JP2003156770A

JP2003156770A - 多色表示パネル及びその製造方法

Info

Publication number: JP2003156770A
Application number: JP2001358231A
Authority: JP
Inventors: Miki Ueda; 美希植田; Kan Yoshida; 完吉田; Yasushi Oe; 靖大江; Katsuhiro Suzuki; 克宏鈴木; Takao Taguchi; 貴雄田口
Original assignee: Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2001-11-22
Filing date: 2001-11-22
Publication date: 2003-05-30

Abstract

(57)【要約】【課題】高精細で高品位の多色表示の実現を可能とし
た多色表示パネル及びその製造方法を提供すること。【解決手段】基板上に、電界の印加により移動する少
なくとも２種類の色の異なる粒子、または電界の印加に
より回転する少なくとも２種類の色領域を有する粒子を
それぞれ含む、光学反射特性が異なる２種類以上の表示
体を所定の位置に配置してなる表示パネルであって、前
記電界の印加により前記表示体の光学反射特性が変化す
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多色表示パネル及
びその製造方法に係り、特に、電界の印加により移動ま
たは回転する電気泳動粒子または回転粒子を用いた多色
表示パネル及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】背面にバックライトを設け、その発光を
液晶パネルで制御する透過型ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣ
ｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）に対し、周囲の照明
（環境光）の反射光を制御する反射型ＬＣＤが、低消費
電力や直射日光下での視認性の良さの理由から、主に携
帯情報端末用に用いられるようになってきている。ま
た、近年、ＬＣＤとは異なる表示原理を利用したディス
プレイも報告されており、ＬＣＤにはない特徴を有する
反射型ディスプレイとして期待されている。

【０００３】これらのＬＣＤに代わる他の表示方式とし
て、帯電した微粒子を電界の印加によって動かす電気泳
動方式（特許第２５５１７８５号公報）、２色に塗り分
けられた球体を電界の印加で回転させるツイストボール
方式（特許第２８６０７９０号公報）などが知られてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの表示
方式は、いずれも反射（散乱）状態を電場で制御するも
のであり、それ自体は色を表示することが困難である。
また、高精細で高品位の多色表示を実現することは出来
なかった。

【０００５】本発明は、このような事情の下になされ、
高精細で高品位の多色表示の実現を可能とした多色表示
パネル及びその製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、基板上に、電界の印加により移動する少
なくとも２種類の色の異なる粒子、または電界の印加に
より回転する少なくとも２種類の色領域を有する粒子を
それぞれ含む、光学反射特性が異なる２種類以上の表示
体を所定の位置に配置してなる表示パネルであって、前
記電界の印加により前記表示体の光学反射特性が変化す
ることを特徴とする多色表示パネルを提供する。

【０００７】かかる多色表示パネルにおいて、表示体の
それぞれは、少なくとも２種類の色の異なる電気泳動粒
子を透明分散媒中に分散させて封入したマイクロカプセ
ルとすることが出来る。

【０００８】この場合、多色表示パネルは、透明分散媒
中に分散させた２種類の電気泳動粒子のうちの１種が３
原色のいずれかの色に着色されたものである３種類のマ
イクロカプセルを基板上に配置したものとすることが出
来る。

【０００９】例えば、透明分散媒中に分散させた２種類
の電気泳動粒子のうちの１種をイエロー、マゼンタ、お
よびシアンのうちの一色とし、他の１色を白とし、各色
の電気泳動粒子を含む３種類のマイクロカプセルを基板
上に配置することが出来る。

【００１０】或いは、多色表示パネルは、マイクロカプ
セルのマイクロカプセル壁が３原色のいずれかの色に着
色され、且つ各々封入された２種類以上の電気泳動粒子
のうちの１種類が白色である３種類のマイクロカプセル
を基板上に配置したものであってもよい。

【００１１】例えば、マイクロカプセルのマイクロカプ
セル壁をレッド、グリーン、およびブルーのうちの一色
とし、封入された電気泳動粒子を白色および黒色とする
ことが出来る。

【００１２】なお、マイクロカプセルの粒径は、１〜
１，０００μｍ程度が好ましく、通常は数１０μｍであ
る。

【００１３】表示体のそれぞれは、誘電性液体中に封入
され、少なくとも２種類の色に着色された表面領域を有
する回転粒子、いわゆるツイストボールとすることが出
来る。ツイストボールは、例えば白色ワックス粒子の半
球面を着色し、誘電性液体中に封入し、電界の印加によ
り回転可能としたものである。ツイストボールの粒径
は、１〜１，０００μｍ程度が好ましい。

【００１４】以上のように構成される本発明の多色表示
パネルによると、高精細で、高い画像品位の多色表示を
実現することが可能である。

【００１５】本発明の多色表示パネルは、少なくとも２
種類の色の異なる電気泳動粒子を透明分散媒中に分散さ
せた、光学反射特性が異なる２種類以上のマイクロカプ
セルを、インクジェット法により基板上に配置すること
により製造することが出来る。この場合、マイクロカプ
セルを、基板上に設けられた電界印加手段上に配置する
ことができる。また、マイクロカプセルを、基板上に固
定するためのバインダ材とともに基板上に配置すること
ができる。

【００１６】インクジェット法を用いることにより、電
圧が印加された電界印加手段上に、正確に位置制御され
た形で、マイクロカプセルを配置することが可能であ
る。

【００１７】或いはまた、本発明の多色表示パネルは、
少なくとも２種類の色の異なる電気泳動粒子を透明分散
媒中に分散させた、光学反射特性が異なる２種類以上の
マイクロカプセルを、フォトリソグラフィーにより基板
上に配置することにより製造することも可能である。

【００１８】

【発明の実施の形態】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が、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００１９】尚、「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。

【００２０】＜実施例１＞まず、テトラクロロエチレン
溶媒１００部に、ポリエチレン樹脂で表面被覆した平均
粒径３μｍの酸化チタン６０部と、ステアリルアミンア
セテートで表面処理した平均粒径３．５μｍのイエロー
着色粒子（ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１３）、マゼ
ンタ着色粒子（ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１２２）、シア
ン着色粒子（ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５）の各々の
着色有機顔料４０部とを分散した３種の分散液を作成し
た。

【００２１】それぞれの分散液４０部について、水８０
部にゼラチン１０部とポリスチレンスルホン酸ナトリウ
ム０．１部とを配合した水溶液と混合し、液温を４０℃
に調整した後、液温を保ちながらホモジナイザーを用い
て攪拌し、Ｏ／Ｗエマルジョンを得た。

【００２２】次に、得られた３種類の各Ｏ／Ｗエマルジ
ョンと、４０℃に調整された水８０部にアラビアゴム１
０部を配合した水溶液とをディスパーを用いて混合し、
各溶液の液温を４０℃に保ちながら、酢酸を用いて溶液
のｐＨを４に調整し、コアセルベーションによりマイク
ロカプセル壁を形成した。

【００２３】さらに、液温を５℃に低下させた後、３７
重量％ホルマリン溶液１．９部を加えてマイクロカプセ
ル壁を硬化させ、白色粒子（酸化チタン粒子）とイエロ
ー着色粒子が分散した分散液を封入したマイクロカプセ
ル、白色粒子（酸化チタン粒子）とマゼンタ着色粒子が
分散した分散液を封入したマイクロカプセル、および白
色粒子（酸化チタン粒子）とシアン着色粒子が分散した
分散液を封入したマイクロカプセルが得られた。このよ
うに作成した各マイクロカプセルの粒径を、ふるい分け
によりそれぞれ４０μｍに揃えた。

【００２４】これら３種類のマイクロカプセルを用い
て、図１に示すような表示パネルを製造した。即ち、図
１に示すように、酸化インジウム錫（以下ＩＴＯと略
す）からなる画素電極２並びにマトリクス電極（図示せ
ず）、及びスイッチング素子（図示せず）が形成されて
いる透明ガラス基板１上の対応する画素電極２に、３種
類のマイクロカプセル１１１，１１２，１１３をそれぞ
れ形成した。これらのマイクロカプセルのうち、マイク
ロカプセル１１１は、白色粒子１２とイエロー着色粒子
１３と透明分散媒１１を封入したもの、マイクロカプセ
ル１１２は、白色粒子１２とマゼンタ着色粒子１４と透
明分散媒１１を封入したもの、マイクロカプセル１１３
は、白色粒子１２とシアン着色粒子１５と透明分散媒１
１を封入したものである。

【００２５】これらマイクロカプセル１１１，１１２，
１１３の画素電極２上への形成は、図３に示すように、
各マイクロカプセル５０部を、それぞれバインダ材３２
としてのアクリルエマルジョン樹脂溶液（ＯＨ−２９Ｈ
Ｚ、新中村化学社製）１００部と混合し、ピエゾ素子を
用いたノズルヘッド３１に各々充填し、図４に示すよう
に、画素電極２上に順番に繰り返し並ぶように吐出する
ことにより行った。

【００２６】そして、８０℃で３０分間乾燥した後、全
面にＩＴＯ電極３が形成された透明ガラス基板４と貼り
合わせた。このようにして、図１に示すような、３種類
のマイクロカプセル１１１，１１２，１１３が所望の位
置に設置された、電界印加手段を備える表示パネル１０
０が得られた。

【００２７】この表示パネル１００に電界を印加し、表
示特性を評価したところ、いずれのマイクロカプセル１
１１，１１２，１１３中の着色粒子１３，１４，１５と
白色粒子１２も、８０Ｖの印加電圧で電界の向きに従
い、両電極２，３間を互い違いに移動し、減法混色によ
り、高精細で、高品位の多色表示を行うことが出来た。

【００２８】即ち、図５（ａ）に示すように、ＩＴＯ電
極３の電位に対し、すべての画素電極２が負となるよう
に電界を印加すると、マイクロカプセル１１１，１１
２，１１３中の着色粒子１３，１４，１５は画素電極２
側に移動し、白色粒子１２はＩＴＯ電極３側に移動し、
白表示が得られる。

【００２９】次に、図５（ｂ）に示すように、ＩＴＯ電
極３の電位に対し、マイクロカプセル１１１が配置され
た画素電極２が正、他の画素電極２が負となるように電
界を印加すると、マイクロカプセル１１１中の着色粒子
１３がＩＴＯ電極３側に，マイクロカプセル１１２，１
１３中の着色粒子１４，１５は画素電極２側に、白色粒
子１２はそれらの反対側に移動し、イエロー表示が得ら
れる。

【００３０】次に、図５（ｃ）に示すように、ＩＴＯ電
極３の電位に対し、マイクロカプセル１１１，１１３が
配置された画素電極２が負、マイクロカプセル１１２が
配置された画素電極２が正となるように電界を印加する
と、マイクロカプセル１１１，１１３中の着色粒子１
３，１５が画素電極２側に，マイクロカプセル１１２中
の着色粒子１４はＩＴＯ電極３側に、白色粒子１２はそ
れらの反対側に移動し、マゼンタ表示が得られる。

【００３１】次に、図５（ｄ）に示すように、ＩＴＯ電
極３の電位に対し、マイクロカプセル１１１，１１２が
配置された画素電極２が負、マイクロカプセル１１３が
配置された画素電極２が正となるように電界を印加する
と、マイクロカプセル１１１，１１２中の着色粒子１
３，１４が画素電極２側に，マイクロカプセル１１３中
の着色粒子１５はＩＴＯ電極３側に、白色粒子１２はそ
れらの反対側に移動し、シアン表示が得られる。

【００３２】次に、図５（ｅ）に示すように、ＩＴＯ電
極３の電位に対し、すべての画素電極２が正となるよう
に電界を印加すると、マイクロカプセル１１１，１１
２，１１３中の着色粒子１３，１４，１５はＩＴＯ電極
３側に移動し、白色粒子１２は画素電極２側に移動し、
白表示が得られる。

【００３３】＜実施例２＞まず、テトラクロロエチレン
溶媒１００部にポリエチレン樹脂で表面被覆した平均粒
径３μｍの酸化チタン（白色粒子）６０部と、アルキル
トリメチルアンモニウムクロライドで表面処理した平均
粒径４．０μｍのカーボンブラック（黒色粒子）４０部
とが分散された分散液を作成した。

【００３４】この分散液を、実施例１と同様の工程によ
り、ゼラチンとアラビアゴムから成る膜中に封入し、ふ
るい分けにより径を３０μｍに揃えたマイクロカプセル
を作成した。

【００３５】次いで、水７５部にアルギン酸ナトリウム
１部とポリビニルアルコール１２部、グリセロール１２
部を配合した水溶液に、各々、ＢａｓｉｃＲｅｄ１
８、ＡｃｉｄＧｒｅｅｎ２５、ＢａｓｉｃＢｌｕｅ
４１の各染料をそれぞれ０．１部を配合した３種類の着
色溶液を作成した。

【００３６】次に、上で作成したマイクロカプセルをこ
れら着色溶液に各々浸漬し、マイクロカプセル表面を着
色溶液で被覆した後、塩化カルシウム水溶液中に投入し
て硬膜し、各色に着色された３５μｍ径のマイクロカプ
セルを得た。

【００３７】これら３種類に着色されたマイクロカプセ
ルを用いて、実施例１と同様の工程により、図２に示す
ような表示パネルを製造した。

【００３８】即ち、図２に示すように、ＩＴＯからなる
画素電極２並びにマトリクス電極（図示せず）、及びス
イッチング素子（図示せず）が形成されている透明ガラ
ス基板１上の対応する画素電極２上に、３種類のマイク
ロカプセル２１１，２１２，２１３をそれぞれ形成し
た。これらのマイクロカプセルのうち、マイクロカプセ
ル２１１は、白色粒子１２と黒色粒子１６と透明分散媒
１１を封入し、マイクロカプセル壁がレッドに着色され
たもの、マイクロカプセル２１２は、白色粒子１２と黒
色粒子１６と透明分散媒１１を封入し、マイクロカプセ
ル壁がグリーンに着色されたもの、マイクロカプセル２
１３は、白色粒子１２と黒色粒子１６と透明分散媒１１
を封入し、マイクロカプセル壁がブルーに着色されたも
のである。

【００３９】これらマイクロカプセル２１１，２１２，
２１３の画素電極２上への形成は、実施例１と同様にし
て行った。そして、全面にＩＴＯ電極３が形成された１
２５μｍ厚のポリエチレンテレフタラート基材５と貼り
合わせた。

【００４０】このようにして、図２に示すような、３種
類のマイクロカプセル２１１，２１２，２１３が電界印
加手段が形成されている所望の位置に設置された、電界
印加手段を備える表示パネル２００が得られた。

【００４１】この表示パネル２００に電界を印加し、表
示特性を評価したところ、いずれのマイクロカプセル２
１１，２１２，２１３中の黒色粒子および白色粒子も、
１１０Ｖの印加電圧で電界の向きに従い、両電極間を互
い違いに移動し、加法混色による高精細で、高品位な多
色表示を行うことができた。

【００４２】即ち、図６（ａ）〜（ｅ）に示すように、
画素電極２およびＩＴＯ電極３の間に電界を印加するこ
とにより、白表示（図６（ａ））、レッド表示（図６
（ｂ））、グリーン表示（図６（ｃ））、ブルー表示
（図６（ｄ））、黒表示（図６（ｅ））を得ることが出
来た。

【００４３】以上の実施例では、電気泳動粒子を封入し
たマイクロカプセルを用いた例について説明したが、本
発明は、これに限らず、表面が誘電体液体で覆われた少
なくとも２種類の色領域を有する回転粒子、いわゆるツ
イストボールを用いることも可能である。

【００４４】また、以上の実施例では、着色溶液として
染料を用いた例について説明したが、本発明はこれに限
らず、染料の代わりに顔料を用いることも可能である。

【００４５】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よると、高精細で、高い画像品位の多色表示を実現する
ことが可能な多色表示パネルが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る多色表示パネルの構
成を示す断面図。

【図２】本発明の他の実施形態に係る多色表示パネルの
構成を示す断面図。

【図３】図１に示す係る多色表示パネルの製造方法を示
す説明図。

【図４】本発明の一実施形態に係る多色表示パネルの構
成を示す上面図。

【図５】図１に示す多色表示パネルによる多色表示の説
明図。

【図６】図２に示す多色表示パネルによる多色表示の説
明図。

【符号の説明】

１，４・・・透明ガラス基板２・・・画素電極３・・・ＩＴＯ電極５・・・ポリエチレンテレフタレート基材１１・・・透明分散媒１２・・・白色粒子１３・・・イエロー着色粒子１４・・・マゼンタ着色粒子１５・・・シアン着色粒子１６・・・黒色粒子３１・・・ノズル３２・・・バインダ材１００，２００・・・表示パネル１１１・・・イエロー着色粒子と白色粒子を封入したマイ
クロカプセル１１２・・・マゼンタ着色粒子と白色粒子を封入したマイ
クロカプセル１１３・・・シアン着色粒子と白色粒子を封入したマイク
ロカプセル２１１・・・白色粒子と黒色粒子が封入され、マイクロカ
プセル壁がレッドに着色されたマイクロカプセル２１２・・・白色粒子と黒色粒子が封入され、マイクロカ
プセル壁がグリーンに着色されたマイクロカプセル２１３・・・白色粒子と黒色粒子が封入され、マイクロカ
プセル壁がブルーに着色されたマイクロカプセル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大江靖東京都台東区台東１丁目５番１号凸版印刷株式会社内 (72)発明者鈴木克宏東京都台東区台東１丁目５番１号凸版印刷株式会社内 (72)発明者田口貴雄東京都台東区台東１丁目５番１号凸版印刷株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、電界の印加により移動する少な
くとも２種類の色の異なる粒子、または電界の印加によ
り回転する少なくとも２種類の色領域を有する粒子をそ
れぞれ含む、光学反射特性が異なる２種類以上の表示体
を所定の位置に配置してなる表示パネルであって、前記
電界の印加により前記表示体の光学反射特性が変化する
ことを特徴とする多色表示パネル。
【請求項２】前記表示体のそれぞれは、少なくとも２種
類の色の異なる電気泳動粒子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であることを特徴とする請
求項１に記載の多色表示パネル。
【請求項３】前記透明分散媒中に分散させた２種類の電
気泳動粒子のうちの１種が３原色のいずれかの色に着色
されたものである３種類のマイクロカプセルを前記基板
上に配置したことを特徴とする請求項２に記載の多色表
示パネル。
【請求項４】前記マイクロカプセルのマイクロカプセル
壁が３原色のいずれかの色に着色され、且つ各々封入さ
れた２種類以上の電気泳動粒子のうちの１種類が白色で
ある３種類のマイクロカプセルを前記基板上に配置した
ことを特徴とする請求項２に記載の多色表示パネル。
【請求項５】前記表示体のそれぞれは、誘電性液体中に
封入された、少なくとも２種類の色に着色された表面領
域を有する回転粒子であることを特徴とする請求項１に
記載の多色表示パネル。
【請求項６】少なくとも２種類の色の異なる電気泳動粒
子を透明分散媒中に分散させた、光学反射特性が異なる
２種類以上のマイクロカプセルを、インクジェット法に
より基板上に配置することを特徴とする請求項１〜４の
いずれかの項に記載の多色表示パネルの製造方法。
【請求項７】前記マイクロカプセルを、前記基板上に設
けられた電界印加手段上に配置することを特徴とする請
求項６に記載の多色表示パネルの製造方法。
【請求項８】前記マイクロカプセルを、前記基板上に固
定するためのバインダ材とともに前記基板上に配置する
ことを特徴とする請求項の６または７に記載の多色表示
パネルの製造方法。
【請求項９】少なくとも２種類の色の異なる電気泳動粒
子を透明分散媒中に分散させた、光学反射特性が異なる
２種類以上のマイクロカプセルを、フォトリソグラフィ
ーにより基板上に配置することを特徴とする請求項１〜
４のいずれかの項に記載の多色表示パネルの製造方法。