JPH1138404A - 液晶表示装置用カラーフィルター基板 - Google Patents
液晶表示装置用カラーフィルター基板Info
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- JPH1138404A JPH1138404A JP20715797A JP20715797A JPH1138404A JP H1138404 A JPH1138404 A JP H1138404A JP 20715797 A JP20715797 A JP 20715797A JP 20715797 A JP20715797 A JP 20715797A JP H1138404 A JPH1138404 A JP H1138404A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 プラスチックフィルム基板上にカラーフィル
ターおよび、液晶駆動用の電極を作成し、このフィルム
基板を使用したカラー液晶表示装置の提供。 【解決手段】 プラスチックフィルム基板上に設けられ
たカラーフィルターにおいて、カラーフィルター層の鉛
筆硬度がプラスチックフィルム基板の鉛筆硬度と同等も
しくは小さいことを特徴とする液晶表示装置用カラーフ
ィルター基板。
ターおよび、液晶駆動用の電極を作成し、このフィルム
基板を使用したカラー液晶表示装置の提供。 【解決手段】 プラスチックフィルム基板上に設けられ
たカラーフィルターにおいて、カラーフィルター層の鉛
筆硬度がプラスチックフィルム基板の鉛筆硬度と同等も
しくは小さいことを特徴とする液晶表示装置用カラーフ
ィルター基板。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、カラー液晶表示装置に
使用するカラーフィルター基板に関するものである。特
に携帯性にすぐれたプラスチックフィルム基板を使用し
た液晶表示装置のカラーフィルター基板に関する。
使用するカラーフィルター基板に関するものである。特
に携帯性にすぐれたプラスチックフィルム基板を使用し
た液晶表示装置のカラーフィルター基板に関する。
【0002】
【従来技術】液晶表示装置は様々な分野で使用されるよ
うになり、情報表示装置としてCRTにせまる勢いであ
る。特に、携帯性が要求される機器においては小型、軽
量、小消費電力であることから多くの機器に採用されて
いる。このうち、ほとんどのものが基板にガラスを使用
したものであるが、携帯電話や電子手帳等の携帯用機器
にはプラスチックフィルムを使用した液晶表示装置が用
いられるようになった。プラスチックフィルムはその厚
さが0.1〜0.3mm程度であり、重量も軽いため携
帯用機器に最適である。しかしながら、フィルム基板で
は微細なパターンニングが困難であること、基板の寸法
が温度や湿度等の環境によって微妙に変化することなど
から、カラーフィルターを形成することが難しく、ほと
んどのものはモノクロ表示である。一方、特開平7−2
94909のようなカラーフィルターを使用しないカラ
ー表示方法も提案されているが、表示できる色数に制限
があり、その表示色も鮮やかなものではない。また、こ
の方法では2枚の基板間距離(セルギャップ)を厳密に
制御する必要があるため、基板間距離の制御が難しいプ
ラスチックフィルム液晶表示装置ではいまだ実用化に至
ってはいない。
うになり、情報表示装置としてCRTにせまる勢いであ
る。特に、携帯性が要求される機器においては小型、軽
量、小消費電力であることから多くの機器に採用されて
いる。このうち、ほとんどのものが基板にガラスを使用
したものであるが、携帯電話や電子手帳等の携帯用機器
にはプラスチックフィルムを使用した液晶表示装置が用
いられるようになった。プラスチックフィルムはその厚
さが0.1〜0.3mm程度であり、重量も軽いため携
帯用機器に最適である。しかしながら、フィルム基板で
は微細なパターンニングが困難であること、基板の寸法
が温度や湿度等の環境によって微妙に変化することなど
から、カラーフィルターを形成することが難しく、ほと
んどのものはモノクロ表示である。一方、特開平7−2
94909のようなカラーフィルターを使用しないカラ
ー表示方法も提案されているが、表示できる色数に制限
があり、その表示色も鮮やかなものではない。また、こ
の方法では2枚の基板間距離(セルギャップ)を厳密に
制御する必要があるため、基板間距離の制御が難しいプ
ラスチックフィルム液晶表示装置ではいまだ実用化に至
ってはいない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ガラス基板と比較して
プラスチックフィルム基板は大きな寸法変化を起こす。
熱履歴は当然のこと、フィルムが置かれている温湿度に
よって±0.1%もの寸法変化を起こす場合がある。こ
のようなプラスチックフィルム上にカラーフィルターを
形成する場合、カラーフィルター層に硬い材料を使用す
ると、フィルター層が基板の寸法変化に追随できなくな
り、フィルム基板が大きくカールしたり、フィルター層
にひび割れを生じたりする。また、この問題はカラーフ
ィルター層だけではなく、フィルター層の平坦化に使用
するオーバーコート層や配向膜も同様である。一方、透
明電極と外部回路との接続を行う際に透明電極が設けら
れている層の膜硬度が不足していると、透明電極にかか
る圧力や熱によって透明電極にひび割れが発生する。本
発明の目的はプラスチックフィルム基板上にカラーフィ
ルターおよび、液晶駆動用の電極を作成し、このフィル
ム基板を使用したカラー液晶表示装置を提供することで
ある。
プラスチックフィルム基板は大きな寸法変化を起こす。
熱履歴は当然のこと、フィルムが置かれている温湿度に
よって±0.1%もの寸法変化を起こす場合がある。こ
のようなプラスチックフィルム上にカラーフィルターを
形成する場合、カラーフィルター層に硬い材料を使用す
ると、フィルター層が基板の寸法変化に追随できなくな
り、フィルム基板が大きくカールしたり、フィルター層
にひび割れを生じたりする。また、この問題はカラーフ
ィルター層だけではなく、フィルター層の平坦化に使用
するオーバーコート層や配向膜も同様である。一方、透
明電極と外部回路との接続を行う際に透明電極が設けら
れている層の膜硬度が不足していると、透明電極にかか
る圧力や熱によって透明電極にひび割れが発生する。本
発明の目的はプラスチックフィルム基板上にカラーフィ
ルターおよび、液晶駆動用の電極を作成し、このフィル
ム基板を使用したカラー液晶表示装置を提供することで
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明によると、プラス
チックフィルム基板上に形成するカラーフィルターにお
いて、カラーフィルター層、オーバーコート層、配向膜
層等のコート層材料の膜硬度を制御することにより、各
層のひび割れを防止することができた。すなわち、本発
明者はさまざまな市販の液晶パネル用プラスチックフィ
ルムと、カラーレジスト(顔料分散感光性樹脂)と、オ
ーバーコート剤とを使用してプラスチックフィルム基板
上に液晶パネル用カラーフィルターの試作を行ったとこ
ろ、カラーフィルター層にクラックを発生するものがあ
った。そこで、使用したプラスチックフィルム基板、カ
ラーレジストの組み合わせについてクラック発生原因を
調べたところ、カラーフィルター層の鉛筆硬度がプラス
チックフィルム基板表面の鉛筆硬度より大きい場合、カ
ラーフィルター層にクラックが発生することがわかっ
た。
チックフィルム基板上に形成するカラーフィルターにお
いて、カラーフィルター層、オーバーコート層、配向膜
層等のコート層材料の膜硬度を制御することにより、各
層のひび割れを防止することができた。すなわち、本発
明者はさまざまな市販の液晶パネル用プラスチックフィ
ルムと、カラーレジスト(顔料分散感光性樹脂)と、オ
ーバーコート剤とを使用してプラスチックフィルム基板
上に液晶パネル用カラーフィルターの試作を行ったとこ
ろ、カラーフィルター層にクラックを発生するものがあ
った。そこで、使用したプラスチックフィルム基板、カ
ラーレジストの組み合わせについてクラック発生原因を
調べたところ、カラーフィルター層の鉛筆硬度がプラス
チックフィルム基板表面の鉛筆硬度より大きい場合、カ
ラーフィルター層にクラックが発生することがわかっ
た。
【0005】前記鉛筆硬度とはJISK5401で定義
される塗膜用鉛筆引掻試験機で測定されるものである。
される塗膜用鉛筆引掻試験機で測定されるものである。
【0006】カラーフィルター層とプラスチック基板フ
ィルムを前記要件を満足させるためには、カラーフィル
ター層、プラスチック基板あるいは両者の鉛筆硬度をコ
ントロールすることが考えられるが、液晶パネル用基板
として使用できる材料が非常に限られているためカラー
フィルター層の鉛筆硬度をコントロールすることが好ま
しい。カラーフィルター層の鉛筆硬度をコントロールし
て、前記カラーフィルター層とプラスチック基板フィル
ムの前記鉛筆硬度の要件を満足させるためには、カラー
レジストに使用されている感光性樹脂はカラーフィルタ
ーパターン形成後のポストベークによってその膜硬度が
大きくなるので、フィルター層のポストベーク温度を低
温で行い、フィルター層の膜硬度を使用しているプラス
チック基板の膜硬度より小さくすることによってクラッ
クのない良好なカラーフィルター層を作成することがで
きた。
ィルムを前記要件を満足させるためには、カラーフィル
ター層、プラスチック基板あるいは両者の鉛筆硬度をコ
ントロールすることが考えられるが、液晶パネル用基板
として使用できる材料が非常に限られているためカラー
フィルター層の鉛筆硬度をコントロールすることが好ま
しい。カラーフィルター層の鉛筆硬度をコントロールし
て、前記カラーフィルター層とプラスチック基板フィル
ムの前記鉛筆硬度の要件を満足させるためには、カラー
レジストに使用されている感光性樹脂はカラーフィルタ
ーパターン形成後のポストベークによってその膜硬度が
大きくなるので、フィルター層のポストベーク温度を低
温で行い、フィルター層の膜硬度を使用しているプラス
チック基板の膜硬度より小さくすることによってクラッ
クのない良好なカラーフィルター層を作成することがで
きた。
【0007】同様な試みをオーバーコート層、配向膜お
よび透明電極膜に対して行った。カラーフィルター層上
に設けたオーバーコート層の場合には、前記カラーフィ
ルター層の場合と同じく、オーバーコート層の膜硬度も
プラスチックフィルム基板の膜硬度より大きい場合には
クラックが発生しやすいことが分かった。したがって、
カラーフィルター層とオーバーコート層の各鉛筆膜硬度
が、プラスチックフィルム基板の鉛筆硬度と同等もしく
は小さいことが好ましい。
よび透明電極膜に対して行った。カラーフィルター層上
に設けたオーバーコート層の場合には、前記カラーフィ
ルター層の場合と同じく、オーバーコート層の膜硬度も
プラスチックフィルム基板の膜硬度より大きい場合には
クラックが発生しやすいことが分かった。したがって、
カラーフィルター層とオーバーコート層の各鉛筆膜硬度
が、プラスチックフィルム基板の鉛筆硬度と同等もしく
は小さいことが好ましい。
【0008】カラーフィルター層またはカラーフィルタ
ー層上に液晶配向膜を設けた場合にも、基板にクラック
が発生するのを防止するためには、該液晶配向膜の鉛筆
硬度が、カラーフィルター層またはカラーフィルター層
上のオーバーコート層の鉛筆硬度と同等もしくは小さい
ことが好ましいことがわかった。
ー層上に液晶配向膜を設けた場合にも、基板にクラック
が発生するのを防止するためには、該液晶配向膜の鉛筆
硬度が、カラーフィルター層またはカラーフィルター層
上のオーバーコート層の鉛筆硬度と同等もしくは小さい
ことが好ましいことがわかった。
【0009】プラスチックフィルム基板上に設けられた
カラーフィルターにおいて、プラスチックフィルム基板
上に形成された透明電極膜の鉛筆硬度がプラスチックフ
ィルム基板の鉛筆硬度と同等もしくは小さいものである
ことが好ましい。一方、液晶パネルと外部回路との接続
部において、透明電極膜が設けられている層の硬度が不
足している場合、接続時の熱や圧力によって透明電極に
クラックが発生しやすい。そこで、透明電極の下に膜硬
度の小さいカラーフィルター層やコート層がないような
構成にすることによって、透明電極のひび割れによる接
続不良を低減することができる。以下実施例に従い説明
する。
カラーフィルターにおいて、プラスチックフィルム基板
上に形成された透明電極膜の鉛筆硬度がプラスチックフ
ィルム基板の鉛筆硬度と同等もしくは小さいものである
ことが好ましい。一方、液晶パネルと外部回路との接続
部において、透明電極膜が設けられている層の硬度が不
足している場合、接続時の熱や圧力によって透明電極に
クラックが発生しやすい。そこで、透明電極の下に膜硬
度の小さいカラーフィルター層やコート層がないような
構成にすることによって、透明電極のひび割れによる接
続不良を低減することができる。以下実施例に従い説明
する。
【0010】実施例1 液晶表示装置用プラスチックフィルム基板(住友ベーク
ライト製FST−1359)の透明導電膜をエッチング
にて除去し、カラーフィルター用プラスチックフィルム
基板とした。この基板表面の鉛筆硬度は4Hであった。
この基板上に顔料分散カラーレジスト(富士ハントエレ
クトロニクステクノロジー製カラーモザイク)を使用し
て厚さ1.5ミクロンのカラーフィルター層を形成し
た。カラーフィルターパターン形成後、120〜180
℃の範囲でポストベークを行った。ホストベーク後、1
0φの屈曲試験を30回行ったところ、160℃と18
0℃で焼成したフィルターには多数のクラックが発生し
た。試験結果を表1にまとめる。
ライト製FST−1359)の透明導電膜をエッチング
にて除去し、カラーフィルター用プラスチックフィルム
基板とした。この基板表面の鉛筆硬度は4Hであった。
この基板上に顔料分散カラーレジスト(富士ハントエレ
クトロニクステクノロジー製カラーモザイク)を使用し
て厚さ1.5ミクロンのカラーフィルター層を形成し
た。カラーフィルターパターン形成後、120〜180
℃の範囲でポストベークを行った。ホストベーク後、1
0φの屈曲試験を30回行ったところ、160℃と18
0℃で焼成したフィルターには多数のクラックが発生し
た。試験結果を表1にまとめる。
【0011】
【表1】
【0012】実施例2 実施例1と同様にプラスチックフィルム基板上にカラー
フィルター層を作成した。フィルター層を140℃で焼
成したのち、フィルター表面を平坦化するために2ミク
ロンのオーバーコート層(新日鐵化学製V−259P
A)を設けた。カラーフィルター層と同様に焼成温度と
オーバーコート層鉛筆硬度の関係を調べたところ、18
0℃の焼成後のこのオーバーコート層の鉛筆硬度は4H
であり、カラーフィルター層およびオーバーコート層に
クラックの発生はなかった。一方、オーバーコート層に
膜硬度の大きい(6H)材料(東京応化製MOFPC
F)を使用した場合、基板全面にクラックが発生した。
フィルター層を作成した。フィルター層を140℃で焼
成したのち、フィルター表面を平坦化するために2ミク
ロンのオーバーコート層(新日鐵化学製V−259P
A)を設けた。カラーフィルター層と同様に焼成温度と
オーバーコート層鉛筆硬度の関係を調べたところ、18
0℃の焼成後のこのオーバーコート層の鉛筆硬度は4H
であり、カラーフィルター層およびオーバーコート層に
クラックの発生はなかった。一方、オーバーコート層に
膜硬度の大きい(6H)材料(東京応化製MOFPC
F)を使用した場合、基板全面にクラックが発生した。
【0013】実施例3 実施例1で作成したカラーフィルター付きプラスチック
フィルム基板に基板温度150℃でスパッタリングを行
い、カラーフィルター上にITO透明導電膜を形成し、
該透明導電膜のパターンニングを行い、透明電極を形成
した。この透明電極に異方性導電膜を介し、熱加圧で外
部回路との接続を試みたところ、透明電極にクラックを
発生し、接続不良となってしまった。この透明電極膜の
鉛筆硬度は6Hであった。そこで、スパッタリング時の
基板温度を100℃に変更して製膜を行ったところ、外
部回路との接続時におけるクラックの発生を防ぐことが
できた。このときの透明導電膜の鉛筆硬度は3Hであっ
た。
フィルム基板に基板温度150℃でスパッタリングを行
い、カラーフィルター上にITO透明導電膜を形成し、
該透明導電膜のパターンニングを行い、透明電極を形成
した。この透明電極に異方性導電膜を介し、熱加圧で外
部回路との接続を試みたところ、透明電極にクラックを
発生し、接続不良となってしまった。この透明電極膜の
鉛筆硬度は6Hであった。そこで、スパッタリング時の
基板温度を100℃に変更して製膜を行ったところ、外
部回路との接続時におけるクラックの発生を防ぐことが
できた。このときの透明導電膜の鉛筆硬度は3Hであっ
た。
【0014】実施例4 実施例2で作成したオーバーコート層付きカラーフィル
ターに実施例3と同様にしてスパッタリングにて前記オ
ーバーコート層付きカラーフィルター上に透明導電膜を
形成後、該透明導電膜のパターンニングを行い、透明電
極を形成した。この透明電極に異方性導電膜を介し、熱
加圧で外部回路との接続を試みたところ、透明電極にク
ラックを発生し、接続不良となってしまった。そこで、
オーバーコート層を基板全面に塗布、90℃でプリベー
クを行ったのち、紫外線で露光、アルカリ水溶液現像を
行い、外部回路接続部にはカラーフィルター層およびオ
ーバーコート層を設けず、オーバーコート層を図1に示
すようにカラーフィルター上のみに設けたところ上記の
ような接続不良の発生を防ぐことができた。オーバーコ
ート層をカラーフィルター層上のみに設ける方法として
は前述のパターン現像法、各種印刷法、テープマスキン
グ法などの他にいったん形成したオーバーコート層を有
機溶剤、物理的摩擦等で除去する方法などもある。
ターに実施例3と同様にしてスパッタリングにて前記オ
ーバーコート層付きカラーフィルター上に透明導電膜を
形成後、該透明導電膜のパターンニングを行い、透明電
極を形成した。この透明電極に異方性導電膜を介し、熱
加圧で外部回路との接続を試みたところ、透明電極にク
ラックを発生し、接続不良となってしまった。そこで、
オーバーコート層を基板全面に塗布、90℃でプリベー
クを行ったのち、紫外線で露光、アルカリ水溶液現像を
行い、外部回路接続部にはカラーフィルター層およびオ
ーバーコート層を設けず、オーバーコート層を図1に示
すようにカラーフィルター上のみに設けたところ上記の
ような接続不良の発生を防ぐことができた。オーバーコ
ート層をカラーフィルター層上のみに設ける方法として
は前述のパターン現像法、各種印刷法、テープマスキン
グ法などの他にいったん形成したオーバーコート層を有
機溶剤、物理的摩擦等で除去する方法などもある。
【0015】実施例5 実施例4で作成した透明導電膜付きカラーフィルターに
0.1ミクロンの液晶用配向膜(日本合成ゴム製AL3
046)を塗布し、120℃で焼成した。この配向膜の
鉛筆硬度は3Hであり、回転ラビング処理等によるクラ
ックの発生はなく、良好な液晶配向を得ることができ
た。一方、膜硬度の高い(5H)配向膜(日産化学製サ
ンエバーSE710L)を塗布し、180℃で焼成した
のち回転ラビング処理を行ったところ、配向膜にクラッ
クが発生した。
0.1ミクロンの液晶用配向膜(日本合成ゴム製AL3
046)を塗布し、120℃で焼成した。この配向膜の
鉛筆硬度は3Hであり、回転ラビング処理等によるクラ
ックの発生はなく、良好な液晶配向を得ることができ
た。一方、膜硬度の高い(5H)配向膜(日産化学製サ
ンエバーSE710L)を塗布し、180℃で焼成した
のち回転ラビング処理を行ったところ、配向膜にクラッ
クが発生した。
【0016】
1.請求項1 フィルター層にクラックの層の発生するのを防止でき
た。 2.請求項2 オーバーコート層にクラックの発生するのを防止でき
た。 3.請求項3 外部回路との接続部において、透明電極にクラックのな
い良好な接続が可能になった。 4.請求項4 配向膜にクラックのない良好な配向膜を得ることができ
た。 5.請求項5 透明電極にクラックのないプラスチックカラーフィルタ
ーを得ることができた。
た。 2.請求項2 オーバーコート層にクラックの発生するのを防止でき
た。 3.請求項3 外部回路との接続部において、透明電極にクラックのな
い良好な接続が可能になった。 4.請求項4 配向膜にクラックのない良好な配向膜を得ることができ
た。 5.請求項5 透明電極にクラックのないプラスチックカラーフィルタ
ーを得ることができた。
【図1】本発明のプラスチックカラーフィルターの模式
図である。 (a)平面図 (b)断面図
図である。 (a)平面図 (b)断面図
1 外部回路との接続領域 2 カラーフィルター層 3 オーバーコート層 4 プラスチックフィルム基板
Claims (5)
- 【請求項1】 プラスチックフィルム基板上に設けられ
たカラーフィルターにおいて、カラーフィルター層の鉛
筆硬度がプラスチックフィルム基板の鉛筆硬度と同等も
しくは小さいことを特徴とする液晶表示装置用カラーフ
ィルター基板。 - 【請求項2】 カラーフィルター上にオーバーコート層
を設けた請求項1記載のカラーフィルター基板におい
て、前記オーバーコート層の鉛筆硬度が、プラスチック
フィルム基板の鉛筆硬度と同等もしくは小さいものであ
る請求項1記載の液晶表示装置用カラーフィルター基
板。 - 【請求項3】 外部回路との接続を行う部分にカラーフ
ィルター層またはカラーフィルター層およびオーバーコ
ート層が存在しないものである請求項2記載の液晶表示
装置用カラーフィルター基板。 - 【請求項4】 カラーフィルター層またはカラーフィル
ター層上のオーバーコート層上に設けられた液晶配向膜
の鉛筆硬度がカラーフィルター層またはカラーフィルタ
ー層上のオーバーコート層の鉛筆硬度と同等もしくは小
さいものである請求項1または2記載の液晶表示装置用
カラーフィルター基板。 - 【請求項5】 プラスチックフィルム基板上に設けられ
たカラーフィルターにおいて、プラスチックフィルム基
板上に形成された透明電極膜の鉛筆硬度がプラスチック
フィルム基板の鉛筆硬度と同等もしくは小さいものであ
ることを特徴とする液晶表示装置用カラーフィルター基
板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20715797A JPH1138404A (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 液晶表示装置用カラーフィルター基板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20715797A JPH1138404A (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 液晶表示装置用カラーフィルター基板 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1138404A true JPH1138404A (ja) | 1999-02-12 |
Family
ID=16535177
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20715797A Pending JPH1138404A (ja) | 1997-07-16 | 1997-07-16 | 液晶表示装置用カラーフィルター基板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1138404A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140374735A1 (en) * | 2012-03-23 | 2014-12-25 | Lg Chem, Ltd. | Substrate for organic electronic device |
-
1997
- 1997-07-16 JP JP20715797A patent/JPH1138404A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140374735A1 (en) * | 2012-03-23 | 2014-12-25 | Lg Chem, Ltd. | Substrate for organic electronic device |
JP2015517179A (ja) * | 2012-03-23 | 2015-06-18 | エルジー・ケム・リミテッド | 有機電子素子用基板 |
US9349981B2 (en) * | 2012-03-23 | 2016-05-24 | Lg Display Co., Ltd. | Substrate for organic electronic device |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040302 |