【００４３】
次に、このＯ／Ｗエマルジョンに、テトラエチレンペンタミン１．５％を含んだ水溶液を添加し、通常の羽付撹拌装置で撹拌しながら、７０℃で４時間加熱して反応させる。これにより、混合油滴との界面で、壁材と壁反応剤による界面重合反応が行われ、保護外壁としての粒径１５μｍの大径カプセル壁が生成され、多色発色用透明大径マイクロカプセルの分散溶液が得られる。
【００４４】
この後、最終処理として、この粒径１５μｍの多色発色用透明大径マイクロカプセルの分散溶液を多量の水でカプセル洗浄し、遠心分離機を用いてカプセルを沈降させ濃厚分散液を得、この分散液を凍結乾燥装置に入れて液を凍らせて水分を気化させて乾燥することにより、多色発色用透明大径マイクロカプセルを得た。
（コート溶液の作製）
多色発色用透明大径マイクロカプセルを１０ｇ、水を３５ｇ、軟質炭酸カルシウムを２０ｇ、澱粉を２ｇ、ラッテクス（日本エイアンドエルＳＮ−３１２）を２ｇ、これらを均一になるまで撹拌してコート溶液を得る。
（カラーフィルタ原版シートの作製）
透明基板として厚さ６０μｍのＰＥＴ (polyethylene terephthalate)フイルムを用意する。このＰＥＴフィルム上に、上記のコート溶液を、バーコータを用いて、乾燥後の固形分つまり主として多色発色用透明大径マイクロカプセルの塗布量が５ｇ／ｍ^2になるように塗布する。これにより図３に示した透明のカラーフィルタ原版シート２１を得る。
【００４５】
図４は、上記の透明のカラーフィルタ原版シート２１を発色させる超音波ヘッドユニット１５の構成を示す断面図である。図３に示した超音波ラインヘッド２０は、図４に示すように、樹脂製のヘッドケース２４と金属製のパイプ２５によって保持されて位置固定されており、これらが図の矢印ｈで示す時計回り方向に回転する回転スリーブ１９の中に収容され、回転スリーブ１９内にはヘッドケース２４の超音波ラインヘッド２０の先端が位置する超音波透過部が十分に没する程度の量の液体２７が収容されており、これら全体として超音波ヘッドユニット１５を構成している。
【００４６】
このように、超音波ヘッドユニット１５は、回転スリーブ１９の内壁と超音波ラインヘッド２０の超音波照射部が位置するヘッドケース２４の超音波透過部との対向部２６に形成される間隙を埋めるための充填液として、極めて少量の且つ粘性の高い液体２７を回転スリーブ１９内に封入されている。
【００４７】
本例の液体２７は、粘度が高い（流勤性が低い）物質として、例えば１０，０００ＣＳ程度もしくはそれ以上のシリコンオイル又はゼリー等で構成される。そして、この少量の液体２７を上記の対向部２６に溜めておくために、対向部２６の回転スリーブ１９の矢印ｈで示す回転方向から見て下流側に、ゴム製のブレード２８を設け、また、対向部２６のヘッドケース２４の上流側の稜線部をテーパ状に変形させて対向部２６への案内部２９を形成している。
【００４８】
これにより、回転スリーブ１９が図の矢印ｈで示す駆動方向に回転駆動されると、液体２７は、案内部２９に案内されて対向部２６の間隙に潜り込み、ブレード２８によって下流側への進出を制止されて、常に超音波透過部を中心とする上記の対向部２６に溜め込まれる。
【００４９】
このように、本例によれば、回転スリーブ１９内により少量の且つ粘性の高い液体を封入して、回転スリーブ１９の内壁と超音波ラインヘッド２０の超音波照射部が位置するヘッドケース２４の超音波透過部との対向部２６に形成される間隙を埋め、気体相を排除して、効率のよい超音波の照射を行うことができる。
【００５０】
図５は、上記の超音波ラインヘッド２０の外観斜視図である。尚、同図に示す超音波ラインヘッド２０は厳密には図４に示す超音波ラインヘッド２０先端の超音波照射部に該当する部分で、これを以下の説明では超音波ラインヘッド２０とする。
【００５１】
図５に示すように、超音波ラインヘッド２０は、その長手方向が主走査方向であり短手方向が副走査方向である。そして主走査方向に後述する超音波素子が形成されている。以下これについて具体的に説明する。
【００５２】
図６(a) は、超音波ラインヘッド２０の上面図であり、同図(b) はその個別印加電極の上面図、同図(c) は同図(b) のＡ−Ａ´矢視断面図、同図(d) は同図(c) のＢ−Ｂ´矢視断面図である。
【００５３】
この超音波ラインヘッド２０は、同図(c),(d) に示すように、担持体３１内に５層の部材を積層して構成される。最下層（第５層）には共通電極３２−５（アース）が配設され、第４層には圧電素子である超音波素子３２−４が配設され、第３層には主走査方向に短冊状に並んだ個別印加電極３２−３が配設され、第２層には超音波素子３２−４と超音波伝搬媒体との音響インピーダンスの差を軽減する為の音響インピーダンス整合層３２−２が配設され、更に第１層には音響レンズ３２−１が配設されている。
【００５４】
超音波素子３２−４には、個別印加電極３２−３と共通電極（アース）３２−５が接続され、個々の個別印加電極３２−３からは個別配線３２−３−１が外部に引き出されている。これらの電極から超音波素子に所望の小径マイクロカプセル３のカプセル壁４を破壊する超音波を発振するための超音波出力信号が供給される。超音波素子３２−４は上記信号が印加されると歪みを生じ、所定の周波数で超音波振動が励起される。
【００５５】
超音波素子３２−４で励起された超音波振動は音響インピーダンス整合層３２−２を通して音響レンズ３２−１で屈折され、指定位置（指定距離）に集束する。尚、音響インピーダンス整合層３２−２は上記のように、超音波素子３２−４と超音波伝搬媒体との音響インピーダンスの差を軽減する機能を有している。
【００５６】
図７は、主走査方向（Ｘ方向）に配設された超音波素子３２−４と、超音波素子３２−４から出力される超音波の集束位置の関係を示す図である。尚、同図において説明上、超音波素子３２−４には、図の左側から素子番号１、２、３、・・・が付与されている。また、同図に示す集束位置には、画素番号（例えば、１〜７１６８）が付与されている。尚、上記集束位置は、前述の図３に示したカラーフィルタ原版シート２１への超音波の選択的な照射位置である。
【００５７】
図８は、上記超音波素子３２−４の配設構成の一部を拡大して示す図であり、例えば超音波素子「１」〜「６」までを拡大して示している。互いに隣り合う超音波素子３２−４は間隔ｄを有して配設されており、同時にｍ個の超音波素子３２−４を時間遅延させながら駆動する。例えば、同図に示すＡ点について考えると、同時にｍ個（例えば奇数の５個）の超音波素子３２−４（「１」〜「５」）を時間遅延させて５個の超音波素子３２−４の配列の中心に対面するカラーフィルタ原版シート２１上のＡ点に強力な超音波をあてる。例えば、「１」の超音波素子３２−４とＡ点の距離、「２」の超音波素子３２−４とＡ点の距離、「３」の超音波素子３２−４とＡ点の距離は少しづつ異なり、この距離差と超音波の伝搬速度から各超音波素子３２−４の出力タイミングをずらし、所定のタイミングで超音波出力を行う。このように制御することにより、同時にＡ点に強力な超音波を照射することができる。
【００５８】
また、上記Ａ点に限らず超音波素子３２−４からの超音波出力のタイミングを調整することによって超音波素子３２−４の配設ピッチより狭い距離だけＡ点から離れた位置、例えば１/２ｄの位置Ｂ点に、複数の超音波素子３２−４から出力された超音波ビームを集束させることもできる。すなわち、同時にｍ個（例えば偶数の６個）の超音波素子３２−４を時間遅延させて６個の超音波素子３２−４の配列体の中心に対面するカラーフィルタ原版シート２１上のＢ点に強力な超音波をあてる。
【００５９】
従って、例えば１画素間隔で（ピッチｄで）超音波ビームの集束位置を主走査方向にずらして制御することによって、１画素間隔で、カラーフィルタ原版シート２１のフィルタ層２３に対して強力な超音波ビームを集束することができ、フィルタ層２３を形成している大径マイクロカプセル１内の小径マイクロカプセルの小径カプセル壁４を破壊して希望する色の発色を１画素間隔で行うことができる。
【００６０】
このようにして、特定の共振周波数の超音波を照射し、小径カプセル壁４の伸張、膨張を複数回繰り返させることによって亀裂を生じさせ、最終的に小径カプセル壁４を破壊に導き、所望の発色部、例えば図３に示した赤発色部２３ｒ、青発色部２３ｂ、及び緑発色部２３ｇを形成するものである。
【００６１】
また、小径マイクロカプセル３のように、液体中に気泡８を含むカプセル（以下、含気カプセルという）には以下の特徴がある。すなわち、含気カプセルを特定条件におくことによって、非常に大きな振動を起こす。今、含気カプセルの初期半径をＲo、液体の密度をρ、平衡時の液体圧力をＰo 、超音波による圧力をＰａ、カプセルのシェルパラメータをＳｐ、カプセル内気圧をＰｗとした時、そのカプセルの半径（Ｒｔ）の運動状態は、以下の式（１）、（２）で表現される。
【００６２】
【数１】
2005221663.tif 000003
【００６３】
上記式（１）、（２）、及び各種実験により、選択的に共振する周波数を３種選択することによって本実施形態を実現することができる。
尚、カラーフィルタのブラックマトリスクの形成は、大径マクロカプセル内の赤、青、緑を全発色させることによる黒色を用いてもよく、又は大径マクロカプセル内に新たに黒発色用気泡入り透明小径マイクロカプセルを内包させ、選択的に共振する周波数を４種選択するようにして、ブラックマトリスク位置に黒色を発色させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】(a) は本発明のカラーフィルタに用いる大径マイクロカプセルの構成を模式的に示す図、(b) はそれに内包される小径マイクロカプセルの構成を模式的に示す図である。
【図２】(a) は大径マイクロカプセルが超音波の照射を受けて選択的に発色する原理を説明する図、(b) は小径マイクロカプセルの気泡半径別振幅と周波数依存性を示す図である。
【図３】大径マイクロカプセルを塗布した透明のカラーフィルタ原版シートによるカラーフィルタ製造方法を説明する図である。
【図４】カラーフィルタ原版シートを発色させる超音波ヘッドユニットの構成を示す断面図である。
【図５】超音波ラインヘッドの外観斜視図である。
【図６】(a) は超音波ラインヘッドの上面図、(b) はその個別印加電極の上面図、(c) は(b) のＡ−Ａ´矢視断面図、(d) は(c) のＢ−Ｂ´矢視断面図である。
【図７】超音波ラインヘッドの主走査方向（Ｘ方向）に配設された超音波素子とその超音波素子から出力される超音波の集束位置の関係を示す図である。
【図８】超音波素子の配設構成の一部を拡大して超音波の集束位置との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１      大径マイクロカプセル
２      大径カプセル壁
３（３Ｒ、３Ｂ、３Ｇ）  小径マイクロカプセル
３´    発色小径マイクロカプセル
４      小径カプセル壁
５      顕色剤
６      保持材
７      発色剤
８      気泡
１０    カラーフィルタ製造機
１１    駆動ローラ
１２    従動ローラ
１３    搬送ベルト
１４    支持ローラ
１５    超音波ヘッドユニット
１６    発振制御回路
１７    駆動制御回路
１８    電源供給回路
１９    回転スリーブ
２０    超音波ラインヘッド
２１    カラーフィルタ原版シート
２２    支持体
２３    フィルタ層
２３ｒ  赤発色部
２３ｂ  青発色部
２３ｇ  緑発色部
２４    ヘッドケース
２５    金属製のパイプ
２６    対向部
２７    液体
２８    ブレード
２９    案内部
３１    担持体
３２−１  音響レンズ
３２−２  音響インピーダンス整合層
３２−３  個別印加電極
３２−３−１  個別配線
３２−４  超音波素子
３２−５  共通電極（アース）
【図４】
2005221663.tif 000004
【図５】
2005221663.tif 000005
【図６】
2005221663.tif 000006
【図７】
2005221663.tif 000007
【図８】
2005221663.tif 000008
【図１】
2005221663.tif 000009
【図２】
2005221663.tif 000010
【図３】
2005221663.tif 000011