JP6488780B2 - Color filter and electronic paper - Google Patents
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Description
本発明は、反射型の電子ペーパー用のカラーフィルタ及び電子ペーパーに関する。 The present invention relates to a color filter for reflection type electronic paper and electronic paper.
近年、フラットタイプの表示装置である電子ペーパーの開発が進められている。電子ペーパーは、周囲の光(以下、「環境光」とも言う)の反射光を制御することで、文字や画像等を表示する。このような電子ペーパーは、低消費電力である、目が疲れない、及び、直射日光下での視認性が良い等の優れた特性を有する。 In recent years, electronic paper, which is a flat type display device, has been developed. Electronic paper displays characters, images, and the like by controlling reflected light of ambient light (hereinafter also referred to as “environmental light”). Such electronic paper has excellent characteristics such as low power consumption, no eye fatigue, and good visibility under direct sunlight.
また、カラー表示可能な電子ペーパーとして、複数色の着色層を有するカラーフィルタと、白表示および黒表示を行うことが可能な反射型表示素子と、を備えるものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この電子ペーパーは、反射型表示素子を用いて白表示を行うことによって環境光を反射させ、反射光をカラーフィルタに透過させることによって所望のカラー画像表示を行うことができる。 In addition, as electronic paper capable of color display, one having a color filter having a plurality of colored layers and a reflective display element capable of performing white display and black display is known (for example, a patent) Reference 1). This electronic paper can display a desired color image by reflecting ambient light by performing white display using a reflective display element and transmitting the reflected light through a color filter.
電子ペーパーにおいて、広い視野角の表示特性が望まれている。このような表示特性を実現するためには、複数の散乱粒子を含んだ散乱層をカラーフィルタ上に設け、反射光を散乱層で散乱させる構成が考えられる。 In electronic paper, display characteristics with a wide viewing angle are desired. In order to realize such display characteristics, a configuration in which a scattering layer including a plurality of scattering particles is provided on a color filter and reflected light is scattered by the scattering layer can be considered.
図11は、従来のカラーフィルタの散乱特性を示す図である。図6は、カラーフィルタ上に散乱層が設けられていない場合及び散乱層が設けられている場合について、カラーフィルタを光源と受光器との間に配置して、受光器の受光角度を±30°の範囲で変化させ、赤色、緑色、青色の光の散乱強度を測定した結果を示している。図11に示すように、受光角度が約6°以上、約−6°以下における赤色、緑色、青色の光の散乱強度は、散乱層が設けられていない場合はほぼ0であるが、散乱層が設けられている場合は増加している。つまり、視野角特性を改善できる。 FIG. 11 is a diagram showing scattering characteristics of a conventional color filter. FIG. 6 shows that when the scattering layer is not provided on the color filter and when the scattering layer is provided, the color filter is arranged between the light source and the light receiver, and the light receiving angle of the light receiver is ± 30. It shows the results of measuring the scattering intensity of red, green, and blue light while changing in the range of °. As shown in FIG. 11, the scattering intensity of red, green, and blue light at a light receiving angle of about 6 ° or more and about −6 ° or less is almost 0 when no scattering layer is provided. It is increasing when there is. That is, the viewing angle characteristics can be improved.
しかしながら、このような散乱粒子を含んだ散乱層を用いて、散乱粒子の数、材料および形状、並びに、散乱層の膜厚等を調整しても、図11の例から視野角特性を大幅に改善することは困難である。 However, even when the number of scattering particles, the material and shape, the thickness of the scattering layer, and the like are adjusted using the scattering layer including such scattering particles, the viewing angle characteristics are greatly improved from the example of FIG. It is difficult to improve.
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、視野角特性をより改善できるカラーフィルタ及び電子ペーパーを提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such points, and an object thereof is to provide a color filter and electronic paper that can further improve the viewing angle characteristics.
本発明の一実施形態に係る電子ペーパー用のカラーフィルタは、
透明基材と、
前記透明基材上に設けられた着色層と、
前記着色層の前記透明基材と反対側に設けられた第1散乱層と、を備え、
前記第1散乱層は、その表面に凹凸形状を有する、ことを特徴とする。
The color filter for electronic paper according to an embodiment of the present invention,
A transparent substrate;
A colored layer provided on the transparent substrate;
A first scattering layer provided on the opposite side of the colored layer from the transparent substrate,
The first scattering layer has an uneven shape on the surface thereof.
上記カラーフィルタにおいて、
前記第1散乱層の屈折率は、前記凹凸形状に隣接する前記電子ペーパーの部材の屈折率より高くてもよい。
In the above color filter,
The refractive index of the first scattering layer may be higher than the refractive index of the member of the electronic paper adjacent to the uneven shape.
上記カラーフィルタにおいて、
前記第1散乱層の屈折率は、前記凹凸形状に隣接する前記電子ペーパーの部材の屈折率より低くてもよい。
In the above color filter,
The refractive index of the first scattering layer may be lower than the refractive index of the member of the electronic paper adjacent to the uneven shape.
上記カラーフィルタにおいて、
前記第1散乱層は、
第1透明樹脂と、
前記第1透明樹脂の表面に設けられ、前記凹凸形状を形成する無機膜と、を有してもよい。
In the above color filter,
The first scattering layer includes
A first transparent resin;
And an inorganic film that is provided on a surface of the first transparent resin and forms the uneven shape.
上記カラーフィルタにおいて、
前記第1散乱層は、
第1透明樹脂と、
前記第1透明樹脂中に分散された屈折率調整剤と、を有してもよい。
In the above color filter,
The first scattering layer includes
A first transparent resin;
And a refractive index adjusting agent dispersed in the first transparent resin.
上記カラーフィルタにおいて、
前記第1散乱層の前記凹凸形状は、賦型により形成されてもよい。
In the above color filter,
The uneven shape of the first scattering layer may be formed by shaping.
上記カラーフィルタにおいて、
前記第1散乱層は、各々が前記凹凸形状の一部分を形成する複数の単位光学要素を含み、
前記複数の単位光学要素は、所定の配列方向に配列され、
前記各単位光学要素は、前記配列方向において非対称な形状を有してもよい。
In the above color filter,
The first scattering layer includes a plurality of unit optical elements each forming a part of the uneven shape,
The plurality of unit optical elements are arranged in a predetermined arrangement direction,
Each of the unit optical elements may have an asymmetric shape in the arrangement direction.
上記カラーフィルタにおいて、
前記第1散乱層は、各々が前記凹凸形状の一部分を形成する複数の単位光学要素を含み、
前記各単位光学要素は、球又は回転楕円体の一部の形状を有していてもよい。
In the above color filter,
The first scattering layer includes a plurality of unit optical elements each forming a part of the uneven shape,
Each of the unit optical elements may have a shape of a part of a sphere or a spheroid.
上記カラーフィルタにおいて、
前記第1散乱層は、
第1透明樹脂と、
前記第1透明樹脂中に分散された散乱粒子と、を有し、
前記第1散乱層の前記凹凸形状は、前記散乱粒子の存在に起因して形成されていてもよい。
In the above color filter,
The first scattering layer includes
A first transparent resin;
Scattering particles dispersed in the first transparent resin,
The uneven shape of the first scattering layer may be formed due to the presence of the scattering particles.
上記カラーフィルタにおいて、
前記第1散乱層と前記着色層との間に設けられた第2散乱層を備え、
前記第2散乱層は、
第2透明樹脂と、
前記第2透明樹脂中に分散された散乱粒子と、を有してもよい。
In the above color filter,
A second scattering layer provided between the first scattering layer and the colored layer;
The second scattering layer is
A second transparent resin;
And scattering particles dispersed in the second transparent resin.
本発明の一実施形態に係る電子ペーパーは、
前記カラーフィルタと、
前記カラーフィルタに対向するように配置された、白表示及び黒表示を行う反射型表示素子と、
を備えることを特徴とする。
Electronic paper according to an embodiment of the present invention,
The color filter;
A reflective display element that performs white display and black display, disposed so as to face the color filter;
It is characterized by providing.
本発明によれば、視野角特性をより改善できる。 According to the present invention, viewing angle characteristics can be further improved.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張してある。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings attached to the present specification, for the sake of illustration and ease of understanding, the scale, the vertical / horizontal dimension ratio, and the like are appropriately changed and exaggerated from those of the actual ones.
(第1の実施形態)
まず図1を参照して、電子ペーパー100全体について説明する。
(First embodiment)
First, the entire
電子ペーパー
図1は、第1の実施形態に係る電子ペーパー100の概略構成を示す縦断面図である。図1に示すように、電子ペーパー100は、電子ペーパー用のカラーフィルタ10と、カラーフィルタ10に対向するように配置された、白表示及び黒表示を行う反射型表示素子80と、を備えている。
Electronic Paper FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of an
カラーフィルタ10は、透明基材11と、透明基材11上に設けられたブラックマトリクス層(以下、BM層と称す)12と、透明基材11上に設けられた複数色の着色層13と、着色層13の透明基材11と反対側、即ち着色層13の反射型表示素子80側に設けられた透明な第1散乱層14と、を備える。つまり、カラーフィルタ10は、散乱層付きのカラーフィルタである。
The
着色層13は、第1着色エリア20と、第2着色エリア30と、第3着色エリア40と、白色エリア50と、を有する。第1着色エリア20、第2着色エリア30、第3着色エリア40及び白色エリア50のそれぞれは、1つの画素に対応する。
The
カラーフィルタ10は、第1散乱層14と反射型表示素子80とが対向するように配置されている。従って、観察者は、透明基材11側(z方向側)から電子ペーパー100を観察する。
The
反射型表示素子80には、観察者側からカラーフィルタ10を介して環境光が入射する。反射型表示素子80は、画素毎に環境光を反射させるか否か制御可能に構成されており、環境光を反射させることにより白表示を行い、環境光を反射させないことにより黒表示を行う。従って、反射型表示素子80は、バックライトを用いることなく文字や画像を表示することができる。なお、環境光が弱い場合に観察者側から反射型表示素子80に光を照射するフロントライトを設けてもよい。この場合、フロントライトからの光は、z方向に対して傾斜した方向からカラーフィルタ10に入射するようになる。
Ambient light enters the
反射型表示素子80の表示方式としては、特に限定されず、公知のものを適用することができ、例えば、電気泳動方式、ツイストボール方式、粉体移動方式(電子粉流体方式、帯電トナー型方式)、液晶表示方式、サーマル方式(発色方式、光散乱方式)、エレクトロクロミック方式、エレクトロウェッティング方式、磁気泳動方式などが挙げられる。
The display method of the
ここでは、一例としてエレクトロウェッティング方式の反射型表示素子80について概略的に説明する。反射型表示素子80は、白色基板81と、白色基板81上に設けられた複数の第1透明電極82と、第1透明電極82上に設けられた疎水性絶縁層83と、疎水性絶縁層83上に設けられた複数の画素側壁84と、隣り合う画素側壁84間に設けられたオイル層85と、オイル層85及び画素側壁84上に設けられた透明な液体86と、を有する。なお、液体86上に第2透明電極を設けてもよい。また、第2透明電極上に透明基板を設けてもよい。これらの場合、第2透明電極または透明基板と、第1散乱層14の凹凸形状との間に接着層が設けられてもよい。
Here, as an example, an electrowetting
それぞれのオイル層85は、対応する第1透明電極82上に位置している。1組の第1透明電極82とオイル層85は、1つの画素に対応している。
Each
第1透明電極82に電圧が印加されていない時には、図示するように、オイル層85は、隣り合う画素側壁84間の疎水性絶縁層83を覆っている。オイル層85は、例えば黒色に着色されているため、入射した環境光はオイル層85において反射されず、黒表示が行われる。
When no voltage is applied to the first
一方、ある画素に対応する第1透明電極82に電圧が印加された時には、図示は省略するが、この画素に対応するオイル層85は、一方の画素側壁84側に移動し、この画素に対応する位置の疎水性絶縁層83には液体86が接するようになる。これにより、この画素においては、入射した環境光は白色基板81に到達し、白色基板81で反射されて白表示が行われる。
On the other hand, when a voltage is applied to the first
このように、電子ペーパー100は、反射型表示素子80を用いて白表示を行うことによって環境光を反射させ、反射光をカラーフィルタ10に透過させることによって所望のカラー画像表示を行うことができる。ここで、反射型表示素子80からの反射光は第1散乱層14で散乱されてからカラーフィルタ10を透過するため、紙に近い表示特性、及び、広い視野角の表示特性が得られる。
In this way, the
カラーフィルタ
次に図2も参照して、カラーフィルタ10について詳細に説明する。図2は、カラーフィルタ10を図1の矢印I方向から見た平面図である。なお説明の都合上、図2において、第1散乱層14は省略されている。また、図1のカラーフィルタ10の断面図は、図2のA−A断面に対応する。
Color Filter Next, the
(透明基材)
透明基材11としては、BM層12、着色層13及び第1散乱層14を適切に支持することができ、かつ透明性を有する様々な材料が用いられ、例えばガラスやポリマーなどが用いられる。
(Transparent substrate)
As the
(BM層)
BM層12は、観察者側からの環境光および反射型表示素子80からの反射光を遮蔽するよう構成されている。本実施形態では、BM層12はマトリックス状のパターンを有している。
(BM layer)
The
BM層12によって画定される複数の領域は、それぞれ、第1着色エリア20用の領域、第2着色エリア30用の領域、第3着色エリア40用の領域および白色エリア50用の領域の何れかになっている。なお、BM層12によって画定される各領域の具体的なパターンは特には限定されない。
The plurality of regions defined by the
BM層12の材料としては、所望の遮光性を有するものであれば特に限定されない。例えば、カーボンブラック、チタンブラック等の黒色着色材を含有する樹脂組成物等が挙げられる。この樹脂組成物に用いられる樹脂としては、例えば、アクリレート系、メタクリレート系、ポリ桂皮酸ビニル系、もしくは環化ゴム系等の反応性ビニル基を有する感光性樹脂が使用される。
The material of the
(着色層)
図2に示すように、着色層13は、マトリクス状に配置された複数の単位画素16を有する。各単位画素16は、マトリクス状に配置された、3色の着色エリア(第1着色エリア20、第2着色エリア30、及び、第3着色エリア40)と、白色エリア50と、を有する。以下では、第1着色エリア20、第2着色エリア30、及び、第3着色エリア40を互いに区別する必要がない場合には、これらを着色エリア20,30,40と称する。
(Colored layer)
As shown in FIG. 2, the
着色エリア20,30,40及び白色エリア50は、BM層12によって画定された領域、即ちBM層12間に設けられている。着色エリア20,30,40及び白色エリア50の厚さは、ほぼ等しい。
The
第1着色エリア20、第2着色エリア30、第3着色エリア40、及び、白色エリア50は、x方向に、この順に繰り返し配置されている。このように繰り返し配置された着色エリア20,30,40及び白色エリア50の組は、y方向に、複数組並んでいる。着色エリア20,30,40及び白色エリア50の配置順は、図示する例に限らない。
The
例えば、第1着色エリア20は、青色光を透過させる青色着色層からなり、第2着色エリア30は、緑色光を透過させる緑色着色層からなり、第3着色エリア40は、赤色光を透過させる赤色着色層からなる。
For example, the
白色エリア50は、白色光を透過させる白色着色層からなる。より詳細には、白色エリア50は、可視光を波長域に依らず略均一に透過させる。従って、白色エリア50の可視光の透過率は、着色エリア20,30,40の可視光の透過率より高い。
The
このような透過率が高い白色エリア50を設けることにより、カラーフィルタ10に着色エリア20,30,40のみが設けられている場合に比べて、カラーフィルタ10全体としての透過率を向上させることができる。これによって、電子ペーパー100の輝度を増加させることができる。
By providing the
着色エリア20,30,40及び白色エリア50のそれぞれは、感光性を有する着色エリア用材料を、露光工程および現像工程を含むフォトリソグラフィー法によりパターニングすることによって形成される層である。フォトリソグラフィー法によりパターニングされる着色エリア用材料としては、ネガ型およびポジ型のいずれの着色エリア用材料も使用され得る。着色エリア20,30,40及び白色エリア50を形成する順序は、任意の順序でよい。
Each of the
〔着色エリア用材料〕
次に、各着色エリア20,30,40及び白色エリア50を構成する第1着色エリア用材料(以下、第1材料)、第2着色エリア用材料(以下、第2材料)、第3着色エリア用材料(以下、第3材料)及び白色エリア用材料(以下、第4材料)について説明する。各第1〜第4材料は、各色の顔料や染料および分散剤を含む顔料分散体、光開始剤、ポリマーやモノマーを含むクリア剤、および界面活性剤などを含んでいる。このうち光開始剤は、光を照射されることによりラジカル成分を発生するものである。またクリア剤には、光開始剤によって発生されたラジカルにより重合反応を起こして硬化する成分と、その後の現像により未露光部が溶解可能となる成分とが少なくとも含まれている。
[Coloring area materials]
Next, a first colored area material (hereinafter referred to as a first material), a second colored area material (hereinafter referred to as a second material), and a third colored area constituting each
このように、各着色エリア20,30,40及び白色エリア50は、対応する色の光を透過させるよう構成されており、一方、BM層12は、光を遮蔽するよう構成されている。
Thus, each
(第1散乱層)
図1に示すように、第1散乱層14は、その表面、即ち反射型表示素子80に向かう合う表面に凹凸形状を有する。第1散乱層14は、各々が凹凸形状の一部分を形成する複数の単位光学要素60を含む。複数の単位光学要素60は、所定の配列方向(x方向)に配列されている。
(First scattering layer)
As shown in FIG. 1, the
また、図示は省略するが、各単位光学要素60は、配列方向(x方向)及びz方向と直交するy方向に沿って、直線状に延びてもよい。この場合、各単位光学要素60は、柱状に形成され、その長手方向に沿って、つまりy方向に沿って同一の断面形状を有するようになっている。
Although not shown, each unit
図1に示す断面、つまり、単位光学要素60の配列方向(x方向)および透明基材11の法線方向(z方向)の両方向に平行な断面(以下においては、単に「第1散乱層14の主切断面」とも呼ぶ)において、各単位光学要素60は、配列方向(x方向)において非対称な三角形形状となっている。このような非対称な形状により、対称な形状の場合と比較して散乱特性を改善することができる。
The cross section shown in FIG. 1, that is, a cross section parallel to both the arrangement direction (x direction) of the unit
なお、少なくとも一部の単位光学要素60は、主切断面において、互いに異なる断面形状を有していてもよい。このような構成では、単位光学要素60が主切断面において同一の断面形状を有する場合とは異なる散乱特性を発揮することができる。
Note that at least some of the unit
また、単位光学要素60の形状としては、図示した例に限らず、球の一部(例えば半球)、回転楕円体の一部(例えば半回転楕円体)、円錐および四角錐等の多角錐等の錐体、円錐台および四角錐台等の多角錐台等の錐台体等を、一例として、挙げることができる。単位光学要素60の形状は、必要な散乱特性に応じて、適宜選択すればよい。
The shape of the unit
第1散乱層14の屈折率は、凹凸形状に隣接する電子ペーパー100の部材の屈折率、即ち、図示する例では反射型表示素子80の液体86の屈折率より高い。前述のように、液体86上に第2透明電極を設け、第2透明電極上に透明基板を設け、この透明基板と第1散乱層14の凹凸形状との間に接着層が設けられている場合には、第1散乱層14の屈折率は、接着層の屈折率より高い。
The refractive index of the
あるいは、第1散乱層14の屈折率は、凹凸形状に隣接する電子ペーパー100の部材の屈折率より低くてもよい。なお、一般的には、第1散乱層14の屈折率は、凹凸形状に隣接する電子ペーパー100の部材の屈折率より高い方が、第1散乱層14の材料の選択が容易である。
Or the refractive index of the
第1散乱層14の可視光の透過率は、85%以上であることが好ましく、より好ましくは90%以上である。第1散乱層14は、例えば、ポリカーボネート系樹脂等の透明な熱可塑性樹脂から構成される。熱可塑性樹脂は、透明性及び屈折率等を満たすものであれば特に限定されない。
The visible light transmittance of the
第1散乱層14の凹凸形状は、賦型により形成されてもよい。つまり、凹凸形状を有する成型部材が加熱された熱可塑性樹脂に押し付けられ、成型部材の凹凸形状が第1散乱層14に転写される。賦型を用いることにより、第1散乱層14の凹凸形状の形成が容易であり、任意の凹凸形状を形成することができる。
The uneven shape of the
図3は、図1のカラーフィルタ10の散乱特性を示す図である。図3は、カラーフィルタ10を光源と受光器との間に配置して、受光器の受光角度を±30°の範囲で変化させ、赤色、緑色、青色の光の散乱強度を測定した結果を示している。また、図3と図11において、縦軸のスケールは同一である。
FIG. 3 is a diagram showing the scattering characteristics of the
図3に示すように、受光角度が約6°以上、約−6°以下において、赤色、緑色、青色の光の散乱強度は、図11の従来のものより強くなっている。従って、図11の従来のものより視野角特性が広がっている。 As shown in FIG. 3, when the light receiving angle is about 6 ° or more and about −6 ° or less, the red, green, and blue light scattering intensities are stronger than the conventional one shown in FIG. Therefore, the viewing angle characteristic is wider than the conventional one shown in FIG.
このように、本実施形態によれば、第1散乱層14の凹凸形状、及び、第1散乱層14と液体86との屈折率差を利用して光の屈折方向を変化させて、全体として広視野角特性を持たせることができる。従って、第1散乱層14の凹凸形状及び屈折率を適切に調整することにより、単に散乱粒子を含んだ散乱層のみを設ける場合には達成できない広い視野角特性を得ることができる。即ち、視野角特性をより改善できる。
As described above, according to the present embodiment, the refraction direction of light is changed using the uneven shape of the
これにより、例えばフロントライトを利用した場合にも優れた表示特性を得ることができる。即ち、フロントライトからの光は、z方向に対して傾斜した方向からカラーフィルタ10に入射するが、広い視野角特性により、このような光に対しても好適な散乱特性を得ることができる。
Thereby, it is possible to obtain excellent display characteristics even when, for example, a front light is used. That is, the light from the front light enters the
また、着色エリア20,30,40より透過率が高い白色エリア50が設けられているので、観察者側に取り出される光量が増加し、散乱による輝度の低下を抑制できる。
In addition, since the
なお、散乱による輝度の低下が小さい場合には、白色エリア50は設けられていなくてもよい。
Note that when the decrease in luminance due to scattering is small, the
(第2の実施形態)
第2の実施形態では、第1散乱層14Aが無機膜62を有する点が第1の実施形態と異なる。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
The second embodiment is different from the first embodiment in that the
図4は、第2の実施形態に係るカラーフィルタ10Aの概略構成を示す縦断面図である。カラーフィルタ10Aの第1散乱層14Aは、第1透明樹脂61と、第1透明樹脂61の表面に設けられ、凹凸形状を形成する無機膜62と、を有する。本実施形態では、第1散乱層14Aの屈折率とは、無機膜62の屈折率を表す。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a
従って、第1散乱層14Aの屈折率が、凹凸形状に隣接する電子ペーパー100の部材(例えば液体86)の屈折率より高い場合には、無機膜62の材料として、例えばITOを用いてもよい。
Therefore, when the refractive index of the first scattering layer 14A is higher than the refractive index of the member (for example, the liquid 86) of the
また、第1散乱層14Aの屈折率が、凹凸形状に隣接する電子ペーパー100の部材の屈折率より低い場合には、無機膜62の材料として、適切な屈折率の材料を用いればよい。
Further, when the refractive index of the first scattering layer 14A is lower than the refractive index of the member of the
このような第1散乱層14Aの形成方法としては、第1の実施形態と同様に熱可塑性樹脂からなる第1透明樹脂61の表面に凹凸形状(複数の単位光学要素60)を賦型によって形成し、その凹凸形状の上に無機膜62を成膜すればよい。これにより、無機膜62が凹凸形状を形成するようになる。
As a method for forming the first scattering layer 14A, an uneven shape (a plurality of unit optical elements 60) is formed by molding on the surface of the first
本実施形態によれば、第1透明樹脂61では必要な屈折率を得ることが困難な場合であっても、無機膜62によって屈折率を設定することができる。従って、カラーフィルタ10Aを容易に製造できる。また、第1の実施形態と同様の効果も得られる。
According to this embodiment, even if it is difficult to obtain a necessary refractive index with the first
(第3の実施形態)
第3の実施形態では、第1散乱層14Bが屈折率調整粒子63を有する点が第1の実施形態と異なる。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
(Third embodiment)
The third embodiment is different from the first embodiment in that the first scattering layer 14B has the refractive index adjusting particles 63. Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the first embodiment.
図5は、第3の実施形態に係るカラーフィルタ10Bの概略構成を示す縦断面図である。カラーフィルタ10Bの第1散乱層14Bは、第1透明樹脂61と、第1透明樹脂61中に分散された複数の屈折率調整粒子(屈折率調整剤)63と、を有する。そのため、屈折率調整粒子63の屈折率、含有量、平均粒径等を調整することにより、第1散乱層14Bの屈折率を調整することができる。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a
屈折率調整粒子63の材料としては、屈折率調整作用を有するものであれば特に限定されない。屈折率調整粒子63は、透明性を有していることが好ましい。これにより、第1散乱層14Bの透過率を向上させることができるためである。屈折率調整粒子63の平均粒径は、例えば、100nm以上、600nm以下の範囲内であってもよい。屈折率調整粒子63の形状は、例えば、球状であってもよい。 The material of the refractive index adjusting particles 63 is not particularly limited as long as it has a refractive index adjusting function. It is preferable that the refractive index adjusting particles 63 have transparency. This is because the transmittance of the first scattering layer 14B can be improved. The average particle diameter of the refractive index adjusting particles 63 may be in the range of 100 nm or more and 600 nm or less, for example. The refractive index adjusting particles 63 may be spherical, for example.
このような第1散乱層14Bの形成方法としては、熱可塑性樹脂からなる第1透明樹脂61に屈折率調整粒子63を混ぜておき、この第1透明樹脂61の表面に凹凸形状(複数の単位光学要素60)を賦型によって形成すればよい。
As a method for forming such a first scattering layer 14B, the refractive index adjusting particles 63 are mixed in the first
本実施形態によれば、第1透明樹脂61では必要な屈折率を得ることが困難な場合であっても、屈折率調整粒子63によって第1散乱層14Bの屈折率を容易に調整することができる。従って、カラーフィルタ10Bを容易に製造できる。また、第1の実施形態と同様の効果も得られる。
According to the present embodiment, even when it is difficult to obtain a necessary refractive index with the first
(第4の実施形態)
第4の実施形態では、フォトリソグラフィーを用いて凹凸形状を形成する点が第1の実施形態と異なる。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment is different from the first embodiment in that a concavo-convex shape is formed using photolithography. Hereinafter, a description will be given focusing on differences from the first embodiment.
図6は、第4の実施形態に係るカラーフィルタ10Cの概略構成を示す縦断面図である。カラーフィルタ10Cの第1散乱層14Cは、各々が凹凸形状の一部分を形成する複数の単位光学要素60Cを含んでいる。各単位光学要素60Cは、球又は回転楕円体の一部の形状を有している。図6に示す断面、つまり、第1散乱層14Cの主切断面において、各単位光学要素60Cは、配列方向(x方向)においてほぼ対称な形状となっている。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a color filter 10C according to the fourth embodiment. The
少なくとも一部の単位光学要素60Cは、互いに異なる形状を有していてもよい。また、複数の単位光学要素60Cは、不規則に配列されていてもよい。これらにより、散乱特性を向上することができる。
At least some of the unit
このような凹凸形状(複数の単位光学要素60C)は、フォトリソグラフィーを用いて形成することができる。即ち、まず、透明樹脂等を含有する散乱層用材料と溶剤とを混合することにより、感光性を有する散乱層用塗工液を準備する。そして、透明基材11上に形成されたBM層12及び着色層13上の全面に、散乱層用塗工液を塗布する。次に、図7に示すように、散乱層用塗工液を加熱して得られた散乱層用材料65を、露光マスクM1を用いて露光する。
Such an uneven shape (a plurality of unit
図8は、図7の露光マスクM1の上面図である。図7は、図8のB−B断面に対応する。露光マスクM1は、複数の円形の開口OP1を有し、開口OP1以外の部分が露光光を遮光するようになっている。そのため、開口OP1に対応した領域に対して露光が行われることになるが、開口OP1の中心部分から縁部分に向かうに伴い、露光の度合いが低くなる。 FIG. 8 is a top view of the exposure mask M1 of FIG. FIG. 7 corresponds to the BB cross section of FIG. The exposure mask M1 has a plurality of circular openings OP1, and portions other than the openings OP1 shield exposure light. For this reason, exposure is performed on the region corresponding to the opening OP1, but the degree of exposure decreases as it goes from the central portion of the opening OP1 to the edge portion.
従って、図7に示すように、開口OP1に対応する位置において、球の一部の形状を有する露光部分65aが散乱層用材料65中に形成される。よって、散乱層用材料65を現像して、露光部分65aに対応する凹凸形状を有する第1散乱層14Cを形成することができる。
Therefore, as shown in FIG. 7, an exposed
本実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
なお、第4の実施形態を、第2又は第3の実施形態と組み合わせてもよい。
According to this embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained.
Note that the fourth embodiment may be combined with the second or third embodiment.
(第5の実施形態)
第5の実施形態では、第1散乱層14Dの凹凸形状が、散乱粒子66の存在に起因して形成されている点が、第1の実施形態と異なる。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
(Fifth embodiment)
The fifth embodiment is different from the first embodiment in that the uneven shape of the
図9は、第5の実施形態に係るカラーフィルタ10Dの概略構成を示す縦断面図である。カラーフィルタ10Dの第1散乱層14Dは、第1透明樹脂61と、第1透明樹脂61中に分散された光散乱作用を発揮する複数の散乱粒子66と、を有する。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a
第1散乱層14Dの凹凸形状は、散乱粒子66の存在に起因して形成されている。より具体的には、凹凸形状は、散乱粒子66の輪郭が浮き出て形成されている。
The uneven shape of the
散乱粒子66の材料としては、光散乱作用を有するものであれば特に限定されない。例えば、酸化チタン、ジルコニア、二酸化珪素、酸化アルミニウム、硫酸バリウム等の無機物、アクリル系樹脂、ジビニルベンゼン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂、スチレン系樹脂、メラミン系樹脂、アクリル−スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂等の有機物、又は、これらの2種以上の混合系等の微粒子を挙げることができる。
The material of the scattering
散乱粒子66は、透明性を有していることが好ましい。これにより、第1散乱層14Dの透過率を向上させることができるためである。このような散乱粒子66としては、例えば、メラミン系樹脂、ベンゾグアナミン系樹脂等が用いられてもよい。
The scattering
散乱粒子66の平均粒径は、例えば、100nm以上、600nm以下の範囲内にある。散乱粒子66の形状は、例えば、球状であってもよい。散乱粒子66の平均粒径と形状は、形成する凹凸形状に応じて適宜決めればよい。散乱粒子66の屈折率は、第1透明樹脂61の屈折率より大きくてもよい。散乱粒子66の含有量は、光を散乱させることができ、第1散乱層14Dの透明性を損なわない程度の量であれば、特に限定されない。
The average particle diameter of the scattering
第1散乱層14Dの形成方法は特に限定されないが、例えば、加熱された熱可塑性樹脂に散乱粒子66を混ぜておき、フィルム状に成形した後、冷却により熱可塑性樹脂が熱収縮し、これにより散乱粒子66の輪郭が浮かび上がるようにしてもよい。
The formation method of the
本実施形態によれば、第1散乱層14Dの凹凸形状による散乱に加え、散乱粒子66による散乱も生じるため、第1の実施形態よりも視野角特性を改善できる。また、散乱粒子66は不規則に位置し、その粒径もばらつきを有するため、凹凸形状は必然的に不規則に形成される。つまり、不規則な凹凸形状を容易に形成できる。また、不規則な凹凸形状により、視野角特性をより改善できる。
According to the present embodiment, in addition to the scattering due to the uneven shape of the
(第6の実施形態)
第6の実施形態では、第2散乱層70を更に備える点が第1の実施形態と異なる。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
(Sixth embodiment)
The sixth embodiment is different from the first embodiment in that the
図10は、第6の実施形態に係るカラーフィルタ10Eの概略構成を示す縦断面図である。カラーフィルタ10Eは、第1散乱層14と着色層13との間に設けられた第2散乱層70を備える。
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a
第2散乱層70は、第2透明樹脂71と、第2透明樹脂71中に分散された複数の散乱粒子72と、を有する。第2透明樹脂71は、第1散乱層14を構成する樹脂と同じ材料で構成されてもよい。散乱粒子72は、第5の実施形態の散乱粒子66と同一であってもよい。
The
第2散乱層70は、第2透明樹脂71及び散乱粒子72を含有する散乱層形成用塗工液を着色層13上に塗布して、これを硬化させることにより形成できる。その後、第1の実施形態と同様の方法によって、第2散乱層70上に第1散乱層14を形成すればよい。
The
本実施形態によれば、第1散乱層14による散乱に加え、第2散乱層70による散乱も生じるため、第1の実施形態よりも視野角特性を改善できる。
According to the present embodiment, in addition to scattering by the
なお、第6の実施形態を、第2から第5の実施形態の何れかと組み合わせてもよい。 The sixth embodiment may be combined with any of the second to fifth embodiments.
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10,10A,10B,10C,10D,10E カラーフィルタ
11 透明基材
12 ブラックマトリクス層(BM層)
13 着色層
14,14A,14B,14C,14D 第1散乱層
16 単位画素
20 第1着色エリア
30 第2着色エリア
40 第3着色エリア
50 白色エリア
60,60C 単位光学要素
61 第1透明樹脂
62 無機膜
63 屈折率調整粒子(屈折率調整剤)
65 散乱層用材料
66 散乱粒子
70 第2散乱層
71 第2透明樹脂
72 散乱粒子
80 反射型表示素子
100 電子ペーパー
10, 10A, 10B, 10C, 10D,
13
65
Claims (9)
透明基材と、
前記透明基材上に設けられた着色層と、
前記着色層の前記透明基材と反対側に設けられた第1散乱層と、を備え、
前記第1散乱層は、その表面に凹凸形状を有し、
前記第1散乱層は、
第1透明樹脂と、
前記第1透明樹脂中に分散された屈折率調整剤と、を有する、ことを特徴とするカラーフィルタ。 A color filter for electronic paper,
A transparent substrate;
A colored layer provided on the transparent substrate;
A first scattering layer provided on the opposite side of the colored layer from the transparent substrate,
Wherein the first scattering layer, have a concave-convex shape on its surface,
The first scattering layer includes
A first transparent resin;
And a refractive index adjusting agent dispersed in the first transparent resin .
前記複数の単位光学要素は、所定の配列方向に配列され、
前記各単位光学要素は、前記配列方向において非対称な形状を有している、ことを特徴とする請求項4に記載のカラーフィルタ。 The first scattering layer includes a plurality of unit optical elements each forming a part of the uneven shape,
The plurality of unit optical elements are arranged in a predetermined arrangement direction,
The color filter according to claim 4 , wherein each of the unit optical elements has an asymmetric shape in the arrangement direction.
前記各単位光学要素は、球又は回転楕円体の一部の形状を有している、ことを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載のカラーフィルタ。 The first scattering layer includes a plurality of unit optical elements each forming a part of the uneven shape,
Each of the unit optical elements, the color filter according to any one of claims 1 to 4 having the shape of a portion of a sphere or spheroid, that is characterized.
透明基材と、
前記透明基材上に設けられた着色層と、
前記着色層の前記透明基材と反対側に設けられた第1散乱層と、を備え、
前記第1散乱層は、その表面に凹凸形状を有し、
前記第1散乱層は、
第1透明樹脂と、
前記第1透明樹脂中に分散された散乱粒子と、を有し、
前記第1散乱層の前記凹凸形状は、前記散乱粒子の存在に起因して形成されている、ことを特徴とするカラーフィルタ。 A color filter for electronic paper,
A transparent substrate;
A colored layer provided on the transparent substrate;
A first scattering layer provided on the opposite side of the colored layer from the transparent substrate,
The first scattering layer has an uneven shape on its surface,
The first scattering layer includes
A first transparent resin;
Scattering particles dispersed in the first transparent resin,
Wherein the uneven shape of the first scattering layer is formed due to the presence of the scattering particles, features and to Luke color filter that.
透明基材と、
前記透明基材上に設けられた着色層と、
前記着色層の前記透明基材と反対側に設けられた第1散乱層と、を備え、
前記第1散乱層は、その表面に凹凸形状を有し、
前記第1散乱層と前記着色層との間に設けられた第2散乱層を備え、
前記第2散乱層は、
第2透明樹脂と、
前記第2透明樹脂中に分散された散乱粒子と、を有する、ことを特徴とするカラーフィルタ。 A color filter for electronic paper,
A transparent substrate;
A colored layer provided on the transparent substrate;
A first scattering layer provided on the opposite side of the colored layer from the transparent substrate,
The first scattering layer has an uneven shape on its surface,
A second scattering layer provided between the first scattering layer and the colored layer;
The second scattering layer is
A second transparent resin;
The second having a scattering particles dispersed in a transparent resin, wherein the to Luke color filter that.
前記カラーフィルタに対向するように配置された、白表示及び黒表示を行う反射型表示素子と、
を備えることを特徴とする電子ペーパー。 The color filter according to any one of claims 1 to 8 ,
A reflective display element that performs white display and black display, disposed so as to face the color filter;
Electronic paper characterized by comprising.
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