JP4797282B2 - 表示パネルの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散媒中に分散された電気泳動粒子の電界の印加による電気泳動現象を利用した表示パネル及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報機器の発達に伴い、情報表示も様々な形態を持ってなされてる。
可変情報の表示としては、ＣＲＴ（陰極線管）や液晶ディスプレイ等が主流となっている。ＣＲＴやバックライトを使用するタイプの液晶ディスプレイ等の発光型ディスプレイは、長時間にわたる使用においては見るものの目を疲れさせ、文書等を読むのには適さない。
【０００３】
一方、バックライトを使用しないタイプの液晶ディスプレイは偏光板の使用による画面の暗さが顕著に現れ、視認性が悪いという問題がある。さらに、これらのディスプレイの表示画像はメモリー性を持たず、電気的なエネルギー供給が停止されると同時に消えてしまうという欠点がある。
【０００４】
今後さらに普及するであろう、所謂ＰＤＡや電子ブック等の携帯可能な情報機器のディスプレイの他、新聞や本、雑誌、ポスター等の印刷物、さらにはプリンター等から紙へ出力したハードコピーのディスプレイ表示への置き換わりにおいては、長時間にわたる使用においても見るものの目を疲れさせにくく、視認性が良好で、消費電力が少なく、かつ画像のメモリー性を有していることが必要であると考えられる。
【０００５】
これらの要求をある程度満足する非発光型のディスプレイとして、従来より、電気泳動表示装置や二色ボール表示装置が知られている。
【０００６】
分散媒中に分散された電気泳動粒子の電界の印加による電気泳動現象を利用した電気泳動表示装置は、特公昭５０−１５１１５号公報などに示されるように多数報告されている。
【０００７】
しかしながら、分散媒中に電気泳動粒子を分散させた分散系を単に電界印加手段を有する基板間に充填する構造では、粒子の凝集や電極等への付着現象によって表示ムラが発生し易く、良好な表示品位を得られにくい。
【０００８】
このため、種々のスペーサを配置することにより分散系を不連続に分割し、表示動作の安定化を図るようにした構造も知られている。
【０００９】
しかしながら、スペーサ配置後、分散系を均一に充填することは極めて困難であるという問題がある。
【００１０】
この問題を解決する手段として、特開平１−８６１１６号公報に、分散媒中に電気泳動粒子を分散させた分散系をマイクロカプセルに封入する方法が記載されている。この方法によれば、粒子の凝集や電極への付着現象を解消して、安定した表示動作が可能となり、また、分散系装填処理が格段に改善される。
【００１１】
マイクロカプセルを平面上に均一に塗布する方法としては感圧紙や感熱紙製造を目的として多くの提案がなされており、従来、エアーナイフ塗布法やブレード塗布法の他、スプレー塗布法等が用いられている。
【００１２】
しかしながら、これらの方法はいずれもマイクロカプセルの均一な層を得ることを目的としたものであり、複数色の表示、特にカラー表示を行おうとした場合には、各画素毎に表示色、即ち、電界の印加により変化する光学的反射特性が異なるマイクロカプセルを設置する手段には適さない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、その課題とするところは、電界の印加により光学的反射特性が変化する複数のマイクロカプセルを所望の位置に確実に設置することにより、高精細且つ高品位な複数色及びカラー表示が可能な表示パネル及びその製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の発明は、パターン配置された第一の電極を備える背面基板上に、分散媒中に電気泳動粒子を分散した分散系を封入した電界の印加により変化する光学的反射特性が異なる２種類以上のマイクロカプセルを設置し、該マイクロカプセル上に全面が覆われた第二の電極を備える前面基板を設置し、電界の印加により当該マイクロカプセルの光学的反射特性を変化させることによりカラー表示を行う表示パネルの製造方法であって、ネガ型フォトレジスト材料と前記マイクロカプセルの混合液を前記背面基板上に塗工する工程と、前記背面基板と前記塗工されたマイクロカプセルの両側にフォトマスクを配置してマイクロカプセルと背面基板の両側から露光して露光された部分のマイクロカプセルを硬化する工程と、前記現像液で未露光部のマイクロカプセルを除去する工程を繰り返しおこなうことにより、前記電界の印加により変化する光学的反射特性が異なる２種類以上のマイクロカプセルを所望の位置にフォトリソグラフィー法によりパターニングし、当該位置に配置する工程と、前記パターニングされたマイクロカプセル上に前面基板を設置する工程とを備えることを特徴とする表示パネルの製造方法である。
第２の発明は、前記分散媒が三原色のいずれかの色に着色された分散媒であり、前記電気泳動粒子が前記三原色とは異なる所定の色である分散系を各々封入した３種類のマイクロカプセルを、前記基板上の所望の位置にフォトリソグラフィー法により順次パターニングし、当該位置に配置することを特徴とする請求項１に記載の表示パネルの製造方法である。
第３の発明は、前記分散媒が透明分散媒であり、前記電気泳動粒子が三原色のいずれかの色に着色された粒子と前記三原色とは異なる所定の色の粒子とから構成された分散系を各々封入した３種類のマイクロカプセルを、前記基板上の所望の位置にフォトリソグラフィー法により順次パターニングし、当該位置に配置することを特徴とする請求項１に記載の表示パネルの製造方法である。
第４の発明は、前記マイクロカプセルは、前記フォトリソグラフィー法により前記背面基板上のパターン配置された第一の電極上に順次パターニングされ、当該第一の電極上に配置されることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の表示パネルの製造方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の表示パネルの製造方法は、電界の印加により変化する光学的反射特性が異なる２種類以上のマイクロカプセルを所望の位置にフォトリソグラフィー法によりパターニングし、当該位置に配置することを特徴とする。以下、本発明の実施の形態を図１〜図６を参照にして説明する。
【００１６】
本実施の形態においては、減法混色により色を再現することでカラー表示可能な表示パネル及びその製造方法を例示することにより本発明を説明する。
【００１７】
まず、本発明に係わる表示パネルについて説明する。図１及び図２は、表示パネルの構造を示すための断面図である。
【００１８】
図１に示した表示パネル１００は、第一の電極２が形成された背面基板１と、第二の電極４が形成された表示側の前面基板５とが対向配置され、さらにその間に、イエロー、マゼンタ、シアンに着色された分散媒１１、１２、１３と白色の電気泳動粒子１４とを各々封入したマイクロカプセル１１１、１１２、１１３が高分子樹脂層３に保持され、所望の位置にパターン配置された構成である。背面基板１及び第一の電極２、前面基板５及び第二の電極４は透明部材により構成する。なお、第一の電極及び／又は第二の電極を電界印加手段という。
【００１９】
本実施の形態においては、背面基板１上に形成された第一の電極２は、所望の位置にパターン配置されたマイクロカプセルに対応して形成された電極と、図示せぬマトリックス電極との間にスイッチング素子が設けられて成る。
【００２０】
前面基板５上に形成された第二の電極４は、全面を同一の電位で覆うように設けられて成る。
【００２１】
所定の色に着色された分散媒と白色の電気泳動粒子が封入されたマイクロカプセルに電界が印加されると、白色粒子１４が負に帯電している場合には、第一の電極２が正極の時、白色粒子は第一の電極２側に移動し、表示色は分散媒の色となる。逆に、第一の電極２が負極の時、白色粒子１４は第二の電極４側に移動し表示色は白色となる。
【００２２】
電界の印加により光学的反射特性が各々イエロー、マゼンタ、シアンと白色に変化するマイクロカプセル１１１、１１２、１１３が順番に繰り返し並ぶ様に隣接してパターン配置され、各パターン毎に印加される電界を制御することで、減法混色によるカラー表示が可能となる。
【００２３】
図２に示した表示パネル２００は、図１の表示パネル１００と同様に、第一の電極２が形成された背面基板１と第二の電極４が形成された前面基板５とが対向配置され、さらにその間に、透明分散媒２５中にイエロー、マゼンタ、シアンの着色電気泳動粒子２１、２２、２３と白色の電気泳動粒子２４とを各々封入したマイクロカプセル２２１、２２２、２２３が高分子樹脂層３に保持され、所望の位置にパターン設置された構成である。
【００２４】
各々イエロー、マゼンタ、シアンの着色電気泳動粒子と白色の電気泳動粒子が封入されたマイクロカプセルに電界が印加されると、着色粒子が正、白色粒子が負に帯電している場合には、第一の電極２が正極の時、着色粒子は第二の電極４側に移動、白色粒子は第一の電極２側に移動し、表示色は着色粒子の色となる。逆に、第一の電極２が負極の時、着色粒子は第一の電極２側に移動、白色粒子は第二の電極４側に移動し、表示色は白色粒子の白色となる。
【００２５】
電界の印加により光学的反射特性が各々イエロー、マゼンタ、シアンと白色に変化するマイクロカプセル２２１、２２２、２２３が順番に繰り返し並ぶ様に隣接してパターン配置され、各パターン毎に印加される電界を制御することで、図１の表示パネル１００と同様に減法混色によるカラー表示が可能となる。
【００２６】
次に、この様な表示パネルの製造方法について説明する。
イエロー、マゼンタ、シアンに各々着色された分散媒と白色の電気泳動粒子とを封入したマイクロカプセルを用いる場合には、まず、各々の着色分散媒と白色粒子を用いて、３種の分散液を作成する。
【００２７】
着色分散媒は、例えば、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂環式炭化水素、ハロゲン化炭化水素、各種エステル類、アルコール系溶媒、またはその他の種々の油等を単独または適宜混合した溶媒を、公知のアゾ染料、アントラキノン染料、トリフェニルメタン染料、金属染料等を好適に単独または複数用い、着色したものを使用する。
【００２８】
白色粒子は、例えば、酸化チタンや酸化亜鉛、硫化亜鉛等の無機顔料の他、ガラスあるいは樹脂等の微粉末、さらにはこれらの複合体等を使用する。必要に応じて、粒子の表面を種々の界面活性剤、分散剤、有機及び無機化合物、金属化合物等を用いて処理することで所望の表面電荷を付与することができるのみならず、分散液中での分散安定性を向上させることができる。
【００２９】
３種類の分散液は各々、複合コアセルベーション法等の相分離法、界面重合法、ｉｎ−ｓｉｔｕ法、溶解分散冷却法等、公知の方法を用いて作成されるマイクロカプセルに封入する。必要に応じて、ふるい分け、比重分離法などの任意の方法により、作成したマイクロカプセルの径の分布を制御する。マイクロカプセルの径としては、１〜３００μｍが望ましく、さらに好ましくは５〜２００μｍである。
【００３０】
これら３種類のマイクロカプセルを光照射した部分が架橋又は重合反応をおこして現像液に不溶になるネガ型フォトレジスト材料や、光照射された部分が分解して現像液に溶解するポジ型フォトレジスト材料と混合し、フォトリソグラフィー法を用いて所望の位置に順次パターニングする。
【００３１】
ここでは、ネガ型フォトレジスト材料を用いたアルカリ現像の場合について説明する。
【００３２】
ネガ型フォトレジストを用いたアルカリ現像法では、カルボキシル基等の酸性官能基を有するアクリル樹脂等の樹脂成分に、感光性モノマーや光重合開始剤等を好適に配合し、光重合若しくは光架橋反応を利用してパターニングする。
【００３３】
感光性モノマーとしては例えばＮ−ビニルピロリドン、エチルアクリレート及びプロピルアクリレート等のアクリル酸エステル類、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート等のメタクリル酸エステル類、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、及びそのカプロラクトン変成物などの誘導体、スチレン、α−メチルスチレン、アクリル酸等及びそれらの混合物等が挙げられる。
【００３４】
使用量は、前記樹脂成分１００重量部に対して１〜１００重量部が望ましく、さらに好ましくは５〜８０部である。
【００３５】
光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテルなどのベンゾインとそのアルキルエーテル類；アセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンなどのアセトフェノン類；メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノンなどのアントラキノン類；チオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントンなどのチオキサントン類；アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタールなどのケタール類；ベンゾフェノン、４，４−ビスメチルアミノベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類及びアゾ化合物、トリアジン化合物、アシルフォスフィンオキサイド化合物などを単独または２種以上の混合物として好適に使用することができる。使用量は、感光性モノマー１００重量部に対して０．５〜５０重量部が望ましく、さらに好ましくは１〜３０重量部である。
【００３６】
また、必要に応じて、溶媒成分を好適に配合する事ができる。溶媒としては、樹脂成分等との相溶性等に応じて、任意に使用することができ、配合量は樹脂成分１００重量部に対し、５〜４００重量部、さらに好ましくは１０〜２００重量部である。
【００３７】
この様に調整したフォトレジスト材料と前述の３種類のマイクロカプセルを各々混合する。混合比としては、フォトレジスト材料の固形分１００重量部に対して５０〜３００重量部が好ましく、さらに好ましくは８０〜２００重量部である。
【００３８】
また、溶媒中に溶解した樹脂成分とマイクロカプセルを混合した後、感光性モノマーと光重合開始剤を混合するなど、混合の順序は好適に改変可能である。
【００３９】
まず、図３に示すように、イエローの着色分散媒１１に白色粒子１４が封入されたマイクロカプセルとフォトレジスト材料の混合液を第一の電極２が形成された背面基板１上に塗工し、マイクロカプセル１１１がフォトレジスト材料から成る高分子樹脂層３に保持されたマイクロカプセル層１２０を形成する。
【００４０】
基板としては、ガラス基材の他、ポリエチレンテレフタラートやポリカーボネート、ポリエーテルスルホン等プラスチックフィルム基材についても好適に用いることができる。
【００４１】
塗工方法としては、ロールコーターやナイフコーター、ダイコーター、リバースロールコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、コンマコーター、グラビアコーター、アプリケーター、バーコーター、スピンコーター、スクリーン印刷法等、好適に使用することが出来る。
【００４２】
ここで、混合液を塗膜化した際の平滑性を付与するレベリング剤、塗液の粘度を調整するレオロジーコントロール剤等の各種配合成分を好適に配合することができる。
【００４３】
レベリング剤やレオロジーコントロール剤などの配合量は、フォトレジスト材料の樹脂成分１００重量部に対し、０．１〜３０重量部が望ましく、さらに好ましくは０．５〜２０重量部である。
【００４４】
また、混合液中に溶媒成分が配合されている場合、必要に応じてプリベークを行うことができる。
【００４５】
そして、マイクロカプセル層１２０にフォトマスク３０、３１を用いて隣接する３つの第一の電極２上のフォトレジスト材料の内、１つの電極部分のみ、マイクロカプセル層１２０側及び背面基板１側の両側から露光し、硬化させる。
【００４６】
その後、アルカリ現像液で未露光部を除去し、乾燥させて、図４（ａ）に示すようにマイクロカプセル１１１がフォトレジスト材料による高分子樹脂層３に保持されたマイクロカプセルパターン層１２１を形成する。
【００４７】
マイクロカプセルパターン層の膜厚としては、１〜３００μｍが望ましく、さらに好ましくは５〜２００μｍである。
【００４８】
ここで、必要に応じてフォトレジスト材料による高分子樹脂層を十分に硬化させる為、ポストベークを行うことができる。
【００４９】
同様に、図４（ｂ）、（ｃ）に示す様に各々マゼンタ、シアンの着色分散媒１２、１３と白色粒子１４が封入されたマイクロカプセル１１２、１１３についても順次、フォトリソグラフィー法を用い、所望の位置にパターニングし、マイクロカプセルパターン層１２２、１２３を形成する。
【００５０】
ここで、３種類のマイクロカプセルのパターニングされる順番や並びの順に特に制限はない。
【００５１】
３種類のマイクロカプセルが所望の位置へパターニングされたマイクロカプセルパターン層１２１、１２２、１２３の上面図の一例を図５に示す。
【００５２】
図５に示したようにパターンの形状が長方形である場合や長円形である場合には、３種類のマイクロカプセルパターニング層１２１、１２２、１２３が繰り返し隣接して並んでいることが好ましい。
【００５３】
パターン形状が長方形である場合には、短辺は５〜２００μｍが好ましく、長辺は１０〜５００μｍが好ましいが、看板等非常に大きなパネルとして用いられる場合には、より大きな値でもよく、特に制限されるものではない。
【００５４】
そして、透明部材からなる第二の電極が形成された前面基板をこれらマイクロカプセルパターン層上に張り合わせることで、図１の構成の表示パネル１００を製造することができる。
【００５５】
透明部材からなる前面基板は、ガラス基材の他、ポリエチレンテレフタラートやポリカーボネート、ポリエーテルスルホン等プラスチックフィルム基材等を好適に用いることができる。
【００５６】
この様な構成の３種類のマイクロカプセルパターン層でカラー表示する方法を図６（ａ）〜（ｄ）を参照にして説明する。
【００５７】
表示パネル１００においては、各々イエロー、マゼンタ、シアンの着色分散媒と白色粒子を封入している隣接する３つのマイクロカプセルパターン層で一画素分の表示部を形成しており、これらの表示色の減法混色によりカラー表示を行う。
【００５８】
３種類のマイクロカプセル中の全ての白色粒子を第二の電極側に移動させると、表示色は白色となる。
【００５９】
イエロー、マゼンタ、シアンのいずれかの表示については、例えば、イエロー表示の場合、イエローに着色された分散媒が封入されたマイクロカプセル中の白色粒子のみ第二の電極側に移動させ、残りの２種類のマイクロカプセル中の白色粒子を第一の電極側に移動させる。
【００６０】
レッド、グリーン、ブルーバイオレットといった混色を表示する場合には、例えば、レッド表示の場合、イエローとマゼンタに着色されたマイクロカプセル中の白色粒子を第二の電極側に移動させ、シアンに着色されたマイクロカプセル中の白色粒子を第一の電極側に移動させる。
【００６１】
そして、３種類のマイクロカプセル中の全ての白色粒子を第一の電極側に移動させると、表示色はブラックとなる。
【００６２】
さらには、白色粒子を第一の電極側と第二の電極側の中間に位置させることにより、それぞれの色に階調を持たせることもできる。
【００６３】
同様に、透明分散媒中に各々イエロー、マゼンタ、シアンの電気泳動粒子と白色の電気泳動粒子とを封入したマイクロカプセルを用いる場合には、まず、透明分散媒と各々の着色粒子と白色粒子を用いて、３種の分散液を作成する。
【００６４】
透明分散媒は、例えば、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂環式炭化水素、ハロゲン化炭化水素、各種エステル類、アルコール系溶媒、またはその他の種々の油等を単独または適宜混合した溶媒を用いることが出来る。
【００６５】
着色粒子としては、公知のアゾ顔料やフタロシアニン顔料等の有機顔料や種々の無機顔料、金属粉、ガラスあるいは樹脂等の微粉末を着色したもの、さらにはこれらの複合体などを使用する。
【００６６】
白色粒子は、酸化チタンや酸化亜鉛、硫化亜鉛等の無機顔料の他、ガラスあるいは樹脂等の微粉末、さらにはこれらの複合体などを使用する。
【００６７】
必要に応じて、粒子の表面を種々の界面活性剤、分散剤、有機及び無機化合物、金属等を用いて処理することで所望の表面電荷を付与することができるのみならず、分散液中での分散安定性を向上させることができる。
【００６８】
透明分散媒中に着色粒子と白色粒子とが分散している分散系に電界を印加し、表示色を変化させる場合には、着色粒子と白色粒子とを、極性が反対の電荷に帯電させるか、同一の電荷に帯電していても、帯電量の差を十分に設けることで、着色分散媒中に白色粒子が分散している分散系と同様な色表示が可能となる。
【００６９】
３種類の分散液は各々、複合コアセルベーション法等の相分離法、界面重合法、ｉｎ−ｓｉｔｕ法、溶解分散冷却法等、公知の方法を用いて作成されるマイクロカプセルに封入する。必要に応じて、ふるい分け、比重分離法などの任意の方法により、作成したマイクロカプセルの径の分布を制御する。
【００７０】
これら３種類のマイクロカプセルを光照射した部分が架橋又は重合反応をおこして現像液に不溶になるネガ型フォトレジストや、光照射された部分が分解して現像液に溶解するポジ型フォトレジストと混合し、フォトリソグラフィー法を用いて順次パターニングすることで、前述のイエロー、マゼンタ、シアンに各々着色された分散媒と白色の電気泳動粒子を封入した３種類のマイクロカプセルを用いた場合と同様に、カラー表示可能な表示パネルを製造することができる。
【００７１】
以上、説明したように、電界の印加により変化する光学的反射特性が異なる複数のマイクロカプセルをフォトリソグラフィー法によりパターニングすることで、各々のマイクロカプセルを所望の位置に正確に配置することができるので、その結果、基板上の電界印加手段が形成されている所望の位置に正確に配置することができる。
【００７２】
そして、本実施の形態に示した様に、各々の分散媒が三原色に着色され、電気泳動粒子が白色である３種類のマイクロカプセルや、分散媒が透明で、電気泳動粒子が各々三原色に着色した着色粒子と白色粒子から構成される３種類のマイクロカプセルを一画素毎の表示部として順番に繰り返し並ぶ様に正確に配置でき、各画素毎にカラー表示可能な高精細で、高品位な表示パネルを製造することができる。
【００７３】
なお、本発明の表示パネルの製造方法は、本実施の形態例に限られるものではなく、種々の好適な改変が可能である。例えば、本発明の実施の形態においては、カラー表示可能な表示パネルの製造方法を例示したが、例えば、ブラックと白色、レッドと白色とに光学的反射特性が変化する２種類のマイクロカプセルをフォトリソグラフィー法を用い、パターニングし、所望の位置に配置することで、表示色はブラック及びレッド、白色のみとなるが、３種類のマイクロカプセルを用いた場合よりもより高精細な表示パネルの製造が可能となる。
【００７４】
また、本実施の形態においては、各々イエロー、マゼンタ、シアンと白色に光学的反射特性が変化する３種類のマイクロカプセルによる減法混色三原色を用いた場合を例示したが、加法混色三原色のレッド、グリーン、ブルーの光学的反射特性を有するマイクロカプセルを用いることもできる。また、その他の任意の色の組み合わせにしても良い。加法混色三原色のレッド、グリーン、ブルーの光学的反射特性を有するマイクロカプセルを用いる場合、各々の他方の光学的反射特性はブラックが好ましいが、任意の色を用いることもできる。
【００７５】
また、本実施の形態においては、各々のパターン形状が長方形である場合について例示したが、パターン形状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できる。例えば、各々のパターン形状が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、Ｌ字配列であっても、三角形配列であっても、さらにはモザイク配列やランダム配列であってもよい。何れの形状においても、各マイクロカプセルによるパターン数やパターン面積等の比率を好適に設定することができる。
【００７６】
さらには、各パターン内に保持されるマイクロカプセルの数は１個以上であれば、特に制限はなく、径の小さい複数のマイクロカプセルにより構成することもできる。
【００７７】
さらにまた、より高品位な画像表示のため、４種類以上の電界の印加により表示特性の異なるマイクロカプセルを所望の位置にフォトリソグラフィー法によりパターニングし、所望の位置に配置することも可能である。
【００７８】
【実施例】
以下に実施例を挙げて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。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。
【００７９】
＜実施例１＞
まず、メタクリル酸ブチル５０部、メタクリル酸メチル２０部、アクリル酸３０部をシクロヘキサノンを溶媒として共重合させ、アクリル樹脂を作成する。
【００８０】
このアクリル樹脂５０部に対し溶媒が３４部の比率になるようにアクリル樹脂溶液を調整した後、感光性モノマーとしてジペンタエリスリトール８部及びヘキサアクリレート８部、光重合開始剤ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド０．６部を加えてフォトレジスト材料を作成した。
【００８１】
一方、テトラクロロエチレンをＳｏｌｖｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１９、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ８、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌｕｅ２の着色染料をもちいて各々イエロー、マゼンタ、シアンに着色した着色分散媒中に、ポリエチレン樹脂で表面処理した粒径３μｍの酸化チタンが分散された分散液を複合コアセルベーション法を用いて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４０μｍに揃えたマイクロカプセルをそれぞれ作成した。
【００８２】
そして、フォトレジスト材料１００部に対し、マイクロカプセル８０部を混合した。
【００８３】
これらの混合液の内の、イエローの着色分散媒を封入したマイクロカプセルの混合液を、縦３００μｍ×横８０μｍのパターンが３０μｍの間を空けて繰り返し形成されているインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）による画素電極及びマトリクス電極、スイッチング素子が形成されている透明ガラス基板上にアプリケーターでコーティングし、７０℃、３０分間乾燥させ、膜厚６０μｍのマイクロカプセル層を得た。
【００８４】
次に、露光部が前述の画素電極の、３つの隣接する電極の内、一つのみに重なる様に形成された遮光膜を有するフォトマスクを、マイクロカプセル層側及び透明ガラス基板側の両側に密着させ、超高圧水銀灯により、露光量２７０ｍＪ／ｃｍ2の条件で両面露光した。
【００８５】
露光後、温度２０℃の１％炭酸ナトリウム水溶液を噴出圧力１ｋｇ／ｃｍ2でスプレー現像を３００秒行い、未露光部位を除去し、露光部の画素電極上にマイクロカプセルパターン層を得た。現像処理後の基板を乾燥した後、１８０℃で１時間加熱し、硬膜処理を行った。
【００８６】
同様に、マゼンタ、シアンの着色分散媒を封入したマイクロカプセルの混合液を用いて、残りの画素電極上に順次各々のマイクロカプセルパターン層を形成し、全面にインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）電極が形成された透明ガラス基板と張り合わせた。
【００８７】
この様に、３種類のマイクロカプセル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表示パネルに電界を印加し、表示特性を評価したところ、いずれのマイクロカプセル中の白色粒子も８０Ｖの印加電圧で電界の向きに従い両電極間を移動し、減法混色による高精細で、高品位なカラー表示を行うことができた。
【００８８】
＜実施例２＞
実施例１と同じレジスト材料１００部に対し、テトラクロロエチレン溶媒中にシリコーンオイルで表面処理したＰｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１３、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ１２２、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５の各々の着色有機顔料と、ポリエチレン樹脂で表面処理した粒径３μｍの酸化チタンが分散された分散液を複合コアセルベーション法を用いて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４０μｍに揃えたマイクロカプセル１００部をそれぞれ混合した。
【００８９】
これらの混合液を用いて実施例１と同様に順次、画素電極上にマイクロカプセルパターン層を形成して得た表示パネルの表示特性を評価したところ、いずれのマイクロカプセル中の着色粒子と白色粒子も、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、減法混色による高精細で、高品位なカラー表示を行うことができた。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の表示パネル及びその製造方法を用いれば、電界の印加により変化する光学的反射特性が異なる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法によりパターニングすることで、所望の位置に確実に設置することができ、高精細且つ高品位な複数色及びカラー表示が可能な表示パネル及びその製造方法を提供することができた。
【００９１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の表示パネルの断面構成図。
【図２】本発明の一実施の形態の表示パネルの断面構成図。
【図３】本発明の一実施の形態の表示パネルの製造方法を示す説明図。
【図４】本発明の一実施の形態の表示パネルの製造方法を示す説明図。
【図５】本発明の一実施の形態の表示パネルの上面構成図。
【図６】本発明の一実施の形態の表示パネルによるカラー表示の説明図
【符号の説明】
１００…表示パネル
１…背面基板
２…第一の電極
３…高分子樹脂層
４…透明な第二の電極
５…透明な前面電極
１１…イエロー着色分散媒
１２…マゼンタ着色分散媒
１３…シアン着色分散媒
１４…白色粒子
１１１…イエロー着色分散媒と白色粒子を封入したマイクロカプセル
１１２…マゼンタ着色分散媒と白色粒子を封入したマイクロカプセル
１１３…シアン着色分散媒と白色粒子を封入したマイクロカプセル
２００…表示パネル
２１…イエロー着色粒子
２２…マゼンタ着色粒子
２３…シアン着色粒子
２４…白色粒子
２５…透明分散媒
３０…フォトマスク
３１…フォトマスク
１２０…イエロー着色分散媒と白色粒子を封入したマイクロカプセル層
１２１…イエロー着色分散媒と白色粒子を封入したマイクロカプセルパターン層
１２２…マゼンタ着色分散媒と白色粒子を封入したマイクロカプセルパターン層
１２３…シアン着色分散媒と白色粒子を封入したマイクロカプセルパターン層
【発明の属する技術分野】
本発明は、分散媒中に分散された電気泳動粒子の電界の印加による電気泳動現象を利用した表示パネル及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報機器の発達に伴い、情報表示も様々な形態を持ってなされてる。
可変情報の表示としては、ＣＲＴ（陰極線管）や液晶ディスプレイ等が主流となっている。ＣＲＴやバックライトを使用するタイプの液晶ディスプレイ等の発光型ディスプレイは、長時間にわたる使用においては見るものの目を疲れさせ、文書等を読むのには適さない。
【０００３】
一方、バックライトを使用しないタイプの液晶ディスプレイは偏光板の使用による画面の暗さが顕著に現れ、視認性が悪いという問題がある。さらに、これらのディスプレイの表示画像はメモリー性を持たず、電気的なエネルギー供給が停止されると同時に消えてしまうという欠点がある。
【０００４】
今後さらに普及するであろう、所謂ＰＤＡや電子ブック等の携帯可能な情報機器のディスプレイの他、新聞や本、雑誌、ポスター等の印刷物、さらにはプリンター等から紙へ出力したハードコピーのディスプレイ表示への置き換わりにおいては、長時間にわたる使用においても見るものの目を疲れさせにくく、視認性が良好で、消費電力が少なく、かつ画像のメモリー性を有していることが必要であると考えられる。
【０００５】
これらの要求をある程度満足する非発光型のディスプレイとして、従来より、電気泳動表示装置や二色ボール表示装置が知られている。
【０００６】
分散媒中に分散された電気泳動粒子の電界の印加による電気泳動現象を利用した電気泳動表示装置は、特公昭５０−１５１１５号公報などに示されるように多数報告されている。
【０００７】
しかしながら、分散媒中に電気泳動粒子を分散させた分散系を単に電界印加手段を有する基板間に充填する構造では、粒子の凝集や電極等への付着現象によって表示ムラが発生し易く、良好な表示品位を得られにくい。
【０００８】
このため、種々のスペーサを配置することにより分散系を不連続に分割し、表示動作の安定化を図るようにした構造も知られている。
【０００９】
しかしながら、スペーサ配置後、分散系を均一に充填することは極めて困難であるという問題がある。
【００１０】
この問題を解決する手段として、特開平１−８６１１６号公報に、分散媒中に電気泳動粒子を分散させた分散系をマイクロカプセルに封入する方法が記載されている。この方法によれば、粒子の凝集や電極への付着現象を解消して、安定した表示動作が可能となり、また、分散系装填処理が格段に改善される。
【００１１】
マイクロカプセルを平面上に均一に塗布する方法としては感圧紙や感熱紙製造を目的として多くの提案がなされており、従来、エアーナイフ塗布法やブレード塗布法の他、スプレー塗布法等が用いられている。
【００１２】
しかしながら、これらの方法はいずれもマイクロカプセルの均一な層を得ることを目的としたものであり、複数色の表示、特にカラー表示を行おうとした場合には、各画素毎に表示色、即ち、電界の印加により変化する光学的反射特性が異なるマイクロカプセルを設置する手段には適さない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、その課題とするところは、電界の印加により光学的反射特性が変化する複数のマイクロカプセルを所望の位置に確実に設置することにより、高精細且つ高品位な複数色及びカラー表示が可能な表示パネル及びその製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の発明は、パターン配置された第一の電極を備える背面基板上に、分散媒中に電気泳動粒子を分散した分散系を封入した電界の印加により変化する光学的反射特性が異なる２種類以上のマイクロカプセルを設置し、該マイクロカプセル上に全面が覆われた第二の電極を備える前面基板を設置し、電界の印加により当該マイクロカプセルの光学的反射特性を変化させることによりカラー表示を行う表示パネルの製造方法であって、ネガ型フォトレジスト材料と前記マイクロカプセルの混合液を前記背面基板上に塗工する工程と、前記背面基板と前記塗工されたマイクロカプセルの両側にフォトマスクを配置してマイクロカプセルと背面基板の両側から露光して露光された部分のマイクロカプセルを硬化する工程と、前記現像液で未露光部のマイクロカプセルを除去する工程を繰り返しおこなうことにより、前記電界の印加により変化する光学的反射特性が異なる２種類以上のマイクロカプセルを所望の位置にフォトリソグラフィー法によりパターニングし、当該位置に配置する工程と、前記パターニングされたマイクロカプセル上に前面基板を設置する工程とを備えることを特徴とする表示パネルの製造方法である。
第２の発明は、前記分散媒が三原色のいずれかの色に着色された分散媒であり、前記電気泳動粒子が前記三原色とは異なる所定の色である分散系を各々封入した３種類のマイクロカプセルを、前記基板上の所望の位置にフォトリソグラフィー法により順次パターニングし、当該位置に配置することを特徴とする請求項１に記載の表示パネルの製造方法である。
第３の発明は、前記分散媒が透明分散媒であり、前記電気泳動粒子が三原色のいずれかの色に着色された粒子と前記三原色とは異なる所定の色の粒子とから構成された分散系を各々封入した３種類のマイクロカプセルを、前記基板上の所望の位置にフォトリソグラフィー法により順次パターニングし、当該位置に配置することを特徴とする請求項１に記載の表示パネルの製造方法である。
第４の発明は、前記マイクロカプセルは、前記フォトリソグラフィー法により前記背面基板上のパターン配置された第一の電極上に順次パターニングされ、当該第一の電極上に配置されることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の表示パネルの製造方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の表示パネルの製造方法は、電界の印加により変化する光学的反射特性が異なる２種類以上のマイクロカプセルを所望の位置にフォトリソグラフィー法によりパターニングし、当該位置に配置することを特徴とする。以下、本発明の実施の形態を図１〜図６を参照にして説明する。
【００１６】
本実施の形態においては、減法混色により色を再現することでカラー表示可能な表示パネル及びその製造方法を例示することにより本発明を説明する。
【００１７】
まず、本発明に係わる表示パネルについて説明する。図１及び図２は、表示パネルの構造を示すための断面図である。
【００１８】
図１に示した表示パネル１００は、第一の電極２が形成された背面基板１と、第二の電極４が形成された表示側の前面基板５とが対向配置され、さらにその間に、イエロー、マゼンタ、シアンに着色された分散媒１１、１２、１３と白色の電気泳動粒子１４とを各々封入したマイクロカプセル１１１、１１２、１１３が高分子樹脂層３に保持され、所望の位置にパターン配置された構成である。背面基板１及び第一の電極２、前面基板５及び第二の電極４は透明部材により構成する。なお、第一の電極及び／又は第二の電極を電界印加手段という。
【００１９】
本実施の形態においては、背面基板１上に形成された第一の電極２は、所望の位置にパターン配置されたマイクロカプセルに対応して形成された電極と、図示せぬマトリックス電極との間にスイッチング素子が設けられて成る。
【００２０】
前面基板５上に形成された第二の電極４は、全面を同一の電位で覆うように設けられて成る。
【００２１】
所定の色に着色された分散媒と白色の電気泳動粒子が封入されたマイクロカプセルに電界が印加されると、白色粒子１４が負に帯電している場合には、第一の電極２が正極の時、白色粒子は第一の電極２側に移動し、表示色は分散媒の色となる。逆に、第一の電極２が負極の時、白色粒子１４は第二の電極４側に移動し表示色は白色となる。
【００２２】
電界の印加により光学的反射特性が各々イエロー、マゼンタ、シアンと白色に変化するマイクロカプセル１１１、１１２、１１３が順番に繰り返し並ぶ様に隣接してパターン配置され、各パターン毎に印加される電界を制御することで、減法混色によるカラー表示が可能となる。
【００２３】
図２に示した表示パネル２００は、図１の表示パネル１００と同様に、第一の電極２が形成された背面基板１と第二の電極４が形成された前面基板５とが対向配置され、さらにその間に、透明分散媒２５中にイエロー、マゼンタ、シアンの着色電気泳動粒子２１、２２、２３と白色の電気泳動粒子２４とを各々封入したマイクロカプセル２２１、２２２、２２３が高分子樹脂層３に保持され、所望の位置にパターン設置された構成である。
【００２４】
各々イエロー、マゼンタ、シアンの着色電気泳動粒子と白色の電気泳動粒子が封入されたマイクロカプセルに電界が印加されると、着色粒子が正、白色粒子が負に帯電している場合には、第一の電極２が正極の時、着色粒子は第二の電極４側に移動、白色粒子は第一の電極２側に移動し、表示色は着色粒子の色となる。逆に、第一の電極２が負極の時、着色粒子は第一の電極２側に移動、白色粒子は第二の電極４側に移動し、表示色は白色粒子の白色となる。
【００２５】
電界の印加により光学的反射特性が各々イエロー、マゼンタ、シアンと白色に変化するマイクロカプセル２２１、２２２、２２３が順番に繰り返し並ぶ様に隣接してパターン配置され、各パターン毎に印加される電界を制御することで、図１の表示パネル１００と同様に減法混色によるカラー表示が可能となる。
【００２６】
次に、この様な表示パネルの製造方法について説明する。
イエロー、マゼンタ、シアンに各々着色された分散媒と白色の電気泳動粒子とを封入したマイクロカプセルを用いる場合には、まず、各々の着色分散媒と白色粒子を用いて、３種の分散液を作成する。
【００２７】
着色分散媒は、例えば、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂環式炭化水素、ハロゲン化炭化水素、各種エステル類、アルコール系溶媒、またはその他の種々の油等を単独または適宜混合した溶媒を、公知のアゾ染料、アントラキノン染料、トリフェニルメタン染料、金属染料等を好適に単独または複数用い、着色したものを使用する。
【００２８】
白色粒子は、例えば、酸化チタンや酸化亜鉛、硫化亜鉛等の無機顔料の他、ガラスあるいは樹脂等の微粉末、さらにはこれらの複合体等を使用する。必要に応じて、粒子の表面を種々の界面活性剤、分散剤、有機及び無機化合物、金属化合物等を用いて処理することで所望の表面電荷を付与することができるのみならず、分散液中での分散安定性を向上させることができる。
【００２９】
３種類の分散液は各々、複合コアセルベーション法等の相分離法、界面重合法、ｉｎ−ｓｉｔｕ法、溶解分散冷却法等、公知の方法を用いて作成されるマイクロカプセルに封入する。必要に応じて、ふるい分け、比重分離法などの任意の方法により、作成したマイクロカプセルの径の分布を制御する。マイクロカプセルの径としては、１〜３００μｍが望ましく、さらに好ましくは５〜２００μｍである。
【００３０】
これら３種類のマイクロカプセルを光照射した部分が架橋又は重合反応をおこして現像液に不溶になるネガ型フォトレジスト材料や、光照射された部分が分解して現像液に溶解するポジ型フォトレジスト材料と混合し、フォトリソグラフィー法を用いて所望の位置に順次パターニングする。
【００３１】
ここでは、ネガ型フォトレジスト材料を用いたアルカリ現像の場合について説明する。
【００３２】
ネガ型フォトレジストを用いたアルカリ現像法では、カルボキシル基等の酸性官能基を有するアクリル樹脂等の樹脂成分に、感光性モノマーや光重合開始剤等を好適に配合し、光重合若しくは光架橋反応を利用してパターニングする。
【００３３】
感光性モノマーとしては例えばＮ−ビニルピロリドン、エチルアクリレート及びプロピルアクリレート等のアクリル酸エステル類、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート等のメタクリル酸エステル類、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、及びそのカプロラクトン変成物などの誘導体、スチレン、α−メチルスチレン、アクリル酸等及びそれらの混合物等が挙げられる。
【００３４】
使用量は、前記樹脂成分１００重量部に対して１〜１００重量部が望ましく、さらに好ましくは５〜８０部である。
【００３５】
光重合開始剤としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテルなどのベンゾインとそのアルキルエーテル類；アセトフェノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンなどのアセトフェノン類；メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノンなどのアントラキノン類；チオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントンなどのチオキサントン類；アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタールなどのケタール類；ベンゾフェノン、４，４−ビスメチルアミノベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類及びアゾ化合物、トリアジン化合物、アシルフォスフィンオキサイド化合物などを単独または２種以上の混合物として好適に使用することができる。使用量は、感光性モノマー１００重量部に対して０．５〜５０重量部が望ましく、さらに好ましくは１〜３０重量部である。
【００３６】
また、必要に応じて、溶媒成分を好適に配合する事ができる。溶媒としては、樹脂成分等との相溶性等に応じて、任意に使用することができ、配合量は樹脂成分１００重量部に対し、５〜４００重量部、さらに好ましくは１０〜２００重量部である。
【００３７】
この様に調整したフォトレジスト材料と前述の３種類のマイクロカプセルを各々混合する。混合比としては、フォトレジスト材料の固形分１００重量部に対して５０〜３００重量部が好ましく、さらに好ましくは８０〜２００重量部である。
【００３８】
また、溶媒中に溶解した樹脂成分とマイクロカプセルを混合した後、感光性モノマーと光重合開始剤を混合するなど、混合の順序は好適に改変可能である。
【００３９】
まず、図３に示すように、イエローの着色分散媒１１に白色粒子１４が封入されたマイクロカプセルとフォトレジスト材料の混合液を第一の電極２が形成された背面基板１上に塗工し、マイクロカプセル１１１がフォトレジスト材料から成る高分子樹脂層３に保持されたマイクロカプセル層１２０を形成する。
【００４０】
基板としては、ガラス基材の他、ポリエチレンテレフタラートやポリカーボネート、ポリエーテルスルホン等プラスチックフィルム基材についても好適に用いることができる。
【００４１】
塗工方法としては、ロールコーターやナイフコーター、ダイコーター、リバースロールコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、コンマコーター、グラビアコーター、アプリケーター、バーコーター、スピンコーター、スクリーン印刷法等、好適に使用することが出来る。
【００４２】
ここで、混合液を塗膜化した際の平滑性を付与するレベリング剤、塗液の粘度を調整するレオロジーコントロール剤等の各種配合成分を好適に配合することができる。
【００４３】
レベリング剤やレオロジーコントロール剤などの配合量は、フォトレジスト材料の樹脂成分１００重量部に対し、０．１〜３０重量部が望ましく、さらに好ましくは０．５〜２０重量部である。
【００４４】
また、混合液中に溶媒成分が配合されている場合、必要に応じてプリベークを行うことができる。
【００４５】
そして、マイクロカプセル層１２０にフォトマスク３０、３１を用いて隣接する３つの第一の電極２上のフォトレジスト材料の内、１つの電極部分のみ、マイクロカプセル層１２０側及び背面基板１側の両側から露光し、硬化させる。
【００４６】
その後、アルカリ現像液で未露光部を除去し、乾燥させて、図４（ａ）に示すようにマイクロカプセル１１１がフォトレジスト材料による高分子樹脂層３に保持されたマイクロカプセルパターン層１２１を形成する。
【００４７】
マイクロカプセルパターン層の膜厚としては、１〜３００μｍが望ましく、さらに好ましくは５〜２００μｍである。
【００４８】
ここで、必要に応じてフォトレジスト材料による高分子樹脂層を十分に硬化させる為、ポストベークを行うことができる。
【００４９】
同様に、図４（ｂ）、（ｃ）に示す様に各々マゼンタ、シアンの着色分散媒１２、１３と白色粒子１４が封入されたマイクロカプセル１１２、１１３についても順次、フォトリソグラフィー法を用い、所望の位置にパターニングし、マイクロカプセルパターン層１２２、１２３を形成する。
【００５０】
ここで、３種類のマイクロカプセルのパターニングされる順番や並びの順に特に制限はない。
【００５１】
３種類のマイクロカプセルが所望の位置へパターニングされたマイクロカプセルパターン層１２１、１２２、１２３の上面図の一例を図５に示す。
【００５２】
図５に示したようにパターンの形状が長方形である場合や長円形である場合には、３種類のマイクロカプセルパターニング層１２１、１２２、１２３が繰り返し隣接して並んでいることが好ましい。
【００５３】
パターン形状が長方形である場合には、短辺は５〜２００μｍが好ましく、長辺は１０〜５００μｍが好ましいが、看板等非常に大きなパネルとして用いられる場合には、より大きな値でもよく、特に制限されるものではない。
【００５４】
そして、透明部材からなる第二の電極が形成された前面基板をこれらマイクロカプセルパターン層上に張り合わせることで、図１の構成の表示パネル１００を製造することができる。
【００５５】
透明部材からなる前面基板は、ガラス基材の他、ポリエチレンテレフタラートやポリカーボネート、ポリエーテルスルホン等プラスチックフィルム基材等を好適に用いることができる。
【００５６】
この様な構成の３種類のマイクロカプセルパターン層でカラー表示する方法を図６（ａ）〜（ｄ）を参照にして説明する。
【００５７】
表示パネル１００においては、各々イエロー、マゼンタ、シアンの着色分散媒と白色粒子を封入している隣接する３つのマイクロカプセルパターン層で一画素分の表示部を形成しており、これらの表示色の減法混色によりカラー表示を行う。
【００５８】
３種類のマイクロカプセル中の全ての白色粒子を第二の電極側に移動させると、表示色は白色となる。
【００５９】
イエロー、マゼンタ、シアンのいずれかの表示については、例えば、イエロー表示の場合、イエローに着色された分散媒が封入されたマイクロカプセル中の白色粒子のみ第二の電極側に移動させ、残りの２種類のマイクロカプセル中の白色粒子を第一の電極側に移動させる。
【００６０】
レッド、グリーン、ブルーバイオレットといった混色を表示する場合には、例えば、レッド表示の場合、イエローとマゼンタに着色されたマイクロカプセル中の白色粒子を第二の電極側に移動させ、シアンに着色されたマイクロカプセル中の白色粒子を第一の電極側に移動させる。
【００６１】
そして、３種類のマイクロカプセル中の全ての白色粒子を第一の電極側に移動させると、表示色はブラックとなる。
【００６２】
さらには、白色粒子を第一の電極側と第二の電極側の中間に位置させることにより、それぞれの色に階調を持たせることもできる。
【００６３】
同様に、透明分散媒中に各々イエロー、マゼンタ、シアンの電気泳動粒子と白色の電気泳動粒子とを封入したマイクロカプセルを用いる場合には、まず、透明分散媒と各々の着色粒子と白色粒子を用いて、３種の分散液を作成する。
【００６４】
透明分散媒は、例えば、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂環式炭化水素、ハロゲン化炭化水素、各種エステル類、アルコール系溶媒、またはその他の種々の油等を単独または適宜混合した溶媒を用いることが出来る。
【００６５】
着色粒子としては、公知のアゾ顔料やフタロシアニン顔料等の有機顔料や種々の無機顔料、金属粉、ガラスあるいは樹脂等の微粉末を着色したもの、さらにはこれらの複合体などを使用する。
【００６６】
白色粒子は、酸化チタンや酸化亜鉛、硫化亜鉛等の無機顔料の他、ガラスあるいは樹脂等の微粉末、さらにはこれらの複合体などを使用する。
【００６７】
必要に応じて、粒子の表面を種々の界面活性剤、分散剤、有機及び無機化合物、金属等を用いて処理することで所望の表面電荷を付与することができるのみならず、分散液中での分散安定性を向上させることができる。
【００６８】
透明分散媒中に着色粒子と白色粒子とが分散している分散系に電界を印加し、表示色を変化させる場合には、着色粒子と白色粒子とを、極性が反対の電荷に帯電させるか、同一の電荷に帯電していても、帯電量の差を十分に設けることで、着色分散媒中に白色粒子が分散している分散系と同様な色表示が可能となる。
【００６９】
３種類の分散液は各々、複合コアセルベーション法等の相分離法、界面重合法、ｉｎ−ｓｉｔｕ法、溶解分散冷却法等、公知の方法を用いて作成されるマイクロカプセルに封入する。必要に応じて、ふるい分け、比重分離法などの任意の方法により、作成したマイクロカプセルの径の分布を制御する。
【００７０】
これら３種類のマイクロカプセルを光照射した部分が架橋又は重合反応をおこして現像液に不溶になるネガ型フォトレジストや、光照射された部分が分解して現像液に溶解するポジ型フォトレジストと混合し、フォトリソグラフィー法を用いて順次パターニングすることで、前述のイエロー、マゼンタ、シアンに各々着色された分散媒と白色の電気泳動粒子を封入した３種類のマイクロカプセルを用いた場合と同様に、カラー表示可能な表示パネルを製造することができる。
【００７１】
以上、説明したように、電界の印加により変化する光学的反射特性が異なる複数のマイクロカプセルをフォトリソグラフィー法によりパターニングすることで、各々のマイクロカプセルを所望の位置に正確に配置することができるので、その結果、基板上の電界印加手段が形成されている所望の位置に正確に配置することができる。
【００７２】
そして、本実施の形態に示した様に、各々の分散媒が三原色に着色され、電気泳動粒子が白色である３種類のマイクロカプセルや、分散媒が透明で、電気泳動粒子が各々三原色に着色した着色粒子と白色粒子から構成される３種類のマイクロカプセルを一画素毎の表示部として順番に繰り返し並ぶ様に正確に配置でき、各画素毎にカラー表示可能な高精細で、高品位な表示パネルを製造することができる。
【００７３】
なお、本発明の表示パネルの製造方法は、本実施の形態例に限られるものではなく、種々の好適な改変が可能である。例えば、本発明の実施の形態においては、カラー表示可能な表示パネルの製造方法を例示したが、例えば、ブラックと白色、レッドと白色とに光学的反射特性が変化する２種類のマイクロカプセルをフォトリソグラフィー法を用い、パターニングし、所望の位置に配置することで、表示色はブラック及びレッド、白色のみとなるが、３種類のマイクロカプセルを用いた場合よりもより高精細な表示パネルの製造が可能となる。
【００７４】
また、本実施の形態においては、各々イエロー、マゼンタ、シアンと白色に光学的反射特性が変化する３種類のマイクロカプセルによる減法混色三原色を用いた場合を例示したが、加法混色三原色のレッド、グリーン、ブルーの光学的反射特性を有するマイクロカプセルを用いることもできる。また、その他の任意の色の組み合わせにしても良い。加法混色三原色のレッド、グリーン、ブルーの光学的反射特性を有するマイクロカプセルを用いる場合、各々の他方の光学的反射特性はブラックが好ましいが、任意の色を用いることもできる。
【００７５】
また、本実施の形態においては、各々のパターン形状が長方形である場合について例示したが、パターン形状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できる。例えば、各々のパターン形状が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、Ｌ字配列であっても、三角形配列であっても、さらにはモザイク配列やランダム配列であってもよい。何れの形状においても、各マイクロカプセルによるパターン数やパターン面積等の比率を好適に設定することができる。
【００７６】
さらには、各パターン内に保持されるマイクロカプセルの数は１個以上であれば、特に制限はなく、径の小さい複数のマイクロカプセルにより構成することもできる。
【００７７】
さらにまた、より高品位な画像表示のため、４種類以上の電界の印加により表示特性の異なるマイクロカプセルを所望の位置にフォトリソグラフィー法によりパターニングし、所望の位置に配置することも可能である。
【００７８】
【実施例】
以下に実施例を挙げて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。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。
【００７９】
＜実施例１＞
まず、メタクリル酸ブチル５０部、メタクリル酸メチル２０部、アクリル酸３０部をシクロヘキサノンを溶媒として共重合させ、アクリル樹脂を作成する。
【００８０】
このアクリル樹脂５０部に対し溶媒が３４部の比率になるようにアクリル樹脂溶液を調整した後、感光性モノマーとしてジペンタエリスリトール８部及びヘキサアクリレート８部、光重合開始剤ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィンオキサイド０．６部を加えてフォトレジスト材料を作成した。
【００８１】
一方、テトラクロロエチレンをＳｏｌｖｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１９、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｒｅｄ８、Ｓｏｌｖｅｎｔ Ｂｌｕｅ２の着色染料をもちいて各々イエロー、マゼンタ、シアンに着色した着色分散媒中に、ポリエチレン樹脂で表面処理した粒径３μｍの酸化チタンが分散された分散液を複合コアセルベーション法を用いて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４０μｍに揃えたマイクロカプセルをそれぞれ作成した。
【００８２】
そして、フォトレジスト材料１００部に対し、マイクロカプセル８０部を混合した。
【００８３】
これらの混合液の内の、イエローの着色分散媒を封入したマイクロカプセルの混合液を、縦３００μｍ×横８０μｍのパターンが３０μｍの間を空けて繰り返し形成されているインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）による画素電極及びマトリクス電極、スイッチング素子が形成されている透明ガラス基板上にアプリケーターでコーティングし、７０℃、３０分間乾燥させ、膜厚６０μｍのマイクロカプセル層を得た。
【００８４】
次に、露光部が前述の画素電極の、３つの隣接する電極の内、一つのみに重なる様に形成された遮光膜を有するフォトマスクを、マイクロカプセル層側及び透明ガラス基板側の両側に密着させ、超高圧水銀灯により、露光量２７０ｍＪ／ｃｍ2の条件で両面露光した。
【００８５】
露光後、温度２０℃の１％炭酸ナトリウム水溶液を噴出圧力１ｋｇ／ｃｍ2でスプレー現像を３００秒行い、未露光部位を除去し、露光部の画素電極上にマイクロカプセルパターン層を得た。現像処理後の基板を乾燥した後、１８０℃で１時間加熱し、硬膜処理を行った。
【００８６】
同様に、マゼンタ、シアンの着色分散媒を封入したマイクロカプセルの混合液を用いて、残りの画素電極上に順次各々のマイクロカプセルパターン層を形成し、全面にインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）電極が形成された透明ガラス基板と張り合わせた。
【００８７】
この様に、３種類のマイクロカプセル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表示パネルに電界を印加し、表示特性を評価したところ、いずれのマイクロカプセル中の白色粒子も８０Ｖの印加電圧で電界の向きに従い両電極間を移動し、減法混色による高精細で、高品位なカラー表示を行うことができた。
【００８８】
＜実施例２＞
実施例１と同じレジスト材料１００部に対し、テトラクロロエチレン溶媒中にシリコーンオイルで表面処理したＰｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ１３、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ１２２、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５の各々の着色有機顔料と、ポリエチレン樹脂で表面処理した粒径３μｍの酸化チタンが分散された分散液を複合コアセルベーション法を用いて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４０μｍに揃えたマイクロカプセル１００部をそれぞれ混合した。
【００８９】
これらの混合液を用いて実施例１と同様に順次、画素電極上にマイクロカプセルパターン層を形成して得た表示パネルの表示特性を評価したところ、いずれのマイクロカプセル中の着色粒子と白色粒子も、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、減法混色による高精細で、高品位なカラー表示を行うことができた。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の表示パネル及びその製造方法を用いれば、電界の印加により変化する光学的反射特性が異なる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法によりパターニングすることで、所望の位置に確実に設置することができ、高精細且つ高品位な複数色及びカラー表示が可能な表示パネル及びその製造方法を提供することができた。
【００９１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の表示パネルの断面構成図。
【図２】本発明の一実施の形態の表示パネルの断面構成図。
【図３】本発明の一実施の形態の表示パネルの製造方法を示す説明図。
【図４】本発明の一実施の形態の表示パネルの製造方法を示す説明図。
【図５】本発明の一実施の形態の表示パネルの上面構成図。
【図６】本発明の一実施の形態の表示パネルによるカラー表示の説明図
【符号の説明】
１００…表示パネル
１…背面基板
２…第一の電極
３…高分子樹脂層
４…透明な第二の電極
５…透明な前面電極
１１…イエロー着色分散媒
１２…マゼンタ着色分散媒
１３…シアン着色分散媒
１４…白色粒子
１１１…イエロー着色分散媒と白色粒子を封入したマイクロカプセル
１１２…マゼンタ着色分散媒と白色粒子を封入したマイクロカプセル
１１３…シアン着色分散媒と白色粒子を封入したマイクロカプセル
２００…表示パネル
２１…イエロー着色粒子
２２…マゼンタ着色粒子
２３…シアン着色粒子
２４…白色粒子
２５…透明分散媒
３０…フォトマスク
３１…フォトマスク
１２０…イエロー着色分散媒と白色粒子を封入したマイクロカプセル層
１２１…イエロー着色分散媒と白色粒子を封入したマイクロカプセルパターン層
１２２…マゼンタ着色分散媒と白色粒子を封入したマイクロカプセルパターン層
１２３…シアン着色分散媒と白色粒子を封入したマイクロカプセルパターン層
Claims (4)
- パターン配置された第一の電極を備える背面基板上に、分散媒中に電気泳動粒子を分散した分散系を封入した電界の印加により変化する光学的反射特性が異なる２種類以上のマイクロカプセルを設置し、該マイクロカプセル上に全面が覆われた第二の電極を備える前面基板を設置し、電界の印加により当該マイクロカプセルの光学的反射特性を変化させることによりカラー表示を行う表示パネルの製造方法であって、
ネガ型フォトレジスト材料と前記マイクロカプセルの混合液を前記背面基板上に塗工する工程と、前記背面基板と前記塗工されたマイクロカプセルの両側にフォトマスクを配置してマイクロカプセルと背面基板の両側から露光して露光された部分のマイクロカプセルを硬化する工程と、前記現像液で未露光部のマイクロカプセルを除去する工程を繰り返しおこなうことにより、前記電界の印加により変化する光学的反射特性が異なる２種類以上のマイクロカプセルを所望の位置にフォトリソグラフィー法によりパターニングし、当該位置に配置する工程と、
前記パターニングされたマイクロカプセル上に前面基板を設置する工程と
を備えることを特徴とする表示パネルの製造方法。 - 前記分散媒が三原色のいずれかの色に着色された分散媒であり、前記電気泳動粒子が前記三原色とは異なる所定の色である分散系を各々封入した３種類のマイクロカプセルを、前記基板上の所望の位置にフォトリソグラフィー法により順次パターニングし、当該位置に配置することを特徴とする請求項１に記載の表示パネルの製造方法。
- 前記分散媒が透明分散媒であり、前記電気泳動粒子が三原色のいずれかの色に着色された粒子と前記三原色とは異なる所定の色の粒子とから構成された分散系を各々封入した３種類のマイクロカプセルを、前記基板上の所望の位置にフォトリソグラフィー法により順次パターニングし、当該位置に配置することを特徴とする請求項１に記載の表示パネルの製造方法。
- 前記マイクロカプセルは、前記フォトリソグラフィー法により前記背面基板上のパターン配置された第一の電極上に順次パターニングされ、当該第一の電極上に配置されることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の表示パネルの製造方法。
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