JP2011065035A - Multicolor display panel - Google Patents

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Takashi Miyamoto
隆司 宮本
Ryuji Doi
隆二 土井
Tomoyuki Sukunami
友幸 宿南
Fumihiko Nakatsu
文彦 中津
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Toppan Inc
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Toppan Printing Co Ltd
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  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

【課題】表示明度の低下や視野角の挟角化の問題点が改善され、且つ、表示品位の均質性に優れたマイクロカプセル型電気泳動方式の多色表示パネルを提供する。
【解決手段】透明基板、カラーフィルタ層、透明電極層、マイクロカプセル層、接着剤層、背面電極板をこの順に積層して構成され、マイクロカプセル層は透明電極層に直接積層されており、マイクロカプセル層は、バインダー樹脂中にマイクロカプセルを分散して構成され、マイクロカプセルは、透明分散媒中に電気泳動粒子を分散した分散液を封入したもので、電界変化で光学的反射特性が変化するものである多色表示パネルにおいて、カラーフィルタ層の膜厚は0.5〜2.0μmの範囲にあり、表示画面内の画素間の段差(膜厚差)は0.3μm以内であり、隣接する各画素同士はオーバーラップしていず、且つ、各画素のトップエッジは画素境界から5.0μm以内である。
【選択図】図3
The present invention provides a microcapsule-type electrophoretic multicolor display panel which is improved in the problems of lowering display brightness and narrowing the viewing angle and having excellent display quality uniformity.
A transparent substrate, a color filter layer, a transparent electrode layer, a microcapsule layer, an adhesive layer, and a back electrode plate are laminated in this order, and the microcapsule layer is laminated directly on the transparent electrode layer. The capsule layer is configured by dispersing microcapsules in a binder resin, and the microcapsules are obtained by encapsulating a dispersion liquid in which electrophoretic particles are dispersed in a transparent dispersion medium. The optical reflection characteristics change due to a change in electric field. In a multicolor display panel, the thickness of the color filter layer is in the range of 0.5 to 2.0 μm, and the step (thickness difference) between the pixels in the display screen is within 0.3 μm and adjacent to each other. The pixels do not overlap each other, and the top edge of each pixel is within 5.0 μm from the pixel boundary.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、カラーフィルタと一体化したマイクロカプセル型電気泳動表示パネルに関するものであり、電気泳動インキをマイクロカプセル中に封入したマイクロカプセル層を、一方がカラーフィルタ層を有する透明基板である一組の対向電極板間に配置する構成からなり、さらにこれに適したカラーフィルタを用いることで画像の質の向上が望める多色表示パネルに関する。   The present invention relates to a microcapsule type electrophoretic display panel integrated with a color filter, and a set of microcapsule layers in which electrophoretic ink is enclosed in microcapsules, one of which is a transparent substrate having a color filter layer. The present invention relates to a multi-color display panel that can be improved in image quality by using a color filter suitable for this structure.

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いる。可変情報の表示パネルとしては、CRT(陰極線管)やバックライトを使用した液晶が主流である。しかし、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、長時間の使用においては目の負担が大きく見るものを疲れさせ、文書等を長時間読み続ける用途には適していない。   In recent years, with the development of information equipment, information display has been made in various forms. As a display panel for variable information, a liquid crystal using a CRT (cathode ray tube) or a backlight is mainly used. However, light-emitting displays such as CRTs and backlight-type liquid crystal displays are not suitable for long-term use, which can cause eye strain that can cause significant eye fatigue and keep reading documents etc. for a long time. .

また、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表示画像が消えてしまう。長時間の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ものが必要とされている。   In addition, a liquid crystal display of a type that does not use a backlight has a problem that the darkness of the screen due to the use of a polarizing plate appears remarkably and the visibility is poor. Furthermore, the display images on these displays do not have memory characteristics, and the display images disappear at the same time as the electrical energy supply is stopped. There is a need for a device that is less likely to cause fatigue on the eyes even when used for a long time, has good visibility, consumes less power, and has image memory properties.

そこで、目の負担が小さい反射型表示装置として、例えば特許文献1に開示されているように、一対の対向する電極間と、その電極間に設けられた電気泳動式表示層を有する表示パネルが、電気泳動式表示パネルとして提案されている。この電気泳動式表示パネルは、印刷された紙面と同様に、反射光によって文字や画像を表示するので、目に対する負荷が少なく、画面を長時間見続ける作業に適している。   Therefore, as a reflective display device with a small eye load, for example, as disclosed in Patent Document 1, a display panel having a pair of opposed electrodes and an electrophoretic display layer provided between the electrodes is provided. It has been proposed as an electrophoretic display panel. Since this electrophoretic display panel displays characters and images by reflected light, as with the printed paper, it is suitable for work that keeps the screen looking for a long time with little load on the eyes.

この電気泳動式表示パネルは、荷電粒子を分散させた分散液に電圧を印加して電界を変化させることによって、荷電粒子を移動させ、画像表示を可能とする原理に基づくものである。電気泳動式表示パネルのうち、着色された荷電粒子をマイクロカプセルに封入し、マイクロカプセルを一対の対向する電極間に配置したマイクロカプセル型電気泳動式表示パネルは、低駆動電圧、高柔軟性などの利点があり、実用化され、さらに開発が行われている。   This electrophoretic display panel is based on the principle that an image can be displayed by moving charged particles by applying a voltage to a dispersion liquid in which charged particles are dispersed to change an electric field. Among electrophoretic display panels, microcapsule-type electrophoretic display panels in which colored charged particles are enclosed in microcapsules and the microcapsules are arranged between a pair of opposing electrodes are low driving voltage, high flexibility, etc. Has been commercialized and further developed.

今後さらに普及するであろう、所謂PDA(携帯情報端末)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、この電気泳動式パネルは適している。この電気泳動式パネルは構造上白黒表示を主とする二色表示が一般的であるが、上記した雑誌やカラー印刷物の表示のために、近年多色カラー化が求められている。   In addition to the displays of portable information devices such as so-called PDAs (Personal Digital Assistants) and electronic books that will become more widespread in the future, printed materials such as newspapers, books, magazines, and posters, as well as hardware output from printers to paper This electrophoretic panel is suitable for replacing a copy with a display display. The electrophoretic panel generally has a two-color display mainly for monochrome display because of its structure. However, in order to display the above-mentioned magazines and color prints, a multicolor display has recently been required.

この電気泳動式パネルを多色化するために、2種類以上の多色の電気泳動粒子を用いて、例えば特許文献2では、フォトリソグラフィー法によるパターニングで、特許文献3では、フォトリソグラフィー法に加えてインクジェット法を用いて、電気泳動粒子をあらかじめ決められた画素に配置する技術が開示されている。また、特許文献4ではマイクロカプセルを収納するセル枠を予め形成して、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で、複数色の表示が可能な表示パネルが開示されている。しかし、多色のマイクロカプセルを予め決められた画素に配置することは、通常のフォトレジスト等に比較して工程が多く複雑で、技術的困難が多いのが実情であった。   In order to make this electrophoretic panel multi-colored, two or more types of multi-color electrophoretic particles are used. For example, in Patent Document 2, patterning is performed by a photolithography method, and in Patent Document 3, in addition to the photolithography method. A technique for disposing electrophoretic particles in predetermined pixels using an inkjet method is disclosed. Further, Patent Document 4 discloses a display panel capable of displaying a plurality of colors by forming a cell frame that accommodates microcapsules in advance and securely installing a plurality of microcapsules at desired positions. However, disposing multi-color microcapsules in predetermined pixels has a lot of processes and complicated technical difficulties as compared with a normal photoresist or the like.

そのため、特許文献5には、白黒電気泳動式表示パネル上にカラーフィルタ基板を貼り合せることで、マイクロカプセルと画素間の位置精度を不要とする多色表示可能な方式が発表されている。しかし、この方式は反射型表示パネルである白黒電気泳動式表示パネル上に、別に作製したカラーフィルタ基板を貼り付けるため、貼り合わせ用の接着層を中間に介在させる必要があることで、その表示明度の低下、さらにカラーフィルタ基板の貼り合わせが困難なことから生産性が低いという問題点があった。さらに、カラーフィルタ層と電気泳動層式表示層に距離が在ることから、視認角度による色合いの視差が発生し、観察角度の影響が無いという電子ペーパーの長所をなくしてしまうことになる。   For this reason, Patent Document 5 discloses a method capable of multi-color display by attaching a color filter substrate on a black and white electrophoretic display panel so that the positional accuracy between the microcapsules and the pixels is not required. However, in this method, a separate color filter substrate is pasted on a monochrome electrophoretic display panel, which is a reflective display panel. There has been a problem that the productivity is low because the brightness is lowered and it is difficult to bond the color filter substrate. Furthermore, since there is a distance between the color filter layer and the electrophoretic display layer, color parallax occurs depending on the viewing angle, and the advantage of electronic paper that there is no influence of the viewing angle is lost.

そこで、本発明者らは、マイクロカプセルインキをカラーフィルタの透明電極層上に直接積層することで、表示の明度および視野角の向上が図られることを見出した。しかし、反射濃度へのカラーフィルタ層の膜厚変化の影響はより大きくなる。また、マイクロカプセルが分散された塗工液はチキソトロピー(Thixotropy)性(以下チキソ性と略称する)が非常に高い。そのため、塗工液が塗布される際に下地のムラにより一度発生した不均一な塗工ムラは、乾燥前の状態でも平面化、均一化することはない。そのため、表示画面全体でムラのない精度の高いカラー表示を行うためには、マイクロカプセルの被塗布基材である透明電極層の下地となる視認側のカラーフィルタの平滑性が重要となる。   Therefore, the present inventors have found that the brightness of the display and the viewing angle can be improved by directly laminating the microcapsule ink on the transparent electrode layer of the color filter. However, the influence of the change in the thickness of the color filter layer on the reflection density becomes larger. The coating liquid in which the microcapsules are dispersed has a very high thixotropic property (hereinafter abbreviated as thixotropic property). Therefore, non-uniform coating unevenness once generated due to the base unevenness when the coating liquid is applied is not flattened or uniform even in a state before drying. Therefore, in order to perform high-precision color display without unevenness on the entire display screen, the smoothness of the color filter on the viewing side that is the base of the transparent electrode layer that is the substrate to which microcapsules are applied is important.

特公昭50−015115号公報Japanese Patent Publication No. 50-015115 特開2002−365668号公報JP 2002-365668 A 特開2003−156770号公報JP 2003-156770 A 特開2003−295234号公報JP 2003-295234 A 特開2003−161964号公報JP 2003-161964 A

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、多色表示マイクロカプセル型電気泳動式表示パネルにおいて、表示明度の低下や視野角の挟角化の問題点が改善され、且つ、表示品位の均質性に優れた多色表示パネルを提供することを課題としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a multicolor display microcapsule-type electrophoretic display panel, the problems of lowering display brightness and narrowing the viewing angle are improved, and display quality is improved. An object of the present invention is to provide a multicolor display panel having excellent uniformity.

本発明者らは、上記問題点を鋭意検討した結果、カラーフィルタ層の平滑性を一定の範囲に調整するすることで、マイクロカプセルインキを均一塗布し易く、濃度ムラが少ない、その結果画像の質の向上が望める多色表示パネルが得られることを見出し本発明にいたった。   As a result of diligent examination of the above problems, the present inventors have easily adjusted the smoothness of the color filter layer to a certain range, thereby facilitating uniform application of the microcapsule ink and less uneven density. The present inventors have found that a multicolor display panel that can be improved in quality can be obtained.

即ち、本発明の請求項1に係る発明は、透明基板、カラーフィルタ層、透明電極層、マイクロカプセル層、接着剤層、背面電極板をこの順に積層して構成される多色表示パネルであって、前記マイクロカプセル層は、前記透明電極層に直接積層されており、前記マイクロカプセル層は、バインダー樹脂中にマイクロカプセルを分散して構成され、前記マイクロカプセルは、透明分散媒中に電気泳動粒子を分散してなる分散液を封入したものであ
って、電圧の印加による電界変化で光学的反射特性が変化するものであり、前記背面電極板は、基材に画素電極を配した電極板である多色表示パネルにおいて、
前記カラーフィルタ層の膜厚は0.5〜2.0μmの範囲にあり、表示画面内の画素間及び画素内の段差(膜厚差)は0.3μm以内であり、隣接する各画素同士はオーバーラップしていず、且つ、台形状の各画素のトップエッジは画素境界から5.0μm以内であることを特徴とする多色表示パネルである。
That is, the invention according to claim 1 of the present invention is a multicolor display panel configured by laminating a transparent substrate, a color filter layer, a transparent electrode layer, a microcapsule layer, an adhesive layer, and a back electrode plate in this order. The microcapsule layer is directly laminated on the transparent electrode layer, and the microcapsule layer is configured by dispersing microcapsules in a binder resin, and the microcapsules are electrophoresed in a transparent dispersion medium. A dispersion liquid in which particles are dispersed is enclosed, and the optical reflection characteristics change due to an electric field change caused by application of a voltage. The back electrode plate is an electrode plate in which pixel electrodes are arranged on a base material In the multicolor display panel
The film thickness of the color filter layer is in the range of 0.5 to 2.0 μm, the level difference (thickness difference) between the pixels in the display screen and within the pixels is within 0.3 μm, and each adjacent pixel is The multicolor display panel is characterized in that it does not overlap and the top edge of each trapezoidal pixel is within 5.0 μm from the pixel boundary.

また、本発明の請求項2に係る発明は、前記電気泳動粒子が、2種の異なる表面電荷を有する粒子で、その一方が着色粒子であり他方が白色粒子であることを特徴とする請求項1に記載する多色表示パネルである。   The invention according to claim 2 of the present invention is characterized in that the electrophoretic particles are particles having two different surface charges, one of which is a colored particle and the other is a white particle. 1 is a multicolor display panel described in item 1;

本発明の多色表示パネルにおいては、膜厚差が少なく平滑性の高いカラーフィルタ層上にある透明電極層に直接マイクロカプセル層を形成させることで、マイクロカプセルインキが均一塗布し易く、また表示表面であるマイクロカプセル層とカラーフィルター層の距離が非常に接近した配置になり、画像の質が向上した多色表示パネルが得られる。また、反射型で光が2度通過することになるカラーフィルタ層の膜厚差に起因する色濃度ムラが少ない多色表示パネルが得られる。   In the multicolor display panel of the present invention, a microcapsule layer is directly formed on a transparent electrode layer on a color filter layer having a small film thickness difference and high smoothness, so that the microcapsule ink can be uniformly applied and displayed. The arrangement of the microcapsule layer and the color filter layer on the surface is very close to each other, and a multicolor display panel with improved image quality can be obtained. In addition, a multi-color display panel with little color density unevenness due to a difference in film thickness of the color filter layer in which light passes twice with a reflection type can be obtained.

また、別に作製したカラーフィルタ基板を貼り合せて形成した従来の表示パネルと比べ、本発明の構造ではマイクロカプセル層とカラーフィルター層の間には接着剤等の不要な層が存在せず、マイクロカプセル層で反射した反射光は最低限の層を通過することとなり、前記従来の表示パネルより表示明度が向上する。   In addition, compared with a conventional display panel formed by bonding a separately prepared color filter substrate, the structure of the present invention does not include an unnecessary layer such as an adhesive between the microcapsule layer and the color filter layer. The reflected light reflected by the capsule layer passes through a minimum layer, and the display brightness is improved as compared with the conventional display panel.

また、カラーフィルタ層とマイクロカプセル層の距離が離れることにより観察されるマイクロカプセル層の表示とカラーフィルタの色ズレについても、カラーフィルタ層にマイクロカプセルが近接することで、前記のような視差は観察されず、視野角の挟化が起きることはない。   In addition, regarding the display of the microcapsule layer and the color shift of the color filter observed when the distance between the color filter layer and the microcapsule layer is increased, the parallax as described above is reduced by the proximity of the microcapsule to the color filter layer. It is not observed and the viewing angle is not pinched.

また、本発明の多色表示パネルにおいては、カラーフィルタ層の平滑性が高く、その上に形成される透明電極層が平滑に形成され、その対に形成される画素電極層との間隔が容易に一定に保たれることから、マイクロカプセルに均一な電圧が印加されため、表示ムラがなく画像表示品位が向上する。   Further, in the multicolor display panel of the present invention, the color filter layer has high smoothness, the transparent electrode layer formed thereon is formed smoothly, and the distance from the pixel electrode layer formed in the pair is easy. Therefore, since a uniform voltage is applied to the microcapsules, there is no display unevenness and the image display quality is improved.

本発明の多色表示パネルの一実施形態に係る構成を断面で説明する概略図。Schematic explaining the structure which concerns on one Embodiment of the multicolor display panel of this invention in a cross section. 本発明の多色表示パネルの一実施形態に係る構成を拡大断面で説明する模式図。The schematic diagram explaining the structure which concerns on one Embodiment of the multicolor display panel of this invention in an expanded cross section. 本発明の多色表示パネルを構成するカラーフィルタの一例の拡大断面の模式図。The schematic diagram of the expanded section of an example of the color filter which comprises the multicolor display panel of this invention. 本発明の多色表示パネルを構成するカラーフィルタの一実施例の拡大平面説明図。FIG. 3 is an enlarged plan view illustrating an embodiment of a color filter constituting the multicolor display panel of the present invention.

本発明の多色表示パネルを、その一実施形態に基づいて以下に詳細に説明する。   The multicolor display panel of the present invention will be described in detail below based on one embodiment thereof.

図1は本発明の一実施形態に係る多色表示パネルの構成例を断面で説明する概略図であり、図2はその拡大断面で説明する模式図である。図1及び図2に示すように、本発明の多色表示パネルは、透明基板(1)上にカラーフィルタ層(2)および透明電極層(4)
を有し、かつ、前記透明電極層(4)上に、透明分散媒中に電気泳動粒子を分散した分散液を封入した、電圧の印加による電界変化で光学的反射特性が変化するマイクロカプセル(5)がバインダー樹脂(11)に分散したマイクロカプセル層(10)が直接積層されたマイクロカプセル付カラーフィルタと、前記マイクロカプセル層(10)に、接着剤層(16)を介して、画素電極(30)を配した背面基材(50)からなる背面電極板が積層された断面構造である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a multicolor display panel according to an embodiment of the present invention in cross section, and FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an enlarged cross section thereof. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the multicolor display panel of the present invention comprises a color filter layer (2) and a transparent electrode layer (4) on a transparent substrate (1).
And a microcapsule having an optical reflection characteristic that changes due to an electric field change by applying a voltage, wherein a dispersion liquid in which electrophoretic particles are dispersed in a transparent dispersion medium is enclosed on the transparent electrode layer (4). 5) a color filter with a microcapsule in which a microcapsule layer (10) dispersed in a binder resin (11) is directly laminated, and a pixel electrode through the adhesive layer (16) on the microcapsule layer (10). It is a cross-sectional structure in which a back electrode plate made of a back substrate (50) provided with (30) is laminated.

また、図示しないが、必要に応じて、マイクロカプセル層(10)上にマイクロカプセル(5)の凹凸を軽減させるため、バインダー樹脂のみをオーバーコートした表面平滑化層が設けられている。   Although not shown, a surface smoothing layer that is overcoated only with a binder resin is provided on the microcapsule layer (10) to reduce the unevenness of the microcapsules (5) as necessary.

透明基板(1)としては、ソーダ石灰ガラス、低アルカリ硼珪酸ガラス、無アルカリアルミノ硼珪酸ガラスなどのガラス板や、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリカーボネート、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルホン、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル等の樹脂板が用いられる。   Transparent substrates (1) include glass plates such as soda lime glass, low alkali borosilicate glass, non-alkali aluminoborosilicate glass, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate, polyimide, polyethylene naphthalate, polyethersulfone, acrylic resin A resin plate such as polyvinyl chloride is used.

本発明の多色表示パネルにおいて、カラーフィルタ層(2)の平面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出来、例えば、微細な帯(ストライプ)状のフィルタセグメントを平行または交差して配置したもの、あるいは微細なフィルタセグメントを縦横一定の配列で配置したものから構成される。例えば、図4に示すような、RGBWを組み合わせた画素構成を用いることが多いがこれに制限されるものではない。本発明に用いられるカラーフィルタ層(2)には、複数の着色パターンが設けられ、画素領域のそれぞれに着色画素が配置されている。着色画素は、画素ごとに透過光を着色するもので、一般に、光の三原色に相当する赤色(R),緑色(G),青色(B)の三色、あるいは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の3原色の着色画素を配列している。なお、ここで、Wはフォトスペーサ等に用いられる透明樹脂で、より多くの反射光を利用して明度をあげることが出来るように着色画素と組み合わせてもちいるもので、本発明の多色表示パネルを構成するカラーフィルタ層には、通常ブラックマトリックスは用いない。   In the multicolor display panel of the present invention, the planar pattern shape of the color filter layer (2) is not particularly limited, and a suitable shape can be used as appropriate, for example, a fine band (striped) filter segment. Are arranged in parallel or intersecting with each other, or fine filter segments are arranged in a certain arrangement in the vertical and horizontal directions. For example, a pixel configuration combining RGBW as shown in FIG. 4 is often used, but the present invention is not limited to this. The color filter layer (2) used in the present invention is provided with a plurality of colored patterns, and colored pixels are arranged in each of the pixel regions. The colored pixels are used to color the transmitted light for each pixel, and are generally three colors of red (R), green (G), and blue (B) corresponding to the three primary colors of light, or yellow (Y) and magenta ( The colored pixels of the three primary colors M) and cyan (C) are arranged. Here, W is a transparent resin used for a photo spacer or the like, which can be combined with colored pixels so that the brightness can be increased by using more reflected light. In general, a black matrix is not used for the color filter layer constituting the panel.

本発明の多色表示パネルにおいて、カラーフィルタ層(2)の断面形状は、図3に示すように、マイクロカプセルインキの塗布適性及び画像表示特性から一定の形状に調整される。カラーフィルタ層の膜厚は0.5〜2.0μm、好ましくは0.7〜1.3μmの範囲とする。本発明の多色表示パネルにおいては、光が2回カラーフィルタ層を通過することから、明度を確保するために透過型に比較して膜厚を薄くするか、又は、透過率の高い色特性を有する着色樹脂を使用する。膜厚が0.5μm未満では、必要な着色濃度と透明基板への接着性のバランスがとれない。また、膜厚が2.0μmを超える場合は、現像等での膜厚の変動が抑えきれない問題がある。   In the multicolor display panel of the present invention, as shown in FIG. 3, the cross-sectional shape of the color filter layer (2) is adjusted to a certain shape from the applicability of the microcapsule ink and the image display characteristics. The film thickness of the color filter layer is 0.5 to 2.0 μm, preferably 0.7 to 1.3 μm. In the multicolor display panel of the present invention, since light passes through the color filter layer twice, the film thickness is reduced compared to the transmissive type in order to ensure lightness, or color characteristics with high transmittance. A colored resin having is used. If the film thickness is less than 0.5 μm, the required coloring density and the adhesion to the transparent substrate cannot be balanced. Further, when the film thickness exceeds 2.0 μm, there is a problem that the film thickness variation due to development or the like cannot be suppressed.

表示画面内の画素間の段差(膜厚差)は0.3μm以内、好ましくは0.1μmとなるようにする。画素間の段差が0.3μmを超えると、色濃度差が認識されるようになり、また、マイクロカプセルインクの塗布面にうねりのようなムラが生じ、画像表示に影響が出ることがある。この膜厚差は、レジストインキの組成、露光条件及び現像条件等でコントロール可能である。   The level difference (film thickness difference) between the pixels in the display screen is set to be within 0.3 μm, preferably 0.1 μm. When the level difference between the pixels exceeds 0.3 μm, the color density difference is recognized, and unevenness such as undulation occurs on the application surface of the microcapsule ink, which may affect the image display. This film thickness difference can be controlled by resist ink composition, exposure conditions, development conditions, and the like.

また、バックライトを使用する液晶表示パネル用のカラーフィルタではコントラストと混色を避けるために、各画素パターン間にはブラックマトリックス(BM)を用い、また、BMを用いない場合も光漏れを避けるために隣接する画素同士をオーバーラップさせる。そのため、画素のエッジが盛り上がり、その高さが0.3μmを超えた場合には、マイクロカプセルインキの偏りが生じて、塗布面の均一性に影響が出る。そこで、本発明に係
るカラーフィルタでは、画素同士はオーバーラップさせない。各画素の最終的な断面形状は通常台形状になるが、隣接する各画素同士はその台形のボトムエッジで接触または若干離れた状態でオーバーラップさせず、且つ、台形状の各画素のトップエッジは画素境界から5.0μm以内、好ましくは3.5μm以内とする。このような断面形状にすることで、画素の盛り上がりがなく、マイクロカプセルインキの偏りがなく塗布可能であると共に、表面うねりと見られる画像ムラの発生が抑制可能となり、かつ、反射光の利用効率の良い明度の高い表示パネルが得られる。
In order to avoid contrast and color mixing in a color filter for a liquid crystal display panel using a backlight, a black matrix (BM) is used between pixel patterns, and light leakage is avoided even when no BM is used. The pixels adjacent to each other are overlapped. Therefore, when the edge of the pixel rises and its height exceeds 0.3 μm, the microcapsule ink is biased and the uniformity of the coated surface is affected. Therefore, in the color filter according to the present invention, pixels do not overlap each other. The final cross-sectional shape of each pixel is usually trapezoidal, but adjacent pixels do not overlap with each other at the trapezoidal bottom edge and do not overlap each other, and the top edge of each trapezoidal pixel Is within 5.0 μm from the pixel boundary, preferably within 3.5 μm. With such a cross-sectional shape, there is no swell of pixels, there is no unevenness of the microcapsule ink, it is possible to suppress the occurrence of image unevenness that appears as surface undulations, and the utilization efficiency of reflected light A display panel with good brightness and high brightness can be obtained.

このカラーフィルタ層の製造は、一般に、感光性樹脂に顔料や染料などの着色剤を分散混入した着色感光性樹脂や透明な感光性樹脂を、ガラス基板上に、スピンコート法あるいはスピンレスコート法で均一厚さに塗布し、余剰の溶剤を乾燥除去したあと、フォトリソグラフ法によりこのレジスト膜に対して所望形状のフォトマスクを介して、プロキシミティ露光(近接露光)などで超高圧水銀灯を使用して活性エネルギー線を照射し、硬化(ネガ型)またはアルカリ溶解度を高め(ポジ型)、アルカリ溶液などで溶解する部分を除去することにより現像してポストベークを施す操作を、必要数だけ繰り返すことにより行われる。なお、本発明では上記した製法に特に制限するものではない。   In general, the color filter layer is manufactured by applying a colored photosensitive resin or a transparent photosensitive resin, in which a coloring agent such as a pigment or a dye is dispersed and mixed in a photosensitive resin, onto a glass substrate by a spin coating method or a spinless coating method. After applying to a uniform thickness and drying and removing excess solvent, an ultra-high pressure mercury lamp is used for proximity exposure (proximity exposure) through a photomask of the desired shape for this resist film by photolithography. Then, irradiate with active energy rays, cure (negative type) or increase alkali solubility (positive type), repeat the necessary number of steps to develop and post-bake by removing the part that dissolves with alkaline solution etc. Is done. In the present invention, the production method is not particularly limited.

そして、カラーフィルタ層(2)には、必要に応じて、表面を研磨・平坦化した後、透明電極層(4)を設ける。透明電極材として使用することができるものは、例えばITO等の酸化インジウム系、酸化スズ系、酸化亜鉛系のような透明性を有する導電性酸化物等である。この透明電極の形成には蒸着法、スパッタ法、CVD法などの従来技術を用いることができる。   The color filter layer (2) is provided with a transparent electrode layer (4) after polishing and flattening the surface as necessary. What can be used as the transparent electrode material is a conductive oxide having transparency such as indium oxide, tin oxide and zinc oxide such as ITO. Conventional techniques such as vapor deposition, sputtering, and CVD can be used to form the transparent electrode.

以下に、本発明の多色表示パネルを構成するマイクロカプセル付カラーフィルタの表示原理の概略を述べる。   The outline of the display principle of the color filter with microcapsules constituting the multicolor display panel of the present invention will be described below.

図2に示すように、背面基材(50)上の画素電極(30)は、各々の画素電極のスイッチング素子(表示せず)に接続されていて、透明電極層(4)との間に正負の電圧を印加することができる。画像表示するためには、通常、画素電極(30)はアクティブマトリクス型駆動方式の回路構成の電源に接続される。画素電極(30)に電圧を印加させると、マイクロカプセル層(10)にかかる電界が変動する。画素電極(30)が正極のときは、マイクロカプセル(5)内の負に帯電している粒子は、背面の画素電極(30)側へ移動し、正に帯電している粒子は、前面の透明電極層(4)側に移動する。同様に、画素電極(30)が負極になれば、正に帯電している粒子は画素電極側に移動し、負に帯電している粒子は透明電極層(4)側へ移動する。ここで、例えば黒色粒子が正に帯電し、白色粒子が負に帯電するようにしておけば、表示色は前面の透明電極層(4)側へ移動した粒子の色になるので、観察側からの光がそれに反射して反射光が対向するカラーフィルタ層の着色パターンを通ることで所望の文字や画像を色表示することができる。   As shown in FIG. 2, the pixel electrode (30) on the back substrate (50) is connected to a switching element (not shown) of each pixel electrode, and between the transparent electrode layer (4). Positive and negative voltages can be applied. In order to display an image, the pixel electrode (30) is usually connected to a power source having a circuit configuration of an active matrix drive system. When a voltage is applied to the pixel electrode (30), the electric field applied to the microcapsule layer (10) varies. When the pixel electrode (30) is positive, the negatively charged particles in the microcapsule (5) move to the back pixel electrode (30) side, and the positively charged particles are It moves to the transparent electrode layer (4) side. Similarly, when the pixel electrode (30) becomes a negative electrode, the positively charged particles move to the pixel electrode side, and the negatively charged particles move to the transparent electrode layer (4) side. Here, for example, if the black particles are positively charged and the white particles are negatively charged, the display color becomes the color of the particles moved to the transparent electrode layer (4) side of the front surface. The desired character or image can be displayed in color by passing the colored pattern of the color filter layer where the reflected light is reflected and the reflected light is opposed.

次に、本発明の多色表示パネルに使用する材料、部材について、さらに説明する。   Next, materials and members used for the multicolor display panel of the present invention will be further described.

マイクロカプセル付カラーフィルタの形成に用いられるマイクロカプセル(5)は着色粒子(6)、白色粒子(7)、透明分散媒(8)、およびマイクロカプセル殻(9)からなる。   The microcapsule (5) used for forming the color filter with microcapsules is composed of colored particles (6), white particles (7), a transparent dispersion medium (8), and a microcapsule shell (9).

一般にマイクロカプセル型の電気泳動式表示パネルに使用されているマイクロカプセルは、篩い分け法や比重分離法などにより精製されていて、平均粒径が30〜100μmであり、さらに、カプセルの平均粒径に対し前後10μm以内の粒径を有するマイクロカプセルの割合は少なくとも50%を超える。本発明の多色表示パネルに使用するマイクロカプセルは、マイクロカプセル層中で前記した粒度分布となるよう調整される。   In general, microcapsules used in microcapsule-type electrophoretic display panels are refined by a sieving method or a specific gravity separation method, and have an average particle size of 30 to 100 μm. On the other hand, the proportion of microcapsules having a particle size within 10 μm before and after exceeds at least 50%. The microcapsules used in the multicolor display panel of the present invention are adjusted to have the particle size distribution described above in the microcapsule layer.

マイクロカプセル分散液は、アルコールなどの水系溶剤が使用され、特に問題なければ水を使用する。   For the microcapsule dispersion, an aqueous solvent such as alcohol is used, and water is used if there is no particular problem.

透明分散媒(8)としては、帯電粒子が良好・安定に帯電することが出来る絶縁性液体、つまり、実質的に水に不溶の有機溶媒から選択される。例えば、ドデカノール、ウンデカノール等の長鎖アルコール系溶媒や、ジブチルケトン、メチルイソブチルケトン等の多炭素ケトン類や、ペンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素や、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素や、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキシルベンゼン、ブチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼン、トリデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン等の長鎖アルキル基を有するベンゼン類等の芳香族炭化水素や、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、1,2−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素や、シリコーンオイル、オリーブオイル等の種々の油類のいずれか単体、あるいはこれらの混合物が挙げられる。   The transparent dispersion medium (8) is selected from an insulating liquid capable of charging charged particles well and stably, that is, an organic solvent substantially insoluble in water. For example, long-chain alcohol solvents such as dodecanol and undecanol, polycarbon ketones such as dibutyl ketone and methyl isobutyl ketone, aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane and octane, and alicyclic groups such as cyclohexane and methylcyclohexane Benzenes with long-chain alkyl groups such as hydrocarbons, benzene, toluene, xylene, hexylbenzene, butylbenzene, octylbenzene, nonylbenzene, decylbenzene, undecylbenzene, dodecylbenzene, tridecylbenzene, tetradecylbenzene, etc. Aromatic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride and 1,2-dichloroethane, and various oils such as silicone oil and olive oil, or a mixture thereof. Be mentioned

着色粒子(6)としての黒色電気泳動粒子には、アニリンブラック、カーボンブラック等の黒色顔料のほか、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。なお、カラーフィルタによる多色表示を行う本発明の多色表示パネルでは、通常、カーボンブラックを用いた黒色粒子を使用する。また、白色粒子(7)としての白色電気泳動粒子は、公知の酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛等の白色無機顔料、酢酸ビニルエマルションなどの有機化合物、さらにはこれらの複合体などを使用する。   As the black electrophoretic particles as the colored particles (6), in addition to black pigments such as aniline black and carbon black, fine powders such as glass or resin, and composites thereof are used. In the multicolor display panel of the present invention that performs multicolor display using a color filter, normally, black particles using carbon black are used. The white electrophoretic particles as the white particles (7) use known white inorganic pigments such as titanium oxide, silica, alumina and zinc oxide, organic compounds such as vinyl acetate emulsion, and composites thereof. .

なお、着色粒子(6)および白色粒子(7)は必要に応じて、粒子の表面を種々の界面活性剤、分散剤、有機および無機化合物、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、透明分散媒(8)中での分散安定性を向上させることができる。   The colored particles (6) and the white particles (7) may have a desired surface charge by treating the surface of the particles with various surfactants, dispersants, organic and inorganic compounds, metals, etc. as necessary. Not only can be imparted, but also the dispersion stability in the transparent dispersion medium (8) can be improved.

着色粒子(6)および白色粒子(7)を透明分散媒(8)に分散した分散液Aは、混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マイクロカプセルに封入する。マイクロカプセルの殻(9)は、例えばゴムやゼラチンの膜である。マイクロカプセルを形成する材料としては、光を十分に透過させる材料が好ましく、具体的には、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル酸エステル樹脂、メタクリル酸エステル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ゴム、ゼラチン等が挙げられる。これらを単独、あるいは、2種以上混合して使用することも可能である。   Dispersion A in which colored particles (6) and white particles (7) are dispersed in a transparent dispersion medium (8) is a phase separation method such as a mixed coacervation method, an interfacial polymerization method, an in-situ method, and a solution dispersion cooling method. Etc., and encapsulating in microcapsules using a known method. The shell (9) of the microcapsule is, for example, a rubber or gelatin film. As a material for forming the microcapsule, a material that transmits light sufficiently is preferable. Specifically, urea-formaldehyde resin, melamine-formaldehyde resin, polyester resin, polyurethane resin, polyethylene resin, polystyrene resin, polyamide resin, acrylic resin are preferable. Acid ester resin, methacrylic ester resin, vinyl acetate resin, rubber, gelatin and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

精製した粒径分布の異なるマイクロカプセルを分散したマイクロカプセル分散液に、増粘剤、界面活性剤およびバインダー樹脂(11)などを混合しマイクロカプセルインキを調合する。マイクロカプセルインキのバインダー樹脂(11)にはポリ乳酸、フェノール樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂などの誘電体樹脂を用いる。なお、2種類以上のマイクロカプセルインキを調合した後に、それらを混合する場合は、混合後のインキ密度変化を防止するため、混合するインキの密度を調整して等しくする。   A microcapsule dispersion is prepared by mixing a thickener, a surfactant, a binder resin (11), and the like with a microcapsule dispersion in which microcapsules having different particle size distributions are dispersed. For the binder resin (11) of the microcapsule ink, a dielectric resin such as polylactic acid, phenol resin, polypropylene resin, acrylic resin, or urethane resin is used. When two or more kinds of microcapsule inks are mixed and then mixed, in order to prevent a change in ink density after mixing, the density of the inks to be mixed is adjusted to be equal.

マイクロカプセル層(10)は、前記のマイクロカプセルインキを、前記したように、予めカラーフィルタ層(2)、透明電極層(4)が設けられたガラス基板または樹脂基板からなる透明基板(1)の透明電極層(4)上に直接塗布して形成する。塗布は、スクリーン印刷方式、マイクログラビアコーター、キスコーター、コンマコーター、ダイコーター、バーコーダー、カーテンコーターなどの塗布装置を用いて行うことができるが、本発明においては、スロットダイコーターが好ましく用いることができる。   As described above, the microcapsule layer (10) is a transparent substrate (1) comprising a glass substrate or a resin substrate on which the color filter layer (2) and the transparent electrode layer (4) are provided in advance as described above. It is directly coated on the transparent electrode layer (4). The coating can be performed using a coating apparatus such as a screen printing method, a micro gravure coater, a kiss coater, a comma coater, a die coater, a bar coder, or a curtain coater. In the present invention, a slot die coater is preferably used. it can.

上記のごとく形成したマイクロカプセル層(10)は表面が凸凹しているため、マイクロカプセルを挟み込む電極間の距離が一定になりにくい。そのため、マイクロカプセル層(10)の上に表面平滑化インキを塗布し表面平滑化層を形成するのが良い。この表面平滑層の形成を行うことで、接着剤を表面平滑層上に直接塗布することが可能になる。これは、表面平滑層なしで接着剤を直接塗布すると、マイクロカプセル層(10)にピンホールなどの未塗布箇所があると、接着剤が直接カラーフィルタ側の透明電極層(4)に触れ、誘電率が変化してしまい、マイクロカプセルに電圧が印加されにくくなり、結果として表示が不明瞭になることが避けられる。   Since the surface of the microcapsule layer (10) formed as described above is uneven, the distance between the electrodes sandwiching the microcapsule is difficult to be constant. Therefore, it is preferable to apply a surface smoothing ink on the microcapsule layer (10) to form a surface smoothing layer. By forming the surface smooth layer, the adhesive can be directly applied onto the surface smooth layer. This is because when the adhesive is directly applied without a surface smoothing layer, if there are uncoated portions such as pinholes in the microcapsule layer (10), the adhesive directly touches the transparent electrode layer (4) on the color filter side, It can be avoided that the dielectric constant changes and it becomes difficult to apply a voltage to the microcapsule, resulting in an unclear display.

表面平滑化インキは、バインダーとして樹脂を溶剤に分散したものである。バインダー成分としては、マイクロカプセルインキで使用したバインダー樹脂成分または接着剤層で使用しているバインダー成分と同じ誘電率である樹脂が好ましい。なかでも、マイクロカプセルインキ、接着剤層に使用したバインダー樹脂成分と同一であり、かつ表面平滑化インキのバインダー樹脂成分も同一であることが、最も好ましい。誘電率が異なる樹脂を使用すると、電極間に誘電率が異なる樹脂が積層され、しかもそれぞれの樹脂の厚さが、その部分にあるマイクロカプセルのサイズによって異なる状態になる。すると、各樹脂の誘電率の違いからマイクロカプセルに印加される電圧が画面全域で均一になり難いからである。   The surface smoothing ink is obtained by dispersing a resin in a solvent as a binder. As the binder component, a resin having the same dielectric constant as that of the binder resin component used in the microcapsule ink or the binder component used in the adhesive layer is preferable. Especially, it is the most preferable that it is the same as the binder resin component used for the microcapsule ink and the adhesive layer, and the binder resin component of the surface smoothing ink is also the same. When resins having different dielectric constants are used, resins having different dielectric constants are laminated between the electrodes, and the thickness of each resin varies depending on the size of the microcapsule in the portion. This is because the voltage applied to the microcapsules is difficult to be uniform over the entire screen due to the difference in dielectric constant of each resin.

表面平滑化インキの溶剤としては、マイクロカプセルインキに使用したものを使用することができるが、その他アルコールなどの水系溶剤を使用してもよい。表面平滑化インキの塗布は、カーテンコーター、スロットダイコータなどの塗布装置を用いて行う。ブレードコート等の塗液を掻き切る塗布方式は、マイクロカプセル層内のマイクロカプセルを破裂させるので、使用することができない。   As the solvent for the surface smoothing ink, those used for the microcapsule ink can be used, but other aqueous solvents such as alcohols may be used. The surface smoothing ink is applied using a coating apparatus such as a curtain coater or a slot die coater. The coating method of scraping off the coating liquid such as blade coating cannot be used because it bursts the microcapsules in the microcapsule layer.

表面平滑化層の厚さは、10〜30μmとすることが好ましい。10μm以下ではマイクロカプセル表面の凹凸が平滑にならない。一方、30μm以上では電極間距離が広がってしまい、駆動電圧が上がる原因となる。   The thickness of the surface smoothing layer is preferably 10 to 30 μm. When the thickness is 10 μm or less, the unevenness of the microcapsule surface is not smooth. On the other hand, if it is 30 μm or more, the distance between the electrodes increases, which causes the drive voltage to increase.

以上のごとくして表面平滑化層を形成して、溶剤を十分に蒸発させることで、マイクロカプセル付カラーフィルタが形成される。このマイクロカプセル付カラーフィルタと、背面基材に画素電極を配した背面電極板を接着剤層を介して、カラーフィルタの着色パターン(画素)と背面電極の画素電極を位置合わせしながら貼り合わせて積層することによって、本発明の電気泳動式の多色表示パネルが完成する。   As described above, the surface smoothing layer is formed and the solvent is sufficiently evaporated to form a color filter with microcapsules. The color filter with microcapsules and the back electrode plate with pixel electrodes on the back substrate are bonded to each other through the adhesive layer while aligning the color pattern of the color filter (pixels) and the back electrode electrodes. By laminating, the electrophoretic multicolor display panel of the present invention is completed.

接着剤として使用することができるものは、ウレタン樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤などの合成樹脂系接着剤が好ましい。特に高誘電体樹脂を使用した接着剤であるものが好ましい。   What can be used as the adhesive is preferably a synthetic resin adhesive such as a urethane resin adhesive or an acrylic resin adhesive. In particular, an adhesive using a high dielectric resin is preferable.

接着剤は、上記したマイクロカプセル層、あるいは画素電極上に直接塗布することも可能であるが、本発明の製造方法では、シリコン膜と樹脂基板の間に導電層を形成した樹脂剥離基板上に、前記したマイクロカプセルインキに用いたバインダー樹脂と同様な成分を用いた接着剤を塗布して接着剤シートとして適用することが好ましい。マイクロカプセルインキに用いたバインダー樹脂と同様な成分の接着剤を用いることで、樹脂の界面の親和性が高まり、剥離が起こりにくくなり、また誘電率が類似しているために、マイクロカプセルに印加される電圧が面で一定になりやすい利点が挙げられる。   The adhesive can be applied directly on the microcapsule layer or the pixel electrode. However, in the manufacturing method of the present invention, the adhesive is formed on a resin release substrate in which a conductive layer is formed between the silicon film and the resin substrate. It is preferable to apply an adhesive using the same components as the binder resin used in the microcapsule ink and apply it as an adhesive sheet. By using an adhesive with the same components as the binder resin used in the microcapsule ink, the affinity at the interface of the resin is increased, peeling does not occur easily, and the dielectric constant is similar, so it is applied to the microcapsule. An advantage is that the applied voltage tends to be constant in terms of surface.

また、シリコン膜と樹脂基板の間に導電層を形成した樹脂剥離基板を用いることで、マイクロカプセル付カラーフィルタに上記した接着剤シートをラミネートした多層基板、い
わゆるカラーフィルタ電気泳動表示方式前面板での駆動評価、品質確認を行うことができる。なお、ここでの導電層は、透明性を必要としないため、銅、アルミニュウムなどの金属を蒸着、電着形成した薄膜や、導電性ポリマーを塗布形成した膜であっても良い。
Moreover, by using a resin release substrate in which a conductive layer is formed between a silicon film and a resin substrate, a multilayer substrate in which the above adhesive sheet is laminated on a color filter with microcapsules, a so-called color filter electrophoretic display type front plate Drive evaluation and quality confirmation. Note that the conductive layer here does not require transparency, and may be a thin film formed by vapor deposition and electrodeposition of a metal such as copper or aluminum, or a film formed by applying a conductive polymer.

以下に、本発明の具体的実施例について説明する。   Specific examples of the present invention will be described below.

<実施例1>
ポリエチレン樹脂で表面を被覆した平均粒径3μmの酸化チタン粉末(白色粒子)と、アルキルトリメチルアンモニウムクロライドで表面処理した平均粒径4μmのカーボンブラック粉末(黒色粒子)を透明分散媒のテトラクロロエチレンに分散し、分散液Aを得た。この場合、白色粒子が負に帯電し、黒色粒子が正に帯電する。
<Example 1>
Disperse titanium oxide powder (white particles) with an average particle diameter of 3 μm coated with a polyethylene resin and carbon black powder (black particles) with an average particle diameter of 4 μm surface-treated with alkyltrimethylammonium chloride in tetrachloroethylene as a transparent dispersion medium. Dispersion A was obtained. In this case, the white particles are negatively charged and the black particles are positively charged.

次いで、水にゼラチンとポリスチレンスルホン酸ナトリウムを溶解した水溶液を調製し、分散液Aと混合し、液温を40℃に調整した後、液温を保持しながら、ホモジナイザーにより攪拌し、O/Wエマルションを得た。   Next, an aqueous solution in which gelatin and sodium polystyrene sulfonate are dissolved in water is prepared, mixed with dispersion A, adjusted to a liquid temperature of 40 ° C., and stirred with a homogenizer while maintaining the liquid temperature. An emulsion was obtained.

次に、得られたO/Wエマルションと、水にアラビアゴムを溶解した水溶液とを、40℃でディスペンサーを用いて混合し、液温を40℃に維持しながら、酢酸を用いて溶液のpHを4に調整し、コンプレックス・コアセルベーション法によりゼラチン−アラビアゴムを殻材とするマイクロカプセルを形成した。   Next, the obtained O / W emulsion and an aqueous solution in which gum arabic was dissolved in water were mixed using a dispenser at 40 ° C., and the pH of the solution was adjusted using acetic acid while maintaining the liquid temperature at 40 ° C. Was adjusted to 4, and microcapsules having gelatin-gum arabic as a shell material were formed by a complex coacervation method.

更に、液温を5℃に低下させた後、37質量%ホルマリン溶液を加えてマイクロカプセル殻の壁材を硬化させ、白色粒子(酸化チタン粒子)と黒色粒子(カーボンブラック粒子)が分散した分散液Aを封入したマイクロカプセルを得た。   Further, after the liquid temperature was lowered to 5 ° C., a 37 mass% formalin solution was added to harden the wall material of the microcapsule shell, and dispersion in which white particles (titanium oxide particles) and black particles (carbon black particles) were dispersed A microcapsule enclosing the liquid A was obtained.

このようにして得られたマイクロカプセルを篩い分けして、平均粒径が40μmで、かつ、30〜50μmの粒径のマイクロカプセルの割合が50%以上になるように、粒径をそろえた。   The microcapsules thus obtained were sieved, and the particle diameters were adjusted so that the average particle diameter was 40 μm and the ratio of microcapsules having a particle diameter of 30 to 50 μm was 50% or more.

次に、上記粒径をそろえたマイクロカプセルを固形分として、固形分40質量%のマイクロカプセルの水分散液を調整した。その水分散液と、固形分25質量%のウレタン系バインダー(CP−7050、DIC株式会社製)と、界面活性剤と、増粘剤と、純水を混合し、マイクロカプセルインキを作製した。   Next, an aqueous dispersion of microcapsules having a solid content of 40% by mass was prepared using the microcapsules having the same particle size as a solid content. The aqueous dispersion, a urethane binder having a solid content of 25% by mass (CP-7050, manufactured by DIC Corporation), a surfactant, a thickener, and pure water were mixed to prepare a microcapsule ink.

一方、カラーフィルタを以下の方法で作成した。ここで部は全て質量部である。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した。   On the other hand, a color filter was prepared by the following method. Here, all parts are parts by mass. First, 50 parts of butyl methacrylate, 20 parts of methyl methacrylate and 30 parts of acrylic acid were copolymerized using cyclohexanone as a solvent to prepare an acrylic resin.

このアクリル樹脂25部に対し、溶媒が47部の比率になるようにアクリル樹脂溶液を調製し、これに赤色顔料(Pigment Red22)20部を配合し、ビーズミルで1時間分散した。その後、更に、感光性モノマーとしてジペンタエリスリトール4部、ヘキサアクリレート4部、および光重合開始剤としてビス(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0.3部をディスパーにて混合し、赤色フォトレジスト材料を調整した。   An acrylic resin solution was prepared so that the solvent was in a ratio of 47 parts with respect to 25 parts of this acrylic resin, and 20 parts of a red pigment (Pigment Red 22) was added thereto and dispersed in a bead mill for 1 hour. Thereafter, further 4 parts of dipentaerythritol and 4 parts of hexaacrylate as photosensitive monomers and 0.3 part of bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide as a photopolymerization initiator were mixed in a disper. A red photoresist material was prepared.

この赤色フォトレジスト材料を、縦400mm×横320mm、厚さ0.7mmの透明ガラス基板上にスピンコートし、常温で5分間放置して膜表面を平滑化した後、70℃で20分間乾燥させ、赤色フォトレジスト層を形成した。   This red photoresist material was spin-coated on a transparent glass substrate having a length of 400 mm × width of 320 mm and a thickness of 0.7 mm, left at room temperature for 5 minutes to smooth the film surface, and then dried at 70 ° C. for 20 minutes. A red photoresist layer was formed.

そして、この赤色フォトレジスト層に、図4(b)に示すように、表示画面が縦97.28mm×横128.08mmの6型パネルが6面付けされ、図4(a)に示すように、サブ画素サイズが151μm×153μmで、RGBWで構成される画素サイズが302μm×306μmの画素縦横に繰り返されるパターンに対応したフォトマスクを、赤色露光の位置に設置し、超高圧水銀灯により、露光量150mJ/cmの条件で密着露光した。露光後、温度20℃の1%炭酸ナトリウム水溶液を噴出圧力1Kg/cmで噴霧するスプレー現像を20秒間行い、未露光部位を除去して、ガラス基板を露出させた。現像処理後のガラス基板を乾燥した後、230℃で1時間加熱することにより硬膜処理を行い、膜厚1.1μmの赤色パターンを得た。 Then, as shown in FIG. 4B, this red photoresist layer is provided with six 6-inch panels with a display screen length of 97.28 mm × width 128.08 mm, as shown in FIG. 4A. A photomask corresponding to a pattern of subpixel size 151 μm × 153 μm and RGBW pixel size 302 μm × 306 μm repeated vertically and horizontally is placed at the red exposure position, and the exposure amount is measured with an ultra high pressure mercury lamp. The contact exposure was performed under the condition of 150 mJ / cm 2 . After the exposure, spray development was performed for 20 seconds by spraying a 1% aqueous sodium carbonate solution at a temperature of 20 ° C. at an ejection pressure of 1 Kg / cm 2 to remove the unexposed area and expose the glass substrate. After drying the glass substrate after the development treatment, the film was hardened by heating at 230 ° C. for 1 hour to obtain a red pattern having a thickness of 1.1 μm.

次に、この赤色パターンが形成されたガラス基板上に、色材として緑色顔料(Pigment Green7)を用い、前記した赤色フォトレジストと同様の組成で作成した緑色フォトレジスト材料を使用し、緑色フォトレジスト層を形成した。そして、前記と同様のフォトマスクを、緑色パターンを形成する位置に移動設置し、露光量200mJ/cmの条件で密着露光した。露光後、温度20℃の1%炭酸ナトリウム水溶液を噴出圧力1Kg/cmで噴霧するスプレー現像を30秒間行い、未露光部位を除去して、ガラス基板を露出させた。現像処理後のガラス基板を乾燥した後、前記と同様に230℃で1時間加熱することにより硬膜処理を行い、膜厚1.2μmの緑色パターンを得た。 Next, on the glass substrate on which the red pattern is formed, a green pigment (Pigment Green 7) is used as a coloring material, and a green photoresist material prepared with the same composition as the above-described red photoresist is used. A layer was formed. Then, the same photomask as described above was moved to the position where the green pattern was to be formed, and contact exposure was performed under an exposure amount of 200 mJ / cm 2 . After the exposure, spray development in which a 1% sodium carbonate aqueous solution at a temperature of 20 ° C. was sprayed at an ejection pressure of 1 Kg / cm 2 was performed for 30 seconds to remove unexposed portions and expose the glass substrate. After the glass substrate after the development treatment was dried, a hardening treatment was performed by heating at 230 ° C. for 1 hour in the same manner as described above to obtain a green pattern having a thickness of 1.2 μm.

更に、前記と同様に、色材として青色顔料(Pigment Blue15:6)を用いて青色フォトレジスト材料を使用し、青色フォトレジスト層を形成した。そして、前記と同様のフォトマスクを、青色パターンを形成する位置に移動設置して密着露光して現像を行い、未露光部位を除去してガラス基板を露出させた。現像処理後のガラス基板を乾燥した後、前記と同様に230℃で1時間加熱することにより硬膜処理を行い、膜厚1.1μmの青色パターンを得た。   Further, as described above, a blue photoresist layer was formed by using a blue photoresist material using a blue pigment (Pigment Blue 15: 6) as a color material. Then, a photomask similar to that described above was moved and installed at the position where the blue pattern was to be formed, closely exposed and developed, and the unexposed areas were removed to expose the glass substrate. The glass substrate after the development treatment was dried, and then hardened by heating at 230 ° C. for 1 hour in the same manner as described above to obtain a blue pattern having a thickness of 1.1 μm.

次に、着色顔料のみを除いた感光性アクリル樹脂を用いて、上記と同様の操作を行って、膜厚1.1μmのW(透明)パターンを得た。RGBWそれぞれのサブ画素は、隣接する各画素同士はオーバーラップがなく、かつボトムエッジで接触するかたちで形成され、、離れている場合でも最大1.0μm以下であった。また、トップエッジはいずれも画素境界から3.3μm以内であった。また、各画素間及び画素内の段差(膜厚差)は最大で0.15μmであった。   Next, using a photosensitive acrylic resin excluding only the colored pigment, the same operation as described above was performed to obtain a W (transparent) pattern having a film thickness of 1.1 μm. The RGBW sub-pixels are formed such that adjacent pixels do not overlap and are in contact with each other at the bottom edge, and the maximum is 1.0 μm or less even when separated. The top edges were all within 3.3 μm from the pixel boundary. Further, the step (thickness difference) between the pixels and within the pixels was 0.15 μm at the maximum.

このようにして、ガラス基板上に、表示画面が縦97.28mm×横128.08mmの6型パネルが6面付けされ、サブ画素サイズが151μm×153μmで、RGBWで構成される画素サイズが302μm×306μmのパターンを有するカラーフィルタ層が形成された基板を得た。次に、研磨処理を行わずに、このカラーフィルタ層及び露出しているガラス基板の全面に、スッパタリング法で厚さ150nmのITOからなる透明電極層を形成した。   In this way, six 6-type panels with a display screen of 97.28 mm long and 128.08 mm wide are provided on a glass substrate, the subpixel size is 151 μm × 153 μm, and the pixel size composed of RGBW is 302 μm. A substrate on which a color filter layer having a pattern of × 306 μm was formed was obtained. Next, a transparent electrode layer made of ITO having a thickness of 150 nm was formed on the entire surface of the color filter layer and the exposed glass substrate by a sputtering method without performing a polishing process.

次に、前記したマイクロカプセルインキを、スロットダイコータを使用して、前記したカラーフィルタ層を形成した透明ガラス基板上の透明電極層上に直接塗布した。塗布は、マイクロカプセル層の厚みが40μmで、マイクロカプセル同士が重なり合わず、粒径が大きなマイクロカプセルがマイクロカプセル層に押し込まれた状態となるように、押し付ける形でおこなった。塗布後60℃で10分間乾燥して、マイクロカプセル付カラーフィルタを得た。   Next, the above-described microcapsule ink was directly applied on the transparent electrode layer on the transparent glass substrate on which the above-described color filter layer was formed, using a slot die coater. The application was performed in such a manner that the microcapsule layer had a thickness of 40 μm, the microcapsules did not overlap each other, and the microcapsules having a large particle size were pressed into the microcapsule layer. After application, the film was dried at 60 ° C. for 10 minutes to obtain a color filter with microcapsules.

さらに、上記のマイクロカプセル付カラーフィルタのマイクロカプセル層上に、スロットダイコータを使用して、固形分25質量%のウレタン系バインダー(CP−7050、DIC株式会社製)を表面平滑化用インキとして重ねて塗布し、乾燥して、表面平滑化層
付のマイクロカプセル付カラーフィルタを得た。
Furthermore, a urethane binder (CP-7050, manufactured by DIC Corporation) having a solid content of 25 mass% is overlaid as a surface smoothing ink on the microcapsule layer of the color filter with microcapsules using a slot die coater. And dried to obtain a color filter with microcapsules with a surface smoothing layer.

別に、片面に導電層としてアルミニュウムを100nm厚で蒸着し、更に、その上にシリコン系剥離コート層が設けられた50μm厚のポリエチレンテレフタレートシートの剥離コート面側に、ポリエステル−ウレタン系接着剤を25μm厚塗布して接着剤シートを調整した。   Separately, aluminum is deposited to a thickness of 100 nm as a conductive layer on one side, and further a polyester-urethane adhesive is 25 μm on the side of the release coat surface of a 50 μm-thick polyethylene terephthalate sheet on which a silicon release coat layer is provided. The adhesive sheet was adjusted by thick application.

次に、上記表面平滑化層付のマイクロカプセル付カラーフィルタに、上記接着シートを貼り合わせ、6型表示画面が6面付けされたカラーフィルタ電気泳動表示方式前面板を得た。この状態で、透明電極層と導電層に電圧を印加して、マイクロカプセル層の駆動確認を行った。   Next, the adhesive sheet was bonded to the color filter with microcapsules with the surface smoothing layer to obtain a color filter electrophoretic display type front plate having six 6-type display screens. In this state, a voltage was applied to the transparent electrode layer and the conductive layer to confirm driving of the microcapsule layer.

次に、このカラーフィルタ電気泳動表示方式前面板につて、ポリエステル−ウレタン系接着剤の接着剤層を残して、シリコン系剥離コートが設けられた50μm厚のポリエチレンテレフタレートシートを剥がし、カラーフィルタの位置決めマークで合わせて、カラーフィルタに対応した6型で6面付きの、TFT基板としてのガラス基板の上に薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス型駆動方式の回路構成のITOから成る画素電極を有する背面電極板の画素電極面に0.50MPの圧力で貼り合せ、さらに、6面の表示画面を個片化して、本発明のカラーフィルタ付きマイクロカプセル型電気泳動表示パネルとしての多色表示パネルを得た。   Next, on the color filter electrophoretic display type front plate, the polyester-urethane adhesive adhesive layer is left, the 50 μm-thick polyethylene terephthalate sheet provided with a silicon release coat is peeled off, and the color filter is positioned. A back electrode plate having a pixel electrode made of ITO having a circuit configuration of an active matrix type driving method using a thin film transistor on a glass substrate as a TFT substrate having a 6-type, 6-face corresponding to a color filter, and corresponding to a color filter The multi-color display panel as a microcapsule type electrophoretic display panel with a color filter of the present invention was obtained by pasting the display screen of 6 screens into pieces.

作製した実施例1の各表示パネルに、標準電圧電流発生装置(横河電機(株)製)から、前面の透明電極と背面の画素電極間に±約15Vの電圧を印加して、実表示特性を評価した。また、色彩色差計CR−400(コニカミノルタ社製)を用いて、カラー表示時(白色表示時)と黒色表示時の反射率を測定し、コントラスト=カラー時(白色時)反射率/黒色時反射率、として、コントラストを評価した。さらに、同装置で視感明度Lを測定した。 A voltage of about 15 V is applied between the front transparent electrode and the back pixel electrode from a standard voltage / current generator (manufactured by Yokogawa Electric Corporation) to each display panel of Example 1 thus manufactured. Characteristics were evaluated. Also, using a color difference meter CR-400 (manufactured by Konica Minolta), the reflectance during color display (white display) and black display is measured, and contrast = color (white) reflectance / black Contrast was evaluated as reflectance. Furthermore, the visual brightness L * was measured with the same apparatus.

その結果、実施例1の表示パネルは、6個の表示パネル共に、明度が高く、同じコントラストで多色表示を実現できた。マイクロカプセルインキの塗布ムラに起因する画像のムラや、6つのパネル間での色濃度の違いは検出されなかった。さらに、いずれの表示パネルも、正面と横方向の観察で色ずれがなく、視認角度による色合いの視差も改善された優れた色表示が可能であった。   As a result, the display panel of Example 1 has high brightness and can realize multicolor display with the same contrast in all of the six display panels. No image unevenness caused by uneven application of the microcapsule ink, or no difference in color density between the six panels was detected. Further, any of the display panels was capable of excellent color display with no color shift when viewed from the front and in the horizontal direction and with improved color parallax depending on the viewing angle.

1・・・透明基板 2(RGB)・・・カラーフィルタ層 4・・・透明電極層 5・・・マイクロカプセル 6・・・着色粒子 7・・・白色粒子
8・・・透明分散媒 9・・・マイクロカプセル殻 10・・・マイクロカプセル層11・・・バインダー樹脂 16・・・接着剤層 30・・・画素電極
50・・・背面基材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transparent substrate 2 (RGB) ... Color filter layer 4 ... Transparent electrode layer 5 ... Microcapsule 6 ... Colored particle 7 ... White particle
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 ... Transparent dispersion medium 9 ... Microcapsule shell 10 ... Microcapsule layer 11 ... Binder resin 16 ... Adhesive layer 30 ... Pixel electrode
50 ... Back base material

Claims (2)

透明基板、カラーフィルタ層、透明電極層、マイクロカプセル層、接着剤層、背面電極板をこの順に積層して構成される多色表示パネルであって、
前記マイクロカプセル層は、前記透明電極層に直接積層されており、
前記マイクロカプセル層は、バインダー樹脂中にマイクロカプセルを分散して構成され、前記マイクロカプセルは、透明分散媒中に電気泳動粒子を分散してなる分散液を封入した、電圧の印加による電界変化で光学的反射特性が変化するものであり、
前記背面電極板は、基材に画素電極を配した電極板である多色表示パネルにおいて、
前記カラーフィルタ層の膜厚は0.5〜2.0μmの範囲にあり、表示画面内の画素間及び画素内の段差(膜厚差)は0.3μm以内であり、隣接する各画素同士はオーバーラップしていず、且つ、台形状の各画素のトップエッジは画素境界から5.0μm以内であることを特徴とする多色表示パネル。
A multicolor display panel configured by laminating a transparent substrate, a color filter layer, a transparent electrode layer, a microcapsule layer, an adhesive layer, and a back electrode plate in this order,
The microcapsule layer is directly laminated on the transparent electrode layer,
The microcapsule layer is configured by dispersing microcapsules in a binder resin, and the microcapsules encapsulate a dispersion liquid in which electrophoretic particles are dispersed in a transparent dispersion medium. The optical reflection characteristics change,
In the multicolor display panel, the back electrode plate is an electrode plate in which pixel electrodes are arranged on a base material,
The film thickness of the color filter layer is in the range of 0.5 to 2.0 μm, the level difference (thickness difference) between the pixels in the display screen and within the pixels is within 0.3 μm, and each adjacent pixel is A multi-color display panel, wherein the top edges of the trapezoidal pixels are within 5.0 μm from the pixel boundary without overlapping.
前記電気泳動粒子が、2種の異なる表面電荷を有する粒子で、その一方が着色粒子であり他方が白色粒子であることを特徴とする請求項1に記載する多色表示パネル。   2. The multicolor display panel according to claim 1, wherein the electrophoretic particles are two kinds of particles having different surface charges, one of which is a colored particle and the other is a white particle.
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