JPH07140449A - カラー液晶表示素子 - Google Patents
カラー液晶表示素子Info
- Publication number
- JPH07140449A JPH07140449A JP5290856A JP29085693A JPH07140449A JP H07140449 A JPH07140449 A JP H07140449A JP 5290856 A JP5290856 A JP 5290856A JP 29085693 A JP29085693 A JP 29085693A JP H07140449 A JPH07140449 A JP H07140449A
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- Japan
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- liquid crystal
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- crystal display
- color filters
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 カラー液晶表示素子に関し、製作マージンの
拡大と入射光の透過効率の向上を目的とする。 【構成】 カラー液晶表示素子を構成する三色のカラー
フィルタの特性に対応して液晶封入領域をシール材によ
り二分割し、この二分割した区画にそれぞれ異なる液晶
を注入し、また、液晶封入領域を二分割して別の液晶を
封入する画素領域にゲスト−ホスト型液晶を使用する場
合にはこの画素領域に色分解フィルタを備えないことを
特徴としてカラー液晶表示素子を構成する。
拡大と入射光の透過効率の向上を目的とする。 【構成】 カラー液晶表示素子を構成する三色のカラー
フィルタの特性に対応して液晶封入領域をシール材によ
り二分割し、この二分割した区画にそれぞれ異なる液晶
を注入し、また、液晶封入領域を二分割して別の液晶を
封入する画素領域にゲスト−ホスト型液晶を使用する場
合にはこの画素領域に色分解フィルタを備えないことを
特徴としてカラー液晶表示素子を構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は製作マージンを拡大し、
また、入射光の透過効率を向上したカラー液晶表示素子
の構成に関する。
また、入射光の透過効率を向上したカラー液晶表示素子
の構成に関する。
【0002】カラー液晶表示素子は薄型で軽量であり、
また消費電力が少ない特徴を生かして携帯用パーソナル
・コンピュータやワード・プロセッサには欠かせぬ表示
デバイスとなっており、カラーディスプレイを必要とす
る広い分野にCCRT(カラー陰極線管)に置き換わっ
て使用されつゝある。
また消費電力が少ない特徴を生かして携帯用パーソナル
・コンピュータやワード・プロセッサには欠かせぬ表示
デバイスとなっており、カラーディスプレイを必要とす
る広い分野にCCRT(カラー陰極線管)に置き換わっ
て使用されつゝある。
【0003】
【従来の技術】液晶表示素子にはアクティブマトリック
ス方式をとるものと単純マトリックス方式をとるものが
あり、用途により使い分けられているが、大面積表示に
適するアクティブマトリックス方式をとる液晶表示素子
について構造を説明すると、硼珪酸ガラスなどの絶縁性
透明基板上にアルミニウム(Al),クローム(Cr),タン
タル(Ta)等の材料を用いてドレインバスラインをパタ
ーン形成した後、スパッタ技術により酸化インジウム
(In2O3)と酸化錫(SnO2)の固溶体(通称ITO)より
なる透明導電膜を膜形成し、次に、薄膜トランジスタ
(略称TFT)形成位置の透明導電膜を窓開けし、この
位置にドレインバスラインに繋がるドレイン電極と画素
電極として働くソース電極を備え、また、ゲート電極を
ゲートバスラインに回路接続したTFTを薄膜形成技術
と写真蝕刻技術(フォトリソグラフィ)を用いて形成し
ている。こゝで、ソース電極は画素形成位置の全域に亙
ってパターン形成されており画素電極を兼ねている。
ス方式をとるものと単純マトリックス方式をとるものが
あり、用途により使い分けられているが、大面積表示に
適するアクティブマトリックス方式をとる液晶表示素子
について構造を説明すると、硼珪酸ガラスなどの絶縁性
透明基板上にアルミニウム(Al),クローム(Cr),タン
タル(Ta)等の材料を用いてドレインバスラインをパタ
ーン形成した後、スパッタ技術により酸化インジウム
(In2O3)と酸化錫(SnO2)の固溶体(通称ITO)より
なる透明導電膜を膜形成し、次に、薄膜トランジスタ
(略称TFT)形成位置の透明導電膜を窓開けし、この
位置にドレインバスラインに繋がるドレイン電極と画素
電極として働くソース電極を備え、また、ゲート電極を
ゲートバスラインに回路接続したTFTを薄膜形成技術
と写真蝕刻技術(フォトリソグラフィ)を用いて形成し
ている。こゝで、ソース電極は画素形成位置の全域に亙
ってパターン形成されており画素電極を兼ねている。
【0004】このように多数の画素とTFTがパターン
形成してある第1の基板とカラーフィルタの上にITO
よりなる共通電極を設けた絶縁性透明基板よりなる第2
の基板との上にそれぞれ配向膜を膜形成して配向処理を
行なった後に、第1の基板と第2の基板とを数μm の微
細な間隔を隔てゝ対向せしめ、この間隙にツイストネマ
ティック液晶(略称TN液晶)などの液晶を封入し、こ
の第1の基板と第2の基板の外側に偏光板を配置するこ
とによりカラー液晶表示素子が完成している。
形成してある第1の基板とカラーフィルタの上にITO
よりなる共通電極を設けた絶縁性透明基板よりなる第2
の基板との上にそれぞれ配向膜を膜形成して配向処理を
行なった後に、第1の基板と第2の基板とを数μm の微
細な間隔を隔てゝ対向せしめ、この間隙にツイストネマ
ティック液晶(略称TN液晶)などの液晶を封入し、こ
の第1の基板と第2の基板の外側に偏光板を配置するこ
とによりカラー液晶表示素子が完成している。
【0005】図5はノーマリブラック方式をとるカラー
液晶表示素子についてカラーフィルタを主体とする断面
構造を示している。こゝで、第1のガラス基板1と第2
のガラス基板2の外側に配置する二枚の偏光板3,4の
偏光方向は平行に配置してあり、また、液晶層5にTN
液晶を使用することから非点灯状態では暗(黒)表示と
なっている。
液晶表示素子についてカラーフィルタを主体とする断面
構造を示している。こゝで、第1のガラス基板1と第2
のガラス基板2の外側に配置する二枚の偏光板3,4の
偏光方向は平行に配置してあり、また、液晶層5にTN
液晶を使用することから非点灯状態では暗(黒)表示と
なっている。
【0006】こゝで、第1のガラス基板1の上にはIT
Oよりなる画素電極6が設けられており、この上にラビ
ング処理した配向膜7が膜形成されている。一方、第2
のガラス基板2の上にはカラーフィルタを構成する三色
の画素を境する幅狭い(例えば40μm )ブラックマトリ
ックス9がクローム(Cr)などの金属膜を用いて一定の
間隔(例えば70μm )を保ってパターン形成されてお
り、その間に赤(以下R),緑(以下G),青(以下
B)の各カラーフィルタが印刷法や写真蝕刻法などによ
りパターン形成されており、この上にITOよりなる共
通電極11があり、更に、この上に配向膜12が設けられて
いる。
Oよりなる画素電極6が設けられており、この上にラビ
ング処理した配向膜7が膜形成されている。一方、第2
のガラス基板2の上にはカラーフィルタを構成する三色
の画素を境する幅狭い(例えば40μm )ブラックマトリ
ックス9がクローム(Cr)などの金属膜を用いて一定の
間隔(例えば70μm )を保ってパターン形成されてお
り、その間に赤(以下R),緑(以下G),青(以下
B)の各カラーフィルタが印刷法や写真蝕刻法などによ
りパターン形成されており、この上にITOよりなる共
通電極11があり、更に、この上に配向膜12が設けられて
いる。
【0007】かゝる構造をとるカラー液晶表示素子にお
いて、非点灯状態ではカラーフィルタのR,G,Bの各
画素領域においては光が全く出てこないことが必要であ
る。然し、液晶には波長依存性があり、液晶のセル厚に
より光の透過率が異なると云う問題がある。
いて、非点灯状態ではカラーフィルタのR,G,Bの各
画素領域においては光が全く出てこないことが必要であ
る。然し、液晶には波長依存性があり、液晶のセル厚に
より光の透過率が異なると云う問題がある。
【0008】図6は一例として液晶のセル厚とR,G,
B光の透過率との関係を示すもので、この場合はR画素
の部分は液晶層の厚さを5.9μm に保てばRの光につい
ては透過率が0で暗黒状態を維持することができ、ま
た、G画素の部分については液晶層の厚さを5.0μm に
保つことにより暗黒状態を維持することができる。
B光の透過率との関係を示すもので、この場合はR画素
の部分は液晶層の厚さを5.9μm に保てばRの光につい
ては透過率が0で暗黒状態を維持することができ、ま
た、G画素の部分については液晶層の厚さを5.0μm に
保つことにより暗黒状態を維持することができる。
【0009】そのため、図5に示すようにR,G,Bの
各カラーフィルタの厚さを変えるか、カラーフィルタの
厚さは一定とし、この上に設ける透明レジスト(透明膜
と云う)の厚さを変えることによりR,G,B画素に対
応する液晶層の厚さを変化させている。
各カラーフィルタの厚さを変えるか、カラーフィルタの
厚さは一定とし、この上に設ける透明レジスト(透明膜
と云う)の厚さを変えることによりR,G,B画素に対
応する液晶層の厚さを変化させている。
【0010】然し、このようにすると、液晶層の中にあ
り第1の基板と第2の基板とを一定の間隔に保持してい
るスペーサが一番間隔の大きなR画素領域に集中してコ
ントラストを低下させると云う問題がある。
り第1の基板と第2の基板とを一定の間隔に保持してい
るスペーサが一番間隔の大きなR画素領域に集中してコ
ントラストを低下させると云う問題がある。
【0011】また、たとえ正確に液晶セルの厚さを調整
できたとしても、カラーフィルタの透過分光スペクトル
が図7に示すようにシャープでないことから、透過率を
0にすることは困難であった。例えば、波長が500nm 付
近の光については透過率が共に30%近くあることから、
B画素からGの波長が漏れると云う問題があった。
できたとしても、カラーフィルタの透過分光スペクトル
が図7に示すようにシャープでないことから、透過率を
0にすることは困難であった。例えば、波長が500nm 付
近の光については透過率が共に30%近くあることから、
B画素からGの波長が漏れると云う問題があった。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】先に記したようにノー
マリブラック方式をとるカラー表示素子においては液晶
層を通る光の透過率は波長依存性を有していることか
ら、Δn を液晶の屈折率異方性,dを液晶層の厚さ,λ
を光の波長とすると、Δn d/λの値を調整して透過率
が0となるようにしている。具体的にはR,G,Bの各
カラーフィルタ毎にdの値を変えて作られているが、液
晶層の厚さを正確に制御することは困難であり、また、
各カラーフィルタも透過分光スペクトルがシャープでな
く、また、スペーサの片よりを生ずることからコントラ
ストの低下や着色などの問題を生じていた。そこで、こ
の解決が課題である。
マリブラック方式をとるカラー表示素子においては液晶
層を通る光の透過率は波長依存性を有していることか
ら、Δn を液晶の屈折率異方性,dを液晶層の厚さ,λ
を光の波長とすると、Δn d/λの値を調整して透過率
が0となるようにしている。具体的にはR,G,Bの各
カラーフィルタ毎にdの値を変えて作られているが、液
晶層の厚さを正確に制御することは困難であり、また、
各カラーフィルタも透過分光スペクトルがシャープでな
く、また、スペーサの片よりを生ずることからコントラ
ストの低下や着色などの問題を生じていた。そこで、こ
の解決が課題である。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記の課題は三色のカラ
ーフィルタの特性に対応して液晶封入領域をシール材に
より二分割し、この二分割した区画にそれぞれ異なる液
晶を注入し、また、液晶封入領域を二分割して別の液晶
を封入する画素領域にゲスト−ホスト型液晶を使用する
場合にはこの画素領域にカラーフィルタを備えないこと
を特徴としてカラー液晶表示素子を構成することにより
解決することができる。
ーフィルタの特性に対応して液晶封入領域をシール材に
より二分割し、この二分割した区画にそれぞれ異なる液
晶を注入し、また、液晶封入領域を二分割して別の液晶
を封入する画素領域にゲスト−ホスト型液晶を使用する
場合にはこの画素領域にカラーフィルタを備えないこと
を特徴としてカラー液晶表示素子を構成することにより
解決することができる。
【0014】
【作用】図1は本発明に係る液晶表示素子の構成を示す
もので、従来の液晶層は単一の液晶で形成されており、
R,G,Bの各カラーフィルタ毎にその厚さを変えるこ
とにより液晶の層厚を変えてノーマリブラック方式をと
る場合、光透過率が0となるようにしていたのに対し、
本発明に係る表示素子は液晶注入領域をシール材による
隔壁14を用いてR,G領域とB領域またはR,B領域と
G領域と云うようにカラーフィルタの透過スペクトルが
混ざらないように二分割し、この二分割した区画にそれ
ぞれ異なる液晶を注入して封止するものである。
もので、従来の液晶層は単一の液晶で形成されており、
R,G,Bの各カラーフィルタ毎にその厚さを変えるこ
とにより液晶の層厚を変えてノーマリブラック方式をと
る場合、光透過率が0となるようにしていたのに対し、
本発明に係る表示素子は液晶注入領域をシール材による
隔壁14を用いてR,G領域とB領域またはR,B領域と
G領域と云うようにカラーフィルタの透過スペクトルが
混ざらないように二分割し、この二分割した区画にそれ
ぞれ異なる液晶を注入して封止するものである。
【0015】このようにうすると、従来はR,G,Bの
画素毎にカラーフィルタの厚さを変え、これにより液晶
層の厚さを最適値に調整していたのに対し、共通の液晶
を使う画素の部分だけカラーフィルタの厚さを変えれば
よく、処理が簡単になり、また、別の液晶は透過率のセ
ル厚依存性が全く異なる液晶を使用することができ、こ
れにより混色を無くすることができる。
画素毎にカラーフィルタの厚さを変え、これにより液晶
層の厚さを最適値に調整していたのに対し、共通の液晶
を使う画素の部分だけカラーフィルタの厚さを変えれば
よく、処理が簡単になり、また、別の液晶は透過率のセ
ル厚依存性が全く異なる液晶を使用することができ、こ
れにより混色を無くすることができる。
【0016】なお、液晶注入領域を分割するシール材と
しては透明レジストを使用するが、この中にガラス粉末
などの光散乱材を混入して使用すると、ブラックマトリ
ックスに投射して吸収または反射される光をカラーフィ
ルタに導くことができて甚だ効率的である。
しては透明レジストを使用するが、この中にガラス粉末
などの光散乱材を混入して使用すると、ブラックマトリ
ックスに投射して吸収または反射される光をカラーフィ
ルタに導くことができて甚だ効率的である。
【0017】また、別の液晶としてゲスト・ホスト型
(略称GH)液晶を使用すると、液晶が元々帯色してい
ることから、図4に示すようにその画素だけカラーフィ
ルタを省略することができる。
(略称GH)液晶を使用すると、液晶が元々帯色してい
ることから、図4に示すようにその画素だけカラーフィ
ルタを省略することができる。
【0018】
実施例1:(請求項1,図2,図3関連) 第2のガラス基板2としてコーニング社製の品名7059を
使用し、また、カラーフィルタの構成材料としてRは品
名CR-2000,Gは品名CG-2000,Bは品名CB-2000の何れも
富士ハント製の着色樹脂を使用し、写真蝕刻技術を用い
てブラックマトリックス9の間の各画素対応位置に1.8
μm の厚さにカラーフィルタを形成した。次に、液晶と
して品名ZLI-4792( メルクジャパン製) を使用する場
合、図6から透過率が0となる膜厚はRは5.9 μm ,G
は5.0 μm で差は0.9 μm であることから、G画素用の
カラーフィルタの上に0.9 μm の厚さに透明膜(品名C
T, 富士ハント製)15を形成した。
使用し、また、カラーフィルタの構成材料としてRは品
名CR-2000,Gは品名CG-2000,Bは品名CB-2000の何れも
富士ハント製の着色樹脂を使用し、写真蝕刻技術を用い
てブラックマトリックス9の間の各画素対応位置に1.8
μm の厚さにカラーフィルタを形成した。次に、液晶と
して品名ZLI-4792( メルクジャパン製) を使用する場
合、図6から透過率が0となる膜厚はRは5.9 μm ,G
は5.0 μm で差は0.9 μm であることから、G画素用の
カラーフィルタの上に0.9 μm の厚さに透明膜(品名C
T, 富士ハント製)15を形成した。
【0019】次に、この上に従来と同様にITOよりな
る透明電極11と配向膜12を従来と同様に膜形成し、ラビ
ングによる配向処理を済ませた後、基板2の全域にスピ
ンナを用いて透明レジスト(品名CT, 富士ハント製)を
R画素位置で必要とする液晶層の厚さ5.9 μm を考慮し
て6μm の厚さに塗布し、常温乾燥を行なって半硬化の
状態に止め、写真蝕刻技術を用いて図3に示すように幅
35μm の隔壁14によりR,G,Bの各画素領域をB領域
とRG領域とに分離した。
る透明電極11と配向膜12を従来と同様に膜形成し、ラビ
ングによる配向処理を済ませた後、基板2の全域にスピ
ンナを用いて透明レジスト(品名CT, 富士ハント製)を
R画素位置で必要とする液晶層の厚さ5.9 μm を考慮し
て6μm の厚さに塗布し、常温乾燥を行なって半硬化の
状態に止め、写真蝕刻技術を用いて図3に示すように幅
35μm の隔壁14によりR,G,Bの各画素領域をB領域
とRG領域とに分離した。
【0020】なお、RG領域に液晶を注入する注入口17
とB領域に液晶を注入する注入口16は70μm 幅に形成し
た。そして、これにTFTと画素電極とが形成されてい
る第1のガラス基板1とを正確に位置合わせして貼り合
わせ、200 ℃に加熱してポストキュアを行なうことによ
り隔壁14を形成するシール材を硬化させて両基板を密着
させた。
とB領域に液晶を注入する注入口16は70μm 幅に形成し
た。そして、これにTFTと画素電極とが形成されてい
る第1のガラス基板1とを正確に位置合わせして貼り合
わせ、200 ℃に加熱してポストキュアを行なうことによ
り隔壁14を形成するシール材を硬化させて両基板を密着
させた。
【0021】次に、液晶の注入法としては注入口17から
従来と同様に空セル真空引き→空セル液晶容器没入→減
圧の工程で、TN液晶(品名ZLI-4792, メルクジャパン
製)を注入して封止した。次に、注入口16から注入する
液晶としては先のTN液晶の屈折率異方性Δn が0.094
であることから、各色のΔn d/λを同じ値とすること
が望ましく、Δn が0.132(0.094 ×5.9 ÷4.2)の液晶を
選んで同様な工程で注入して後封止することによりカラ
ー液晶表示素子が完成した。 実施例2:(請求項3,図4関連) 図4は実施例の断面構造であって、図2の構造と異なる
ところは、シール材による隔壁14を用いてR,G領域と
B領域に二分割する場合に、単独の液晶を用いるB領域
にGH液晶を用いる場合はカラーフィルタを設ける必要
がないことで、この分だけ製造工程の削減が可能とな
る。
従来と同様に空セル真空引き→空セル液晶容器没入→減
圧の工程で、TN液晶(品名ZLI-4792, メルクジャパン
製)を注入して封止した。次に、注入口16から注入する
液晶としては先のTN液晶の屈折率異方性Δn が0.094
であることから、各色のΔn d/λを同じ値とすること
が望ましく、Δn が0.132(0.094 ×5.9 ÷4.2)の液晶を
選んで同様な工程で注入して後封止することによりカラ
ー液晶表示素子が完成した。 実施例2:(請求項3,図4関連) 図4は実施例の断面構造であって、図2の構造と異なる
ところは、シール材による隔壁14を用いてR,G領域と
B領域に二分割する場合に、単独の液晶を用いるB領域
にGH液晶を用いる場合はカラーフィルタを設ける必要
がないことで、この分だけ製造工程の削減が可能とな
る。
【0022】
【発明の効果】本発明の実施によりカラー液晶表示素子
の製造が容易になり、また、着色,コントラスト低下な
どカラーフィルタの問題点を解決することができる。
の製造が容易になり、また、着色,コントラスト低下な
どカラーフィルタの問題点を解決することができる。
【図1】 本発明に係る液晶表示素子の部分断面図であ
る。
る。
【図2】 本発明に係る別の液晶表示素子の部分断面図
である。
である。
【図3】 図1と図2の隔壁パターンを示す平面図であ
る。
る。
【図4】 本発明に係る更に別の液晶表示素子の部分断
面図である。
面図である。
【図5】 従来の液晶表示素子の部分断面図である。
【図6】 液晶のセル厚と透過率との関係図である。
【図7】 カラーフィルタの透過スペクトルである。
1 第1のガラス基板 2 第2のガラス基板 5 液晶層 7,12 配向膜 9 ブラックマトリックス 11 共通電極 14 隔壁 15 透明膜
Claims (3)
- 【請求項1】 マトリックス状に配列して画素を形成す
る薄膜トランジスタと画素電極(6)の上に配向膜
(7)を形成してなる第1のガラス基板(1)と、前記
画素電極(6)に対応して設けられている三色のカラー
フィルタ(R,G,B)と共通電極(11)と配向膜(1
2)とを積層してなる第2のガラス基板(2)とをスペ
ーサを介して対向せしめ、該ガラス基板(1),(2)
の間隙に液晶を封入すると共に、該基板(1),(2)
の外側に偏光板(3),(4)を配置してなる液晶表示
素子において、 前記三色のカラーフィルタの特性に対応して液晶封入領
域をシール材よりなる隔壁(14)により共通の液晶を封
入する画素領域と別の液晶を封入する画素領域とに二分
割し、該二分割した区画にそれぞれ異なる液晶を注入し
てなることを特徴とするカラー液晶表示素子。 - 【請求項2】 液晶封入領域を区切るシール材よりなる
隔壁(14)に光散乱材が添加してなることを特徴とする
請求項1記載のカラー液晶表示素子。 - 【請求項3】 液晶封入領域を二分割して別の液晶を封
入する画素領域にはカラーフィルタを設けず、ゲスト−
ホスト型液晶を使用することを特徴とする請求項1記載
のカラー液晶表示素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5290856A JPH07140449A (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | カラー液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5290856A JPH07140449A (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | カラー液晶表示素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07140449A true JPH07140449A (ja) | 1995-06-02 |
Family
ID=17761382
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5290856A Withdrawn JPH07140449A (ja) | 1993-11-19 | 1993-11-19 | カラー液晶表示素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07140449A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006058651A (ja) * | 2004-08-20 | 2006-03-02 | Optrex Corp | 液晶表示パネル |
JP2007264422A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Nanox Corp | 液晶表示装置及びその製造方法 |
JP2008164954A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Lg Display Co Ltd | 液晶表示素子およびその製造方法、液晶表示素子のためのカラーフィルタ基板 |
-
1993
- 1993-11-19 JP JP5290856A patent/JPH07140449A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006058651A (ja) * | 2004-08-20 | 2006-03-02 | Optrex Corp | 液晶表示パネル |
JP2007264422A (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Nanox Corp | 液晶表示装置及びその製造方法 |
JP2008164954A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Lg Display Co Ltd | 液晶表示素子およびその製造方法、液晶表示素子のためのカラーフィルタ基板 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010130 |