JPH07191324A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

液晶表示素子の製造方法

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JPH07191324A
JPH07191324A JP33137293A JP33137293A JPH07191324A JP H07191324 A JPH07191324 A JP H07191324A JP 33137293 A JP33137293 A JP 33137293A JP 33137293 A JP33137293 A JP 33137293A JP H07191324 A JPH07191324 A JP H07191324A
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resist
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rubbing
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JP33137293A
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English (en)
Inventor
Takeshi Yamamoto
武志 山本
Masumi Okamoto
ますみ 岡本
Takahiro Yamamoto
恭弘 山本
Yuzo Hisatake
雄三 久武
Hitoshi Hado
仁 羽藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】液晶表示素子の視角依存性を改善するために、
一画素に配向処理方向の異なる2領域を形成する際に生
じる、配向膜の汚損を防止し、表示不良或いは電圧保持
率の低下を防止し、不良品の発生を低減し、耐久性及び
信頼性の向上を図る。 【構成】電極基板12上に、ラビング後にパターニング
された第1の配向膜17aを形成した後、第1の配向膜
17上に第2のレジスト22bをパターニングした上か
ら第2の配向膜17bを塗布し、2回目のラビングを行
う。これにより第2のレジスト22bが直接擦られて損
傷するおそれが無く、脱落されたレジストに擦られるこ
とにより従来生じていたラビングすじ等による表示不良
や脱落物の付着による電圧保持率の低下を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子の製造方
法に係わり、特に1画素内にて2方向の配向処理を行う
液晶表示素子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、薄型軽量且つ低消費電力という利
点を有する事から、日本語ワードプロセッサやディスク
トップパーソナルコンピュータ等パーソナルOA機器等
の表示装置として液晶表示素子からなる液晶表示装置が
多用されている。
【0003】ここで用いられる液晶表示素子は、動作モ
ードで分類するとTN(Twisted Nemati
c)型、STN(Super Twisted Nem
atic)型、SBE(Super Twisted
briefringenceeffect)型、GH
(Guest Host)型、DS(DynamicS
cattering)型等、多くの種類が有るが、中で
も電界効果型のTN型、STN型あるいはSEB型の液
晶表示素子が一般的に用いられている。
【0004】これ等液晶表示素子のうち90°捩じれた
分子配列を持つTN型液晶は、原理的に白黒表示で、高
いコントラスト比と良好な階調表示性を示し、又応答速
度が速い(数十ミリ秒)事から、時計や電卓に単純マト
リックス駆動や、スイッチング素子を各画素毎に具備し
たアクティブマトリックス駆動を用いて応用され、又カ
ラーフィルタと組み合わせたフルカラー表示の液晶テレ
ビ等に応用されている。
【0005】一方、90°以上捩じれた分子配列を持つ
STN型液晶及び、SEB型液晶は、急峻な電気光学特
性を有するため各画素毎に薄膜トランジスタやダイオー
ド等のスイッチング素子を配せずとも構造が単純で製造
コストが低廉な単純マトリクス型電極構造を用いて時分
割駆動により、容易に大画面表示を実現可能とされてお
り、例えばSEB型の液晶表示素子は特開昭60−10
7020号公報に開示されている。
【0006】そしてこれ等の液晶表示素子は、一般に複
数の走査電極が列設されこれを覆うように配向膜が形成
された走査電極基板、及び複数の信号電極が列設されこ
れを覆う様に配向膜が形成された信号電極基板を夫々ラ
ビングにより配向処理した後、一方の電極基板の配向膜
表面にスペーサを散布し、次いで両電極基板を対向配置
し周囲を封止して、スペーサにより形成される間隙(セ
ルギャップ)に液晶組成物を封入して製造される。
【0007】この液晶としてはシクロヘキサン系、エス
テル系、ビフェニール系、ピリミジン系等が用いられ、
更に液晶分子の分子軸が上下基板間で任意の方向に所定
の角度(実用上は270°程度が好ましいとされてい
る)捩じれる様カイラル剤が添加されている。又液晶組
成物は配向処理により、上下基板間で分子軸が5度より
大きい角度の傾斜(以下プレチルト角と略称する。)を
有して配向される様に設定されている。
【0008】ところでこれ等の液晶表示素子は、見る角
度や、方向によってコントラスト比や表示色が変化する
という視角依存性がある。
【0009】そこでこの視角依存性を改善するため従
来、K.H.Yang(1991,IDRC,p68)
が提案した手法で一画素内に液晶分子の起き上がる方向
が180°異る2つの領域を設けた液晶表示素子を用い
て視角依存性を改善する手法Two Domein T
N(以下TDTNと略称する。)や、この手法を同一基
板内、一方向ラビングにて達成する方法として、Y.K
oike,et.al(1992,SID,p798)
が提案した、一画素内にプレチルト角の異る2つの領域
を設けた事を特徴とするDomain Divided
TN(以下DDTNと略称する。)等、一画素を分子
配列の異る2つの領域に分割する手法が実施されてい
る。
【0010】そして実際には、TDTNに有っては図6
(a)に示すように、先ずガラス基板1上のポリイミド
を塗布した配向膜全面2に、矢印u方向の第1回目のラ
ビングを行い、次いで、図6(b)に示す様に配向膜全
面にレジスト3を塗布した後、図6(c)に示す様に各
画素の下側半分を露光・現像・エッチングする事によ
り、各画素の上側半分を被覆するマスク3aを配向膜2
上に被せ、下側画素2bを露出した状態で、第1回目と
180°方向を転換して矢印v方向の第2回目のラビン
グを行い、最後にレジスト3を剥離する。これにより、
図6(d)に示す様に上側画素2aと下側画素2bに異
なる方向の配向処理が行われ、ガラス基板1上に異なる
領域が形成されるといういう様に、ガラス基板2上の配
向膜を、マスクを介し多重ラビングする(以下マスクラ
ビング法と称する。)事により一画素内で液晶分子の配
列方向を替える配向処理を行っていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来は、液晶表示素子
の視角依存性を改善するためのTDTNを得る手法にあ
っては、2回目のラビングを行う際に、配向処理が行わ
れる配向膜と共に、配向処理を行わない部分を被覆して
いるレジストを同時に布等で擦るため、レジスト表面が
剥離されたり或いは破損されたりしていた。このためこ
のレジスト表面からの剥離物や脱落物が配向膜表面をす
り、ラビングすじを生じ、配向膜表面の損傷により、表
示画像に白点や異物を生じいる等の不良を生じてしまう
という問題を有していた。更に、レジスト表面からの剥
離物や脱落物が配向膜表面に付着すると、液晶表示素子
の電圧保持率の低下を招き、配向処理性能の低下により
表示不良を生じたり、或いは液晶表示素子の耐久性が低
下され、画質及び信頼性の低下を招くという問題を生じ
いていた。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、基板及びこの基板上に形成される透明電極
を有し互いに対向する2枚の電極基板と、この2枚の電
極基板の間隙に液晶組成物を封入して成る液晶表示素子
の製造方法において、前記2枚の電極基板の少なくとも
一方の前記液晶組成物に接する面に第1のレジストを塗
布する工程と、前記第1のレジストの所定部分を除去し
レジストパターンを形成する工程と、前記レジストパタ
ーン上から第1の配向膜を塗布する工程と、前記第1の
配向膜に第1の方向の配向処理を行う工程と、前記レジ
ストパターン及びこのレジストパターン上に積層される
第1の配向膜を除去し、前記電極基板上に前記第1の方
向に配向処理された前記第1の配向膜による第1のパタ
ーンを形成する工程と、この第1のパタ−ン上から前記
電極基板全面に第2のレジストを塗布する工程と、前記
第1のパタ−ン周囲の前記第2のレジストを除去し、第
1の配向膜及びレジストが積層される積層パターンを形
成する工程と、前記積層パターン上から前記電極基板全
面に第2の配向膜を塗布する工程と、、前記第2の配向
膜に第2の方向の配向処理を行う工程と、前記第1の配
向膜上のレジスト及びこのレジスト上に積層される第2
の配向膜を除去する工程とを実施するものである。
【0013】
【作用】本発明は上記の様に構成され、レジストパター
ン表面に第1の配向膜を成膜した後第1の配向膜の配向
処理を行い、この後更にレジストパターン表面に第2の
配向膜を成膜した後第2の配向膜の配向処理を行う事に
より、配向処理時にあっては、レジストパターンは配向
膜に被覆されており、布等により直接摺接されないの
で、剥離等によりレジストを損傷することなく第1及び
第2の両方の配向膜の配向処理を得られる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の第1の実施例を図1乃至図4
を参照して説明する。図1はTN形液晶表示素子7の一
部組み立て図であり、TN形液晶表示素子7の第1及び
第2のガラス基板10a、10b上にITO(Indi
um Thin Oxide)からなる共通電極11a
及びTFT駆動素子により駆動される画素サイズ110
×330[μm]のITO電極11bを有する第1及び
第2の電極基板12a、12bを対向するよう組み立て
た状態を示しており、図2はTN形液晶表示素子7の一
画素16内に配列方向の異る[A]、[B]2領域が設
けられる状態を示す一部平面図である。
【0015】即ち第1及び第2の電極基板12a、12
b上には、ポリイミド(AL−1051:日本合成ゴム
社製)からなり、液晶分子の配列方向が矢印a及び矢印
bに示す様に互いに180°異なる様配向される第1の
配向膜17a及び第2の配向膜17bが、交互に設けら
れるポリイミド配向膜17が成膜されている。
【0016】そしてこの様なポリイミド配向膜17が成
膜される第1及び第2の電極基板12a、12bを、第
1の配向膜17aと第2の配向膜17bとが互いに対向
するようスペ−サ18を介して組み立て、液晶分子が9
0°捩じれる様にした後、シ−ル剤で接着して作製した
液晶セル20中に液晶組成物(ZLI−1132:E.
Merck社製)21を挾持し、更に、各画素16の間
及び、第1の電極基板12a側に第1の配向膜17aが
あり第2の電極基板12b側に第2の配向膜17bがあ
る領域[A]と、第1の電極基板12a側に第2の配向
膜17bがあり第2の電極基板12b側に第1の配向膜
17aがある領域[B]との間は、ブラックマトリクス
23により被覆されている。
【0017】次に電極基板12の製造工程について述べ
る。
【0018】(イ)共通電極11aが形成された第1の
ガラス基板10a及びITO電極11bが形成された第
2のガラス基板10bに図3(a)に示す様にポジ型感
光性樹脂(OFPR−800:東京応化社製)からなる
第1のレジスト22aをスピンコータを用いて塗布す
る。
【0019】(ロ)各画素16の上側を露出するパタ−
ンを作製したフォトマスクを介し露光、現像を行い、図
3(b)に示す様に第1のレジスト22aをパタ−ニン
グする。(ハ)図3(c)に示す様に、パターニングさ
れた第1のレジスト22a上から第1の配向膜17aを
塗布する。
【0020】(ニ)図3(d)に示す様に、第1の配向
膜17aを布で矢印u方向に擦り第1回目のラビングを
行う。
【0021】(ホ)アセトンを用いて第1のレジスト2
2a及び第1のレジスト22a上の第1の配向膜17a
を除去し、図3(e)に示す様に第1の配向膜17aを
パターニングする。
【0022】(ヘ)図3(f)に示す様に、工程(イ)
と同様にしてパターニングされた第1の配向膜17a上
から、第2のレジスト22bを塗布する。
【0023】(ト)図3(g)に示す様に、第1の配向
膜17a上に第2のレジストが残るように工程(ロ)で
使用したフォトマスクと逆のパターンであり、各画素1
6のした側を露出する様パターニングされたフォトマス
クを介し露光、現像を行う。
【0024】(チ)図3(h)に示す様に、パターニン
グされた第1の配向膜17a及び第2のレジスト22b
上から第2の配向膜17bを塗布する。
【0025】(リ)図3(i)に示す様に、第2の配向
膜17bを布で矢印u方向と逆の矢印v方向に擦り第2
回目のラビングを行う。
【0026】(ヌ)アセトンを用いて第2のレジスト2
2b及び第2のレジスト22b上の第2の配向膜17b
を除去し、第2の配向膜17bをパターニングし、図3
(j)に示す様に、矢印u方向に配向処理される第1の
配向膜17a及び矢印v方向に配向処理される第2の配
向膜17bが交互に配置されるポリイミド配向膜17が
成膜される。
【0027】次に第1の電極基板12aにシール剤(図
示せず)を配置し、スペーサ18を均等に散布した後、
第1及び第2の電極基板12a、12bを第1の配向膜
17aと第2の配向膜17bとが相互に対向するように
組み合わせ、第1及び第2の電極基板12a、12b間
にて液晶組成物18が90°捩じれる様にした後、シー
ル剤を硬化させ液晶組成物21を収納するための液晶セ
ル20とし、この液晶セル20に液晶組成物21を注入
し、TN形液晶表示素子7を完成する。これによりTN
形液晶表示素子7の配向方向は、第1の電極基板12a
では図2に実線で示す様になり、第2の電極基板12a
では図2に点線で示す様になる。
【0028】更に一画素16内で液晶分子の配向方向が
異なっているため、ディスクリネーションラインが発生
するのでこのディスクリネーション発生箇所にブラック
マトリクス23を配設する。尚、24a、24bは第1
及び第2の偏光板である。
【0029】この様に構成すれば、1画素16中に夫々
180°配向方向の異なる第1の配向膜17a及び、第
2の配向膜17bを設ける際の2回目のラビング時に、
第2のレジスト22bは、第2の配向膜17bに被覆さ
れており、布等により直接擦られる事が無い。従って、
第2のレジスト22bが破損されその脱落物に擦られる
事によりポリイミド配向膜17にラビングすじ等の損傷
を生じる事がなく、これら損傷が原因で表示画像上に現
れる白点や異物等の表示不良を防止出来る。
【0030】又、ラビングの破損部分が配向膜17に付
着する事も無く、高い電圧保持率を得られ、耐久性、信
頼性に優れた液晶表示素子を得られる。
【0031】尚上記実施例により作製されたTN形液晶
表示素子7を用い、液晶組成物21の液晶分子の配向を
調べたところ、均一な配向が得られると共に電圧保持率
は約99%と高かった。
【0032】又このTN形液晶表示素子7を駆動し、コ
ントラストの視角依存性を測定したところ、図4の等コ
ントラスト曲線に見られるように、全方位に於いてほぼ
均一な高品位表示を得られた。
【0033】次に本発明の第2の実施例を図5を参照し
て説明する。尚第1の実施例のTN形液晶表示素子7が
TFT駆動素子を用いたアクティブマトリクス駆動方式
であるのに対し、第2の実施例は、第3及び第4のガラ
ス基板30a,30b上に夫々X方向に480本、Y方
向に640本の第1及び第2の透明電極33a,33b
を有する第3及び第4の電極基板31a、31bを対向
するよう組み立てた単純マトリクス駆動方式のSTN形
液晶表示素子28であるが、各電極基板31上の配向膜
32の形成工程は、第1の実施例と同様である事からそ
の形成工程の説明を省略する。
【0034】即ち第3及び第4の電極基板31a、31
b上には、ポリイミド(SE−150:日産化学社製)
からなり、液晶分子の配列方向が互いに180°異なる
様配向される第3の配向膜32a及び第4の配向膜32
bが交互に設けられるポリイミド配向膜32が成膜され
ている。
【0035】そしてこの様なポリイミド配向膜32が成
膜される第3及び第4の電極基板31a、31bを、第
3の配向膜32aと第4の配向膜32bとが互いに対向
するようスペ−サ33を介して組み立て、液晶分子が2
40°捩じれる様にした後、シール剤で接着して作製し
た液晶セル34中に、カイラル剤(S−811:E.M
erck社製)を添加した液晶組成物(ZIL−113
2:E.Merck社製)35を挾持し、更に第1の実
施例と同様に、各画素間及び、第3の電極基板31a側
に第3の配向膜32aがあり、第4の電極基板31b側
に第4の配向膜32bがある領域[C]と、第3の電極
基板31a側に第4の配向膜32bがあり、第4の電極
基板31b側に第3の配向膜32aがある領域[D]と
の間は、ブラックマトリクス36により被覆されてい
る。尚、37a、37bは第3及び第4の偏光板であ
る。
【0036】この様に構成すれば、第1の実施例と同
様、形成工程において、1画素中に夫々180°配向方
向の異なる第3の配向膜32a及び、第4の配向膜32
bを設ける際の2回目のラビング時に、レジスト(図示
せず)は、第4の配向膜32bに被覆されており、布等
により直接擦られる事が無い。従って、レジストの破損
によりポリイミド配向膜32に損傷を生じる事がなく、
表示画像上の現れる白点や異物等の表示不良のを防止出
来る。
【0037】又、ラビングの破損部分が配向膜32に付
着する事も無く、高い電圧保持率を得られ、耐久性、信
頼性に優れた液晶表示素子を得られる。
【0038】尚上記実施例により作製されたSTN形液
晶表示素子28を用い液晶分子の配向を調べたところ、
240°捩じれの均一な配向が得られている事が確認さ
れた。
【0039】又このSTN形液晶表示素子28を駆動
し、コントラストの視角依存性を測定したところ、実施
例1と同様、全方位に於いてほぼ均一な高品位表示を得
られた。
【0040】これに対し第1の実施例と同じ画素電極を
有する電極基板12に、図6で示した従来の形成工程に
より、矢印u方向及び矢印v方向に交互に配向処理され
たAL−1051(日本合成ゴム社製)のポリイミド配
向膜17を成膜した電極基板12を用いて[比較例1]
の液晶表示素子を作製し、これを駆動したところ、コン
トラストの視覚依存性に関しては、実施例とほぼ同様の
広い視野角が得られたものの、液晶分子の配向を調べた
ところ、ラビングすじやレジストの破片の付着等による
と思われる液晶セル厚の不均一領域が発生し、画像に白
点や異物を生じる一方、電圧保持率も90%と低く、本
発明に比し、画質或いは耐久性や信頼性に劣る事が判明
された。
【0041】次に、第1の実施例と同じ画素電極を有す
る電極基板12に、マスクラビングを行わず、同一方向
に配向処理されたポリイミド配向膜を形成し、他は、第
1の実施例と同様にして[比較例2]の液晶表示素子を
作製し、これを駆動したところ、コントラストの視覚依
存性は、上下の視野が非対称となってしまい、視認性が
低下され、良好な画像が得られなかった。
【0042】尚本発明は上記実施例に限られるものでな
く、その趣旨を変えない範囲での変更は可能であって、
例えば第1の配向膜と第2の配向膜を構成する材質や膜
厚は任意であるが、良好な電気光学特性及び、耐久性並
びに信頼性を得るには、第1及び第2の配向膜の材質が
同じであり且つ膜厚も同程度であることがより好まし
い。
【0043】更に液晶セルに注入される液晶はSTN
型、SBE型等全く任意であるし、液晶表示素子の駆動
手段も薄膜トランジスタや薄膜ダイオードを用いたアク
ティブマトリックス駆動によるものや、あるいはスイッ
チング素子を用いない単純マトリックス電極構造による
マルチプレックス駆動等によるものであっても良い。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、液
晶表示素子の視角依存性を改善する為に、方向の異なる
ラビングを2回繰返す事により、1画素中に配向処理方
向の異なる配向膜を形成する際、2回目のラビング時に
レジストを直接擦る事がないので、従来に比し、破損さ
れたレジストにより配向膜を損傷したり、或いはレジス
トの付着により配向膜が汚損される事が無く、白点や異
物等の発生を防止し、不良品の発生を低減出来る。又、
高い電圧保持率を得られ、耐久性及び信頼性を向上出来
る。
【0045】しかも全方位にわたりほぼ均一で高品位の
画像を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の液晶表示素子を示す一
部組み立て図である。
【図2】本発明の第1の実施例の液晶表示素子の一部平
面図である。
【図3】本発明の第1の実施例の電極基板上のポリイミ
ド配向膜の形成工程を示す説明図であり、(a)は第1
のレジストを塗布した状態を示す説明図、(b)は第1
のレジストのパターニングをした状態を示す説明図、
(c)は第1の配向膜を成膜した状態を示す説明図、
(d)は矢印u方向にラビングした状態を示す説明図、
(e)は第1のレジストを除去し第1の配向膜をパター
ニングした状態を示す説明図、(f)は第2のレジスト
を塗布した状態を示す説明図、(g)は第2のレジスト
をパターニングした状態を示す説明図、(h)は第2の
配向膜を塗布した状態を示す説明図、(i)は矢印v方
向にラビングした状態を示す説明図、(j)は第2のレ
ジストを除去しポリイミド配向膜が成膜された状態を示
す説明図である。
【図4】本発明の第1の実施例による液晶表示素子の等
コントラスト特性を示すグラフである
【図5】本発明の第2の実施例の液晶表示素子を示す一
部組み立て図である。
【図6】従来の装置の電極基板上のポリイミド配向膜の
形成工程を示す説明図であり、(a)はポリイミド配向
膜に1回目のラビングをした状態を示す説明図、(b)
はレジストを塗布した状態を示す説明図、(c)はレジ
ストをパターニングした後2回目のラビングをした状態
を示す説明図、(d)はレジストを剥離しポリイミド配
向膜を完成した状態を示す説明図である。
【符号の説明】
7…TN形液晶表示素子 10a、10b…第1及び第2のガラス基板 11a…共通電極 11b…ITO電極 12a、12b…第1及び第2の電極基板 16…画素 17…ポリイミド配向膜 17a…第1の配向膜 17b…第2の配向膜 21…液晶組成物 22a…第1のレジスト 22b…第2のレジスト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久武 雄三 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 羽藤 仁 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板及びこの基板上に形成される透明電
    極を有し互いに対向する2枚の電極基板と、この2枚の
    電極基板の間隙に液晶組成物を封入して成る液晶表示素
    子の製造方法において、前記2枚の電極基板の少なくと
    も一方の前記液晶組成物に接する面に第1のレジストを
    塗布する工程と、前記第1のレジストの所定部分を除去
    しレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパ
    ターン上から第1の配向膜を塗布する工程と、前記第1
    の配向膜に第1の方向の配向処理を行う工程と、前記レ
    ジストパターン及びこのレジストパターン上に積層され
    る第1の配向膜を除去し、前記電極基板上に前記第1の
    方向に配向処理された前記第1の配向膜による第1のパ
    ターンを形成する工程と、この第1のパタ−ン上から前
    記電極基板全面に第2のレジストを塗布する工程と、前
    記第1のパタ−ン周囲の前記第2のレジストを除去し、
    第1の配向膜及びレジストが積層される積層パターンを
    形成する工程と、前記積層パターン上から前記電極基板
    全面に第2の配向膜を塗布する工程と、、前記第2の配
    向膜に第2の方向の配向処理を行う工程と、前記第1の
    配向膜上のレジスト及びこのレジスト上に積層される第
    2の配向膜を除去する工程とを具備する事を特徴とする
    液晶表示素子の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100474131B1 (ko) * 1995-10-19 2005-06-08 롤리크 아게 광학부재및이의제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100474131B1 (ko) * 1995-10-19 2005-06-08 롤리크 아게 광학부재및이의제조방법

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