JP6347096B2 - 反射型カラーディスプレイ及び反射型カラーディスプレイの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、反射型カラーディスプレイ及び反射型カラーディスプレイの製造方法に関するものである。

近年、画像表示ディスプレイとしてバックライトを使用した液晶表示ディスプレイが主流であるが、目にかかる負担が大きく、長時間見続ける用途には適していない。

目にかかる負担が小さい表示装置として、周囲の照明や環境光などの反射光を制御して表示を行う反射型表示ディスプレイがある。

反射型表示ディスプレイとしては、液晶を用いた反射型液晶ディスプレイの他に、帯電した微粒子を電場によって動かす電気泳動方式（例えば、特許文献１参照）、２色に塗り分けられた球体を電場で回転させるツイストボール方式（例えば、特許文献２参照）、樹脂中に分散した液晶の液体内部の配向状態を電場で制御する高分子分散型液晶方式（PDLC Polymer Dispersion Liquid Crystal）（例えば、特許文献３参照）、及び、その樹脂成分比が小さく液晶中に高分子が網目構造をとっている高分子ネットワーク型液晶方式（PNLC Polymer Network Liquid Crystal）（例えば、特許文献４参照）などがある。

これらの表示方式は、それ自体は色を表示することが困難であるので、カラー表示するためにはカラーフィルタを使用するのが現実的である。

しかし、反射型表示ディスプレイは、外光を利用して表示するため、パネルの輝度（明るさ）に対して制約があり、特にカラーフィルタを設けて多色表示にした、反射型カラーディスプレイでは、カラーフィルタによる輝度低下が顕著となり、白表示の際の反射率が低下し、暗く感じる表示となる。

また、反射型カラーディスプレイにおいては、反射板よりも光源側（外側）にカラーフィルタが配置されるため、光源から出た外光が、２度カラーフィルタを通ることになる。この時、同じ色のサブピクセルを２度すれば問題ないが、例えば反射板が光を拡散させる拡散反射板であった場合、光源より発せられ、一度カラーフィルタを通った光が拡散反射板に照射されると、その光が様々な方向に拡散する。そのため、反射板に入射する前と後で、光が別々の色のサブピクセルを通る場合がある。このような光の混色が生じると、色再現性が低下し、発色時にくすんだ表示となる。

さらに、一般的な反射型表示ディスプレイの構成としては、反射板上に少なくともフィルム、もしくはガラスが貼付されている。反射板が拡散反射板であった場合、拡散反射板に照射された光はあらゆる方向に拡散される。この拡散された光の内、空気の屈折率と拡散反射板を覆う材料の屈折率により求められる臨界角を上回ると、上記フィルム、もしくはガラスと空気の界面で全反射されることで、内部に閉じ込められる。この時、反射板の反射率が１００％を下回る場合、光が内部で減衰する。さらに、反射型カラーディスプレイにおいては、混色が生じるリスクが高まる。

以上のことより、反射型カラーディスプレイにおいては、十分な反射率、および色再現性を得ることが困難であった。

このような課題を解決するための方法として、遮光部を有さないカラーフィルタを用いる方法（例えば、特許文献５参照）、着色領域と非着色領域の面積比を調整する方法（例えば、特許文献６参照）、及び着色領域をできる限り広げる方法（例えば、特許文献７参照）などが挙げられる。

特開平１−８６１１６号公報 特開平１−４２６８３号公報 特開２００１−９２３８３号公報 特開２００１−１５４２１９号公報 国際公開第２０１３／０６１８１１号 国際公開第２０１３／０８１３３４号 特開２０１３−７３１２６号公報

しかし、遮光部を有さないカラーフィルタを用いる方法では、遮光部がある場合と比較すれば反射率が向上するが、反射型ディスプレイをカラー化する際に、カラーフィルタに遮光部を有するメリットは全くなく、必要ない。また、遮光部がない反射型カラーディスプレイにおいても、上述した光のフィルム内における閉じ込め、および混色が生じるため、十分に反射率、色再現性が高い反射型カラーディスプレイは得られない。

着色領域と非着色領域の面積比を調整する方法において、非着色領域を広げれば反射率の高い表示パネルを作製出来るが、その反面、十分な色再現性は得られなくなる。

一方で、着色領域を出来る限り広げる方法においては、色再現性が向上するが、その反面、十分な反射率は得られなくなる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、十分な反射率と色再現性を兼ね備えた反射型カラーディスプレイを提供することを目的とする。

第１の発明は、反射型カラーディスプレイであって、電気泳動表示層を有する白黒反射型表示パネルと、前記白黒反射型表示パネルの画素電極パターンに対応する画素パターンを有するカラーフィルタとを備え、前記カラーフィルタの各着色部の形状が、前記反射型カラーディスプレイの前面側に向かって突出した凸形状であり、前記着色部の屈折率をｎ１とし、前記着色部と前記電気泳動表示層とに挟まれた層の屈折率をｎ２とした場合、０．８８×ｎ１＜ｎ２＜１．１３×ｎ１の関係式を満たし、前記着色部と前記電気泳動表示層の距離をｈとし、前記反射型カラーディスプレイにおけるサブピクセルの短辺方向の長さをＣとした場合、ｈ＜Ｃの関係式を満たすことを特徴とする反射型カラーディスプレイである。

第２の発明は、第１の発明において、前記着色部は、半球面の一部を有する凸形状であり、前記着色部の曲率半径Ｒを前記着色部の平面視の半径Ａで割った値ｒは、ｒ≦１０の関係式を満たすことを特徴とする反射型カラーディスプレイある。

第３の発明は、電気泳動表示層を有する白黒反射型表示パネルと、前記白黒反射型表示パネルの画素電極パターンに対応する画素パターンを有するカラーフィルタとを備えた反射型カラーディスプレイの製造方法において、前記白黒反射型表示パネルの表示面側に撥液剤をコーティングする工程と、前記撥液剤をコーティングした前記白黒反射型表示パネルの表示面側に、インクジェット方式で、前記カラーフィルタの着色部を形成するためのインク液滴を滴下する工程とを有し、前記カラーフィルタの各着色部の形状が、前記反射型カラーディスプレイの前面側に向かって突出した凸形状であり、前記着色部の屈折率をｎ１とし、前記着色部と前記電気泳動表示層とに挟まれた層の屈折率をｎ２とした場合、０．８８×ｎ１＜ｎ２＜１．１３×ｎ１の関係式を満たし、前記着色部と前記電気泳動表示層の距離をｈとし、前記反射型カラーディスプレイにおけるサブピクセルの短辺方向の長さをＣとした場合、ｈ＜Ｃの関係式を満たすことを特徴とする反射型カラーディスプレイの製造方法である。

第４の発明は、第３の発明において、前記滴下したインク液滴をＵＶ硬化させる工程をさらに有することを特徴とする反射型カラーディスプレイの製造方法である。

第１の発明によれば、反射層で反射する光が到来する前面側（着色部の形状が光源方向）に向けて凸形状になっていることから、反射板に照射された光が、フィルムもしくはガラスと空気の界面で全反射されることを防ぐことができる。このとき、着色部に用いられる材料の屈折率ｎ１が着色部と前記反射層とに挟まれた層（反射板に接している材料）の屈折率ｎ２よりも小さく、さらにｎ２≧１．１３×ｎ１となった場合、反射板で拡散された光が、反射板に接する材料と着色部の間で閉じ込められてしまい、効果が得られなくなる。また、着色部に用いられる材料の屈折率ｎ１が反射板に接している材料の屈折率ｎ２よりも大きく、さらに０．８８×ｎ１≧ｎ２となった場合、光源より出射した光が着色部と着色部と接する材料の界面で反射され、反射板に照射される前に反射されてしまうため、効果が得られなくなる。また、第１の発明によれば、一度通ったカラーフィルタの着色部とは別の色の着色部を通る光の混色を軽減することができる。着色部と反射機能を有する物質の距離ｈが反射型カラーディスプレイのサブピクセルの短辺方向の長さをＣとしたときにｈ＞Ｃとなった場合、光の混色の割合が多くなり、十分に鮮やかな反射型カラーディスプレイを得ることができなくなる。

第２の発明よれば、着色部が半球面の一部を有する凸形状であることで、着色部がレンズの役割を果たし、光の取り出し効率を向上させることができる。半球の曲率半径Ｒを着色領域の半径Aで割った値ｒ＝Ｒ／Ａとしたときにｒ＞１０の関係式を満たすと、半球型の着色部の光取り出し効果が得られなくなる。

第３の発明によれば、撥液性を帯びた白黒反射型表示パネル上にインクジェット方式にて凸形状の着色部を形成する手段を用いれば、効率よく簡便に着色部を形成する事ができる。また、第４の発明によれば、ＵＶ硬化方式を用いることで、安定した着色画素形状を得ることができる。

本発明の実施形態に係る電気泳動式表示装置を示す断面図 本発明の実施形態に係るカラーフィルタを備える電気泳動式表示装置を示す断面図 フィルム膜厚と光混色の関係を説明するための図 着色部の屈折率が保護フィルム層の屈折率に対して小さくなった場合を説明する図 着色部の屈折率が保護フィルム層の屈折率に対して大きくなった場合を説明する図 着色部２０の曲率半径Ｒを着色部２０の平面視の半径Ａを滅名するための図 実施例１と比較例１、２について、光取り出し効率とレンズ形状の関係を示した図 実施例２と比較例３の色再現領域を比較した図

以下、本実施の形態に係る反射型ディスプレイについて説明する。

本実施の形態に係る反射型ディスプレイは、当該反射型カラーディスプレイの外側から入射する光を反射する反射層を有する白黒反射型表示パネルと、白黒反射型表示パネルの画素電極パターンに対応する画素パターンを有するカラーフィルタ（カラーフィルタ層）とを備える。カラーフィルタは、反射層の前方に配置されている。カラーフィルタは、複数のピクセルを有する。各ピクセルは、着色部（サブピクセル）により構成されている。カラーフィルタの各着色部の形状は、反射層で反射する光が到来する前面側に突出した凸形状である。着色部の屈折率をｎ１とし、着色部と反射層とに挟まれた層の屈折率ｎ２とした場合、０．８８×ｎ１＜ｎ２<１．１３×ｎ１の関係式を満たす。また、着色部は、半球面の一部を有する凸形状である。着色部の曲率半径Ｒを着色部の平面視の半径Ａで割った値ｒは、ｒ≦１０の関係式を満たす。また、着色部と反射層の距離をｈとし、当該反射型カラーディスプレイにおけるサブピクセルの短辺方向の長さをＣとした場合、ｈ＜Ｃの関係式を満たす。

また、本実施の形態に係る反射型ディスプレイの製造方法は、少なくとも白黒反射型表示パネルの表示面側の基材上に撥液剤で撥液層をコーティングする工程と、撥液層上に、インクジェット方式で、カラーフィルタの着色部を形成するためのインク液滴を滴下する工程と有する。また、撥液層上に滴下させたインク液滴をＵＶ硬化させる工程とをさらに有する。

ここで、反射型ディスプレイとしては、液晶を用いた反射型液晶ディスプレイの他に、電気泳動方式、ツイストボール方式、高分子分散型液晶方式、又は高分子ネットワーク型液晶方式などを用いる事ができる。以下では、電気泳動方式の反射型ディスプレイの場合について説明する。

電気泳動式表示装置（反射型表示パネル）は、図１に示すように、表面に所定のパターンで配列された複数の画素電極１１を備える基板１０上に、接着層１２を介して電気泳動表示層１３が形成されている。さらに、電気泳動表示層１３上には、透明電極層１４と、保護フィルム層１５とが順次積層されている。

各画素電極１１は、それぞれのスイッチング素子に接続されていて、透明電極層１４との間に正負の電圧が印加可能になっている。

電気泳動表示層１３は、複数のマイクロカプセルをバインダー樹脂により固定することにより形成した層である。各マイクロカプセルの殻内では、透明な分散溶媒中に、電気極性の異なる２種類の電気泳動粒子が分散している。

本実施の形態では、反射型ディスプレイ（反射型表示パネル）をカラー化するためにカラーフィルタ１７を用いる。なお、カラーフィルタ１７は撥液層１６上に設けられる。カラーフィルタ１７は、図２に示すように、電気泳動式表示装置の上に形成される。反射型ディスプレイでは、カラーフィルタ１７と、反射板（反射層）として用いられる電気泳動表示層１３との距離が近いほど好ましく、この距離が遠くなると、図３に示すように、一度カラーフィルタ１７の着色部２０（サブピクセル）を通った光１８が別の着色部２０を通る、光の混色が生じる割合が増加する。具体的に、着色部２０（着色領域）と反射層１３（反射機能を有する物質）の距離をｈとし、反射型カラーディスプレイのサブピクセルの短辺方向の長さをＣとしたときに、図３（ａ）に示すように、ｈ＜Ｃの関係式を満たすようにすることで光の混色を抑えることができる。

カラーフィルタ１７には、新たな機能として光取り出し機能も付与する。カラーフィルタ１７に光取り出し機能を付与するためには、カラーフィルタ１７の着色部２０を光源（外光）に対して凸になるような形状にすれば良い。つまり、着色部２０が、反射型ディスプレイの前面側に向けた凸形状のレンズ型であれば良い。このとき、着色部２０の屈折率をｎ１とし、反射機能を有する物質（反射材料）に接している材料（図４では保護フィルム層１５）の屈折率をｎ２とした場合に、０．８８×ｎ１＜ｎ２<１．１３×ｎ１の関係式を満たすように設計する必要がある。この設計値から外れた場合、例えばｎ１＜ｎ２の関係式を満たし、さらにｎ２≧１．１３×ｎ１の関係式を満たす場合、図４に示すように、反射板（電気泳動表示層１３）で拡散された光が、反射板と着色部２０の間で閉じ込められてしまう。また、着色部２０の屈折率ｎ１が反射機能を有する物質に接している材料の屈折率ｎ２よりも大きく、つまり、ｎ１＞ｎ２の関係式を満たし、さらに０．８８×ｎ１≧ｎ２の関係式を満たす場合、図５に示すように、光源より出射した光が、着色部２０と着色部２０と接する材料（図５では保護フィルム層）の界面で反射し、反射板１３に照射される前に反射してしまう。

また、カラーフィルタ１７の着色部２０が凸形状のレンズ型の場合、図６に示す着色部２０の曲率半径Ｒ（断面視における曲率半径）を着色部２０の半径Ａ（平面視における半径）で割った値をｒとしたとき（つまり、ｒ＝Ｒ／Ａとしたとき）に、ｒ≦１０の関係式を満たす必要がある。Ｒがこの範囲を逸脱すると、レンズの集光効果がなくなり、光の取り出し効果はほとんど得られなくなる。

カラーフィルタ１７を反射型表示パネルに積層する際には、インクジェット印刷法を用いるのが最も都合が良い。なぜなら、着色部２０（サブ画素）を凸形状にするために、例えばフォトリソプロセスを用いて作製する方法、または予めレンズ形状が刻印された金型を用意し、レンズ形状を転写する方法等が考えられるが、これらの方法は、大規模な露光装置を必要としたり、特定の金型を用意したりする必要がある。一方で、インクジェット法では反射型表示パネル上に直接着色部２０（サブ画素）を形成できるため、貼り合わせの工程を省くことができる。また、インクジェットノズルより吐出されたインクが着弾する基材の表面エネルギーとインクの表面張力を制御することで、自然にレンズ形状を得ることができる。

以下より、反射型表示パネル上にインクジェット印刷法で各着色部２０（各サブ画素）が凸形状のカラーフィルタを作製する方法について説明する。

インクジェット印刷法に用いる装置としては、インク吐出方法の相違によりピエゾ変換方式と熱変換方式が有るが、ピエゾ変換方式の装置を用いる事が望ましい。また、インクジェット印刷法に用いる装置のインク粒子化周波数は、５〜１００ｋＨｚ程度が望ましい。また、インクジェット印刷法に用いる装置のノズル径は、５〜８０μｍ程度が望ましい。また、インクジェット印刷法に用いる装置は、ヘッドを複数個配置し、１ヘッドにノズルを６０〜５００個程度組み込んだものを用いる事が好ましい。

インクジェット印刷法に用いるインクは、着色材料、溶剤、バインダー樹脂、及び分散剤より形成される。また、インクにＵＶ硬化性を持たせるために光重合性モノマー、光重合開始剤を添加してもよい。

インクの着色に用いる材料として、有機顔料、無機顔料、染料などを問わず色素全般を使用する事ができる。好ましいものとしては有機顔料が挙げられ、特に耐光性に優れるものを用いる事が好ましい。使用する顔料の具体例としては、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ９、１９、３８、４３、９７、１２２、１２３、１４４、１４９、１６６、１６８、１７７、１７９、１８０、１９２、２１５、２１６、２０８、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ １５、１５：６、１６、２２、２９、６０、６４、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ７、３６、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ２０、２４、８６、８１、８３、９３、１０８、１０９、１１０、１１７、１２５、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５３、１５４、１６６、１６８、１８５、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ３６、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ２３などを用いることができるが、これらに限定されるものではない。さらに、これらは要望の色相を得るために２種類以上を混合して用いても構わない。

着色インクに使用する溶剤種としては、インクジェット印刷における適性の表面張力範囲３５ｍＮ／ｍ以下で、且つ、沸点が１３０℃以上のものが好ましい。表面張力が３５ｍＮ／ｍ以上であればインクジェット吐出時のドット形状の安定性に著しい悪影響を及ぼし、また、沸点が１３０℃以下であるとノズル近傍での乾燥性が著しく高くなり、その結果、ノズル詰まり等の不良発生を招くので好ましくない。具体的には、２−メトキシエタノール、２−エトキシエタノール、２−ブトキシエタノール、２−エトキシエチルアセテート、２−ブトキシエチルアセテート、２−メトキシエチルアセテート、２−エトキシエチルエーテル、２−（２−エトキシエトキシ）エタノール、２−（２−ブトキシエトキシ）エタノール、２−（２−エトキシエトキシ）エチルアセテート、２−（２−ブトキシエトキシ）エチルアセテート、２−フェノキシエタノール、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどを用いることができるが、これらに限定されるものではなく、上記要件を満たす溶剤なら他のものを用いてもよい。また、必要に応じて２種類以上の溶剤を混合して用いても構わない。

着色インクの材料のバインダー樹脂としては、ポリメタクリル酸メチル、カゼイン、ゼラチン、ポリビニールアルコール、カルボキシメチルアセタール、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、メラニン樹脂などを用いることができ、色素との関係にて適宜選択される。なお、耐熱性や耐光性が要求される際にはアクリル樹脂が好ましい。

インキの分散剤は、溶剤への顔料の分散性を向上させるために用いられる。分散剤として、イオン性、非イオン性界面活性剤などを用いることができる。具体的には、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリ脂肪酸塩、脂肪酸塩アルキルリン酸塩、テトラアルキルアンモニウム塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどを用いることができ、その他に有機顔料誘導体、ポリエステルなどを用いることもできる。分散剤は１種類を単独で使用してもよく、また、必要に応じて２種以上を混合して用いてもよい。

本実施の形態に使用される光重合開始剤としては、例えばアセトフェノン、２,２'−ジエトキシアセトフェノン、ｐ−ジメチルアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノプロピオフェノン、ジクロロアセトフェノン、トリクロロアセトフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルアセトフェノン等のアセトフェノン類、ベンゾフェノン、２−クロロベンゾフェノン、ｐ，ｐ'−ビスジメチルアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン類、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾインエーテル類、ベンジルジメチルケタール、チオキサンソン、２−クロロチオキサンソン、２,４−ジエチルチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、２−イソプロピルチオキサンソン等の硫黄化合物、２−エチルアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、１,２−ベンズアントラキノン、２,３−ジフェニルアントラキノン等のアントラキノン類、２,４−トリクロロメチル−（４'−メトキシフェニル）−６−トリアジン、２,４−トリクロロメチル−（４'−メトキシナフチル）−６−トリアジン、２,４−トリクロロメチル−（ピペロニル）−６−トリアジン、２,４−トリクロロメチル−（４'−メトキシスチリル）−６−トリアジン等のトリアジン類、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド、クメンパーオキシド等の有機過酸化物、２−メルカプトベンゾイミダゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾール、２−メルカプトベンゾチアゾール等のチオール化合物等を用いることができる。これらの光重合開始剤は、単独でまたは２種以上を併用して使用することができる。

また、本実施の形態には、単独では光重合開始剤として機能しないが、上記光重合開始剤と組み合わせて使用することで光重合開始剤の能力を増大させる化合物を、光重合開始助剤として添加することができる。光重合開始助剤としては、例えばベンゾフェノンと組み合わせて使用すると効果のあるトリエタノールアミン等の３級アミンを用いることができる。光重合開始剤の添加量は、樹脂１００重量部に対して、０．１〜３０重量部が好ましい。０．１重量部未満では、光重合の速度が遅くなって感度が低下する傾向があり、３０重量部よりも多いと、基板等との密着性が低下する傾向がある。

インキの粘度としては、１〜２０ｍＰａ・ｓの範囲にあることが好ましく、５〜１５ｍＰａ・ｓの範囲にあることがさらに好ましい。インキの粘度が２０ｍＰａ・ｓを超えると、インクジェット吐出時にインキが所定の位置に着弾しない不良や、ノズル詰りといった不良を招く虞がある。一方、インキの粘度が１ｍＰａ・ｓ未満である場合、インキを吐出する際に、インキが飛散する虞がある。

インクをインク定着層に塗布後、乾燥、固化を実施する。乾燥手段及び／又は固化手段は、加熱、送風、減圧、光照射、電子線照射の何れかの方法、又はこれらの中の２種類以上を組み合わせた方法を用いることができる。

固化したインクの屈折率は、着色インクに用いた樹脂の屈折率に依存し、その値は一般的に、ローレンツ-ローレンツの式により、次の式（１）のように定義される。

ｎＤ＝２φ＋１/(1−φ) （φ≡［Ｒ］／Ｖ≡４πＮα／３）・・・（１）

式（１）において、［Ｒ］は分子屈折（原子屈折の和）、Ｖは分子容（Ｍ／ρ、Ｍ：分子量、ρ：密度）、Ｎは単位体積中の分子数、αは分曲率である。φは、式（１）に示されるように、分曲率αに関係づけられている。このように光学樹脂材料は、化学構造式からある程度その材料の屈折率を予想することができる。言い換えれば、所望の屈折率を得るためには、用いる材料の分極率αを制御すれば良い。

材料の分極率αを制御する方法として、例えば、樹脂として用いられるポリメタクリル酸メチルを例に挙げると、ポリメタクリル酸メチルのエステルのメチル基の水素を臭素やベンゼン環で置換すると材料の分極率αを制御できる。

また、レンズとなる液体の形状（接触角θ）は、基材の表面エネルギーと液体の表面張力の度合いで表され、固体の表面張力をγｓとし、液体の表面張力をγｌとし、界面で失うエネルギーをγiとすれば、式（２）及び式（３）で算出したＷａ及びＷｃを用いて、式（４）で表される。

Ｗａ＝γｓ＋γｌ−γi・・・（２）
Ｗｃ＝２γｌ・・・（３）
そして、式（２）から得られるＷａ及び式（３）から得られるＷｃは、液滴の接触角θに対して、式（４）の関係を満たす。
ｃｏｓθ＝２Ｗａ／Ｗｃ−１・・・（４）
つまり、固体の表面張力γｓと液体の表面張力γｌと界面で失うエネルギーγiを制御することができれば、レンズの形状（接触角θ）を制御することができる。

界面で失うエネルギーγiを制御するために、例えば、撥インク剤をコーティングする方法、表面をＵＶ処理する方法を用いることができる。

撥インク剤には、ケイ素及び／又はフッ素の原子を含む材料が好ましい。撥インク剤の具体的な例としては、主鎖または側鎖有機シリコーンを有するもので、シロキサン成分を含むシリコーン樹脂やシリコーンゴム、この他には、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、三フッ化エチレン等や、これらの共重合体などのフッ素樹脂などを用いることができるが、これらに限定されるものではない。

このように、各種最適なパラメータをもつインクを用いて、基材にインクジェット印刷法によりインク液滴を配置することで、着色部２０（サブ画素）が凸形状のカラーフィルタを作製することができる。

以下に、本発明の具体的な実施例について説明する。しかしながら、本発明は、実施例のみに限定されるものではない。

＜実施例１＞
図１に示す構造を有する電気泳動表示基板の作製
反射材料として酸化チタン粉末（白色粒子）を用いた。この酸化チタン粉末をカーボンブラック（黒色粒子）と一緒に脂肪族炭化水素系溶媒（アイソパーＥ）中に分散させマイクロカプセルに封入した。

このマイクロカプセルを、表面にＩＴＯからなる画素電極が形成された基板上に塗布し、電気泳動表示層を形成した。形成した電気泳動表示層上にＩＴＯからなる透明電極層を形成した。さらに、透明電極層の表面を、フッ素樹脂（屈折率１．４２）を用いて保護フィルム層で被覆した。

この電気泳動表示基板上に撥液性を付与するために、フッ素系の撥液剤を用いて、保護フィルム層の表面にコーティングを施した。その後、表面エネルギーを制御するためにＵＶ照射した。表面エネルギーを制御することで、レンズ（サブ画素）の曲率を制御する事ができる。照射したエネルギー量は５ｍＪ／ｃｍ²から１００ｍＪ／ｃｍ²の間で制御した。

撥液性を付与した電気泳動表示基板の撥液層上にインクジェット法により透明なインクを滴下した。インク中のバインダー樹脂にはフッ素樹脂（屈折率１．４２）を用いた。

インクを滴下した電気泳動表示基板を８０℃のオーブンで３分間乾燥させた。撥液性を帯びた基板上で滴下されたインクは半球面の一部を有する凸レンズ形状のまま乾燥し、マイクロレンズアレイ（複数の着色部）が積層された反射型表示パネルを作製することができた。

これにより、反射板を覆う材料の屈折率ｎ２が１．４２の反射型表示パネルが、屈折率ｎ１が１．４２の透明レンズアレイで覆われた反射型ディスプレイを作製することができた。

＜比較例１＞
実施例１と同様に、フッ素樹脂（屈折率１．４２）を用いた保護フィルム層で透明電極層の表面を被覆した。実施例１と同じ方法にて電気泳動表示基板を作製し、実施例１と同じ方法にて電気泳動表示基板の撥液層上に、バインダー樹脂としてポリメタクリル酸メチル（屈折率１．６２）を用いたインクを滴下し、マイクロレンズアレイが積層された反射型表示パネルを作製した。

これにより、反射材料を覆う材料の屈折率ｎ２が１．４２の反射型表示パネルが、屈折率ｎ１が１．６２の透明レンズアレイで覆われた反射型ディスプレイを作製することができた。

＜比較例２＞
実施例１とは異なり、ポリメタクリル酸メチル（屈折率１．６２）を用いた保護フィルム層で透明電極層の表面を被覆した。実施例１と同じ方法にて電気泳動表示基板を作製し、実施例１と同じ方法にて電気泳動表示基板の撥液層上に、バインダー樹脂としてフッ素樹脂（屈折率１．４２）を用いたインクを滴下し、マイクロレンズアレイが積層された反射表示パネルを作製した。

これにより、反射材料を覆う材料の屈折率ｎ２が１．６２の反射型表示パネルが、屈折率ｎ１が１．４２の透明レンズアレイで覆われた反射型ディスプレイを作製することができた。

実施例１、比較例１及び比較例２の反射表示ディスプレイについて、基板の反射率とレンズの曲率との関係を測定した。反射率は分光色彩計（日本電色工業株式会社製 ＳＤ６０００）にて測定した。また、レンズの曲率は触針式表面形状測定器（株式会社ＵＬＶＡＣ製 Ｄｅｋｔａｋ ６Ｍ）で測定した。

測定した結果を図７に示す。図７において、ｘ軸の数値はｒとし、ｙ軸の数値は反射率とした。ｒは、着色部の半径（平面視における半径）をＡ、レンズの曲率半径（断面視における曲率半径）をＲとした時にｒ＝Ｒ／Ａで表される。

図７より、屈折率ｎ１と屈折率ｎ２の値が等しい条件（実施例１の条件）で、ｒが１近傍において、最も高い反射率を得られることが分かった。屈折率ｎ１が１．６２で屈折率ｎ２が１．４２の条件（ｎ２≦０．８９×ｎ１）の条件（比較例１の条件）でも高い反射率を得ることができたが、ｒが１に近い領域では、高い反射率を得ることができなかった。一方で、屈折率ｎ１が１．４２で屈折率ｎ２が１．６２の条件（比較例２の条件）では、ｒが１に近い領域では比較的高い反射率を得ることができたが、全体的に高い反射率を得ることができなかった。

＜実施例２＞
次に、顔料を分散させたインクを用いて実施例１と同じ方法で反射型カラーディスプレイを作製した。インクは赤、緑、青を用意し、それぞれの色をサブ画素に収まるように、規則正しくインクを配列した。反射材料を被覆する樹脂（保護フィルム層の材料）としてフッ素樹脂（ｎ２＝１．４２）、また、インクのバインダー樹脂としてフッ素樹脂（ｎ１＝１．４２）を用いた。レンズのｒは、１．５になるように調整した。分光色彩計（日本電色製 ＳＤ６０００）にて、作製後の反射型カラーディスプレイの各色（赤、緑、青）の色度を測定した。

＜比較例３＞
実施例１と同じ方法で実施例２に記載の材料を用いて、レンズのｒが１０以上になるように調整した反射型カラーディスプレイを作製した。作製後、実施例２で言及した方法と同じ測定を行った。

図８では、実施例２の反射型カラーディスプレイの測定結果を実線で示し、比較例３の反射型カラーディスプレイの測定結果を点線で示した。図８では、縦軸がａ^*を示し、横軸がｂ^*を示し、第一象限にプロットされた色は赤色のａ^*及びｂ^*を示す。同様に第二象限にプロットされた色は緑を示し、第三象限にプロットされた色は青を示す。図８にプロットされた両者を比較すると、実施例２で作製した、レンズ上の着色画素を持つ反射型カラーディスプレイの方が高い彩度を得ることができる事が分かった。

本発明は、十分な反射率と色再現性を兼ね備えた反射型カラーディスプレイ等に有用である。

１０ 基板
１１ 画素電極
１２ 接着層
１３ 電気泳動表示層
１４ 透明電極層
１５ 保護フィルム
１６ 撥液層
１７ カラーフィルタ
１８ 入射光
１９ 出射光
２０ カラーフィルタ着色部

Claims (4)

1. 反射型カラーディスプレイであって、
   電気泳動表示層を有する白黒反射型表示パネルと、
   前記白黒反射型表示パネルの画素電極パターンに対応する画素パターンを有するカラーフィルタとを備え、
   前記カラーフィルタの各着色部の形状が、前記反射型カラーディスプレイの前面側に向かって突出した凸形状であり、
   前記着色部の屈折率をｎ１とし、前記着色部と前記電気泳動表示層とに挟まれた層の屈折率をｎ２とした場合、０．８８×ｎ１＜ｎ２＜１．１３×ｎ１の関係式を満たし、
   前記着色部と前記電気泳動表示層の距離をｈとし、前記反射型カラーディスプレイにおけるサブピクセルの短辺方向の長さをＣとした場合、ｈ＜Ｃの関係式を満たすことを特徴とする反射型カラーディスプレイ。
2. 前記着色部は、半球面の一部を有する凸形状であり、
   前記着色部の曲率半径Ｒを前記着色部の平面視の半径Ａで割った値ｒは、ｒ≦１０の関係式を満たすことを特徴とする、請求項１に記載の反射型カラーディスプレイ。
3. 電気泳動表示層を有する白黒反射型表示パネルと、前記白黒反射型表示パネルの画素電極パターンに対応する画素パターンを有するカラーフィルタとを備えた反射型カラーディスプレイの製造方法において、
   前記白黒反射型表示パネルの表示面側に撥液剤をコーティングする工程と、
   前記撥液剤をコーティングした前記白黒反射型表示パネルの表示面側に、インクジェット方式で、前記カラーフィルタの着色部を形成するためのインク液滴を滴下する工程とを有し、
   前記カラーフィルタの各着色部の形状が、前記反射型カラーディスプレイの前面側に向かって突出した凸形状であり、
   前記着色部の屈折率をｎ１とし、前記着色部と前記電気泳動表示層とに挟まれた層の屈折率をｎ２とした場合、０．８８×ｎ１＜ｎ２＜１．１３×ｎ１の関係式を満たし、
   前記着色部と前記電気泳動表示層の距離をｈとし、前記反射型カラーディスプレイにおけるサブピクセルの短辺方向の長さをＣとした場合、ｈ＜Ｃの関係式を満たすことを特徴とする反射型カラーディスプレイの製造方法。
4. 前記滴下したインク液滴をＵＶ硬化させる工程をさらに有することを特徴とする、請求項３に記載の反射型カラーディスプレイの製造方法。