JPH08201800A - カラーフィルタを備えた液晶セル - Google Patents

カラーフィルタを備えた液晶セル

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JPH08201800A
JPH08201800A JP1247795A JP1247795A JPH08201800A JP H08201800 A JPH08201800 A JP H08201800A JP 1247795 A JP1247795 A JP 1247795A JP 1247795 A JP1247795 A JP 1247795A JP H08201800 A JPH08201800 A JP H08201800A
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transparent
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crystal cell
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JP1247795A
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Hisashi Takasu
久志 高須
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NipponDenso Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 カラーフィルタの厚さが色毎に異なっていて
も、セルギャップを、その全体に亘り、均一にするよう
にした液晶セルを提供する。 【構成】 赤色のカラーフィルタ33が、両遮光膜32
a、32bの間にて透明電極31の内表面に形成した断
面コ字状の溝31a内に嵌め込まれている。青色のカラ
ーフィルタ34が、両遮光膜32b、32cの間にて透
明基板31の内表面に形成した断面コ字状の溝31b内
に嵌め込まれている。ここで、両カラーフィルタ33、
34が、その各膜厚方向に透明基板31の内表面から緑
色のカラーフィルタ35の膜厚だけ下方へ突出してい
る。カラーフィルタ35は、両遮光膜32c、32dの
間にて透明基板31の内表面に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置のための
液晶セルに係り、特に、カラーフィルタを用いた液晶セ
ルに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の液晶セルは、図10にて
示すごとく、シール及び液晶を介しカラーフィルタ基板
1及び対向基板2を組合わせて構成されている。ここ
で、カラーフィルタ基板1は、透明基板1aの内表面に
各帯状遮光膜1bの間にて赤色(R)、緑色(G)及び
青色(B)の帯状カラーフィルタ1c、1d及び1eを
印刷法により設け、さらに、透明保護層1f、各透明電
極1g、絶縁膜1h及び配向膜1iを順次形成して構成
されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記カラー
フィルタ基板1において採用されるカラーフィルタにお
いて、各カラーフィルタ1d、1e及び1c間には、図
11の拡大図にて示すように膜厚の差が生じる。これ
は、各カラーフィルタの色を異にするために生ずる製造
上固有のものである。例えば、両カラーフィルタ1d及
び1eの膜厚差は約0.2μmである。
【0004】このため、カラーフィルタ基板1と対向基
板2との間隔、即ちセルギャップが、カラーフィルタ1
c、1d及び1eに対応する部分毎に相違する。従っ
て、カラーフィルタ基板1と対向基板2の間に液晶を駆
動するために電圧を印加しても、カラーフィルタ1c、
1d及び1eの各々と対向基板2との間の液晶部分毎
に、異なる電界が生じて光透過率を異にする。
【0005】これを実験により確認してみたところ、図
12の各特性曲線Lr、Lg及びLbが得られた。ここ
で、図12の各特性曲線は、液晶セルへの印加電圧とこ
の液晶セルの光透過率との関係を表す。また、各特性曲
線Lr、Lg及びLbは、各カラーフィルタ1c、1d
及び1eの場合に対応する。これによれば、各特性曲線
Lr、Lg及びLbが、印加電圧が同一にもかかわら
ず、互いに一致せず、光透過率を異にすることが分か
る。そして、このことが、液晶セルの色バランス等の表
示品位を低下させている原因となっている。
【0006】これに対しては、特開平5−241013
号公報にて示されているカラーフィルタの製造方法によ
り、各カラーフィルタの透明保護層に生ずる凹部に遮光
膜を形成して各カラーフィルタの膜圧差により生ずる段
差を平滑化することも考えられる。しかし、この方法
は、赤、緑及び青の各カラーフィルタの膜厚が同一であ
ることを前提としたものであるため、上述したカラーフ
ィルタの色毎にこれらに対応して生ずるセルギャップ部
分の差は解消されない。従って、上述と同様の不具合を
生ずる。
【0007】また、実開平5−81824号公報にて示
されているように各カラーフィルタ上に透明保護膜を形
成して平滑化することも考えられるが、この方法も、赤
色、緑色及び青色の各カラーフィルタの膜厚が同一であ
ることを前提としたものであるため、上述と同様の不具
合を生ずる。そこで、本発明は、以上のようなことに対
処すべく、カラーフィルタの厚さが色毎に異なっていて
も、セルギャップを、その全体に亘り、均一にするよう
にした液晶セルを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1に記載の発明においては、第1透明基板
(11、71)、及びこの第1透明基板の内表面に形成
した複数条の第1透明電極(12、12A、12B、7
2)を有する第1電極基板(10、70)と、第1透明
基板(11、71)にシール(20)を介し重ね合わせ
た第2透明基板(31、61)、この第2透明基板の内
表面に設けた複数色のカラーフィルタ(33、34、3
4A、35、35A、63、64、65)、及び複数条
の第1透明電極(12、12A、12B、72)と共に
格子状電極を構成する複数条の第2透明電極(37、3
7A、37B、66)を有する第2電極基板(30、6
0)と、第1及び第2の電極基板(10、70、30、
60)の間にシール(20)により密封される液晶とを
備えた液晶セルにおいて、第1及び第2の透明基板(1
1、71、31、61)の少なくとも一方の複数のカラ
ーフィルタ(33、34、34A、35、35A、6
3、64、65)に対応する各内表面部分を、他の内表
面部分からずらせて形成し、複数色のカラーフィルタ
(33、34、34A、35、35A、63、64、6
5)と複数条の第1透明電極(12、12A、12B、
72)との間の各間隔を実質的に同一にすることを特徴
とする液晶セルが提供される。
【0009】また、請求項2に記載の発明では、請求項
1に記載の液晶セルにおいては、複数色のカラーフィル
タ(33、34、34A、35、35A、63、64、
65)と複数条の第1透明電極(12、12A、12
B、72)との間の各間隔が実質的に同一になるよう
に、第2透明基板(11)の複数色のカラーフィルタ
(33、34、34A、35、35A、63、64、6
5)に対応する各内表面部分に溝(31a、31b)を
形成し、これら各溝(31a、31b)内に各カラーフ
ィルタ(33、34、34A、35、35A、63、6
4、65)を嵌め込むようにしたことを特徴とする。
【0010】また、請求項3に記載の発明では、請求項
2に記載の液晶セルにおいて、各溝(31c、31d)
の深さが、これら各溝に嵌め込むカラーフィルタ(3
3、34、34A、35、35A)の厚さと実質的に同
一であることを特徴とする。また、請求項4に記載の発
明では、請求項1に記載の液晶セルにおいて、複数色の
カラーフィルタ(33、34、34A、35、35A、
63、64、65)と複数条の第1透明電極(12、1
2A、12B、72)との間の各間隔が実質的に同一に
なるように、第1透明基板(11、71)の複数色のカ
ラーフィルタ(33、34、34A、35、35A、6
3、64、65)に対応する各内表面部分に溝(71
a、71b)を形成し、複数条の第1透明電極(12、
12A、12B、72)の各溝(71a、71b)に対
応する部分を当該各溝内に形成するようにしたことを特
徴とする。
【0011】なお、上記各構成要素のカッコ内の符号
は、後述する実施例記載の具体的構成要素との対応関係
を示すものである。
【0012】
【発明の作用効果】上記請求項1に記載の発明によれ
ば、第1及び第2の透明基板の少なくとも一方の複数の
カラーフィルタに対応する各内表面部分が、他の内表面
部分からずらせて形成され、複数色のカラーフィルタと
複数条の第1透明電極との間の各間隔を実質的に同一に
する。
【0013】これにより、カラーフィルタの厚さが色毎
に異なっていても、液晶セルのセルギャップが、その全
体に亘り、均一となる。このため、液晶セルのセルギャ
ップ全体に亘る光透過率も実質的に同一となり、その結
果、液晶セルの色バランス等の表示品質を向上させ得
る。かかる場合、請求項2或いは3に記載の発明のよう
に、複数色のカラーフィルタと複数条の第1透明電極と
の間の各間隔が実質的に同一になるように、第2透明基
板の複数色のカラーフィルタに対応する各内表面部分に
形成した溝内に各カラーフィルタを嵌め込むことによっ
ても、請求項1に記載の発明と同様の作用効果を達成で
きる。
【0014】また、請求項4に記載の発明によれば、複
数色のカラーフィルタと複数条の第1透明電極との間の
各間隔が実質的に同一になるように、第1透明基板の複
数色のカラーフィルタに対応する各内表面部分に溝を形
成し、これら各溝内に複数条の第1透明電極の各溝に対
応する部分を形成する。これによっても、請求項1に記
載の発明と同様の作用効果を達成できる。
【0015】
【実施例】以下、本発明の第1実施例を図面により説明
する。図1は、本発明に係る液晶セルの一実施例を示す
部分破断断面を示す。この液晶セルは、コモン基板10
と、このコモン基板10にシール20を介し組み合わせ
たカラーフィルタ基板30とを備えている。
【0016】コモン基板10は、透明基板11を備えて
おり、この透明基板11の内表面には、複数条の透明電
極12が互いに平行に形成されている。また、コモン基
板10は絶縁膜13を備えており、この絶縁膜13は、
各透明電極12を介し透明基板11の内表面に形成され
ている。また、配向膜14が絶縁膜13上に形成されて
いる。なお、図1にて、符号15は、偏光板を示す。
【0017】一方、カラーフィルタ基板30は、透明基
板31を備えており、この透明基板31の内表面には、
複数条の遮光膜32a、32b、32c、32dが、C
r等の金属材料により互いに間隔をおいて平行に形成さ
れている。また、赤色(R)のカラーフィルタ33が、
両遮光膜32a、32bの間にて透明電極31の内表面
に形成した断面コ字状の溝31a内に嵌め込まれてお
り、青色(B)のカラーフィルタ34が、両遮光膜32
b、32cの間にて透明基板31の内表面に形成した断
面コ字状の溝31b内に嵌め込まれている。
【0018】この場合、両カラーフィルタ33、34
が、その各膜厚方向に透明基板31の内表面から共に同
一長さ、即ち、後述する緑色(R)のカラーフィルタ3
5の膜厚だけ図1にて図示下方へ突出している。また、
カラーフィルタ33の膜厚はカラーフィルタ34の膜厚
よりも薄いため、溝31aの深さは、溝31bの深さよ
りも浅くなっている。
【0019】また、カラーフィルタ35は、両遮光膜3
2c、32dの間にて透明基板31の内表面に設けられ
ており、このカラーフィルタ35の透明基板31の内表
面からの突出長さは上記カラーフィルタ33と同様であ
る。ここで、カラーフィルタ35を透明基板31の内表
面に直付けしたのは、カラーフィルタ35がカラーフィ
ルタ33よりもさらに薄いため、カラーフィルタ35の
膜厚を基準として、上述のように他のカラーフィルタの
嵌め込みを行うようにしたためである。
【0020】透明基板31の内表面には、各遮光膜32
a〜32d及び各カラーフィルタ33〜35を介して透
明保護膜36が形成されており、この透明保護膜36に
は、複数条の透明電極37が、上述した複数条の透明電
極12と共に格子状電極を構成するように形成されてい
る。さらに、透明保護膜36には、各透明電極37を介
してTa2 5 からなる酸化膜38及び配向膜39が順
次形成されている。
【0021】なお、符号39aは偏光板を示す。また、
コモン基板10とカラーフィルタ基板30との間には、
スペーサ40、トレパール50が散布され、かつ、液晶
がシール20により密封されている。次に、このように
構成した液晶セルの製造方法につき図2〜図5を参照し
て説明する。
【0022】まず、図2の基板洗浄工程S1において、
ガラス板材料(例えば、ソーダガラス板)からなる透明
基板31を、アルカりや硝酸等により化学的に清浄した
後、水洗いにより洗浄する。そして、遮光膜形成洗浄工
程S2において、透明基板31の内表面に、複数の遮光
膜32a〜32dをCr等の金属材料により間隔をおい
て形成し洗浄を施す。
【0023】次に、感光液塗布乾燥工程S3において、
透明基板31の外表面(非エッチング面)に、感光液
(例えば、コダック社製商品名KMERを有する感光
液)を塗布(図5(a)にて符号a参照)し、90℃〜
120℃にて乾燥する。ついで、全面露光工程S4にお
いて、透明基板31の外表面に全面露光(図5(b)参
照)を施して感光膜aを形成する。
【0024】然る後、感光液塗布乾燥工程S5におい
て、透明基板31の内表面(エッチング面)に、上述と
同様にして、上記感光液を塗布(図5(c)にて符号b
参照)して乾燥する。この乾燥処理が終了すると、パタ
ーン露光工程S6において、透明基板31の内表面に、
所定のパターン(図5(d)にて符号c参照)にて露光
を施す。ここで、当該パターンcは、各カラーフィルタ
33〜35を配置する部分に感光膜を形成するためのも
のである。なお、透明基板31の下側に黒色の紙をおい
て透明基板31の内表面に露光を施すのが望ましい。
【0025】透明基板31の内表面にパターン露光によ
り感光膜bを形成した後、ポストベーキング工程S7に
おいて、感光膜bに90℃〜120℃にて10分程ポス
トベーキングを施して焼成し安定化させる。エッチング
工程S8においては、透明基板31の内表面の感光膜b
を形成した部分に、ふっ酸又はこれに硝酸やリン酸を加
えた混合溶液を用いてエッチングを施して各溝31a、
31b(図5(e)では、溝31aのみを示す)を形成
する。
【0026】このエッチング処理においては、各カラー
フィルタ33、34が、カラーフィルタ35の膜厚に相
当する部分を、透明基板31の内表面から突出させて、
各カラーフィルタ33、34の嵌め込み部分の外形寸法
を確保できるように、各溝31a、31bの内形形状
(幅、深さ及び長さ)を形成する。但し、ふっ酸の濃度
は目的に応じて変えるのが望ましい。
【0027】なお、透明基板31の各溝の内表面には、
ふっ化ソーダの結晶による乳白濁の凹凸が発生して光を
散乱させる原因となるが、このような現象は、カラーフ
ィルタを嵌め込むことで実用上無視できる程度に無くな
る。上述のようなエッチング処理の終了後、洗浄工程S
9において、透明基板31を洗浄して各感光膜a、bを
除去する。そして、カラーフィルタ嵌め込み洗浄工程S
10において、各カラーフィルタ33、34を透明基板
31の各溝31a、31b内に印刷法を利用して嵌め込
むとともに、カラーフィルタ35を透明基板31の内表
面の両遮光膜32c、32dの間の部分に印刷法により
貼り付ける。
【0028】これにより、各カラーフィルタ33〜35
の透明基板31の内表面からの突出長さが互いに実質的
に同一になるので、これら各カラーフィルタ33〜35
に対応する液晶セルのセルギャップ部分が互いに実質的
に同一の値となる。このため、コモン基板10及びカラ
ーフィルタ基板30の間のセルギャップがその全体に亘
り均一化される。
【0029】従って、コモン基板10及びカラーフィル
タ基板30の間に印加電圧を付与しても、液晶セルのセ
ルギャップ内に生ずる電界も均一化され、各カラーフィ
ルタ33〜35に対応するセルギャップ部分の光透過率
が相互に実質的に同一となる。その結果、液晶セルの色
バランス等の表示品質を向上させ得る。然る後、透明電
極形成工程S11において、各カラーフィルタ33〜3
5を介し透明基板31の内表面に透明保護膜36を形成
した後、この透明保護膜36に透明導電膜を形成すると
ともにパターニング処理により各透明電極37を各カラ
ーフィルタ33〜35に対応して形成する。
【0030】ついで、酸化膜形成洗浄工程S12におい
て、透明保護膜36に各透明電極37を介し酸化膜38
を形成した後洗浄し、配向膜印刷ラビング洗浄工程S1
3において、配向膜39を酸化膜38に印刷しラビング
した後洗浄を施す。その後、スペーサ及びトレパール散
布工程S14において、スペーサ40及びトレパール5
0を配向膜39上に散布する。
【0031】一方、基板洗浄工程S15において、透明
基板11を洗浄し、透明電極形成工程S16において、
透明電極37と同様にして、各透明電極12を透明基板
11の内表面に形成する。そして、酸化膜形成洗浄工程
S17において、酸化膜13を各透明電極12を介し透
明基板11の内表面に形成し、配向膜印刷ラビング洗浄
工程S18において、配向膜14を印刷しラビングした
後洗浄を施す。その後、シール印刷工程S19におい
て、透明基板11の内表面に配向膜14の外周にてシー
ル20を印刷形成する。
【0032】以上のような工程の処理が終了すると、重
ね合わせ工程S20において、コモン基板10及びカラ
ーフィルタ基板30をシール20を介し重ね合わせ、シ
ール硬化工程S21、液晶注入封止工程S22及び偏光
板貼付工程S23において、シール20を硬化させ、液
晶を両基板10、30間に封入し、そして偏光板15を
コモン基板10に外表面に貼付ける。
【0033】図6は上記第1実施例の変形例を示してい
る。この変形例においては、各カラーフィルタ34、3
5に代えて、カラーフィルタ34の膜厚を有する緑色の
カラーフィルタ34Aを溝31b内に嵌め込み、かつカ
ラーフィルタ35の膜厚を有する青色のカラーフィルタ
35Aを、両遮光膜32c、32dの間にて透明基板3
1の内表面に貼り付けるようにして実施してもよい。こ
れによっても、上記第1実施例と同様に作用効果を達成
できる。
【0034】なお、この変形例においては、各透明電極
12A及び37Aが、上記第1実施例にて述べた各透明
電極12及び37に代えて、形成されている。但し、各
透明電極12A及び37Aの形成方向が各透明電極12
及び37の形成方向に対し直角になっている。次に、本
発明の第2実施例を図7を参照して説明すると、この第
2実施例においては、上記エッチング工程S8における
エッチング処理が、透明基板31の内表面に形成する各
溝31c、31d、31eの深さを各カラーフィルタ3
3、34、35の膜厚と実質的に同一にするように施さ
れている。
【0035】また、カラーフィルタ嵌め込み洗浄工程S
10においては、各カラーフィルタ33、34、35を
各溝31c、31d、31e内に嵌め込む。これによ
り、各カラーフィルタ33〜35の表面が透明基板31
の内表面と略同一平面内に位置することとなる。その結
果、上記第1実施例と同様の作用効果を達成できる。図
8は上記第2実施例の変形例を示している。この変形例
においては、各透明電極12B及び37Bが、上記第2
実施例にて述べた各透明電極12及び37に代えて、形
成されている。但し、各透明電極12B及び37Bの形
成方向が各透明電極12及び37の形成方向に対し直角
になっている。
【0036】また、図9は本発明の第3実施例を示して
いる。この第3実施例における液晶セルは、カラーフィ
ルタ基板60及びコモン基板70に間にシールにより液
晶を封入して構成されている。カラーフィルタ基板60
は、上記第1実施例におけるカラーフィルタ基板30の
透明基板31、各遮光膜32a〜32d、各カラーフィ
ルタ33〜35、各透明電極37及び配向膜38にそれ
ぞれ対応する透明基板61、各遮光膜62a〜62d、
各カラーフィルタ63〜65、各透明電極66及び配向
膜67を備えている。
【0037】なお、本第3実施例では、各カラーフィル
タ63〜65が透明基板61の内表面上に設けられてい
る。また、各カラーフィルタ63、64及び65は、そ
れぞれ、赤色、青色及び緑色のカラーフィルタである。
一方、コモン基板70は、上記第1実施例におけるコモ
ン基板10の透明基板11、透明電極12及び配向膜1
4にそれぞれ対応する透明基板71、透明電極72及び
配向膜73を有する。
【0038】ここで、透明基板71の内表面には、各溝
71a、71bが、各カラーフィルタ63及び65に対
向する位置にてエッチング処理により形成されている。
また、各カラーフィルタ63、64、65に対応する液
晶セルのセルギャップ部分Dr、Dg、Db(図9参
照)が互いに実質的に同一となるように、各溝71a、
71bの内形形状(深さ、幅及び長さ)が形成されてい
る。
【0039】これにより、上記第1実施例と同様の作用
効果を達成できる。なお、本発明の実施にあたっては、
上記第3実施例にて述べた各透明電極66の形成方向を
各カラーフィルタ63〜65に直角な方向に形成するよ
うにしてもよい。また、本発明に実施にあたっては、上
記各実施例にて述べたように透明基板の内表面に溝を形
成するのではなく、各カラーフィルタに対応するセルギ
ャップ部分が互いに実質的に同一となるように、最も厚
いカラーフィルタを基準として、それよりも厚さの薄い
カラーフィルタに対応する位置にて透明基板の内表面を
突出形成し、これらの突出面に厚さの薄いカラーフィル
タを貼り付けて実施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る液晶セルの第1実施例を示す部分
破断断面図である。
【図2】図1の液晶セルの製造工程の一部を示す図であ
る。
【図3】図1の液晶セルの製造工程の一部を示す図であ
る。
【図4】図1の液晶セルの製造工程の一部を示す図であ
る。
【図5】図2の主要な製造工程における処理内容を示す
断面図である。
【図6】上記第1実施例の変形例を示す部分破断断面図
である。
【図7】本発明に係る液晶セルの第2実施例を示す部分
破断断面図である。
【図8】上記第2実施例の変形例を示す部分破断断面図
である。
【図9】本発明に係る液晶セルの第3実施例を示す部分
破断断面図である。
【図10】従来の液晶セルの部分断面図である。
【図11】図10の液晶セルの部分拡大断面図である。
【図12】図10の液晶セルの印加電圧−光透過率特性
を示すグラフである。
【符号の説明】
10、70・・・コモン基板、11、31・・・透明基
板、12、12A、12B、37、37A、37B・・
・透明電極、20・・・シール、30、60・・・カラ
ーフィルタ基板、31a〜31e、71a、71b・・
・溝、33、34、34A、35、63〜65・・・カ
ラーフィルタ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1透明基板、及びこの第1透明基板の
    内表面に形成した複数条の第1透明電極を有する第1電
    極基板と、 第1透明基板にシールを介し重ね合わせた第2透明基
    板、この第2透明基板の内表面に設けた複数色のカラー
    フィルタ、及び前記複数条の第1透明電極と共に格子状
    電極を構成する複数条の第2透明電極を有する第2電極
    基板と、 前記第1及び第2の電極基板の間に前記シールにより密
    封される液晶とを備えた液晶セルにおいて、 前記第1及び第2の透明基板の少なくとも一方の前記複
    数色のカラーフィルタに対応する各内表面部分を、他の
    内表面部分からずらせて形成し、前記複数色のカラーフ
    ィルタと前記複数条の第1透明電極との間の各間隔を実
    質的に同一にすることを特徴とする液晶セル。
  2. 【請求項2】 前記複数色のカラーフィルタと前記複数
    条の第1透明電極との間の各間隔が実質的に同一になる
    ように、前記第2透明基板の前記複数色のカラーフィル
    タに対応する各内表面部分に溝を形成し、 これら各溝内に前記各カラーフィルタを嵌め込むように
    したことを特徴とする請求項1に記載の液晶セル。
  3. 【請求項3】 前記各溝の深さが、これら各溝に嵌め込
    むカラーフィルタの厚さと実質的に同一であることを特
    徴とする請求項2に記載の液晶セル。
  4. 【請求項4】 前記複数色のカラーフィルタと前記複数
    条の第1透明電極との間の各間隔が実質的に同一になる
    ように、前記第1透明基板の前記複数色のカラーフィル
    タに対応する各内表面部分に溝を形成し、 前記複数条の第1透明電極の前記各溝に対応する部分を
    当該各溝内に形成するようにしたことを特徴とする請求
    項1に記載の液晶セル。
JP1247795A 1995-01-30 1995-01-30 カラーフィルタを備えた液晶セル Pending JPH08201800A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8143784B2 (en) * 2007-03-23 2012-03-27 Lg Electronics Inc. Display device
US9671640B2 (en) 2013-07-24 2017-06-06 Seiko Epson Corporation Color filter substrate, electro-optical device, and projection-type display device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8143784B2 (en) * 2007-03-23 2012-03-27 Lg Electronics Inc. Display device
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