WO2014054291A1 - 反射型カラーディスプレイ - Google Patents
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- G09G3/344—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices based on particles moving in a fluid or in a gas, e.g. electrophoretic devices
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Definitions
- the present invention relates to a reflective color display, and more particularly to a reflective color display provided with an electrophoretic display device.
- a reflective display panel having an electrophoretic display layer between a pair of electrodes has been proposed as a display device with a small burden on eyes. Since this electrophoretic display panel displays characters and images by reflected light, like a printed paper, it is less burdensome on the eyes and is suitable for work that keeps watching the screen for a long time.
- the electrophoretic display panel is mainly composed of two-color display, mainly monochrome display, but a color filter composed of pixels of three primary colors of red, green and blue is provided on the electrophoretic display layer.
- a display device that performs multicolor display has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
- reflective displays typified by electrophoretic display panels display using external light, so there are restrictions on the brightness (brightness) of the panel.
- each pixel has red, green, and blue.
- a driving method in a reflective display capable of displaying three colors having a colored layer in a part of a pixel
- the colored layer is not displayed (non-reflective portion: black display)
- black display In this case, when the entire pixel is not displayed and color display is performed, a three-color display is performed by displaying a colored layer (reflecting portion: white display).
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a display device capable of performing three-color display that enables bright color display and clear white / black display.
- a reflective display comprising: a substrate; a plurality of pixel electrodes provided on the substrate; a reflective display layer provided on the plurality of pixel electrodes; an electrode provided on the reflective display layer; and an electrode provided on the electrode
- the area of the colored portion in the second subpixel is 0.2 or more and 1.0 or less
- the total area of the third subpixel is 0.5 or more and 8.0 or less. It is characterized by being.
- the first subpixel is characterized in that the ratio of the area occupied by the colored portion in the first subpixel is 50% or more and 90% or less.
- the colored portion in the first subpixel may be a red colored portion, and the colored portion in the second subpixel may be a cyan colored portion.
- the reflective display layer may be an electrophoretic display layer.
- the electrophoretic display layer is a microcapsule layer in which microcapsules containing at least white particles and black particles are dispersed in a resin.
- the reflective display layer of the portion corresponding to the first subpixel is set to black display, and the reflective display of the portion corresponding to the second subpixel and the third subpixel is displayed.
- white display is performed on the entire pixel.
- the reflective display layer of the portion corresponding to the second subpixel is set to black display, and the reflective display of the portion corresponding to the first subpixel and the third subpixel is displayed.
- the first color display is performed on the entire pixel.
- the reflective display layer corresponding to the first sub-pixel, the second sub-pixel, and the third sub-pixel is displayed in black so that the entire pixel is black.
- the display is performed.
- a reflective color display capable of three-color display with bright color display and capable of displaying clear white and black.
- FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an electrophoretic display device including a color filter according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a view for explaining color display of the electrophoretic display panel according to the embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a diagram for explaining color display of a conventional monochromatic electrophoretic display panel.
- FIG. 4 is a diagram for explaining color display of a conventional full color electrophoretic display panel.
- FIG. 1 is a cross-sectional view showing an electrophoretic display device including a color filter according to an embodiment of the present invention.
- an electrophoretic display layer 13 is formed on a substrate 10 having a predetermined pattern of pixel electrodes 11 on the surface via an adhesive layer 12. Further, on the electrophoretic display layer 13, a transparent electrode layer 14, an ink fixing layer 17, a color filter 15, and a protective film 16 are laminated in this order.
- the pixel electrode 11 is connected to each switching element, and applies a positive or negative voltage to the transparent electrode layer 14.
- the electrophoretic display layer 13 is configured by fixing microcapsules, which are dispersed in a transparent dispersion medium in which two types of electrophoretic particles having different electric polarities are dispersed in a microcapsule shell, with a binder resin. .
- the two types of particles having different electric polarities include, for example, a combination of black particles and white particles.
- black particles in addition to inorganic pigments such as inorganic carbon, fine powders such as glass or resin, and composites thereof can be used.
- white particles known white inorganic pigments such as titanium oxide, silica, alumina, and zinc oxide, organic compounds such as vinyl acetate emulsion, and composites thereof can be used.
- the color filter 15 includes two-color subpixels having a complementary color relationship and transparent subpixels.
- the red sub-pixel R, the cyan sub-pixel C, and the transparent sub-pixel T constitute one pixel of the color filter 15.
- Each subpixel is provided corresponding to the pattern of the pixel electrode 11.
- the red sub-pixel R corresponds to the first sub-pixel
- the cyan sub-pixel C corresponds to the second sub-pixel
- the transparent sub-pixel T corresponds to the third sub-pixel.
- the color filter 15 can be formed by photolithography of a colored resist film as is done in a color filter for a liquid crystal display device, but the color used in the electrophoretic reflective display as in this embodiment.
- a filter it can be formed by forming an ink fixing layer 17 (receiving layer) on a substrate and applying a plurality of inks to the ink fixing layer 17.
- the ink fixing layer 17 is formed by applying a coating liquid for forming the ink fixing layer 17 containing a resin.
- Each of the plurality of colored portions formed by applying ink to the ink fixing layer is disposed corresponding to the drive unit (sub-pixel) of the pixel electrode 11.
- One pixel represents a minimum combination of a predetermined number of sub-pixels adjacent in the horizontal direction or the vertical direction. For example, four sub-pixels shown in FIG.
- the sub-pixel indicates a drive unit of the pixel electrode 11.
- the red sub-pixel R has a red colored portion and a non-colored portion formed in the sub-pixel corresponding to the drive unit of the pixel electrode 11. Indicates the area.
- the color filter 15 includes sub-pixels of two colors having a complementary color relationship. Each of the two sub-pixels having a complementary color relationship is provided with a colored portion of the corresponding color.
- the two complementary colors are not limited to red and cyan, and there are combinations of magenta and green, and yellow and blue. Any combination of colors can be used as the first sub-pixel and the second sub-pixel as long as they are in a complementary color relationship that becomes white by color mixing.
- each of the sub-pixels of two colors having a complementary color relationship does not necessarily have to be composed of one color layer, and is a plurality of color layers having different colors and exhibiting a predetermined color by color mixture.
- the cyan sub-pixel C may be composed of a green coloring layer and a blue coloring layer that show a cyan color by mixing colors.
- the color filter 15 is composed of two colors (red sub-pixel R and cyan sub-pixel C) having a complementary color relationship and a transparent sub-pixel T.
- the transparent subpixel T may be made of a transparent resin or may be a gap.
- the number of sub-pixels included in one pixel is not particularly limited. Further, the number of first sub-pixels and the number of second sub-pixels may be the same or different.
- the arrangement of the sub-pixels in one pixel of the color filter 15 may be a diagonal arrangement or a stripe arrangement as shown in FIG. However, in order to prevent color mixing, it is desirable that the colored sub-pixels are diagonally arranged. Details of the arrangement of sub-pixels will be described later.
- the areas of the colored portions formed in each sub-pixel may be the same or different.
- the area of the cyan colored portion is preferably 0.2 to 1.0 with respect to the area 1.0 of the red colored portion.
- the area of the cyan colored portion is less than 0.2 with respect to the area 1.0 of the red colored portion, the color density for adjusting the hue shift due to the red colored portion at the time of white display cannot be obtained sufficiently.
- the area of the cyan colored portion exceeds 1.0 with respect to the area 1.0 of the red colored portion, there is a tendency that the brightness decrease during white display becomes significant.
- the area of the transparent subpixel is preferably 0.5 to 8.0, more preferably 1.0 to 4.0, with respect to the area 1.0 of the red colored portion. If the area of the transparent sub-pixel with respect to the area 1 of the red colored portion is less than 0.5, sufficient brightness for white display cannot be obtained. Further, when the area of the transparent sub-pixel exceeds 8.0 with respect to the area 1.0 of the red colored portion, the saturation in red display tends to be remarkable. Further, the size of each sub-pixel is preferably 50 to 200 ⁇ m on a side in the case of a rectangle.
- the area occupied by the colored portion in the red sub-pixel R which is the first sub-pixel needs to be 50% or more and 90% or less.
- the area occupied by the colored portion in the red sub-pixel R, which is the first sub-pixel is less than 50%, the brightness at the time of white display can be secured, but the necessary color density cannot be obtained, The display characteristics tend to be inferior.
- the area occupied by the colored portion in the red sub-pixel R which is the first sub-pixel is 90% or more, the colored portion is present up to the sub-pixel boundary portion. In such a case, the display medium (microcapsule) at the boundary portion is not sufficiently driven due to the electric field leaked from the electrode, causing a phenomenon in which the display medium is not replaced. The presence of the colored layer at the boundary portion affects the display characteristics. Sometimes.
- the first sub-pixel is described as a red sub-pixel and the second sub-pixel is described as a cyan sub-pixel.
- the area of the colored portion of the second sub-pixel is preferably 0.2 to 1.0 with respect to the area of the colored portion of the first sub-pixel of 1.0. . Area of the colored portion of the first sub-pixel.
- the area of the colored portion of the second sub-pixel is less than 0.2, sufficient color density for adjusting the hue shift due to the colored portion of the first sub-pixel during white display cannot be obtained.
- the area of the transparent subpixel is preferably 0.5 to 8.0, more preferably 1.0 to 4.0, with respect to the area 1.0 of the colored portion of the first subpixel. If the area of the transparent sub-pixel is less than 0.5 with respect to the area 1.0 of the colored portion of the first sub-pixel, sufficient brightness for white display cannot be obtained. Further, when the area of the transparent sub-pixel exceeds 8.0 with respect to the area 1.0 of the colored portion of the first sub-pixel, the saturation at the time of color display of the colored portion of the first sub-pixel is remarkable. Tend to be.
- the area occupied by the colored portion in the first sub-pixel is 50. % Or more and 90% or less.
- the area occupied by the colored portion in the first sub-pixel is less than 50%, the brightness at the time of white display can be secured, but the necessary color density cannot be obtained and the display characteristics tend to be inferior. is there.
- the area occupied by the colored portion in the first sub-pixel is 90% or more, the colored portion exists up to the sub-pixel boundary portion. Normally, when the pixel electrode is driven, Due to the leakage electric field, the display medium (microcapsule) at the boundary is not sufficiently driven, and a phenomenon that does not replace occurs, and the presence of the colored layer at the boundary may affect the display characteristics.
- the ink fixing layer 17 for example, urethane resin, polyester resin, acrylic resin, vinyl alcohol resin, or the like can be used. Further, the ink fixing layer 17 may contain a porous material such as synthetic silica or alumina in order to enhance the absorbability of the ink solvent. If the sheet fixing process is performed, the ink fixing layer 17 can be formed by screen printing, offset printing, spin coating, or intermittent coating with a die. Further, if continuous processing is performed by roll-to-roll, the ink fixing layer 17 can be formed by general-purpose coating techniques such as die coating, comma coating, curtain coating, and gravure coating. Further, after coating on the substrate, it is necessary to dry the ink fixing layer 17 forming coating solution. As a drying method, heating, air blowing, or the like can be used.
- ink fixing layer 17 of the color filter 15 As a method of applying ink to the ink fixing layer 17 of the color filter 15, since a black matrix for separating pixels is not formed, it is necessary to coat each color separately, so that screen printing, offset printing, ink jet printing are used. The method etc. can be used. In particular, since alignment is easy and productivity is high, it is preferable to form the color filter 15 by ejecting ink to the ink fixing layer 17 using an ink jet printing method.
- the ink jet printing method there are a piezo conversion method and a heat conversion method depending on a difference in the ink ejection method, but it is desirable to use a piezo conversion method apparatus. Further, it is desirable that the ink particle frequency of the apparatus used in the ink jet printing method is about 5 to 100 kHz.
- the nozzle diameter of the apparatus used for the ink jet printing method is desirably about 5 to 80 ⁇ m. Moreover, it is preferable to use an apparatus used for the ink jet printing method in which a plurality of heads are arranged and about 60 to 500 nozzles are incorporated in one head.
- the ink is formed from a coloring material, a solvent, a binder resin, and a dispersant.
- any pigment can be used regardless of organic pigments, inorganic pigments, dyes and the like.
- an organic pigment is used, and it is particularly preferable to use a pigment excellent in light resistance.
- Specific examples of coloring materials for ink include C.I. I. Pigment Red 9, 19, 38, 43, 97, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 177, 179, 180, 192, 208, 215, 216, 217, 220, 223, 224, 226, 227, 228, 240, 254, Pigment Blue 15, 15: 6, 16, 22, 29, 60, 64, C.I. I. Pigment Green 7, 36, 56, C.I. I.
- Pigment Yellow 20, 24, 86, 81, 83, 93, 108, 109, 110, 117, 125, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 153, 154, 166, 168, 185, C.I. I. Pigment Orange 36, 73, C.I. I. Pigment Violet 23 or the like can be used. Furthermore, in order to obtain a desired hue, the above two or more kinds of materials may be mixed and used.
- a solvent having a surface tension of 35 mN / m or less and a boiling point of 130 ° C. or more is preferable. If the surface tension of the solvent used in the ink is 35 mN / m or more, the dot shape stability during ink jet ejection is significantly adversely affected. Further, if the boiling point of the solvent used in the ink is less than 130 ° C., the drying property in the vicinity of the nozzle is remarkably increased, and as a result, there is a possibility of causing defects such as nozzle clogging.
- solvents used in the ink include 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-butoxyethanol, 2-ethoxyethyl acetate, 2-butoxyethyl acetate, 2-methoxyethyl acetate, and 2-ethoxyethyl ether.
- it is not limited to these, If it is a solvent which satisfy
- ink binder resin examples include acrylic resins, novolac resins, epoxy resins, and melamine resins.
- acrylic resins As acrylic resins, (meth) acrylic acid, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, lauryl as monomers
- Alkyl (meth) acrylates such as (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, ethoxyethyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth)
- Polymers such as alicyclic (meth) acrylates such as acrylate and dicyclopentenyl (meth) acrylate may be mentioned, but are not limited thereto.
- these monomers may be used alone or in combination of two or more.
- a copolymer obtained by copolymerizing a compound such as styrene, cyclohexylmaleimide, phenylmaleimide, cyclohexylmaleimide, phenylmaleimide, methylmaleimide, ethylmaleimide, n-butylmaleimide, laurylmaleimide, or the like that can be copolymerized with the above acrylate is used. May be.
- an acrylic resin obtained by adding an ethylenically unsaturated group may be used.
- a method of adding an ethylenically unsaturated group to an acrylic resin a method of adding an ethylenically unsaturated group such as acrylic acid and a carboxylic acid-containing compound to an epoxy-containing resin such as glycidyl methacrylate, or a carboxylic acid such as methacrylic acid
- examples include a method of adding an epoxy-containing acrylate such as glycidyl methacrylate to the containing resin, or a method of adding an isocyanate group-containing acrylate such as methacryloyloxyethyl isocyanate to a hydroxyl group-containing resin such as hydroxy methacrylate. Is not to be done.
- examples of the novolak resin include, but are not limited to, a phenol novolac epoxy resin and a cresol novolac epoxy resin.
- the epoxy resin can be used without particular limitation, and can be selected from known ones.
- the number of epoxy groups is not particularly limited, but those having two or more functional groups are preferred, and more preferably tetrafunctional or more. Examples thereof include Celoxide 2021P, Celoxide 3000, EHPE-3150 (manufactured by Daicel Chemical Industries), AK601, EPPN series (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), and the like.
- melamine resins can be used without any particular limitation and can be selected from known melamines.
- the melamine compound of the following general formula (I) can be used.
- R 1 , R 2 , and R 3 may be the same or different from each other, and each is preferably a hydrogen atom, a methylol group, an alkoxymethyl group, or an alkoxy n-butyl group.
- R 4 , R 5 and R 6 may be the same or different and are each a methylol group, an alkoxymethyl group or an alkoxy n-butyl group, but R 1 to R 6 are each an alkoxymethyl group, an alkoxyn group More preferred is a butyl group.
- melamine resin a copolymer in which two or more kinds of repeating units are combined may be used, or two or more kinds of homopolymers or copolymers may be used in combination.
- compounds having a 1,3,5-triazine ring for example, compounds represented by the following general formula (II) described in JP-A No. 2001-166144 can be used.
- the compound shown by the following general formula (III) can also be used preferably.
- X 1 , X 2 and X 3 are —NR 18 —, —NR 19 — and —NR 20 —, respectively, or X 1 , X 2 and X 3 are single bonds, and R 15 , R 16 and R 17 are heterocyclic groups having a free valence on the nitrogen atom.
- -X 1 -R 15 , -X 2 -R 16 and -X 3 -R 17 are preferably the same substituent.
- R 15 , R 16 and R 17 are particularly preferably an aryl group.
- R 18 , R 19 and R 20 are particularly preferably a hydrogen atom.
- R 7 to R 14 may be the same or different and are a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group or a heterocyclic group, and particularly preferably a hydrogen atom.
- the mass average molecular weight of the binder resin is preferably in the range of 500 to 10,000, and more preferably in the range of 500 to 8,000.
- the mass average molecular weight of the binder resin exceeds 10,000, the ink fluidity is insufficient during the drying process of the colored layer, and there is a possibility that density variation in the colored region occurs.
- the weight average molecular weight of the binder resin is less than 500, physical properties such as solvent resistance and heat resistance required for the color filter cannot be satisfied.
- the ink dispersant can be used to improve the dispersibility of the pigment in the solvent.
- an ionic or nonionic surfactant can be used. Specific examples include sodium alkylbenzene sulfonate, poly fatty acid salts, fatty acid salt alkyl phosphates, tetraalkyl ammonium salts, polyoxyethylene alkyl ethers, and other organic pigment derivatives and polyesters.
- One type of dispersant may be used alone, or two or more types of dispersants may be mixed and used as necessary.
- the ink viscosity is preferably in the range of 1 to 20 mPa ⁇ s, more preferably in the range of 5 to 15 mPa ⁇ s.
- the viscosity of the ink exceeds 20 mPa ⁇ s, there is a possibility that the ink does not land at a predetermined position during ink jet ejection or a defect such as nozzle clogging.
- the viscosity of the ink is less than 1 mPa ⁇ s, the ink may be scattered when the ink is ejected.
- the electric field applied to the microcapsules in the electrophoretic display layer 13 changes.
- the pixel electrode 11 is a positive electrode
- the negatively charged particles in the microcapsule move to the pixel electrode 11 side
- the positively charged particles move to the transparent electrode layer 14 side.
- the pixel electrode 11 is a negative electrode
- the positively charged particles in the microcapsule move to the pixel electrode 11 side
- the negatively charged particles move to the transparent electrode layer 14 side.
- the positively charged black particles are placed on the pixel electrode 11 side as shown in FIG.
- the white particles that move and are negatively charged move to the transparent electrode layer 14 side. In this case, all the light is reflected by the microcapsule layer having white particles on the surface, and the light transmitted through the color filter 15 can be observed.
- FIG. 2 (a) and 2 (b) are diagrams for explaining the color display of the electrophoretic display panel 21 according to the present embodiment based on the above operation principle.
- the electrophoretic display panel 21 has a configuration in which a color filter 23 including two colors having a complementary color relationship, for example, a red sub-pixel R and a cyan sub-pixel C, is disposed on a monochrome display electrophoretic display layer 22.
- the color filter 23 forms one pixel with four sub-pixels, and the remaining two sub-pixels are transparent sub-pixels T made of, for example, a transparent resin.
- FIG. 2C is a schematic view of the four sub-pixels in FIG. As shown in FIG. 2C, the red sub-pixel R is composed of a colored portion region and a non-colored portion region. Further, the cyan sub-pixel C is composed of a colored portion region and a non-colored portion region.
- FIG. 2A shows a case where a portion corresponding to one pixel of the electrophoretic display layer 22 is displayed in black with the portion corresponding to the red sub-pixel R being displayed in white, and the remaining portion is displayed in white.
- FIG. 2B shows a case where a portion corresponding to one pixel of the electrophoretic display layer 22 is displayed in black and a remaining portion is displayed in white.
- the cyan sub-pixel C and the transparent Since it is expressed by a mixed color of light passing through the sub-pixel T, in principle, it becomes a light cyan color.
- a light red color that is confirmed from the influence of slightly reflected light is also visually recognized as a mixed color of light.
- cyan and red have a complementary color relationship, they are expressed as natural white.
- the color design of the color filter 23 it is necessary to adjust the color density of the cyan sub-pixel C in accordance with the color density of the red sub-pixel R.
- the influence of the red sub-pixel R of the color filter 23 on the white balance of white display is as shown in FIG. 2A in the portion corresponding to one pixel of the electrophoretic display layer 22 during white display. Since the portion corresponding to the red sub-pixel R is black and becomes an ineffective pixel, the electrophoretic layer corresponding to the red sub-pixel R is displayed during white display as in the full-color display shown in FIG. Compared with the case where the portion is white display and becomes an effective pixel, the influence is slight. Therefore, white balance adjustment including the cyan sub-pixel C is very easy, and there is an advantage that the saturation of red display can be greatly changed while expressing natural white. Details of the white display of the full color display will be described later.
- the sub-pixels of two colors having complementary colors are included, and the remaining sub-pixels are configured by transparent sub-pixels made of a transparent resin.
- the display panel can display bright and vivid colors (for example, red) and clean white and black.
- FIGS. 3A and 3B show an electrophoretic display panel 31 that displays three colors of white, black, and one color as in the present embodiment.
- a configuration in which a color filter 33 including one color, for example, a red sub-pixel R as a sub-pixel is arranged on the layer 32 is shown.
- the color filter 33 forms one pixel with four sub-pixels, and the remaining three sub-pixels are transparent sub-pixels T made of transparent resin or voids.
- FIG. 3A shows a portion corresponding to one pixel of the electrophoretic display layer 32 in black, a portion corresponding to the red sub-pixel R, and a portion corresponding to the remaining three transparent sub-pixels T in white.
- FIG. 3B shows a case where all the portions corresponding to one pixel of the electrophoretic display layer 32 are displayed in white.
- the configuration of the electrophoretic display panel 31 when displaying red in FIG. 3B, a desired value of red saturation can be obtained by the density of the red sub-pixel R.
- the white display is displayed in light red by slightly reflected light. End up.
- the white balance at the time of white display differs depending on the density of the red sub-pixel R, and the white balance at the time of white display increases as the density of the colored portion of the red sub-pixel R is increased in order to obtain red saturation.
- a hue shift occurs on the red side, resulting in a loss of display contrast.
- FIGS. 4A and 4B show a conventional full-color electrophoretic display panel 41 having three primary colors, for example, a red sub-pixel R, a green sub-pixel G, and a black-and-white electrophoretic display layer 42.
- positioned the color filter 43 containing the blue sub pixel B is shown.
- the color filter 43 constitutes one pixel by four subpixels, and the remaining one subpixel is a transparent subpixel T made of a transparent resin or a gap.
- FIG. 4A shows a case where all the portions corresponding to one pixel of the electrophoretic display layer 42 are displayed in white
- FIG. 4B shows the portion corresponding to one pixel of the electrophoretic display layer 42.
- a case where a portion corresponding to the red sub-pixel R is displayed in white and a portion corresponding to the remaining sub-pixels is displayed in black is shown.
- the effective display pixel for white display uses all the sub-pixels in the electrophoretic display panel 41, whereas the electrophoretic display panel 41 uses. Since the sub-pixels other than the red sub-pixel R are used in the panel 21, it is suggested that the electrophoretic display panel 41 may be more advantageous. However, in practice, the electrophoretic display panel 41 includes a large number of sub-pixels having a colored portion. Therefore, compared with the electrophoretic display panel 21, the number of sub-pixels for color mixing is large, and the transparent sub-pixel T (transparent resin T Since the number of layers) is small, the reflectance of white display tends to be low.
- the red sub-pixel is an effective pixel (display unit) at the time of white display. It has a big impact. For example, as the density of the red subpixel R increases, the density of other subpixels needs to be increased. As a result, when the red saturation is changed, the reflectance of the white display also changes significantly. As the display characteristics of the panel, both the saturation improvement (brightness) of each color and the reflectance improvement (brightness) of the white display are compatible. It becomes difficult.
- the electrophoretic display device has been described as the reflective display provided with the color filter according to the present invention.
- the present invention is not limited to this.
- the electrophoretic display layer it is only necessary to have a reflective display layer that can display black or white in a portion corresponding to each sub-pixel by applying a voltage or the like.
- Example 1> (Preparation of an electrophoretic display device having the structure shown in FIG. 1) Disperse titanium oxide powder (white particles) with an average particle diameter of 3 ⁇ m coated with a polyethylene resin and carbon black powder (black particles) with an average particle diameter of 4 ⁇ m surface-treated with alkyltrimethylammonium chloride in tetrachloroethylene. Obtained. At this time, the white particles were negatively charged and the black particles were positively charged.
- the dispersion obtained above was O / W emulsified and microcapsules were formed by a complex coacervation method using gelatin-gum arabic, whereby the dispersion was enclosed in the microcapsules.
- the microcapsules thus obtained were sieved, and the particle diameters were adjusted so that the average particle diameter was 60 ⁇ m and the proportion of microcapsules having a particle diameter of 50 to 70 ⁇ m was 50% or more.
- an aqueous dispersion of microcapsules having a solid content of 40% by mass was prepared.
- This aqueous dispersion, a urethane-based binder having a solid content of 25% by mass (CP-7050, manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.), a surfactant, a thickener, and pure water are mixed to form a coating for forming an electrophoretic layer.
- a liquid was prepared. This coating solution was applied onto a substrate made of, for example, glass, on which a pixel electrode made of ITO was formed, to form an electrophoretic display layer.
- a transparent conductive layer made of ITO is formed on the formed electrophoretic display layer, and a polyester resin-based receiving liquid NS-141LX (Takamatsu Yushi Co., Ltd.) is applied onto the transparent conductive film using a comma coater.
- An ink fixing layer having an average film thickness of 10 ⁇ m was formed.
- the ink fixing layer was color-coded for each sub-pixel by an ink jet method to form a color filter.
- the color filter has a red sub-pixel R, a cyan sub-pixel C, and two transparent sub-pixels T, each of which is rectangular, arranged diagonally.
- the areas of the colored portions in the sub-pixels of the red sub-pixel R and cyan sub-pixel C were 70% and 40%, respectively.
- a protective film was formed on the color filter to produce an electrophoretic display device.
- An electrophoretic display device is manufactured in the same manner as in the example except that the color filter for the monocolor display device including the red sub-pixel R and the three transparent sub-pixels T shown in FIG. 3 is used. did. With respect to this electrophoretic display device, white display characteristics (reflectance, hue) and red display characteristics (saturation) at the time of white display and red display were measured as in the example.
- the hue was tinged with a light red color, and a clear white display could not be obtained.
- the color filter is the same as the embodiment except that the color filter for a full-color display device including the red subpixel R, the green subpixel G, the blue subpixel B, and the transparent subpixel T shown in FIG. 4 is used.
- An electrophoretic display device was produced. At this time, in each of the red subpixel R, the green subpixel G, and the blue subpixel B, the area of the colored portion in the subpixel was 70%.
- white display characteristics (reflectance, hue) and red display characteristics (saturation) at the time of white display and red display were measured as in the example.
- the electrophoretic display device according to Example 1 has a white display and red display characteristics, while obtaining a clean white display as compared with the monochromatic electrophoretic display device according to Comparative Example 1. Visible red display is possible. Compared with the full-color electrophoretic display device according to Comparative Example 2, the display has a higher reflectivity during white display and enables bright red display.
- the present invention is useful for an electrophoretic reflective color display capable of three-color display that enables bright color display and clear white and black display.
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Abstract
反射型ディスプレイであって、基板と、基板上に設けられる複数の画素電極と、複数の画素電極上に設けられる反射型表示層と、反射型表示層上に設けられる電極と、電極上に設けられるインク定着層と、インク定着層上に設けられ、複数の画素を有するカラーフィルタ層とを備え、前記複数の画素のそれぞれは、第１の色を示す着色部を有する第１のサブ画素と、第１の色と補色関係である第２の色を示す着色部を有する第２のサブ画素と、透明な第３のサブ画素とを含み、第１のサブ画素内の着色部の面積を１．０としたときの、第２のサブ画素内の着色部の面積が０．２以上１．０以下であり、第３のサブ画素の面積の合計が０．５以上８．０以下であることを特徴とする、反射型ディスプレイ。
Description
本発明は、反射型カラーディスプレイに関するものであり、特に、電気泳動式表示装置を備えた反射型カラーディスプレイに関する。
近年、画像表示パネルとしてバックライトを使用した液晶表示パネルが主流であるが、目にかかる負担が大きく、長時間見続ける用途には適していない。
目にかかる負担が小さい表示装置として、１対の電極間に電気泳動表示層を備える反射型表示パネルが提案されている。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ものであるため、目にかかる負担が小さく、画面を長時間見続ける作業に適している。
現在、電気泳動式表示パネルは、構造上、白黒表示を主とする２色表示が主流であるが、電気泳動表示層上に、赤、緑、青の３原色の画素からなるカラーフィルタを設けて多色表示する表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
一方、電気泳動式表示パネルに代表される反射型ディスプレイは、外光を利用して表示するため、パネルの輝度（明るさ）に対して制約があり、特に各画素内に赤、緑、青の３原色の着色部を有するカラーフィルタを設けて多色表示した場合には、カラーフィルタによる輝度低下が顕著となる。
そこで、多色表示と言っても、フルカラーではなく、白、黒のほかに１色の合計３色の表示があれば十分な用途が存在する。このような場合、画素内の一部に表示したい色相を有する着色層を形成することで白、黒と他１色の３色表示が原理的に可能となる。
画素内の一部に着色層を有した３色表示可能な反射型ディスプレイでの駆動方法の例として、白表示の場合、着色層を非表示（非反射部：黒表示）とし、黒表示の場合、画素全体を非表示とし、色表示を行う場合、着色層を表示（反射部：白表示）することで３色表示がなされる。
しかしながら、このような単色カラーフィルタを形成した電気泳動式表示パネルの場合、特に白表示において、着色層を非表示としているにも関わらず、実際には完全に反射光を遮光することができないため、白表示がわずかではあるが、着色層の色相を有する。したがって、色表示と白表示とが同系色となるため、色表示の際のコントラストが悪くなり、結果、視認性が劣る表示となってしまう。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、カラー表示が明るく、きれいな白／黒表示を可能とする３色表示が可能な表示装置を提供することを目的とする。
反射型ディスプレイであって、基板と、基板上に設けられる複数の画素電極と、複数の画素電極上に設けられる反射型表示層と、反射型表示層上に設けられる電極と、電極上に設けられるインク定着層と、インク定着層上に設けられ、複数の画素を有するカラーフィルタ層とを備え、前記複数の画素のそれぞれは、第１の色を示す着色部を有する第１のサブ画素と、第１の色と補色関係である第２の色を示す着色部を有する第２のサブ画素と、透明な第３のサブ画素とを含み、第１のサブ画素内の着色部の面積を１．０としたときの、第２のサブ画素内の着色部の面積が０．２以上１．０以下であり、第３のサブ画素の面積の合計が０．５以上８．０以下であることを特徴とする。
第１のサブ画素は、第１のサブ画素内の着色部が占める面積の比が５０％以上９０％以下であることを特徴とする。
第１のサブ画素内の着色部が赤色着色部であり、第２のサブ画素内の着色部がシアン色着色部であってもよい。
反射型表示層が、電気泳動表示層であってもよい。
電気泳動表示層が、少なくとも白色粒子と黒色粒子を含むマイクロカプセルを樹脂中に分散したマイクロカプセル層であることを特徴とする。
上述の反射型ディスプレイの駆動方法であって、第１のサブ画素に対応する部分の反射型表示層を黒表示とし、第２のサブ画素および第３のサブ画素に対応する部分の反射型表示層を白表示とすることで、画素全体で白色表示を行うことを特徴とする。
上述の反射型ディスプレイの駆動方法であって、第２のサブ画素に対応する部分の反射型表示層を黒表示とし、第１のサブ画素および第３のサブ画素に対応する部分の反射型表示層を白表示とすることで、画素全体で第１の色表示を行うことを特徴とする。
上述の反射型ディスプレイの駆動方法であって、第１のサブ画素、第２のサブ画素および第３のサブ画素に対応する部分の反射型表示層を黒色表示とすることで、画素全体で黒色表示を行うことを特徴とする。
本発明によると、カラー表示が明るく、きれいな白及び黒の表示を可能とする３色表示が可能な反射型カラーディスプレイが提供される。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るカラーフィルタを備える電気泳動式表示装置を示す断面図である。
電気泳動式表示装置１は、表面に所定のパターンの画素電極１１を備える基板１０上に、接着層１２を介して電気泳動表示層１３が形成されている。さらに、電気泳動表示層１３上には、透明電極層１４と、インク定着層１７と、カラーフィルタ１５と、保護フィルム１６とがこの順で積層されている。
画素電極１１は、それぞれのスイッチング素子に接続されていて、透明電極層１４との間に正負の電圧を印加する。
電気泳動表示層１３は、マイクロカプセル殻内に電気極性の異なる２種類の電気泳動粒子を分散した透明な分散媒中に分散させてなるマイクロカプセルを、バインダー樹脂により固定することにより構成されている。
電気極性の異なる２種類の粒子としては、例えば、黒色粒子と白色粒子の組合せがある。黒色粒子としては、無機炭素などの無機顔料のほか、ガラスあるいは樹脂などの微粉末、さらにはこれらの複合体などを使用することかできる。一方、白色粒子としては、公知の酸化チタン、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛などの白色無機顔料、酢酸ビニルエマルジ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ことができる。
カラーフィルタ１５は、補色関係にある２色のサブ画素と、透明のサブ画素とを含んでいる。例えば、赤色サブ画素Ｒ、シアン色サブ画素Ｃおよび透明サブ画素Ｔがカラーフィルタ１５の１画素を構成している。また、各サブ画素は、画素電極１１のパターンと対応して設けられている。ここで、赤色サブ画素Ｒは第１のサブ画素に相当し、シアン色サブ画素Ｃは第２のサブ画素に相当し、透明サブ画素Ｔは第３のサブ画素に相当する。また、カラーフィルタ１５は、液晶表示装置用のカラーフィルタにおいて行われているように、着色レジスト膜のフォトリソグラフィーにより形成することが出来るが、本実施形態におけるような電気泳動式反射ディスプレイに用いるカラーフィルタの場合には、基材上にインク定着層１７（受容層）を形成し、インク定着層１７に複数のインキを塗布することにより形成することができる。インク定着層１７は、樹脂を含むインク定着層１７形成用塗液を塗布することにより形成される。インク定着層にインキが塗布されて形成された複数の着色部のそれぞれは、画素電極１１の駆動単位（サブ画素）に対応して配置される。なお、１画素とは水平方向または垂直方向に隣接する所定数のサブ画素の最小の組み合わせを表している。例えば、後述する図２（ｃ）に示す４つのサブ画素を１画素としている。また、サブ画素は画素電極１１の駆動単位を示しており、例えば、赤色サブ画素Ｒとは、画素電極１１の駆動単位に対応するサブ画素内に赤色着色部と非着色部が形成されている領域を示している。
上述したように、カラーフィルタ１５には、補色関係にある２色のサブ画素が含まれている。補色関係にある２色のサブ画素の各々には、対応する色の着色部が形成されている。補色関係にある２色は、赤色とシアン色に限らず、マゼンタ色と緑色、黄色と青色の組み合わせがある。混色により白色となる補色関係にあるならば、どのような色の組合せをも、第１のサブ画素と第２のサブ画素として用いることができる。
また、補色関係にある２色のサブ画素のそれぞれは、必ずしも１色の着色層からなるものである必要はなく、色の異なる複数の着色層であって、混色により所定の色を示すものであってもよい。例えば、シアン色サブ画素Ｃは、混色によりシアン色を示す緑色着色層と青色着色層からなるものであってもよい。
図１に示す例では、カラーフィルタ１５は、補色関係にある２色（赤色サブ画素Ｒ、シアン色サブ画素Ｃ）と、透明サブ画素Ｔから構成されている。この透明サブ画素Ｔは、透明樹脂からなるものであっても、空隙であってもよい。
１画素内に含まれるサブ画素の数については、特に限定されるものではない。また、第１のサブ画素の数と、第２のサブ画素の数とは、同一であっても異なっていてもよい。
カラーフィルタ１５の１画素内のサブ画素の配置は、図２に示すように対角状の配置、あるいはストライプ状の配置としてもよい。しかしながら、混色を防止するために、着色したサブ画素同士は対角状の配置であることが望ましい。なお、サブ画素の配置の詳細は後述する。
各サブ画素内に形成される着色部の面積は、同一であっても異なっていてもよい。しかしながら、サブ画素が赤色、シアン色、透明の３つである場合、赤色着色部の面積１．０に対し、シアン色着色部の面積は０．２～１．０が好ましい。赤色着色部の面積１．０に対するシアン色着色部の面積が０．２未満では、白表示の際の赤色着色部による色相ズレを調整するための色濃度が十分得られない。また、赤色着色部の面積１．０に対するシアン色着色部の面積が１．０を超えると、白表示の際の明るさ低下が顕著となる傾向がある。また、赤色着色部の面積１．０に対し、透明サブ画素の面積は、０．５～８．０が好ましく、１．０～４．０がより好ましい。赤色着色部の面積１に対する透明サブ画素の面積が０．５未満では、白表示の際の明るさが十分得られない。また、赤色着色部の面積１．０に対し透明サブ画素の面積が８．０を超えると、赤色表示の際の彩度低下が顕著となる傾向がある。さらに、各サブ画素のサイズは、矩形の場合、通常、一辺が５０～２００μｍであることが好ましい。
第１のサブ画素である赤色サブ画素Ｒ内の着色部が占める面積は５０％以上９０％以下である必要がある。第１のサブ画素である赤色サブ画素Ｒ内の着色部が占める面積が５０％未満であった場合、白表示の際の明るさは確保できるものの、必要な色の濃さが得られず、表示特性として劣る傾向にある。また、第１のサブ画素である赤色サブ画素Ｒ内の着色部が占める面積が９０％以上であった場合、サブ画素境界部まで着色部が存在することになるが、通常、画素電極を駆動した場合、電極からの漏れ電場によって、境界部の表示媒体（マイクロカプセル）の駆動が十分でなく、置き換わらない現象が生じ、境界部に着色層が存在することで、表示特性に影響を及ぼすことがある。
なお、上述では第１のサブ画素を赤色サブ画素とし、第２のサブ画素をシアン色サブ画素として説明したが、第１のサブ画素と第２のサブ画素とを混色により白色となる補色関係にある他の２色の組み合わせとする場合においても、第１のサブ画素の着色部の面積１．０に対し、第２のサブ画素の着色部の面積は０．２～１．０が好ましい。第１のサブ画素の着色部の面積．０１に対し、第２のサブ画素の着色部の面積が０．２未満では、白表示の際の第１のサブ画素の着色部による色相ズレを調整するための色濃度が十分得られない。また、第１のサブ画素の着色部の面積１．０に対する第２のサブ画素の着色部の面積が１．０を超えると、白表示の際の明るさ低下が顕著となる傾向がある。また、第１のサブ画素の着色部の面積１．０に対し、透明サブ画素の面積は、０．５～８．０が好ましく、１．０～４．０がより好ましい。第１のサブ画素の着色部の面積１．０に対する透明サブ画素の面積が０．５未満では、白表示の際の明るさが十分得られない。また、第１のサブ画素の着色部の面積１．０に対し透明サブ画素の面積が８．０を超えると、第１のサブ画素の着色部の色表示の際の彩度低下が顕著となる傾向がある。
また、第１のサブ画素と第２のサブ画素とが、赤色とシアン色以外の補色関係となる色により着色されている場合においても、第１のサブ画素内の着色部が占める面積は５０％以上９０％以下である必要がある。第１のサブ画素内の着色部が占める面積が５０％未満であった場合、白表示の際の明るさは確保できるものの、必要な色の濃さが得られず、表示特性として劣る傾向にある。また、第１のサブ画素内の着色部が占める面積が９０％以上であった場合、サブ画素境界部まで着色部が存在することになるが、通常、画素電極を駆動した場合、電極からの漏れ電場によって、境界部の表示媒体（マイクロカプセル）の駆動が十分でなく、置き換わらない現象が生じ、境界部に着色層が存在することで、表示特性に影響を及ぼすことがある。
インク定着層１７としては、例えば、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ビニルアルコール樹脂などを用いることが出来る。また、インク定着層１７には、インキの溶媒の吸収性を高めるため、合成シリカやアルミナなどの多孔質物質を含ませることもできる。インク定着層１７は、枚葉処理を行うのであれば、スクリーン印刷法やオフセット印刷法やスピンコート法、ダイによる間歇塗工により形成することができる。また、ロールｔｏロールによる連続処理を行なうのであれば、ダイコーテイング、コンマコート、カーテンコート、グラビアコートなどの汎用の塗布技術によりインク定着層１７を形成することができる。また、基材上に塗工した後、インク定着層１７形成用塗液を乾燥させる必要がある。乾燥方法としては、加熱、送風などを用いることができる。
カラーフィルタ１５のインク定着層１７へのインキの塗布方法としては、画素を区切るためのブラックマトリクスは形成されないので、各色ごとに塗り分けが必要であるため、スクリーン印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法などを用いることができる。特に、位置合わせが容易であり、生産性も高いことから、インクジェット印刷法を用いてインク定着層１７にインキを吐出し、カラーフィルタ１５を形成することが好ましい。
インクジェット印刷法に用いる装置としては、インキ吐出方法の相違によりピエゾ変換方式と熱変換方式があるが、ピエゾ変換方式の装置を用いることが望ましい。また、インクジェット印刷法に用いる装置のインクの粒子化周波数は５～１００ｋＨｚ程度が望ましい。また、インクジェット印刷法に用いる装置のノズル径は、５～８０μｍ程度が望ましい。また、インクジェット印刷法に用いる装置は、ヘッドを複数個配置し、１ヘッドにノズルを６０～５００個程度組み込んだものを用いることが好ましい。
また、インキは、着色材料、溶剤、バインダー樹脂、分散剤より形成される。
インキの着色材料としては、有機顔料、無機顔料、染料などを問わず色素全般を使用することができる。好ましくは有機顔料が挙げられ、特に耐光性に優れるものを用いることが好ましい。インキの着色材料として、具体的には、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｒｅｄ ９、１９、３８、４３、９７、１２２、１２３、１４４、１４９、１６６、１６８、１７７、１７９、１８０、１９２、２０８、２１５、２１６、２１７、２２０、２２３、２２４、２２６、２２７、２２８、２４０、２５４、Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌｕｅ１５、１５：６、１６、２２、２９、６０、６４、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｇｒｅｅｎ ７、３６、５６、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｙｅｌｌｏｗ ２０、２４、８６、８１、８３、９３、１０８、１０９、１１０、１１７、１２５、１３７、１３８、１３９、１４７、１４８、１５０、１５３、１５４、１６６、１６８、１８５、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｏｒａｎｇｅ ３６、７３、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎｔ Ｖｉｏｌｅｔ２３などを使用することができる。さらに所望の色相を得るために上記の２種以上の材料を混合して用いてもよい。
インキに使用する溶剤としては、インクジェット印刷における適性を考慮し、表面張力が３５ｍＮ／ｍ以下で、かつ沸点が１３０℃以上のものが好ましい。インキに使用する溶剤の表面張力が３５ｍＮ／ｍ以上であるとインクジェット吐出時のドット形状の安定性に著しい悪影響を及ぼす。また、インキに使用する溶剤の沸点が１３０℃未満であるとノズル近傍での乾燥性が著しく高くなり、その結果、ノズル詰まりなどの不良発生を招く虞がある。
インキに使用する溶剤として、具体的には、２－メトキシエタノール、２－エトキシエタノール、２－ブトキシエタノール、２－エトキシエチルアセテート、２－ブトキシエチルアセテート、２－メトキシエチルアセテート、２－エトキシエチルエーテル、２－（２－エトキシエトキシ）エタノール、２－（２－ブトキシエトキシ）エタノール、２－（２－エトキシエトキシ）エチルアセテート、２－（２－ブトキシエトキシ）エチルアセテート、２－フェノキシエタノール、ジエチレングリコールジメチルエーテルなどを挙げることができる。また、これらに限定されるものではなく、上記要件を満たす溶剤であれば好ましく用いることができる。また、必要に応じて２種類以上の溶剤を混合して用いてもよい。
インキのバインダー樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂、ノボラック系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹脂などが挙げられる。
アクリル系樹脂としては、単量体（モノマー）として（メタ）アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、エトキシエチル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレートなどのアルキル（メタ）アクリレートや、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレートなどの脂環式（メタ）アクリレートなどの重合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらのモノマーは、その１種単独で、または、２種以上を併用してもよい。さらに、上記のアクリレートと共重合可能なスチレン、シクロヘキシルマレイミド、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド、フェニルマレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、ｎ－ブチルマレイミド、ラウリルマイレミドなどの化合物とを共重合させたものを用いてもよい。
また、アクリル系樹脂にエチレン性不飽和基を付加させたものを用いてもよい。アクリル系樹脂にエチレン性不飽和基を付加させる方法としては、グリシジルメタクリレートなどのエポキシ含有樹脂にアクリル酸などのエチレン性不飽和基とカルボン酸含有化合物を付加する方法、メタアクリル酸などのカルボン酸含有樹脂にグリシジルメタアクリレートなどのエポキシ含有アクリレートを付加する方法、または、ヒドロキシメタアクリレートなどの水酸基含有樹脂にメタクリロイルオキシエチルイソシアネートなどのイソシアネート基含有アクリレートを付加する方法などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、ノボラック樹脂としては、フェノールノボラック系エポキシ樹脂、クレゾールノボラック系エポキシ樹脂などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、エポキシ系樹脂は、特に制限なく使用することができ、公知のものから選択することができる。エポキシ基の数は特に制限はないが、２つ以上の官能基を有するものが好ましく、より好ましくは４官能以上である。例えば、セロキサイド２０２１Ｐ、セロキサイド３０００、ＥＨＰＥ‐３１５０（ダイセル化学工業社製）、ＡＫ６０１、ＥＰＰＮシリーズ（日本化薬社製）などが挙げられる。
また、メラミン系樹脂も、特に制限なく使用することができ、公知のメラミンから選択することが出来る。例えば、下記一般式（Ｉ）のメラミン化合物を用いることができる。
また、メラミン樹脂として、２種類以上の繰り返し単位を組み合わせたコポリマーを用いてもよく、２種類以上のホモポリマーまたはコポリマーを併用してもよい。また、上記以外に１，３，５－トリアジン環を有する化合物で、例えば特開２００１－１６６１４４公報に記載の下記一般式（ＩＩ）に示す化合物を用いることができる。また下記一般式（ＩＩＩ）に示す化合物も好んで用いることができる。
また、バインダー樹脂の質量平均分子量は、５００～１００００の範囲内であることが好ましく、さらに５００～８０００の範囲内であることがより好ましい。バインダー樹脂の質量平均分子量が１００００を超えると、着色層の乾燥工程時にインクの流動性が不足し、着色領域内の濃度バラツキが発生する虞がある。また、バインダー樹脂の質量平均分子量が５００未満では、カラーフィルタに要求される耐溶剤性、耐熱性などの物性を満足させることができない。
インキの分散剤は、溶剤への顔料の分散性を向上させるために用いることができる。分散剤として、イオン性、非イオン性界面活性剤などを用いることができる。具体的には、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリ脂肪酸塩、脂肪酸塩アルキルリン酸塩、テトラアルキルアンモニウム塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどがあり、その他に有機顔料誘導体、ポリエステルなどが挙げられる。分散剤は１種類を単独で使用してもよく、また、必要に応じて２種以上を混合して用いてもよい。
インキの粘度としては、１～２０ｍＰａ・ｓの範囲にあることが好ましく、５～１５ｍＰａ・ｓの範囲にあることがさらに好ましい。インキの粘度が２０ｍＰａ・ｓを超えると、インクジェット吐出時にインキが所定の位置に着弾しない不良や、ノズル詰りといった不良を招く虞がある。一方、インキの粘度が１ｍＰａ・ｓ未満である場合、インキを吐出する際に、インキが飛散する虞がある。
次に、図１に示す電気泳動式反射型ディスプレイの動作原理について説明する。
画素電極１１に電圧を印加すると、電気泳動表示層１３内にあるマイクロカプセルにかかる電界が変化する。画素電極１１が正極のときは、マイクロカプセル内の負に帯電している粒子が画素電極１１側に移動し、正に帯電している粒子が透明電極層１４側に移動する。反対に、画素電極１１が負極のときは、マイクロカプセル内の正に帯電している粒子が画素電極１１側に移動し、負に帯電している粒子が透明電極層１４側に移動する。
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、画素電極１１を負極とすると、図１に示すように、正に帯電している黒色粒子が画素電極１１側に移動し、負に帯電している白色粒子が透明電極層１４側に移動する。この場合、すべての光は、表面に白色粒子が存在するマイクロカプセル層で反射し、カラーフィルタ１５を透過した光を観察することができる。
図２（ａ）および（ｂ）は、以上の動作原理に基づく、本実施形態に係る電気泳動式表示パネル２１の色表示を説明するための図である。電気泳動式表示パネル２１は、白黒表示の電気泳動表示層２２上に、補色関係にある２色、例えば赤色サブ画素Ｒとシアン色サブ画素Ｃとを含むカラーフィルタ２３を配置した構成を有する。カラーフィルタ２３は、４つのサブ画素で１画素を構成し、残りの２つのサブ画素は、例えば透明樹脂からなる透明サブ画素Ｔとする。また、図２（ｃ）は、図２（ａ）の４つのサブ画素を上面から見た概略図である。図２（ｃ）に示すように、赤色サブ画素Ｒは着色部の領域と非着色部の領域とから構成されている。また、シアン色サブ画素Ｃは着色部の領域と非着色部の領域とから構成されている。
また、図２（ａ）は、電気泳動表示層２２の１画素に対応する部分のうち、赤色サブ画素Ｒに対応する部分を黒に、残りの部分を白に表示している場合を示し、図２（ｂ）は、電気泳動表示層２２の１画素に対応する部分のうち、シアン色サブ画素Ｃに対応する部分を黒に、残りの部分を白に表示している場合を示す。
図２（ａ）に示す場合では、電気泳動表示層２２の１画素に対応する部分のうち、赤色サブ画素Ｒに対応する部分を黒に表示しているため、シアン色サブ画素Ｃ、及び透明サブ画素Ｔを通過した光の混色で表現されるため、原理上、薄いシアン色となる。しかしながら、実際には赤色サブ画素Ｒ上での表面反射による色付きや、黒表示とはいえ、僅かに反射する光の影響から確認される淡い赤色も混ざった光の混色として視認される。ただし、シアン色と赤色とが補色関係にあるため、自然な白色として表現される。
一方、図２（ｂ）に示す場合では、電気泳動表示層２２のシアン色サブ画素Ｃに対応する部分のみが黒表示であるため、カラーフィルタ２３を透過する光は、電気泳動表示層２２のシアン色サブ画素Ｃに対応する部分ではほとんど反射せず、残りのサブ画素に対応する部分では反射されるため、反射された光のうち赤色サブ画素Ｒを透過する光により赤が表示される。
また、電気泳動表示層２２の１画素に対応する部分すべてを黒表示とすると、カラーフィルタ２３を透過して観察される光は存在せず、黒表示となることはいうまでもない。
また、カラーフィルタ２３の色設計を行う場合においても、赤色サブ画素Ｒの色濃度に応じて、シアン色サブ画素Ｃの色濃度を調整する必要がある。しかしながら、カラーフィルタ２３の赤色サブ画素Ｒが白表示のホワイトバランスに及ぼす影響は、図２（ａ）に示すように、白表示の際、電気泳動表示層２２の１画素に対応する部分のうち、赤色サブ画素Ｒに対応する部分が黒表示であり非有効画素となるため、図４（ａ）に示すフルカラー表示のように、白表示の際、赤色サブ画素Ｒに対応する電気泳動層の部分が白表示であり有効画素となる場合と比較して、その影響は僅かである。よって、シアン色サブ画素Ｃを含むホワイトバランス調整が非常に容易であり、自然な白色を表現しつつ、赤色表示の彩度を大きく変更できる利点も有している。フルカラー表示の白表示の詳細は後述する。
図２（ａ）および（ｂ）に示す電気泳動式表示パネル２１の構成によると、補色関係にある２色のサブ画素を有し、残りのサブ画素は透明樹脂からなる透明サブ画素により構成される表示パネルは、明るく鮮やかな色（例えば赤）およびきれいな白ならびに黒の３色を表示することが可能である。
図３（ａ）および（ｂ）は、比較のため、本実施形態と同様に、白、黒および１色の着色の３色表示の電気泳動式表示パネル３１を示し、白黒表示の電気泳動表示層３２上に、１色、例えばサブ画素として赤色サブ画素Ｒを含むカラーフィルタ３３を配置した構成を示す。カラーフィルタ３３は、４つのサブ画素で１画素を構成し、残りの３つのサブ画素は、透明樹脂または空隙からなる透明サブ画素Ｔである。
図３（ａ）は、電気泳動表示層３２の１画素に対応する部分のうち、赤色サブ画素Ｒに対応する部分を黒に、残りの３つの透明サブ画素Ｔに対応する部分を白に表示している場合を示し、図３（ｂ）は、電気泳動表示層３２の１画素に対応する部分すべてを白に表示としている場合を示す。
図３（ａ）に示す場合では、電気泳動表示層３２の赤色サブ画素Ｒに対応する部分のみが黒表示であるため、カラーフィルタ３３を透過する光は、電気泳動表示層３２の赤色サブ画素Ｒに対応する部分では反射せず、残りのサブ画素に対応する部分のみが反射されるため、透明樹脂または空隙からなる透明サブ画素Ｔを透過して、白が表示される。
一方、図３（ｂ）に示す場合では、電気泳動表示層３２は１画素に対応する部分すべてが白表示であるため、カラーフィルタ３３を透過する光のすべてが電気泳動表示層３２で反射され、反射された光のうち赤色サブ画素Ｒを透過する光により、赤が表示される。
電気泳動式表示パネル３１の構成によると、図３（ｂ）において赤を表示させる場合、赤色サブ画素Ｒの濃度により赤彩度は所望の値を得ることができるが、図３（ａ）において白を表示させる場合、赤色サブ画素Ｒの表面での反射や、赤色サブ画素Ｒに対応する部分が黒表示により、ほとんど反射しないが、僅かに反射する光によって白表示が淡い赤色に表示されてしまう。特に、赤色サブ画素Ｒの濃度により、白表示時のホワイトバランスは異なり、赤彩度を得るため、赤色サブ画素Ｒの着色部の濃度アップを図るほどに、白表示の際のホワイトバランスは、赤色側に色相ズレが生じ、表示コントラストが損なわれる結果となる。
図４（ａ）および（ｂ）は、従来のフルカラーの電気泳動式表示パネル４１を示し、白黒表示の電気泳動表示層４２上に、３原色、例えば赤色サブ画素Ｒ、緑色サブ画素Ｇ、及び青色サブ画素Ｂを含むカラーフィルタ４３を配置した構成を示す。カラーフィルタ４３は、４つのサブ画素で１画素を構成し、残りの１つのサブ画素は、透明樹脂または空隙からなる透明サブ画素Ｔである。
図４（ａ）は、電気泳動表示層４２の１画素に対応する部分すべてを白に表示している場合を示し、図４（ｂ）は、電気泳動表示層４２の１画素に対応する部分のうち、赤色サブ画素Ｒに対応する部分を白に表示し、残りのサブ画素に対応する部分を黒に表示している場合を示す。
図４（ａ）に示す場合では、電気泳動表示層４２の１画素に対応する部分すべてが白表示であるため、カラーフィルタ４３を透過する光のすべてが電気泳動表示層４２で反射され、反射された光のうち赤色サブ画素Ｒを透過する光、緑サブ画素Ｇを透過する光および青サブ画素Ｂを透過する光の混色により、白が表示される。
一方、図４（ｂ）に示す場合では、電気泳動表示層４２の１画素に対応する部分のうち、赤色サブ画素Ｒに対応する部分のみが白表示であるため、カラーフィルタ４３を透過する光は、電気泳動表示層４２の赤色サブ画素Ｒに対応する部分で反射して、赤色サブ画素Ｒを透過し、残りのサブ画素に対応する部分では反射されないため、赤が表示される。
電気泳動式表示パネル４１と電気泳動式表示パネル２１とを比較すると、例えば白表示の際の有効画素は、電気泳動式表示パネル４１では全てのサブ画素を使用するのに対し、電気泳動式表示パネル２１では赤色サブ画素Ｒ以外のサブ画素を用いるため、電気泳動式表示パネル４１のほうが有利である可能性も示唆される。しかしながら、実際は、電気泳動式表示パネル４１では着色部を有するサブ画素を多く含んでいるため、電気泳動式表示パネル２１に比べ、混色のためのサブ画素数が多く、透明サブ画素Ｔ（透明樹脂層）の数が少ないため、白表示の反射率が低くなる傾向がある。
また、電気泳動式表示パネル４１における、カラーフィルタ４３の色設計において、例えば、赤色彩度を変更する場合、白表示の際、赤色サブ画素は有効画素（表示部）であるため、ホワイトバランスに大きく影響を及ぼす。例えば、赤色サブ画素Ｒの濃度が高くなるほど、他のサブ画素についても濃度アップが必要となる。結果、赤色彩度を変更すると、大幅に白表示の反射率も変化し、パネルの表示特性として、各色の彩度改善（鮮やかさ）と白表示の反射率改善（明るさ）との両立は困難となる。
なお、上記では本発明に係るカラーフィルタを備えた反射型ディスプレイとして、電気泳動表示装置について述べたが、これに限定されるものではない。電気泳動表示層の代わりに、電圧の印加などにより各サブ画素に対応する部分を黒表示または白表示にすることができる反射型表示層を備えていればよい。
以下に、本発明の具体的な実施例について説明する。しかしながら、本発明は実施例のみに限定されるものではない。
＜実施例１＞
（図１に示す構造を有する電気泳動式表示装置の作製）
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）をテトラクロロエチレンに分散し、分散液を得た。このとき、白色粒子を負に帯電させ、黒色粒子を正に帯電させた。
（図１に示す構造を有する電気泳動式表示装置の作製）
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）をテトラクロロエチレンに分散し、分散液を得た。このとき、白色粒子を負に帯電させ、黒色粒子を正に帯電させた。
上記で得た分散液をＯ／Ｗエマルジョン化し、ゼラチン－アラビアゴムによるコンプレックス・コアセルベ一ション法によりマイクロカプセルを形成することで、分散液をマイクロカプセル中に封入した。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６０μｍ、５０～７０μｍ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。
次に、固形分４０質量％のマイクロカプセルの水分散液を調製した。この水分散液と、固形分２５質量％のウレタン系バインダー（ＣＰ－７０５０、大日本インキ株式会社製）と、界面活性剤、増粘剤と、純水を混合し、電気泳動層形成用塗液を作製した。この塗液を、表面にＩＴＯからなる画素電極が形成された、例えばガラスからなる基板上に塗布し、電気泳動表示層を形成した。形成した電気泳動表示層上にＩＴＯからなる透明導電層を形成し、透明導電膜上に、ポリエステル樹脂系の受容液ＮＳ－１４１ＬＸ（高松油脂株式会社）を、コンマコーターを用いて塗工し、平均膜厚１０μｍのインク定着層を形成した。
このインク定着層に対し、インクジェット法により、サブ画素ごとに色分け印刷を行い、カラーフィルタを形成した。このとき、位置合わせを行い、画素電極に対応する位置にサブ画素を形成した。カラーフィルタは、図２に示すように、１画素がいずれも矩形の赤色サブ画素Ｒとシアン色サブ画素Ｃおよび２つの透明サブ画素Ｔを対角状に配置したものとした。赤色サブ画素Ｒおよびシアン色サブ画素Ｃのサブ画素内の着色部の面積は、それぞれ７０％、４０％であった。また、このとき赤色サブ画素Ｒ内の着色部の面積を１．０としたときの、シアン色サブ画素Ｃ内の着色部の面積は０．６、透明サブ画素Ｔの面積は２．９であった。最後に、カラーフィルタ上に保護フィルムを形成して、電気泳動式表示装置を作製した。
以上のようにして作製した電気泳動式表示装置を白表示および赤表示した際の白表示特性（反射率、色相）と赤色表示特性（彩度）の測定を行った。なお、彩度はＬ＊ａ＊ｂ＊表色系にて表現される（ｃ＊＝（（ａ＊）２＋（ｂ＊）２）１／２）を示す。測定は、分光色差計（日本電色工業株式会社製「ＳＥ６０００」、測定スポット径：Φ=６ｍｍ）を用いて測定し、Ｄ６５光源での反射測定にて実施した。
測定の結果、白表示時の表示特性は、反射率ｒ＝２２．３、色相（ａ＊、ｂ＊）＝（－２、－１）を示した。また、赤表示時の表示特性は、彩度（ｃ＊）＝１３．５を示した。以上の測定結果より、赤色サブ画素Ｒ内の着色部の面積を１．０としたときのシアン色サブ画素Ｃ内の着色部の面積および透明サブ画素Ｔの面積を上述の値にすることにより、明るく、きれいな白表示を示し、かつ鮮やかな赤表示が可能な表示装置を得ることができた。
＜比較例１＞
カラーフィルタとして、図３に示す、赤色サブ画素Ｒ、３つの透明サブ画素Ｔからなるモノカラーの表示装置用のものを用いたことを除いて、実施例と同様に電気泳動式表示装置を作製した。この電気泳動式表示装置について、実施例と同様に白表示、及び赤表示した際の白表示特性（反射率、色相）と赤色表示特性（彩度）の測定を行った。
カラーフィルタとして、図３に示す、赤色サブ画素Ｒ、３つの透明サブ画素Ｔからなるモノカラーの表示装置用のものを用いたことを除いて、実施例と同様に電気泳動式表示装置を作製した。この電気泳動式表示装置について、実施例と同様に白表示、及び赤表示した際の白表示特性（反射率、色相）と赤色表示特性（彩度）の測定を行った。
測定の結果、白表示時の表示特性は、反射率ｒ＝２４．５、色相（ａ＊、ｂ＊）＝（３、１）を示した。赤表示時の表示特性は、彩度（ｃ＊）＝１３．５を示したが、実施例１と比較して、赤表示時の彩度は同様の値を得たが、白表示時の色相が淡い赤色を帯びてしまい、きれいな白表示は得られなかった。
＜比較例２＞
カラーフィルタとして、図４に示す、赤色サブ画素Ｒ、緑色サブ画素Ｇ、青色サブ画素Ｂ、透明サブ画素Ｔからなるフルカラーの表示装置用のものを用いたことを除いて、実施例と同様に電気泳動式表示装置を作製した。このとき、赤色サブ画素Ｒ、緑色サブ画素Ｇ、青色サブ画素Ｂともに、サブ画素内の着色部の面積は７０％であった。この電気泳動式表示装置について、実施例と同様に白表示、及び赤表示した際の白表示特性（反射率、色相）と赤色表示特性（彩度）の測定を行った。
カラーフィルタとして、図４に示す、赤色サブ画素Ｒ、緑色サブ画素Ｇ、青色サブ画素Ｂ、透明サブ画素Ｔからなるフルカラーの表示装置用のものを用いたことを除いて、実施例と同様に電気泳動式表示装置を作製した。このとき、赤色サブ画素Ｒ、緑色サブ画素Ｇ、青色サブ画素Ｂともに、サブ画素内の着色部の面積は７０％であった。この電気泳動式表示装置について、実施例と同様に白表示、及び赤表示した際の白表示特性（反射率、色相）と赤色表示特性（彩度）の測定を行った。
測定の結果、白表示時の表示特性は、反射率ｒ＝２１．０、色相（ａ＊、ｂ＊）＝（－２、－２）を示した。赤表示時の表示特性は、彩度（ｃ＊）＝７．２を示したが、実施例１と比較して、白表示時の色相は同様の値を得たが、反射率がやや低くなり、さらに赤表示時の彩度が十分ではなく、コントラストに劣る表示しか得られなかった。
以上のように、実施例１に係る電気泳動式表示装置は、白表示及び赤表示の表示特性において、比較例１にかかるモノカラーの電気泳動式表示装置に比べ、きれいな白表示を得つつ、鮮やかな赤表示を可能とし、また比較例２にかかるフルカラーの電気泳動式表示装置に比べ、白表示時における高い反射率を示し、かつ鮮やかな赤表示を可能とした。
本発明は、カラー表示が明るく、きれいな白および黒の表示を可能とする３色表示が可能な電気泳動式反射型カラーディスプレイに有用である。
１０ 基板
１１ 画素電極
１２ 接着層
１３、２２、３２、４２ 電気泳動表示層
１４ 透明電極層
１５、２３、３３、４３ カラーフィルタ
１６ 保護フィルム
１７ インク定着層（受容層）
２１、３１、４１ 電気泳動式表示パネル
１１ 画素電極
１２ 接着層
１３、２２、３２、４２ 電気泳動表示層
１４ 透明電極層
１５、２３、３３、４３ カラーフィルタ
１６ 保護フィルム
１７ インク定着層（受容層）
２１、３１、４１ 電気泳動式表示パネル
Claims (8)
- 反射型ディスプレイであって、
基板と、
前記基板上に設けられる複数の画素電極と、
前記複数の画素電極上に設けられる反射型表示層と、
前記反射型表示層上に設けられる電極と、
前記電極上に設けられるインク定着層と、
前記インク定着層上に設けられ、複数の画素を有するカラーフィルタ層とを備え、
前記複数の画素のそれぞれは、第１の色を示す着色部を有する第１のサブ画素と、前記第１の色と補色関係である第２の色を示す着色部を有する第２のサブ画素と、透明な第３のサブ画素とを含み、
前記第１のサブ画素内の着色部の面積を１．０としたときの、前記第２のサブ画素内の着色部の面積が０．２以上１．０以下であり、前記第３のサブ画素の面積の合計が０．５以上８．０以下であることを特徴とする、反射型ディスプレイ。 - 前記第１のサブ画素は、前記第１のサブ画素内の着色部が占める面積の比が５０％以上９０％以下であることを特徴とする、請求項１に記載の反射型ディスプレイ。
- 前記第１のサブ画素内の着色部が赤色着色部であり、前記第２のサブ画素内の着色部がシアン色着色部であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の反射型ディスプレイ。
- 前記反射型表示層が、電気泳動表示層であることを特徴とする、請求項１～３のいずれかに記載の反射型ディスプレイ。
- 前記電気泳動表示層が、少なくとも白色粒子と黒色粒子を含むマイクロカプセルを樹脂中に分散したマイクロカプセル層であることを特徴とする、請求項４に記載の反射型ディスプレイ。
- 請求項１～５のいずれか１項に記載の反射型ディスプレイの駆動方法であって、
前記第１のサブ画素に対応する部分の反射型表示層を黒表示とし、前記第２のサブ画素および前記第３のサブ画素に対応する部分の反射型表示層を白表示とすることで、画素全体で白色表示を行うことを特徴とする、反射型ディスプレイの表示方法。 - 請求項１～５のいずれか１項に記載の反射型ディスプレイの駆動方法であって、
前記第２のサブ画素に対応する部分の反射型表示層を黒表示とし、前記第１のサブ画素および前記第３のサブ画素に対応する部分の反射型表示層を白表示とすることで、画素全体で前記第１の色表示を行うことを特徴とする、反射型ディスプレイの駆動方法。 - 請求項１～４のいずれか１項に記載の反射型ディスプレイの駆動方法であって、
前記第１のサブ画素、前記第２のサブ画素および前記第３のサブ画素に対応する部分の反射型表示層を黒色表示とすることで、画素全体で黒色表示を行うことを特徴とする、反射型ディスプレイの駆動方法。
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