JPWO2011155446A1 - カラー表示素子の製造方法、及びカラー表示素子 - Google Patents

Abstract

明るさを低下させることなく従来のモノクロ電子ペーパーの方式を簡便且つ安価にカラー表示素子として提供する。電極を有する一対の対向基板の間に、白色及び黒色を有して帯電した表示体が封入され、対向基板の一方の側にカラーフィルターを備えたカラー表示素子において、視認側に設けるカラーフィルターが、透明支持基板上に、先ず、少なくともブルー、グリーン、レッドの３色の着色領域をそれぞれインクジェット法で形成し、着色領域以外を無着色または透明とすることを特徴とするカラー表示素子の製造方法である。

Description

本発明は表示素子に関し、詳しくは、反射型カラーディスプレイの素子構成に関し、電子ペーパーを応用したものに関する。

紙に替わる電子媒体として電子ペーパーの開発が盛んにおこなわれている。従来のディスプレイであるＣＲＴや液晶ディスプレイに対して電子ペーパーに必要な特性としては、反射型表示素子であり、かつ、高い白反射率・高いコントラスト比を有すること、表示にメモリ効果があること、低電圧で駆動できること、薄くて軽いこと、安価であることなどが挙げられる。特に表示特性としては、紙と同質な白反射率・コントラスト比が要求されている。また、従来の紙媒体は当然のごとくフルカラー表示をしており、電子ペーパーに対するカラー化の要望は非常に大きい。

これまで提案されているカラー表示ができる電子ペーパーの技術としては、例えば反射型液晶素子にカラーフィルターを形成した媒体がすでに製品化されているが、偏光板を用いるため光利用効率が低く、暗い白色表示しかできていない。さらに黒色を表示することができないため、コントラスト比も悪い。

また、明るい反射型表示素子として帯電した白色粒子と黒色粒子を電場で動かすことを原理とする電気泳動方式があるが、このものの白色粒子による散乱反射率は高々40％弱といわれ、さらに反射効率の向上が求められている。更にカラー化を行うと反射効率が低下することから、明るいカラー電子ペーパーへの期待は大きい。

例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４などは電気泳動素子によるカラーフィルターを形成した反射型カラー表示媒体に関して開示している。これに従来の液晶ディスプレイで用いられているブラックマトリックスを有するカラーフィルターもしくは着色画素による重ねあわせでは、明るさを損なってしまう。また、特許文献１では、多色表示素子を実現するに際し、着色層数と同じ回数だけのフォトリソグラフィー方式で着色画素を形成していることから、その工程コストならびに着色レジストも無駄に使用することになる。

一方、インクジェット法カラーフィルターの製造方法は、画素が構成される領域に、赤、青、緑のインキをそれぞれ必要な画素のみに同時に噴射塗布し硬化させて画素形成する方法であり、あらかじめフォト工程で隔壁を形成し、その画素部にインキを吐出する方法が提案されている（特許文献５、特許文献６）。この方法では、各色領域の滲みや隣り合う領域間の混色を避けるために、例えば、特許文献７には、インキと隔壁表面との静的接触角が３０〜６５°で混色を避けられる例示がある。この方法は、前述のフォトリソグラフィー法に比較してその工程コストならびに着色レジストを削減することになる。

更にインクジェット法カラーフィルターの製造において隔壁を形成しないで着色層を形成する手段が提案されている（特許文献８）。しかし、この手段はあらかじめ下地にブラックマトリックス層が形成されているものであり、この領域によって塗りわけが成されていること、また、反射型表示素子である電子ペーパーでは、ブラックマトリックスは必要としない。

特開２００３−１６１９６４号公報 特開２００４−３６１５１４号公報 特開２００８−８３５３６号公報 特開２００６−２６７８３１号公報 特開昭５９−７５２０５号公報 特開２００１−３５００１２号公報 特開平１１−２８１８１５号公報 特開２０１０−５４７７７号公報

本発明は、上述の従来技術の状況を鑑みてなされたものであり、明るさを低下させることなく従来のモノクロ電子ペーパーの方式を簡便且つ安価にカラー表示素子として提供することにある。

本発明者らは上記課題を解決すべく様々な検討を行なった結果、カラー表示素子を、着色の必要な領域を最小限にとどめ、その手段としてインクジェット法で着色領域を形成することで、着色インキの使用量を必要量に抑えることができ、さらにその他を無着色または透明にすることで明るさの低下を抑えられることを見出した。これは、従来のアクティブ方式液晶ディスプレイに用いられているカラーフィルターは、対向基板の一方に備えられる薄膜トランジスタ（TFT）の遮光を目的に専らブラックマトリックスを設ける必要があるが、例えば、マイクロカプセルを用いた電気泳動式電子ペーパーの場合は、対向基板上の全てを黒色粒子もしくは白色粒子が覆うため、視認側から対向するTFTまで光が達することがないためであり、ブラックマトリックスに相当する遮光部が不要である。同様に対向基板側を専ら白色粒子や反射鏡面によりＴＦＴを覆う場合も同様である。更に、パッシブ方式ディスプレイやセグメント方式ディスプレイではＴＦＴを有していないのでカラーフィルター側に遮光部は不要である。そして、インクジェット法によれば、着色領域の形成がコスト上も優位である。

本発明は、一対の基板間に、電界の印加により移動または回転する粒子を含む表示体を配置した多色表示パネル（素子）において、前記一対の基板の少なくとも一方の透明な基板上に、少なくともブルー、グリーン、レッドの３色を含む着色領域を形成したカラーフィルターを有すること特徴とするカラー表示素子を提供する。

すなわち、本発明の要旨は、次のとおりである。
（１）電極を有する一対の対向基板の間に、白色及び黒色を有して帯電した表示体が封入され、対向基板の一方の側にカラーフィルターを備えたカラー表示素子において、
視認側に設けるカラーフィルターが、透明支持基板上に、先ず、少なくともブルー、グリーン、レッドの３色の着色領域をそれぞれインクジェット法で形成し、着色領域以外を無着色または透明とすることを特徴とするカラー表示素子の製造方法。
（２）インクジェット法で着色領域を形成する際に、着色インキに紫外線硬化性を付与し、透明支持基板上にインクジェット法により塗工し、乾燥後に少なくとも紫外線露光を行うことを特徴とする（１）記載のカラー表示素子の製造方法。
（３）対向基板のひとつは画素電極が所定のパターンで形成された駆動側基板であり、画素電極を透明支持基板側に投影した位置に着色領域を有し、かつ、画素電極に対して９０％以下の面積割合で着色領域が形成されることを特徴とする（１）記載のカラー表示素子の製造方法。
（４）上記（１）〜（３）のいずれかに記載の製造方法で得られて、カラーフィルターを有し、マイクロカプセル中で帯電した白色粒子と黒色状態が任意に切り替わる反射型カラー表示素子。
（５）カラーフィルターにおける透明支持基板が透明フィルムからなる（４）記載のカラー表示素子。

かかる多色表示パネル（カラー表示素子）において、表示体は、例えば、電気泳動粒子を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。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。マイクロカプセル中の黒色粒子ならびに白色粒子は帯電しており、これらが一対の透明電極をもつ基板間に挟まれ、電界を印加することでモノクロ表示を行う（図１）。すなわち、このカラー表示素子は、薄膜トランジスタ（TFT）等の画素スイッチ１に接続された駆動電極２が所定のパターンで形成された駆動側基板３と、ＩＴＯガラス等のように導電層４を備えた透明基板５とを備え、これらの基板間には、マイクロカプセル９が配置される。このマイクロカプセル９には、互いに異なる電荷に帯電した白色粒子６及び黒色粒子７からなる表示体１０が透明分散媒８で分散されて、封入されている。これ以外にも、例えば、白色及び黒色の表面領域を有して、それぞれの色の領域が異なる電荷で帯電した回転粒子によって表示媒体を形成するようにしてもよい。

更に、カラーフィルター１１の製造においては、透明フィルムやガラス等からなる透明支持基板１２の上に、先ず、着色領域１３をインクジェットで形成することで、従来のようにインキ受容の下地であった隔壁の省略ができ、更に着色インキの使用量を削減して、安価にカラーフィルターを形成することができる。ここで、透明フィルムには市販のフィルムを使用でき、例えば、ポリカーボネートフィルム、PETフィルム、COPフィルムなどである。

着色領域１３を形成する液滴を供するインクジェットインキとしては、液滴乾燥後に絶縁特性を有し、インクジェットヘッドから安定連続に吐出できる液滴にできれば、公知の材料を構成成分として選定し、後述する適正物性に調整することで使用できる。

一般的な圧電素子のインクジェットヘッドにおいて、安定的に液滴が形成されるインキ物性は、ヘッド構成によって異なるが、ヘッド内部における温度において粘度は3ｍPa・secないし150ｍPa・sec、好ましくは4ｍPa・secないし30ｍPa・secである。これよりも大きいと吐出不可能になったり、低いと吐出量が安定しない。表面張力は、ヘッド内部における温度において20ｍＮ／ｍないし40ｍＮ／ｍである。これより大きいと塗工開始時の液滴吐出不能となり、低いと連続吐出時の液適量が安定しない。ヘッド内部の温度は材料安定性依存するが、室温20℃から45℃で用いられる。インキ中固形分を上げて膜厚を向上させるために35〜45℃程度の温度が好んで用いられる事がある。

着色領域は、駆動側基板３における対向画素電極２が形成される領域に合せて、少なくともブルー、グリーン、レッドの３色を塗り分ける。また、色再現性領域の拡大や明るさ向上を目的にして、更にイエロー、シアン、透明領域等を形成することもできる。このような多色カラーフィルターの製造においては、インクジェット方式ではフォトに比較して現像工程を省略して優位である。

また、本発明では、着色領域をインクジェット法で形成するに際し、カラーフィルター画素部を形成する着色領域１３の面積を、対向する基板における画素電極２に対応する画素開口部の面積より小さくするのが好ましい態様である（図２）。すなわち、この画素開口部は、図２に示したように、画素スイッチ（TFT）１に接続された画素電極２を取り囲む配線１６によって形成された格子単位を一画素単位とし、この中に画素電極２が配置され、電界の印加によって表示体を構成する帯電粒子が移動する領域と等しい。したがって、実質的に表示体が駆動するのは、この画素電極２の領域に対応するため、カラーフィルター側の着色領域１３は、これに対応するようにして形成すると共に、この画素電極２の面積より小さくすることが好ましい。より好ましくは、画素電極２を透明支持基板側に投影した位置に着色領域を形成し、かつ、画素電極２に対して９０％以下の面積割合で着色領域を形成するのが良い。

一方、パッシブ方式またはセグメント方式では、パターニングされた画素電極および導電層に挟まれた共通領域において、帯電粒子が動くのでこの共通領域を画素開口部として考えるのが良い。つまり、カラーフィルター側の着色領域１３は、画素開口部の面積に対して９０％以下とすることが好ましい。また、表示装置の用途や要求特性にも依存するが、所望の色特性を表現する目的から、画素電極を対象にする場合でも、画素開口部を対象とする場合でも、着色領域の占める面積割合は３０％以上が好ましく、より好ましくは４０％以上である。この範囲を下回ると、所望の色特性を得るのに、着色領域を形成する着色層を厚くするか着色層中の顔料濃度を高くする必要があり、または所望の色特性を表示できないこととなる。なお、カラーフィルターにおいて、着色領域以外の部分を無着色とすることで、着色インキの使用量を削減すると共に、明るいカラー表示素子を実現できる。

上記のように、カラーフィルターの１画素部における着色領域の面積が、画素電極に対して９０％以下としたり、画素開口部に対して９０％以下とすることで、駆動側基板とカラーフィルターとの貼り合わせの際のアライメント精度の許容範囲を広げて歩留まり向上に貢献する。特にフィルム基板を支持基板としたときに、その貼り合わせ時のフィルム寸法変化に対して歩留まり向上に貢献する。

このように、カラーフィルターの１画素部を形成する着色領域における着色面積Sをインクジェット法で形成するに際し、事前にインクジェットノズルから透明支持基板に１滴を吐出、乾燥させた時に形成される接触面積a₀を目安にすると好ましい。即ち、Ｓがa₀より大きい場合は、複数液滴を１着色領域内に描画することができ、液滴を重ねたり、孤立させたり、合体させたりすることができる。さらに、１着色領域内を複数液滴でもって描画する場合は、液滴間の着弾時間差によってもその合体の様子は異なるが、インクジェット描画方法は、ここに記載された方法に限定されるものではない。

着色領域を形成する着色インキについては、インクジェットヘッドから安定連続に吐出できる液滴にできれば、公知の材料を構成成分として選定することができ、後述するようなインキ適正物性となるように調整することで使用できる。そのような構成成分としては、インクジェット連続吐出に好適な沸点２００℃の無着色溶媒に、紫外線もしくは熱により硬化する樹脂を主体に溶解し、更に着色成分として１００ｎｍ以下に微分散、安定化された有機顔料が好適に用いられる。

また、本発明のカラー表示素子において、カラーフィルター上で着色領域によって形成される着色パターン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出来る。例えば、各々のパターン形状が長方形、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。また、複数の着色パターンと共に透明パターンを含むものとすることが出来る。着色フォトレジストを利用したカラーフィルター製造法に比較して、インクジェット法はフォトマスクを興すことなく、様々なパターンを選択できる特徴を有する。更には、4色以上の多色表現においてはフォトリソ工程を複数繰り返す必要はなく、コスト上優位である。なお、本明細書中における「無着色」とは透明支持基板上に着色パターンを形成しないことを言う。すなわちインクジェット法により印刷がされていないことを意味し、また、着色領域以外を透明とするとは、顔料を含まないか又は無色の顔料を含有する着色インキを用いて、透明な画素（表示上は白色に相当）をインクジェット法により形成することを意味する。

透明支持基板上における所望の１画素の着色領域内に、着色インキを設けるために、材料ならびに塗工時に以下の手段が有効である。そのひとつとして、（１）インクジェット法で吐出された着色インキが透明支持基板上の任意のところで一定に拡がるようにするために、透明支持基板の表明性状を均一にするような洗浄もしくは表面処理をおこなうのが好ましい。また、（２）透明支持基板を加熱し、液滴着弾後直ちに着色インキ中の蒸発成分を気化させて、液滴が拡がらないようにするのが好ましい。更には、着色インキに紫外線硬化性を付与し、透明支持基板上にインクジェット塗工、乾燥後に少なくとも紫外線露光を施し、その後の熱処理工程でパターン領域が拡がらないようにするのが好ましい。

すなわち、面内の均一なカラーフィルターを製造するには、透明支持基板を洗浄もしくは表面処理を行って、着色インキが支持基板に対する接触角を均一になるようにすることが望ましい。例えば、公知のアルカリ洗剤による洗浄、大気圧プラズマ法、コロナ放電、紫外線処理、フッ素系撥インキ剤をあらかじめ塗布しておくかシランカップリング剤処理などである。なぜならば、支持基板上に着弾したインキは液状であり、その表面張力にと基板との濡れ性により接触角が決まり、液適量によって拡がり径が決まるからである。

また、積極的に着色インキの拡がり径を制御することを目的に、透明支持基板を加熱し、液滴着弾後直ちに着色インキ中の蒸発成分を気化させて、液滴が拡がらないようにする方法も好ましい。また、透明支持基板がＰＥＴやＰＣなどの有機フィルムである場合、機能を付与する目的で施されるハードコート層などを着色インキとの濡れ性制御に利用しても良い。

更に、着色インキに紫外線硬化性を付与し、透明支持基板上にインクジェット塗工、乾燥後に少なくとも紫外線露光を施し、その後の熱処理工程でパターン領域が拡がらないようにする方法も均一なカラーフィルターを得るに有効である。着色インキに紫外線硬化性を付与する手段としては、公知の手段を適用できる。例えば、液状アクリルモノマーと光開始剤とを含有させ、紫外線により硬化する方法、などである。

着色領域（透明な画素を形成する目的でインクジェット法により、顔料を含まない透明インキで透明領域を形成した場合を含む）以外の部分には、何も形成することなくカラーフィルターを得て、これを、対向基板のうち視認側に位置する透明基板に対して粘着剤等と共に貼られる。更に、このように形成したカラーフィルターについては、着色領域の平坦化を目的に、あらかじめ透明なオーバーコート層を設けてもよい。

なお、本発明のカラー表示素子の動作原理は、例えば、次の通りである。即ち、少なくとも一方にカラーフィルターを設けた一対の基板間に、白色電気泳動粒子と黒色電気泳動粒子と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または白色および黒色の表面領域を有する回転粒子を配置したカラー表示素子において、電気泳動粒子または回転粒子に対し、カラーフィルター側が正となる方向の電界を印加すると、白色電気泳動粒子または回転粒子の白色領域が負に帯電している場合、カラーフィルター側に移動し、または回転により向きを変え、観察側からの光がそれに反射して、対向する着色パターンを透過し、その着色パターンの色表示がなされる。逆に、電気泳動粒子または回転粒子に対し、カラーフィルター側が負となる方向の電界を印加すると、黒色電気泳動粒子または回転粒子の黒色領域がカラーフィルター側に移動し、または回転により向きを変え、観察側からの光がそれに吸収され、色表示はなされない。このように、電気泳動粒子または回転粒子に印加される電界の方向を適宜選択・制御することにより、所定のカラー表示を行うことが出来るのである。

以上のように構成される本発明のカラー表示素子によると、明るいカラー電子ペーパーを実現することが可能である。また、カラーフィルター製造に際し、工程数、材料使用量の削減に貢献する。

更に透明支持基板に有機フィルムを使用することで、電子ペーパーの軽量化、薄型化、に貢献する。また、従来のモノクロ型電子ペーパー上に本カラーフィルタフィルムを張り合わせるだけの簡便なカラー化手段として期待できる。

図１は、本発明のカラー表示素子の一例を示す断面模式図（一部）である。 図２は、カラー表示素子における対向基板のうち、ＴＦＴを有する駆動側の基板の様子を説明する平面模式図である。 図３は、実施例１において着色領域を形成する着色インキの描画ピッチを示す模式図である。 図４は、実施例５〜８において着色領域を形成する着色インキの描画位置およびその形状を示す図である。 図５は、実施例１においてベーク後更に140℃、30分焼成して得られた各液滴の直径並びに高さを測定した様子を示す説明図である。

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。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。「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。

［着色インクジェットインキ（R1；レッド、G1；グリーン、B1；ブルー）の調製］
表１に示すカラーフィルター用微細顔料を用いて高分子分散剤を共存下、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを溶媒としてビーズミル中で分散を行い、レッド、グリーンならびにブルーの分散液を調製した。この分散液を元に表１に示す組成で混合し、これを１μｍマイクロフィルターによって加圧ろ過を行い、各種着色インクジェットインキを調製した。物性値をあわせて表１に示す。

［着色インクジェットインキ（R2；ブルー、G2；グリーン、B2；ブルー）の調製］
表２に示すカラーフィルター用微細顔料を用いて高分子分散剤を共存下、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを溶媒としてビーズミル中で分散を行い、レッド、グリーンならびにブルーの分散液を調製した。この分散液を元に表２に示す組成で混合し、これを１μｍマイクロフィルターによって加圧ろ過を行い、各種着色インクジェットインキを調製した。物性値をあわせて表２に示す。

なお、表１及び表２における略称の意味は次のとおりである。
「PET30」：テトラメチロールプロパントリアクリレート（日本化薬製）
「EGDAC」：ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート（ダイセル化学工業製）
「KMB‐5103」：3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業製）
「Irgcure907」：２−メチルー１−〔4−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルフォリノプロパン-1-オン（チバジャパン製）
「BYK-330」：ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン系界面活性剤（ビッグへミー社製）
「PGMEA」：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
「DPHA」：ジペンタエリストールプロパンヘキサアクリレートとペンタアクリレートの混合物（日本化薬製）
「YX4000HK」：テトラメチルジフェニルエポキシ樹脂（ジャパンエポキシレジン社製）
「S510」：３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（チッソ社製 サイラエースＳ−５１０）
「PR254」：ピグメントレッド254
「PY150」：ピグメントイエロー150
「PG36/PY150=50/50」：ピグメントグリーン36とピグメントイエロー150との共分散
「PB15:6」：ピグメントブルー15：6

また、表１及び表２に示す物性値について、インキ粘度は、E型粘度計を用いて23℃にて測定を行った。また、インキ表面張力は、白金板を用いた浮力法により、CBVP-Z（協和界面科学製）を用いて23℃にて測定した。更に、以下で述べる着色画素の表面形状ならびに大きさについては、描画直後の充填状態を光学顕微鏡で、また形状を光学干渉式表面形状測定器WYCO NT 1100（日本ビーコ社製）を用いて測定した。

以下、実施例１〜８においては１画素のサイズを151μｍ×153μｍとして、600×800画素の６インチパネルに対応するカラーフィルターを作製した。そして、これらのカラーフィルターは、マイクロカプセルを使用した電気泳動式のモノクロ表示電子書籍Kindle（アマゾン社製D701）の透明基板側に貼着してカラー表示素子を得るようにした。このモノクロ表示電子書籍は、一対の対向基板のうち、駆動側に使用されるＴＦＴ基板の画素電極２のサイズ（画素開口部のサイズ）は131μｍ×133μｍである。

［実施例１］
コニカミノルタ製インクジェットヘッドKM512L（42pl吐出可能なノズル512穴を装着）を用いて、前述の着色インクジェットインキR１,G１,B１を、透明支持基板である東洋紡績製インクジェット用PETフィルム（型番GT701♯130）上に図３に示すようなピッチで描画して着色領域を得て、6インチサイズのカラーフィルターを作製した。描画後、ホットプレート上で80℃にて3分間乾燥を行い、紫外線露光機にて1500ｍJ（I線基準）露光、さらに140℃にて30分間焼成した。処理過程における各液滴の直径並びに高さを測定した。３色の重なりは全く見られず、表３に示すように凸形状を示し、着色領域の面積はTFT基板の画素電極に対して何れも９０％以下となった。

［実施例２及び実施例３］
実施例１と同じ打点位置に重なるように、それぞれの着色インキを同じ位置に２回描画することで２滴ずつ（実施例２）、もしくは３回描画することで３滴ずつ描画した（実施例３）以外は実施例１と同様にしてカラーフィルターを作製した（表４）。何れの色も重なることなく、凸形状を示しており、滴数増加に伴って高さが高くなっていくことがわかった。また、着色領域の面積はTFT基板の画素電極に対して何れも９０％以下となった。

［実施例４］
透明支持基板として0.7mm厚みの無アルカリガラス板（旭硝子製AN-100）を用いた以外は実施例1と同様にして、６インチサイズのカラーフィルターを作製した（表５）。何れの色も重なることなく、着色画素を形成していることがわかった。また、着色領域の面積はTFT基板の画素電極に対して何れも９０％以下となった。

［実施例５］
コニカミノルタ製インクジェットヘッドKM216（15pl吐出可能なノズル216穴を装着）を用いて、前述の着色インクジェットインキR2,G2,B2を、透明支持基板である東洋紡績製インクジェット用PETフィルム（型番GT701♯130）上に１滴ずつ独立に描画したところ、その拡がり直径は65〜70μmであった。描画条件は、以下の条件にて３色の同時印刷を行った。印刷時においてノズルからの不吐出は見られず、良好な連続吐出特性を示すものであった。
ジェットスピード：4.1ｍ／秒
プリントスピード：305ｍｍ／秒
液滴体積；15ｐｌ／滴。

続いて、図４に示すように１回目の描画で中心間距離を45μｍ離して2滴を描画し、これを描画方向（Ｙ方向）に302μｍピッチ、Ｘ方向に306μｍピッチで描画した。５秒後に更に２回目の描画を1回目の描画からＸ方向に中心間距離を45μｍ離して２滴を同様に並べて描画して、合計4滴を重ねて1画素内の着色領域になるようにし、図２と同様な画素サイズとなるように302μｍ×306μｍピッチでそれぞれ３色を描画して着色領域を形成した。描画後は、80℃3分間乾燥し、紫外線露光機で1500ｍJ露光し、さらに80℃60分間熱処理を行うことで、カラーフィルターを製作した。図４に得られカラーフィルターの顕微鏡写真像、光学干渉式による表面プロファイル図、ならびに得られた着色画素のサイズと高さを表６に示した。各色における画素は合体することなく独立していた。また、１着色画素の大きさは、表７に示すように、着色領域の面積はTFT基板の画素電極に対して何れも９０％以下となった。

［実施例６〜８］
図４に示したように、実施例６については1画素内の着色領域を、実施例５と同様にして図４に示される番号１及び２の描画を行い、更に4滴の重心部分に1滴を3回目で描画し（番号３）、即ち合計5滴で描画した。実施例７については、実施例６と同じ描画パターンであるが２回繰り返すことで、描画総回数6回で液滴総数を６滴で１着色画素とした。一方、実施例８については、1滴を描画方向に302μｍピッチで描画し、さらに同位置に合計３回描画を繰り返した。引き続き、描画Ｙ方向に４２μｍずらして、同様なピッチで同位置に合計３回描画、更に１回目の描画よりＸ方向に４５μｍずらして同位置に３回描画し、続いて描画Ｙ方向に４５μｍずらして３回描画を行った。即ち、１２回の描画、１２滴でもって１着色画素を形成した。なお、各色の配置は図３のようにした。このように形成したカラーフィルターにおいて、各色における着色画素は合体することなく独立していた。また、１着色画素の大きさである着色領域の面積はTFT基板の画素電極に対して何れも９０％以下となった。

［実施例９］
上記実施例１〜８で得られたカラーフィルターを用いて、１画素のピッチ151μｍ×153μｍ（TFT基板の画素電極サイズは131μｍ×133μｍ）、600×800画素の6インチ電子ペーパーパネルにアクリル系透明粘着剤を介して貼り付けることで、カラー表示素子を作製した。各色の画素を点灯したところ、着色画素間の混色は見られなかった。また、カラーフィルターを貼り付ける前のモノクロ表示時を100％としたときに比較して、カラー表示素子の反射率は何れも60％を超え、明るいパネルが得られたことを確認した。

［比較例１］
0.7ｍｍ厚みの無アルカリガラス上に、フォトリソグラフ法により各着色部が131μm×133μｍであって、図1と同様なレッド、グリーン、ブルー、ホワイトの着色パターンが得られるように、樹脂ブラックマトリックスを作成した。そのときのブラックマトリックスの膜厚は２μｍであり、光学濃度ODは４、表面撥インキ性を有するものである。この樹脂ブラックマトリックス内に図1と同様な着色パターンで、R２、G2、B2インキならびに感光性透明樹脂インキをインクジェットでもって充填し、硬化後の膜厚が1.8μｍとなるような6インチカラーフィルターを作製した。

このカラーフィルターを１画素のサイズ151μｍ×153μｍ（TFT基板の画素電極サイズは131μｍ×133μｍ）、600×800画素の6インチ電子ペーパーパネルに貼り付けることで、カラー表示素子を作製した。カラーフィルターを貼り付ける前のモノクロ表示時に比較して、カラー表示素子の反射率は50％未満であり、パネルとして明るさが不足していた。

［比較例２］
東洋紡績製ペットフィルムA4100（125μｍ厚）を７インチサイズにカットし、ガラス基板上に貼り付け、フォトリソグラフ法により透明な感光性樹脂組成物により、着色領域が131μｍ×133μｍとなるように膜厚2μｍの透明隔壁を形成した。感光性樹脂組成物は含フッ素オリゴマーを構成成分とするものであるため、得られた隔壁の表面は撥インキ性を有している。この隔壁内に比較例１と同様にしてR2、G2、B2インキの感光性透明樹脂インキをインクジェットでもって充填し、硬化後の膜厚が1.8μｍとなるような6インチカラーフィルターを作製した。

このフィルムカラーフィルターを画素ピッチ151μｍ×153μｍ（TFT基板の画素電極サイズは131μｍ×133μｍ）、600×800画素の6インチ電子ペーパーパネルに張り付けることで、カラー表示素子を作成した。各色の画素を点灯したところ、一部着色画素間の混色が見られた。

１：画素スイッチ
２：画素電極
３：駆動側基板
４：導電層
５：透明基板
６：白色粒子
７：黒色粒子
８：分散媒
９：マイクロカプセル
１０：表示媒体
１１：カラーフィルター
１２：基材
１３：隔壁
１４：画素領域
１５：着色層
１６：配線

Claims (5)

1. 電極を有する一対の対向基板の間に、白色及び黒色を有して帯電した表示体が封入され、対向基板の一方の側にカラーフィルターを備えたカラー表示素子において、
   視認側に設けるカラーフィルターが、透明支持基板上に、先ず、少なくともブルー、グリーン、レッドの３色の着色領域をそれぞれインクジェット法で形成し、着色領域以外を無着色または透明とすることを特徴とするカラー表示素子の製造方法。
2. インクジェット法で着色領域を形成する際に、着色インキに紫外線硬化性を付与し、透明支持基板上にインクジェット法により塗工し、乾燥後に少なくとも紫外線露光を行うことを特徴とする請求項１記載のカラー表示素子の製造方法。
3. 対向基板のひとつは画素電極が所定のパターンで形成された駆動側基板であり、画素電極を透明支持基板側に投影した位置に着色領域を有し、かつ、画素電極に対して９０％以下の面積割合で着色領域が形成されることを特徴とする請求項１記載のカラー表示素子の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法で得られて、カラーフィルターを有し、マイクロカプセル中で帯電した白色粒子と黒色状態が任意に切り替わる反射型カラー表示素子。
5. カラーフィルターにおける透明支持基板が透明フィルムからなる請求４記載のカラー表示素子。

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