JP2007122069A - 表示装置用基板の作製方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】液晶表示装置等に用いられるカラーフィルタ及びブラックマトリクスを高い生産性でもって作製する。
【解決手段】第1のローラから、第1の透光性フィルムを送り出し、第2のローラから、表面に透明導電膜が形成された第2の透光性フィルムを送り出し、前記第1の透光性フィルム上に前記第2の透光性フィルムを接着し、印刷用ローラにより、インクを前記第2の透光性フィルム上に付着させることにより、カラーフィルタを形成し、第3のローラから、紫外線硬化型樹脂フィルムを送り出し、前記紫外線硬化型樹脂フィルムを前記カラーフィルタが形成された第2の透光性フィルム上に接着し、前記第1の透光性フィルムの前記第2の透光性フィルムが接着されていない面側から前記カラーフィルタをマスクとして光を照射することにより、前記紫外線硬化型樹脂フィルムを感光して第2の透光性フィルム上にブラックマトリクスを形成する。
【選択図】図7
【解決手段】第1のローラから、第1の透光性フィルムを送り出し、第2のローラから、表面に透明導電膜が形成された第2の透光性フィルムを送り出し、前記第1の透光性フィルム上に前記第2の透光性フィルムを接着し、印刷用ローラにより、インクを前記第2の透光性フィルム上に付着させることにより、カラーフィルタを形成し、第3のローラから、紫外線硬化型樹脂フィルムを送り出し、前記紫外線硬化型樹脂フィルムを前記カラーフィルタが形成された第2の透光性フィルム上に接着し、前記第1の透光性フィルムの前記第2の透光性フィルムが接着されていない面側から前記カラーフィルタをマスクとして光を照射することにより、前記紫外線硬化型樹脂フィルムを感光して第2の透光性フィルム上にブラックマトリクスを形成する。
【選択図】図7
Description
本明細書で開示する発明は、液晶電気光学装置、さらにはプラズマディスプレーやエレクトロルミネセンス表示や真空蛍光表示等の発光型ディスプレーを構成する基板の作製方法に関する。例えば液晶電気光学装置を構成するガラス基板の作製方法に関する。
光の透過または非透過を制御して、表示を行う液晶ディスプレーや、発光現象や蛍光現象を利用した表示装置において、カラー表示を行うのであれば、カラーフィルタ各色の発光を行うための蛍光体が必要とされる。例えばカラー表示を行う液晶電気光学装置であれば、普通3原色のカラーフィルタが必要とされる。
液晶電気工学装置は、一対のガラス基板間に液晶を保持した構成を基本とする構成を有する。一般にカラーフィルタは表示側の基板の内側表面(液晶に接する面側)のガラス基板上に配置されている。
従来のカラー表示型の液晶電気光学装置に利用されるカラーフィルタの作製工程を図9に示す。まず液晶電気光学装置を構成するガラス基板11上に必要とする顔料を混入させたレジスト材料を塗布して、カラーレジスト膜12形成する。(図9(A))
次にフォトマスク13を配置して、カラーフィルタを設けるべき領域のカラーレジスト膜12を選択的に感光させる。(図9(B))
そして感光しなかったカラーレジスト膜12を除去することにより、図9(C)に示すようにカラーフィルタ14を残存させる。一般にカラーフィルタはR(red) 、G(green) 、B(blue)の3種類が必要とされる。従って、一般には上記図9(A)〜(C)に示す工程を3回繰り返して、必要とするカラーフィルタをガラス基板11上に形成する。
しかしながら、図9に示した従来例のカラーフィルタの作製方法は、液晶電気光学装置を構成するガラス基板上に直接カラーフィルタを配置するものであり、ガラス基板が大型化した場合、その工程が大掛かりになってしまうという問題がある。特にカラーレジストを塗布するためのスピナーやカラーレジストを露光するための露光装置が大型し、コスト増を招いてしまう。
アクティブマトリクス型の液晶表示装置等では、各画素に薄膜トランジスタを配置しなければならない関係上、何回かのフォトリソグラフィー工程が必要とされるが、それでも少しでもフォトリソグラフィー工程を減らすことは、生産コストの削減のために重要である。
図9に示すようなフォトリソグラフィー工程を用いない方法でカラーフィルタを作製する技術として、印刷法が知られている。しかしながら、ガラス基板が大型化した場合、大型のガラス基板に直接カラーフィルタを形成するという煩雑さはやはり問題となる。
また、カラーフィルタ自身が独立した存在でないので、その利用に関しての自由度がないという問題がある。例えば、大きさや仕様の異なる液晶電気光学装置を作製する場合(例えば液晶テレビの画面サイズが一種類ということは現実問題としてあり得ない)、それぞれの液晶電気光学装置の作製に際して、それぞれカラーフィルタを別個にガラス基板上に形成しなければならない。これは生産コストの増大を招く原因となり好ましいことではない。
また液晶電気光学装置にはカラーフィルタに重ねて反射防止手段を形成する必要もあるが、図9に示すプロセスに加えて、さらに反射防止手段を形成するプロセスを追加することは、反射防止手膜(反射防止フィルム)を形成するための装置を別に容易しなければなならず、生産コストの向上を招いてしまう。
更にSTN型の液晶電気光学装置等では、反射防止手段に加えて、色付がなされるのを防止する目的で位相補償手段が必要とれる場合があるが、この場合も別に位相補償フィルム(位相補償膜)を貼りつけるために装置が必要となり、生産コストの増大を招いてしまう。
本明細書で開示する発明の目的は、上述の問題点を解消して、液晶電気光学装置に代表される表示装置のカラーフィルタや蛍光体を安価に作製できる技術を提供することにある。
さらに本発明の他の目的は、カラーフィルタを単体としてではなく、反射防止膜や位相補償膜と一体となったものとして、更には、ブラックマトリクス、透明電極とを一体的となったものとして、生産コストの増加を招かずに作製する技術を提供することにある。
本明細書で開示する主要な発明の一つは、
透光性を有する長尺のフィルム上に複数の色に着色された材料を印刷法により所定のパターンでもって印刷することを特徴とする。
透光性を有する長尺のフィルム上に複数の色に着色された材料を印刷法により所定のパターンでもって印刷することを特徴とする。
他の発明の構成は、
可撓性を有し、透光性の長尺のフィルム上に複数の色に着色された材料を印刷法により所定のパターンでもって印刷することを特徴とする。
可撓性を有し、透光性の長尺のフィルム上に複数の色に着色された材料を印刷法により所定のパターンでもって印刷することを特徴とする。
上記構成において、透光性を有する長尺のフィルムとして可撓性を有する有機樹脂フィルムを用いることができる。このフィルムは、液晶電気光学装置のカラーフィルタとして利用するために、可視光を透過する光学特性を有する必要がある。具体的には、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PES(ポリスチレンサルフェイト)、PAR(ポリアクリエート)を用いることができる。
また上記フィルムとして、液晶電気光学装置に利用される検光子を用いることも有用である。検光子は、特定の方向に直線偏光した光のみを透過させる光学特性を有するものであり、液晶中を透過した光の中における特定方向への直線偏光成分を取り出す作用を有している。この検光子は、液晶電気光学装置を構成する要素であり、この検光子の表面にカラーフィルタを形成し、検光子にカラーフィルタとしての機能を兼ねさせることは、液晶電気光学装置の作製コストを下げることに大きく寄与する。なお、液晶電気光学装置の検光子でなく、偏光子の表面にカラーフィルタを形成することも可能である。
他の発明の構成は、
透光性を有する長尺のフィルムが巻き取れた送り出しローラから送り出される前記フィルム上に印刷法により所定の色に着色された材料を所定のパターンに印刷し、
印刷された前記フィルムを巻き取る受取ローラによって巻き取ることを特徴とする。
透光性を有する長尺のフィルムが巻き取れた送り出しローラから送り出される前記フィルム上に印刷法により所定の色に着色された材料を所定のパターンに印刷し、
印刷された前記フィルムを巻き取る受取ローラによって巻き取ることを特徴とする。
他の発明の構成は、
透光性を有する長尺のフィルムが巻き取れた送り出しローラと、
前記送り出しローラから送り出される前記フィルムを巻き取る受取ローラと、 前記送り出しローラと前記受取ローラとの間において、前記フィルム上に着色された材料を印刷法により印刷する印刷手段と、
を有することを特徴とする。
透光性を有する長尺のフィルムが巻き取れた送り出しローラと、
前記送り出しローラから送り出される前記フィルムを巻き取る受取ローラと、 前記送り出しローラと前記受取ローラとの間において、前記フィルム上に着色された材料を印刷法により印刷する印刷手段と、
を有することを特徴とする。
上記構成の具体的な例としては、図2に挙げる構成を挙げることができる。図2においては、透光性を有する長尺フィルム(PETフィルム)100が巻き取られた送りだしローラ201から送り出され、カラーフィルタを形成するための所定の印刷が行われた後、受取ローラ202に巻き取られる構成が示されている。更に、送り出しローラ201と受取ローラ202との間に、版シリンダ101〜103、加圧シリンダ104〜106から成る印刷手段が設けられている。
更に、本明細書で開示する発明の他の構成は、
ローラに巻き取られた透光性を有す長尺フィルムの表面に複数の色に着色された材料を印刷法により所定のパターンで連続的に印刷する工程と、
前記長尺フィルムの表面または裏面側にローラに巻かれた反射防止フィルムを連続的に貼りつける工程と、
を有することを特徴とする。
ローラに巻き取られた透光性を有す長尺フィルムの表面に複数の色に着色された材料を印刷法により所定のパターンで連続的に印刷する工程と、
前記長尺フィルムの表面または裏面側にローラに巻かれた反射防止フィルムを連続的に貼りつける工程と、
を有することを特徴とする。
上記工程の具体的な例としては、図5に示す工程を挙げることができる。図5に示す工程は、ローラ501に巻き取られた透光性を有すフィルムであるPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム500の一方の表面に、印刷用ローラ502〜504と加圧用ローラ592〜594によりRGBの3原色でなるカラーフィルタを印刷法により連続的に形成される。その後に、カラーフィルタの上に重ねて反射防止フィルム516を貼りつける構成が示されている。
図5に示す構成においては、カラーフィルタが形成された面側に反射防止膜を形成する例を示したが、カラーフィルタが形成される面側と反対の面側に反射防止膜を形成してもよい。また、上記構成において、反射防止膜の代わりに、位相補償膜や蛍光膜やブラックマトリクスのような遮光手段、或いは画素電極として機能する導電性透明薄膜を形成してもよい。
他の発明の構成は、
ローラに巻き取られた透光性を有す長尺フィルムの表面または裏面に、
・カラーフィルタ機能を有する光学薄膜
・蛍光機能機能を有する光学薄膜
・反射防止機能を有する光学薄膜
・位相補償機能を有する光学薄膜
・遮光機能を有する光学薄膜
・導電性を有する透光性薄膜
・接着機能を有する透光性薄膜
から選ばれた少なくとも2つ以上の膜を1層または多層に連続的に貼りつけることを特徴とする。
ローラに巻き取られた透光性を有す長尺フィルムの表面または裏面に、
・カラーフィルタ機能を有する光学薄膜
・蛍光機能機能を有する光学薄膜
・反射防止機能を有する光学薄膜
・位相補償機能を有する光学薄膜
・遮光機能を有する光学薄膜
・導電性を有する透光性薄膜
・接着機能を有する透光性薄膜
から選ばれた少なくとも2つ以上の膜を1層または多層に連続的に貼りつけることを特徴とする。
上記構成において、各種光学薄膜及び透光性薄膜は、必要とする機能に応じて組み合わせることができる。また、その積層順序や長尺フィルムのどちらの面にどの膜をどの順序で積層するかも必要に応じて選択することができる。
上記構成の具体的な例を図5に示す。図5に示す構成においては、透光性を有する長尺フィルムであるPETフィルム500の表面に、印刷用ローラ502〜504と加圧用ローラ592〜594により、RGBでなるカラーフィルタ機能を有する光学薄膜が印刷法により形成され、さらにその上に、ローラ505に巻き取られた反射防止フィルム516を貼りつける構成が記載されている。
他の発明の構成は、
透光性を有すフィルムの表面または裏面に、
・カラーフィルタ機能を有する光学薄膜
・蛍光機能機能を有する光学薄膜
・反射防止機能を有する光学薄膜
・位相補償機能を有する光学薄膜
・遮光機能を有する光学薄膜
・導電性を有する透光性薄膜
・接着機能を有する透光性薄膜
から選ばれた少なくとも2つ以上の膜が1層または多層に貼りつけられていることを特徴とする。
透光性を有すフィルムの表面または裏面に、
・カラーフィルタ機能を有する光学薄膜
・蛍光機能機能を有する光学薄膜
・反射防止機能を有する光学薄膜
・位相補償機能を有する光学薄膜
・遮光機能を有する光学薄膜
・導電性を有する透光性薄膜
・接着機能を有する透光性薄膜
から選ばれた少なくとも2つ以上の膜が1層または多層に貼りつけられていることを特徴とする。
上記構成を有する構成としては、図5に示す作製工程によって得られる表示装置用光学機能手段を挙げることができる。図5に示す表示装置用光学機能手段は、PETフィルム500上に印刷用ローラー502〜504によって形成されるカラーフィルタ機能を有する光学薄膜と反射防止フィルム516で構成れる反射防止機能を有する光学薄膜を積層した構成を有している。
更に、上記構成を有する構成としては、図7、図8に示すような作製工程によって得られる表示装置用光学機能手段を挙げることができ、光学機能手段はPETフィルムに、カラーフィルタと、ブラックマトリクス(BM)と、透明導電膜とが積層された構成を有する。
更に、本明細書で開示する発明の他の構成は、
透光性を有する長尺のフィルムの一方の面上に複数の色に着色された材料を印刷法により所定のパターンでもって印刷する工程と、
前記長尺のフィルムの他方の面に接着用のフィルムを貼りつける工程と、
前記長尺のフィルムを所定の長さに切断する工程と、
前記長尺のフィルムと透光性基板とを前記接着フィルムを介して接着する工程と、
を有することを特徴とする。
透光性を有する長尺のフィルムの一方の面上に複数の色に着色された材料を印刷法により所定のパターンでもって印刷する工程と、
前記長尺のフィルムの他方の面に接着用のフィルムを貼りつける工程と、
前記長尺のフィルムを所定の長さに切断する工程と、
前記長尺のフィルムと透光性基板とを前記接着フィルムを介して接着する工程と、
を有することを特徴とする。
他の発明の構成は、
第1のローラに巻き取られた透光性を有する長尺のフィルムの一方の面上に複数の色に着色された材料を印刷法により所定のパターンでもって印刷する工程と、
前記長尺のフィルムの他方の面に第2のローラに巻き取られた接着用のフィルムを貼りつける工程と、
前記長尺のフィルムを所定の長さに切断する工程と、
前記長尺のフィルムと透光性基板とを前記接着フィルムを介して接着する工程と、
を有することを特徴とする。
第1のローラに巻き取られた透光性を有する長尺のフィルムの一方の面上に複数の色に着色された材料を印刷法により所定のパターンでもって印刷する工程と、
前記長尺のフィルムの他方の面に第2のローラに巻き取られた接着用のフィルムを貼りつける工程と、
前記長尺のフィルムを所定の長さに切断する工程と、
前記長尺のフィルムと透光性基板とを前記接着フィルムを介して接着する工程と、
を有することを特徴とする。
他の発明の構成は、
透光性を有する長尺のフィルムが巻き取られた第1のローラと、
前記透光性を有するフィルムの一方の面に複数の色に着色された材料を印刷法により所定のパターンでもって印刷する手段と、
接着用のフィルムが巻き取られた第2のローラと、
前記長尺のフィルムの他方の面に第2のローラに巻き取られた接着用のフィルムを貼りつける手段と、
前記長尺のフィルムを所定の長さに切断する手段と、
前記長尺のフィルムと透光性基板とを前記接着フィルムを介して接着する手段と、
を有することを特徴とする。
透光性を有する長尺のフィルムが巻き取られた第1のローラと、
前記透光性を有するフィルムの一方の面に複数の色に着色された材料を印刷法により所定のパターンでもって印刷する手段と、
接着用のフィルムが巻き取られた第2のローラと、
前記長尺のフィルムの他方の面に第2のローラに巻き取られた接着用のフィルムを貼りつける手段と、
前記長尺のフィルムを所定の長さに切断する手段と、
前記長尺のフィルムと透光性基板とを前記接着フィルムを介して接着する手段と、
を有することを特徴とする。
図6に上記の発明の具体的な構成を示す。図6に示す構成においては、透光性を有する長尺フィルムであるPETフィルム600の表面に、印刷用ローラ602〜604と加圧用ローラ692〜694により、RGBでなるカラーフィルタ機能を有する光学薄膜が印刷法により形成される。その後、PETフィルム600には、その表面にローラ605に巻き取られた保護フィルム616が貼りつけると同時に、その裏面にローラ605に巻き取られた接着フィルム609が貼りつけられる。更に、PETフィルム600はカッター610により所定の長さに切断されて、ガラス基板613に貼り付けられる。
本明細書で開示する発明を採用することで、透光性で可逆性のフィルム上にカラーフィルタを連続的に形成することで、カラーフィルタをガラス基板から独立した部品として構成することができる。そのため、利用に関して自由度が高まる。また、カラーフィルタ自体を高い生産性で量産することができる。
また、例えば液晶表示装置用であって、反射防止機能や位相補償機能を有する複合化されたカラーフィルタを安価な生産コストで得ることができる。特にカラーフィルタ機能や蛍光機能、さらには反射防止機能や位相補償機能で代表される表示装置に必要とされる各種光学機能を複合化した構成を連続作製手段を用いて作製するようにしたため、必要とする光学機能を有する手段を高い生産性で得ることができる。また、カラーフィルタ、ブラックマトリクス、透明電極を有する基板を安価な生産コストで得ることができる。これらのことは、液晶パネル等の表示装置自体の生産性を向上すると共に、その生産コストを低く抑えることにもなる。
本実施例に示すのは、基体となる樹脂フィルム上にカラーフィルタを連続的に形成する技術である。図1に本実施例で示すカラーフィルタの作製装置を示す。
本実施例では、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム上に凸版印刷法により、連続的にRGBのカラーフィルタを形成する例を示す。本実施例においては、円筒状の版シリンダを3組用意し、それぞれR(red) 、G(green) 、B(blue)のカラーフィルタを凸版印刷法によりPETフィルム上に形成する。
図1に示す構成において、基体であるPETフィルム100表面に、RGBの3原色のカラーフィルタを形成するために、R(red) 、G(green) 、B(blue)毎に、所定のパターンを印刷するための版シリンダ101〜103と、加圧シリンダ104〜106とがそれぞれ設けられている。更に、インクを版シリンダ101〜103に供給するためのインクローラ107〜109がそれぞれ版シリンダ101〜103に接して、設けられている。
版シリンダ101〜103と加圧シリンダ104〜106との間をPETフィルム100が移送されることにより、PETフィルム100の表面にRのカラーフィルタ、Gのカラーフィルタ、Bのカラーフィルタが順次に印刷法により、形成される。
図1(B)はRのカラーフィルタの印刷過程の説明図であり、版シリンダ101とインクローラ107との接触部分の拡大図である。なお、G用、B用の版シリンダ102、103とインクローラ108、109も同様な構成を有し、インクの種類のみが異なっている。インクには、R用、G用、B用それぞれのカラーフィルタを形成するための顔料を含んだ有機樹脂材料を使用している。このような有機樹脂材料としては、各種レジスト材料やポリイミドような樹脂材料、その他アクリル樹脂等を利用することができる。
図1(B)に示すように、版シリンダ101には版画像111(印刷を行うための凸部)が形成されている。インクローラ107の表面には、カラーフィルタを形成するためのインク112が付着しており、インクローラ107と版シリンダ101とが接触することで、版シリンダ101の表面の版画像111にインク112が付着し、インクローラ107と版シリンダ101とは互いに逆方向に回転することで、版画像104の表面にインク112が順次に供給される。
版画像111の表面に付着されたインク112は、版シリンダ101と加圧シリンダ103とにより加わる圧力によって、基体であるPETフィルム100の表面に転写され、版シリンダ101と加圧シリンダ103とが互いに逆方向に回転することにより、PETフィルム100は連続的に移送され、PETフィルム100の表面には版画板111の画像パターンに従ったパターンにインク112が順次に転写されて、カラーフィルタが形成される。
画像パターンは版シリンダ101が1回転する毎に同じものが印刷されるようになっていため、基体であるPETフィルム100の表面には、同じ画像パターンが所定の間隔で、連続的に印刷される。
G用、B用の版シリンダ105、106とインクローラ108、109も同様に動作する。このため、PETフィルム100が移送されることで、PETフィルム100の表面には、RGBのカラーフィルタのパターンがそれぞれ所定の個所において連続的に印刷される。
なお、版シリンダ101〜103、又は版シリンダ101〜103の表面に配置された版画像を取り替えることや、版シリンダ101〜103の間隔を調節することで、カラーフィルタのパターンを変更することができる。また、PETフィルム100の幅と版シリンダ101〜103及び加圧シリンダ104〜106の寸法は任意に設定することができる。これにより、カラーフィルタの寸法を適宜に変更することができる。
PETフィルム100は、図2に示すように、送り出しローラ201に必要とする長さで巻き取られており、送り出しローラ201から送り出されたPETフィルム100は、その表面にRGBのカラーフィルタのパターンが順次に印刷され、RGBのカラーフィルタが形成された後に、受取ローラ202に巻き取られる。カラーフィルタが印刷されたPETフィルム100は必要とする寸法に裁断して用いればよい。なお、一対のローラ203はPETフィルム100が一定速度で移送されるようにするためのものである。
本実施例のカラーフィルタの作製方法は、ガラス基板毎にカラーフィルタを作製方法と異なり、カラーフィルタの寸法、パターンを容易に変更できるため、汎用性が高く、広範囲な用途に利用することができる。
本実施例は、凹版印刷法を用いてPETフィルム上にカラーフィルタを形成する例である。本実施例の場合も図2に示すようにリボン状(テープ状)の基体に対して連続的にカラーフィルタを形成する例である。図3に本実施例の概略の構成を示す。図3(A)は装置全体の概略構成図であり、図3(B)は印刷が行われる部分を拡大した図である。また、本実施例では、カラーフィルターを形成する基体としてPETフィルム300を使用する。
図3(A)において、印刷を行う構成が3組示されているが、これは、RGBそれぞれに対応して印刷を行う構成が設けられていることを示す。RGBの3原色のカラーフィルタを形成するために、R(red) 、G(green) 、B(blue)毎に、版シリンダ301〜303と、加圧シリンダ304〜306とがそれぞれ接して設けられている。更に、版シリンダ301〜303には、インクを版シリンダ301〜303に供給するためのインク槽307〜309と、余分なインクを除去するためのドクタープレード310〜312がそれぞれ設けられている。また、インク槽307〜309には、R用、G用、B用それぞれのカラーフィルタを形成するためのインク307R、308G、309Bが満たされている。インク307R、308G、309Bには顔料を含んだ有機樹脂材料を使用でき、例えば、各種レジスト材料やポリイミドような樹脂材料、その他アクリル樹脂等の有機樹脂材料を使用することができる。
図3(B)はRのカラーフィルタの印刷過程の説明図であり、版シリンダ301と加圧ローラ304の接触部分の拡大図である。なお、G用、B用の版シリンダ302、303と加圧ローラ305、306も同様な構成を有する。
ここでは、図3(B)に従って、最左側のR(red) のカラーフィルタを形成過程を説明する。図3(B)に示すように、R用の版シリンダ301の表面には、版画像321(インクが入り込む凹部として構成される)が形成されている。版シリンダ303が回転することによって、版シリンダ301の表面にインク槽307内のインク307Rが付着して、版画像321の凹部321aにインク307Rが侵入する。
版シリンダ301が回転するに従って、版シリンダ301の表面に付着したインク307Rは、ドクタープレード308によって順次に削ぎ落とされて、版画像321の凹部321aにのみに残される。版画像321の凹部321aに侵入したインク307Rは加圧シリンダ301によって加えられる圧力により、PETフィルム302の表面に画像パターン322として印刷される。
版シリンダ301と加圧シリンダ304とが矢印で示すように互いに逆方向に回転することによって、PETフィルム300が左側から右側に移送されて、画像パターン322が順次に印刷されて、版シリンダ301が1回転することにより、Rのカラーフィルタが形成されることになる。
G用、B用の版シリンダ302、303、加圧ローラ305、306も同様なに動作して、Rのカラーフィルタが印刷された後に、Gのカラーフィルタ、Bのカラーフィルタが順次に印刷される。
なお、版シリンダ301〜303、又は版シリンダ301〜303の表面に配置された版画像を取り替えることや、版シリンダ301〜303の間隔を調節することで、カラーフィルタのパターンを変更することができる。また、PETフィルム300の幅と版シリンダ301〜303及び加圧シリンダ304〜306の寸法は任意に設定することができる。これにより、カラーフィルタの寸法を適宜に変更することができる。
このように、本実施例のカラーフィルタの作製方法はガラス基板毎にカラーフィルタを作製方法と異なり、カラーフィルタの寸法、パターンを容易に変更できるため、汎用性が高く、広範囲な用途に利用することができる。
本実施例は、実施例1または実施例2に示す構成において、インクの材料として感光性のアクリル樹脂を用いる場合の例を示す。実施例1や実施例2に示すような構成において、インクとして感光性を有する材料を用いた場合には、印刷の定着化させるために必要とする波長を含む光を照射する必要がある。例えばUV硬化型の樹脂材料を用いた場合には、印刷後UV光を照射し、印刷パターンを定着化させる必要がある。
図4は本実施例のカラーフィルタの作製装置の構成図である。なお、図示しないが、図面の左側に図1又は図3に示すようなカラーフィルタの印刷手段が設けられている。この印刷手段において、感光性のインクによりパターンが印刷されたフィルム状の基体403は矢印の方向に移送され、光源404から必要とする波長を含んだ光406が照射されて、所定のパターンに付着したインクが定着されて、カラーフィルタが形成される。カラーフィルタが形成された基体403は順次に巻き取りローラ405に巻き取られる。
本実施例においては、光の照射によってインクが定着する場合の例を示した。しかし、熱を加えることによって定着するインクを用いる場合には、適当な加熱手段を配置すればよい。
本実施例は、実施例1又は実施例2に示す構成において、基体として液晶表示装置に利用される検光子を利用した場合の例である。検光子は入射した光を特定の方向に直線偏光させる機能を有し、液晶表示装置の表示側に配置される。この検光子の表面にカラーフィルタを形成した場合、液晶表示装置の作製において、その構成部品と作製工程とを削減することができので、作製コストを大幅に下げることができる。
本実施例では、透光性(少なくと可視光を透過するという意味)のフィルムであるPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム上に印刷されたカラ─フィルタをガラス基板上に貼りつけ、基体であるPETフィルム上にカラーフィルタが形成された構成を得る例を示す。
図5は本実施例のカラーフィルタの作製装置の概略構成図であり、501はPETフィルム500が巻き取られたローラである。PETフィルム500は必要量がローラ501に巻き取られている。ローラ501に巻き取られたPETフィルム500はローラ501を矢印の方向に回転させることによって、順次に右側に移送される。
PETフィルム500がRGBカラーフィルタを印刷するための印刷用ローラ502〜504と加圧ローラ592〜594を経ることにより、PETフィルム500上に3原色のカラーフィルタが形成される。
カラーフィルタを印刷するには、例えば、実施例1と同様に凸版印刷法を採用することができる。印刷用ローラ502〜504の表面には、図1(B)に示すように、凸版の版画像を形成すればよい。ここでは、R(red)のカラーフィルタを印刷する機構を説明する。印刷用ローラ502上の版画像にR(red)のカラーフィルタを印刷するためのインク材料が付着されて、印刷用ローラ502と加圧ローラ592との間でPETフィルム500に圧力が加えされて、PETフィルム500の表面にR(red)のカラーフィルタが形成される。同様に、印刷用ローラ503と加圧ローラ593によりG(green)のカラーフィルタが形成され、印刷用ローラ504と加圧ローラ594によりB(blue)のカラーフィルタが形成される。
ここでは、凸版印刷法の例を示したが、実施例2のような凹版印刷法を採用することもでき、この場合は、印刷用ローラ502〜504を図2(B)に示すような構成すればよい。なお、版画像の形成された印刷用ローラ502〜504、または印刷用ローラ502〜504の表面に配置された版画像を取り替えることで、カラーフィルタのパターンを変更することができる。
ローラ507、508による加圧によって、RGBのカラーフィルタが印刷されたPETフィルム500の表面にはローラ505に巻き取られた反射防止フィルム516が貼りつけられると同時に、裏面にはローラ506に巻き取られた接着フィルム509が貼りつけられる。そして、ローラ522と523による加圧により、ローラ521に巻き取られた表面保護フィルム524が反射防止フィルム516上に貼りつけられる。この表面保護フィルム524は、カラーフィルタが印刷されることにより凹凸が形成されたPETフィルム500の表面を平坦化するための機能を有する。こうして、カラーフィルタが形成されたPETフィルム500を得る。なお反射防止フィルム516と表面保護フィルム524とが形成される順序は逆であってもよい。
最後に、カッター510によってPETフィルム500を所定の大きさに切断する。こうしてPETフィルム上に形成された、必要とする寸法とパターンを有するカラーフィルタを作製することができる。
本実施例において得られるカラーフィルタは、PETフィルム500上に形成されており、また裏面(カラーフィルタが形成された面と反対側の面)には接着フィルム509による接着層が形成されているので、そのままガラス基板上に接着することで、カラーフィルタとして用いることができる。接着フィルム509としては、加熱及び加圧によって接着効果を発揮するものを用いればよい。この場合、加熱しながら、カラーフィルタが形成されたPETフィルム500をガラス基板の表面に圧着することによって、ガラス基板にPETフィルム500を固定することができる。
本実施例に示す作製工程においては、印刷用ローラ502〜504を取り替えること、あるいは印刷用ローラ502〜504の表面に形成された版画像を取り替えることによって、必要とするカラーフィルタのパターンを得ることができる。また、PETフィルム500の幅やカッター510の切断のタイミングを変更することで、カラーフィルタの寸法も容易に制御することができる。
本実施例に示すような構成を採用することによって、ガラス基板の大きさに合わせたカラーフィルタを連続的に高い生産性で作製することができる。
本実施例においては、カラーフィルタが形成された上にさらに反射防止膜を形成する構成を示した。更に、PETフィルムの反射防止膜が形成された面と、反対側の面にも第2の反射防止膜を形成してもよい。この場合は、第2の反射防止膜上に接着層が形成されるようにする。
本実施例においては、液晶電気光学装置用のカラーフィルタを作製する例を示した。しかし、プラズマディスプレー装置やエレクトロルミネセンス表示装置の蛍光体を作製することもできる。この場合には、カラーフィルタを印刷するためのインク材料の代わりに、蛍光材料を作製するためのインク材料を使用すればよい。
実施例5では、PETフィルム上にカラ─フィルタを印刷した後に、,PETフィルムを切断する工程までを説明したが、本実施例では、PETフィルムを切断し、ガラス基板上に貼りつけ、カラーフィルタが形成されたガラス基板を得る工程を示す。
図6に本実施例において示すカラーフィルタ付きガラス基板の作製工程の概略を示す。601はPETフィルム600が巻き取られたローラである。ローラ601に巻き取られたPETフィルム600はローラ601を矢印の方向に回転させることによって、RGB用のカラーフィルタの印刷用ローラ602〜604と、加圧ローラ692〜694との間を移送される。
この際に、R(red)のカラーフィルタを印刷する印刷用ローラ602と加圧ローラ692との間を通ることによって、PETフィルム600上にはR(red)のカラーフィルタが形成される。そして、G(green)のカラーフィルタを印刷する印刷用ローラ603と加圧ローラ693との間を通過することによってG(green)のカラーフィルタが形成される。また、B(blue)のカラーフィルタを印刷する印刷用ローラ604と加圧ローラ694との間を通過することによって、B(blue)のカラーフィルタが形成される。このようにして、PETフィルム600上に3原色(RGB)のカラーフィルタが形成される。
カラーフィルタを印刷するには、実施例1のように凸版印刷法を採用することができ、この場合には、図1(B)に示すように、印刷用ローラ602〜604の表面に凸版の版画像を形成すればよい。ここでは、例えばR(red)のカラーフィルタを印刷する機構を説明する。印刷用ローラ602のこの印刷用ローラ602の表面にR(red)のカラーフィルタを印刷するためのインク材料が付着され、印刷用ローラ602と加圧ローラ692とにより圧力が加えられ、PETフィルム600の表面にRのカラーフィルタが形成される。
G用、B用の印刷用ローラ603、604と加圧ローラ693、694も同様に動作して、Gのカラーフィルタ、Bのカラーフィルタが順次に印刷される。
ここでは、凸版印刷法の例を示したが、実施例2のような凹版印刷法を採用することもでき、この場合は、印刷用ローラ602〜604を図2(B)に示すような構成すればよい。なお、版画像の形成された印刷用ローラ602〜604、又は印刷用ローラ602〜604の表面に配置された版画像を取り替えることで、カラーフィルタのパターンを変更することができる。
加圧ローラ607と608の加圧によって、PETフィルム600には、カラーフィルタが印刷された表面にローラ605に巻き取られた表面保護フィルム616が貼りつけられると同時に、その裏面にローラ606に巻き取られた接着フィルム609が貼りつけられる。表面保護フィルム616はカラーフィルタの形成によって凹凸が形成されたPETフィルム600の表面を平坦化する機能を有する。こうして、一方の面にカラーフィルタが形成され、他方の面に接着層を有するPETフィルム600を得ることができる。
次に、カッター610によってPETフィルムを所定の長さに切断する。PERフィルム600の表面には、所定の間隔でカラーフィルタが印刷されているため、PETフィルム600を所定の時間間隔で切断すればよい。切断されたPETフィルム611はエレベータ612上に配置されたガラス基板613上に載置される。この際に、切断されたPETフィルム611とガラス基板613とを必要とする精度で位置合わせする必要がある。
カラーフィルタが形成されたPETフィルム611は連続的に1枚づつ所定の時間間隔でもって作製されるので、この時間に合わせてエレベータ612によってガラス基板613を1枚づつ移送させることで、PETフィルム611をガラス基板613上に連続的に載置することができる。
この状態においては、ガラス基板613上にPETフィルム611が載置されているのみで、固定されている状態ではない。そのため、ローラ614と615とによりPETフィルム611とガラス基板613を加熱しながら加圧して、PETフィルム611の裏面の接着フィルム609の作用により、ガラス基板613上にPETフィルム611を接着して、固定する。こうして、ガラス基板上に形成され、RGBの所定のパターンを有するカラーフィルタを得ることができる。
本実施例に示す作製工程においては、ローラ602〜604を取り替えること、あるいはローラ602〜604の表面に形成された版画像を取り替えること、さらには各ローラの間隔を調整することで、必要とするカラーフィルタのパターンを得ることができる。また、PETフィルム600の幅やカッター610の切断のタイミングを変更することで、カラーフィルタの大きさも容易に制御することができる。
従って、本実施例に示すような構成を採用することにより、ガラス基板の寸法さに合致したカラーフィルタを連続的に高い生産性で作製することができる。なお、ガラス基板の代わりに石英基板や樹脂基板を用いてもよい。
本実施例においては、液晶電気光学装置用のカラーフィルタを作製する例を示した。しかし、プラズマディスプレー装置やエレクトロルミネセンス表示装置の基板を作製する場合には、本実施例のカラーフィルタを構成する材料を印刷する代わりに、蛍光材料をインクとして印刷を行い、必要とするパターンに蛍光材料を形成すればよい。この場合、印刷用ローラ602〜604で印刷されるインク原料を蛍光材料または蛍光材料を含む材料とすればよい。
実施例1〜6においては、透光性を有するフィルム基体として、PET(ポリエチレンテレフタレート)を用いたが、他の透光性を有する材料を用いてもよい。一般的に、コストの点や取扱の点から、樹脂材料を用いることが好ましい。例えば、PES(ポリエチレンサルフェイト)、PER(ポリアクリレイト)を用いることができる。PETフィルムは透過光に色が付き易いので、PESフィルム、PERフィルムを用いることが好ましい。
本実施例はカラーフィルタと透明導電膜とブラックマトリクスとを集積化した構成に関する。図7は本実施例の作製装置の概略構成図であり、カラーフィルタの作製工程も同時に図示されている。図7に示すように、ローラ701からカラーフィルタの基体となる透光性を有する長尺のフィルム702が送り出され、この長尺のフィルム702上に透明導電膜とカラーフィルタとブラックマトリクス(以下、BMと略記する。)が形成される。
長尺のフィルム702としては、PES(ポリエチレンサルフェート)を用いることが適当である。また本実施例で示す他の透光性のフィルムもPES(ポリエチレンサルフェート)を用いることが適当である。また、PAR(ポリアクリエート)も用いることができる。
まずローラ701から送り出された長尺フィルム702上に、ローラ703に巻き取られた長尺の透光性フィルム704(この状態においては、長尺のフィルム状を呈している)が、加圧ローラ705と706による加圧により、貼りつけられる。なお、長尺フィルム702と同様に、透光性フィルム704の材質もPESとするとよい。
透光性フィルム704の表面には透明導電膜がスパッタ法で形成されている。更に、透光性フィルム704の裏面には圧力を加えることにより接着機能を示す接着層が形成されている。このため、ローラ705と706とにより圧力を加えることで、接着層の作用により、透光性フィルム704は基体である長尺のフィルム702上に圧着される。
次にRGBの3色に対応したローラ群707によって、印刷法により、RGBのカラーフィルタが形成される。
そして、RGBのカラーフィルタが形成されたフィルム702の表面に、ローラ708に巻き取られたBM(ブラックマトリクス)を構成するための樹脂フィルム709(この状態においては、長尺のフィルム状を呈している)が貼り付けられる。樹脂フィルム709の裏面には、加圧することで接着作用を示す接着層が形成されている。このため、BM形成用の樹脂フィルム709は、ローラ710と711とによって加えられる圧力によって、接着層の作用によりカラーフィルタの表面に接着される。
次に、露光器712からの露光用の紫外線が照射されて、カラーフィルタにより紫外光が遮られない部分の樹脂フィルム709が感光されて、硬化される。
このため、BM形成用の樹脂フィルム709は紫外線硬化型の特性を有し、かつBMとして機能する遮光性を有する樹脂材料とする必要がある。また、露光用の紫外線としては、基体となるフィルム702と透光性フィルム704とも透過する波長領域を有し、かつカラーフィルタを透過しない波長領域、あるいはカラーフィルタによって必要とする割合以上で遮蔽される波長領域を有するものを使用する必要があると同時に、そのような波長領域の紫外線によって感光される樹脂フィルム709を使用する必要がある。
そして、ローラ713と714によって、紫外線により感光されていないBM材料が除去される。ローラ713に付着した不要なBM材料はドクタープレード715により除去される。なお、感光されていないBM材料をローラ713によって除去できるように、BM材料及びローラ713の表面を構成する材質とを決定することが重要となる。
このようにしてBM(ブラックマトリクス)がカラーフィルタの周囲に形成される。即ち、カラーフィルタが形成されていない領域にブラックマトリクスが形成される。
さらに、ローラ716に巻き取られた保護用の樹脂フィルム717と、ローラ718に巻き取られた基板との接着用の樹脂フィルム719とがローラ720と721とにより、それぞれフィルム702の表面と裏面に圧着されて、透明導電膜、カラーフィルタ及びBMとが一体化されたフィルムを得ることができる。
さらに必要に応じて、この透明導電膜とカラーフィルタとBMとが一体化されたフィルム702はカッター722により適当な寸法に切断されて、透光性を有するガラス、樹脂等の基板723上に貼りつけられて、透明導電膜とカラーフィルタとBMとが順次に積層された透光性基板が作製される。
上記各工程は、図7に図示するローラがそれぞれ所定の速度で回転することにより、長尺状のフィルム702を基体として、連続的に進行する。
本実施例は、カラーフィルタを形成した後に透明導電膜付きフィルムをカラーフィルタの上に貼りつけることを特徴とする。
図8は本実施例のカラーフィルタ作製装置の構成図であり、作製過程も同時に図示されている。図8に示すように、基体となる長尺のフィルム802上に、ローラ群803により印刷法で、RGBのカラーフィルタが形成さる。その後にローラ804に巻き取られている透明導電膜付きフィルム805がローラ806と807とにより、カラーフィルタ上に圧着される。
次に、ローラ808に巻き取られたBMを形成するためのBM材料809(この状態においては、長尺のフィルム状を呈している)が、ローラ810と811とによって、透明導電膜付きフィルム805の上に圧着される。
さらに露光器812により紫外線を照射して、カラーフィルタが存在していない領域のBM材料809を感光させて、硬化させる。そして、ローラ813と814により圧力が加えられて、ローラ813の表面に感光していないBM材料が付着されて、余分なBM材料809が除去される。ローラ813に付着した不要なBM材料809はドクタープレード815により除去される。
そして、ローラ820と821とにより、ローラ816に巻き取られた保護フィルム817とローラ818に巻き取られた接着フィルム819が圧着される。更に必要に応じて、透明導電膜とカラーフィルタとBMとが一体化されたフィルム802は適当な寸法に切断されて、透光性を有するガラス、樹脂等の基板上に貼りつけられて、透明導電膜とカラーフィルタとBMとが順次に積層された透光性基板が作製される。
100 PETフィルム(フィルム状の基体)
101〜103 版シリンダ
104〜106 加圧シリンダ
107〜109 インクローラ
111 版画像
112 インク
300 PETフィルム(フィルム状の基体)
301〜303 版シリンダ
304〜306 加圧シリンダ
307〜309 インク槽
310〜312 ドクタープレード
321 版画像
101〜103 版シリンダ
104〜106 加圧シリンダ
107〜109 インクローラ
111 版画像
112 インク
300 PETフィルム(フィルム状の基体)
301〜303 版シリンダ
304〜306 加圧シリンダ
307〜309 インク槽
310〜312 ドクタープレード
321 版画像
Claims (10)
- 第1のローラから、第1の透光性フィルムを送り出し、
第2のローラから、表面に透明導電膜が形成された第2の透光性フィルムを送り出し、前記第1の透光性フィルム上に前記第2の透光性フィルムを接着し、
印刷用ローラにより、インクを前記第2の透光性フィルム上に付着させることにより、カラーフィルタを形成し、
第3のローラから、紫外線硬化型樹脂フィルムを送り出し、前記紫外線硬化型樹脂フィルムを前記カラーフィルタが形成された第2の透光性フィルム上に接着し、
前記第1の透光性フィルムの前記第2の透光性フィルムが接着されていない面側から前記カラーフィルタをマスクとして光を照射することにより、前記紫外線硬化型樹脂フィルムを感光して前記第2の透光性フィルム上にブラックマトリクスを形成することを特徴とする表示装置用基板の作製方法。 - 第1のローラから、第1の透光性フィルムを送り出し、
第2のローラから、表面に透明導電膜が形成された第2の透光性フィルムを送り出し、前記第1の透光性フィルム上に前記第2の透光性フィルムを接着し、
印刷用ローラにより、インクを前記第2の透光性フィルム上に付着させることにより、カラーフィルタを形成し、
第3のローラから、紫外線硬化型樹脂フィルムを送り出し、前記紫外線硬化型樹脂フィルムを前記カラーフィルタが形成された第2の透光性フィルム上に接着し、
前記第1の透光性フィルムの前記第2の透光性フィルムが接着されていない面側から前記カラーフィルタをマスクとして光を照射することにより、前記紫外線硬化型樹脂フィルムを感光し、
第4のローラにより、前記カラーフィルタ上の前記紫外線硬化型樹脂フィルムを除去することで前記第2の透光性フィルム上にブラックマトリクスを形成することを特徴とする表示装置用基板の作製方法。 - 第1のローラから、第1の透光性フィルムを送り出し、
第2のローラから、表面に透明導電膜が形成された第2の透光性フィルムを送り出し、前記第1の透光性フィルム上に前記第2の透光性フィルムを接着し、
印刷用ローラにより、インクを前記第2の透光性フィルム上に付着させることにより、カラーフィルタを形成し、
第3のローラから、紫外線硬化型樹脂フィルムを送り出し、前記紫外線硬化型樹脂フィルムを前記カラーフィルタが形成された第2の透光性フィルム上に接着し、
前記第1の透光性フィルムの前記第2の透光性フィルムが接着されていない面側から前記カラーフィルタをマスクとして光を照射することにより、前記紫外線硬化型樹脂フィルムを感光し、
第4のローラにより、前記カラーフィルタ上の前記紫外線硬化型樹脂フィルムを除去することで前記第2の透光性フィルム上にブラックマトリクスを形成し、
第5のローラから、接着用の樹脂フィルムを送り出し、前記接着用の樹脂フィルムは、前記第1の透光性フィルムの前記第2の透光性フィルムが接着されていない面に接着することを特徴とする表示装置用基板の作製方法。 - 第1のローラから、可撓性を有する第1の透光性フィルムを送り出し、
印刷用ローラにより、インクを前記第1の透光性フィルムに付着させることにより、前記第1の透光性フィルム上にカラーフィルタを形成し、
第2のローラから、表面に透明導電膜が形成された第2の透光性フィルムを送り出し、前記第1の透光性フィルムの前記カラーフィルタが形成された面上に前記第2の透光性フィルムを接着し、
第3のローラから、紫外線硬化型樹脂フィルムを送り出し、前記紫外線硬化型樹脂フィルムを、第2の透光性フィルム上に接着し、
前記第1の透光性フィルムの前記カラーフィルタが形成されていない面側から光を照射することにより、前記紫外線硬化型樹脂フィルムを感光して前記第2の透光性フィルム上にブラックマトリクスを形成することを特徴とする表示装置用基板の作製方法。 - 第1のローラから、可撓性を有する第1の透光性フィルムを送り出し、
印刷用ローラにより、インクを前記第1の透光性フィルムに付着させることにより、前記第1の透光性フィルム上にカラーフィルタを形成し、
第2のローラから、表面に透明導電膜が形成された第2の透光性フィルムを送り出し、前記第1の透光性フィルムの前記カラーフィルタが形成された面上に前記第2の透光性フィルムを接着し、
第3のローラから、紫外線硬化型樹脂フィルムを送り出し、前記紫外線硬化型樹脂フィルムを、第2の透光性フィルム上に接着し、
前記第1の透光性フィルムの前記カラーフィルタが形成されていない面側から光を照射することにより、前記紫外線硬化型樹脂フィルムを感光し、
第4のローラにより、前記カラーフィルタ上の前記紫外線硬化型樹脂フィルムを除去することで前記第2の透光性フィルム上にブラックマトリクスを形成することを特徴とする表示装置用基板の作製方法。 - 第1のローラから、可撓性を有する第1の透光性フィルムを送り出し、
印刷用ローラにより、インクを前記第1の透光性フィルムに付着させることにより、前記第1の透光性フィルム上にカラーフィルタを形成し、
第2のローラから、表面に透明導電膜が形成された第2の透光性フィルムを送り出し、前記第1の透光性フィルムの前記カラーフィルタが形成された面上に前記第2の透光性フィルムを接着し、
第3のローラから、紫外線硬化型樹脂フィルムを送り出し、前記紫外線硬化型樹脂フィルムを、第2の透光性フィルム上に接着し、
前記第1の透光性フィルムの前記カラーフィルタが形成されていない面側から光を照射することにより、前記紫外線硬化型樹脂フィルムを感光し、
第4のローラにより、前記カラーフィルタ上の前記紫外線硬化型樹脂フィルムを除去することで前記第2の透光性フィルム上にブラックマトリクスを形成し、
第5のローラから、接着用の樹脂フィルムを送り出し、前記接着用の樹脂フィルムは、前記第1の透光性フィルムの前記カラーフィルタが形成されていない面に接着することを特徴とする表示装置用基板の作製方法。 - 請求項3または請求項6において、
前記第1の透光性フィルム及び前記第2の透光性フィルムは、前記カラーフィルタ及び前記ブラックマトリクス形成後に所定の大きさに切断され、
前記切断されたフィルムは、前記接着用の樹脂フィルムにより基板に接着することを特徴とする表示装置用基板の作製方法。 - 請求項1乃至請求項7のいずれか一において、
前記カラーフィルタ及び前記ブラックマトリクス上に、保護用の樹脂フィルムを形成することを特徴とする表示装置用基板の作製方法。 - 請求項1乃至請求項8のいずれか一において、
前記第1の透光性フィルムは透過する自然光を直線偏光に偏光する機能を有することを特徴とする表示装置用基板の作製方法。 - 請求項1乃至請求項9のいずれか一において、
前記第1の透光性フィルムは、ポリエチレンサルフェートまたは、ポリアクリレイトであることを特徴とする表示装置用基板の作製方法。
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