JPH0980226A - 表示素子用着色材料並びにそれを用いた表示素子およびカラーフィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、種々の二色性色素の組み合わせにお
いて耐光性を低下させず、理想的な分光スペクトルを有
する配合色素を実現することができ、また、各種デバイ
スに対応でき、高精細な色表示を実現できる着色材料を
提供することを目的とする。 【解決手段】基本骨格をほぼ同一とする化合物からなる
色素分子のみを含有する第１のポリマー微粒子と、前記
化合物の基本骨格と異なる基本骨格を有する化合物から
なる色素分子のみを含有する少なくとも１種の第２のポ
リマー微粒子とを混合させてなることを特徴としてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示素子用着色材
料およびそれを用いた表示素子、並びに着色材料を用い
たカラーフィルターに関する。

【０００２】

【従来の技術】分子の長軸方向と短軸方向で可視光の吸
収に異方性を有する、いわゆる二色性比の大きな色素分
子（ゲスト）を液晶（ホスト）に溶解した液晶材料を用
いるゲスト−ホスト方式は、視角が広い等の利点があ
り、将来有望な表示方式の一つである。

【０００３】近年、カラーディスプレイの需要が高ま
り、ゲスト−ホスト方式によるカラーディスプレイの開
発も盛んに行われている。例えば、T.Utida : Proc. 3r
d. Display Res. Conf., p 202, 1993には、イエロー、
シアン、マゼンタの三色のゲスト−ホストセルを積層し
てなる表示素子が開示されている。この方式で鮮明な色
表示を実現するためには、ホスト液晶中に溶解させるイ
エロー、シアン、マゼンタのそれぞれの二色性色素の分
光スペクトルが理想的なものでなければならない。

【０００４】しかしながら、これまで数多くの二色性色
素が合成され、検討されているが、未だ理想的な分光ス
ペクトルを持つ二色性色素は得られていないのが現状で
ある。そこで、複数の二色性色素を混合して、理想的な
分光スペクトルを示す二色性色素を得る試みが行われて
いる。ところが、色素を混合する場合には、色素分子同
士の相互作用により、耐光性が低下するという重大な問
題が生じる。特に、二色性色素の基本骨格としても最も
一般的であるアントラキノン類とアゾ類を組み合わせた
場合には、耐光性の劣化が顕著である。

【０００５】この問題を解決するために、例えば、特開
昭６２−６４８８３号公報、特開昭６２−６４８８６号
公報、特開昭６２−６４８８７号公報において、耐光性
を改良した配合色素についての開示がなされている。し
かしながら、この色素の組み合わせは、理想的な分光ス
ペクトルの実現を阻害している。

【０００６】一方、カラーフィルターは、分光または色
表示を可能にするために、液晶表示装置や、ＣＣＤ（電
荷結合素子）等に用いられている。また、カラーフィル
ターの最も一般的な製造方法として染色法があるが、染
色法により製造されたカラーフィルターは、染料と基材
となるポリマーとのイオン結合によって構成されている
等の理由で耐熱性、耐光性、耐薬品性に劣るため、液晶
表示装置には適用し難い。そこで、耐熱性、耐光性に優
れる顔料を用いた顔料分散法、印刷法や、染料とポリマ
ーとの組み合わせを最適化して前記特性を改善した染料
分散法等が盛んに開発されている。

【０００７】ところが、これらの方法では、複数の色素
を混合して、ある色を表示させる場合、異種色素分子間
の相互作用が複雑に働くため、混合した場合の諸性質の
予測を立てることが困難であるばかりでなく、色素単独
で存在する場合に持つ優れた性質を損なう恐れがある。
そのため、開発上多大な労力を要するばかりでなく、各
種の要求特性を満たして利用できる色素はごく僅かであ
り、所望の分光特性を得ることが困難である。特に、染
料分散法により製造されたカラーフィルターは、染料が
ポリマー中に分子状に分散（溶解）しているため、異種
染料間の接触面積が著しく大きくなり、この影響が甚大
である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる点を鑑
みてなされたものであり、種々の二色性色素の組み合わ
せにおいて耐光性を低下させず、理想的な分光スペクト
ルを有する配合色素を実現することができ、また、各種
デバイスに対応でき、高精細な色表示を実現できる着色
材料を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、基本骨格をほ
ぼ同一とする化合物からなる色素分子を含有する第１の
ポリマー微粒子と、前記化合物の基本骨格と異なる基本
骨格を有する化合物からなる色素分子を含有する少なく
とも１種の第２のポリマー微粒子とを混合させてなるこ
とを特徴とする表示素子用着色材料を提供する。本発明
の着色材料において、第１および第２のポリマー微粒子
が、液晶材料中に基本骨格をほぼ同一とする化合物から
なる色素分子をマイクロカプセル化してなる液晶マイク
ロカプセルであることが好ましい。

【００１０】また、本発明は、基本骨格をほぼ同一とす
る化合物からなる色素分子を含有する第１のポリマー微
粒子と、前記化合物の基本骨格と異なる基本骨格を有す
る化合物からなる色素分子を含有する少なくとも１種の
第２のポリマー微粒子とを混合させてなる着色材料を含
む着色層を具備することを特徴とする表示素子を提供す
る。さらに、本発明は、着色したポリマー微粒子がバイ
ンダー樹脂中に均一に分散されていることを特徴とする
カラーフィルターを提供する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の表示素子用着色材料は、
基本骨格をほぼ同一とする化合物からなる色素分子のみ
を含有する第１のポリマー微粒子と、前記化合物の基本
骨格と異なる基本骨格を有する化合物からなる色素分子
のみを含有する少なくとも１種の第２のポリマー微粒子
とを混合してなるものであるので、すなわち、図１に示
すように、各ポリマー微粒子１内には、基本骨格をほぼ
同一とする化合物からなる色素分子のみが含有されてお
り、基本骨格が異なる化合物からなる色素分子、例えば
アントラキノン類の色素分子２とアゾ類の色素分子３と
はポリマー微粒子により閉じ込められているので混合す
ることがない。

【００１２】これにより、基本骨格が異なる化合物から
なる色素分子の混合に起因する耐光性の劣化（退色）を
防止しつつ、また複数の二色性色素を混合しているの
で、理想的な分光スペクトルを示す二色性色素を得るこ
とができる。また、従来、耐光性の劣化のために混合す
ることが不可能とされてきた色素分子の組み合わせ、例
えばアントラキノン類の色素分子２とアゾ類の色素分子
３を組み合わせることができ、表示特性に優れた二色性
色素を得ることができる。

【００１３】本発明の表示素子用着色材料において、基
本骨格をほぼ同一とするとは、アントラキノン類、クマ
リン類等の骨格が共通することを意味する。例えば、１
−アミノアントラキノンと１，４−ビス（フェニルアミ
ノ）アントラキノンについては、基本骨格をほぼ同一と
するといい、１−アミノアントラキノンと４−メチル−
７−ジエチルアミノクマリンについては、基本骨格が異
なるという。

【００１４】本発明の表示素子用着色材料に用いるイエ
ローの二色性色素としては、例えば日本感光色素社製Ｇ
−２３２、オージー社製ＳＩ−２０９、Ｍ−３６１等を
用いることができる。また、シアンの二色性色素として
は、例えばオージー社製ＳＩ−５０１、ＳＩ−４９７、
Ｍ−４０３、日本感光色素社製Ｇ−４７２等を用いるこ
とができる。また、マゼンタの二色性色素としては、日
本感光色素社製Ｇ−２３９、Ｇ−４７１、Ｇ−２０２、
オージー社製ＳＩ−５１２、Ｍ−６１８、Ｍ−３７０等
を用いることができる。

【００１５】本発明の表示素子用着色材料において、ポ
リマー微粒子は、図１に示すように、液晶材料中に基本
骨格をほぼ同一とする化合物からなる色素分子のみをマ
イクロカプセル化してなる液晶マイクロカプセル４であ
ることが好ましい。液晶マイクロカプセルまたはポリマ
ー微粒子を作製する方法としては、逆相ミセル重合法、
乳化重合法、ソープリー重合法、非水系分散重合法、懸
濁重合法、膨潤重合法等が挙げられるが、これらの方法
に限定されない。

【００１６】液晶材料としては、メルクジャパン社製Ｔ
Ｃ−４３６８ＸＸ、ＺＬＩ−４２８１／２、ＺＬＩ−３
８８９、ＺＬＩ５５００−０００、ＭＬＣ−６０４１−
０００、ＺＬＩ−４６２０、ＺＬＩ−４６２０、ＺＬＩ
−５１００−０００、ＺＬＩ−１８４０、ＺＬＩ−２１
１６−０００、チッソ化学工業社製ＬＩＸＯＮ４０３３
−０００ＸＸ、ＬＩＸＯＮ４０３４−０００ＸＸ、ＺＬ
Ｉ−２２９３等を用いることができる。

【００１７】液晶マイクロカプセルおよびポリマー微粒
子に用いるポリマーとしては、スチレン、ジビニルベン
ゼン、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸
エチル、（メタ）アクリル酸−ｎ−ブチル、（メタ）ア
クリル酸−２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸
グリシジル、エチレングリコール−ジ（メタ）アクリル
酸エステル、（メタ）アクリル酸トリプロモフェニル、
（メタ）アクリロニトリル、（メタ）アクロレイン、
（メタ）アクリルアミド、塩化ビニル、塩化ビニリデ
ン、ブタジェン、イソプレン、（メタ）アクリル酸、イ
タコン酸、フマル酸等を挙げることができる。

【００１８】また、カプセル中に色素および液晶を加え
て混合して液晶マイクロカプセルとして用いることがで
きる。液晶マイクロカプセルの粒径は、可視光領域以
下、例えば０．３μｍ以下であることが好ましく、透明
性を高め、液晶表示素子に使用したときのセルギャップ
不良による色むらの発生を抑えるため等を考慮して０．
１μｍ以下であることが好ましい。

【００１９】本発明の表示素子は、上記着色材料を着色
層として用いているので、色素分子の相互作用による耐
光性の劣化（退色）等の影響を回避し、任意の組み合わ
せの二色性色素を得ることができる。これにより色素選
択の幅が広がり、用途に応じた分光スペクトルを有する
配合色素を簡単に得ることができる。

【００２０】本発明の表示素子においては、着色された
ポリマー微粒子を分散して着色層を形成する方法として
は、ポリマーまたはポリマー前駆体溶液に液晶マイクロ
カプセルを分散させ、これを用いてコートする方法が挙
げられるが、これに限定されない。例えば着色層に液晶
マイクロカプセルを用いたゲスト−ホスト方式液晶表示
素子においては、液晶マイクロカプセルを印刷法等の方
法により供給して着色層の形成またはパターン形成を行
うことができる。

【００２１】本発明のカラーフィルターは、複数の着色
したポリマー微粒子が、カラーフィルターの基材となる
ポリマー中に均一に分散している。このため、着色した
各ポリマー微粒子が微細なブロックを構成し、異なる色
素の隣接面積が著しく減少する。これにより、複数の色
素の混合によって一つの色を表現する場合に、色素分子
間の相互作用が軽減され、各色素が持つ有用な性質を保
持することができる。さらに、分光特性の加成性的予測
が可能であるため、開発上極めて有利となる。また、ポ
リマー微粒子に用いるポリマーを適宜選択することによ
り、耐光性、耐熱性、吸収スペクトル等の特性を向上さ
せることができる。

【００２２】ポリマー微粒子を着色する方法としては、
染料により着色する方法や、上記表示素子用着色材料を
用いる方法を挙げることができる。特に、染料を用いて
着色する場合、分子の分散状態を保持したまま、分子間
相互作用を軽減できるので効果が大きい。さらに、ポリ
マー微粒子のポリマーを適宜選択することにより、耐熱
性や耐光性をバンダー樹脂の種類と関係なく調整するこ
とができる。

【００２３】本発明のカラーフィルターにおいて、ポリ
マー微粒子の染色法としては、例えば、特開平４−３６
３３３１号公報に開示された方法等を利用することがで
きる。なお、ポリマー微粒子から染料が溶出し易い場合
には、適当なポリマー薄膜によりポリマー微粒子の表面
をコートして、カプセル形成することが望ましい。ま
た、特性を向上させる相互作用を有する２種類以上の染
料を混合して着色したポリマー微粒子と、他の染料で着
色したポリマー微粒子とを分散混合させることにより一
つの色を表示するようにしても良い。

【００２４】本発明のカラーフィルターにおいては、一
色を表示するために、少なくとも２つの色相が異なる色
領域（ドメイン）が規則的に形成されていることが好ま
しい。これらの色領域の空間的混合により一色が表示さ
れる。これらの色領域は、フォトリソグラフィー法等に
より形成する。

【００２５】この場合、各色領域は、できるだけ同じ色
領域が隣り合わないように均等に、しかも各色領域の面
積比が一表示色を最高に鮮彩に露呈するように配列する
ことが好ましい。例えば、本発明のカラーフィルターを
液晶表示素子等に使用する場合には、ブラックマトリク
ス部を除く一画素中において上記のように配列する。

【００２６】また、本発明のカラーフィルターにおいて
は、単一色素で着色した複数のポリマー薄膜を光の透過
方向に積層して一色を表示するようにしてもよい。この
場合、ポリマー薄膜間の混色を防ぐため、ポリマー薄膜
間のすべてまたは一部に、染料を溶解しないポリマーか
らなる薄膜層を設けることが望ましい。

【００２７】本発明のカラーフィルターの基材の材料と
しては、透明樹脂、特に感光基を有する感光性透明樹脂
および光架橋剤により感光性を付与した透明樹脂等を用
いることができる。

【００２８】具体的には、感光基を有する感光性透明樹
脂としては、水溶性感光性樹脂、例えばポリビニルアル
コール樹脂、ポリビニルアルコール／スチルバゾリウム
系樹脂等のポリビニルアルコール誘導体樹脂等を挙げる
ことができる。

【００２９】光架橋剤により感光性を付与した透明樹脂
としては、以下のようなバインダー樹脂と光架橋剤とを
組み合わせたものを用いることができる。バインダー樹
脂としては、ゼラチン、カゼイン、グリュー等の動物性
タンパク系；カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロ
ース、ヒドロキシエチルセルロール、ヒドロキシプロピ
ルセルロース、メチルセルロース等のセルロース系；ポ
リビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニ
ルメチルエーテル、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミ
ド、ポリジメチルアクリルアミド、これらの共重合体等
のビニル重合系；水溶性ナイロン等の縮重合系；プチラ
ール樹脂、スチレン−マレイン酸共重合体、塩素化ポリ
エチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、塩
化ビニル−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、アク
リル系樹脂、ポリアミド、ポリエステル、フェノール系
樹脂、ポリウレタン系樹脂等の油溶性樹脂等が挙げられ
る。また、光架橋剤としては、重クロム酸塩、クロム酸
塩、ジアゾ化合物、ビスアジド化合物等が挙げられる。

【００３０】この他に、上記のバインダー樹脂、以下の
ようなモノマーまたはオリゴマー、および開始剤の組み
合わせを用いることができる。モノマーまたはオリゴマ
ーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、２−ヒドロキ
シエチルアクリレート、２−ヒドロキシプロピルアクリ
レート、２−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ビニ
ルアセテート、Ｎ−ビニルピロリドン、アクリルアミ
ド、メタクリルアミド、Ｎ−ヒドロキシメチルアクリル
アミド、Ｎ−（１，１−ジメチル−３−オキソブチル）
アクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリレー
ト、メチレンビスアクリルアミド、１，３，５−トリア
クリロイル−１，３，５−トリアザシクロヘキサン、ペ
ンタエリスリトールトリアクリレート、スチレン、酢酸
ビニル、各種のアクリル酸エステル、各種のメタクリル
酸エステル、アクリロニトリル等が挙げられる。

【００３１】開始剤としては、各種のα−アミノアセト
フェノン系の化合物、アシルフォスフィンオキシド、ア
ゾビスイソブチロニトリル、ベンゾインアルキルエーテ
ル、チオアクリドン、ベンジル、Ｎ−［アルキルスルホ
ニルオキシ］−１，８−ナフタレンジカルボキシイミ
ド、２，４，６−トリ［トリクルルメチル］トリアジン
等の光分解型の開始剤、ベンゾフェノン、アントラキノ
ン、９−フェニルアクリジン等の水素移動型の開始剤、
ベンズアンスロン／トリエタノールアミン、メチレンブ
ルー／ベンゼンスルフィン酸塩、トリアリルイミダゾリ
ル二量体／ミヒラーズケトン、四塩化炭素／マンガンカ
ルボニル等の電子移動型複合系開始剤を挙げることがで
きる。

【００３２】本発明において使用する染料としては、ソ
ルベントレッド１０９、ソルベントレッド１００、ソル
ベントレッド８２、ソルベントレッド２７、ソルベント
レッド２３、ソルベントブルー１１、ソルベントブルー
１１１、ソルベントブルー１２、ソルベントブルー４
４、ソルベントイエロー２、ソルベントイエロー１４、
ソルベントイエロー６１、ソルベントイエロー８２、ソ
ルベントグリーン３等の油容性染料を用いることができ
る。

【００３３】なお、本発明の表示素子およびカラーフィ
ルターにおいては、ポリマー微粒子に用いるポリマー
や、着色層を構成するポリマーは、カラーフィルター基
材との間で屈折率等のマッチングがあるように選択する
ことが好ましい。

【００３４】以下、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。 （実施例１）イエロー二色性色素Ｇ−２３２（日本感光
色素社製、商品名）を液晶材料ＴＣ−４３６８ＸＸ（メ
ルクジャパン社製、商品名）に０．５重量％で溶解さ
せ、平均粒径が約０．１μｍの液晶マイクロカプセルを
作製した。また、イエロー二色性色素Ｍ−３６１（オー
ジー社製、商品名）を液晶材料ＺＬＩ−２２９３（チッ
ソ化学工業社製、商品名）に０．２５重量％で溶解さ
せ、平均粒径が約０．１μｍの液晶マイクロカプセルを
作製した。これらの液晶マイクロカプセルを１：１の重
量比で混合して混合粉末を得た。図５に示すように、こ
の混合粉末を、透明電極としてＩＴＯ膜を形成したガラ
ス基板５表面に印刷することにより、イエロー着色層７
を形成した。

【００３５】次いで、シアン二色性色素ＳＩ−５０１
（オージー社製、商品名）を液晶材料ＺＬＩ−２２９３
（チッソ化学工業社製、商品名）に１．０重量％で溶解
させ、平均粒径が約０．１μｍの液晶マイクロカプセル
を作製した。また、シアン二色性色素ＳＩ−４９７（オ
ージー社製、商品名）を液晶材料ＺＬＩ−２２９３（チ
ッソ化学工業社製、商品名）に１．０重量％で溶解さ
せ、平均粒径が約０．１μｍの液晶マイクロカプセルを
作製した。これらの液晶マイクロカプセルを１：１の重
量比で混合して混合粉末を得て、図５に示すように、上
記と同様にしてＩＴＯ膜付きガラス基板５上にシアン着
色層８を形成した。

【００３６】次いで、マゼンタ二色性色素Ｍ−３７０
（オージー社製、商品名）を液晶材料ＺＬＩ−２２９３
（チッソ化学工業社製、商品名）に０．５重量％で溶解
させ、平均粒径が約０．１μｍの液晶マイクロカプセル
を作製した。また、マゼンタ二色性色素Ｇ−２０２（日
本感光色素社製、商品名）を液晶材料ＺＬＩ−２２９３
（チッソ化学工業社製、商品名）に０．２５重量％で溶
解させ、平均粒径が約０．１μｍの液晶マイクロカプセ
ルを作製した。これらの液晶マイクロカプセルを１：１
の重量比で混合して混合粉末を得て、図５に示すよう
に、上記と同様にしてＩＴＯ膜付きガラス基板５上にマ
ゼンタ着色層９を形成した。

【００３７】上記のように作製されたイエロー着色層
７、シアン着色層８、およびマゼンタ着色層９は、それ
ぞれ図２、図３、および図４に示すような好ましい分光
スペクトルを示した。また、これらの着色層７〜９にそ
れぞれ１０万ルクスの光を１０時間照射したが、図２〜
図４から分かるように、退色は観察されなかった。

【００３８】次に、これらの着色層を形成したガラス基
板を図５に示すように３層積層し、さらに、露出した着
色層上にガラス基板を重ね合わせ、反射板６を配置して
各セル厚が１０μｍであるゲスト−ホストセルを作製し
た。このゲスト−ホストセルについて色表示範囲を調べ
たところ、図６に示す範囲であった。 （実施例２）ソルベントイエロー８２、ソルベントブル
ー４４、ソルベントレッド１０９、ソルベントレッド１
００、ソルベントイエロー６１、およびソルベントブル
ー１１１の油溶性染料をそれぞれトルエンに溶解させて
染料溶液を調製した。次いで、水系媒体としてソディウ
ムドデシルサルフェートの０．３％水溶液を用意し、染
料溶液をソディウムドデシルサルフェート水溶液に加
え、撹拌しながら３０分間超音波を作用させることによ
り、各染料エマルジョンを調製した。

【００３９】次いで、これらの染料エマルジョンを（メ
タ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、
（メタ）アクリル酸−ｎ−ブチル等のポリマーまたはそ
の前駆体に混合し、回転撹拌機により回転数２００〜３
００ｒｐｍで１２時間撹拌することにより、ポリマーに
染色処理を行った。

【００４０】このようにして得られた混合分散液にスチ
ームを吹き込んでトルエンを除去した。さらに、これら
の混合分散液に遠心分離処理を行って相分離させ、上澄
液を捨てた後、さらに蒸留水を加えてポリマー微粒子を
再分散させ、再度これに遠心分離処理を行った。このよ
うなポリマー微粒子の洗浄操作を、遠心分離処理により
相分離される上澄み液が透明になるまで繰り返した。そ
の後、得られた液をろ過して各染色したポリマー微粒子
を得た。

【００４１】次いで、染色ポリマー微粒子または複数種
類の染色ポリマー微粒子を組み合わせて（ソルベントイ
エロー８２（２０重量％）とソルベントブルー４４（２
０重量％））、アクリルオリゴマーとアクリルモノマー
と光重合開始剤からなるカラーフィルター用レジスト溶
液に分散させた。このレジスト溶液を用いて、５インチ
ガラス基板Ｅ−７上に回転数５００ｒｐｍで１０秒間、
次いで回転数３０００ｒｐｍで３０秒間の条件のスピン
コート処理を施し、８０℃で６分間プリベークして、膜
厚約１．５〜３．０μｍのカラーフィルターを得た。

【００４２】さらに、これを高圧水銀ランプを用いてフ
ォトリソグラフィー法でパターニングし、２００℃で１
時間ポストベークして完全に硬化させ、顕微分光鏡を用
いて分光特性を評価した。このとき、直接染料を混合し
て作製した従来のカラーフィルターについて同様の評価
を行って比較した。その結果、本発明のカラーフィルタ
ーは、図７に示すように、異なる染料間の相互作用に起
因すると考えられる特性の劣化がほとんど無く、高彩度
のＧｒｅｅｎが得られた。一方、従来のカラーフィルタ
ーは、異なる染料間の相互作用により高彩度のＧｒｅｅ
ｎは得られなかった。

【００４３】さらに、本発明のカラーフィルターを２２
０℃、２３０℃、２４０℃、２５０℃、２６０℃のそれ
ぞれの温度で１時間加熱して色度を測定し、加熱前の試
料の色度との差を求めて、これにより耐熱性を評価した
ところ、２５０℃までの加熱であれば、色度差ΔＥ_abが
３以下に納まることが分かった。一方、従来のカラーフ
ィルターでは、いずれの温度でも色度差ΔＥ_abが１０以
上となった。 （実施例３）実施例２において使用した染料のうちの一
種類の染料を実施例２におけるレジスト溶液に直接溶解
し、これを用いてカラーフィルターＡを形成し、図８に
示すようにパターニングして色相Ａの領域１１を形成し
た。次いで、前記とは別の染料を実施例２におけるレジ
スト溶液に直接溶解し、これを用いてカラーフィルター
Ｂを形成し、図８に示すようにパターニングして色相Ｂ
の領域１２を形成した。このようにして、一画素１０中
に単一の染料で着色した二種類の色領域Ａ，Ｂ（ドメイ
ン）を形成した。

【００４４】このカラーフィルターの分光特性を測定し
たところ、色相ＡおよびＢの二色の加色混法から予想さ
れる分光特性と全く同一であった。 （実施例４）実施例２において使用した染料のうちの一
種類の染料を実施例２におけるレジスト溶液に直接溶解
し、図９に示すように、これを用いてガラス基板５上に
カラーフィルターＢを形成した。次いで、前記とは別の
染料を実施例２におけるレジスト溶液に直接溶解し、こ
れを用いてカラーフィルターＢ上にカラーフィルターＡ
を形成した。このようにして、一画素１０中に単一の染
料で着色した二種類の色領域Ａ，Ｂ（ドメイン）を積層
形成した。

【００４５】このカラーフィルターの分光特性を測定し
たところ、図７に示すように、実施例２のカラーフィル
ターの分光特性とほぼ同一であった。 （比較例１）０．５重量％のイエロー二色性色素Ｇ−２
３２および０．２５重量％のＭ−３６１を液晶材料ＺＬ
Ｉ−２２９３に溶解させた。次いで、１．０重量％のシ
アン二色性色素ＳＩ−５０１および１．０重量％のシア
ン二色性色素ＳＩ−４９７を液晶材料ＺＬＩ−２２９３
に溶解させた。次いで、０．５重量％のマゼンタ二色性
色素Ｍ−３７０および０．２５重量％のマゼンタ二色性
色素Ｇ−２０２を液晶材料ＺＬＩ−２２９３に溶解させ
た。

【００４６】これらの液晶材料をガラス基板で形成した
３つのセル（イエロー用、シアン用、マゼンタ用）内に
それぞれ注入した。各セルについて、それぞれ１０万ル
クスの光を１０時間照射したところ、光レドックス反応
によると思われる退色が起こりそれぞれの分光スペクト
ルは、それぞれ図１０、図１１、および図１２に示すよ
うに変化した。この結果から、色素を直接配合すること
はできないことが分かった。 （比較例２）イエロー二色性色素Ｇ−２３２を液晶材料
ＴＣ−４３６８ＸＸに１．２５重量％で溶解させ、平均
粒径が約０．１μｍの液晶マイクロカプセルを作製し
た。この液晶マイクロカプセルを、透明電極としてＩＴ
Ｏ膜を形成したガラス基板表面に印刷することにより、
イエロー着色層を形成した。

【００４７】次いで、シアン二色性色素ＳＩ−５０１を
液晶材料ＺＬＩ−２２９３に２．０重量％で溶解させ、
平均粒径が約０．１μｍの液晶マイクロカプセルを作製
した。この液晶マイクロカプセルを用い、上記と同様に
してＩＴＯ膜付きガラス基板上にシアン着色層を形成し
た。

【００４８】次いで、マゼンタ二色性色素Ｇ−２０２を
液晶材料ＺＬＩ−２２９３に０．７５重量％で溶解さ
せ、平均粒径が約０．１μｍの液晶マイクロカプセルを
作製した。この液晶マイクロカプセルを用い、上記と同
様にしてＩＴＯ膜付きガラス基板上にマゼンタ着色層を
形成した。

【００４９】次に、これらの着色層を形成したガラス基
板を図５に示すように３層積層し、さらに、露出した着
色層上にガラス基板を重ね合わせ、反射板を配置して各
セル厚が１０μｍであるゲスト−ホストセルを作製し
た。このゲスト−ホストセルについて色表示範囲を調べ
たところ、図６に示す範囲であり、実施例１の場合に比
べて極めて狭いことが分かった。 （比較例３）実施例２において使用したソルベントイエ
ロー８２（２０重量％）とソルベントブルー４４（２０
重量％）の染料を直接に上記レジスト溶液に加えて溶解
し、これを用いてガラス基板上にカラーフィルターを形
成した。このカラーフィルターについて、顕微分光鏡を
用いて分光特性を評価した。その結果を図７に示す。

【００５０】図７から分かるように、このカラーフィル
ターにおいては、異なる染料中の分子間の相互作用が大
きいために、分光特性が悪いものであった。これに対し
て、実施例２および４においては、異なる染料中の分子
間の相互作用が大幅に軽減され、分光特性が良好であっ
た。なお、この傾向は以上の例に限られるものではな
く、染料を用いた場合の一般的挙動である。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の表示素子用
着色材料は、基本骨格をほぼ同一とする化合物からなる
色素分子のみを含有する第１のポリマー微粒子と、前記
化合物の基本骨格と異なる基本骨格を有する化合物から
なる色素分子のみを含有する少なくとも１種の第２のポ
リマー微粒子とを混合させてなるので、異種の色素分子
の相互作用による耐光性等の劣化を防止することがで
き、理想的な分光スペクトルを有する配合色素を実現す
ることができる。

【００５２】また、本発明の表示素子は、上記着色材料
を含む着色層を具備するので、光退色することなく、二
色性色素の任意な混合ができ、これにより色表示範囲を
広げる等の特性の大幅な改善が可能となる。

【００５３】また、本発明のカラーフィルターは、着色
したポリマー微粒子がバインダー樹脂中に均一に分散さ
れているので、各色毎の微細な領域が形成された状態と
なり、複数の色素の混合により一つの色を表示する場
合、分子間相互作用による諸特性の劣化がなく、さらに
諸特性の改善が容易にでき、経時安定性に優れるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表示素子用着色材料を説明するための
図。

【図２】複数種類の液晶マイクロカプセルを混合して形
成したイエロー着色層の分光透過スペクトル。

【図３】複数種類の液晶マイクロカプセルを混合して形
成したシアン着色層の分光透過スペクトル。

【図４】複数種類の液晶マイクロカプセルを混合して形
成したマゼンタ着色層の分光透過スペクトル。

【図５】本発明の着色材料を用いた液晶表示素子（反射
型３層ＧＨセル）を示す概略図。

【図６】本発明の着色材料と従来の着色材料についての
色表示領域を示す図。

【図７】着色したポリマー微粒子の効果を示す分光透過
スペクトル。

【図８】一画素内に色相の異なる複数のドメインを平面
的に配列させた状態を示す図。

【図９】一画素内に色相の異なる複数のドメインを積層
させた状態を示す図。

【図１０】複数のイエロー二色性色素を直接混合した場
合の光退色を示す図。

【図１１】複数のシアン二色性色素を直接混合した場合
の光退色を示す図。

【図１２】複数のマゼンタ二色性色素を直接混合した場
合の光退色を示す図。

【符号の説明】

１…ポリマー微粒子、２…アントラキノン類二色性色
素、３…アゾ類色性色素、４…液晶マイクロカプセル、
５…ガラス基板、６…反射板、７…イエロー着色層、８
…シアン着色層、９…マゼンタ着色層、１０…一画素、
１１…色相Ａの領域、１２…色相Ｂの領域。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基本骨格をほぼ同一とする化合物からな
   る色素分子を含有する第１のポリマー微粒子と、前記化
   合物の基本骨格と異なる基本骨格を有する化合物からな
   る色素分子を含有する少なくとも１種の第２のポリマー
   微粒子とを混合させてなることを特徴とする表示素子用
   着色材料。
2. 【請求項２】 前記第１および第２のポリマー微粒子
   が、液晶材料中に基本骨格をほぼ同一とする化合物から
   なる色素分子のみをマイクロカプセル化してなる液晶マ
   イクロカプセルである請求項１記載の表示素子用着色材
   料。
3. 【請求項３】 基本骨格をほぼ同一とする化合物からな
   る色素分子を含有する第１のポリマー微粒子と、前記化
   合物の基本骨格と異なる基本骨格を有する化合物からな
   る色素分子を含有する少なくとも１種の第２のポリマー
   微粒子とを混合させてなる着色材料を含む着色層を具備
   することを特徴とする表示素子。
4. 【請求項４】 着色したポリマー微粒子がバインダー樹
   脂中に均一に分散されていることを特徴とするカラーフ
   ィルター。