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JP2013195806A - Reflection type display device - Google Patents

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JP2013195806A
JP2013195806A JP2012064013A JP2012064013A JP2013195806A JP 2013195806 A JP2013195806 A JP 2013195806A JP 2012064013 A JP2012064013 A JP 2012064013A JP 2012064013 A JP2012064013 A JP 2012064013A JP 2013195806 A JP2013195806 A JP 2013195806A
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JP
Japan
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layer
microlens
display
display device
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP2012064013A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ayumi Ochiai
あゆみ 落合
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Priority to JP2012064013A priority Critical patent/JP2013195806A/en
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  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)

Abstract

【課題】反射型表示装置を多色表示する場合、表示明度の低下や、入射光の角度によって表示色が混色し、表示色の品質が損なわれるという課題がある。
【解決手段】透明電極層を形成した観察者側の透明基板と、反射型表示材料を駆動させる画素電極を配置した背面基板と、前記両基板間に挟持された反射型表示材料を有する反射型表示装置において、観察者側の透明基板に着色画素及び非着色画素領域に配置したマイクロレンズと、マイクロレンズと異なる屈折率を有するマイクロレンズを被覆する透明樹脂からなる平坦化層を形成することで、観察者側に入射光を集光させ、さらに、反射光が隣接する着色画素から出射することによる混色を防ぎ、明るい多色表示が可能な反射型表示装置を提供する。
【選択図】図1
When a reflective display device performs multicolor display, there is a problem in that the display color is mixed due to a decrease in display brightness or the angle of incident light, and the quality of the display color is impaired.
A reflective substrate having a transparent substrate on the viewer side on which a transparent electrode layer is formed, a rear substrate on which a pixel electrode for driving the reflective display material is disposed, and a reflective display material sandwiched between the substrates. In a display device, by forming a planarizing layer made of a transparent resin covering a microlens disposed in a colored pixel region and a non-colored pixel region on a viewer-side transparent substrate and a microlens having a refractive index different from that of the microlens. The present invention provides a reflective display device that collects incident light on the viewer side, prevents color mixing due to reflected light being emitted from adjacent colored pixels, and enables bright multicolor display.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は多色画像の表示を可能にした反射型表示装置に関する。   The present invention relates to a reflective display device that can display a multicolor image.

に関する。 About.

近年、情報機器の発達に伴い情報表示も様々な形態をもってなされている。可変情報表示としては、CRT(陰極線管)や液晶ディスプレイ等が主流となっている。CRTやバックライトを使用するタイプの液晶ディスプレイ等の発光型ディスプレイは、長時間に渡る使用においては見るものの目を疲れさせ、文書等の判読には適さない。   In recent years, with the development of information equipment, information display has been made in various forms. As the variable information display, a CRT (cathode ray tube), a liquid crystal display, and the like are mainly used. A light-emitting display such as a liquid crystal display using a CRT or a backlight is tired to the eyes of the viewer when used for a long time and is not suitable for reading a document or the like.

また、フラットパネル表示装置として用いられる液晶ディスプレイは、厚さが薄く小型化が可能であることから、様々な用途において広範囲に使用されているが、文書等の判読において目が疲れ易く、かつ視野角により光学特性が大きく変動するという問題がある。また、光源に要する電力の消費が大きく、さらに、光源の経時的な消耗があり、消耗した際には表示品質が著しく損なわれる。   In addition, liquid crystal displays used as flat panel display devices are thin and can be miniaturized, so they are used in a wide range of applications. There is a problem that the optical characteristics vary greatly depending on the angle. In addition, the power consumption of the light source is large, and the light source is consumed over time. When the light source is consumed, the display quality is significantly impaired.

また、これらのディスプレイの表示画像はメモリー性をもたず、電気的なエネルギー供給が停止されると同時に消えてしまうという欠点もある。   In addition, the display image of these displays has no memory property and has a drawback that it disappears at the same time as the electrical energy supply is stopped.

今後更に普及が予測される電子ブックや携帯情報端末等の携帯可能な情報機器のディスプレイ表示の置き換わりにおいては、長時間にわたる使用においても目が疲れ難く、視認性が良好で、消費電力が少なく、かつ画像のメモリー性を有していることが必要であると考えられる。   In the replacement of display of portable information devices such as e-books and portable information terminals, which are expected to become more popular in the future, eyes will not get tired even when used for a long time, visibility is good, power consumption is low, In addition, it is considered necessary to have image memory properties.

その中で、特に注目されている表示装置の一つに電子ペーパーディスプレイがある。これは紙と電子ディスプレイの長所を併せもつものであり、観察者側からの基板から外光や室内光を入射させ、表示装置内にある反射表示材料を介して、反射光で画像表示を行うものである。無電源状態でも画像情報が保持され、さらに書き換え可能であるという特徴をもつ。また、軽量化することができ、携帯用端末として便利なものといえる。反射型ディスプレイのためコントラスト比が変わらず、視野角が広いという長所がある。例えば、特許文献1のような、マイクロカプセルを利用した電気泳動表示装置が提案されている。   Among them, an electronic paper display is one of the display devices that are particularly attracting attention. This combines the advantages of paper and an electronic display. External light or room light is incident from a substrate from the observer side, and an image is displayed with reflected light through a reflective display material in the display device. Is. The image information is retained even in a non-powered state and can be rewritten. Moreover, it can be reduced in weight and can be said to be convenient as a portable terminal. Because of the reflective display, there is an advantage that the contrast ratio does not change and the viewing angle is wide. For example, an electrophoretic display device using microcapsules as in Patent Document 1 has been proposed.

また、近年、多色カラーディスプレイが求められており、開発が活発に行われており、白黒二色表示の電気泳動表示装置上にカラーフィルターを貼り合わせることで、多色表示を行う方式が発表されている。例えば、画素電極基板に接着剤層を介して電気泳動表示層、透明電極層、透明基板を積層し、カラーフィルター層を形成した別の透明基板を、接着層を介して貼り合わせる。さらにカラーフィルター層と反対面の透明基板上に、接着剤層を介して保護フィルムを貼り合わせた構造をとる。   In recent years, there has been a demand for a multicolor display, and development is actively underway. Announcing a method for multicolor display by attaching a color filter to an electrophoretic display device for monochrome display of two colors. Has been. For example, an electrophoretic display layer, a transparent electrode layer, and a transparent substrate are laminated on a pixel electrode substrate through an adhesive layer, and another transparent substrate on which a color filter layer is formed is bonded through the adhesive layer. Furthermore, it takes the structure which bonded the protective film on the transparent substrate on the opposite side to the color filter layer via the adhesive layer.

しかしながら、上記方式では、カラーフィルター層と電気泳動表示層間に新たに接着剤層を設ける必要があり、カラーフィルター層と電気泳動表示層間に距離が開いてしまうため、観察角度によっては色味が薄れ、視野角が広いという電子ペーパーの長所が失われてしまうという問題があった。   However, in the above method, it is necessary to provide a new adhesive layer between the color filter layer and the electrophoretic display layer, and the distance becomes large between the color filter layer and the electrophoretic display layer. There is a problem that the advantage of the electronic paper that the viewing angle is wide is lost.

また、観察者側の基板から入射した光がカラーフィルター層の着色画素を通過し、反射表示材料層を介して出射する際に、隣接した画素から反射光が出射することにより、表示色が混色し、表示色の品質が損なわれるという問題があった。さらに、反射型表示装置は装置に入射する外光を表示光として利用するため、外光が透明基板やカラーフィルター層などの構成部材を通過することにより、光の利用効率が低下し、表示明度が低下するという問題があった。 In addition, when the light incident from the substrate on the viewer side passes through the colored pixels of the color filter layer and exits through the reflective display material layer, the reflected light is emitted from the adjacent pixels, so that the display color is mixed. However, there is a problem that the quality of the display color is impaired. Furthermore, since the reflective display device uses external light incident on the device as display light, the light utilization efficiency decreases and the display brightness is reduced when the external light passes through components such as a transparent substrate and a color filter layer. There was a problem that decreased.

特許第3837948号公報Japanese Patent No. 3837948

本発明は上記の問題を解決するためになされたもので、多色表示可能な反射型表示装置において、反射型表示材料層上にカラーフィルターを重ね合わせることにより発生する視野角の狭角化を回避できるとともに、反射光が隣接する着色画素から出射することで発生する混色や色純度の低下を防止し、視認性の高い明瞭な多色表示を可能にした反射型表示装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and in a reflective display device capable of multicolor display, the viewing angle generated by overlapping a color filter on the reflective display material layer is reduced. Provided is a reflective display device that can be avoided and prevents a color mixture and a decrease in color purity that occur when reflected light is emitted from adjacent colored pixels, and enables clear multicolor display with high visibility. Objective.

本発明は上述の目的を達成するためになされたもので、請求項1に係る発明は、透明電極を形成した透明基板から成る第一基板と、前記第一基板の透明電極に対向して電極を配置した第二基板と、前記両基板に挟持された反射型表示材料を有する反射型表示装置において、前記第一基板に、アンダーコート層を介して積層されたカラーフィルター層と、前記カラーフィルター層に積層されたマイクロレンズ層および当該マイクロレンズ層のマイクロレンズを当該マイクロレンズと異なる屈折率を有した透明樹脂により被覆した平坦化層と、前記平坦化層に接着層を介して積層された表示面を形成する保護フィルム層と、を具備したことを特徴とする。   The present invention has been made to achieve the above object, and the invention according to claim 1 is directed to a first substrate comprising a transparent substrate on which a transparent electrode is formed, and an electrode facing the transparent electrode of the first substrate. A reflective display device having a reflective display material sandwiched between the two substrates, a color filter layer laminated on the first substrate via an undercoat layer, and the color filter A microlens layer laminated on the layer, and a planarizing layer in which the microlens of the microlens layer is covered with a transparent resin having a refractive index different from that of the microlens, and the planarizing layer is laminated via an adhesive layer And a protective film layer for forming a display surface.

また、請求項2に係る発明は、請求項1に記載の反射型表示装置において、前記マイクロレンズ層のマイクロレンズは、前記カラーフィルター層の着色画素領域および非着色画素領域に配置され、前記マイクロレンズを構成する樹脂材料の屈折率は当該マイクロレンズを被覆する平坦化層の透明樹脂の屈折率よりも大きいことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the reflective display device according to the first aspect, the microlens of the microlens layer is disposed in the colored pixel region and the non-colored pixel region of the color filter layer, The refractive index of the resin material constituting the lens is larger than the refractive index of the transparent resin of the flattening layer covering the microlens.

また、請求項3に係る発明は、請求項1に記載の反射型表示装置において、前記第一基板は、5μm以上100μm以下の厚さであることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the reflective display device according to the first aspect, the first substrate has a thickness of 5 μm to 100 μm.

また、請求項4に係る発明は、請求項1または2に記載の反射型表示装置において、前記マイクロレンズ層のマイクロレンズは、前記カラーフィルター層の一つの着色画素部上に少なくとも1個形成され、各レンズの厚みは20μm以下であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the reflective display device according to the first or second aspect, at least one microlens of the microlens layer is formed on one colored pixel portion of the color filter layer. The thickness of each lens is 20 μm or less.

また、請求項5に係る発明は、請求項1に記載の反射型表示装置において、前記平坦化層と前記マイクロレンズ層との間に透明樹脂層を介在させたことを特徴とする。   The invention according to claim 5 is the reflective display device according to claim 1, wherein a transparent resin layer is interposed between the planarizing layer and the microlens layer.

本発明によると、上記問題を解決するために、透明電極層を設けた透明基板に反射型表示材料層を直接形成することにより、反射型表示材料層とカラーフィルター層間が近接した構造になり、カラーフィルターを貼り合わせて形成した表示装置よりも、視野角の狭角化の発生を防げるといった効果を奏する。   According to the present invention, in order to solve the above problem, by directly forming the reflective display material layer on the transparent substrate provided with the transparent electrode layer, the reflective display material layer and the color filter layer have a close structure, Compared to a display device formed by attaching a color filter, it is possible to prevent the narrowing of the viewing angle.

また、マイクロレンズとマイクロレンズを被覆する平坦化層とで構成された層を形成し、カラーフィルター層、反射型表示材料層を一体にした構造をもつことにより、多色表示する際の混色や表示色の品質低下を防ぎ、さらに集光効果を高め、効率良く明るい表示を可能にするといった効果を奏する。   In addition, by forming a layer composed of a microlens and a flattening layer that covers the microlens, and having a structure in which a color filter layer and a reflective display material layer are integrated, color mixing for multicolor display and The display color quality is prevented from being lowered, the light collection effect is further improved, and bright display can be achieved efficiently.

本発明の反射型表示装置1の断面図である。It is sectional drawing of the reflection type display apparatus 1 of this invention. 本発明の実施形態に関わる反射表示層の表示材料のマイクロカプセルの模式図である。It is a schematic diagram of the microcapsule of the display material of the reflective display layer in connection with the embodiment of the present invention.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して具体的に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

反射型表示装置のひとつにマイクロカプセルを用いた電気泳動表示装置がある。分散媒が満たされたマイクロカプセル中に正、負に帯電した白色粒子と着色粒子を入れ、外部電圧の印加によってそれぞれの粒子を表示面に引き上げて画像を形成するものである。マイクロカプセルのサイズは数十μm〜数百μmと小さいので、このマイクロカプセルを透明なバインダー材に分散させると、インクのようにコーティングすることができる。   One of the reflective display devices is an electrophoretic display device using microcapsules. In a microcapsule filled with a dispersion medium, white particles and colored particles that are positively and negatively charged are placed, and an image is formed by pulling up each particle to the display surface by applying an external voltage. Since the size of the microcapsules is as small as several tens of μm to several hundreds of μm, when the microcapsules are dispersed in a transparent binder material, they can be coated like ink.

透明電極を形成した透明樹脂膜に上記インクをコーティングし、TFTに代表されるアクティブマトリクス駆動用の電極回路を形成した基板に貼り合わせると、アクティブマトリクスディスプレイを得ることができる。通常、透明電極を形成した透明樹脂フィルムに電子インクをコーティングした部品を「前面板」と呼び、アクティブマトリクス駆動用の電極回路を形成した基板を「背面板」と呼んでいる。背面板にはアクティブマトリクスの他、導電性を有する様々な基板、フィルムを使用することができる。   An active matrix display can be obtained by coating the above-mentioned ink on a transparent resin film on which a transparent electrode is formed and bonding the resultant to a substrate on which an electrode circuit for driving an active matrix represented by a TFT is formed. Usually, a component in which a transparent resin film on which a transparent electrode is formed is coated with electronic ink is called a “front plate”, and a substrate on which an electrode circuit for driving an active matrix is formed is called a “back plate”. In addition to the active matrix, various substrates and films having conductivity can be used for the back plate.

図1は本発明の実施形態に係る反射型表示装置1の一構成例を示す模式図である。この実施形態では反射型表示材料としてマイクロカプセルを用いた構成を例に示している。なお、図1において、反射型表示装置1に対する観察者の目視(視認)側の任意の視点を符号pで示し、観察者に対する表示面を符号sで示している。   FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of a reflective display device 1 according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, a configuration using microcapsules as a reflective display material is shown as an example. In FIG. 1, an arbitrary viewpoint on the viewer's viewing (viewing) side with respect to the reflective display device 1 is indicated by a symbol p, and a display surface for the observer is indicated by a symbol s.

本発明の実施形態に係る反射型表示装置1は、図1に示すように、透明電極層9を形成した観察者側の透明基板8から成る第一基板10と、反射型表示材料の一例として電気泳動表示型で白色粒子および着色粒子(図2の符号18,19参照)を内包するマイクロカプセル11とバインダー樹脂層12から成る反射型表示層13、さらに、導電性接着剤層14を介して画素電極15と背面基板16から成る第二基板17とが順次積層されている。   As shown in FIG. 1, a reflective display device 1 according to an embodiment of the present invention includes a first substrate 10 including a transparent substrate 8 on the viewer side on which a transparent electrode layer 9 is formed, and an example of a reflective display material. An electrophoretic display type, a reflective display layer 13 composed of a microcapsule 11 enclosing white particles and colored particles (see reference numerals 18 and 19 in FIG. 2) and a binder resin layer 12, and a conductive adhesive layer 14. A pixel electrode 15 and a second substrate 17 including a back substrate 16 are sequentially stacked.

さらに、第一基板10の反射型表示層13を形成していない面に、カラーフィルター層6のカラーインクを定着させるアンダーコート層7、カラーフィルター層6の着色画素、カラーフィルター層6上にマイクロレンズ層5、マイクロレンズ層5を被覆する透明樹脂から成る平坦化層4、さらに接着剤層3および保護フィルム層2が順次積層されている。   Further, the undercoat layer 7 for fixing the color ink of the color filter layer 6 on the surface of the first substrate 10 where the reflective display layer 13 is not formed, the colored pixels of the color filter layer 6, and the micro on the color filter layer 6. A lens layer 5, a planarizing layer 4 made of a transparent resin that covers the microlens layer 5, an adhesive layer 3, and a protective film layer 2 are sequentially laminated.

まず、第一基板10に形成した透明電極層9上にマイクロカプセル11とバインダー樹脂12を分散させた塗工液を所定の塗工方式で塗工し、反射型表示層13を形成し、上記反射型表示層13に導電性接着剤層14を貼り合わせ、次に、上記導電性接着剤層14面と画素電極15と背面電極16から成る第二基板(17)の画素電極(15)とを貼り合せる。   First, a coating liquid in which microcapsules 11 and a binder resin 12 are dispersed is applied on the transparent electrode layer 9 formed on the first substrate 10 by a predetermined coating method to form a reflective display layer 13. The conductive adhesive layer 14 is bonded to the reflective display layer 13, and then the pixel electrode (15) of the second substrate (17) composed of the surface of the conductive adhesive layer 14, the pixel electrode 15, and the back electrode 16. Paste.

次いで、第一基板10の反射型表示層13を形成していない面に、ダイコート、バーコート、スピンコート、スクリーン印刷、オフセット印刷等の塗工方法でアンダーコート層7を形成する。アンダーコート層7の一例として、ウレタン系樹脂やアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂等の樹脂を使用することができる。   Next, the undercoat layer 7 is formed on the surface of the first substrate 10 on which the reflective display layer 13 is not formed by a coating method such as die coating, bar coating, spin coating, screen printing, or offset printing. As an example of the undercoat layer 7, a resin such as a urethane resin, an acrylic resin, a polyester resin, or a vinyl chloride resin can be used.

さらに、アンダーコート層7上に上記カラーインクを用いてカラーフィルター層6の画素領域に着色画素を形成し、次いで、レンズ材料を用いてマイクロレンズ層5を形成する。   Further, colored pixels are formed in the pixel region of the color filter layer 6 on the undercoat layer 7 using the color ink, and then the microlens layer 5 is formed using a lens material.

カラーフィルター層6およびマイクロレンズ層5の形成方法としては、インクジェット印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷等の所定の方法にて形成する。また、マイクロレンズ材料がUV光硬化樹脂の場合は、UV光により硬化させ形成する。   The color filter layer 6 and the microlens layer 5 are formed by a predetermined method such as ink jet printing, screen printing, or offset printing. When the microlens material is a UV light curable resin, it is formed by curing with UV light.

次に、マイクロレンズ層5上にダイコート、バーコート、スピンコート等の塗工方法により平坦化層4を形成し、次いで、表示装置表面を保護するために、ウレタン樹脂やアクリル樹脂等の粘着性を有する接着剤層3を介して、保護フィルム層2を形成することで、本発明の実施形態に係る反射型表示装置1を得る。   Next, the planarizing layer 4 is formed on the microlens layer 5 by a coating method such as die coating, bar coating, or spin coating, and then an adhesive such as urethane resin or acrylic resin is used to protect the display device surface. The reflective display device 1 according to the embodiment of the present invention is obtained by forming the protective film layer 2 through the adhesive layer 3 having the above.

マイクロレンズ層5と平坦化層4を設け、さらにマイクロレンズ層5のレンズ材料を平坦化層5の材料よりも屈折率の大きい材料を用いることにより、第一基板10側から入射した光は、マイクロレンズ層5により均一に散乱された後、反射型表示層13を介して、第一基板10側から出射される。これにより、反射型表示装置1に入射する光の角度に係わらず、斜め方向から入射した光を画素部領域に集光することができ、観察者側で明るい表示を観察することが可能になり、さらに、入射光が反射型表示材料を介して出射する反射光が隣接画素から出射することで発生する表示色の混色を抑えることができるため、表示明度が高く、高品質な表示画像を得ることができる。   By providing the microlens layer 5 and the flattening layer 4 and using a material having a refractive index larger than that of the material of the flattening layer 5 as the lens material of the microlens layer 5, light incident from the first substrate 10 side is After being uniformly scattered by the microlens layer 5, it is emitted from the first substrate 10 side through the reflective display layer 13. As a result, regardless of the angle of light incident on the reflective display device 1, light incident from an oblique direction can be condensed on the pixel area, and a bright display can be observed on the viewer side. Furthermore, since it is possible to suppress display color mixing that occurs when incident light is emitted from adjacent pixels through reflected light emitted from the reflective display material, a display image with high display brightness and high quality is obtained. be able to.

マイクロレンズ層5のレンズ材料の屈折率を平坦化層4の樹脂材料の屈折率よりも高い材料を用いることで、第一基板10側から入射した光の角度に係わらず、マイクロレンズ層5により均一に散乱され、画素部領域に集光させることが可能になる。   By using a material in which the refractive index of the lens material of the microlens layer 5 is higher than the refractive index of the resin material of the planarizing layer 4, the microlens layer 5 allows the lens to be used regardless of the angle of light incident from the first substrate 10 side. It is uniformly scattered and can be focused on the pixel area.

マイクロレンズ層5のレンズ材料としては、光透過率と屈折率が高く、形成後レンズ形状として硬化できるものが望ましく、光硬化樹脂や熱硬化樹脂が好ましい。例えば、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、メタクリレート樹脂等を用いることができる。これら樹脂材料の粘度は、随時溶媒等を用いて調整することができる。   The lens material of the microlens layer 5 is preferably one that has high light transmittance and refractive index and can be cured as a lens shape after formation, and is preferably a photo-curing resin or a thermosetting resin. For example, polycarbonate resin, acrylic resin, silicon resin, epoxy resin, polyimide resin, melamine resin, methacrylate resin, or the like can be used. The viscosity of these resin materials can be adjusted using a solvent or the like as needed.

カラーフィルター層6およびマイクロレンズ層5の形成方法においては、液滴吐出方法の一つであるインクジェット印刷方法が任意の位置に、任意の吐出量で、必要なレンズを形成することができるので好適であるといえる。従来のフォトリソグラフィー法を用いた方法と比較すると、工程の簡略化が可能であり、さらに材料効率が高い、基板の大面積化が容易等の多くの利点を有する。   In the formation method of the color filter layer 6 and the microlens layer 5, the inkjet printing method, which is one of the droplet discharge methods, is preferable because a necessary lens can be formed at an arbitrary position and at an arbitrary discharge amount. You can say that. Compared with a method using a conventional photolithography method, the process can be simplified, and further, there are many advantages such as high material efficiency and easy area enlargement of the substrate.

マイクロレンズ層5の上層に形成する平坦化層4は、光透過率が高く、屈折率が低いものほど望ましく、例えば、屈折率1.34〜1.45のフッ素系樹脂や屈折率1.46〜1.48の有機シリケート等を用いることができる。また、平坦化層4の樹脂には、低屈折率物質を含有させてもよく、このような低屈折率物質としてはフッ素系界面活性剤等を用いることができる。   The planarizing layer 4 formed on the upper layer of the microlens layer 5 preferably has a higher light transmittance and a lower refractive index. For example, a fluorine resin having a refractive index of 1.34 to 1.45 or a refractive index of 1.46. An organic silicate of ˜1.48 can be used. Further, the resin of the planarizing layer 4 may contain a low refractive index substance, and a fluorine-based surfactant or the like can be used as such a low refractive index substance.

上記方法により形成したマイクロレンズ層5のレンズ材料である液状物質は、形成後にカラーフィルター層6の着色画素やアンダーコート層7との接触角に応じて濡れ広がる場合がある。そこで、材料の液状物質が濡れ広がるのを防止し、所望の形状を形成するために、カラーフィルター層6を形成するカラーインクの表面に撥液処理を実施するのが望ましい場合があり、具体的には撥液剤を含有したカラーインクを用いた画素形成、表面のフッ素プラズマ処理等が挙げられる。   The liquid substance, which is the lens material of the microlens layer 5 formed by the above method, may spread out in accordance with the contact angle with the colored pixels of the color filter layer 6 and the undercoat layer 7 after formation. Therefore, in order to prevent the liquid material of the material from spreading out and form a desired shape, it may be desirable to perform a liquid repellent treatment on the surface of the color ink forming the color filter layer 6. Examples include pixel formation using a color ink containing a liquid repellent, surface fluorine plasma treatment, and the like.

撥液剤の材料としては特に限定はされないが、例えば、シリコン樹脂やフッ素樹脂、ワックス等が挙げることができ、撥液剤はカラーインク組成物に対して0.1〜5重量%であることが好ましい。   The material of the liquid repellent is not particularly limited, and examples thereof include silicon resin, fluororesin, and wax. The liquid repellent is preferably 0.1 to 5% by weight with respect to the color ink composition. .

マイクロレンズ層5のレンズ形状としては、表面が球面の一部を構成する形状が望ましい。マイクロレンズ層5が球面レンズの機能を有することになり、各画素に向けて入射された入射光を画素部領域へ屈折させた後、反射型表示材料層13にて反射光することができる。また、表面形状は球面に限らず、非球面に形成してもよい。   The lens shape of the microlens layer 5 is preferably a shape whose surface forms part of a spherical surface. The microlens layer 5 has the function of a spherical lens, and after the incident light incident on each pixel is refracted to the pixel portion region, it can be reflected by the reflective display material layer 13. Further, the surface shape is not limited to a spherical surface, but may be an aspherical surface.

マイクロレンズ5の形状は、カラーフィルター層6の一つの着色画素部上に1個以上形成することが好ましく、また、個々の厚みは20μm以下が望ましい。20μmを超えると、マイクロレンズ5上に形成する平坦化層4による平坦化が困難になるためである。また、マイクロレンズ5は、それぞれ独自に配置されているカラーフィルター層6の構成に応じて配置することができる。   One or more microlenses 5 are preferably formed on one colored pixel portion of the color filter layer 6, and each thickness is preferably 20 μm or less. This is because if it exceeds 20 μm, it becomes difficult to flatten by the flattening layer 4 formed on the microlens 5. Moreover, the microlens 5 can be arrange | positioned according to the structure of the color filter layer 6 each arrange | positioned uniquely.

また、平坦化層4は、マイクロレンズ層5表面の凹凸や隙間を埋めて平坦な層を形成することにより、表示ムラ等を防止することができる。また、マイクロレンズ層5上に平坦化層4を形成しただけでは平坦性が十分得られない場合、平坦化層4とマイクロレンズ層5の間に透明樹脂層を設けた上で平坦化層を形成することで、平坦性を向上させることも可能である。   Further, the flattening layer 4 can prevent display unevenness by forming a flat layer by filling the irregularities and gaps on the surface of the microlens layer 5. In addition, when sufficient planarity cannot be obtained simply by forming the planarizing layer 4 on the microlens layer 5, a transparent resin layer is provided between the planarizing layer 4 and the microlens layer 5 and then the planarizing layer is formed. By forming, it is possible to improve flatness.

また、平坦化層4に十分な粘着性がある場合には、接着剤層3を設けずに、保護フィルム2を貼り合わせてもよい。   Further, when the planarizing layer 4 has sufficient tackiness, the protective film 2 may be bonded without providing the adhesive layer 3.

透明基板8の基板は、カラーフィルター層6や反射型表示層13を保持する支持基材として、ポリカーボネート樹脂やアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂やガラス等の各種透明基板を挙げることができる。   Examples of the substrate of the transparent substrate 8 include various transparent substrates such as polycarbonate resin, acrylic resin, polyethylene terephthalate resin, and glass as a supporting base material that holds the color filter layer 6 and the reflective display layer 13.

透明基板8の厚さは、5μm以下の厚みであると透明基板8上へのアンダーコート層7等を形成する際、伸縮により基材の変形が大きいなどの加工性が低く、また変形による表示画像のムラが発生し易くなるからである。100μm以上であると、カラーフィルター層と表示材料層の距離が広がるため、視認角度による視差が発生し、色むらが顕著になる。   When the thickness of the transparent substrate 8 is 5 μm or less, when forming the undercoat layer 7 or the like on the transparent substrate 8, the workability such as large deformation of the base material due to expansion and contraction is low, and the display by deformation This is because unevenness of the image is likely to occur. When the thickness is 100 μm or more, the distance between the color filter layer and the display material layer is widened, so that parallax occurs depending on the viewing angle, and the color unevenness becomes remarkable.

透明基板8上の透明電極層9には酸化インジウムスズ(ITO)や酸化インジウム亜鉛(IZO)等の光透過性の高い導電性材料が用いられる。また、透明電極層9には上記金属材料の他、導電性を有する材料を用いてもよい。   The transparent electrode layer 9 on the transparent substrate 8 is made of a conductive material having high light transmittance such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO). The transparent electrode layer 9 may be made of a conductive material in addition to the metal material.

図2は本発明の実施形態に係る反射型表示装置の反射型表示層に含まれる材料の一例としてマイクロカプセルの模式図を示す。   FIG. 2 is a schematic view of a microcapsule as an example of a material included in the reflective display layer of the reflective display device according to the embodiment of the invention.

反射型表示層13に含まれるマイクロカプセル11は、図2に示すように、メタクリル酸樹脂、ユリア樹脂、アラビアゴム等をマイクロカプセル殻21とし、その内部に酸化チタンからなる白色粒子18とカーボンブラック等から成る着色粒子19が、シリコーンオイル等の粘性の高い分散媒20に分散された状態で封入されたものである。   As shown in FIG. 2, the microcapsule 11 included in the reflective display layer 13 includes a microcapsule shell 21 made of methacrylic acid resin, urea resin, gum arabic, or the like, and white particles 18 made of titanium oxide and carbon black therein. The colored particles 19 are encapsulated in a dispersed state in a highly viscous dispersion medium 20 such as silicone oil.

図1のように形成した層の反射型表示装置1の表示体は、透明基板8上の透明電極9と画素電極基板側からの電圧印加により表示面s上に文字等の情報を表示することが可能となり、電極に正または負電圧を選択的に印加することで、色を表現することができる。   The display body of the reflective display device 1 having a layer formed as shown in FIG. 1 displays information such as characters on the display surface s by applying voltage from the transparent electrode 9 on the transparent substrate 8 and the pixel electrode substrate side. The color can be expressed by selectively applying a positive or negative voltage to the electrodes.

反射型表示層13は、図1の断面図に示すように、マイクロカプセル11を多数含んでおり、電極層の電界の向きを制御することで、上述の原理に基づきマイクロカプセル11内の粒子を移動させることで、白色及び黒色として表示させることができる。   As shown in the cross-sectional view of FIG. 1, the reflective display layer 13 includes a large number of microcapsules 11. By controlling the direction of the electric field of the electrode layer, the particles in the microcapsules 11 are dispersed based on the principle described above. By moving it, it can be displayed as white and black.

上記の構造を備えた本発明の実施形態に係る反射型表示装置1は、見易さの面でも紙の白色に近く、視野角も極めて大きく、屋外の直射日光の下で問題なく使用可能である。   The reflective display device 1 according to the embodiment of the present invention having the above-described structure is easy to see and close to the white color of paper, has a very large viewing angle, and can be used without problems under direct sunlight outdoors. is there.

反射型表示層13のマイクロカプセル11中の各粒子は粘性の高い分散媒に分散されているため、一度電界を印加した後は、電源が切断されても粒子の位置は変化しない。このように、表示画像が消えないメモリー性を有するので、書き換え時のみに電界を印加すればよい。   Since each particle in the microcapsule 11 of the reflective display layer 13 is dispersed in a highly viscous dispersion medium, the position of the particle does not change even when the power is turned off once the electric field is applied. In this way, since the display image has a memory property that does not disappear, an electric field may be applied only at the time of rewriting.

以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.

透明電極層としてITO膜を形成した厚さ50μmのPET基材のITO膜上に、反射型表示材料として固形分40重量%のマイクロカプセル、ウレタン系バインダー樹脂を分散させた塗工液を、ダイコートにより塗工し、マイクロカプセル付きの前面板を得た。次に、PET基材のマイクロカプセルを形成していない面に、インクジェット用受容層液をバーコート塗工により膜厚10μmで形成した。   A coating liquid in which microcapsules having a solid content of 40% by weight and a urethane binder resin are dispersed as a reflective display material on a 50 μm-thick PET base ITO film having an ITO film formed as a transparent electrode layer is die-coated. Was applied to obtain a front plate with microcapsules. Next, on the surface of the PET base material on which the microcapsules were not formed, an ink jet receiving layer solution was formed by bar coating to a thickness of 10 μm.

カラーインクR,G,Bにフッ素系撥液剤をカラーインク組成物に対して1.2重量%を添加し、上記受像層に対し、インクジェット装置を用いて、各画素に合わせて着色画素を形成し、90℃3分間乾燥した。さらに、着色画素及び非着色画素上に、レンズ材料としてアクリル樹脂を用いて、同様にインクジェット印刷を行い、マイクロレンズを形成した。   1.2% by weight of a fluorine-based liquid repellent is added to the color inks R, G, and B with respect to the color ink composition, and a colored pixel is formed in accordance with each pixel by using an inkjet device for the image receiving layer. And dried at 90 ° C. for 3 minutes. Furthermore, inkjet printing was similarly performed on the colored pixels and the non-colored pixels using an acrylic resin as a lens material to form microlenses.

次いで、平坦化層を屈折率1.35のフッ素系樹脂を用いて、膜厚10μmになるように形成した。さらに、ウレタン系樹脂用いて膜厚10μm、厚さ100μmのPETの保護フィルムを貼り合せ、多色表示可能な反射型装置を得た。   Next, the planarizing layer was formed using a fluorine-based resin having a refractive index of 1.35 so as to have a thickness of 10 μm. Furthermore, a PET protective film having a thickness of 10 μm and a thickness of 100 μm was bonded using a urethane resin to obtain a reflective device capable of multicolor display.

比較例1Comparative Example 1

実施例1におけるマイクロカプセル付きの前面板に対し、カラーインクR,G,Bを形成した0.7mmの基板から成るカラーフィルターを表示面側のPET基板に貼り合わせ、多色表示可能な反射型表示装置を得た。   Reflective type capable of multicolor display by attaching a color filter made of 0.7 mm substrate on which color inks R, G, and B are formed to the front plate with microcapsules in Example 1 to a PET substrate on the display surface side. A display device was obtained.

実施例1の反射型装置を駆動させたところ、問題なく所望の動作を得ることができた。観察者側の基板に直接カラーフィルター層を設けた結果、視野角の狭角化を防ぐことができた。また、マイクロレンズ層と平坦化層を形成したことにより、斜め方向から入射した光を画素部領域に集光することができ、比較例1よりも表示明度が高まり、反射光が隣接画素から出射することによる表示色の混色も防ぎ、高品質な表示画像を得ることができた。   When the reflective apparatus of Example 1 was driven, a desired operation could be obtained without any problem. As a result of providing the color filter layer directly on the substrate on the viewer side, narrowing of the viewing angle could be prevented. Further, since the microlens layer and the flattening layer are formed, light incident from an oblique direction can be condensed on the pixel region, display brightness is higher than that of Comparative Example 1, and reflected light is emitted from the adjacent pixels. By doing so, it was possible to prevent display colors from being mixed and to obtain a high-quality display image.

1…反射型表示装置、2…保護フィルム層、3…接着剤層、4…平坦化層、5…マイクロレンズ層、6…カラーフィルター層、7…アンダーコート層、8…透明基板、9…透明電極層、10…第一基板、11…マイクロカプセル層(反射型表示媒体)、12…バインダー樹脂層、13…反射型表示層、14…導電性接着剤層、15…画素電極、16…背面基板、17…第二基板、18…白色粒子、19…着色粒子、20…分散媒、21…マイクロカプセル殻。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reflective type display apparatus, 2 ... Protective film layer, 3 ... Adhesive layer, 4 ... Planarization layer, 5 ... Micro lens layer, 6 ... Color filter layer, 7 ... Undercoat layer, 8 ... Transparent substrate, 9 ... Transparent electrode layer, 10 ... first substrate, 11 ... microcapsule layer (reflection display medium), 12 ... binder resin layer, 13 ... reflection display layer, 14 ... conductive adhesive layer, 15 ... pixel electrode, 16 ... Back substrate, 17 ... second substrate, 18 ... white particles, 19 ... colored particles, 20 ... dispersion medium, 21 ... microcapsule shell.

Claims (5)

透明電極を形成した透明基板から成る第一基板と、前記第一基板の透明電極に対向して電極を配置した第二基板と、前記両基板に挟持された反射型表示材料を有する反射型表示装置において、
前記第一基板に、アンダーコート層を介して積層されたカラーフィルター層と、
前記カラーフィルター層に積層されたマイクロレンズ層および当該マイクロレンズ層のマイクロレンズを当該マイクロレンズと異なる屈折率を有した透明樹脂により被覆した平坦化層と、
前記平坦化層に接着層を介して積層された表示面を形成する保護フィルム層と、
を具備したことを特徴とする反射型表示装置。
A reflective display having a first substrate comprising a transparent substrate on which a transparent electrode is formed, a second substrate having an electrode disposed opposite the transparent electrode of the first substrate, and a reflective display material sandwiched between the two substrates In the device
A color filter layer laminated on the first substrate via an undercoat layer;
A planarizing layer in which a microlens layer laminated on the color filter layer and a microlens of the microlens layer are covered with a transparent resin having a refractive index different from that of the microlens;
A protective film layer forming a display surface laminated on the planarizing layer via an adhesive layer;
A reflective display device comprising:
前記マイクロレンズ層のマイクロレンズは、前記カラーフィルター層の着色画素領域および非着色画素領域に配置され、前記マイクロレンズを構成する樹脂材料の屈折率は当該マイクロレンズを被覆する平坦化層の透明樹脂の屈折率よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の反射型表示装置。   The microlens of the microlens layer is disposed in the colored pixel region and the non-colored pixel region of the color filter layer, and the refractive index of the resin material constituting the microlens is a transparent resin of a planarizing layer that covers the microlens The reflective display device according to claim 1, wherein the reflective display device has a refractive index larger than that of the reflective display device. 前記第一基板は、5μm以上100μm以下の厚さであることを特徴とする請求項1に記載の反射型表示装置。   The reflective display device according to claim 1, wherein the first substrate has a thickness of 5 μm to 100 μm. 前記マイクロレンズ層のマイクロレンズは、前記カラーフィルター層の一つの着色画素部上に少なくとも1個形成され、各レンズの厚みは20μm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の反射型表示装置。   3. The reflection according to claim 1, wherein at least one microlens of the microlens layer is formed on one colored pixel portion of the color filter layer, and each lens has a thickness of 20 μm or less. Type display device. 前記平坦化層と前記マイクロレンズ層との間に透明樹脂層を介在させたことを特徴とする請求項1に記載の反射型表示装置。   The reflective display device according to claim 1, wherein a transparent resin layer is interposed between the planarizing layer and the microlens layer.
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