KR20140065008A

KR20140065008A - 전자 페이퍼 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20140065008A
Application number: KR1020147011042A
Authority: KR
Inventors: 야스히로 고바시; 고다이 곤노
Original assignee: 도판 인사츠 가부시키가이샤
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2014-05-28
Also published as: TWI475308B; JPWO2013047360A1; US20140211297A1; KR101648649B1; WO2013047360A1; EP2762970B1; EP2762970A4; TW201319707A; CN103827742B; CN103827742A; EP2762970A1; US9256112B2

Abstract

본 발명은 화소와 화소의 혼색을 방지하고, 화소 내 착색률이 향상된 전자 페이퍼 및 그 제조 방법을 제공한다. 전극 기판 위에, 전기 영동 재료층(4)과, 광투과성 전극층(5)과, 잉크 정착층(7)과, 잉크젯법에 의해 화소 잉크를 인쇄하여 이루어지는 컬러 필터층(8)이 이 순서로 적층된 전자 페이퍼로서, 화소 잉크에 발액 성분, 예를 들어 불소 함유 단량체 또는 불소 함유 중합체, 더욱 구체적으로는 불소 함유 지방족 폴리카보네이트가 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 페이퍼를 제공한다.

Description

전자 페이퍼 및 그 제조 방법{ELECTRONIC PAPER AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}

본 발명은, 전자 페이퍼 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

전자 정보 네트워크의 보급에 수반하여, 전자 서적으로 대표되는 전자 출판이 행해지게 되었다. 이 전자 출판 및 전자 정보를 표시시키는 장치로서는, 일반적으로 자발광형이나 백라이트형 표시 장치가 이용되고 있다. 그러나, 이들의 표시 장치는 종이에 인쇄한 매체에 비해, 인간 공학적 이유로부터 장시간 사용하면 피로를 초래하기 쉽다. 또한, 소비 전력도 크므로, 전지 구동인 경우에는 표시 시간에 제한이 생긴다. 그들의 결점에 대하여, 전자 페이퍼로 대표되는 반사형 표시 장치는, 종이에 가까운 감각으로 문자를 읽을 수 있으므로, 피로를 경감할 수 있다. 또한, 옥외에서 햇빛이나 불빛이 비추는 곳에서 표시 성능을 발휘할 수 있으므로, 옥외 간판 용도로도 사용되고 있다. 또한, 소비 전력도 작고 장시간 구동이 가능하다. 화면의 재기입 이외에서는 전력을 소비하지 않으므로, 전자 간판이나 전자 정찰 등의 용도로도 활발히 사용되고 있어, 전자 페이퍼의 개발이 활발히 행해지고 있다.

전자 페이퍼에 있어서, 전자 서적의 문자 정보만 있으면, 흑백 표시로 충분하지만, 서적의 삽화, 광고, 간판, 아이 캐치 효과를 높이는 표시, 화상, 카탈로그 등을 표시하기 위해서는 컬러화 표시는 없어서는 안되는 기술이며, 표시 콘텐츠의 컬러화에 수반하여, 수요도 높아지고 있다. 따라서, 컬러 전자 페이퍼로서, 이하의 방법이 제안되어 있다.

전자 페이퍼의 컬러화 시에, 전기 영동 입자를 분산시켜 봉입된 마이크로 캡슐에 있어서, R, G, B를 표시하는 복수 종류의 마이크로 캡슐을 이용하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 1, 2).

전자 페이퍼의 컬러화 시에, 컬러 필터를 이용하는 방법이 제안되어 있다. 이 방법에 있어서, 컬러 필터의 화소와 화소의 간격은 1 내지 20㎛가 바람직하다고 기재되어 있다(특허문헌 3).

전자 페이퍼의 컬러화 시에, 착색된 영역을 전기 광학 디스플레이의 다양한 표면에, 혹은 그와 같은 디스플레이를 생산하기 위해 사용되는 프론트 플레인 적층물, 역 프론트 플레인 적층물 또는 이중의 릴리스막의 대응하는 표면에, 잉크젯 프린트하는 방법이 제안되어 있다(특허문헌 4).

전자 페이퍼의 컬러화 시에, 모노크롬 표시기에 표시된 패턴에 맞추어 잉크젯법에 의해 프린트하여, 컬러 필터층을 제작하는 방법이 제안되어 있다.

[특허문헌]

특허문헌 1: 일본 특허 제4568429호 공보

특허문헌 2: 일본 특허 제4207448호 공보

특허문헌 3: 일본 특허 제4415525호 공보

특허문헌 4: 일본 특허 공표 제2010-503895호 공보

특허문헌 1, 2에 기재된 방법에 있어서, 상이한 종류의 마이크로 캡슐을 각각 R, G, B에 대응한 전극 에어리어에 맞추어 고정밀도로 배치하는 것은 곤란하다. 또한, 마이크로 캡슐 내에 색소를 갖는 경우는, 마이크로 캡슐은 구체이기 때문에, 표면 반사가 균일하게 되지 않으므로, 반사율을 떨어뜨리는 과제가 있었다.

특허문헌 3에 기재된 방법에 있어서, 컬러 필터 기판과 전극 기판을 접합하는 공정에 있어서, 5㎛ 미만의 어긋남량으로 접합하지 않으면, 콘트라스트가 높은 표시를 할 수 없지만, 고정밀도로 접합하는 것은 현재의 기술상 곤란하다는 과제가 있었다.

따라서, 잉크젯법에 의해, 전자 페이퍼 위에 직접 컬러 인쇄를 행하여, 컬러 필터와 전자 페이퍼를 접합하는 공정을 없앰으로써 얼라인먼트를 불필요하게 하는 방법이 제안되었다. 또한, 잉크젯법은 비접촉 인쇄이며, 이물이 적고, 무판 인쇄이므로 판을 이용한 인쇄와 비교하여, 비용을 싸게 할 수 있는 이점이 있다.

특허문헌 4에 기재된 방법에 있어서, 착색된 영역을 전기 광학 디스플레이의 다양한 표면에, 혹은 그와 같은 디스플레이를 생산하기 위해 사용되는 프론트 플레인 적층물, 역 프론트 플레인 적층물 또는 이중의 릴리스막의 대응하는 표면에, 잉크젯 프린트하는 방법이 제안되어 있다. 잉크젯법에 있어서는 액적이 구체가 되므로, 평면 형상으로 화소에 맞춘 사각 형상의 화소를 제작하는 것은 불가능하다. 상기 특허에서는 착색률에 관하여 언급되어 있지 않다. 화소와 화소간에 뱅크가 없으므로, 컬러 인자(印字)한 화소와 화소가 접촉하면 혼색되므로, 화소 내 착색률을 높일 수 없는 과제가 있었다.

또한, 잉크젯에서 착색 화소를 제작할 때, 격자 형상의 화소와 화소를 구획하는 뱅크가 없는 경우, 컬러 인자한 화소와 화소가 접촉하면 혼색되므로, 화소 내 착색률을 높일 수 없는 문제가 있었다. 뱅크를 이용하면, 뱅크 부분의 면적에 의해, 반사율이 떨어지는 과제가 발생한다. 또한, 광투과성의 뱅크를 이용하는 경우, 그 뱅크를 제작하는 공정이 더 늘어나는, 뱅크 제작의 얼라인먼트 정밀도가 필요하여, 뱅크 굵기를 가늘게 제작할 필요가 있으므로, 비용이 높아지는 과제가 있었다.

동일한 색 재현성을 내는 경우, 화소 내 착색률이 낮은 경우, 잉크의 농도나 막 두께를 높여야 해, 잉크의 투과율이 떨어지고, 반사율이 저하해 버리지만, 화소 내 착색률을 높임으로써, 잉크의 농도나 막 두께를 얇게 할 수 있어, 잉크의 투과율을 높일 수 있다. 즉, 화소 내 착색률을 높임으로써, 컬러 전자 페이퍼의 과제인 반사율과 색 재현성을 최대한 발휘할 수 있게 된다. 그러나, 단순히 화소 크기를 크게 하면 화소와 화소의 겹침에 의한 혼색이 발생된다. 즉 화소 내 착색률을 높이기 위해서는, 화소 형상을 사각형에 근접시키는, 도포 시공의 정밀도의 향상, 혼색의 방지가 과제로 되어 있다.

본 발명의 목적은, 화소와 화소의 혼색을 방지하고, 화소 내 착색률이 향상된 전자 페이퍼 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

청구항 1에 기재된 발명은, 전극 기판 위에, 전기 영동 재료층과, 광투과성 전극층과, 잉크 정착층과, 상기 잉크 정착층 위에 화소 잉크를 인자하여 이루어지는 컬러 필터층이 이 순서로 적층된 전자 페이퍼로서,

상기 화소 잉크에 발액 성분이 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 페이퍼이다.

청구항 2에 기재된 발명은, 상기 잉크 정착층 위에, 잉크젯법에 의해 상기 화소 잉크를 인자하여, 상기 컬러 필터층이 형성되는 것을 특징으로 하는 청구항 1에 기재된 전자 페이퍼이다.

청구항 3에 기재된 발명은, 상기 발액 성분이, 불소 함유 단량체 또는 불소 함유 중합체인 것을 특징으로 하는 청구항 1 또는 2에 기재된 전자 페이퍼이다.

청구항 4에 기재된 발명은, 상기 발액 성분이, 불소 함유 지방족 폴리카보네이트인 것을 특징으로 하는 청구항 3에 기재된 전자 페이퍼이다.

청구항 5에 기재된 발명은, 상기 잉크 정착층 위에 인자된, 인접하는 인자 화소의 간격이 1㎛ 이상 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 4항 중 어느 한 항에 기재된 전자 페이퍼이다.

청구항 6에 기재된 발명은, 상기 인자 화소의 화소 내의 착색률이, 60％ 이상 99％ 이하인 것을 특징으로 하는 청구항 1 내지 5항 중 어느 한 항에 기재된 전자 페이퍼이다.

청구항 7에 기재된 발명은, 전극 기판 위에, 전기 영동 재료층과, 광투과성 전극층과, 잉크 정착층을 이 순서로 적층하고, 상기 잉크 정착층 위에 잉크젯법에 의해 화소 잉크를 인자하여 컬러 필터층을 형성하여 이루어지는 전자 페이퍼의 제조 방법으로서,

상기 화소 잉크에 발액 성분이 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 페이퍼의 제조 방법이다.

본 발명에 따르면, 인접하는 잉크 착색 영역이 서로 섞이는 일이 없으므로, 화소 내 착색률이 높은 컬러 전자 페이퍼를 제작할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태의 전자 페이퍼의 층의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 잉크젯 도포 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 화소 형상과 토출 배열 패턴의 설명도이다.
도 4는 잉크젯 헤드를 기울였을 때의 노즐 피치를 도시하는 설명도이다.
도 5는 액적이 화소를 형성하는 설명도이다.
도 6은 잉크젯 헤드에 있어서의 다상 분할 구동의 설명도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.

본 발명의 전자 페이퍼(이하, 컬러 전자 페이퍼라고 한다)는, 종래의 모노크롬 전자 페이퍼의 제작 공정에 잉크젯법에 의한 컬러 인쇄 공정을 추가한 것이다.

일반적으로 전자 페이퍼라고 불리는, 전기 영동 표시 장치의 제작 방법으로서, 예를 들어 일본 특허 출원 공개 평1-86116호 공보에 기재된, 적어도 한쪽 면이 광투과형인 대향 전극판간에, 전기 영동 입자를 포함하는 분산계를 봉입하고, 상기 전극간에 인가한 표시 제어용 전압에 의해 광학적 반사 특성에 변화를 주어 소정의 표시를 행하는 전기 영동 표시 장치가 예시되어 있다.

본 발명의 컬러 전자 페이퍼는 모노크롬 전자 페이퍼의 전극층 위에 잉크 정착층을 부여하고, 잉크젯법에 의해 컬러 필터층을 형성한다. 도 1은, 본 발명의 일 실시 형태의 전자 페이퍼의 층의 구성을 설명하기 위한 단면도이다. 도 1에 있어서, 컬러 전자 페이퍼는, 기재층(1) 및 전극층(2)으로 이루어지는 전극 기판 위에, 전기 영동 재료층(4)과, 광투과성 전극층(5)과, 잉크 정착층(7)과, 잉크젯법에 의해 화소 잉크를 인쇄하여 이루어지는 컬러 필터층(8)이 이 순서로 적층되어 있다. 또한 부호 3은 접착층, 부호 6은 전극 시트층, 부호 9는 보호막이다.

잉크 정착층으로서, 예를 들어 일본 특허 출원 공개 제2000-43405호 공보 기재의 잉크젯 기록 매체나, 예를 들어 일본 특허 출원 공개 제2008-272972호 공보 기재의 잉크젯 프린터용 기록 매체를 사용할 수 있다. 특히, 투명도가 높은 것이 바람직하다. 그러나, 일본 특허 공개 제2000-238408호 공보에 기재되어 있는, 다공질 구조의 잉크젯용 수상(受像) 재료는 본 발명의 잉크 정착층으로서 사용하는 것은 바람직하지 않다. 그것은, 잉크 정착층을 다공질 구조로 하였던 경우, 잉크를 층 속에 스며들게 하므로, 잉크끼리의 발액성을 손상시켜 버리기 때문이다. 즉, 잉크 정착층은 막상(膜上) 유지형인 경우가 요구된다. 잉크 정착층의 재료로서, 투명한 것, 수상한 잉크의 변색이나 퇴색이 없는 것, 여러 내성이 있는 것 등의 성능이 요구되고, 폴리비닐부티랄, 폴리비닐아세테이트 등의 비닐 수지가 양호한 것으로서 이용된다.

상기 잉크 정착층 재료를 예를 들어, 도포 장치에서 건조 후의 두께 3 내지 10㎛가 되도록 도포를 행한다. 도포 장치로서는 다이 코터, 스핀 코터, 바 코터 등으로 도포를 행한다. 단, 도포 방법은 이들 방법으로 한정되지 않는다.

잉크 정착층 재료를 도포 후, 열, 진공, UV 조사 등의 방법에 의해 고화시키는 것으로 잉크 정착층을 형성한다.

잉크젯법에 의해, 전극 배선이 패터닝된 전극 기판에 맞추어, 임의의 패턴의 도포를 행한다.

다음으로 본 발명에 이용하는 잉크젯 장치의 일 실시 형태에 대해서, 도면을 이용하여 설명한다.

도 2에 본 발명의 컬러 전자 페이퍼의 제조 방법에 있어서의 잉크젯 도포 장치의 설명도를 도시한다. 도포 장치(40)의 장치 구성으로서, 컬러 전자 페이퍼 기재(20)를 올려놓고, 일 방향으로 고정밀도로 반송하는 반송 스테이지(30)와, 컬러 전자 페이퍼에 도포하기 위한 잉크젯 잉크가 공급된 잉크젯 헤드(10)와, 상기 잉크젯 헤드(10)를 컬러 전자 페이퍼 기재(이하, 간단히 기재라고 한다)로부터 일정 높이를 유지하여, 반송 방향으로 직교 이동하는 것이 가능한 잉크젯 헤드 유닛(60)이 구비되어 있다. 잉크젯 헤드는, 잉크를 토출하는 복수의 노즐을 구비하고 있고, 이 노즐은, 잉크젯 헤드를 컬러 필터층의 착색 화소 패턴(이하, 간단히 화소 패턴이라고 한다)에 대하여 상대적으로 주사하는 주사 방향에 대하여 소정의 등간격이 되도록 배치되어 있다. 또한 잉크젯 헤드(10)의 노즐로부터 잉크젯 잉크를 토출 제어하기 위한 잉크젯 헤드 제어 기반(11)이 구비되어 있다. 잉크젯 헤드 노즐로부터 기재까지의 거리를 300㎛ 내지 2000㎛로 함으로써, 도포를 고정밀도로 도포 가능하게 된다. 거리가 300㎛ 이하이면, 잉크젯 헤드와 기재가 접촉할 위험성이 높아지고, 2000㎛ 이상이면 토출 비행 휨(미스 디렉션)이 발생되기 쉽다. 또한, 잉크젯 헤드의 노즐의 토출성을 회복하기 위한 잉크젯 헤드 메인터넌스 장치(12)가 구비되어 있다. 이 잉크젯 헤드 메인터넌스장치(12)는 노즐면을 웨스(청소용 잡포)나 필름 등으로 와이핑의 실시나 액을 토출하기 위한 포트 등이 구비되어 있어, 일반적인 잉크젯 헤드의 메인터넌스 기구가 이용 가능하다. 컬러 전자 페이퍼의 화소 패턴의 위치를 정하기 위해서, 얼라인먼트용 카메라와 화상 처리 유닛이 구비되어 있으면 바람직하다. 또한 부호 50은 건조부이며, 부호 70은 잉크 탱크이다.

본 발명에 있어서는, 도 2에 도시한 잉크젯 도포 장치를 이용하여, 복수의 노즐을 구비한 잉크젯 헤드를 상기 화소 패턴에 대하여 상대적으로 주사하고, 상기 기재의 잉크 정착층이 형성된 면에 대하여, 잉크젯 잉크를 토출하여 공급하고, 잉크 정착층 위에 잉크젯 잉크층 즉 컬러 필터층이 형성된다. 또한, 본 발명에 있어서는, 복수의 노즐을 구비한 잉크젯 헤드를 상기 화소 패턴에 대하여 상대적으로 주사된다. 주사의 대상은, 기재측이어도 상관없고, 잉크젯 헤드측이어도 상관없다. 또한, 기재와 잉크젯 헤드의 양쪽을 조작해도 상관없다.

본 발명의 화소 형상에 있어서는, 사각 형상에 근접시키기 위해, 화소의 크기에 따른 잉크젯 토출 배열을 행하는 것이 바람직하다. 즉, 화소 크기, 액적과 착탄 면적의 관계로부터 보다 고정밀의 패턴을 제작하는 것이 바람직하다. 도 3에 화소 형상과 토출 배열 패턴의 설명도를 도시한다. 잉크 액적 착탄부(80)를 연속하여 토출하여, 긴 구멍 형상의 화소를 제작한다. 그 때, 잉크 액적과 잉크 액적의 간격 F가 긴 경우, 오목해진 형태가 되고(a), 간격이 짧은 경우에는 중앙부가 팽창한 형태가 되므로(c), 액적 직경과 간격 F를 조정하여, 세로로 직선이 되는 형상을 제작하는 것이 바람직하다(b). 또한 그 긴 구멍 형상을 임의의 개수 옆으로 배열하는 형태를 만들어, 소정의 화소 착색부(90)를 형성한다(d). 또한 부호 91은 화소 착색 영역이다.

액적이 화소를 형성하는 설명도를 도 5에 도시한다. 액적(80)이 잉크 정착층(7)에 착탄되어, 습윤 확산이 발생한다. 이 습윤 확산 시, 잉크젯 잉크에 발액 성분(발액제)을 0.01 내지 3.00(중량％) 이하 첨가함으로써, 화소와 화소의 액적간에 계면이 발생하고, 잉크 액적이 간격 D를 두고 유지된다. 그리고, 잉크 정착층(7) 면에서의 습윤 확산에 의해 간격 E를 두고 화소가 형성된다(도 5의 (a)). 그러나, 발액제를 포함하지 않는 잉크를 사용한 경우, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 혼색이 발생되어 버린다. 잉크 정착층(7) 위에 인자된, 인접하는 인자 화소의 간격 E가 10㎛를 초과하는 경우는, 발액 효과에 의한 액적간의 계면이 발생하지 않아, 본 발명의 효과를 발휘할 수 없는 우려가 있다. 또한, 계면에 의해 화소와 화소의 간격을 1㎛ 미만으로 하는 것도 할 수 없으므로, 착색해야 할 인자 화소와 화소의 간격이 1㎛ 이상, 10㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.

화소와 화소의 간격과 착색 점유율의 관계에 대하여 설명한다. 예를 들어, 85㎛×85㎛의 화소 크기(300dpi)로 인자하는 경우, 화소와 화소의 간격 E가 10㎛였다고 가정하면, 잉크젯 장치의 착탄 정밀도가 ±10㎛였던 경우, 화소 크기는 85㎛×85㎛가 된다. 이때 화소 착색률은 약 60％가 된다. 또한, 200㎛×200㎛의 화소 크기로 인자하고, 화소와 화소의 간격을 1㎛로 한 경우, 화소 착색률은 약 99％가 된다. 전자 페이퍼의 화소 크기를 주류의 화소 크기인 85 내지 200㎛에 적용한 경우, 본 발명에 있어서의 화소 내의 착색률은 60％ 이상 99％ 이하로 발휘할 수 있다.

본 발명의 제조 방법에 있어서는, 잉크젯 헤드의 인접하는 노즐의 거리 중 잉크젯 헤드의 주주사 방향에 수직인 성분을, 상기 컬러 전자 페이퍼의 동일한 색을 형성하는, 인접하는 화소와 화소의 거리 중, 잉크젯 헤드의 주주사 방향에 수직인 성분의 정수분의 1이 되도록, 잉크젯 헤드의 방향을 배치하고, 상기 화소 패턴에 잉크젯 잉크를 토출하여 공급하는 것이 바람직하다. 또한, 잉크젯 헤드의 방향을 배치할 때에, 주주사 방향에 대하여 잉크젯 헤드를 기울이는 것이 바람직하다.

도 4에 잉크젯 헤드를 기울였을 때의 노즐 피치를 나타낸 설명도를 도시한다.

잉크젯 헤드 노즐면(100)에 있어서의 노즐 구멍(110), 즉 잉크젯 헤드의 노즐 열을, 잉크 정착층을 향하는 방향을 향하도록 배치하여, 전자 페이퍼 기재를 상대적으로 주사시킨다. 이때, 잉크젯 헤드의 노즐 간격 중, 잉크젯 헤드의 상기 주사 방향에 직교하는 성분에 있어서 상기 컬러 전자 페이퍼의 인접하는 동일한 색을 착색해야 할 화소와 화소의 거리 중 잉크젯 헤드의 주사 방향에 직교하는 성분의 정수분의 1이 되도록, 잉크젯 헤드를 기울여서 배치한다. 즉, 잉크젯 헤드의 배열로서, 잉크젯 헤드에 개방되어 있는 노즐이 배열된 열, 즉 노즐 배열의 축이 도포 컬러 전자 페이퍼의 반송 방향에 대하여 임의의 각도로 기울여 있다. 노즐 배열 축을 기울임으로써, 노즐 피치를 조정 가능하다. 기울여 있지 않은 경우의 노즐 피치를 A로 하면, 각도 θ로 기울임으로써, 노즐 피치는 A×cosθ로 된다. 동일한 색을 착색해야 할 화소와 화소의 피치 B가 정해져 있는 경우, 그 피치에 노즐 피치를 맞추기 위해서, cosθ＝B÷A로 하여 θ를 구하는 것이 가능하다.

상기 피치 B가 노즐 피치 A보다 큰 경우는, 1개 노즐을 건너뛰어, cosθ＝B÷2A로 하여 θ를 구하여도 된다. 본 발명의 실시 형태의 하나에 있어서, 주기성을 갖는 복수의 상이, 그 상마다 분할되어 구동하는, 다상 분할 구동의 잉크젯 헤드를 사용하고 있어, 노즐의 위치에 따라, 상기 노즐로부터 잉크젯 잉크를 토출하여 공급하는 공정을, 그 중의 1상(相) 이상의 특정 상을 할당하여 이용하여 행하는 것으로 하고 있다. 그 경우, 동일한 상의 노즐 피치를 A로 한다. 화소 착색 영역(91)이 노즐의 아래를 통과하는 타이밍에 맞추어, 잉크젯 헤드(10)가 제어된 미소 드롭의 토출 동작을 실시한다. 또한, 별도의 실시 형태의 하나로서, 독립 노즐 제어의 잉크젯 헤드를 사용하고 있고, 노즐 개개의 토출 타이밍을 주사 방향의 속도와 시간에 맞추어 토출 동작을 실시한다.

본 발명의 컬러 전자 페이퍼의 제조 방법에 있어서는, 잉크젯 헤드는 다상 분할 구동으로 할 수 있고, 다상 분할 구동에 의해 복수의 노즐은 주기성을 갖는 복수의 상을 할당받고 있고, 상기 노즐로부터 잉크젯 잉크를 토출하여 공급하는 공정은, 상기 복수의 상 중의 일부의 특정 상으로 한정하여 행할 수 있다. 또한, 독립 노즐 제어 가능한 잉크젯 헤드를 이용하는 경우, 상은 하나이므로 모든 노즐을 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명에 있어서의 헤드의 종류에 대해서는 한정되는 것은 아니며, 사용할 수 있다.

도 6에 본 발명의 잉크젯 헤드에 있어서의 다상 분할 구동의 설명도를 나타낸다. 도 6은, 잉크젯 헤드(131)와, 이 잉크젯 헤드(131)에 배치된 노즐(132)의 일례이다. 잉크젯 헤드(131)에는, 노즐이 N개 배치되어 있는 것으로 하고, 편의적으로 각 노즐에는 좌측 단부 내지 우측 단부로부터 1, 2, 3…으로 순서대로 자연수의 번호 N이 부여되어 있는 것으로 한다. 각 노즐(132)로부터는 잉크가 토출되고, 각 노즐의 토출의 타이밍, 횟수, 잉크의 토출량 등은 독립적으로 제어할 수 있다. 그리고, 노즐은 열마다 A상의 노즐 1, 4, 7…(N-2), B상의 노즐 2, 5, 8…(N-1), C상의 노즐 3, 6, 9…N으로 분할되어 있다. 분할된 A상, B상, C상은 주기성을 갖는다. 여기서, 예를 들어 잉크젯 잉크를 토출할 때에 A상의 노즐 1, 4, 7…(N-2)을 이용하고, B상, C상으로부터는 잉크젯 잉크를 토출하지 않는다. 이에 의해, 인접 노즐의 압력이나 전기적인 간섭을 시간차를 둘 수 있으므로 토출이 안정되고, 토출 타이밍의 제어를 용이하게 할 수 있어, 보다 고정밀도로 도포할 수 있다. 또한, A상, B상, C상의 노즐의 토출은, 토출마다 전환할 수도 있고, A상에 토출 불량이 발생한 경우에 토출하는 구동 상을 B상, C상으로 전환할 수도 있다.

본 발명에 있어서의 화소 잉크(착색 잉크)의 재료는, 착색 안료, 수지, 분산제, 용매에 더하여, 발액제를 사용한다. 잉크의 안료는 적색, 녹색, 청색의 3종류를 사용하는 것이 바람직하지만, 황색, 물색, 자색을 사용하여도 된다. 또한, 색의 조합은 한정되지 않는다.

착색제로서 사용하는 안료의 구체예로서는, Pigment Red 9, 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 Green 7, 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 Orange 36, Pigment Violet 23 등을 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 또한, 이들은 원하는 색상을 얻기 위해서 2종류 이상을 혼합하여 사용하여도 상관없다.

착색 잉크의 재료의 수지로서는, 카제인, 젤라틴, 폴리비닐 알코올, 카르복시메틸 아세탈, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 멜라닌 수지 등이 이용되어, 색소와의 관계에서 적절히 선택되는 것이다.

내열성이나 내광성이 요구될 때에는 아크릴 수지가 바람직한 것이다.

수지에의 색소의 분산을 향상시키기 위해서, 분산제를 이용하여도 되고, 분산제로서, 비이온성 계면 활성제로서는, 예를 들어 폴리옥시에틸렌 알킬에테르 등, 또한, 이온성 계면 활성제로서는, 예를 들어 알킬 벤젠술폰산 나트륨, 폴리 지방산염, 지방산염 알킬 인산염, 테트라알킬암모늄염 등, 그 밖에, 유기 안료 유도체, 폴리에스테르 등을 들 수 있다.

분산제는 1종류를 단독으로 사용하여도 되고, 또한, 2종류 이상을 혼합하여 사용하여도 된다.

착색 잉크에 사용하는 용제종으로서는 잉크젯 인쇄에 있어서의 적성의 표면 장력 범위 35mN/m 이하이고, 또한, 비점이 130℃ 이상의 것이 바람직하다. 표면 장력이 35mN/m 이상이면 잉크젯 토출 시의 도트 형상의 안정성에 현저한 악영향을 미치고, 또한, 비점이 130℃ 이하이면 노즐 근방에서의 건조성이 현저하게 높아져, 그 결과, 노즐 막힘 등의 불량 발생을 초래하므로 바람직하지 않다. 구체적으로는, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 2-부톡시에탄올, 2-에톡시에틸아세테이트, 2-부톡시에틸아세테이트, 2-메톡시에틸아세테이트, 2-에톡시에틸에테르, 2-(2-에톡시에톡시)에탄올, 2-(2-부톡시에톡시)에탄올, 2-(2-에톡시에톡시)에틸아세테이트, 2-(2-부톡시에톡시)에틸아세테이트, 2-페녹시에탄올, 디에틸렌글리콜디메틸에테르 등을 들 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니고, 상기 요건을 충족시키는 용제라면 이용할 수 있다. 또한, 필요에 따라 2종류 이상의 용제를 혼합하여 이용해도 상관없다.

발액제로서는, 실리콘계, 불소계 재료를 일례로서 들 수 있다. 구체적으로는, 주쇄 또는 측쇄에 유기 실리콘이나 알킬플루오로기를 갖고, 실록산 성분을 포함하는 실리콘 수지나 실리콘 고무나, 바람직하게는 불소 함유 단량체 또는 불소 함유 중합체, 예를 들어 불화 비닐리덴, 불화 비닐, 3불화 에틸렌 등이나, 이들 공중합체 등의 불소 수지 등을 이용할 수 있다. 그 중에서도 바람직하게는 본 발명의 효과의 점으로부터 불소 함유 지방족 폴리카보네이트이다. 불소 함유 지방족 폴리카보네이트의 예는, 불소 함유 메타크릴레이트 중합체 및 퍼플루오로폴리에테르이다. 발액제는, 화소 잉크 중, 고형분비로서 0.01 내지 3.00(중량％)의 비율로 첨가되는 것이 바람직하다. 첨가량이 0.01(중량％)보다도 적은 경우, 발액 효과가 적고, 화소와 화소가 혼색해 버려, 3.00(중량％)을 초과하여 첨가하는 경우에는 화소와 화소의 발액성에 의한 계면의 거리가 커져 버려, 화소 점유율이 떨어져 버린다.

잉크를 잉크 정착층에 도포한 후, 건조, 고화를 실시한다. 건조 수단 및/또는 고화 수단은 가열, 송풍, 감압, 광조사, 전자선 조사 중 어느 하나의 방법 또는 그 2종류 이상의 조합에 의한다.

잉크를 건조, 고화한 후, 컬러 필터층의 보호를 위해, 보호막을 형성한다. 컬러 필터의 보호막을 형성하기 위해서는, 착색 패턴 표면에, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 아크릴계, 실리콘계 등의 유기 수지나 Si₃N₄, SiO₂, SiO, Al₂O₃, Ta₂O₃ 등의 무기막을 스핀 코트, 롤 코트, 인쇄법의 도포법으로, 혹은 증착법에 의해, 보호층으로서 형성할 수 있다.

〈실시예〉

실시예로서, 매트릭스 형상으로 컬러 필터가 인쇄된, 컬러 전자 페이퍼의 제작 방법에 대하여 설명한다.

마이크로 캡슐형 전기 영동 방식을 사용한 전자 페이퍼를 제작했다. 이 방식의 표시 장치는, 투명 용매가 충족된 마이크로 캡슐 중에 양, 음으로 대전된 흰색 입자와 검은색 입자를 넣고, 외부 전압의 인가에 의해 각각의 입자를 표시면으로 끌어올려 화상을 형성하는 것이다. 마이크로 캡슐의 크기는 직경 수십㎛ 내지 수백㎛로 작으므로, 이 마이크로 캡슐을 투명한 바인더에 분산시키면, 잉크와 같이 코팅할 수 있다. 이 잉크는, 외부로부터 전압을 인가함으로써 화상을 그릴 수 있다.

투명 전극을 형성한 투명 수지막에 이 전자 잉크를 코팅하고, 액티브 매트릭스 구동용의 전극 회로를 형성한 기판에 접합하면, 액티브 매트릭스 디스플레이 패널을 얻을 수 있다. 통상, 투명 전극을 형성한 투명 수지막에 전자 잉크를 코팅한 부품을 「전면판」이라고 부르고, 액티브 매트릭스 구동용의 전극 회로를 형성한 기판을 「후면판」이라고 부르고 있다.

전면판측에 잉크 정착층을 형성했다. 잉크 정착층의 재료로서는, 우레탄계 수지, 톨루엔, 물, IPA를 혼합한 것을 이용하여, 다이 코터로 건조 두께 6㎛ 내지 8㎛가 되도록 도포했다.

잉크 정착층에 잉크젯 장치에서 격자 형상의 패턴으로 인쇄를 행했다. 인쇄에 이용한 잉크는, 안료 3％, 합성 수지 20％, 디에틸렌글리콜디메틸에테르 65％, PGM-Ac 11％, 불소 함유 지방족 폴리카보네이트 1％로 했다. 불소 함유 지방족 폴리카보네이트로서는, 불소 함유 메타크릴레이트 중합체를 사용했다.

인쇄 패턴으로서는 120㎛×120㎛의 화소 크기에 들어가도록, 3×3 액적 도포를 행했다. 1개의 액적량은 약 10pl이고, 액적과 액적의 간격을 30㎛가 되도록 인쇄했다. 이에 의해, 화소와 화소의 간격은 5㎛ 내지 8㎛가 되고, 화소 착색률은 약 90％가 되었다.

컬러 필터층을 80℃에서 5분 열 건조한 후, 보호막을 라미네이트하여, 컬러 전자 페이퍼를 제작했다.

1 : 기재층
2 : 전극층
3 : 접착층
4 : 전기 영동 재료층
5 : 광투과성 전극층
6 : 전극 시트층
7 : 잉크 정착층
8 : 컬러 필터층
9 : 보호막
10 : 잉크젯 헤드
11 : 잉크젯 헤드 제어 기반
12 : 잉크젯 헤드 메인터넌스 장치
20 : 전자 페이퍼 기재
30 : 반송 스테이지
40 : 잉크젯 도포 장치
50 : 건조부
60 : 잉크젯 헤드 유닛
70 : 잉크 탱크
80 : 잉크 액적 착탄부
90 : 화소
91 : 화소 착색 영역
100 : 잉크젯 헤드 노즐면
110 : 잉크젯 헤드 노즐 구멍
131 : 잉크젯 헤드(분할 구동 타입)
132 : 잉크젯 헤드 노즐(분할 구동 타입)

Claims

전극 기판 위에, 전기 영동(泳動) 재료층과, 광투과성 전극층과, 잉크 정착층과, 상기 잉크 정착층 위에 화소 잉크를 인자(印字)하여 이루어지는 컬러 필터층이 이 순서로 적층된 전자 페이퍼로서,
상기 화소 잉크에 발액(撥液) 성분이 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 페이퍼.
제1항에 있어서,
상기 잉크 정착층 위에, 잉크젯법에 의해 상기 화소 잉크를 인자하여, 상기 컬러 필터층이 형성되는 것을 특징으로 하는 전자 페이퍼.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 발액 성분이, 불소 함유 단량체 또는 불소 함유 중합체인 것을 특징으로 하는 전자 페이퍼.
제3항에 있어서,
상기 발액 성분이, 불소 함유 지방족 폴리카보네이트인 것을 특징으로 하는 전자 페이퍼.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 잉크 정착층 위에 인자된, 인접하는 인자 화소의 간격이 1㎛ 이상 10㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 전자 페이퍼.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 인자 화소의 화소 내의 착색률이, 60％ 이상 99％ 이하인 것을 특징으로 하는 전자 페이퍼.
전극 기판 위에, 전기 영동 재료층과, 광투과성 전극층과, 잉크 정착층을 이 순서로 적층하고, 상기 잉크 정착층 위에 잉크젯법에 의해 화소 잉크를 인자하여 컬러 필터층을 형성함으로써 이루어지는 전자 페이퍼의 제조 방법으로서,
상기 화소 잉크에 발액 성분이 첨가되어 있는 것을 특징으로 하는 전자 페이퍼의 제조 방법.