JP4104706B2 - Liquid crystal display device manufacturing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示素子の2枚の基板間に設けられるスペーサの量を一定にすることができる液晶表示素子の製法に関する。さらに詳しくは、スペーサを散布する際のチャンバー内のスペーサの密度が一定の状態でスペーサを基板上に一定時間沈降させて散布することにより、2枚の基板間のスペーサを一定量とする液晶表示素子の製法に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示素子は、2枚のガラスなどからなる絶縁性透明基板にそれぞれ透明電極や配向膜などを設け、一方の基板のセル周囲にシール剤を設け、他方の基板にスペーサを散布して2枚の基板をそれぞれ透明電極や配向膜が対向し、スペーサを介した一定間隙を有するように貼着し、各セルに分割した後に2枚の基板の間隙に液晶材料を充填し、その両外面に偏光板などを貼着することにより製造される。
【0003】
このスペーサの散布方法は、たとえばチャンバーの底部にスペーサを散布する基板を配設して、チャンバーの上部に設けられたスプレーノズルから霧化圧縮空気と共に、スペーサを溶媒に分散させた散布液をチャンバー内に数秒程度噴霧する。そして、たとえば30秒程度の一定時間放置して、チャンバー内に浮遊するスペーサを沈降させることにより行われる。その後、一定時間チャンバー内を排気してチャンバー内に残留する過剰な溶媒やスペーサを除去する。スペーサを散布する基板は、たとえば十数枚収納されたカセットから1〜2枚ずつ順次取り出されてコンベアによりチャンバー内に搬入され、散布の終った基板は再度コンベアで運ばれて別のカセット内に収納され、カセット内の基板への散布が順次行われる。カセット内の基板への散布が終了したら、カセットが取り替えられて同様にスペーサの散布が行われる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前述のスペーサの散布方法によれば、前の基板への散布が終った後に、チャンバー内の浮遊するスペーサなどを排気してから新たな基板をチャンバー内に入れて一定量の散布液をチャンバー内に噴霧させることにより、一定量のスペーサの散布量になるように行われている。しかし、1枚の基板への散布が終了した後に一定時間排気してもチャンバー内のスペーサが完全になくなるわけではなく、一定量のスペーサが浮遊しており、時間と共に浮遊するスペーサは沈降するため、つぎの基板が搬入されるまでの時間によりチャンバー内に浮遊するスペーサの量がバラツクことになる。つぎの基板がチャンバー内に搬入されたときに、浮遊するスペーサが一定でないと一定量の散布液を噴霧してもチャンバー内に浮遊するスペーサが一定でなくなる。とくに、カセットを取り替えた後や、ライントラブルで中断した後などには基板の供給間隔が長くなるため、チャンバー内に浮遊しているスペーサが少なくなり一定量の散布液を噴霧しても浮遊するスペーサの密度が一定にはならない。その結果、基板をチャンバー内に入れて一定時間放置しても基板上には一定量のスペーサが沈降せず、液晶パネルの基板の間隔に不均一が生じて表示品位が低下するという問題がある。
【0005】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、基板のチャンバー内への搬入インターバルが変り得る場合でも、常に一定のスペーサを散布することができる液晶表示素子の製法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明による液晶表示素子の製法は、基板に透明電極および配向膜を形成し、スペーサを散布して2枚の基板を貼着し、該2枚の基板の間隙に液晶材料を充填する液晶表示素子の製法であって、
前記スペーサの散布を行う場合に、基板の準備ができているかを確認し、通常のインターバルで基板の準備ができている場合には、基板の搬入を行い、散布液のチャンバー内への噴霧、一定時間放置によるチャンバー内に浮遊するスペーサの沈降、およびチャンバー内の排気からなる一連の散布工程を終了して基板の排出をした後、つぎの基板を搬入して前記一連の散布工程を行い、基板の準備が通常よりも遅れて前記一連の散布工程が終了した時点で基板の準備ができていない場合には、基板を搬入しないまま前記一連の散布工程を規則的に繰り返し、基板の準備ができた後に、前記一連の散布工程の前記散布液の噴霧前のタイミングに合せて前記基板をチャンバー内に搬入し、前記一連の散布工程を行うことを特徴とする。すなわち、本発明者らの検討の結果、チャンバー内に浮遊するスペーサの量と、絶縁性透明基板上に沈積するスペーサの量との間に相関関係があることを見出し、チャンバー内のスペーサの密度を一定の状態にして基板上にスペーサを沈降させることにより、基板上に一定量のスペーサを散布するようにしたものである。
【0007】
具体的には、分散液の噴霧、一定時間の沈降、一定時間の排気の繰返し周期は、たとえば通常の散布工程(噴霧、沈降のための放置、および排気)のタイムスケジュールに合せて規則的に行い、カセットの取替えなどにより基板の搬入が遅れる場合には基板を搬入しない状態でこの工程を行い(基板がない状態で散布工程を行う疑似散布)、つぎの噴霧前のタイミングに合せて基板を搬入するようにすることもできるし、カセット取替え時の基板搬入のインターバルに合せて前記工程を周期的に繰り返すこともできる。前者の方がタクトタイムを短くすることができると共に、チャンバー内のスペーサ密度を高く維持することが容易であるため好ましい。
【0008】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の液晶表示素子の製法について説明をする。
【0009】
液晶表示素子は、ガラスやプラスティックのような2枚の絶縁性透明基板のそれぞれにITOなどの透明導電膜により電極パターンを形成し、配向膜などを形成してから、一方の基板にスペーサを散布して2枚の基板をシール剤により貼着し、各セルにまたはフレーム状に分割してから2枚の基板の間隙に液晶材料を充填することにより製造される。本発明の液晶表示素子の製法は、前述のように、チャンバー内に浮遊するスペーサの量と基板上に沈降するスペーサの量との間に相関関係があるという知見に基づいて、チャンバー内に浮遊するスペーサの量を一定の状態で維持しながら基板上にスペーサを沈降させることにより、2枚の基板間に介在するスペーサの数を均一にすることに特徴がある。そのスペーサの散布方法について、図1のフローチャートおよび図2に示されるスペーサ散布装置の一例の概略図を参照しながら説明する。
【0010】
図2に示されるスペーサ散布装置は、チャンバー1の下部に排気用のバタフライバルブ2を介して排気管3が接続されており、チャンバー1内の残留物を排気することができるようになっている。このチャンバー1は、たとえば1.5m角で、2mほどの高さのステンレス製の箱型に形成されており、排気管3はたとえば直径が10cm程度の太さで、1〜1.3m/sec程度のスピードで排気される。チャンバー1の上部には、スプレーノズル4が設けられており、散布液5がポンプPを介してスプレーノズル4内に送られるようになっている。図1に示される例では、スプレーノズル4内の散布液5を容器52内の散布液5と循環できるようにパイプが配管されており、また、容器52内ではマグネットスターラ53により回転子(テフロンがコーティングされたマグネット)54を介して散布液5が撹拌されるようにして、スプレーノズル4内の散布液5が時間の経過により不均一にならないようにされている。スプレーノズル4には、散布液5を送るパイプのほか、散布液5を霧化するためのN2 などからなる霧化用気体6が気体通路を介して導入されている。前記チャンバー1には散布液5の噴霧の際の気化熱による温度低下を防ぎ、散布液の溶媒を蒸発させやすくするため、チャンバー1内の温度がたとえば60℃程度の一定になるように図示しないヒータが設けられている。散布液5は、たとえば直径5.6μmのシリカ製の球状スペーサをエチルアルコールと純水とを1:1に混合した溶液に分散させたものを使用した。
【0011】
絶縁性透明の基板30は、カセット31に収納されてローダー21に載置され、そこで1枚1枚コンベア22上に載せられてチャンバー1の底部1aに運ばれ、散布の終った基板30は再度コンベア23により運搬されてアンローダー24で別のカセット32に収納される。
【0012】
つぎにこのスペーサ散布装置を用いて、電極パターンや配向膜が形成された基板30にスペーサを散布する方法の具体例について図1のフローチャートを参照しながら説明をする。
【0013】
まず、散布作業が開始されると、基板30の準備がされているか否かを判定する(S1)。基板30の準備とは、カセット31から取り出されてコンベア22により搬送してチャンバー1の搬入扉11の前にスタンバイすることである。基板の準備がされていれば(YES)、散布工程の1周期(後述するステップS5〜S7)が完了したか否かを調べ(S2)、完了していなければ(NO)完了するまで待つ。完了すれば(YES)搬入扉11を開き、チャンバー1内の底部1aに基板30をセッティングして搬入扉11を閉じ(S3)、散布液を所定量チャンバー内に噴霧する(S5)。また、基板30の準備ができていない場合(S1でNO)、同様に散布工程の1周期が完了しているか否かを調べ(S4)、完了していなければ(NO)ステップS1に戻る。完了していれば、基板を搬入しないで散布液をチャンバー1内に所定量噴霧する工程(S5)に進む。その後、スプレーノズルなどを閉塞して、たとえば約30秒間の所定時間放置し(S6)、チャンバー内に浮遊するスペーサを基板30上に自然落下させる。ついで、排気用バルブ2を開いて、たとえば1〜3秒間程度の所定時間排気する(S7)。その時間の経過後排出扉12を開けて基板30をチャンバー1から排出し(S8)、排出扉12を閉じて、ステップS1から同様に繰り返す。この基板30の排出からつぎの基板の搬入までの時間は通常3〜4秒程度で行われ、基板の搬入からつぎの基板の搬入までのサイクルは、40秒程度で行われる。
【0014】
すなわち、本発明ではステップS5からS7までの工程を定められたサイクルで常に繰り返し、基板の準備ができていなくても基板の搬入をしないで散布液の噴霧、所定時間の放置、および排気を一定周期で繰り返し、そのタイミングに合せて基板をチャンバー内に搬入することに特徴がある。たとえばカセット31に収納された基板30を取り出してチャンバー内に搬入するには、40秒程度あれば充分搬入の準備ができ、このサイクルで次々と基板を搬入しスペーサの散布を一定のサイクルで行える。しかし、カセット内の基板がなくなり、カセットを交換するときは、交換したカセットからの基板をチャンバー内に搬入するのに通常1分程度を要する。本発明ではこのカセット交換のため、通常の40秒程度のインターバルで基板の搬入の準備ができていない場合、基板を搬入しないで散布工程を行い(疑似散布)、基板搬入の準備ができたら、つぎの散布工程が始まるまで(前記例で20秒程度)基板を搬入しないで待機するものである。従来はこの交換の間散布作業を停止し、基板の搬入を待って基板が搬入されてから(インターバルが1分程度)散布液の噴霧を行っていたため、そのインターバルが通常の40秒程度から1分程度と長くなり、インターバルが一定していなかったが、本発明ではこの一連の工程のサイクルが一定のインターバルで行われる。
【0015】
前述の例では、通常の散布工程の1サイクルに合せて基板の搬入をし、特別の場合は疑似散布を行って常に一定時間で散布作業をしたが、カセット取替え時のインターバルに合せて散布工程の1サイクルを設定することもできる。この場合、散布工程時間が長くなり無駄が発生すると共に、事故により基板搬入の遅れが生じた場合に対応することができないが、通常の流れに対してはマイコン制御の必要がなく一定時間で基板の出し入れをする簡単な工程で同様の均一化を図ることができる。
【0016】
この方法によりスペーサを散布した実際の基板上のスペーサの量を測定した結果Aを、従来のインターバルに拘らず基板の搬入に応じて散布工程を行う方法の結果Bと共に図3に示す。図3で横軸は基板の処理順の番号を示し、13枚目ごと(一点鎖線R)にカセットの切替えが行われている。図3から明らかなように、本発明によれば、カセットの切替えに拘らず常に一定の散布量が得られる。一方、従来の方法ではカセットの切替え時にスペーサ数の落込みが現れ、本発明の効果が大きく現れていることが分る。
【0017】
なお、前述の例では、スペーサとしてシリカ製の球状スペーサを使用したが、プラスティックビーズでも同様の結果が得られた。また、前述の例ではスプレーノズルからの散布液の噴出量を一定として、その噴霧時間のみを一定にすることで説明したが、ノズルの状況または霧化気体の圧力が一定しないような場合は、容器52(図2参照)に入れた散布液5の重量を電子天秤などにより測定しながらその減少量で制御することにより、一定の散布液をチャンバー内に噴霧することができるため好ましい。
【0018】
【発明の効果】
本発明によれば、非常に簡単な方法により、基板へのスペーサの散布量が常に一定になるため、液晶パネルの基板間隔が常に一定になり、表示品位の優れた安定した品質の液晶表示素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示素子の製法の一実施形態のスペーサ散布手順の一例のフローチャートを示す図である。
【図2】スペーサ散布装置の一例の説明図である。
【図3】図1のフローチャートに従ってスペーサを散布したときの散布量の基板による変化を調べた結果のスペーサ密度の変化を示す図である。
【符号の説明】
1 チャンバー
4 スプレーノズル
5 散布液
6 霧化用気体
30 基板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal display element in which the amount of spacers provided between two substrates of the liquid crystal display element can be made constant. More specifically, a liquid crystal display in which the spacer between the two substrates is fixed by dispersing the spacers on the substrate for a certain period of time while the spacer density in the chamber is constant. The present invention relates to a method for manufacturing an element.
[0002]
[Prior art]
The liquid crystal display element is provided by providing transparent electrodes, alignment films, etc. on two insulating transparent substrates made of glass, etc., providing a sealing agent around the cell of one substrate, and spraying spacers on the other substrate. Each substrate is attached so that a transparent electrode and an alignment film are opposed to each other so as to have a constant gap through a spacer, and after dividing into each cell, a gap between the two substrates is filled with a liquid crystal material, and both outer surfaces thereof are filled. It is manufactured by sticking a polarizing plate or the like.
[0003]
This spacer spraying method is, for example, by arranging a substrate for spraying the spacer at the bottom of the chamber, and spraying the spray liquid provided by dispersing the spacer in the solvent together with the atomized compressed air from the spray nozzle provided at the top of the chamber. Spray for about a few seconds. Then, for example, it is performed by allowing the spacer floating in the chamber to settle for a certain period of time of about 30 seconds. Thereafter, the chamber is evacuated for a certain period of time to remove excess solvent and spacers remaining in the chamber. The substrates on which the spacers are dispersed are sequentially taken out, for example, one by two from a cassette that contains dozens of sheets, and are carried into the chamber by a conveyor, and the substrates that have been dispersed are transported by the conveyor again into another cassette. It is stored and sprayed onto the substrates in the cassette in sequence. When spraying to the substrate in the cassette is completed, the cassette is replaced and spacers are sprayed in the same manner.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
According to the above-described spacer spraying method, after spraying the previous substrate, the floating spacer in the chamber is evacuated and a new substrate is placed in the chamber, and a certain amount of spray liquid is placed in the chamber. The spraying amount is applied so that a certain amount of spacers are dispersed. However, even if evacuation is performed for a certain period of time after spraying on a single substrate, the spacers in the chamber do not disappear completely, and a certain amount of spacers are floating, and the floating spacers settle with time. The amount of spacers floating in the chamber varies depending on the time until the next substrate is loaded. When the next substrate is carried into the chamber, if the floating spacer is not constant, the floating spacer in the chamber is not constant even if a certain amount of spray liquid is sprayed. In particular, after replacing the cassette, or after interruption due to line trouble, the substrate supply interval becomes longer, so the number of spacers floating in the chamber decreases, and even if a certain amount of spray liquid is sprayed, it floats. Spacer density is not constant. As a result, even if the substrate is placed in the chamber and left for a certain period of time, a certain amount of spacers do not settle on the substrate, resulting in a non-uniform spacing between the substrates of the liquid crystal panel and a deterioration in display quality. .
[0005]
The present invention has been made to solve such a problem, and provides a method of manufacturing a liquid crystal display element capable of always spraying constant spacers even when the carry-in interval of the substrate into the chamber can be changed. It is in.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A method for producing a liquid crystal display device according to the present invention is a liquid crystal display in which a transparent electrode and an alignment film are formed on a substrate, two spacers are adhered by spraying spacers, and a liquid crystal material is filled in the gap between the two substrates. A manufacturing method of the element,
Spray when cormorants rows spraying the spacers, checks whether preparation of the substrate is made, if the preparation of the substrate is possible with regular intervals, perform the loading of the substrate, to spray liquid in the chamber After a series of spraying steps consisting of settling of spacers floating in the chamber after standing for a certain period of time and exhausting in the chamber and discharging the substrate, the next substrate is carried in and the above series of spraying steps are performed. If the substrate preparation is not completed when the series of spraying steps is completed after the substrate preparation is delayed than usual, the series of spraying steps is regularly repeated without loading the substrate. Then, the substrate is carried into the chamber in accordance with the timing before spraying the sprayed liquid in the series of spraying steps, and the series of spraying steps is performed. That is, as a result of the study by the present inventors, it was found that there is a correlation between the amount of spacers floating in the chamber and the amount of spacers deposited on the insulating transparent substrate, and the density of the spacers in the chamber Is set to be in a constant state, and the spacer is allowed to settle on the substrate, whereby a certain amount of the spacer is dispersed on the substrate.
[0007]
Specifically, the cycle of spraying the dispersion, settling for a certain time, and exhausting for a certain time is regularly adjusted according to the time schedule of a normal spraying process (spraying, leaving for settling, and exhausting), for example. If the loading of the substrate is delayed due to replacement of the cassette, etc., this step is performed without loading the substrate (pseudo-spraying in which the spraying step is performed without the substrate), and the substrate is aligned with the timing before the next spraying. The process can be carried in, or the above process can be repeated periodically in accordance with the substrate carry-in interval at the time of cassette replacement. The former is preferable because the tact time can be shortened and it is easy to maintain a high spacer density in the chamber.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a method for producing the liquid crystal display element of the present invention will be described.
[0009]
In the liquid crystal display element, an electrode pattern is formed on a transparent conductive film such as ITO on each of two insulating transparent substrates such as glass and plastic, an alignment film is formed, and then spacers are dispersed on one substrate. Then, the two substrates are bonded with a sealant, and divided into each cell or frame shape, and then the liquid crystal material is filled in the gap between the two substrates. As described above, the manufacturing method of the liquid crystal display element of the present invention is based on the knowledge that there is a correlation between the amount of spacer floating in the chamber and the amount of spacer sinking on the substrate. A feature is that the number of spacers interposed between two substrates is made uniform by allowing the spacers to settle on the substrate while maintaining the amount of spacers to be kept constant. The spacer spraying method will be described with reference to the flowchart of FIG. 1 and a schematic diagram of an example of the spacer spraying apparatus shown in FIG.
[0010]
In the spacer spraying apparatus shown in FIG. 2, an
[0011]
The insulating
[0012]
Next, a specific example of a method of spraying spacers on the
[0013]
First, when the spraying operation is started, it is determined whether or not the
[0014]
That is, in the present invention, the steps from S5 to S7 are always repeated in a predetermined cycle, and even when the substrate is not ready, spraying of sprayed liquid, leaving for a predetermined time, and exhausting are constant without loading the substrate. It is characterized in that it is repeated in a cycle and the substrate is carried into the chamber in accordance with the timing. For example, in order to take out the
[0015]
In the above example, the substrate is loaded in accordance with one cycle of the normal spraying process, and in special cases, the spraying process is always performed in a fixed time by performing pseudo spraying, but the spraying process is performed according to the interval at the time of cassette replacement. It is also possible to set one cycle. In this case, the spraying process time becomes long and waste occurs, and it is not possible to cope with a delay in board loading due to an accident. The same homogenization can be achieved by a simple process of taking in and out.
[0016]
FIG. 3 shows the result A of measuring the amount of spacers on the actual substrate on which the spacers are scattered by this method, together with the result B of the method of performing the spraying process in accordance with the loading of the substrates regardless of the conventional interval. In FIG. 3, the horizontal axis indicates the number of the processing order of the substrates, and the cassette is switched every 13th sheet (dashed line R). As is apparent from FIG. 3, according to the present invention, a constant spraying amount can be always obtained regardless of the switching of the cassette. On the other hand, in the conventional method, a drop in the number of spacers appears when the cassette is switched, and it can be seen that the effect of the present invention is greatly exhibited.
[0017]
In the above example, a spherical spherical spacer made of silica was used as the spacer, but the same result was obtained with plastic beads. Further, in the above-described example, the spray amount of the spray liquid from the spray nozzle is assumed to be constant, and only the spray time is constant, but in the case where the state of the nozzle or the pressure of the atomized gas is not constant, It is preferable to control the weight of the sprayed liquid 5 placed in the container 52 (see FIG. 2) with a decrease amount while measuring the weight of the sprayed liquid 5 with an electronic balance or the like, so that a constant sprayed liquid can be sprayed into the chamber.
[0018]
【The invention's effect】
According to the present invention, the dispersion amount of the spacers on the substrate is always constant by a very simple method, so that the distance between the substrates of the liquid crystal panel is always constant, and the liquid crystal display element of stable quality with excellent display quality. Is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart illustrating an example of a spacer spraying procedure according to an embodiment of a method for producing a liquid crystal display element of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of an example of a spacer spraying device.
FIG. 3 is a diagram showing a change in spacer density as a result of examining a change in the amount of spraying depending on a substrate when the spacers are sprayed according to the flowchart of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
1 Chamber 4
Claims (1)
前記スペーサの散布を行う場合に、基板の準備ができているかを確認し、通常のインターバルで基板の準備ができている場合には、基板の搬入を行い、散布液のチャンバー内への噴霧、一定時間放置によるチャンバー内に浮遊するスペーサの沈降、およびチャンバー内の排気からなる一連の散布工程を終了して基板の排出をした後、つぎの基板を搬入して前記一連の散布工程を行い、基板の準備が通常よりも遅れて前記一連の散布工程が終了した時点で基板の準備ができていない場合には、基板を搬入しないまま前記一連の散布工程を規則的に繰り返し、基板の準備ができた後に、前記一連の散布工程の前記散布液の噴霧前のタイミングに合せて前記基板をチャンバー内に搬入し、前記一連の散布工程を行う液晶表示素子の製法。A method for producing a liquid crystal display element, comprising forming a transparent electrode and an alignment film on a substrate, spraying spacers to adhere two substrates, and filling a gap between the two substrates with a liquid crystal material,
Spray when cormorants rows spraying the spacers, checks whether preparation of the substrate is made, if the preparation of the substrate is possible with regular intervals, perform the loading of the substrate, to spray liquid in the chamber After a series of spraying steps consisting of settling of spacers floating in the chamber after standing for a certain period of time and exhausting in the chamber and discharging the substrate, the next substrate is carried in and the above series of spraying steps are performed. If the substrate preparation is not completed when the series of spraying steps is completed after the substrate preparation is delayed than usual, the series of spraying steps is regularly repeated without loading the substrate. after could, in accordance with the timing before spraying of the spray solution of the series of spraying step was carried into the substrate into the chamber, preparation of the liquid crystal display device that performs the series of spraying process.
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