JPH11305239A - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- JPH11305239A JPH11305239A JP10114843A JP11484398A JPH11305239A JP H11305239 A JPH11305239 A JP H11305239A JP 10114843 A JP10114843 A JP 10114843A JP 11484398 A JP11484398 A JP 11484398A JP H11305239 A JPH11305239 A JP H11305239A
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- liquid crystal
- display device
- crystal display
- substrates
- spacer
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/13394—Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers regularly patterned on the cell subtrate, e.g. walls, pillars
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- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】環境変化に対しても良好な表示品位が確保され
る液晶表示装置を提供することを目的としている。 【解決手段】 アレイ基板２００と対向基板３００との
間には、液晶層４００が保持されたセルギャップを維持
するための複数のスペース柱３５０が設けられている。
各スペース柱は、環境温度が２０℃から−２０℃に変化
した時の液晶材料の体積収縮から換算されるセルギャッ
プの減少量よりも、環境温度が−２０℃で、液晶層が保
持されていない状態のアレイ基板および対向基板に１０
０ｍＮ／ｍｍ2荷重を印加た際のスペーサ柱の変形量の
方が大きくなるように設定されている。
る液晶表示装置を提供することを目的としている。 【解決手段】 アレイ基板２００と対向基板３００との
間には、液晶層４００が保持されたセルギャップを維持
するための複数のスペース柱３５０が設けられている。
各スペース柱は、環境温度が２０℃から−２０℃に変化
した時の液晶材料の体積収縮から換算されるセルギャッ
プの減少量よりも、環境温度が−２０℃で、液晶層が保
持されていない状態のアレイ基板および対向基板に１０
０ｍＮ／ｍｍ2荷重を印加た際のスペーサ柱の変形量の
方が大きくなるように設定されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に係
り、特に基板間隙を均一に保つスペーサを備えた液晶表
示装置に関する。
り、特に基板間隙を均一に保つスペーサを備えた液晶表
示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、液晶表示装置は、軽量、薄型、低
消費電力の特徴を生かして、各種分野で利用されるよう
になってきた。そして、一対の電極基板間にツイステッ
ド・ネマチック（ＴＮ）型液晶が保持されて成る液晶表
示装置が広く利用されている。
消費電力の特徴を生かして、各種分野で利用されるよう
になってきた。そして、一対の電極基板間にツイステッ
ド・ネマチック（ＴＮ）型液晶が保持されて成る液晶表
示装置が広く利用されている。
【０００３】ところで、液晶表示装置では、基板間隙
（セルギャップ：実効的な液晶層厚をさすものとする）
を均一に保つことが不所望な着色等のない良好な表示画
像を得る上で重要であることから、従来では球状のスペ
ーサを一方の基板上に所定の密度で散布し、この上に他
方の基板を貼り合わせることが行われてきた。
（セルギャップ：実効的な液晶層厚をさすものとする）
を均一に保つことが不所望な着色等のない良好な表示画
像を得る上で重要であることから、従来では球状のスペ
ーサを一方の基板上に所定の密度で散布し、この上に他
方の基板を貼り合わせることが行われてきた。
【０００４】しかしながら、このようなスペーサを散布
する方式では、スペーサの凝集、あるいは分布の不均一
さ等から、セルギャップの一層の均一性を確保すること
が困難であり、また、スペーサによる不所望な光抜け等
が生じ、表示コントラストを向上し難いという問題があ
る。
する方式では、スペーサの凝集、あるいは分布の不均一
さ等から、セルギャップの一層の均一性を確保すること
が困難であり、また、スペーサによる不所望な光抜け等
が生じ、表示コントラストを向上し難いという問題があ
る。
【０００５】上述した問題を解決するべく、例えば特開
平９−７３０９３号公報あるいは特開平９−７３０８８
号公報には、球状のスペーサに代わって、柱状のスペー
サを用いた技術が開示されている。
平９−７３０９３号公報あるいは特開平９−７３０８８
号公報には、球状のスペーサに代わって、柱状のスペー
サを用いた技術が開示されている。
【０００６】これは、一方の基板上に、セルギャップを
均一化するためのスペーサを一体的に形成する、例えば
カラーフィルタの各色を重ねたスペーサ柱を予め定めら
れた位置に形成するというものである。このような構成
によれば、一層のセルギャップの均一性を確保すること
ができ、更には表示コントラストを向上させることがで
きる。
均一化するためのスペーサを一体的に形成する、例えば
カラーフィルタの各色を重ねたスペーサ柱を予め定めら
れた位置に形成するというものである。このような構成
によれば、一層のセルギャップの均一性を確保すること
ができ、更には表示コントラストを向上させることがで
きる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は、更に研
究を続けていく中、次の問題点を見出した。即ち、液晶
表示装置の耐荷重性を高めるためには、スペーサ柱を十
分な密度で配置する必要があるが、その材質、密度によ
っては、低温時、基板間に真空泡が発生するという問題
が生じる。これは、環境温度が変化した際、セルギャッ
プに保持されている液晶材料の体積変化と、スペーサ柱
の変形量とが必ずしも一致しないため、特に、低温時に
真空泡が発生し易いというものである。そして、このよ
うな真空泡は、液晶表示装置の表示品位を低下させてし
まう。
究を続けていく中、次の問題点を見出した。即ち、液晶
表示装置の耐荷重性を高めるためには、スペーサ柱を十
分な密度で配置する必要があるが、その材質、密度によ
っては、低温時、基板間に真空泡が発生するという問題
が生じる。これは、環境温度が変化した際、セルギャッ
プに保持されている液晶材料の体積変化と、スペーサ柱
の変形量とが必ずしも一致しないため、特に、低温時に
真空泡が発生し易いというものである。そして、このよ
うな真空泡は、液晶表示装置の表示品位を低下させてし
まう。
【０００８】本発明は、上記した問題点に鑑みてなされ
たもので、その目的は、少なくとも一方の基板に一体的
に設けられたスペーサ柱を備えた液晶表示装置であっ
て、環境温度変化に対しても良好な表示品位を確保でき
る液晶表示装置を提供することにある。
たもので、その目的は、少なくとも一方の基板に一体的
に設けられたスペーサ柱を備えた液晶表示装置であっ
て、環境温度変化に対しても良好な表示品位を確保でき
る液晶表示装置を提供することにある。
【０００９】
【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に係るこの発明の液晶表示装置は、対向配
置された一対の基板と、これらの基板間に保持された液
晶材料から成る光変調層と、前記一対の基板の少なくと
も一方の内面に一体的に形成され前記一対の基板の間隙
を維持する複数のスペーサ柱とを含み、複数の表示画素
から成る有効表示領域を備えた液晶表示装置において、
環境温度が２０℃から−２０℃に変化した時の前記液晶
材料の体積収縮から換算される前記基板の間隙の減少量
よりも、環境温度が−２０℃で、前記光変調層が保持さ
れていない状態の前記一対の基板に１００ｍＮ／ｍｍ2
荷重を印加た際の前記スペーサ柱の変形量の方が大きく
設定されていることを特徴としている。
め、請求項１に係るこの発明の液晶表示装置は、対向配
置された一対の基板と、これらの基板間に保持された液
晶材料から成る光変調層と、前記一対の基板の少なくと
も一方の内面に一体的に形成され前記一対の基板の間隙
を維持する複数のスペーサ柱とを含み、複数の表示画素
から成る有効表示領域を備えた液晶表示装置において、
環境温度が２０℃から−２０℃に変化した時の前記液晶
材料の体積収縮から換算される前記基板の間隙の減少量
よりも、環境温度が−２０℃で、前記光変調層が保持さ
れていない状態の前記一対の基板に１００ｍＮ／ｍｍ2
荷重を印加た際の前記スペーサ柱の変形量の方が大きく
設定されていることを特徴としている。
【００１０】上記構成の液晶表示装置によれば、セルギ
ャップは、低温時の液晶材料の熱収縮に追従して調整さ
れ、真空泡の発生を防止することができる。また、請求
項２に係るこの発明の液晶表示装置は、対向配置された
一対の基板と、これらの基板間に保持された液晶材料か
ら成る光変調層と、前記一対の基板の少なくとも一方の
内面に一体的に形成され前記一対の基板の間隙を維持す
る複数のスペーサ柱とを含み、複数の表示画素から成る
有効表示領域を備えた液晶表示装置において、前記光変
調層が保持されていない状態の前記一対の基板に１００
ｍＮ／ｍｍ2荷重を印加した場合、環境温度が−２０℃
での前記スペーサ柱の変化量をＸ、環境温度が２０℃で
の前記スペーサ柱の変化量をＹとすると、Ｘは０．１μ
ｍ以上であり、Ｙは２Ｘμｍ以下であることを特徴とし
ている。
ャップは、低温時の液晶材料の熱収縮に追従して調整さ
れ、真空泡の発生を防止することができる。また、請求
項２に係るこの発明の液晶表示装置は、対向配置された
一対の基板と、これらの基板間に保持された液晶材料か
ら成る光変調層と、前記一対の基板の少なくとも一方の
内面に一体的に形成され前記一対の基板の間隙を維持す
る複数のスペーサ柱とを含み、複数の表示画素から成る
有効表示領域を備えた液晶表示装置において、前記光変
調層が保持されていない状態の前記一対の基板に１００
ｍＮ／ｍｍ2荷重を印加した場合、環境温度が−２０℃
での前記スペーサ柱の変化量をＸ、環境温度が２０℃で
の前記スペーサ柱の変化量をＹとすると、Ｘは０．１μ
ｍ以上であり、Ｙは２Ｘμｍ以下であることを特徴とし
ている。
【００１１】上記構成の液晶表示装置によれば、−２０
℃といった低温退きにおいても、スペーサ柱は十分な変
形量を得られるため、 液晶材料の熱収縮に追従してセル
ギャップが調整され、真空泡の発生が防止される。ま
た、環境温度が２０℃でのスペーサ柱の変形量Ｙは、２
Ｘμｍ以下に制御されるため、スペーサ柱に要求される
セルギャップの均一性確保という本体の機能を損なうこ
ともない。これにより、幅広い環境下でセルギャップの
均一性を確保することができ、しかも真空泡の発生を防
止することができる。
℃といった低温退きにおいても、スペーサ柱は十分な変
形量を得られるため、 液晶材料の熱収縮に追従してセル
ギャップが調整され、真空泡の発生が防止される。ま
た、環境温度が２０℃でのスペーサ柱の変形量Ｙは、２
Ｘμｍ以下に制御されるため、スペーサ柱に要求される
セルギャップの均一性確保という本体の機能を損なうこ
ともない。これにより、幅広い環境下でセルギャップの
均一性を確保することができ、しかも真空泡の発生を防
止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の具体例を説明するに先立
ち、本発明の基本原理について簡単に説明する。まず、
真空泡の発生防止について検討すると、本発明では、環
境温度の変化に応じた液晶材料の体積変化に追従するス
ペーサ柱を使用することが挙げられる。例えば、本発明
者等の実験によれば、その材料やセルギャップにもよる
が、有効表示領域が１２．１インチ、セルギャップが５
μｍの液晶表示装置にチッソ社製の液晶材料を封入した
場合、液晶材料には、２０℃〜０℃の環境温度の変化に
対して、セルギャップを例えば０．０９μｍ程度縮小す
る体積変化が生じ、また、−２０℃に環境温度が変化す
ると、セルギャップを０．１μｍ以上、例えば、０．１
５μｍ程度縮小する体積変化が生じる。
ち、本発明の基本原理について簡単に説明する。まず、
真空泡の発生防止について検討すると、本発明では、環
境温度の変化に応じた液晶材料の体積変化に追従するス
ペーサ柱を使用することが挙げられる。例えば、本発明
者等の実験によれば、その材料やセルギャップにもよる
が、有効表示領域が１２．１インチ、セルギャップが５
μｍの液晶表示装置にチッソ社製の液晶材料を封入した
場合、液晶材料には、２０℃〜０℃の環境温度の変化に
対して、セルギャップを例えば０．０９μｍ程度縮小す
る体積変化が生じ、また、−２０℃に環境温度が変化す
ると、セルギャップを０．１μｍ以上、例えば、０．１
５μｍ程度縮小する体積変化が生じる。
【００１３】このような液晶材料の体積変化に十分に追
従してスペーサ柱が変形すれば真空泡は発生しない。こ
のことから、環境温度が２０℃から−２０℃に変化した
時の液晶材料の体積収縮から換算される基板の間隙の減
少量よりも、環境温度が−２０℃で、液晶材料が保持さ
れていない状態の一対の基板に１００ｍＮ／ｍｍ2荷重
を印加た際のスペーサ柱の変形量の方を大きく設定する
ことにより、低温時における真空泡の発生を効果的に防
止することができる。
従してスペーサ柱が変形すれば真空泡は発生しない。こ
のことから、環境温度が２０℃から−２０℃に変化した
時の液晶材料の体積収縮から換算される基板の間隙の減
少量よりも、環境温度が−２０℃で、液晶材料が保持さ
れていない状態の一対の基板に１００ｍＮ／ｍｍ2荷重
を印加た際のスペーサ柱の変形量の方を大きく設定する
ことにより、低温時における真空泡の発生を効果的に防
止することができる。
【００１４】また、本発明者等の研究の結果、液晶材料
が保持されていない状態の一対の基板に１００ｍＮ／ｍ
ｍ2荷重を印加した場合、環境温度が−２０℃でのスペ
ーサ柱の変化量をＸ、環境温度が２０℃でのスペーサ柱
の変化量をＹとすると、Ｘは０．１μｍ以上であり、Ｙ
は２Ｘμｍ以下に設定することで、低温時の真空泡の発
生を効果的に防止できることが解った。
が保持されていない状態の一対の基板に１００ｍＮ／ｍ
ｍ2荷重を印加した場合、環境温度が−２０℃でのスペ
ーサ柱の変化量をＸ、環境温度が２０℃でのスペーサ柱
の変化量をＹとすると、Ｘは０．１μｍ以上であり、Ｙ
は２Ｘμｍ以下に設定することで、低温時の真空泡の発
生を効果的に防止できることが解った。
【００１５】更に、本発明者等の研究の結果、上記の状
態を実現するためには、スペーサ柱は、その温度依存性
にも影響を受けるが、環境温度が２０℃、高さ５μｍ、
１００μm 2当たりに換算した時の３０ｍＮ荷重下での
変形量が０．３μｍ以上であることが望ましい。上記変
形量が０．３μｍ以上であれば、−２０℃程度の低温環
境下であっても、必要最低限の変形量を確保することが
でき、逆に、０．３μｍよりも小さいと、スペーサ柱の
密度に応じた変形量の制御が容易ではなくなる。
態を実現するためには、スペーサ柱は、その温度依存性
にも影響を受けるが、環境温度が２０℃、高さ５μｍ、
１００μm 2当たりに換算した時の３０ｍＮ荷重下での
変形量が０．３μｍ以上であることが望ましい。上記変
形量が０．３μｍ以上であれば、−２０℃程度の低温環
境下であっても、必要最低限の変形量を確保することが
でき、逆に、０．３μｍよりも小さいと、スペーサ柱の
密度に応じた変形量の制御が容易ではなくなる。
【００１６】また、スペーサ柱は、環境温度が２０℃、
高さ５μｍで１００μm 2当たりに換算した時の６０ｍ
Ｎ荷重下での変形量が２．０μｍ以上であることが望ま
しい。上記変形量が２．０μｍ以下であれば、製造工程
中にスペーサ柱が不所望に変形することが防止され、逆
に、２．０μｍよりも大きいと、スペーサ柱の密度に応
じた変形量の制御が容易ではなくなる。
高さ５μｍで１００μm 2当たりに換算した時の６０ｍ
Ｎ荷重下での変形量が２．０μｍ以上であることが望ま
しい。上記変形量が２．０μｍ以下であれば、製造工程
中にスペーサ柱が不所望に変形することが防止され、逆
に、２．０μｍよりも大きいと、スペーサ柱の密度に応
じた変形量の制御が容易ではなくなる。
【００１７】このようなスペーサ柱は、所定の密度で配
置することが望ましく、特に、５００〜３０００μｍ2
／ｍｍ2の密度の範囲、特に、７００〜２０００μｍ2／
ｍｍ2の範囲に制御することが望ましい。このような範
囲内であれば、スペーサ柱によってセルギャップを均一
に保持することができ、また、環境変化に対しても真空
泡の発生を十分に低減することができる。スペーサ柱の
密度が５００μｍ2／ｍｍ2よりも小さいと、製造途中の
圧力によってセルギャップむらが生じ表示不良を招く恐
れがあり、また、３０００μｍ2／ｍｍ2を越えると、真
空泡の発生を招く恐れがある。
置することが望ましく、特に、５００〜３０００μｍ2
／ｍｍ2の密度の範囲、特に、７００〜２０００μｍ2／
ｍｍ2の範囲に制御することが望ましい。このような範
囲内であれば、スペーサ柱によってセルギャップを均一
に保持することができ、また、環境変化に対しても真空
泡の発生を十分に低減することができる。スペーサ柱の
密度が５００μｍ2／ｍｍ2よりも小さいと、製造途中の
圧力によってセルギャップむらが生じ表示不良を招く恐
れがあり、また、３０００μｍ2／ｍｍ2を越えると、真
空泡の発生を招く恐れがある。
【００１８】そして、このようなスペーサ柱は、有効表
示領域を損なわないように配置する、即ち、基板の配線
上等の非表示領域に配置することが望ましく、これによ
り、、各スペーサ柱の面積および分布が決定される。そ
して、均一なセルギャップを確保する上で、スペーサ柱
は、有効表示領域内で均等に配置されることが望まし
い。
示領域を損なわないように配置する、即ち、基板の配線
上等の非表示領域に配置することが望ましく、これによ
り、、各スペーサ柱の面積および分布が決定される。そ
して、均一なセルギャップを確保する上で、スペーサ柱
は、有効表示領域内で均等に配置されることが望まし
い。
【００１９】以下に本発明の実施の形態に係る液晶表示
装置について図面を参照して詳細に説明する。図１およ
び図２に示すように、液晶表示装置１００は、対向配置
されたアレイ基板２００と対向基板３００との間に、光
変調層としての液晶層４００を保持することにより構成
されている。また、液晶表示装置１００は、図示しない
駆動回路部に電気的に接続されると共に、アレイ基板２
００側に面光源装置を備えて構成される。
装置について図面を参照して詳細に説明する。図１およ
び図２に示すように、液晶表示装置１００は、対向配置
されたアレイ基板２００と対向基板３００との間に、光
変調層としての液晶層４００を保持することにより構成
されている。また、液晶表示装置１００は、図示しない
駆動回路部に電気的に接続されると共に、アレイ基板２
００側に面光源装置を備えて構成される。
【００２０】アレイ基板２００では、厚さ０．７mmの透
明なガラス基板２０１上に（１０２４×３）本のモリブ
デン／アルミニウム／モリブデンの積層構造から成る信
号線２１１と７８６本のモリブデン−タングステン合金
（ＭｏＷ合金）から成る走査線２２１とが互いに直交し
てマトリクス状に配置され、各交差部近傍に薄膜トラン
ジスタ（以下ＴＦＴと奏する）２３１が配置されてい
る。
明なガラス基板２０１上に（１０２４×３）本のモリブ
デン／アルミニウム／モリブデンの積層構造から成る信
号線２１１と７８６本のモリブデン−タングステン合金
（ＭｏＷ合金）から成る走査線２２１とが互いに直交し
てマトリクス状に配置され、各交差部近傍に薄膜トラン
ジスタ（以下ＴＦＴと奏する）２３１が配置されてい
る。
【００２１】更に詳しく述べると、ＴＦＴ２３１は、走
査線２２１から延びるゲート電極２２１ａ上に、シリコ
ン窒化膜（ＳｉＮｘ）から成るゲート絶縁膜２４１を介
して設けられた水素化非晶質シリコン半導体層（ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ）２３３を備えている。更に、この上にシリコン
窒化膜（ＳｉＮｘ）から成るチャネル保護膜２３５が配
置され、リンドープの低抵抗水素化非晶質シリコン半導
体層（ｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ）２３７、２３９を介してａ−
Ｓｉ：Ｈ２３３と電気的に接続されるソース電極２５１
及びドレイン電極２６１が配置されている。
査線２２１から延びるゲート電極２２１ａ上に、シリコ
ン窒化膜（ＳｉＮｘ）から成るゲート絶縁膜２４１を介
して設けられた水素化非晶質シリコン半導体層（ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ）２３３を備えている。更に、この上にシリコン
窒化膜（ＳｉＮｘ）から成るチャネル保護膜２３５が配
置され、リンドープの低抵抗水素化非晶質シリコン半導
体層（ｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ）２３７、２３９を介してａ−
Ｓｉ：Ｈ２３３と電気的に接続されるソース電極２５１
及びドレイン電極２６１が配置されている。
【００２２】ドレイン電極２６１は信号線２１１と一体
的に形成されている。ソース電極２５１は、信号線２１
１と同様に、モリブデン／アルミニウム／モリブデンの
積層構造から成り、透明導電膜であるＩＴＯから成る画
素電極２７１に電気的に接続されている。
的に形成されている。ソース電極２５１は、信号線２１
１と同様に、モリブデン／アルミニウム／モリブデンの
積層構造から成り、透明導電膜であるＩＴＯから成る画
素電極２７１に電気的に接続されている。
【００２３】また、走査線２２１と略平行に、走査線２
２１と同一工程で形成される補助容量線２７３が配置さ
れ、これら補助容量線２７３と画素電極２７１とがゲー
ト絶縁膜２４１を介して対向配置され補助容量Ｃｓを構
成している。そして、最上層に配向膜２９１を形成する
ことにより、アレイ基板２００が構成されている。
２１と同一工程で形成される補助容量線２７３が配置さ
れ、これら補助容量線２７３と画素電極２７１とがゲー
ト絶縁膜２４１を介して対向配置され補助容量Ｃｓを構
成している。そして、最上層に配向膜２９１を形成する
ことにより、アレイ基板２００が構成されている。
【００２４】本実施の形態において、液晶表示装置は、
有効表示領域が１２．１インチ、（１０２４×３）×７
８６の表示画素、１０２４×７８６の表示絵素がマトリ
クス状に配列されたＳＶＧＡ仕様であり、画素ピッチは
１０２．５μm ×３０７．５μm となっている。
有効表示領域が１２．１インチ、（１０２４×３）×７
８６の表示画素、１０２４×７８６の表示絵素がマトリ
クス状に配列されたＳＶＧＡ仕様であり、画素ピッチは
１０２．５μm ×３０７．５μm となっている。
【００２５】一方、対向基板３００では、厚さ０．７mm
の透明なガラス基板３０１上に、アレイ基板２００の信
号線２１１と画素電極２７１との間、走査線２２１と画
素電極２７１との間からの漏れ光、ＴＦＴ２３１上に照
射される不所望な光を遮るために、樹脂製の遮光膜３１
１がマトリクス状に配置されている。そして、この遮光
膜３１１間には、カラー表示を実現するため、赤
（Ｒ），青（Ｂ），緑（Ｇ）のカラーフィルタ３２１
Ｒ、３２１Ｂ、３２１Ｇがそれぞれ配置されている。更
に、カラーフィルタ上には、透明導電膜としてＩＴＯか
ら成る対向電極３３１、配向膜３４１が順に形成されて
いる。
の透明なガラス基板３０１上に、アレイ基板２００の信
号線２１１と画素電極２７１との間、走査線２２１と画
素電極２７１との間からの漏れ光、ＴＦＴ２３１上に照
射される不所望な光を遮るために、樹脂製の遮光膜３１
１がマトリクス状に配置されている。そして、この遮光
膜３１１間には、カラー表示を実現するため、赤
（Ｒ），青（Ｂ），緑（Ｇ）のカラーフィルタ３２１
Ｒ、３２１Ｂ、３２１Ｇがそれぞれ配置されている。更
に、カラーフィルタ上には、透明導電膜としてＩＴＯか
ら成る対向電極３３１、配向膜３４１が順に形成されて
いる。
【００２６】このアレイ基板２００と対向基板３００と
の間隙、即ちセルギャップは５．０μｍに維持され、こ
れらの基板間には、チッソ社製ツイスト・ネマチック液
晶を主体とした液晶材料から成る液晶層４００が保持さ
れている。
の間隙、即ちセルギャップは５．０μｍに維持され、こ
れらの基板間には、チッソ社製ツイスト・ネマチック液
晶を主体とした液晶材料から成る液晶層４００が保持さ
れている。
【００２７】そして、このセルギャップは、対向基板３
００のカラーフィルタ３２１Ｒ、３２１Ｂ、３２１Ｇの
各色を積層して構成された複数のスペーサ柱３５０によ
って維持されている。即ち、各スペーサ柱３５０は、緑
（Ｇ）のカラーフィルタ３２１Ｇから成る第１層３５
１、第１層３５１上に配置された青（Ｂ）のカラーフィ
ルタ３２１Ｂから成る第２層３５３、及び第２層３５３
上に配置された赤（Ｒ）のカラーフィルタ３２１Ｒから
成る第３層３５５とによって構成されている。そして、
これらのスペーサ柱３５０は、表示品位を損なうことが
ないよう、例えば、走査線２２１上に当接する位置に配
置されている。
００のカラーフィルタ３２１Ｒ、３２１Ｂ、３２１Ｇの
各色を積層して構成された複数のスペーサ柱３５０によ
って維持されている。即ち、各スペーサ柱３５０は、緑
（Ｇ）のカラーフィルタ３２１Ｇから成る第１層３５
１、第１層３５１上に配置された青（Ｂ）のカラーフィ
ルタ３２１Ｂから成る第２層３５３、及び第２層３５３
上に配置された赤（Ｒ）のカラーフィルタ３２１Ｒから
成る第３層３５５とによって構成されている。そして、
これらのスペーサ柱３５０は、表示品位を損なうことが
ないよう、例えば、走査線２２１上に当接する位置に配
置されている。
【００２８】スペーサ柱３５０としては、図３中曲線
（ａ）に示すように、常温（２０℃）、高さ５μｍで、
１００μｍ2当たりに換算した時の値が３０ｍＮの荷重
を受けた際の変形量が０．３μｍ以上である１．０μ
ｍ、また、６０ｍＮの荷重を受けた際の変形量が２．０
μｍ以下である１．６μｍとなるポリイミド系材料を使
用した。
（ａ）に示すように、常温（２０℃）、高さ５μｍで、
１００μｍ2当たりに換算した時の値が３０ｍＮの荷重
を受けた際の変形量が０．３μｍ以上である１．０μ
ｍ、また、６０ｍＮの荷重を受けた際の変形量が２．０
μｍ以下である１．６μｍとなるポリイミド系材料を使
用した。
【００２９】更に詳しく述べると、この材料の荷重変形
は、荷重をｘ、変形量をｙとすると、以下の式で表さ
れ、荷重変形が比較的大きい材料である。ｙ＝０．１３
ｘ0.6本実施の形態では、スペーサ柱３５０を、アレイ
基板２００に対する当接面積を１０μm ×１０μm と
し、その配設密度を４個／９画素、即ち１４１０（μm2
／mm2）とし、有効表示領域内で均等に分散するように
配置した。
は、荷重をｘ、変形量をｙとすると、以下の式で表さ
れ、荷重変形が比較的大きい材料である。ｙ＝０．１３
ｘ0.6本実施の形態では、スペーサ柱３５０を、アレイ
基板２００に対する当接面積を１０μm ×１０μm と
し、その配設密度を４個／９画素、即ち１４１０（μm2
／mm2）とし、有効表示領域内で均等に分散するように
配置した。
【００３０】これにより、図４中曲線（ａ）で示すよう
に、液晶層が保持されていない状態で、アレイ基板２０
０および対向基板３００間に１００ｍＮ／ｍｍ2荷重を
印加した際、環境温度−２０℃でのスペーサ柱３５０の
変形量は０．３μｍであった。これは、環境温度が２０
℃から−２０℃に変化した際の液晶材料の体積収縮から
換算されるセルギャップの減少量が０．１５μｍである
のに対して、十分に大きい値であった。また、液晶層が
保持されていない状態で、アレイ基板２００および対向
基板３００間に１００ｍＮ／ｍｍ2荷重を印加した際、
環境温度２０℃でのスペーサ柱３５０の変形量は０．４
μｍであり、−２０℃時の変化量の２倍以下であった。
に、液晶層が保持されていない状態で、アレイ基板２０
０および対向基板３００間に１００ｍＮ／ｍｍ2荷重を
印加した際、環境温度−２０℃でのスペーサ柱３５０の
変形量は０．３μｍであった。これは、環境温度が２０
℃から−２０℃に変化した際の液晶材料の体積収縮から
換算されるセルギャップの減少量が０．１５μｍである
のに対して、十分に大きい値であった。また、液晶層が
保持されていない状態で、アレイ基板２００および対向
基板３００間に１００ｍＮ／ｍｍ2荷重を印加した際、
環境温度２０℃でのスペーサ柱３５０の変形量は０．４
μｍであり、−２０℃時の変化量の２倍以下であった。
【００３１】このようにして構成された液晶表示装置の
セルギャップの面内分布を測定したところ、そのばらつ
きは０．１μm 以内に抑えられていた。また、環境温度
が−２０℃から６０℃の範囲で液晶表示装置の動作確認
をしたところ、目視による真空泡の発生は全く確認され
なかった。
セルギャップの面内分布を測定したところ、そのばらつ
きは０．１μm 以内に抑えられていた。また、環境温度
が−２０℃から６０℃の範囲で液晶表示装置の動作確認
をしたところ、目視による真空泡の発生は全く確認され
なかった。
【００３２】また、本発明者等は、上記と同様の構成を
有する液晶表示装置において、スペーサ柱３５０の配置
密度を変更した液晶表示装置について上記と同様の測定
を行った。図５中曲線（ａ）は、スペーサ密度とセルギ
ャップむらとの関係を示し、曲線（ａ’）は、スペーサ
柱密度と真空泡発生頻度との関係を示している。この図
から解るように、本実施の形態では、スペーサ柱の密度
を１４１０μｍ2／ｍｍ2としたが、５００〜３０００μ
ｍ2／ｍｍ2の範囲内、特に、７００〜２０００μｍ2／
ｍｍ2の範囲内で良好な結果が得られることが解る。
有する液晶表示装置において、スペーサ柱３５０の配置
密度を変更した液晶表示装置について上記と同様の測定
を行った。図５中曲線（ａ）は、スペーサ密度とセルギ
ャップむらとの関係を示し、曲線（ａ’）は、スペーサ
柱密度と真空泡発生頻度との関係を示している。この図
から解るように、本実施の形態では、スペーサ柱の密度
を１４１０μｍ2／ｍｍ2としたが、５００〜３０００μ
ｍ2／ｍｍ2の範囲内、特に、７００〜２０００μｍ2／
ｍｍ2の範囲内で良好な結果が得られることが解る。
【００３３】次に、スペーサ柱３５０として、図３中曲
線（ｂ）に示すように、常温（２０℃）下で、高さ５μ
ｍ、１００μｍ2当たりに換算した時の値が３０ｍＮの
荷重を受けた際の変形量が０．３μｍ以上である０．４
μｍ、また、６０ｍＮの荷重を受けた際の変形量が２．
０μｍ以下である０．５μｍとなるアクリル系材料を使
用した。
線（ｂ）に示すように、常温（２０℃）下で、高さ５μ
ｍ、１００μｍ2当たりに換算した時の値が３０ｍＮの
荷重を受けた際の変形量が０．３μｍ以上である０．４
μｍ、また、６０ｍＮの荷重を受けた際の変形量が２．
０μｍ以下である０．５μｍとなるアクリル系材料を使
用した。
【００３４】更に詳しく述べると、この材料の荷重変形
は、荷重をｘ、変形量をｙとすると、以下の式で表さ
れ、荷重変形が比較的大きい材料である。 ｙ＝０．０９ｘ0.4 本実施の形態では、スペーサ柱３５０を、アレイ基板２
００に対する当接面積を１０μm ×１０μm とし、その
配設密度を、前述した材料よりも変形量が小さい分だけ
僅かに低密度である３個／９画素、即ち１０５８（μm
2／mm2）とし、有効表示領域内で均等に分散するように
配置した。
は、荷重をｘ、変形量をｙとすると、以下の式で表さ
れ、荷重変形が比較的大きい材料である。 ｙ＝０．０９ｘ0.4 本実施の形態では、スペーサ柱３５０を、アレイ基板２
００に対する当接面積を１０μm ×１０μm とし、その
配設密度を、前述した材料よりも変形量が小さい分だけ
僅かに低密度である３個／９画素、即ち１０５８（μm
2／mm2）とし、有効表示領域内で均等に分散するように
配置した。
【００３５】これにより、図４中曲線（ｂ）で示すよう
に、液晶層が保持されていない状態で、アレイ基板２０
０および対向基板３００間に１００ｍＮ／ｍｍ2荷重を
印加した際、環境温度−２０℃でのスペーサ柱３５０の
変形量は０．１５μｍであった。これは、環境温度が２
０℃から−２０℃に変化した際の液晶材料の体積収縮か
ら換算されるセルギャップの減少量が０．１５μｍであ
るのに対して、ほぼ同等であった。また、液晶層が保持
されていない状態で、アレイ基板２００および対向基板
３００間に１００ｍＮ／ｍｍ2荷重を印加した際、環境
温度２０℃でのスペーサ柱３５０の変形量は０．２４μ
ｍであり、−２０℃時の変化量の２倍以下であった。
に、液晶層が保持されていない状態で、アレイ基板２０
０および対向基板３００間に１００ｍＮ／ｍｍ2荷重を
印加した際、環境温度−２０℃でのスペーサ柱３５０の
変形量は０．１５μｍであった。これは、環境温度が２
０℃から−２０℃に変化した際の液晶材料の体積収縮か
ら換算されるセルギャップの減少量が０．１５μｍであ
るのに対して、ほぼ同等であった。また、液晶層が保持
されていない状態で、アレイ基板２００および対向基板
３００間に１００ｍＮ／ｍｍ2荷重を印加した際、環境
温度２０℃でのスペーサ柱３５０の変形量は０．２４μ
ｍであり、−２０℃時の変化量の２倍以下であった。
【００３６】このようにして構成された液晶表示装置の
セルギャップの面内分布を測定したところ、そのばらつ
きは０．１μm 以内に抑えられていた。また、環境温度
が−２０℃から６０℃の範囲で液晶表示装置の動作確認
をしたところ、目視による真空泡の発生は全く確認され
なかった。
セルギャップの面内分布を測定したところ、そのばらつ
きは０．１μm 以内に抑えられていた。また、環境温度
が−２０℃から６０℃の範囲で液晶表示装置の動作確認
をしたところ、目視による真空泡の発生は全く確認され
なかった。
【００３７】また、本発明者等は、上記と同様の構成を
有する液晶表示装置において、スペーサ柱３５０の配置
密度を変更した液晶表示装置について上記と同様の測定
を行った。図５中曲線（ｂ）は、スペーサ密度とセルギ
ャップむらとの関係を示し、曲線（ｂ’）は、スペーサ
柱密度と真空泡発生頻度との関係を示している。この図
から解るように、本実施の形態では、スペーサ柱の密度
を１０５８μｍ2／ｍｍ2としたが、５００〜３０００μ
ｍ2／ｍｍ2の範囲内、特に、７００〜２０００μｍ2／
ｍｍ2の範囲内で良好な結果が得られることが解る。
有する液晶表示装置において、スペーサ柱３５０の配置
密度を変更した液晶表示装置について上記と同様の測定
を行った。図５中曲線（ｂ）は、スペーサ密度とセルギ
ャップむらとの関係を示し、曲線（ｂ’）は、スペーサ
柱密度と真空泡発生頻度との関係を示している。この図
から解るように、本実施の形態では、スペーサ柱の密度
を１０５８μｍ2／ｍｍ2としたが、５００〜３０００μ
ｍ2／ｍｍ2の範囲内、特に、７００〜２０００μｍ2／
ｍｍ2の範囲内で良好な結果が得られることが解る。
【００３８】なお、上述した実施の形態では、スペーサ
柱３５０をカラーフィルタ３２１Ｒ、３２１Ｂ、３２１
Ｇの各色を積層して構成したが、これに限らず、例えば
２色を積層し、この上に他の材料をパターニングして配
置するものであっても、あるいはカラーフィルタ３２１
Ｒ、３２１Ｂ、３２１Ｇ上に他の材料をパターニングし
て配置するものであってもよい。
柱３５０をカラーフィルタ３２１Ｒ、３２１Ｂ、３２１
Ｇの各色を積層して構成したが、これに限らず、例えば
２色を積層し、この上に他の材料をパターニングして配
置するものであっても、あるいはカラーフィルタ３２１
Ｒ、３２１Ｂ、３２１Ｇ上に他の材料をパターニングし
て配置するものであってもよい。
【００３９】また、上記実施の形態では、対向基板３０
０側にスペーサ柱３５０を配置したが、アレイ基板２０
０側に配置する構成としてもよい。更に、アレイ基板２
００と対向基板３００とのそれぞれにスペーサ柱を配置
してもよく、また、それぞれの基板に配置されたスペー
サ柱を重ね合わせてセルギャップを保つ構成としてもよ
い。
０側にスペーサ柱３５０を配置したが、アレイ基板２０
０側に配置する構成としてもよい。更に、アレイ基板２
００と対向基板３００とのそれぞれにスペーサ柱を配置
してもよく、また、それぞれの基板に配置されたスペー
サ柱を重ね合わせてセルギャップを保つ構成としてもよ
い。
【００４０】上述した実施の形態では、スペーサ柱３５
０を走査線２２１上に配置したが、液晶表示装置の開口
率を損なわない限り、信号線２１１、あるいはＴＦＴ２
３１等の上に配置する構成としてもよい。なお、スペー
サ柱３５０上には対向電極３３１が重ねて設けられてい
るため、上記実施の形態のように、スペーサ柱３５０を
走査線２２１上に配置した場合、対向電極３３１との電
気的な分離を図る上で効果的となる。
０を走査線２２１上に配置したが、液晶表示装置の開口
率を損なわない限り、信号線２１１、あるいはＴＦＴ２
３１等の上に配置する構成としてもよい。なお、スペー
サ柱３５０上には対向電極３３１が重ねて設けられてい
るため、上記実施の形態のように、スペーサ柱３５０を
走査線２２１上に配置した場合、対向電極３３１との電
気的な分離を図る上で効果的となる。
【００４１】更に、上述した実施の形態では、ＴＮモー
ドの液晶表示装置を例にとり説明したが、本発明は、複
屈折を利用するもの、ゲスト・ホスト効果により表示す
るもの等、各種液晶表示装置に適用できることは言うま
でもない。
ドの液晶表示装置を例にとり説明したが、本発明は、複
屈折を利用するもの、ゲスト・ホスト効果により表示す
るもの等、各種液晶表示装置に適用できることは言うま
でもない。
【００４２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
液晶材料の熱収縮に追従して変形可能なスペーサ柱を用
いることにより、真空泡の発生を防止し、良好な表示品
位、高コントラスト比を確保できるとともに、環境変化
に対しても表示品位が損なわれることのない液晶表示装
置を提供することができる。
液晶材料の熱収縮に追従して変形可能なスペーサ柱を用
いることにより、真空泡の発生を防止し、良好な表示品
位、高コントラスト比を確保できるとともに、環境変化
に対しても表示品位が損なわれることのない液晶表示装
置を提供することができる。
【図１】図１は、この発明の実施の形態に係る液晶表示
装置のアレイ基板を概略的に示す平面図。
装置のアレイ基板を概略的に示す平面図。
【図２】図２は、図１の線Ａ−Ａに沿った上記液晶表示
装置の断面図。
装置の断面図。
【図３】図３は、上記液晶表示装置に設けられたスペー
サ柱の変形量の荷重依存性を示すグラフ。
サ柱の変形量の荷重依存性を示すグラフ。
【図４】図４は、所定の荷重下での、上記スペーサ柱の
変形量の温度依存性を示すグラフ。
変形量の温度依存性を示すグラフ。
【図５】図５は、上記スペーサの配置密度に対するセル
ギャップむら及び気泡発頻度の関係を示すグラフ。
ギャップむら及び気泡発頻度の関係を示すグラフ。
１００…液晶表示装置 ２００…アレイ基板 ２１１…信号線 ２２１…走査線 ２３１…ＴＦＴ ２７１…画素電極 ３２１Ｒ、３２１Ｂ、３２１Ｇ…カラーフィルタ ３００…対向基板 ３５０…スペーサ柱 ４００…液晶層 ４３１、４４１…偏光板
Claims (9)
- 【請求項１】対向配置された一対の基板と、これらの基
板間に保持された液晶材料から成る光変調層と、前記一
対の基板の少なくとも一方の内面に一体的に形成され前
記一対の基板の間隙を維持する複数のスペーサ柱とを含
み、複数の表示画素から成る有効表示領域を備えた液晶
表示装置において、 環境温度が２０℃から−２０℃に変化した時の前記液晶
材料の体積収縮から換算される前記基板の間隙の減少量
よりも、環境温度が−２０℃で、前記光変調層が保持さ
れていない状態の前記一対の基板に１００ｍＮ／ｍｍ2
荷重を印加た際の前記スペーサ柱の変形量の方が大きく
設定されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】対向配置された一対の基板と、これらの基
板間に保持された液晶材料から成る光変調層と、前記一
対の基板の少なくとも一方の内面に一体的に形成され前
記一対の基板の間隙を維持する複数のスペーサ柱とを含
み、複数の表示画素から成る有効表示領域を備えた液晶
表示装置において、 前記光変調層が保持されていない状態の前記一対の基板
に１００ｍＮ／ｍｍ2荷重を印加した場合、環境温度が
−２０℃での前記スペーサ柱の変化量をＸ、環境温度が
２０℃での前記スペーサ柱の変化量をＹとすると、Ｘは
０．１μｍ以上であり、Ｙは２Ｘμｍ以下であることを
特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項３】前記スペーサ柱は、環境温度が２０℃で１
００μm 2当たりに換算した時の３０ｍＮ荷重下での変
形量が０．３μｍ以上であることを特徴とする請求項１
又は２に記載の液晶表示装置。 - 【請求項４】前記スペーサ柱は、環境温度が２０℃で１
００μm 2当たりに換算した時の６０ｍＮ荷重下での変
形量が２．０μｍ以上であることを特徴とする請求項１
又は２に記載の液晶表示装置。 - 【請求項５】前記スペーサ柱は、５００〜３０００μｍ
2／ｍｍ2の密度で配置されていることを特徴とする請求
項１又は２に記載の液晶表示装置。 - 【請求項６】前記スペーサ柱は、７００〜２０００μｍ
2／ｍｍ2の密度で配置されていることを特徴とする請求
項５に記載の液晶表示装置。 - 【請求項７】前記有効表示領域は、１２インチ以上であ
ることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装
置。 - 【請求項８】前記一対の基板の少なくとも一方は、マト
リクス状に配置された複数本の信号線および走査線と、
スイッチング素子を介して配置された画素電極と、を含
んでいることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶
表示装置。 - 【請求項９】前記スペーサ柱は、前記信号線、走査線、
およびスイッチング素子のいずれかに重ねて配置されて
いることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11484398A JP4011725B2 (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 液晶表示装置 |
| TW088106245A TW476853B (en) | 1998-04-24 | 1999-04-19 | Liquid crystal display device |
| US09/296,257 US6377328B1 (en) | 1998-04-24 | 1999-04-22 | Liquid crystal display device |
| KR1019990014719A KR100335213B1 (ko) | 1998-04-24 | 1999-04-24 | 액정표시장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11484398A JP4011725B2 (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11305239A true JPH11305239A (ja) | 1999-11-05 |
| JP4011725B2 JP4011725B2 (ja) | 2007-11-21 |
Family
ID=14648106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11484398A Expired - Fee Related JP4011725B2 (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 液晶表示装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6377328B1 (ja) |
| JP (1) | JP4011725B2 (ja) |
| KR (1) | KR100335213B1 (ja) |
| TW (1) | TW476853B (ja) |
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| JP2001142076A (ja) * | 1999-11-15 | 2001-05-25 | Toshiba Corp | 液晶表示装置 |
| JP2001343655A (ja) * | 2000-05-31 | 2001-12-14 | Toshiba Corp | 液晶表示装置 |
| US6811458B2 (en) | 2001-05-10 | 2004-11-02 | Nec Lcd Technologies, Ltd. | Method for manufacturing liquid crystal display |
| JP2009244774A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Fujifilm Corp | カラーフィルタ基板、及び液晶表示装置 |
| US8027016B2 (en) | 2002-11-14 | 2011-09-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Panel for a liquid crystal display and method of forming the same |
Families Citing this family (16)
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|---|---|---|---|---|
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| JP4298131B2 (ja) * | 1999-05-14 | 2009-07-15 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 液晶表示装置の作製方法 |
| TW459275B (en) * | 1999-07-06 | 2001-10-11 | Semiconductor Energy Lab | Semiconductor device and method of fabricating the same |
| JP3678974B2 (ja) * | 2000-03-29 | 2005-08-03 | 富士通ディスプレイテクノロジーズ株式会社 | 液晶表示装置の製造方法 |
| JP2001318383A (ja) * | 2000-05-12 | 2001-11-16 | Sony Corp | 液晶表示装置 |
| KR100482469B1 (ko) * | 2000-11-25 | 2005-04-14 | 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 크로스 토크 방지용 액정표시장치 제조방법 |
| KR100957564B1 (ko) * | 2002-10-30 | 2010-05-12 | 삼성전자주식회사 | 액정표시장치 및 이의 제조 방법 |
| KR100640209B1 (ko) * | 2002-12-31 | 2006-10-31 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 액정표시장치 및 그 제조방법 |
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