JP2011221415A - Color display device and method for producing the same - Google Patents
Color display device and method for producing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011221415A JP2011221415A JP2010092660A JP2010092660A JP2011221415A JP 2011221415 A JP2011221415 A JP 2011221415A JP 2010092660 A JP2010092660 A JP 2010092660A JP 2010092660 A JP2010092660 A JP 2010092660A JP 2011221415 A JP2011221415 A JP 2011221415A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- display device
- photonic crystal
- crystal material
- color
- material layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
Abstract
Description
本発明は、携帯電話やPDAなどの電子機器や通信機器、電子書籍、サイネ―ジなどに用いることのできるカラー表示デバイス(例えばカラー電子ペーパーやカラー感圧スイッチ製品)の発明に関する。 The present invention relates to an invention of a color display device (for example, color electronic paper or a color pressure-sensitive switch product) that can be used for electronic devices such as mobile phones and PDAs, communication devices, electronic books, and signage.
従来、カラー表示デバイスの発明としては、電気泳動層とカラーフィルタ層とを積層する方式(特許文献2)などが検討されているが、これは不要な色の画素を遮蔽して色彩表示することとなるので、どうしても色が薄く画面が暗くなる問題を抱えていた。そこで、最近ではこの問題を解決する方式として、フォトニック結晶材料(特許文献1)を用いることにより、駆動させる電位の変化によって各々の画素自体の色彩を変化させる方式が検討されている。例えば、図9に示すように、表示デバイス基材90と、前記表示デバイス基材90の片面に画素50単位でパターン形成されたドライブ層8と、前記表示デバイス基材90の前記ドライブ層8が形成された面とは反対面に全面的に形成されたフォトニック結晶材料からなる層110とを備える構造とすることで、前記ドライブ層8の各パターン80,81を駆動させて生ずる電位の変化によって前記フォトニック結晶材料からなる層110の厚みがかわり、屈折率が変化して反射光の色彩が画素50単位で可逆的に変化するカラー表示デバイス200が得られる。そして特許文献1の実施例では、フォトニック結晶材料の一例であるポリフェロセニルシランからなる層について、電位の変化に応じて一つの画素50が青、緑、赤へと変化することが開示されている。そして、このようなフォトニック結晶材料には電位の変化以外に、圧力の変化によってフォトニック結晶材料からなる層110の厚みがかわるものもあり、圧力の変化によって屈折率が変化して反射光の色彩が画素50単位で可逆的に変化するカラー表示デバイス200を得ることもできる。
Conventionally, as an invention of a color display device, a method of laminating an electrophoretic layer and a color filter layer (Patent Document 2) or the like has been studied, but this is to color-display by blocking pixels of unnecessary colors. As a result, there was a problem that the color was dim and the screen was darkened. Therefore, recently, as a method for solving this problem, a method of changing the color of each pixel itself by changing the driving potential by using a photonic crystal material (Patent Document 1) has been studied. For example, as shown in FIG. 9, a
しかし、駆動させる電位の変化によって各々の画素自体の色彩を変化させる方式は、全画面を単色のベタで表示させる場合では問題は生じないが、フルカラーの表示をさせる場合、各一個の画素に駆動あるいは負荷させた電位だけでなく、その周辺の画素に駆動させた電位の影響も受けるため、必ずしも各画素が所望の色彩にならず、また経時的に各画素の色彩が変化していくなどの問題が生じていた。同様に負荷させる圧力の変化によって各々の画素自体の色彩を変化させる方式は、全画面に圧力を負荷させて単色のベタを表示させる場合では問題は生じないが、画面の一部の箇所に圧力を負荷させてその部分のカラー表示をさせる場合、圧力を加えた箇所だけでなくその周辺の部分も負荷された圧力の影響を受けて変色するため、所望の箇所だけを所望の色彩にすることができず、また経時的に各画素の色彩が変化していくなどの問題が生じていた。 However, the method of changing the color of each pixel itself by changing the driving potential does not cause a problem when displaying the entire screen with a single solid color, but when driving a full color display, each pixel is driven. Alternatively, not only the loaded potential, but also the influence of the potential driven on the surrounding pixels, each pixel does not necessarily have the desired color, and the color of each pixel changes over time. There was a problem. Similarly, the method of changing the color of each pixel itself by changing the pressure applied does not cause a problem when a single color solid is displayed by applying pressure to the entire screen, but the pressure is applied to a part of the screen. When applying color to display the color of that part, not only the part where pressure is applied, but also the surrounding part is affected by the applied pressure, so the color is changed only to the desired part. There is a problem that the color of each pixel changes over time.
本発明者らは以下の発明により上記問題点を解決した。すなわち本発明の第1態様によれば、表示デバイス基材と、前記表示デバイス基材の片面に画素単位でパターン形成されたドライブ層と、前記表示デバイス基材の前記ドライブ層が形成された面又は反対面に形成されたフォトニック結晶材料層とを備え、前記ドライブ層の各パターンを駆動させて生ずる電位の変化によって前記フォトニック結晶材料層の色彩が画素単位で可逆的に変化するカラー表示デバイスであって、前記フォトニック結晶材料層が画素のサイズ以下の島状に区切られて構成されていることを特徴とするカラー表示デバイスを提供する。また、本発明の第2態様によれば、前記区切られて構成された島のサイズが、画素のサイズの1/4〜1/1000である、第1態様のカラー表示デバイスを提供する。 The present inventors solved the above-mentioned problems by the following invention. That is, according to the first aspect of the present invention, the display device substrate, the drive layer patterned in pixel units on one side of the display device substrate, and the surface on which the drive layer of the display device substrate is formed Or a photonic crystal material layer formed on the opposite surface, and a color display in which the color of the photonic crystal material layer reversibly changes pixel by pixel due to a change in potential generated by driving each pattern of the drive layer There is provided a color display device, wherein the photonic crystal material layer is divided into islands having a size equal to or smaller than a pixel size. According to a second aspect of the present invention, there is provided the color display device according to the first aspect, wherein the size of the divided island is 1/4 to 1/1000 of the pixel size.
また、本発明の第3態様によれば、表示デバイス基材の片面にフォトニック結晶材料層を備え、フォトニック結晶材料層に負荷する圧力の変化によって前記フォトニック結晶材料層の色彩が押圧領域で可逆的に変化するカラー表示デバイスであって、前記フォトニック結晶材料層が圧力を負荷する媒体の先端サイズ以下の島状に区切られて構成されていることを特徴とするカラー表示デバイスを提供する。また、本発明の第4態様によれば、前記区切られて構成された島のサイズが、圧力を負荷する媒体の先端サイズの1/4〜1/1000である、第3態様のカラー表示デバイスを提供する。 According to the third aspect of the present invention, the photonic crystal material layer is provided on one side of the display device base material, and the color of the photonic crystal material layer is pressed by a change in pressure applied to the photonic crystal material layer. A color display device that is reversibly changed in a manner that the photonic crystal material layer is divided into islands that are smaller than or equal to the tip size of a medium to which pressure is applied. To do. Further, according to the fourth aspect of the present invention, the color display device according to the third aspect, wherein the size of the divided islands is ¼ to 1/1000 of the tip size of the medium to which pressure is applied. I will provide a.
また、本発明の第5態様によれば、前記区切られて構成された島どうしが完全に分離独立している、第1〜第4態様のいずれかに記載のカラー表示デバイスを提供する。また、本発明の第6態様によれば、前記区切られて構成された島どうしが一部で連結されている、第1〜5態様のいずれかのカラー表示デバイスを提供する。また、本発明の第7態様によれば、前記表示デバイス基材の明度が、JIS−Z−8721:1993に準拠したマンセル表色系において0〜4であることを特徴とする第1〜6態様のいずれかのカラー表示デバイスを提供する。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the color display device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the islands configured to be separated are completely separated and independent. Moreover, according to the 6th aspect of this invention, the color display device in any one of the 1st-5th aspect with which the islands comprised by the said division | segmentation are connected in part is provided. According to a seventh aspect of the present invention, the brightness of the display device substrate is 0 to 4 in the Munsell color system based on JIS-Z-8721: 1993. A color display device according to any of the aspects is provided.
また、本発明の第8態様によれば、第1〜7態様のいずれかのカラー表示デバイスを製造する方法であって、前記フォトニック結晶材料層を島状に区切る方法が、ナノインプリント加工による、カラー表示デバイスの製造方法を提供する。また、本発明の第9態様によれば、第1〜7態様のいずれかのカラー表示デバイスを製造する方法であって、前記フォトニック結晶材料層を島状に区切る方法が、フォトリソグラフィーによるカラー表示デバイスの製造方法を提供する。 According to the eighth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing the color display device according to any one of the first to seventh aspects, wherein the method of dividing the photonic crystal material layer into islands is by nanoimprint processing. A method for manufacturing a color display device is provided. According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a color display device according to any one of the first to seventh aspects, wherein the method of dividing the photonic crystal material layer into islands is a color by photolithography. A method for manufacturing a display device is provided.
また、本発明の第10態様によれば、第1〜9態様のいずれかのカラー表示デバイスを製造する方法であって、前記島状に区切られたフォトニック結晶材料層を転写法により前記表示デバイス基材上に形成する、カラー表示デバイスの製造方法を提供する。 According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a color display device according to any one of the first to ninth aspects, wherein the display is performed by transferring the island-shaped photonic crystal material layer by a transfer method. A method for producing a color display device formed on a device substrate is provided.
第1態様のカラー表示デバイスは、表示デバイス基材と、前記表示デバイス基材の片面に画素単位でパターン形成されたドライブ層と、前記表示デバイス基材の前記ドライブ層が形成された面又は反対面に形成されたフォトニック結晶材料層とを備え、前記ドライブ層の各パターンを駆動させて生ずる電位の変化によって前記フォトニック結晶材料層の色彩が画素単位で可逆的に変化するカラー表示デバイスであって、前記フォトニック結晶材料層が画素のサイズ以下の島状に区切られて構成されていることを特徴とする。したがって、各一個の画素の周辺の画素が駆動させた電位の影響を受けることは少なく、フルカラーの表示をさせる場合であっても所望の色彩にすることができるという効果がある。また経時的に各画素の色彩が変色するのも防止できるという効果がある。 The color display device according to the first aspect includes a display device base material, a drive layer patterned in pixel units on one side of the display device base material, and a surface of the display device base material on which the drive layer is formed or the opposite side. A photonic crystal material layer formed on a surface, and a color display device in which the color of the photonic crystal material layer reversibly changes pixel by pixel due to a change in potential generated by driving each pattern of the drive layer The photonic crystal material layer is divided into islands having a size equal to or smaller than a pixel size. Therefore, the peripheral pixels of each pixel are hardly affected by the driven potential, and there is an effect that a desired color can be obtained even when full color display is performed. In addition, the color of each pixel can be prevented from changing over time.
また、第2態様のカラー表示デバイスは、前記区切られて構成された島のサイズが、画素のサイズの1/4〜1/1000であることを特徴とする。したがって、前記フォトニック結晶材料層の各区切られて構成された島のサイズが各画素のサイズよりもかなり小さいので、ドライブ層と前記フォトニック結晶材料層との位置合わせをしなくとも、所望の色彩表示ができるという効果がある。 The color display device according to the second aspect is characterized in that a size of the divided island is 1/4 to 1/1000 of a pixel size. Accordingly, since the size of each of the divided islands of the photonic crystal material layer is considerably smaller than the size of each pixel, a desired layer can be obtained without aligning the drive layer and the photonic crystal material layer. There is an effect that color display is possible.
第3態様のカラー表示デバイスは、表示デバイス基材の片面にフォトニック結晶材料層を備え、フォトニック結晶材料層に負荷する圧力の変化によって前記フォトニック結晶材料層の色彩が押圧領域で可逆的に変化するカラー表示デバイスであって、前記フォトニック結晶材料層が圧力を負荷する媒体の先端サイズ以下の島状に区切られて構成されていることを特徴とする。したがって、表示面の一部の箇所に圧力を負荷させてその押圧領域のカラー表示をさせる場合、押圧領域に負荷させた圧力が周囲に影響を与えることは少なく、押圧領域だけを所望の色彩にすることができ、また経時的に各画素の色彩が変色するのも防止できるという効果がある。 The color display device according to the third aspect includes a photonic crystal material layer on one side of a display device substrate, and the color of the photonic crystal material layer is reversible in a pressing region by a change in pressure applied to the photonic crystal material layer. The photonic crystal material layer is formed by dividing the photonic crystal material layer into islands having a size equal to or less than the tip size of the medium to which pressure is applied. Therefore, when pressure is applied to a part of the display surface to display the color of the pressed area, the pressure applied to the pressed area hardly affects the surroundings, and only the pressed area is changed to a desired color. It is also possible to prevent the color of each pixel from changing over time.
また、第4態様のカラー表示デバイスは、前記区切られて構成された島のサイズが、1度の押圧領域のサイズの1/4〜1/1000であることを特徴とする。したがって、前記フォトニック結晶材料層の各区切られて構成された島のサイズが圧力を負荷する媒体のサイズよりもかなり小さいので、より精細に圧力を加えた箇所だけを所望の色彩にすることができるという効果がある。 The color display device according to the fourth aspect is characterized in that the size of the divided islands is ¼ to 1/1000 of the size of one pressing area. Accordingly, since the size of the island formed by dividing each of the photonic crystal material layers is considerably smaller than the size of the medium to which the pressure is applied, only the portion where the pressure is applied can be set to a desired color. There is an effect that can be done.
また、第7態様の本発明のカラー表示デバイスは、前記表示デバイス基材の明度が、JIS−Z−8721:1993に準拠したマンセル表色系において0〜4であることを特徴とする。したがってフォトニック結晶材料層の色彩をより鮮明に発色させることができるという効果がある。 In the color display device of the seventh aspect of the present invention, the brightness of the display device substrate is 0 to 4 in the Munsell color system based on JIS-Z-8721: 1993. Therefore, there is an effect that the color of the photonic crystal material layer can be developed more clearly.
また、第8態様、第9態様のカラー表示デバイスの製造方法は、前記フォトニック結晶材料層を島状に区切る方法が、ナノインプリント加工あるいはフォトリソグラフィーによることを特徴とする。したがって、前記フォトニック結晶材料層の島のサイズをかなり小さく加工できるので、より精細なカラー表示デバイスにすることができるという効果がある。 Further, the color display device manufacturing method according to the eighth aspect and the ninth aspect is characterized in that the method of dividing the photonic crystal material layer into islands is nanoimprinting or photolithography. Therefore, since the size of the island of the photonic crystal material layer can be processed to be considerably small, there is an effect that a finer color display device can be obtained.
また、第10態様のカラー表示デバイスの製造方法は、前記島状に区切られたフォトニック結晶材料層を転写法により前記表示デバイス基材上に形成することを特徴とする。すなわち、離型性を有する基体シート上にフォトニック結晶材料層および島状にパターン化した接着層を順次形成した転写シートを作成し、該転写シートを表示デバイス基材に積層し、次いで離型性を有する基体シートを剥離して、表示デバイス基材上に島状にパターン化した接着層および島状にパターン化したフォトニック結晶材料層を形成する。したがって、離型性を有する基体シート上にロールツーロールで前記フォトニック結晶材料層を形成でき、且つ容易に島状にパターン化できるので、生産性が大きく向上するという効果がある。 Moreover, the manufacturing method of the color display device according to the tenth aspect is characterized in that the island-shaped photonic crystal material layer is formed on the display device substrate by a transfer method. That is, a transfer sheet is prepared by sequentially forming a photonic crystal material layer and an island-shaped adhesive layer on a substrate sheet having releasability, and the transfer sheet is laminated on a display device substrate, and then released from the mold The base sheet having the property is peeled to form an island-shaped adhesive layer and an island-patterned photonic crystal material layer on the display device substrate. Therefore, the photonic crystal material layer can be formed on a base sheet having releasability by roll-to-roll, and can be easily patterned in an island shape, so that the productivity is greatly improved.
以下、本発明のカラー表示デバイスについて説明する。図1に示すカラー表示デバイス1は、表示デバイス基材90の裏面に画素50単位でドライブ層8がパターン形成され、表面に、溝28によって各画素50のサイズ以下の島に区切られたフォトニック結晶材料層10が形成されている。そして各一個の画素50のサイズは、ドライブ層8の各々のパターン80,81によって決定される。このカラー表示デバイス1をA−A線で切断した概略断面図が図2である。図2においてフォトニック結晶材料層10は溝28によって島15,16,17,18,19,20に区切られ、そのうち島15,16,17,18が1つの画素に含まれる。
The color display device of the present invention will be described below. The
また、図10に示すカラー表示デバイス200は、表示デバイス基材290の表面に、溝228によって圧力を負荷する媒体250の先端サイズ以下の島に区切られたフォトニック結晶材料層210が形成されている。このカラー表示デバイス200をA−A線で切断した概略断面図が図10である。図10においてフォトニック結晶材料層210は溝228によって島215,216,217、218、219、220に区切られ、そのうち島215,216,217、218が1度の押圧領域250に含まれる。
In the
表示デバイス基材90,290としては、ケイ酸ガラス、アクリルガラス、カルコゲンガラス、有機ガラスなどの各種のガラスやポリエステル、ウレタン、アクリル、塩化ビニルなどの各種プラスチックフィルムなどが挙げられるが、これ以外の材料であっても構わない。また、透明であっても着色されていてもよい。ただ、表示デバイス基材90は、後述するドライブ層8側から当該ドライブ層8及び前記表示デバイス基材90を透して背後のフォトニック結晶材料層10を見る場合は透明である必要があり、フォトニック結晶材料層10側から見る場合には隠蔽性のある黒などの着色がされている方が望ましい。また、表示デバイス基材290は、当該表示デバイス基材290を透して背後のフォトニック結晶材料層210を見る場合は透明である必要があり、フォトニック結晶材料層210側から見る場合には隠蔽性のある黒などの着色がされている方が望ましい。黒色にするのは、フォトニック結晶材料層10,210の背後に、明度がJIS−Z−8721:1993に準拠したマンセル表色系において0〜4である基材があるとフォトニック結晶材料層の色彩をより鮮明に発色させることができるという効果が得られたためである。
Examples of the
ドライブ層8としては、アモルファスシリコンなどの無機物あるいはペンタセンなどの有機物からなる薄膜トランジスタ(TFT)やメタルインシュレーターメタル(MIM)などが挙げられるが、これ以外の材料であっても構わない。ドライブ層8が透明な材料(たとえば亜鉛酸化物、スズ酸化物、インジウム酸化物、銅酸化物、ニッケル酸化物などの透明酸化物半導体材料)からなる場合には、フォトニック結晶材料層10の前面に配置し、ドライブ層8を透して背後のフォトニック結晶材料層10を見ることもできる。
Examples of the
電位の変化によって色彩が変化するフォトニック結晶材料層10の材質は、前述した特許文献1の置換シラ-1-フェロセノファンなどのポリフェロセニルシラン材料が挙げられるが、電位の変化によって色彩が変化する材料であれば他の材料であっても構わない。このような電位の変化によって色彩が変化する具体的な材料の商品としては、OPALUX社のP-inkなどがある。圧力の変化によって色彩が変化するフォトニック結晶材料層210の材質は、アクリル・シリコン・ウレタン系の樹脂など各種合成ゴム材料が挙げられるが、圧力の変化によって色彩が変化する材料であれば他の材料であっても構わない。このような圧力の変化によって色彩が変化する具体的な材料の商品としては、OPALUX社のErast−inkID、Erast−inkXR、ColorSketch、Press2、Peel&Revealなどがある。
Examples of the material of the photonic
フォトニック結晶材料層10,210の形成方法としては、オフセット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの通常の印刷法や各種コーターによる方法、スピンコート、塗装のほか、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、鍍金法などの方法でするとよい。フォトニック結晶材料層10の厚みは0.05〜200μmの範囲内に形成するのが好ましい。フォトニック結晶材料層10,210の厚さが0.05μm未満になるとピンホールなどの欠陥が発生しがちになり、厚さを200μmより厚くしても効果が上がらず生産性が低下するだけだからである。なお、図面ではフォトニック結晶材料層10を表示デバイス基材90のドライブ層8が形成された面とは反対面にフォトニック結晶材料層10を設けているが、フォトニック結晶材料層10を表示デバイス基材90のドライブ層8が形成された面に設けてもよい。
The photonic crystal material layers 10 and 210 can be formed by a normal printing method such as an offset printing method, a gravure printing method, a screen printing method, a method using various coaters, spin coating, painting, vacuum deposition, sputtering, etc. It is preferable to use an ion plating method, a plating method, or the like. The thickness of the photonic
そして、電位の変化によって色彩が変化するフォトニック結晶材料層10には溝28が形成され、図2に示す断面図では各一個の画素50のサイズ以下の島15,16,17,18,19,20に区切られて各々独立した構造になっている。このような構造にすることによって、ドライブ層8を駆動させて電位を変化させた場合、島15,16,17,18のフォトニック結晶材料層10にはパターン80において生じた電位の変化のみの影響を受け、隣のパターン81に生じた電位の変化の影響は溝28によって遮断されることになる。
Then, a
したがって、パターン80に生じた電位の変化と隣のパターン81に生じた電位の変化とがかなり異なっていても、島15,16,17,18のフォトニック結晶材料層10はパターン80に生じた電位の変化のみによって色彩が変化し、島19,20のフォトニック結晶材料層10はパターン81に生じた電位の変化のみによって色彩が変化する。その結果、各一個の画素50は独立して所望の色彩に変化させることができるので、これを画面全体に適用すればフルカラー制御のできるカラー表示デバイス1を得ることができる。
Therefore, the photonic
同様に圧力の変化によって色彩が変化するフォトニック結晶材料層210には溝228が形成され、図11に示す断面図では圧力を負荷する媒体280の先端サイズ以下の島215,216,217,218,219,220に区切られて各々独立した構造になっている。このような構造にすることによって、媒体280の先端でもってフォトニック結晶材料層210を押圧し、島215,216,217、218を含む押圧領域250に圧力を負荷させた場合、島215,216,217、218のフォトニック結晶材料層210は押圧によって生じた圧力の変化のみの影響を受け膜厚が薄くなる。一方で、押圧領域250近傍の島219,220への影響は溝228によって遮断されることになる。
Similarly, a
したがって、かなり強い圧力でフォトニック結晶材料層210を押圧しても、島215,216,217,218のフォトニック結晶材料層210のみが該圧力の変化によって膜厚が薄くなり色彩が変化し、島219,220のフォトニック結晶材料層210の色彩は変化しない。その結果、押圧領域250だけを所望の色彩に変化させることができる。
Therefore, even if the photonic
なお、図2および図11に示す断面図では島15,16,17,18,19,20および島215,216,217,218,219,220が完全に分離独立して形成されている例を示しているが、一部が連結された構造(図3及び図12参照)のものも権利範囲に含まれる。すなわち、隣のパターン81に生じた電位の変化を受けない程度に溝28によって区切られ島15,16,17,18,19,20が形成されていれば、それ以外の形状は制限されないという意味である。また、圧力を負荷する媒体280によって生じた圧力の変化を押圧領域250近傍が受けない程度に溝228によって区切られ島215,216,217,218,219,220が形成されていれば、それ以外の形状は制限されないという意味である。図3および図12に示すように一部が連結された島構造の場合、フォトニック結晶材料層10,210の上に保護層等を形成し保護層と表示デバイス基材90,290との密着が悪い場合において、フォトニック結晶材料層10,210がそれらの密着を助けるアンカー層の役割を果たすという優位点がある。
2 and 11, the
各島のサイズ(長さ)は、図2および図3に示されるような画素50のサイズ(長さ)の1/4か、それより小さくすることが望ましい。その理由は、図4に示されるように島15,16,17,18とドライブ層8のパターン80とが位置ずれを起こして製造された場合、島18はドライブ層8のパターン80の電位の変化だけでなく、パターン81の電位の変化の影響を受けてしまって所望の色彩に制御できなくなるが、島15,16,17のフォトニック結晶材料層10はパターン80に生じた電位の変化のみによって色彩が変化し所望の色彩に制御できるため一個の画素50としては、許容できる範囲に所望の色彩に制御できることとなるためである。
The size (length) of each island is desirably 1/4 or smaller than the size (length) of the
すなわち、各島のサイズを画素50のサイズの1/4か、それより小さくすることによりドライブ層8とフォトニック結晶材料層10との位置合わせをしなくとも、所望の色彩表示ができるという効果があるからである。ただし、各島のサイズを画素50のサイズの1/1000よりも小さくするのは、それだけ多くの溝28を形成し、各溝の幅も小さくしなければならないことから、生産性に問題があり効果も上がらない。よって島のサイズは、画素50のサイズの1/4〜1/1000にすることが好ましい。
In other words, by making the size of each
同様に、図11および図12に示される島のサイズ(長さ)も、圧力を負荷する媒体280の先端サイズの1/4か、それより小さくすることが望ましい。その理由は、図13に示されるように圧力を負荷する媒体280の押圧する位置がずれて、島219の一部にも圧力を負荷する媒体280の圧力がかかった場合、島219も変色してしまうことになるが、島のサイズが十分小さければ、その圧力を溝228でもって遮断できるため、より精細に圧力を加えた箇所だけを所望の色彩にすることができることとなるためである。なお、圧力を負荷する媒体280が指である場合、おおよそ通常操作の接触面積は7mm径、軽く触れた程度の接触面積は4mm径となる。また、媒体280は用途によって適宜決めればよく、例えば手の掌で圧力を負荷することもできる。
Similarly, it is desirable that the size (length) of the island shown in FIGS. 11 and 12 is 1/4 or smaller than the tip size of the medium 280 to which pressure is applied. The reason is that, as shown in FIG. 13, when the pressure position of the medium 280 to which pressure is applied is shifted and the pressure of the medium 280 to which pressure is applied is applied to a part of the
フォトニック結晶材料層10,210の厚みは0.1〜200μmの範囲内に形成するのが好ましい。色彩が変化する層10,210の厚さが0.1μm未満になるとピンホールなどの欠陥が発生しがちになり、厚さを200μmより厚くしても効果が上がらず生産性が低下するだけだからである。
The thickness of the photonic crystal material layers 10 and 210 is preferably formed within a range of 0.1 to 200 μm. If the thickness of the
溝28,228の幅は0.02〜200μmの範囲で設定するのが好ましい。溝28,228の幅を200μmより大きくすると溝28,228が視認者に見えてしまって外観意匠上好ましくなく、溝28,228の幅を0.02μm未満にしようとすると、生産性に問題があり効果も上がらないからである。溝28,228の深さは、フォトニック結晶材料層10,210の厚みの1/4〜1/1の範囲が好ましい。フォトニック結晶材料層10の厚みの1/4未満しか区切りがなければ、隣のパターン81に生じた電位の変化の影響を受けやすくなるためである。また、フォトニック結晶材料層210の厚みの1/4未満しか区切りがなければ、近傍の島219,220が圧力を負荷する媒体280による圧力の影響を受けやすくなるためである。
The widths of the
フォトニック結晶材料層10,210に溝28,228を形成し、島15,16,17,18,19,20や島215,216,217,218,219,220に区切られた構造にする方法としては、ナノインプリント加工やフォトリソグラフィーが挙げられるが、これ以外の方法であっても構わない。
具体的には、所望する溝28および島15,16,17,18,19,20や溝228および島215,216,217,218,219,220の形状を反転した形状のナノインプリント型を作成し、それをフォトニック結晶材料層10,210の上にセットし、常温または熱を加えながら一定の圧力で押圧する、所謂常温ナノインプリント法または熱ナノインプリント法により形成する。あるいはフォトニック結晶材料層10,210を紫外線硬化型にできるのであれば、やや弱めの圧力で押圧して紫外線照射することにより硬化させて所定の形状にする、所謂UVナノインプリント法により形成してもよい。
Specifically, a nanoimprint mold having a shape obtained by inverting the shapes of the desired
また電離放射線で硬化または可溶化層する層を形成し、電離放射線で露光し、現像した後、それをエッチングレジストとしてフォトニック結晶材料層10,210をエッチングすることにより形成してもよい。電離放射線の例としては、可視光線、紫外線、赤外線、電子線、X線、ガンマ線などが挙げられる。電離放射線で硬化する材質としてはカリックスアレーンなどのレジストが挙げられ、電離放射線で可溶化する材質としてはアクリル系、ピリミジン系、ノボラック系などの樹脂レジストが挙げられる。 Alternatively, a layer that is hardened or solubilized with ionizing radiation may be formed, exposed with ionizing radiation, developed, and then etched using the photonic crystal material layers 10 and 210 as an etching resist. Examples of ionizing radiation include visible light, ultraviolet light, infrared light, electron beam, X-ray, and gamma ray. Examples of the material that can be cured by ionizing radiation include resists such as calixarene, and examples of the material that can be solubilized by ionizing radiation include resin resists such as acrylic, pyrimidine, and novolac.
エッチングは、異方性エッチング方式が好ましい、異方性エッチングとは、膜面方向の方位に対してはエッチングが抑制される性質のエッチングのことであり、具体的には、酸素、アルゴン、フッ素系ガスなどのプラズマを用いたドライエッチング方式などが挙げられる。エッチング後はエッチングレジストを剥離除去してもよい。剥離液は水酸化ナトリウム、水酸化カリウム水溶液などのアルカリレジスト剥離液やトルエンなどの有機溶剤などが挙げられる。 Etching is preferably an anisotropic etching method. Anisotropic etching is etching having a property of suppressing etching with respect to the orientation in the film surface direction. Specifically, oxygen, argon, fluorine For example, a dry etching method using plasma such as a system gas can be used. After the etching, the etching resist may be peeled off. Examples of the stripper include alkali resist strippers such as sodium hydroxide and aqueous potassium hydroxide, and organic solvents such as toluene.
上記ナノインプリント加工やフォトリソグラフィーでは非常に細く深い(高アスペクト比の)微細な溝を掘ることができる。したがって、色彩が変化する層の島のサイズをかなり小さく加工できるので、より精細なカラー表示デバイスにすることができるという効果がある。 In the nanoimprint process or photolithography, a very narrow and deep (high aspect ratio) fine groove can be formed. Accordingly, since the size of the island of the layer in which the color changes can be processed to be considerably small, there is an effect that a finer color display device can be obtained.
また、電位の変化によって色彩が変化するフォトニック結晶材料層10は表示デバイス基材90上に直接形成してもよいが、離型性を有する基体シート60上にフォトニック結晶材料層10および島状にパターン化した接着層70を順次形成した転写シート65を作成し(図5参照)、接着層70をレジスト代わりにしてフォトニック結晶材料層10の一部をエッチング除去し(図6参照)、次いで転写シート65を裏面にドライブ層8が形成された表示デバイス基材90に積層し(図7参照)、次いで離型性を有する基体シート60を剥離して、裏面にドライブ層8が形成された表示デバイス基材90上に島状の接着層70および島状のフォトニック結晶材料層10を転写形成してもよい(図8参照)。
Further, the photonic
同様に、圧力の変化によって色彩が変化するフォトニック結晶材料層210は表示デバイス基材290上に直接形成してもよいが、離型性を有する基体シート60上にフォトニック結晶材料層210および島状にパターン化した接着層70を順次形成した転写シート265を作成し(図13参照)、接着層70をレジスト代わりにしてフォトニック結晶材料層210の一部をエッチング除去し(図14参照)、次いで転写シート265を表示デバイス基材290に積層し(図15参照)、次いで離型性を有する基体シート60を剥離して表示デバイス基材290上に島状の接着層70および島状のフォトニック結晶材料層210を転写形成してもよい(図16参照)。
Similarly, the photonic
これらの方法では、離型性を有する基体シート60上にロールツーロールでかつ広幅でフォトニック結晶材料層10、210を形成でき、容易に島状にパターン化できるので、生産性が大きく向上するという効果がある。
In these methods, the photonic crystal material layers 10 and 210 can be formed in a roll-to-roll manner with a wide width on the
離型性を有する基体シート60としては、表面にフッ素、シリコン、メラミンなどの樹脂がコートされた5〜800μmのアクリル、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニルなどの樹脂フィルムが挙げられる。
As the
接着層70としては、アクリル系、ウレタン系、ビニル系、ゴム系などの樹脂からなる層が挙げられ、グラビア、スクリーン、オフセットなどの汎用の印刷法、各種コーターによる方法、塗装、ディッピングなどの方法で形成するとよい。接着層70を島状にパターン化する方法としては、前述のフォトリソグラフィーなどを用いるとよい。エッチングの方式も前述の異方性エッチング方式などを用いるとよい。なお、フォトニック結晶材料層10,210の接着層70が形成されていない部分を基体シート60に残したまま、フォトニック結晶材料層10、210の接着層70が形成されている部分だけを転写できるのであれば、接着層をレジスト代わりにしてフォトニック結晶材料層10,210をエッチングする工程(すなわち図6及び図14の工程)を省略してもよい。あるいは、フォトニック結晶材料層10,210の一部を別途レジストにてエッチング除去して島状にパターン化してから、接着層70を全面的に形成してもよい。
Examples of the
転写方法としては加熱したパットを押し当てる熱転写法や、別のラミネート接着層を介して接着するドライラミネート法、成形同時転写法などが挙げられる。 Examples of the transfer method include a thermal transfer method in which a heated pad is pressed, a dry laminate method in which adhesion is performed through another laminate adhesive layer, and a simultaneous molding transfer method.
離型性を有する基体シートとしてシリコン樹脂をコートした25μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを用意し、該離型性を有する基体シート上に厚み2μmのフォトニック結晶材料層(商品名:OPALUX社のP-ink)、厚み1μmのノボラック樹脂からなる接着層を順次グラビア印刷によって全面に形成した。 A 25 μm polyethylene terephthalate film coated with silicon resin is prepared as a substrate sheet having releasability, and a 2 μm thick photonic crystal material layer (trade name: P-ink of OPALUX Co., Ltd.) is formed on the substrate sheet having releasability. ), An adhesive layer made of novolac resin having a thickness of 1 μm was sequentially formed on the entire surface by gravure printing.
次いで接着層上に幅5μmの溝で区切られたサイズ2500μm2の正方形の島状にパターン化したフォトマスクを載せ、メタルハライドランプ光源の露光光線を照射しテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドで現像し、接着層を島状にパターン化した。次いで、ドライエッチングし、色彩が変化する層も島状にパターン化した転写シートを得た。 Next, a photomask patterned in the shape of a square island having a size of 2500 μm 2 separated by a groove having a width of 5 μm is placed on the adhesive layer, exposed to exposure light from a metal halide lamp light source and developed with tetramethylammonium hydroxide, and the adhesive layer Was patterned into islands. Next, dry etching was performed to obtain a transfer sheet in which the color changing layer was also patterned in an island shape.
次いで上記転写シートを、裏面に一個の画素のサイズが200μm角の正方形でペンタセンからなるTFTドライブ層が形成された厚み2mmの黒色ポリエステルフィルムからなる表示デバイス基材に積層し、200℃に加熱されたシリコンパッドでもって2秒間2気圧の圧力で押圧した。冷却後、転写シートの離型性を有する基体シートを剥離したところ、表示デバイス基材上に島状の島状のフォトニック結晶材料層および接着層が転写形成されたカラー表示デバイスが得られた。 Next, the above transfer sheet is laminated on a display device substrate made of a black polyester film having a thickness of 2 mm in which a TFT drive layer made of pentacene having a pixel size of 200 μm square is formed on the back surface, and heated to 200 ° C. The silicon pad was pressed with a pressure of 2 atm for 2 seconds. After cooling, when the substrate sheet having the releasability of the transfer sheet was peeled off, a color display device was obtained in which island-like island-like photonic crystal material layers and adhesive layers were transferred and formed on the display device substrate. .
得られたカラー表示デバイスに対しー1,6Vから+2Vの範囲で電位を変えて駆動させたところ、その電位の変化に応じてフォトニック結晶材料層の色彩が変化した。なお、色彩が変化する層とTFTドライブ層とは若干の位置ずれが生じていたが、各画素のカラー表示に対して影響はなく、所望のフルカラー表示が可能であり、カラーの電子ペーパーに応用することが可能であった。 When the obtained color display device was driven by changing the potential in the range of −1, 6V to + 2V, the color of the photonic crystal material layer changed according to the change of the potential. Although the color change layer and the TFT drive layer were slightly misaligned, there was no effect on the color display of each pixel and desired full color display was possible. It was possible to do.
離型性を有する基体シートとしてシリコン樹脂をコートした25μmのポリエチレンテレフタレートフィルムを用意し、該離型性を有する基体シート上に厚み2μmのフォトニック結晶材料層(商品名:OPALUX社製Elast−inkID)、厚み1μmのノボラック樹脂からなる接着層を順次グラビア印刷によって全面に形成した。 A 25 μm polyethylene terephthalate film coated with silicon resin is prepared as a substrate sheet having releasability, and a 2 μm thick photonic crystal material layer (trade name: Elast-inkID manufactured by OPALUX, Inc.) is formed on the substrate sheet having releasability. ), An adhesive layer made of novolac resin having a thickness of 1 μm was sequentially formed on the entire surface by gravure printing.
次いで接着層上に幅5μmの溝で区切られたサイズ2500μm2の正方形の島状にパターン化したフォトマスクを載せ、メタルハライドランプ光源の露光光線を照射しテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイドで現像し、接着層を島状にパターン化した。次いで、ドライエッチングし、色彩が変化する層も島状にパターン化した転写シートを得た。 Next, a photomask patterned in the shape of a square island having a size of 2500 μm 2 separated by a groove having a width of 5 μm is placed on the adhesive layer, exposed to exposure light from a metal halide lamp light source and developed with tetramethylammonium hydroxide, and the adhesive layer Was patterned into islands. Next, dry etching was performed to obtain a transfer sheet in which the color changing layer was also patterned in an island shape.
次いで上記転写シートを、厚み2mmの黒色ポリエステルフィルムからなる表示デバイス基材に積層し、200℃に加熱されたシリコンパッドでもって2秒間2気圧の圧力で押圧した。冷却後、転写シートの離型性を有する基体シートを剥離したところ、表示デバイス基材上に島状の島状のフォトニック結晶材料層および接着層が転写形成されたカラー表示デバイスが得られた。 Next, the transfer sheet was laminated on a display device substrate made of a black polyester film having a thickness of 2 mm, and pressed with a silicon pad heated to 200 ° C. for 2 seconds at a pressure of 2 atm. After cooling, when the substrate sheet having the releasability of the transfer sheet was peeled off, a color display device was obtained in which island-like island-like photonic crystal material layers and adhesive layers were transferred and formed on the display device substrate. .
得られたカラー表示デバイスに対し0〜20kg/cm2の範囲で圧力を変えて指で押圧させたところ、その圧力の変化に応じてフォトニック結晶材料層の色彩が変化した。なお、押圧する位置をいろいろ変えて試験したが、カラー表示に対して影響はなく所望のカラー表示が可能であり、カラーの感圧スイッチ製品に応用することが可能であった。 When the pressure was changed with the finger in the range of 0-20 kg / cm < 2 > with respect to the obtained color display device, the color of the photonic crystal material layer changed according to the change of the pressure. Although the test was performed with various pressing positions changed, the color display was not affected and desired color display was possible, and it was possible to apply to color pressure-sensitive switch products.
1,100,200 カラー表示デバイス
8 ドライブ層
10,210 フォトニック結晶材料層
15,16,17,18,19,20 各画素のサイズ以下の島
215,216,217,218,219,220 各画素のサイズ以下の島
28,228 溝
50 画素
60 離型性を有する基体シート
65,265 転写シート
70 接着層
80,81 ドライブ層のパターン
90,290 表示デバイス基材
110 フォトニック結晶材料からなる層
250 押圧領域
280 圧力を負荷する媒体
1,100,200
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010092660A JP5512367B2 (en) | 2010-04-13 | 2010-04-13 | Color display device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010092660A JP5512367B2 (en) | 2010-04-13 | 2010-04-13 | Color display device and manufacturing method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011221415A true JP2011221415A (en) | 2011-11-04 |
JP5512367B2 JP5512367B2 (en) | 2014-06-04 |
Family
ID=45038441
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010092660A Active JP5512367B2 (en) | 2010-04-13 | 2010-04-13 | Color display device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5512367B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111045269A (en) * | 2019-12-31 | 2020-04-21 | Oppo广东移动通信有限公司 | Photonic crystal color changing device, color changing method, shell and electronic equipment |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007240756A (en) * | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Fuji Xerox Co Ltd | Optical element and manufacturing method thereof |
JP2008046359A (en) * | 2006-08-16 | 2008-02-28 | Fuji Xerox Co Ltd | Optical material, optical element, optical device, and display method of optical element |
JP2009129912A (en) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Korea Inst Of Machinery & Materials | Organic electroluminescent element and its manufacturing method |
JP2010079090A (en) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Toyoda Gosei Co Ltd | Display device |
-
2010
- 2010-04-13 JP JP2010092660A patent/JP5512367B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007240756A (en) * | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Fuji Xerox Co Ltd | Optical element and manufacturing method thereof |
JP2008046359A (en) * | 2006-08-16 | 2008-02-28 | Fuji Xerox Co Ltd | Optical material, optical element, optical device, and display method of optical element |
JP2009129912A (en) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Korea Inst Of Machinery & Materials | Organic electroluminescent element and its manufacturing method |
JP2010079090A (en) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Toyoda Gosei Co Ltd | Display device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111045269A (en) * | 2019-12-31 | 2020-04-21 | Oppo广东移动通信有限公司 | Photonic crystal color changing device, color changing method, shell and electronic equipment |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5512367B2 (en) | 2014-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI460461B (en) | Display device with decorative film and protective panels | |
US8936839B2 (en) | Display panel with flat plate, method for manufacturing display panel with flat plate, and resin composition | |
KR102469311B1 (en) | Fabrication Method for Flexible Display Device | |
TWI717401B (en) | Window substrate integrated with polarizing plate and method of preparing the same | |
WO2012098694A1 (en) | Transparent conductive element, input device, and display device | |
JP2014010316A (en) | Functional film for improving image quality and display device using the same | |
WO2014175312A1 (en) | Transfer material, substrate with transfer layer, touch panel, manufacturing methods therefor, and information display device | |
WO2012098693A1 (en) | Transparent conductive element, input device, and display device | |
WO2019205862A1 (en) | Flexible polarizing cover plate and manufacturing method therefor, display panel comprising same, and display device | |
TW201738711A (en) | Touch sensor integrated color filter and manufacturing method for the same | |
JP2015030157A (en) | Manufacturing method of transparent conductive laminate | |
CN212312931U (en) | Decorative film, window film provided with same, and window laminate | |
WO2020056922A1 (en) | Polarization assembly and display apparatus | |
JP2017173492A (en) | Color filter base material with touch panel electrode, and touch panel integrated organic electroluminescence display device including the color filter base material | |
JP7420533B2 (en) | Double-sided adhesive sheet and image display device | |
JP5512367B2 (en) | Color display device and manufacturing method thereof | |
JP5361769B2 (en) | Color display device and manufacturing method thereof | |
KR20110047769A (en) | Method of forming wiring for flexible display | |
KR20110125406A (en) | Security film having refractive pattern and manufacturing method of the same | |
KR102354027B1 (en) | Method for manufacturing flexible color filter | |
JP6604901B2 (en) | Display device | |
JP2014195978A (en) | Method for manufacturing panel member with decorative layer | |
JP2014206684A (en) | Optical film, optical film transfer body, and image display device | |
JP2010250299A (en) | Color filter and method for manufacturing color filter | |
JP2007164056A (en) | Method of manufacturing display device and display device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130402 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130830 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130917 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140325 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140326 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5512367 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |