JP2004053752A - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の液晶表示装置の第1の基板は各ドットを形成するR、G、Bの着色層7と、その間に設けられたBM8とを備え、第2の基板には互いに交差するゲート配線1及びソース配線2と、ゲート配線1に略平行に設けられた補助容量配線5と、補助容量配線からソース配線2に沿うよう延在された補助容量配線延在パターン5aと、スイッチング素子と画素電極6とを備え、R、G、Bのいずれかのドットの補助容量配線延在パターン5aのパターン形状が他のR、G、Bのドットと異なり、補助容量配線延在パターン5aと画素電極6の容量値がR、G、Bのいずれのドットでも略等しい。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜トランジスタが設けられた液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置は、通常、対向する2枚の絶縁性基板の間に液晶などの表示材料が狭持されると共に、この表示材料に選択的に電圧が印加されるように構成される。これらの2枚の絶縁性基板の少なくとも一方の対向面側には薄膜トランジスタ(以下、TFTと称す)などのスイッチング素子およびこれと接続する画素電極などが形成された基板(以下、TFTアレイ基板と称する)には、該スイッチング素子に信号を与えるための信号配線(ソース配線、ゲート配線)がマトリクス状に形成されている。
【0003】
従来のTFTの構造を図9、図10に示す。図9はボトムゲート型構造のTFT部の平面図であり、図10は図9におけるA−A断面図である。ここで1はゲート配線、2はソース配線、3はソース電極、4はドレイン電極、5は補助容量配線、6は画素電極、12は半導体層を示す。
【0004】
TFTの一般的な製造方法を図9により説明する。まず絶縁性基板上にAl、Cr、Mo、Ti、W等の導電膜をスパッタ装置により成膜する。そして写真製版工程(露光工程)、エッチング工程及びレジスト除去工程によりゲート配線1及び補助容量配線5(蓄積容量配線、保持容量配線)を形成する。これらの配線は略平行に形成される。さらに後に形成するソース配線2と略平行に補助容量配線から延在パターンが設けられている。
【0005】
次にゲート配線1が形成された絶縁性基板上にSiNx等の絶縁膜、及びa−Si膜の半導体膜をプラズマCVD装置により成膜する。ここで半導体膜にPをドープして、オーミック層としてn+a−Si層を形成する。そして写真製版工程、エッチング工程及びレジスト除去工程により半導体層12を形成する。さらにその上からソース配線2、ソース電極3、ドレイン電極4を形成するためのAl、Cr、Mo、Ti、W等の導電膜をスパッタ装置により形成する。そして写真製版工程、エッチング工程及びレジスト除去工程によりソース配線2、ソース電極3、ドレイン電極4を形成させる。上記のような工程でスイッチング素子が形成される。
【0006】
さらにこの後に層間絶縁膜であるSiNx膜を形成し、写真製版工程、レジスト除去工程、エッチング工程によりコンタクトホールを形成する。そしてITO膜等の透明性導電膜を成膜する。写真製版工程、レジスト除去工程、エッチング工程により画素電極6を形成する。コンタクトホールを介してドレイン電極4とITO膜とが接触し、スイッチング素子と画素電極6が接続される構造となる。以上のような工程でTFTが形成され、このTFTをアレイ状に設けることによりTFTアレイ基板が形成される。
【0007】
もう一方の基板はR、G、Bの各色のドットに対応する着色層が設けられたカラーフィルター基板(以下、CF基板と称す)である。このCF基板の構造を図11により説明する。7は着色層であり7rはR(赤色)の着色層、7gはG(緑色)の着色層、7bはB(青色)の着色層である。8は遮光層であるBM(ブラックマトリクス)、9は保護膜、10は対向電極、11は配向膜である。
【0008】
まず絶縁性基板上にCr膜をスパッタ装置により成膜する。その後、写真製版工程等により遮光層であるBM8を形成する。
【0009】
この上から赤色(R)の顔料を基板上に塗布する。その後、レジスト塗布、露光及び現像工程により顔料をパターニングし、BM8の間にRの着色層7rを形成する。これをGの着色層7gとBの着色層7bにも繰り返し行い、三原色の着色層7を形成する。これらのR、G、Bの着色層が図9に示す様に順番に配列され、各色のドットに対応する。これらのRGBの着色層にから1つの画素が形成される。
【0010】
その上から透明な保護膜9を塗布し平坦化した後、さらに透明導電膜を成膜し、対向電極10を形成する。そして所定の液晶分子配向を得るために有機高分子膜からなる配向膜11を形成し、一定の方向にラビング処理を行う。
【0011】
以上の工程で製造されたTFTアレイ基板とCF基板を対向配置させる。そして基板間に液晶分子を注入し、封止する。そしてTFTアレイ基板の裏側からバックライト光を照射する。スイッチング素子がOFF時には配向膜11で配向された方向に液晶分子が配向され、遮光される。
【0012】
スイッチング素子がON時には画素電極6に電圧が印加され、画素電極6と対向電極10との間に電位差が生じる。従って液晶分子は基板と垂直に配向され光が透過する。またスイッチング素子がOFFになっても画素電極6と補助容量配線5の蓄積容量によって電荷が保持され、液晶分子が配向された状態で保持される。これによりスイッチング素子のON、OFFに従って各ドットの明暗が表示される。これらのRGBのドットにより1つの画素が形成され、任意の色が表示される。
【0013】
液晶表示装置においてはこれらのドットは、対応する各色(RGB)に関係なく等ピッチで形成されている。そのためRGBの各ドットサイズが異なることはほとんどない。従ってRGBの各隣接ドット間における各配線、画素電極のパターン幅、間隔及び重なり面積等はほぼ等しいパターン形状(平面形状)をしている。しかし表示エリアサイズが露光工程でのマスク精度からRGBドットに等分割することが困難であった。またRGBドットに対する各バックライト光源の輝度差を緩和するためにRGBドットの開口率を異なる設計としなければならなかった。
【0014】
この場合、各色のドットの配線幅、配線同士の間隔、電極と配線間の間隔等でパターン形状を調整する必要がある。しかしこの場合、隣接ドット間のサイズ差による配線幅や間隔等の違いから隣接ドット間で配線抵抗や容量差を発生させ、表示特性に影響を及ぼすという可能性があった。
【0015】
この対策として特開2001−228491号公報にソース配線幅や補助容量配線の幅を隣接ドット間で差を設ける方法が示されている。しかしソース配線幅に各隣接ドット間で差を設けた場合、隣接ドット間で充電特性差が顕著になるといった問題点があった。また補助容量配線の幅に各隣接ドット間で差を設けた場合は、補助容量配線の面積が広くなり、画素電極との重なり部分の面積が増加する。従って蓄積容量が隣接ドット間で異なり表示特性にばらつきが生じるという問題点もあった。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の液晶表示装置では、隣接ドット間で配線幅や間隔等のパターン形状が違う場合には、抵抗や容量差が生じ、各色の表示特性にばらつきが生じるといった問題点があった。
【0017】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、隣接ドット間を異なるパターン形状で設計した場合でも、各ドット間で表示特性のばらつきが抑制された液晶表示装置を提供することを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる液晶表示装置は、液晶層を狭持して対向配置された第1の基板と第2の基板を備え、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のドットからなる画素が形成された液晶表示装置であって、前記第1の基板は前記各ドットを形成するR、G、Bの着色層(例えば、本発明の実施の形態における着色層7)と、前記着色層の間に設けられた遮光層(例えば、本発明の実施の形態におけるBM8)とを備え、前記第2の基板には互いに交差するゲート配線(例えば、本発明の実施の形態におけるゲート配線1)及びソース配線(例えば、本発明の実施の形態におけるソース配線2)と、ソース配線に沿うように形成され前記R、G、Bの各ドットに対応する補助容量形成パターン(例えば、本発明の実施の形態における補助容量配線延在パターン5a、フローティングBMパターン13又はゲート配線延在パターン14のいずれか)と、前記ゲート配線及びソース配線が交差する位置の近傍に設けられたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続され、前記R、G、Bの各ドットに対応する画素電極(例えば、本発明の実施の形態における画素電極6)とを備え、前記R、G、Bのいずれかのドットの前記補助容量形成パターンのパターン形状が当該他のR、G、Bのドットと異なり、前記補助容量形成パターンと前記画素電極の容量値が当該R、G、Bのいずれのドットでも略等しいことを特徴としている。これにより隣接ドット間を異なるパターン形状で設計した場合でも、各ドット間で充電特性や応答速度等の表示特性のばらつきを抑制することができる。
【0019】
本発明にかかる液晶表示装置は、液晶層を狭持して対向配置された第1の基板と第2の基板を備え、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のドットからなる画素が形成された液晶表示装置であって、前記第1の基板は前記各ドットを形成するR、G、Bの着色層(例えば、本発明の実施の形態における着色層7)と、前記着色層の間に設けられた遮光層(例えば、本発明の実施の形態におけるBM8)とを備え、前記第2の基板には互いに交差するゲート配線(例えば、本発明の実施の形態におけるゲート配線1)及びソース配線(例えば、本発明の実施の形態におけるソース配線2)と、前記ゲート配線にほぼ平行に設けられた補助容量配線(例えば、本発明の実施の形態における補助容量配線5)と、ソース配線に沿うように形成され前記R、G、Bの各ドットに対応する補助容量形成パターン(例えば、本発明の実施の形態における補助容量配線延在パターン5a、フローティングBMパターン13又はゲート配線延在パターン14)と、前記ゲート配線及びソース配線が交差する位置の近傍に設けられたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続され、前記R、G、Bの各ドットに対応する画素電極(例えば、本発明の実施の形態における画素電極6)とを備え、前記R、G、Bのいずれかのドットの前記補助容量形成パターンのパターン形状が当該他のR、G、Bのドットと異なり、前記補助容量形成パターンと前記画素電極の容量値が当該R、G、Bのいずれのドットでも略等しいことを特徴としている。これにより隣接ドット間を異なるパターン形状で設計した場合でも、各ドット間で充電特性や応答速度等の表示特性のばらつきを抑制することができる。
【0020】
上述の液晶表示装置は前記補助容量形成パターンと前記画素電極の重なる部分の面積が当該R、G、Bのいずれのドットでも略等しいことが望ましい。これにより各ドット間で表示特性のばらつきを抑制することができる。
【0021】
また上述の液晶表示装置において、前記補助容量形成パターンと前記画素電極の重なる部分のパターン形状を当該R、G、Bのいずれのドットでも略等しくすることも可能である。これにより、各ドット間で表示特性のばらつきを抑制することができる。
【0022】
本発明にかかる液晶表示装置は、液晶層を狭持して対向配置された第1の基板と第2の基板を備え、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のドットからなる画素が形成された液晶表示装置であって、前記第1の基板は前記各ドットを形成するR、G、Bの着色層と、前記着色層の間に設けられた遮光層とを備え、前記第2の基板には互いに交差するゲート配線及びソース配線と、ソース配線に沿うように形成され前記R、G、Bの各ドットに対応する補助容量形成パターンと、前記ゲート配線及びソース配線が交差する位置の近傍に設けられたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続され、前記R、G、Bの各ドットに対応する画素電極とを備え、前記R、G、Bいずれかのドットの前記補助容量形成パターンの幅(例えば、本発明の実施の形態における補助容量配線延在パターンの幅Cs、フローティングBMパターン13の幅Cs又はゲート配線延在パターン14の幅Cs)が当該他のR、G、Bのドットと異なり、前記補助容量形成パターンの幅(Cs)と前記画素電極と隣接する前記ソース配線との間隔(例えば、本発明の実施の形態におけるW)の差(例えば、本発明の実施の形態におけるCs−W)が当該R、G、Bのいずれのドットでも略等しいことを特徴とするものである。これにより隣接ドット間を異なるパターン形状で設計した場合でも、各ドット間で表示特性のばらつきを抑制することができる。
【0023】
本発明にかかる液晶表示装置は、液晶層を狭持して対向配置された第1の基板と第2の基板を備え、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のドットからなる画素が形成された液晶表示装置であって、前記第1の基板は前記各ドットを形成するR、G、Bの着色層と、前記着色層の間に設けられた遮光層とを備え、前記第2の基板には互いに交差するゲート配線及びソース配線と、前記ゲート配線にほぼ平行に設けられた補助容量配線と、ソース配線に沿うように形成され前記R、G、Bの各ドットに対応する補助容量形成パターンと、前記ゲート配線及びソース配線が交差する位置の近傍に設けられたスイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続され、前記R、G、Bの各ドットに対応する画素電極とを備え、前記R、G、Bいずれかのドットの前記補助容量形成パターンの幅(例えば、本発明の実施の形態における補助容量配線延在パターンの幅Cs、フローティングBMパターン13の幅Cs又はゲート配線延在パターン14の幅Cs)が当該他のR、G、Bのドットと異なり、前記補助容量形成パターンの幅(Cs)と前記画素電極と隣接する前記ソース配線との間隔(例えば、本発明の実施の形態におけるW)の差(例えば、本発明の実施の形態におけるCs−W)が当該R、G、Bのいずれのドットでも略等しいことを特徴とするものである。これにより隣接ドット間を異なるパターン形状で設計した場合でも、各ドット間で表示特性のばらつきを抑制することができる。
【0024】
上述の液晶表示装置は前記画素電極と前記補助容量形成パターンの容量値を前記R、G、Bのいずれのドットでも略等しくすることが望ましい。これにより各ドット間で表示特性のばらつきを抑制することができる。
【0025】
さらに前記画素電極と前記補助容量形成パターンが重なる部分の面積を前記R、G、Bのいずれのドットでも略等しくしてもよい。これにより各ドット間で表示特性のばらつきを抑制することができる。
【0026】
また前記画素電極と前記補助容量形成パターンが重なる部分のパターン形状を前記R、G、Bのいずれのドットでも略等しくすることが可能である。これにより各ドット間で表示特性のばらつきを抑制することができる。
【0027】
上記の液晶表示装置において、前記補助容量形成パターンと前記隣接するソース配線との間隔を前記R、G、Bのいずれドットでも略等しくすることが望ましい。これにより各ドット間で表示特性のばらつきが抑制することができる。
【0028】
さらに好ましい態様として前記ソース配線の幅を前記R、G、Bのいずれのドットでも略等しくする。これにより各ドット間で表示特性のばらつきを抑制することができる。
【0029】
また前記R、G、Bのいずれかのドットの前記補助容量形成パターンの幅(Cs)が当該他のR、G、Bのドットの前記補助容量形成パターンの幅(Cs)と0.25μm以上異なるようにすることが望ましい。これにより、露光工程のマスク精度により、隣接ドット間で異なる設計をする必要がある場合でも、表示特性のばらつきを抑制することができる。
【0030】
上記の液晶表示装置において、前記補助容量配線形成パターンは補助容量延在延在パターン、フローティングブラックマトリクスパターン、ゲート配線延在パターンのいずれかで形成することができる。これにより隣接ドット間を異なるパターン形状で設計した場合でも、各ドット間で充電特性や応答速度等の表示特性のばらつきを容易に抑制することができる。
【0031】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態1.
本発明にかかる液晶表示装置の構造を図1、図2(a)、図2(b)、図2(c)に示す。図1はTFTアレイ基板の平面図であり、それぞれR、G、Bのドットに対応している。図2(a)、図2(b)、図2(c)はそれぞれCF基板を含めた図1のA−A断面図、B−B断面図、C−C断面図であり、それぞれR、G、Bのドット(着色層)に対応している。
【0032】
1はゲート配線、2はソース配線、3はソース電極、4はドレイン電極、5は補助容量配線、5aは補助容量配線延在パターン、6は画素電極、12は半導体層である。これらはTFTアレイ基板側に設けられている。7はRGBの着色層、8は遮光層であるBM(ブラックマトリクス)、9は保護膜、10は透明導電膜により設けられた対向電極、11は配向膜であり、これらはCF基板側に設けられている。数字の後ろのr、g、bはそれぞれR、G、Bのドット(着色層7)に対応する配線、電極、パターンであることを示している。例えば2rはRのドットに対応するソース配線を示しており、6gはGのドットに対応する画素電極を示している。なお数字の後ろにr、g、bがない場合はドットに関係なく、それぞれの構成要素を総称するものとする。
【0033】
以下に本発明にかかるTFTアレイ基板の構造を製造過程に従って説明する。まず絶縁性基板上にAl、Cr、Mo、Ti、W等の導電膜をスパッタ装置により成膜する。そして写真製版工程、エッチング工程及びレジスト除去工程によりゲート配線1及び補助容量配線5及び補助容量配線延在パターン5aを形成する。図1に示すようにゲート配線1及び補助容量配線5はそれぞれ平行に形成され、補助容量配線5は画素電極6の略中央を横断するように形成される。また補助容量配線延在パターン5aはゲート配線1及び補助容量配線5と略垂直に形成される。
【0034】
補助容量配線延在パターン5aは図1に示すようにそのドットのスイッチング素子を駆動するソース配線2及び隣のドットのスイッチング素子を駆動するソース配線2に沿うように設けられている。また補助容量配線5を挟んで両側に延在している。各ドットに対応する補助容量配線延在パターン5aが補助容量配線5から4箇所延在して設けられている。
【0035】
ここで図2(a)、図2(b)、図2(c)に示すようにR、G、Bのドットに対応する補助容量配線延在パターン5aの幅をそれぞれCsr、Csg、Csbとする。そしてCsr、Csg、Csbを総称してCsとする。本実施の形態ではGのドットの輝度差を緩和するために、Csr、Csbを6.0μm、Csgを6.25μmとGのみ異なる値としている。したがって図2(a)及び図2(c)は同じ形状をしている。
【0036】
次にゲート配線1が形成された絶縁性基板上にSiNx等の絶縁膜、及びa−Si膜の半導体膜をプラズマCVD装置により成膜する。ここで半導体膜にPをドープして、オーミック層としてn+a−Si層を形成する。そして写真製版工程、エッチング工程及びレジスト除去工程により半導体層12を形成する。さらにその上からソース配線2、ソース電極3、ドレイン電極4を形成するためのAl、Cr、Mo、Ti、W等の導電膜をスパッタ装置により形成する。この導電膜を写真製版工程、エッチング工程及びレジスト除去工程によりソース配線2、ソース電極3、ドレイン電極4を形成させる。ここでソース配線2はゲート配線1及び補助容量配線と垂直に設けられているため、補助容量配線延在パターン5aとは平行になる。ソース配線2r、2g、2bの幅は全て6.5μmである。上記のような工程でスイッチング素子が形成される。
【0037】
さらにこの後に層間絶縁膜であるSiNx膜を形成し、写真製版工程、レジスト除去工程、エッチング工程によりコンタクトホールを形成する。そしてITO膜等の透明性導電膜を成膜する。写真製版工程、レジスト除去工程、エッチング工程により画素電極6を形成する。コンタクトホールを介してドレイン電極4とITO膜とが接触し、スイッチング素子と画素電極6が接続される構造となる。
【0038】
このTFTアレイ基板とCF基板が対向配置され、その間に液晶材料が注入される。画素電極6とCF基板側に設けられた対向電極10の電位差により電界が生じ液晶分子が配向される。
【0039】
本実施の形態では画素電極6とソース配線2の間に補助容量配線延在パターン5aを有する構造となる。この補助容量配線延在パターン5aは図2(a)、図2(b)、図2(c)に示すよう画素電極6からはみ出した構造となる。この画素電極6が形成されていない領域は電界が基板と垂直に印加されない配向異常領域となる。この領域に補助容量配線延在パターン5aを設けることにより、この配向異常領域を遮光することができる。これによりコントラストを向上することができる。
【0040】
画素電極6はそのスイッチング素子を駆動するソース配線2と隣接するスイッチング素子を駆動するソース配線2の間に設けられている。ここで図2(a)に示すRのドットに対応する画素電極6rとGのドットに対応するスイッチング素子を駆動するソース配線2gの間の間隔をWrgとする。同様に図2(b)に示すように画素電極6gとソース配線2bの間の間隔をWgbとし、図2(c)に示すように画素電極6bとソース配線2rの間の間隔をWbrとする。このWrg、Wgb、Wbrを総称してWとする。ここでWrg、Wbrは4.5μmであり、Wgbを4.75μmとしている。補助容量配線延在パターン5aの幅CsgがCsr、Csbに比べ0.25μm広くなっているためGの画素電極6gのみ幅を狭くした。これにより、(Csb―Wbr)=(Csr―Wrg)=(Csg―Wgb)=1.5μmとなり、R、G、Bの全てのドットで補助容量配線延在パターン5aの幅Csと隣接する画素電極6とソース配線2の間隔Wの差が各ドット間で全て等しくなる。
【0041】
上述の場合、Csの幅が広がった分だけ画素電極6の幅が狭くなっている。また補助容量配線延在パターン5aの長さは各ドットとも同じであるので、補助容量配線延在パターン5aと画素電極6の重なっている幅及び面積は各ドット間で同じである。従って画素電極6と補助容量配線延在パターン5aのパターン形状は同じであるため、電気容量値は等しくなり、スイッチング素子がONした時の蓄積容量も略等しくなる。これによりRGBの開口率が異なる設計をしても、隣接ドット間の充電特性、応答速度等の表示特性のばらつきを抑制することができる。
【0042】
またソース配線2の幅も各ドット間で同じであるため、隣接ドット間の配線抵抗も同一となる。これによりRGBの開口率が異なる設計をしても、隣接ドット間の充電特性、応答速度等の表示特性のばらつきを抑制することができる。
【0043】
さらにソース配線2と補助容量配線延在パターン5aとの間隔も各ドットで等しくすることが望ましい。この間隔が等しければ隣接ドット間のソース配線2と補助容量配線延在パターン5aにおける寄生容量も同一になる。これによりR、G、Bの開口率が異なる設計をしても、隣接ドット間の充電特性、応答速度等の表示特性のばらつきを抑制することができる。
【0044】
本実施の形態ではGのドットの輝度差を緩和するためにGに対応する補助容量配線延在パターン5agの幅Csgを広くしたがR、Bに対応する補助容量配線延在パターンの幅Csr、Csbを広くしてもよい。またR、G、Bのいずれか1つに対応する補助容量配線延在パターンの幅を狭くしてもよい。これらの場合、その補助容量配線延在パターンに対応する画素電極5とソース配線2の間隔を調整する必要がある。これにより、R、G、Bのいずれのドットに対するバックライト光源の輝度差を緩和するために異なる開口率の設計をしても、隣接ドット間の表示特性のばらつきを抑制することができる。
【0045】
さらには補助容量配線延在パターン5aの幅Csr、Csg、Csbを各ドットで全て異なる値としてもよい。この場合、Wr、Wg、Wbも全て異なる値となる。これによりR、G、B全てのドットを異なる開口率で設計しても、表示特性のばらつきを抑制することができる。
【0046】
さらに各ドット間の輝度差を緩和するためだけでなく、露光工程のマスク精度により、各ドットで異なる開口率の設計をする必要がある場合にも用いることができる。例えばマスク精度が0.25μmである場合は、各ドット間でそれ以上のCsの差を設けることが望ましい。
【0047】
またスイッチング素子と反対側の補助容量配線延在パターン5の幅を変更したTFTアレイ基板の断面図のみを図示したが、スイッチング素子側の補助容量配線延在パターン5aの幅を変更してもよい。さらには両方の補助容量配線延在パターン5aの幅を変更してもよい。
【0048】
本発明にかかるTFTアレイ基板は各ドット間で補助容量配線延在パターンの幅Csを変えても、画素電極とソース配線の間隔Wを調整することにより、補助容量配線延在パターンの幅Csと画素電極とソース配線の間隔Wの差(Cs−W)を等しくするものである。これにより補助容量配線延在パターンと画素電極の容量値、重なり面積、パターン形状が略等しくなり、充電特性等の表示特性のばらつきを抑制することができる。従って、各配線幅、間隔は上述の値に限られるものではない。また図示したパターン形状に限られるものではない。
【0049】
本発明の実施の形態2.
本発明に実施の形態2にかかる液晶表示装置の構成を図3に示す。図3はTFTアレイ基板の構成を示す平面図である。図1、図2で付した符号と同一の符号は同一の構成を示すために説明を省略する。13はフローティングブラックマトリクスパターン(フローティングBMパターン)であり、その幅をCsとする。また符号の後ろに付したr、g、bはそれぞれR、G、Bのドット(着色層7)に対応する配線、電極、パターンであることを示している。
【0050】
本実施の形態では、補助容量配線5及び補助容量配線延在パターン5aが設けられておらず、その代わりにフローティングBMパターン13が設けられている点で実施の形態1と異なる。フローティングBMパターン13は補助容量配線5と同様に、画素電極6との間に電荷を蓄積する。フローティングBMパターン13は実施の形態1と同様にパターン幅(Cs)は、Gのドットに対応するCsgのみ広くなっている。また画素電極6と隣接するソース配線2との間隔も、Gのドットに対応するWgのみ広くなっている。従ってフローティングBMパターン13の幅Csと画素電極6と隣接するソース配線2との間隔Wの差Cs−WがR、G、Bいずれのドットでも等しくなり、フローティングBMパターン13と画素電極6の重なり面積、容量値が等しくなる。これにより、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。またフローティングBMパターン13を配向異常領域に設けることにより遮光することができる。これによりコントラストを向上することができる。
【0051】
また本実施の形態にかかる液晶表示装置の構成は図示したものに限られるものではない。実施の形態1に示した同様の構成を補助容量配線延在パターン5aの代わりに、フローティングBMパターン13で形成するものである。従って、その断面図は図2に示したものと同様になる。そしてこのフローティングBMパターン13の幅Csと画素電極6と隣接するソース配線2との間隔Wを各ドットで調整して、画素電極6とフローティングBMパターン13との蓄積容量(補助容量)を等しくするものである。これにより実施の形態1と同様の効果を得ることができる。なおフローティングBMパターン13はゲート配線1と同一の工程で形成しており、電気的に浮いた状態の導電性パターンである。このフローティングBMパターン13は、ゲート配線1と同様の工程でパターンニングできるため製造工程を増やさずに本発明の効果を得ることができる。
【0052】
本発明の実施の形態3.
本発明に実施の形態3にかかる液晶表示装置の構成を図4に示す。図4はTFTアレイ基板の構成を示す平面図である。図1、図2で付した符号と同一の符号は同一の構成を示すために説明を省略する。14はゲート配線延在パターンであり、その幅をCsとする。また符号の後ろに付したr、g、bはそれぞれR、G、Bのドット(着色層7)に対応する配線、電極、パターンであることを示している。
【0053】
本実施の形態では、補助容量配線5及び補助容量配線延在パターン5aが設けられておらず、その代わりにゲート配線から延在したゲート配線延在パターン14が設けられている点で実施の形態1と異なる。隣接するドットに対応するゲート配線から延在したゲート配線延在パターン14は補助容量配線5と同様に、画素電極6との間に電荷を蓄積する。ゲート配線延在パターン14は実施の形態1と同様にパターン幅Csは、Gのドットに対応するCsgのみ広くなっている。また画素電極6と隣接するソース配線2との間隔も、Gのドットに対応するWgのみ広くなっている。従ってゲート配線延在パターン14の幅Csと画素電極6と隣接するソース配線2との間隔Wの差Cs−WがR、G、Bいずれのドットでも等しくなり、ゲート配線延在パターン14と画素電極6の重なり面積、容量値が等しくなる。これにより、実施の形態1、2と同様の効果を得ることができる。
【0054】
また本実施の形態にかかる液晶表示装置の構成は図示したものに限られるものではない。実施の形態1に示した同様の構成を補助容量配線延在パターン5aの代わりに、ゲート配線延在パターン14で形成するものである。従って、その断面図は図2に示したものと同様になる。そしてこのゲート配線延在パターン14の幅Csと画素電極6と隣接するソース配線2との間隔Wを各ドットで調整して、画素電極6とゲート配線延在パターン14との蓄積容量(補助容量)を等しくするものである。これにより実施の形態1と同様の効果を得ることができる。なおゲート配線延在パターン14はゲート配線1と同一の工程で形成しており、電気的に浮いた状態の導電性パターンである。このゲート配線延在パターン14は、ゲート配線1と同様の工程でパターンニングできるため製造工程を増やさずに本発明の効果を得ることができる。なお実施の形態1〜3に示した補助容量配線延在パターン5a、フローティングBMパターン13及びゲート配線延在パターン14を総称して補助容量形成パターンとする。この補助容量形成パターンの幅Csと画素電極6と隣接するソース配線2との間隔Wを各ドットで調整することにより、画素電極6と補助容量形成パターンとの蓄積容量(補助容量)を各ドット間で等しくすることができる。これにより各ドット間で充電特性や応答速度等の表示特性のばらつきを抑制することができる。
【0055】
その他の実施の形態.
その他の実施の形態を図5、図6、図7、図8に示す。図5〜図8はTFTアレイ基板の構成を示す平面図である。図1及び図2で付した符号と同一の符号は同一の構成を示すため説明を省略する。
【0056】
実施の形態1では各ドットに対応する補助容量配線延在パターン5aが補助容量配線5から4箇所延在して設けられていたが、図5、図6に示す様にどちらか一方のソース配線2に沿うように延在させてもよい。また図7に示すように補助容量配線5を挟んで片側のみ延在させてよい。上記の場合は補助容量配線延在パターン5aがない領域にはCF基板側でBM8を設けることが必要になる。さらには図8に示すようにソース配線2に隣接する補助容量配線延在パターン以外にも補助容量配線延在パターンを設けてもよい。なお補助容量配線延在パターン5aに限らず、フローティングBMパターン13、ゲート配線延在パターン14についても同様に上述のようなパターン形状を用いることが可能である。また図示した実施の形態に限られるものではなく、これらの組み合わせでも同様の効果を得ることができる。さらに各ソース配線2に対応する補助容量形成パターンが分割されており、片側に2つ以上の補助容量形成パターンが設けられていてもよい。
【0057】
本発明は各ドット間で補助容量配線5及び補助容量配線延在パターン5a、フローティングBMパターン13又はゲート配線延在パターン14の補助容量形成パターンの形状を各ドット間で変えても、その画素電極6のパターン形状を調整することにより、補助容量形成パターンと画素電極6のパターンとの容量値を各ドット間で等しくことを特徴とする。そのため各ドット間で補助容量形成パターンと画素電極6のパターンの重なり部分の面積、パターン形状を略等しくすることが望ましい。これにより各ドット間で蓄積容量が等しくなり、表示特性のばらつきを抑制することができる。従って図示されたパターン形状に限られるものではない。
【0058】
本発明はR、G、Bの配列が、同じ色が同じ列に並ぶストライプ配列、1ドットずつずらしたモザイク配列、隣の行で半ドットずつずらしたデルタ配列、4つのドットで1画素を構成するスクエア配列のいずれの配列にも用いることができる。
【0059】
なお本発明にかかるTFTアレイ基板は実施の形態1で示した製造方法で挙げれた膜種、形成方法に限らず、他の膜種、形成方法でも同様の構成をとれば同じ効果が得られる。例えば導電膜はAl、Cr、Mo、Ti、W以外にもNi、Ag、Ta、Cu等の金属及びこれらを主成分とした合金でもよい。さらに絶縁膜はSiNxに限らずSiO2やAl2O3でもよい。また半導体層1はa−Si膜(アモルファスシリコン)に限らずp−Si膜(ポリシリコン)でもよい。オーミック層を形成するためにP、Asをドープしてn+a−Si層を形成したが、Bをドープしてオーミック層としてp+a−Si層を形成してもよい。また成膜方法はスパッタ法、プラズマCVD法に限らず蒸着法、減圧CVD法、常圧CVD法を用いてもよい。これらによっても同様の効果が得られる。さらにゲート配線と補助容量形成パターンは異なる層で形成してもよい。
【0060】
【発明の効果】
本発明によれば、隣接ドット間で異なるパターン形状を設計した場合でも、各ドット間で表示特性のばらつきが抑制された液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1にかかる液晶表示装置の構造を示した平面図である。
【図2】図2(a)図1のA−A断面図である。図2(b)図1のB−B断面図である。図2(c)図1のC−C断面図である。
【図3】本発明の実施の形態2にかかる液晶表示装置の構造を示した平面図である。
【図4】本発明の実施の形態3にかかる液晶表示装置の構造を示した平面図である。
【図5】本発明のその他の実施の形態にかかる液晶表示装置の構造を示した平面図である。
【図6】本発明のその他の実施の形態にかかる液晶表示装置の構造を示した平面図である。
【図7】本発明のその他の実施の形態にかかる液晶表示装置の構造を示した平面図である。
【図8】本発明のその他の実施の形態にかかる液晶表示装置の構造を示した平面図である。
【図9】従来の液晶表示装置のTFTアレイ基板の構造を示した平面図である。
【図10】図9のD−D断面図である。
【図11】液晶表示装置のCF基板の構造を示した断面図である。
【符号の説明】
1 ゲート配線
2 ソース配線
3 ソース電極
4 ドレイン電極
5 補助容量配線
5a 補助容量配線延在パターン
6 画素電極
7 着色層
8 BM(ブラックマトリクス)
9 保護膜
10 対向電極
11 配向膜
12 半導体層
13 フローティングブラックマトリクスパターン(フローティングBMパターン)
14 ゲート配線延在パターン
Claims (13)
- 液晶層を狭持して対向配置された第1の基板と第2の基板を備え、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のドットからなる画素が形成された液晶表示装置であって、
前記第1の基板は、前記各ドットを形成するR、G、Bの着色層と、
前記着色層の間に設けられた遮光層とを備え、
前記第2の基板は、互いに交差するゲート配線及びソース配線と、
ソース配線に沿うように形成され前記R、G、Bの各ドットに対応する補助容量形成パターンと、
前記ゲート配線及びソース配線が交差する位置の近傍に設けられたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に接続され、前記R、G、Bの各ドットに対応する画素電極とを備え、
前記R、G、Bのいずれかのドットの前記補助容量形成パターンのパターン形状が当該他のR、G、Bのドットと異なり、前記補助容量形成パターンと前記画素電極の容量値が当該R、G、Bのいずれのドットでも略等しいことを特徴とする液晶表示装置。 - 液晶層を狭持して対向配置された第1の基板と第2の基板を備え、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のドットからなる画素が形成された液晶表示装置であって、
前記第1の基板は、前記各ドットを形成するR、G、Bの着色層と、
前記着色層の間に設けられた遮光層とを備え、
前記第2の基板は、互いに交差するゲート配線及びソース配線と、
前記ゲート配線にほぼ平行に設けられた補助容量配線と、
ソース配線に沿うように形成され前記R、G、Bの各ドットに対応する補助容量形成パターンと、
前記ゲート配線及びソース配線が交差する位置の近傍に設けられたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に接続され、前記R、G、Bの各ドットに対応する画素電極とを備え、
前記R、G、Bのいずれかのドットの前記補助容量形成パターンのパターン形状が当該他のR、G、Bのドットと異なり、前記補助容量形成パターンと前記画素電極の容量値が当該R、G、Bのいずれのドットでも略等しいことを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項1又は2いずれかに記載の液晶表示装置であって、
前記補助容量形成パターンと前記画素電極の重なる部分の面積が当該R、G、Bのいずれのドットでも略等しいことを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項3記載の液晶表示装置であって、
前記補助容量形成パターンと前記画素電極の重なる部分のパターン形状が当該R、G、Bのいずれのドットでも略等しいことを特徴とする液晶表示装置。 - 液晶層を狭持して対向配置された第1の基板と第2の基板を備え、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のドットからなる画素が形成された液晶表示装置であって、
前記第1の基板は、前記各ドットを形成するR、G、Bの着色層と、
前記着色層の間に設けられた遮光層とを備え、
前記第2の基板は、互いに交差するゲート配線及びソース配線と、
ソース配線に沿うように形成され前記R、G、Bの各ドットに対応する補助容量形成パターンと、
前記ゲート配線及びソース配線が交差する位置の近傍に設けられたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に接続され、前記R、G、Bの各ドットに対応する画素電極とを備え、
前記R、G、Bいずれかのドットの前記補助容量形成パターンの幅(Cs)が当該他のR、G、Bのドットと異なり、前記補助容量形成パターンの幅(Cs)と前記画素電極と隣接する前記ソース配線との間隔(W)の差が当該R、G、Bのいずれのドットでも略等しいことを特徴とする液晶表示装置。 - 液晶層を狭持して対向配置された第1の基板と第2の基板を備え、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のドットからなる画素が形成された液晶表示装置であって、
前記第1の基板は、前記各ドットを形成するR、G、Bの着色層と、
前記着色層の間に設けられた遮光層とを備え、
前記第2の基板は、互いに交差するゲート配線及びソース配線と、
前記ゲート配線にほぼ平行に設けられた補助容量配線と、
ソース配線に沿うように形成され前記R、G、Bの各ドットに対応する補助容量形成パターンと、
前記ゲート配線及びソース配線が交差する位置の近傍に設けられたスイッチング素子と、
前記スイッチング素子に接続され、前記R、G、Bの各ドットに対応する画素電極とを備え、
前記R、G、Bいずれかのドットの前記補助容量形成パターンの幅(Cs)が当該他のR、G、Bのドットと異なり、前記補助容量形成パターンの幅(Cs)と前記画素電極と隣接する前記ソース配線との間隔(W)の差が当該R、G、Bのいずれのドットでも略等しいことを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項5又は6いずれかに記載の液晶表示装置であって、
前記画素電極と前記補助容量形成パターンの容量値が前記R、G、Bのいずれのドットでも略等しいことを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項7記載の液晶表示装置であって、
前記画素電極と前記補助容量形成パターンが重なる部分の面積が前記R、G、Bのいずれのドットでも略等しいことを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項8記載の液晶表示装置であって、
前記画素電極と前記補助容量形成パターンが重なる部分のパターン形状が前記R、G、Bのいずれのドットでも略等しいことを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項1又は9いずれか記載の液晶表示装置であって、
前記補助容量形成パターンと前記隣接するソース配線との間隔が前記R、G、Bのいずれドットでも略等しくなることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項1乃至10いずれか記載の液晶表示装置であって、
前記ソース配線の幅が前記R、G、Bのいずれのドットでも略等しくなることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項1乃至11いずれか記載の液晶表示装置であって、
前記R、G、Bのいずれかのドットの前記補助容量形成パターンの幅(Cs)が当該他のR、G、Bのドットの前記補助容量形成パターンの幅(Cs)と0.25μm以上異なることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記補助容量形成パターンが補助容量延在パターン、フローティングブラックマトリクスパターン又はゲート配線延在パターンのいずれかである請求項1乃至12いずれかに記載の液晶表示装置。
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