JP5082578B2 - 半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタ - Google Patents
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また、紫外線の回折等によって露光された部分は、樹脂が完全に硬化していないため、ラビング時において、より微粒子が剥れやすくなるといった問題を有していた。
また、本発明によれば、反射光用領域に光散乱層を形成することにより、光散乱層の膜厚を利用してセルギャップの調整を行うことも可能となる。
また、本発明によれば、反射光用領域に光散乱層を形成することにより、光散乱層にさらにセルギャップ調整機能を付与することが可能となる。
まず、本発明の半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタについて説明する。本発明の半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタには、その構成の違いにより、2つの実施態様がある。
以下、本発明の半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタの各実施態様についてそれぞれ説明する。
本発明の半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタの第1実施態様は、透明基板と、上記透明基板上に形成され、かつ開口部が形成された着色層とを有し、上記透明基板と、上記開口部を有する上記着色層とが積層された領域を反射光用領域として用い、上記透明基板と、上記開口部を有さない上記着色層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタであって、上記反射光用領域の上記着色層上には透明樹脂中に微粒子を分散させてなる光散乱層が形成され、かつ上記光散乱層のテーパー部にはテーパー部を被覆する被覆層が形成されていることを特徴とするものである。
本実施態様のカラーフィルタにおける第1の態様は、被覆層が、反射光用領域および透過光用領域全面に渡って形成されているものである。これにより、光散乱層のテーパー部と共に、透過光用領域の着色層の表面も保護されるため、半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置とした際、着色層表面からの溶出物を防止することができる。また、反射光用領域および透過光用領域それぞれの平坦性を担保することも可能となる。なお、このような本態様のカラーフィルタとしては、例えば図1に示すようなカラーフィルタを挙げることができる。
以下、本態様の好ましい構成である、光散乱層が着色層の直上に形成された構成を有するカラーフィルタについて、各部材に分けて詳しく説明する。
本態様に用いられる被覆層は、後述する光散乱層のテーパー部を被覆するものであり、反射光用領域および透過光用領域全面に渡って形成されるものである。
本態様に用いられる光散乱層は、透明樹脂中に微粒子を分散させてなるものであり、後述する反射光用領域における開口部を有する着色層上に形成されるものである。また、上記光散乱層のテーパー部は、上述した被覆層により被覆されている。ここで、本態様における光散乱層のテーパー部とは、光散乱層の中心部の平均膜厚を1とした際、膜厚が0.8以下となる部分のこととする。光散乱層の膜厚が上記値以下である部分は、表面に微粒子が露出しやすく、また、露光不足で硬化が不十分と考えられるため、微粒子が剥れやすい部分であると推測されるからである。
本態様に用いられる着色層は、後述する透明基板上に形成され、反射光用領域においては開口部を有し、透過光用領域においては開口部を有さないものである。
本態様に用いられる透明基板は、上記着色層を形成可能であり、可視光に対して透明な基板であれば特に限定されるものではなく、一般的な半透過型液晶表示装置用カラーフィルタに用いられる透明基板と同様のものとすることができる。
本態様においては、通常透明基板上の各着色パターン間にブラックマトリクスが形成されている。このようなブラックマトリクスは、遮光性樹脂や、クロム等の金属により形成することができる。
本態様においては、上記被覆層上に配向膜が形成されていてもよい。なお、配向膜の材料に関しては、一般的なものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
本実施態様のカラーフィルタにおける第2の態様は、上記被覆層が、上記光散乱層のテーパー部を含むエッジ部と、上記エッジ部間の平坦部とにのみ形成されているものである。これにより、光散乱層のテーパー部の保護と共に、反射光用領域の平坦性を確保することが可能となる。このような本態様のカラーフィルタは、例えば図2に示すように、被覆層4が光散乱層3のテーパー部bを含むエッジ部cと、エッジ部c間の平坦部dとにのみ形成されているものである。
以下、本態様の好ましい構成である、着色層および光散乱層の間にオーバーコート層が形成されたカラーフィルタについて、各部材に分けて詳しく説明する。なお、本態様に用いられる光散乱層、着色層、透明基板およびブラックマトリクスに関しては、上述した第1の態様のものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
本態様に用いられる被覆層は、光散乱層のテーパー部を被覆するものであり、光散乱層のテーパー部を含むエッジ部と、上記エッジ部間の平坦部とにのみ形成されているものである。ここで、光散乱層のエッジ部とは、少なくともテーパー部を含んだ、端部領域のこととする。
本態様に用いられるオーバーコート層は、着色層および光散乱層の間に形成されるものであり、透明性を有するものである。
本態様においては、上記被覆層上に配向膜が形成されていてもよい。なお、上記配向膜の材料に関しては、一般的なものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
本実施態様のカラーフィルタにおける第3の態様は、被覆層が、光散乱層のテーパー部を含むエッジ部のみに形成されているものである。上記被覆層がエッジ部のみに形成されたものとすることにより、光散乱層のテーパー部を被覆すると同時に、例えば被覆層をブラックマトリクスと併用することができるため、別途ブラックマトリクスを形成する必要がなくなり、製造工程数を少なくすることが可能となる。このような本態様のカラーフィルタは、例えば図3に示すように、被覆層4が光散乱層3のテーパー部bを含むエッジ部cのみに形成されているものである。
以下、本態様の好ましい構成である、着色層および光散乱層の間にオーバーコート層が形成されたカラーフィルタについて、各部材に分けて詳しく説明する。なお、本態様に用いられる光散乱層、着色層、および透明基板に関しては、上述した第1の態様のものと同様であるので、ここでの説明は省略する。また、オーバーコート層に関しては、上述した第2の態様のものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
本態様に用いられる被覆層は、光散乱層のテーパー部を被覆するものであり、光散乱層のテーパー部を含むエッジ部のみに形成されているものである。ここで、光散乱層のエッジ部とは、少なくともテーパー部を含んだ、端部領域のこととする。
本態様においては、上記被覆層上に配向膜が形成されていてもよい。なお、上記配向膜の材料に関しては、一般的なものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
本発明の半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタの第2実施態様は、透明基板と、上記透明基板上に形成され、かつ開口部が形成された着色層とを有し、上記透明基板と、上記開口部を有する上記着色層とが積層された領域を反射光用領域として用い、上記透明基板と、上記開口部を有さない上記着色層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタであって、上記反射光用領域の上記着色層上には、透明樹脂中に微粒子を分散させてなる光散乱層が形成され、かつ上記光散乱層のテーパー部の表面には露出した微粒子が存在しないことを特徴とするものである。
次に、本発明の半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法について説明する。本発明の半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法は、透明基板と、上記透明基板上に形成され、かつ開口部が形成された着色層と、上記着色層上にパターン状に形成され、透明樹脂中に微粒子を分散させてなる光散乱層とを有し、上記透明基板と、上記開口部を有する上記着色層と、上記光散乱層とが積層された領域を反射光用領域として用い、上記透明基板と、上記開口部を有さない上記着色層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタを製造する半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法であって、上記反射光用領域の上記着色層上にフォトリソグラフィー法により光散乱層を形成する光散乱層形成工程を有し、上記光散乱層形成工程が、上記光散乱層のテーパー部の表面に露出した微粒子を、現像を強化することにより取り除く強化現像工程を含む工程であることを特徴とするものである。
以下、本発明のカラーフィルタの製造方法について、詳しく説明する。
本発明に用いられる光散乱層形成工程は、上記反射光用領域の上記オーバーコート層上にフォトリソグラフィー法により光散乱層を形成する工程であり、上記光散乱層のテーパー部の表面に露出した微粒子を、現像を強化することにより取り除く強化現像工程を含む工程である。
以下、本発明に用いられる各工程について詳しく説明する。
本発明に用いられる塗膜形成工程は、例えば、感光性樹脂および微粒子を含有する光散乱層形成用塗工液を、スピンコート法やダイコート法等、一般的な塗布方法でオーバーコート層上に塗布する方法等を用いる工程とすることができる。また、必要に応じて、塗布した光散乱層形成用塗工液をプリベーク等してもよい。
本発明に用いられる露光工程は、例えば、フォトマスクを介して紫外線等の光エネルギーを照射する方法等を用いて、パターン状に露光する工程とすることができる。本工程により照射される光エネルギーや、光エネルギーの照射方法等については、上記光散乱層形成用塗工液中に含有される感光性樹脂の種類等に応じて決定され、一般的なカラーフィルタの光散乱層を形成する際と同様とすることができる。
本発明に用いられる強化現像工程は、上記露光工程後に、強化した現像条件を用いて現像を行うことにより、露光パターンに応じた除去部分の除去と共に、光散乱層のテーパー部の表面に露出した微粒子を取り除く工程である。
本発明に用いられる焼成工程は、上記強化現像工程の後の光散乱層を焼成する工程であるが、焼成条件としては、一般的な半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法におけるポストベーク(焼成)の条件と同様とすることができる。
本発明の半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法は、上記光散乱層形成工程の前後に必要に応じて他の工程を有していてもよい。
このような各工程については、一般的な横型電界駆動方式の半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの製造におけるものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
(ブラックマトリクスの形成)
透明基板として、300mm×400mm、厚さ0.7mmのガラス基板(コーニング社製1317ガラス)を準備した。この透明基板を定法にしたがって洗浄し、透明基板上に感光性レジスト(東京応化工業(株)製 DN83)を塗布し、所定のマスクを介して露光し、次いで現像および焼成を行い、図5に示すように、1画素の開口サイズ35×120μm(e×f)の格子状の樹脂製ブラックマトリクスを形成した。また、このブラックマトリクスの膜厚は1.3μm、線幅15μm(図5中、gで示される幅)、30μm(図5中、hで示される幅)とした。
上記透明基板およびブラックマトリクス上に、下記組成の赤色着色層用の着色層形成用塗工液(ネガ型感光性樹脂組成物)をスピンコート法により塗布した。続いて、上記赤色パターン用のフォトマスクを用いて露光、現像した。その後、焼成することにより膜厚1.8μm、開口部の線幅30μm(図5中、iで示される幅)の赤色着色層を形成した。
・赤色顔料(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドA2B) ・・・4.8重量部
・黄色顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) ・・・1.2重量部
・分散剤(ビックケミー社製 ディスパービック161) ・・・3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) ・・・4.0重量部
・ポリマーI ・・・5.0重量部
・イルガキュア907(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製) ・・・1.4重量部
・(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) ・・・0.6重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ・・・80.0重量部
*ポリマーIは、ベンジルメタクリレート:スチレン:アクリル酸:2−ヒドロキシエチルメタクリレート=15.6:37.0:30.5:16.9(モル比)の共重合体100モル%に対して、2‐メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを16.9モル%付加したものであり、重量平均分子量は42500である。
上記赤色着色層が形成された透明基板上に、下記組成の緑色着色層用の着色層形成用塗工液(ネガ型感光性樹脂組成物)を用いて、赤色着色層と同様の方法により、膜厚1.8μm、開口部の線幅30μm(図5中、iで示される幅)の緑色着色層を形成した。
・緑色顔料(アビシア社製 モナストラルグリーンθY−C) ・・・4.2重量部
・黄色顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) ・・・1.8重量部
・分散剤(ビックケミー社製 ディスパービック161) ・・・3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) ・・・4.0重量部
・ポリマーI ・・・5.0重量部
・イルガキュア907(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製) ・・・1.4重量部
・(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル‐1,2´−ビイミダゾール) ・・・0.6重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ・・・80.0重量部
上記赤色着色層および緑色着色層が形成された透明基板上に、下記組成の青色着色層用の着色層形成用塗工液(ネガ型感光性樹脂組成物)を用いて、赤色着色層と同様の方法により、膜厚1.8μm、開口部の線幅30μm(図5中、iで示される幅)の青色着色層を形成した。
・青色顔料(BASF社製 ヘイオゲンブルーL6700F) ・・・6.0重量部
・顔料誘導体(アビシア社製 ソルスパース6000) ・・・0.6重量部
・分散剤(ビックケミー社製 ディスパービック161) ・・・2.4重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) ・・・4.0重量部
・ポリマーI ・・・5.0重量部
・イルガキュア907(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製) ・・・1.4重量部
・(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) ・・・0.6重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ・・・80.0重量部
上記各色の着色層上に、下記組成の光散乱層形成用塗工液(ネガ型感光性樹脂組成物)をスピンコート法により塗布した。続いて、上記光散乱層パターン用のフォトマスクを用いて露光、現像した。その後、焼成することにより反射光用領域のみに光散乱層を形成した。なお、着色層の開口部内に形成された光散乱層の中心部の平均膜厚は4.2μmとし、テーパー部を含む光散乱層の線幅は60μm(図5中、jで示される幅)とした。
・アクリル系樹脂(日本化薬(株)KAYARAD PET.30) ・・・21重量部
・メラミンビーズ(平均粒径1.3μm) ・・・5重量部
・イルガキュア184(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製) ・・・4重量部
・ポリエチレングリコールモノエチルアセテート ・・・70重量部
上記光散乱層および着色層上に、下記組成の被覆層形成用塗工液(ネガ型感光性樹脂組成物)をスピンコート法により塗布した。続いて、上記被覆層パターン用のフォトマスクを用いて露光、現像した。その後、焼成することにより反射光用領域および透過光用領域の全面に渡って被覆層を形成した。なお、反射光用領域の被覆層の膜厚は0.8μm、透過光用領域の被覆層の膜厚は1.2μmとし、反射光用領域と透過光用領域との段差は2.0μmであった。
・メタクリル酸メチル−スチレン−メタクリル酸共重合体 ・・・42重量部
・エピコート180s70(三菱油化シェル(株)製) ・・・18重量部
・ペンタエリスリトールペンタアクリレート ・・・32重量部
・イルガキュア907(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製) ・・8重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ・・・300重量部
(ブラックマトリクスおよび着色層の形成)
実施例1と同様にして、図5に示すように、格子状のブラックマトリクスおよび着色層を形成した。
着色層上に、下記組成のオーバーコート層形成用塗工液(ネガ型感光性樹脂組成物)をスピンコート法により塗布した。続いて、上記オーバーコート層パターン用のフォトマスクを用いて露光、現像した。その後、焼成することにより着色層上全面に膜厚1.5μmのオーバーコート層を形成した。
・メタクリル酸メチル−スチレン−メタクリル酸共重合体 ・・・42重量部
・エピコート180s70(三菱油化シェル(株)製) ・・・18重量部
・ペンタエリスリトールペンタアクリレート ・・・32重量部
・イルガキュア907(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製) ・・8重量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ・・・300重量部
実施例1と同様の方法を用いて、反射光用領域のみに膜厚1.5μm、線幅60μm(図5中、jで示される幅)の光散乱層を形成した。
実施例1と同様の方法を用いて、光散乱層のテーパー部を含むエッジ部と、エッジ部間の平坦部とにのみ、光散乱層の平坦部上の膜厚0.5μm、線幅60μm(図5中、jで示される幅)の被覆層を形成した。なお、反射光用領域と透過光用領域との段差は2.0μmであった。
<着色層およびオーバーコート層の形成>
ブラックマトリクスを形成しなかったこと以外は、実施例1と同様にして透明基板上に開口部の線幅30μm(図6中、iで示される幅)を有する着色層を形成した後、実施例2と同様にして着色層上にオーバーコート層を形成した。
実施例1と同様の方法を用いて、反射光用領域のみに膜厚2.0μm、線幅60μm(図6中、jで示される幅)の光散乱層を形成した。
光散乱層およびオーバーコート層上に、実施例1で用いたブラックマトリクスの形成材料(東京応化工業(株)製 DN83)を塗布し、所定のマスクを介して露光し、次いで現像および焼成を行い、光散乱層のテーパー部を含むエッジ部のみに膜厚3.0μmの被覆層を形成した。また、この被覆層の線幅については、図6に示すように、gで示される幅が15μm、hで示される幅が30μm、kで示される幅(反射光用領域と透過光用領域との境界)が10μmとした。また、この被覆層により区画される1画素の開口サイズは、35×120μm(図6中で示されるe×f)とした。
(ブラックマトリクスおよび着色層の形成)
実施例1と同様にして形成した。
現像条件を下記に示す条件に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法を用いて、反射光用領域のみに、膜厚3.8μm(着色層の開口部内に形成された光散乱層の中心部の平均膜厚)、線幅60μm(図5中、jで示される幅)の光散乱層を形成した。
<現像条件>
・現像液(KOH水溶液)の濃度:0.15質量%
・現像時間:100秒
・現像液の温度:30℃
・現像圧力:3.0kgf/cm2
(ブラックマトリクスおよび着色層の形成)
実施例1と同様にして形成した。
現像条件を下記に示す条件に変更したこと以外は、実施例1と同様の方法を用いて、反射光用領域のみに膜厚3.8μm(着色層の開口部内に形成された光散乱層の中心部の平均膜厚)、線幅60μm(図5中、jで示される幅)の光散乱層を形成した。
<現像条件>
・現像液(KOH水溶液)の濃度:0.03質量%
・現像時間:20秒
・現像液の温度:20℃
・現像圧力:1.0kgf/cm2
実施例1〜4および比較例で作製したカラーフィルタに配向膜を形成した後、ラビングを行った。その結果、実施例1〜4で作製したカラーフィルタでは微粒子の剥がれは発生しなかったが、比較例で作製したカラーフィルタでは微粒子の剥がれが発生した。
2…着色層
3…光散乱層
4…被覆層
a…開口部
b…テーパー部
X…微粒子
r…反射光用領域
t…透過光用領域
Claims (6)
- 透明基板と、前記透明基板上に形成され、かつ開口部が形成された着色層とを有し、前記透明基板と、前記開口部を有する前記着色層とが積層された領域を反射光用領域として用い、前記透明基板と、前記開口部を有さない前記着色層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記反射光用領域の前記着色層上には透明樹脂中に微粒子を分散させてなる光散乱層が形成され、かつ前記光散乱層のテーパー部にはテーパー部を被覆する被覆層が形成されており、
前記被覆層が、前記光散乱層のテーパー部を含むエッジ部と、前記エッジ部間の平坦部とにのみ形成されていることを特徴とする半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタ。 - 透明基板と、前記透明基板上に形成され、かつ開口部が形成された着色層とを有し、前記透明基板と、前記開口部を有する前記着色層とが積層された領域を反射光用領域として用い、前記透明基板と、前記開口部を有さない前記着色層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記反射光用領域の前記着色層上には透明樹脂中に微粒子を分散させてなる光散乱層が形成され、かつ前記光散乱層のテーパー部にはテーパー部を被覆する被覆層が形成されており、
前記被覆層が、前記光散乱層のテーパー部を含むエッジ部のみに形成されていることを特徴とする半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタ。 - 前記着色層および前記光散乱層の間に、オーバーコート層が形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタ。
- 前記光散乱層が、前記開口部を有する前記着色層の直上に形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタ。
- 透明基板と、前記透明基板上に形成され、かつ開口部が形成された着色層とを有し、前記透明基板と、前記開口部を有する前記着色層とが積層された領域を反射光用領域として用い、前記透明基板と、前記開口部を有さない前記着色層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタであって、
前記反射光用領域の前記着色層上には、透明樹脂中に微粒子を分散させてなる光散乱層が形成され、かつ前記光散乱層のテーパー部の表面には露出した微粒子が存在しないことを特徴とする半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタ。 - 透明基板と、前記透明基板上に形成され、かつ開口部が形成された着色層と、前記着色層上にパターン状に形成され、透明樹脂中に微粒子を分散させてなる光散乱層とを有し、前記透明基板と、前記開口部を有する前記着色層と、前記光散乱層とが積層された領域を反射光用領域として用い、前記透明基板と、前記開口部を有さない前記着色層とが積層された領域を透過光用領域として用いる半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタを製造する半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法であって、
前記反射光用領域の前記着色層上にフォトリソグラフィー法により光散乱層を形成する光散乱層形成工程を有し、
前記光散乱層形成工程が、前記光散乱層のテーパー部の表面に露出した微粒子を、現像を強化することにより取り除く強化現像工程を含む工程であることを特徴とする半透過型横型電界駆動方式液晶表示装置用カラーフィルタの製造方法。
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JP2008281772A (ja) | 2008-11-20 |
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