WO2007129499A1 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

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WO2007129499A1
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display device
crystal display
electrode line
protrusion
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Hitoshi Satoh
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Sharp Kabushiki Kaisha
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G02F1/13394Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers regularly patterned on the cell subtrate, e.g. walls, pillars
    • GPHYSICS
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    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133512Light shielding layers, e.g. black matrix

Definitions

  • Liquid crystal display device and manufacturing method thereof
  • the present invention relates to a liquid crystal display device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a liquid crystal display device that maintains a distance between transparent substrates by spacer particles and a method for manufacturing the same.
  • a liquid crystal display device includes a liquid crystal sandwiched between a glass transparent substrate on which a TFT (Thin Film Transistor) is formed and a glass transparent substrate in which RGB is distributed to form a color filter.
  • the thickness of the liquid crystal layer that is, the cell gap
  • the cell gap is required to have a uniform value in order to prevent uneven display of the liquid crystal panel.
  • spherical spacer particles are arranged between the transparent substrates, for example, as described in Patent Document 1, and the spacing is made uniform over the entire surface of the transparent substrate. The thing of the structure to hold
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 2005-10412
  • the present invention has been completed based on the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a liquid crystal display device in which spacer particles are arranged at desired locations.
  • a liquid crystal display device of the present invention includes a pair of transparent substrates stacked in parallel, spacer particles holding the pair of transparent substrates at a predetermined interval, A liquid crystal display device comprising a liquid crystal sealed between the pair of transparent substrates, the other side of at least one transparent substrate of the pair of transparent substrates The surface opposite to the transparent substrate is characterized in that an arrangement region in which the spacer particles are to be arranged and a protrusion that surrounds the arrangement region over the entire circumference are formed.
  • the spacer particles should be arranged on the surface of at least one of the pair of transparent substrates facing the counterpart transparent substrate. Protrusions that enclose the region over the entire circumference are provided, and the spacer particles are applied together with ink in the arrangement region surrounded by the projections on the one transparent substrate, and the ink The spacer particles are fixed to the arrangement region, and the pair of transparent substrates are overlapped at a predetermined interval by sandwiching the spacer particles. It is characterized by dropping or enclosing liquid crystal in the gap between the transparent substrates.
  • the arrangement region where the spacer particles are to be arranged is surrounded by the protrusions over the entire circumference thereof, and therefore, the spacer particles in the arrangement region are arranged in the arrangement region. It is prevented from moving outside.
  • FIG. 1 is a partially enlarged plan view of a TFT substrate of Embodiment 1.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along line XX of FIG.
  • FIG. 3 is a partially enlarged plan view of the CF substrate of the second embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line Y—Y of FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line ZZ in FIG.
  • FIG. 6 is a partially enlarged plan view of the TFT substrate of Embodiment 3.
  • TFT substrate transparent substrate
  • Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 a pair of glass transparent substrates, that is, a TFT substrate 10 and a CF substrate 20 are overlapped in parallel, and spacer particles 31 are interposed between the substrates 10 and 20. Therefore, the gap (cell gap) between the substrates 10 and 20 is kept constant over the entire surface, and the liquid crystal 32 is filled in the gap between the substrates 10 and 20 by dropping or sealing.
  • a plurality of source electrode lines 11 are vertically arranged at regular intervals and a plurality of gate electrode lines 12 are arranged.
  • a substantially rectangular display electrode 13 having a transparent thin plate shape made of ITO (Indium Tin Oxide) is disposed.
  • a switching element 14 having a TFT (Thin Film Transistor) force connected to the source electrode line 11 and the gate electrode line 12 is provided at each corner of each lattice frame.
  • the gate electrode line 12 is connected to the drive element 14. As shown in Figure 2, TF An insulating film 15 is formed on the surface of the T substrate 10 (the surface facing the CF substrate 20) and the surface of the gate electrode line 12, and the display electrode 13 is formed on the surface of the insulating film 15. Further, an alignment film 16 is formed on the surface of the display electrode 13.
  • a large number of colored portions 22 of the three primary colors red (R), green (G), and blue (B) are arranged vertically and horizontally.
  • a color filter 21 is formed on the surface of the CF substrate 20 facing the TFT substrate 10.
  • a black light-shielding film 23 (black 'matrix) is formed.
  • the black light shielding film 23 defines the colored portion 22.
  • a transparent thin plate common electrode 24 made of ITO (Indium Tin Oxide) is formed on the surface of the color filter 21 and the black light shielding film 23 (the surface facing the TFT substrate 10).
  • An alignment film 25 is formed on the substrate.
  • the lattice-shaped region where the black light shielding film 23 is formed in the CF substrate 20 corresponds to the lattice-shaped wiring region of the source electrode line 11 and the gate electrode line 12 on the TFT substrate 10, and this
  • the grid-like region formed by the black light shielding film 23 is a light shielding region 30 that is not involved in image display of the liquid crystal display device.
  • Both the source electrode line 11 and the gate electrode line 12 are arranged in the light shielding region 30.
  • An arrangement region 17 for arranging the spacer particles 31 is provided on the surface (surface) of the TFT substrate 10 facing the CF substrate.
  • the arrangement region 17 is located on the gate electrode line 12 extending in a band shape, and the planar shape of the arrangement region 17 is a square in which two of the four sides are parallel to the length direction of the gate electrode line 12. ing.
  • a protrusion 18 is formed on the surface of the TFT substrate so as to continuously surround the arrangement region 17 along its outer peripheral edge and over the entire periphery.
  • the planar shape of the protrusion is a square like the placement area.
  • two sides parallel to the gate electrode line 12 are arranged along both side edges of the gate electrode line 12.
  • the protrusions 18 are ribs 19 having a square planar shape formed on the surface of the insulating film 15 (that is, a pair of ribs 19 parallel to the length direction of the gate electrode line 12 and the width direction of the gate electrode line 12). It is configured with a pair of ribs 19) parallel (perpendicular to the length direction).
  • the cross-sectional shape perpendicular to the length direction of the rib 19 is a trapezoid.
  • the arrangement region 17 is arranged on the gate electrode line 12, and the source electrode line 11 overlaps the surface of the gate electrode line 12 (the surface of the insulating film 15).
  • the rib 19 is formed of the same kind of material as that of the source electrode line 11. That is, the rib 19 is formed simultaneously with the source electrode line 11 by a photolithography method in the step of forming the source electrode line 11.
  • the outer surface (surface and side surfaces) of the rib 19 is covered with the alignment film 16.
  • a plurality of spacer particles 31 are arranged in the arrangement region 17 surrounded by the protrusions 18. That is, in the present embodiment, the spacer particles 31 are arranged using the gate electrode line 12 connected to the drive element 14.
  • the spacer particles 31 are spheres made of synthetic resin, and the surfaces thereof are coated with an adhesive material (not shown).
  • the width dimension of the gate electrode line 12 is 25 to 60 / ⁇ ⁇ , and when the width dimension of the gate electrode line 12 is 2, the length of one side of the arrangement region 17 can be set to about 20 m. it can.
  • the diameter of the spacer particle 31 is about 3 m, and the protruding dimension of the protrusion 18 (the height dimension from the surface on which the spacer particle 31 is placed in the arrangement region 17) is about 0. 2 ⁇ m.
  • the cross-sectional shape of the protrusion 18 is a trapezoid whose width is reduced by the upward force as with the rib 19, but the width of the upper side of the protrusion 18 (including the alignment film 16) is about 4. O / zm.
  • the spacer particles 31 are discharged from the ink jet device (not shown) in a state of being contained in the ink (not shown), and thereby the surface of the arrangement region 17. Painted on. At this time, since one droplet of ink includes a plurality of spacer particles 31, a plurality of spacer particles 31 are applied in one arrangement region 17.
  • the applied ink gradually evaporates while maintaining the state of a single droplet due to surface tension, and the drying proceeds. Therefore, the diameter of the ink droplet gradually decreases.
  • the plurality of spacer particles 31 contained in the ink approach each other while moving on the placement surface of the placement region.
  • the arrangement region 17 is surrounded like a fence by the protrusions 18 over the entire circumference, the spacer particles 31 in the arrangement region 17 do not move to the outside of the arrangement region 17. .
  • the spacer particles 31 are fixed to the placement surface of the placement area by the adhesive on the surface.
  • the TFT substrate 10 and the CF substrate 20 are overlapped (bonded) with the spacer particles 31 sandwiched therebetween. Let's go. Then, the gap (cell gap) between the substrates 10 and 20 is kept constant over the entire region of the substrates 10 and 20 by the spacer particles 31 fixed to the plurality of arrangement regions 17. The boards 10 and 20 are kept parallel with high accuracy. Thereafter, the liquid crystal display device is manufactured by performing a process of dropping or enclosing the liquid crystal 32 in the gap between the substrates 10 and 20 using a liquid crystal dropping device (not shown) or the like.
  • the arrangement region 17 in which the spacer particles 31 are to be arranged is surrounded by the protrusions 18 over the entire circumference thereof, so that the coating is applied in the arrangement region 17.
  • the spacer particles 31 are prevented from moving out of the arrangement region 17, and the positioning accuracy of the spacer particles 31 is increased.
  • the protrusion 18 continuously surrounds the arrangement region 17 over the entire circumference, the movement of the spacer particles 31 to the outside of the arrangement region 17 can be reliably prevented.
  • the rib 19 constituting the protrusion 18 can be formed in the same process as the source electrode line 11.
  • Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the spacer particles 31 are arranged only on the CF substrate 20 in place of the TFT substrate 10. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same configurations are denoted by the same reference numerals, and descriptions of the structure, operation, and effects are omitted.
  • the upper surface of the CF substrate 20 is the surface facing the TFT substrate 10.
  • the arrangement area 40 is secured in the area corresponding to the black light shielding film 23 in the light shielding area 30 (specifically, the area corresponding to the source electrode line 11), and the planar shape is rectangular. ing.
  • the surface of the arrangement region 40 is covered with the alignment film 25, and the spacer particles 31 are fixed to the surface of the alignment film 25.
  • the spacer particle 31 has a plurality of The black light shielding film 23 that divides the colored portion 22 is used.
  • the arrangement region 40 is surrounded by the protrusion 41 over substantially the entire circumference thereof.
  • the protrusion 41 is formed in a substantially rectangular shape by four ribs 42 a and 42 b along the four sides of the arrangement region 41.
  • the ribs 42a and 42b are not in contact with each other, and the rectangular shape formed by the protrusions 41 is cut off at the four corners.
  • the distance between the ribs 42a and 42b in this interrupted portion is sufficiently smaller than the diameter of the spacer particle 31.
  • the rib 42 a is parallel to the length direction of the black light shielding film 23, and the rib 42 b is perpendicular to the length direction of the black light shielding film 23.
  • the surfaces of these ribs 42a and 42b are covered with an alignment film 25.
  • the ribs 42a and 42b are forces formed on the surface of the common electrode 24 (the surface facing the TFT substrate 10).
  • a long and narrow ridge 43 is formed so as to cross the source electrode line 11 at right angles to the length direction and to extend across the colored portion 22.
  • the raised portion 43 has an arcuate cross-sectional shape and an arc-shaped surface.
  • the raised portion 43 partially raises the alignment film 25 formed so as to overlap the surface of the colored portion 22 (more precisely, the surface of the common electrode 24), and the raised portion 43 is inclined with respect to the CF substrate 20 by the raising. ! Formed to form a cave 44.
  • the liquid crystal molecules 32a and 32b disposed on the alignment film 25 the liquid crystal molecules 32a disposed on the region not corresponding to the raised portion 43 and the liquid crystal molecules 32b disposed on the inclined surface 44 are: The orientation of the array is different.
  • the ribs 42 a and 42 b are formed of the same type of synthetic resin material as that of the raised portion 43. That is, the ribs 42a and 42b are formed at the same time as the raised portion 43 by the photolithographic method in the step of forming the raised portion 43.
  • the rib 42b perpendicular to the length direction of the black light shielding film 23 also serves as a region of the raised portion 43 that crosses the black light shielding film 23. That is, the rib 42b forms a part of the raised portion 43.
  • the outer surfaces (surface and side surfaces) of the ribs 42a and 42b are covered with the alignment film 25.
  • the rib 42b has the same cross-sectional shape as the raised portion 43, but the rib 42a also has the same cross-sectional shape as the rib 42b and the raised portion 43.
  • the cross-sectional shape of each side of the protrusion 41 has a shape having a tapered surface 45 in which the surface of the protrusion 41 is curved in an arch shape and is directed downward toward the arrangement region 40.
  • the protrusion 41 has a protrusion dimension (height dimension from the surface on which the spacer particles 31 are placed in the arrangement region 40) of about 1.0 / zm, and the protrusion 41 has a width dimension (orientation).
  • the dimension including membrane 16) is about 10. O / zm.
  • the protrusion 41 is constituted by the ribs 42a and 42b made of the same material as the raised portion 43. Therefore, the ribs 42a and 42b are formed in the same process as the raised portion 43.
  • the cross-sectional shape of the protrusion 41 has a shape having a tapered surface 45 that has a downward slope by facing the arrangement region 40 by curving the surface of the protrusion 41 in an arch shape. Therefore, the spacer particles 31 that have been placed on the protrusion 41 are attracted to the arrangement region 40 by the tapered surface 45, and there is no possibility that the spacer particles 31 remain on the protrusion 41.
  • Embodiment 3 embodying the present invention will be described with reference to FIG.
  • the arrangement region 50 is provided at a position different from that of the first embodiment. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same configurations are denoted by the same reference numerals, and descriptions of the structure, operation, and effects are omitted.
  • the color filter 21 is configured on the CF substrate 20 by partitioning the plurality of colored portions 22 by the grid-like black light-shielding film 23 (black 'matrix).
  • An auxiliary capacitance electrode line 51 connected to the auxiliary capacitance (storage capacitance or additional capacitance) is provided so as to cross the colored portion 22, and an area corresponding to the auxiliary capacitance electrode line 51 is also a light shielding area 30. It has become.
  • the arrangement region 50 and the arrangement region 50 are continuously surrounded over the entire circumference.
  • a projection 52 having a square shape in plan view is provided. That is, the spacer particles 31 are arranged by using the auxiliary capacitance electrode line 51 arranged so as to cross the colored portion 22.
  • the auxiliary capacitance electrode wire 51 arranged so as to cross the colored portion 22 is used.
  • the arrangement area may be configured by using an auxiliary capacitance electrode line that does not cross the colored portion 22.
  • the protrusion forms a frame shape that continuously surrounds the entire arrangement area, but instead, the protrusion substantially surrounds the outer periphery of the arrangement area. Although it is a form, it may be a discontinuous partly discontinuous form.
  • the protrusions have a square frame shape, but the protrusions may have a shape such as a rectangle, a trapezoid, a parallelogram, a circle, an oval, or an ellipse.
  • the protrusion is constituted by a pair of ribs parallel to the length direction of the gate electrode line and a pair of ribs parallel to the width direction of the electrode line.
  • the protrusion may be constituted by a rib extending obliquely with respect to the length direction of the electrode wire.
  • the protrusions may be made of the same type of material as the layer film provided on the TFT substrate other than the force source electrode lines in which the ribs are made of the same type of material as the source electrode lines.
  • the cross-sectional shape of the protrusion is trapezoidal, but the cross-sectional shape of the protrusion may be a rectangle, a square, a semicircle, a triangle, or the like.
  • the protrusion is formed of the rib of the same material as that of the raised portion.
  • the same material as that of the layer film provided on the CF substrate other than the raised portion may be used.
  • the cross-sectional shape of the protrusion is an arched shape, but instead, the cross-sectional shape of the protrusion is triangular, trapezoidal, rectangular, square, semicircular, etc. Also good.
  • planar shape of the protrusion is a rectangular frame, but the protrusion may be a square, trapezoid, parallelogram, circle, oval, ellipse, or the like.
  • the protrusion is configured by arranging four ribs in a substantially rectangular shape with four corners interrupted. Instead, the protrusion continues over the entire circumference of the arrangement region. Make a frame that surrounds you.
  • the protrusions (ribs) are formed by photolithography.
  • the present invention is not limited to this, and for example, the protrusions (ribs) may be formed by laser processing.
  • the arrangement region and the protrusion are arranged on the gate electrode line, the black light shielding film, and the auxiliary capacitance electrode line.
  • the arrangement region and the protrusion are arranged on the source electrode line. It ’s good.
  • the spacer particles are arranged on only one of the TFT substrate and the CF substrate.
  • the spacer particles may be arranged on both the TFT substrate and the CF substrate.
  • the spacer particles arranged on the TFT substrate and the spacer particles arranged on the CF substrate are arranged so as not to interfere with each other.
  • the present invention can also be applied to a case where the drive element is other than a TFT such as MIM (Metal Insulator Metal).

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Abstract

液晶表示装置は、平行に重ねられるTFT基板10及びCF基板20と、両基板10,20を所定の間隔に保持するスペーサ粒子31と、両基板10,20同士の間に封入された液晶32とを備えている。TFT基板10におけるCF基板20との対向面には、スペーサ粒子31を配置すべき配置領域17を全周に亘って包囲する突部18が形成されているので、インクに含有させた状態で配置領域17内に塗着されたスペーサ粒子31は、配置領域17の外へ移動することがなく、スペーサ粒子31は、確実に配置領域17内に配置される。

Description

明 細 書
液晶表示装置及びその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関し、特にスぺーサ粒子によって透 明基板同士の間隔を保持する液晶表示装置及びその製造方法に関するものである 背景技術
[0002] 液晶表示装置は、 TFT (Thin Film Transistor)が形成されたガラス製の透明基板と 、 RGBが分布されてカラーフィルターを構成するガラス製の透明基板との間に液晶 を挟持してなるものである。このような液晶パネルにおいて、液晶層の厚みいわゆる セルギャップは、液晶パネルの表示むら等を防ぐためにもその値が均一であることが 要求される。そして、このセルギャップを均一にする手段として、例えば特許文献 1に 記載のもののように、球状のスぺーサ粒子を透明基板の間に配してその間隔を透明 基板の全面に亘つて均一に保持する構成のものが製造されている。
特許文献 1 :特開 2005— 10412公報
発明の開示
[0003] し力しながら、このような球状のスぺーサ粒子力 液晶表示装置の表示領域に混入 してしまうと、表示領域の液晶分子の配列が乱れて表示品質に支障をきたす怖れが ある。このため、できる限り画像表示に関与しない遮光領域内におさまるように配設 することが望まれるが、球状のスぺーサ粒子を遮光領域等の所望の箇所に配設する ことは困難であった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、スぺーサ粒子を所 望の箇所に配置した液晶表示装置を提供することを目的とする。
[0004] 上記の目的を達成するための手段として、本発明の液晶表示装置は、平行に重ね られる一対の透明基板と、前記一対の透明基板を所定の間隔に保持するスぺーサ 粒子と、前記一対の透明基板同士の間に封入された液晶とを備えた液晶表示装置 であって、前記一対の透明基板のうち少なくとも一方の透明基板における相手側の 透明基板との対向面には、前記スぺーサ粒子を配置すべき配置領域と、前記配置 領域を概ね全周に亘つて包囲する突部とが形成されているところに特徴を有する。
[0005] また、本発明の液晶表示装置の製造方法は、一対の透明基板のうち少なくとも一 方の透明基板における相手側の透明基板との対向面に、スぺーサ粒子を配置すベ き配置領域を概ね全周に亘つて包囲する突部を設け、前記一方の透明基板におけ る前記突部で包囲された前記配置領域内に、インクとともに前記スぺーサ粒子を塗 布し、前記インクを蒸発させて、前記スぺーサ粒子を前記配置領域に固着させ、前 記一対の透明基板を、前記スぺーサ粒子を挟むことにより所定の間隔を空けて重ね 合わせ、前記重ね合わせた一対の透明基板の隙間に液晶を滴下または封入すると ころに特徴を有する。
[0006] 本発明によれば、スぺーサ粒子を配置すべき配置領域を、その概ね全周に亘つて 突部で包囲して 、るので、配置領域内のスぺーサ粒子が配置領域の外へ移動する ことが防止される。
図面の簡単な説明
[0007] [図 1]図 1は実施形態 1の TFT基板の部分拡大平面図である。
[図 2]図 2は図 1の X— X線拡大断面図である。
[図 3]図 3は実施形態 2の CF基板の部分拡大平面図である。
[図 4]図 4は図 3の Y— Y線断面図である。
[図 5]図 5は図 3の Z— Z線断面図である。
[図 6]図 6は実施形態 3の TFT基板の部分拡大平面図である。
符号の説明
[0008] 10...TFT基板 (透明基板)
17...配置領域
18...突部
19…ジブ
20... CF基板 (透基板)
21...カラーフィルター
22...着色部 23...黒色遮光膜
25...配向膜
31...スぺーサ粒子
32...液晶
40...配置領域
41...突部
42a, 42b…リブ
43...隆起部
44...斜面
45…テーノヽ ¾
50...配置領域
51…補助容量電極線
52...突部
発明を実施するための最良の形態
[0009] <実施形態 1 >
以下、本発明を具体化した実施形態 1を図 1及び図 2を参照して説明する。本実施 形態 1の液晶表示装置は、一対のガラス製の透明基板、即ち TFT基板 10と CF基板 20を平行に重ね合わせ、両基板 10, 20の間にスぺーサ粒子 31を介在させることに よって両基板 10, 20の間隔(セルギャップ)を全面に亘つて一定に保つようにすると ともに、両基板 10, 20の隙間に液晶 32を滴下又は封入により充填した構造になる。
[0010] TFT基板 10における CF基板 20との対向面には、図 1に示すように、複数のソース 電極線 11が一定間隔で縦方向に配索されているとともに、複数のゲート電極線 12が 一定間隔で横方向に配索されており、このソース電極線 11とゲート電極線 12とによ つて構成された多数(図 1には 1箇所のみ記載)の方形の格子枠の中には、夫々、 IT O (Indium Tin Oxide)からなる透明な薄板状をなす略方形の表示電極 13が配置され ている。また、各格子枠の角隅部には、夫々、ソース電極線 11とゲート電極線 12とに 接続された TFT (Thin Film Transistor)力 なるスイッチング素子 14が設けられてい る。ゲート電極線 12はこの駆動素子 14に接続されている。尚、図 2に示すように、 TF T基板 10の表面 (CF基板 20との対向面)とゲート電極線 12の表面には絶縁膜 15が 形成されており、表示電極 13はこの絶縁膜 15の表面に形成されている。さらに、表 示電極 13の表面には配向膜 16が形成されている。
[0011] 一方、 CF基板 20における TFT基板 10との対向面には、赤 (R) ,緑 (G) ,青(B)の 三原色の多数の着色部 22を縦横に整列して配設してなるカラーフィルター 21が設 けられていると共に、隣接する着色部 22同士の間及び着色部 22の配設領域の周囲 (CF基板 20の外周縁)に光の漏れを防止するために枠状に配置された黒色遮光膜 23 (ブラック 'マトリックス)が形成されている。この黒色遮光膜 23は着色部 22を区画 している。また、カラーフィルター 21と黒色遮光膜 23の表面 (TFT基板 10との対向 面)には ITO (Indium Tin Oxide)からなる透明な薄板状をなす共通電極 24が形成さ れ、共通電極 24の表面には配向膜 25が形成されて 、る。
[0012] CF基板 20のうち黒色遮光膜 23が形成されている格子状の領域は、 TFT基板 10 におけるソース電極線 11とゲート電極線 12の格子状の配線領域と対応しており、こ の黒色遮光膜 23による格子状の領域は、液晶表示装置の画像表示に関与しない遮 光領域 30となっている。ソース電極線 11とゲート電極線 12は、いずれも、遮光領域 3 0内に配置されている。 TFT基板 10における CF基板との対向面(表面)には、スぺ ーサ粒子 31を配置するための配置領域 17が設けられている。この配置領域 17は、 帯状に延びるゲート電極線 12上に位置しており、配置領域 17の平面形状は、 4辺の うちの 2辺がゲート電極線 12の長さ方向と平行な正方形をなしている。
[0013] また、 TFT基板の表面には、配置領域 17をその外周縁に沿い、且つ全周に亘つて 連続して包囲する形態の突部 18が形成されている。突部の平面形状は、配置領域と 同じく正方形をなす。突部 18の 4辺のうちゲート電極線 12と平行な 2辺は、ゲート電 極線 12の両側縁に沿うように配置されている。突部 18は、絶縁膜 15の表面に形成し た平面形状が正方形をなすリブ 19 (即ち、ゲート電極線 12の長さ方向と平行な一対 のリブ 19と、ゲート電極線 12の幅方向と平行な (長さ方向と直角な)一対のリブ 19)を 備えて構成されている。リブ 19の長さ方向と直角な横断面形状は、台形をなしている 。本実施形態では、配置領域 17がゲート電極線 12上に配置されているとともに、ソ ース電極線 11がゲート電極線 12に対してその表面 (絶縁膜 15の表面)〖こ重なるよう に交差することに着目し、リブ 19をソース電極線 11と同種の材料によって形成して!/ヽ る。つまり、リブ 19は、ソース電極線 11を形成する工程においてフォトリソグラフィ法 によりソース電極線 11と同時に形成される。尚、リブ 19の外面 (表面及び側面)は、 配向膜 16によって覆われている。
[0014] このように突部 18によって囲まれた配置領域 17には複数のスぺーサ粒子 31が配 置される。つまり、本実施形態では、駆動素子 14に接続されたゲート電極線 12を利 用してスぺーサ粒子 31を配置している。このスぺーサ粒子 31は、合成樹脂製の球体 であり、その表面は粘着材(図示せず)でコーティングされて 、る。
尚、ゲート電極線 12の幅寸法は 25〜60 /ζ πιであり、ゲート電極線 12の幅寸法が 2 である場合、配置領域 17の 1辺の長さは約 20 mに設定することができる。ま た、スぺーサ粒子 31の直径が約 3 mであり、突部 18の突出寸法 (配置領域 17に おけるスぺーサ粒子 31が載置される面からの高さ寸法)は、約 0. 2 μ mである。また 、突部 18の横断面形状は、リブ 19と同じく上方へ向力つて幅寸法が小さくなる台形 をなすが、突部 18の上辺の幅寸法 (配向膜 16を含む寸法)は約 4. O /z mである。
[0015] 液晶表示装置を製造する工程において、スぺーサ粒子 31は、インク(図示せず)内 に含有された状態でインクジェット装置(図示せず)から吐出されることによって配置 領域 17の表面に塗着される。このとき、インクの 1つの液滴には複数のスぺーサ粒子 31が含まれるので、 1つの配置領域 17内には複数のスぺーサ粒子 31が塗着される
[0016] 塗着されたインクは、表面張力によって単一の液滴の状態を保ったまま次第に蒸発 して乾燥が進むので、インクの液滴の径は次第に小さくなる。インクの液滴径が縮小 するのに伴い、インク内に含有されている複数のスぺーサ粒子 31が、配置領域の載 置面上を移動しつつ互いに接近する。このとき、配置領域 17は全周に亘つて突部 1 8により柵のように包囲されているので、配置領域 17内のスぺーサ粒子 31が配置領 域 17の外部へ移動することはない。そして、インクが完全に蒸発すると、スぺーサ粒 子 31は、その表面の粘着剤によって配置領域の載置面に固定される。
[0017] 尚、配置領域 17に向けて塗着されたインクの液滴の一部が突部 18にかかり、スぺ ーサ粒子 31が突部 18の上面に載り上がっても、載り上がったスぺーサ粒子 31は、ィ ンクの液滴の縮小に伴い、配置領域 17内に位置するスぺーサ粒子 31 (即ち、突部 1 8に引っ掛力つて配置領域 17外への移動を規制されているスぺーサ粒子 31 )に引き 寄せられるので、最終的には配置領域 17内に配置されることになる。
[0018] このようにして TFT基板 10の表面にスぺーサ粒子 31が配置(固着)された後は、ス ぺーサ粒子 31を挟むようにして TFT基板 10と CF基板 20とを重ね合わせ (貼り合わ せ)る。すると、両基板 10, 20の隙間(セルギャップ)は、複数の配置領域 17に固定 されているスぺーサ粒子 31により両基板 10, 20の全領域に亘つて一定に保たれ、 ひいては、両基板 10, 20が高い精度で平行に保たれる。この後は、液晶滴下装置( 図示せず)等を用いて、両基板 10, 20の隙間に液晶 32を滴下または封入する等の 工程が行われることにより、液晶表示装置の製造が進められる。
[0019] 上述のように本実施形態においては、スぺーサ粒子 31を配置すべき配置領域 17 を、その全周に亘つて突部 18で包囲しているので、配置領域 17内に塗着されたスぺ ーサ粒子 31が配置領域 17の外へ移動することが防止され、スぺーサ粒子 31の位置 決め精度が高くなる。
また、突部 18が配置領域 17を全周に亘つて連続して包囲しているので、スぺーサ 粒子 31の配置領域 17外への移動を確実に防止することができる。
また、本実施形態では、突部 18を構成するリブ 19を、ソース電極線 11と同じ工程 で形成することができるようになって 、る。
[0020] <実施形態 2>
次に、本発明の実施形態 2を図 3ないし図 5を参照して説明する。
本実施形態 2は、スぺーサ粒子 31を、 TFT基板 10に代えて CF基板 20のみに配 置したものである。その他の構成については上記実施形態 1と同じであるため、同じ 構成については、同一符号を付し、構造、作用及び効果の説明は省略する。
尚、図 4においては、 CF基板 20の上側の面が TFT基板 10との対向面となってい る。本実施形態 2では、配置領域 40が、遮光領域 30内のうち黒色遮光膜 23と対応 する領域 (詳しくは、ソース電極線 11と対応する領域)に確保されており、平面形状 は長方形をなしている。配置領域 40の表面は配向膜 25によって覆われており、スぺ ーサ粒子 31は配向膜 25の表面に固着される。つまり、スぺーサ粒子 31は、複数の 着色部 22を区画する黒色遮光膜 23を利用して配置されている。
[0021] 配置領域 40は、そのほぼ全周に亘つて突部 41によって包囲されている。突部 41 は、配置領域 41の 4辺に沿った 4本のリブ 42a, 42bによって略長方形に構成されて いる。リブ 42a, 42bは、互いに非接触となっており、突部 41によって形成される長方 形は、その四隅において途切れた形態となっている。この途切れた部分におけるリブ 42a, 42b間の間隔は、スぺーサ粒子 31の直径に比べて十分に小さい。リブ 42aは、 黒色遮光膜 23の長さ方向と平行をなし、リブ 42bは、黒色遮光膜 23の長さ方向と直 角をなす。これらのリブ 42a, 42bの表面は配向膜 25で覆われている。
[0022] また、リブ 42a, 42bは、共通電極 24の表面 (TFT基板 10との対向面)に形成され ているのである力 この共通電極 24の表面における着色部 22との対応領域 (遮光領 域 30の外部)には、ソース電極線 11をその長さ方向と直角に交差するとともに着色 部 22を横切るように延びる細長い隆起部 43が形成されている。この隆起部 43は、図 5に示すように、横断面形状が弓形をなし、表面がアーチ状に湾曲した形状をなして いる。この隆起部 43は、着色部 22の表面(正確には、共通電極 24の表面)に重なる ように形成される配向膜 25を部分的に嵩上げして、その嵩上げにより CF基板 20に 対して傾!ヽた斜面 44を形成するために形成されて!、る。配向膜 25上に配置されて いる液晶分子 32a, 32bのうち、隆起部 43と非対応の領域に配置されている液晶分 子 32aと、斜面 44上に配置されている液晶分子 32bとでは、配列の向きが異なるよう になっている。
[0023] 本実施形態では、リブ 42a, 42bを、隆起部 43と同種の合成樹脂材料によって形成 している。つまり、リブ 42a, 42bは、隆起部 43を形成する工程においてフォトリソダラ フィ法により隆起部 43と同時に形成される。そして、黒色遮光膜 23の長さ方向と直角 なリブ 42bは、隆起部 43のうち黒色遮光膜 23を横切る領域を兼ねている。つまり、リ ブ 42bは隆起部 43の一部を構成している。また、リブ 42a, 42bの外面(表面及び側 面)は、配向膜 25によって覆われている。また、リブ 42bの横断面形状は、隆起部 43 と同じ形状であるが、リブ 42aの横断面形状も、リブ 42b及び隆起部 43と同じ形状を なしている。これにより、突部 41の各辺の横断面形状は、突部 41の表面がアーチ状 に湾曲して配置領域 40に向力つて下り勾配となるテーパ面 45を有する形状をなす。 また、突部 41の突出寸法 (配置領域 40におけるスぺーサ粒子 31が載置される面か らの高さ寸法)は、約 1. 0 /z mであり、突部 41の幅寸法 (配向膜 16を含む寸法)は約 10. O /z mである。
[0024] 本実施形態 2においては、突部 41を、隆起部 43と同種材料のリブ 42a, 42bによつ て構成しているので、リブ 42a, 42bを、隆起部 43と同じ工程で形成することができる また、インクに含有させた状態でスぺーサ粒子 31を CF基板 20に塗着させたときに 、一部のスぺーサ粒子 31が、図 5に想像線で示すように突部 41の表面(リブ 42aの 上)に載ってしまうことが懸念される。しかし、本実施形態では、突部 41の断面形状が 、突部 41の表面をアーチ状に湾曲させることで配置領域 40に向力つて下り勾配とな るテーパ面 45を有する形状をなしているので、突部 41に載り上がったスぺーサ粒子 31は、テーパ面 45によって配置領域 40内に誘い込まれ、突部 41に載り上がったま まになる虞がない。
[0025] <実施形態 3 >
次に、本発明を具体化した実施形態 3を図 6を参照して説明する。本実施形態 3は 、配置領域 50を上記実施形態 1とは異なる位置に設けたものである。その他の構成 については上記実施形態 1と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し 、構造、作用及び効果の説明は省略する。
上述したように CF基板 20には、格子状の黒色遮光膜 23 (ブラック 'マトリックス)に よって複数の着色部 22を区画することによりカラーフィルター 21が構成されているが 、 TFT基板 10には、補助容量 (蓄積容量又は付加容量)に接続される補助容量電 極線 51が着色部 22を横切るような配置で設けられており、この補助容量電極線 51と 対応する領域も、遮光領域 30となっている。そして、この遮光領域 30内における補 助容量電極線 51の表面側(CF基板 20と対向する面側)には、配置領域 50と、この 配置領域 50を全周に亘つて連続して包囲する平面形状が平方形の突部 52とが設 けられている。つまり、スぺーサ粒子 31は、着色部 22を横切るように配置された補助 容量電極線 51を利用して配置されて 、る。
尚、本実施形態 3では、着色部 22を横切るように配置した補助容量電極線 51を利 用して配置領域 50を設けたが、これに替えて、着色部 22を横切らない形態の補助 容量電極線を利用して配置領域を構成してもよ ヽ。
<他の実施形態 >
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく 、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態 1では突部が配置領域を全周に亘つて連続して包囲する枠状を なすが、これに替えて、突部が、配置領域の外周縁に沿って概ね包囲する形態であ りながらも、部分的に途切れた不連続の形態であってもよい。
(2)上記実施形態 1では突部を正方形の枠状としたが、突部は、長方形、台形、平 行四辺形、円形、長円形、楕円形等の形状としてもよい。
(3)上記実施形態 1では突部が、ゲート電極線の長さ方向と平行な一対のリブと、 電極線の幅方向と平行な一対のリブとによって構成されている力 これに替えて、電 極線の長さ方向に対して斜めに延びるリブによって突部が構成されて 、てもよ 、。
(4)上記実施形態 1, 3では突部をソース電極線と同種材料のリブによって構成した 力 ソース電極線以外の TFT基板に設けられる層膜と同種の材料としてもよい。
(5)上記実施形態 1, 3では突部の断面形状を台形としたが、突部の断面形状は、 長方形、正方形、半円形、三角形等としてもよい。
(6)上記実施形態 2では突部を隆起部と同種材料のリブによって構成したが、隆起 部以外の CF基板に設けられる層膜と同種の材料としてもよい。
(7)上記実施形態 2では突部の断面形状をアーチ状に湾曲させた形状としたが、こ れに替えて、突部の断面形状は、三角形、台形、長方形、正方形、半円形等としても よい。
(8)上記実施形態 2では突部の平面形状を長方形の枠状としたが、突部は、正方 形、台形、平行四辺形、円形、長円形、楕円形等の形状としてもよい。
(9)上記実施形態 2では突部が 4本のリブを四隅において途切れた略長方形に配 置して構成されている力 これに替えて、突部が配置領域を全周に亘つて連続して 包囲する枠状をなして 、てもよ 、。
(10)上記実施形態 2では、突部の 4辺を構成するリブのうち 2辺を構成するリブを、 隆起部で兼用したが、これに替えて、突部を構成する 4つのリブの全てを、隆起部か ら独立させた形態としてもよ!、。
(11)上記実施形態ではフォトリソグラフィ法によって突部(リブ)を形成したが、これ に限らず例えば、レーザー処理によって突部(リブ)を形成してもよい。
(12)上記実施形態では配置領域と突部をゲート電極線、黒色遮光膜上、補助容 量電極線上に配置したが、これに限らず、配置領域と突部はソース電極線上に配置 してちよい。
(13)上記実施形態ではスぺーサ粒子を TFT基板と CF基板の ヽずれか一方のみ に配置した力 TFT基板と CF基板との双方にスぺーサ粒子を配置してもよい。この 場合、 TFT基板上に配設したスぺーサ粒子と CF基板上に配設したスぺーサ粒子と が重なりあって干渉しな 、ように配置する。
(14)上記実施形態では駆動素子が TFTである場合について説明したが、本発明 は、駆動素子が MIM (Metal Insulator Metal)等、 TFT以外のものである場合にも適 用できる。

Claims

請求の範囲
[1] 一対の透明基板と、
前記一対の透明基板を所定の間隔に保持するスぺーサ粒子と、
前記一対の透明基板同士の間に封入された液晶とを備えた液晶表示装置であつ て、
前記一対の透明基板のうち少なくとも一方の透明基板における相手側の透明基板 との対向面には、前記スぺーサ粒子を配置すべき配置領域と、前記配置領域を概ね 全周に亘つて包囲する突部とが形成されて 、ることを特徴とする液晶表示装置。
[2] 前記突部が概ね方形の枠状をなしていることを特徴とする請求の範囲第 1項に記 載の液晶表示装置。
[3] 前記突部が、前記配置領域を全周に亘つて連続して包囲する枠状をなして 、ること を特徴とする請求の範囲第 1項または請求の範囲第 2項に記載の液晶表示装置。
[4] 前記配置領域と前記突部が、駆動素子に接続される帯状の電極線上に設けられて V、ることを特徴とする請求の範囲第 1項な 、し請求の範囲第 3項の 、ずれかに記載 の液晶表示装置。
[5] 前記突部が、前記電極線の長さ方向と平行な一対のリブと、前記電極線の幅方向 と平行な一対のリブとによって構成されていることを特徴とする請求の範囲第 4項に 記載の液晶表示装置。
[6] 前記電極線がゲート電極線であり、
前記突部が、前記ゲート電極線に対してその表面側に重なるように交差するソース 電極線と同種材料によって構成されていることを特徴とする請求の範囲第 4項又は請 求の範囲第 5項のいずれかに記載の液晶表示装置。
[7] 一方の前記透明基板には、格子状の黒色遮光膜によって区画された複数の着色 部を配設した形態のカラーフィルターが形成され、
前記配置領域と前記突部が、前記黒色遮光膜上に設けられていることを特徴とす る請求の範囲第 1項ないし請求の範囲第 3項のいずれかに記載の液晶表示装置。
[8] 前記着色部の前記液晶側には、前記着色部の前記液晶側に積層される配向膜を 部分的に嵩上げして前記透明基板に対して傾いた斜面を形成する隆起部が形成さ れており、
前記突部が、前記隆起部と同種材料のリブによって構成されていることを特徴とす る請求の範囲第 7項に記載の液晶表示装置。
[9] 前記突部の断面形状が、前記突部の表面をアーチ状に湾曲させることで前記配置 領域に向力つて下り勾配となったテーパ面を有する形状をなしていることを特徴とす る請求の範囲第 7項又は請求の範囲第 8項に記載の液晶表示装置。
[10] 前記一対の透明基板のうち一方の透明基板上には、格子状の黒色遮光膜によつ て区画された複数の着色部を配設した形態のカラーフィルターが形成され、
前記配置領域と前記突出部が、他方の前記透明基板に前記着色部を横切るように 配置された電極線上に設けられていることを特徴とする請求の範囲第 1項ないし請求 の範囲第 3項のいずれかに記載の液晶表示装置。
[11] 前記一対の透明基板のうちの一方の透明基板上には、補助容量に接続される補 助容量電極線が形成され、
前記配置領域と前記突部が前記補助容量電極線上に設けられていることを特徴と する請求の範囲第 1項ないし請求の範囲第 3項のいずれかに記載の液晶表示装置。
[12] 一対の透明基板のうち少なくとも一方の透明基板における相手側の透明基板との 対向面に、スぺーサ粒子を配置すべき配置領域を概ね全周に亘つて包囲する突部 を設け、
前記一方の透明基板における前記突部で包囲された前記配置領域内に、インクと ともに前記スぺーサ粒子を塗布し、
前記インクを蒸発させて、前記スぺーサ粒子を前記配置領域に固着させ、 前記一対の透明基板を、前記スぺーサ粒子を挟むことにより所定の間隔を空けて 重ね合わせ、
前記重ね合わせた一対の透明基板の隙間に液晶を滴下または封入することを特 徴とする液晶表示装置の製造方法。
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