JPH06265860A - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
- Publication number
- JPH06265860A JPH06265860A JP5057434A JP5743493A JPH06265860A JP H06265860 A JPH06265860 A JP H06265860A JP 5057434 A JP5057434 A JP 5057434A JP 5743493 A JP5743493 A JP 5743493A JP H06265860 A JPH06265860 A JP H06265860A
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- JP
- Japan
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- liquid crystal
- polymer
- crystal display
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 液晶及び高分子粒子が互いに配向分散した液
晶表示素子において、電圧保持率及び信頼性を改善す
る。 【構成】 電極層を有した２枚の基板間に、配向分散し
た液晶及び高分子粒子かが挟持された液晶表示素子にお
いて、該高分子粒子は、液晶及び高分子前駆体からなる
液晶性混合材料から、光重合開始剤を使用せずに紫外線
を照射し、高分子前駆体を重合させ形成する。
晶表示素子において、電圧保持率及び信頼性を改善す
る。 【構成】 電極層を有した２枚の基板間に、配向分散し
た液晶及び高分子粒子かが挟持された液晶表示素子にお
いて、該高分子粒子は、液晶及び高分子前駆体からなる
液晶性混合材料から、光重合開始剤を使用せずに紫外線
を照射し、高分子前駆体を重合させ形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、表示体を構成する液晶
表示素子に関するものである。
表示素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、偏光板を用いない明るい液晶表示
素子として、液晶と高分子を互いに分散させた高分子分
散液晶を用いた液晶表示素子が注目されている。この液
晶表示素子の動作原理は、液晶と高分子の屈折率の差を
利用しており、電界印加により液晶と高分子の屈折率が
一致した場合には透過状態を示し、電界除去により屈折
率が相違した場合には散乱状態を示すことによる。ＬＣ
ＰＣ（旭硝子株式会社：アメリカ特許４，８１８，０７
０）、ＰＤＬＣ（ケント州立大学：アメリカ特許４，６
８５，７７１）、ＰＮＬＣ（大日本インキ化学株式会
社：ヨーロッパ公開特許ＥＰＡ３１３，０５３）は、上
記の動作原理によるもので、高分子分散液晶を形成する
のに紫外線を照射している。これらは製造方法が簡易で
あり、低電圧駆動性を有する点で注目されている。一
方、電界無印加時に透過し、電界印加時に散乱する逆の
モードの高分子分散液晶を用いた液晶表示素子（ケント
州立大学：アメリカ特許４，９９４，２０４、セイコー
エプソン株式会社：ヨーロッパ公開特許ＥＰ０４８８１
１６Ａ２、フィリップス：ヨーロッパ公開特許ＥＰ０４
５１９０５Ａ１）も開発されており、上記の製法同様に
紫外線を照射して、高分子分散液晶を形成している。高
分子分散液晶を用いた液晶表示素子は、色素と組み合わ
せて視認性を高めることや、アクティブ素子と組み合わ
せての大容量表示が試みられている。
素子として、液晶と高分子を互いに分散させた高分子分
散液晶を用いた液晶表示素子が注目されている。この液
晶表示素子の動作原理は、液晶と高分子の屈折率の差を
利用しており、電界印加により液晶と高分子の屈折率が
一致した場合には透過状態を示し、電界除去により屈折
率が相違した場合には散乱状態を示すことによる。ＬＣ
ＰＣ（旭硝子株式会社：アメリカ特許４，８１８，０７
０）、ＰＤＬＣ（ケント州立大学：アメリカ特許４，６
８５，７７１）、ＰＮＬＣ（大日本インキ化学株式会
社：ヨーロッパ公開特許ＥＰＡ３１３，０５３）は、上
記の動作原理によるもので、高分子分散液晶を形成する
のに紫外線を照射している。これらは製造方法が簡易で
あり、低電圧駆動性を有する点で注目されている。一
方、電界無印加時に透過し、電界印加時に散乱する逆の
モードの高分子分散液晶を用いた液晶表示素子（ケント
州立大学：アメリカ特許４，９９４，２０４、セイコー
エプソン株式会社：ヨーロッパ公開特許ＥＰ０４８８１
１６Ａ２、フィリップス：ヨーロッパ公開特許ＥＰ０４
５１９０５Ａ１）も開発されており、上記の製法同様に
紫外線を照射して、高分子分散液晶を形成している。高
分子分散液晶を用いた液晶表示素子は、色素と組み合わ
せて視認性を高めることや、アクティブ素子と組み合わ
せての大容量表示が試みられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
紫外線を照射して形成された高分子分散液晶は、明る
く、高コントラストで低電圧駆動が可能であるが、電圧
保持率が不十分なために、アクティブ駆動を行う上で問
題となっていた。また、従来の高分子分散液晶を用いた
液晶表示素子は、電気光学及び電気特性の経時変化が大
きいため、商品化の上で非常に大きな問題点を有してい
た。特に電圧保持率の経時変化による低下は著しく、ア
クティブ素子と組み合わせた大容量ディスプレイは、要
求される実用寿命にほど遠い状況にあった。
紫外線を照射して形成された高分子分散液晶は、明る
く、高コントラストで低電圧駆動が可能であるが、電圧
保持率が不十分なために、アクティブ駆動を行う上で問
題となっていた。また、従来の高分子分散液晶を用いた
液晶表示素子は、電気光学及び電気特性の経時変化が大
きいため、商品化の上で非常に大きな問題点を有してい
た。特に電圧保持率の経時変化による低下は著しく、ア
クティブ素子と組み合わせた大容量ディスプレイは、要
求される実用寿命にほど遠い状況にあった。
【０００４】これらの原因としては、従来の高分子分散
液晶は、液晶／高分子前駆体／光重合開始剤からなる混
合系から紫外線を照射して形成していたために、光重合
開始剤及び高分子前駆体の一部が高分子分散液晶が形成
された後も液晶中に残存するためと考えられる。
液晶は、液晶／高分子前駆体／光重合開始剤からなる混
合系から紫外線を照射して形成していたために、光重合
開始剤及び高分子前駆体の一部が高分子分散液晶が形成
された後も液晶中に残存するためと考えられる。
【０００５】そこで本発明の目的とするところは、電圧
保持率が高く、信頼性の優れた高分子分散液晶を用いた
液晶表示素子を提供するところにある。
保持率が高く、信頼性の優れた高分子分散液晶を用いた
液晶表示素子を提供するところにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明の液晶表示素子は、以下の構成から成る。 （１）電極層を有する少なくとも一方が透明な２枚の基
板間に、互いに配向分散した液晶及び屈折率異方性を有
した高分子粒子が挟持された液晶表示素子において、該
高分子粒子はあらかじめ該基板間に介在された光重合開
始剤を含有しない液晶及び高分子前駆体から成る液晶性
混合材料から、紫外線を照射することによって該高分子
前駆体を重合させることにより形成することを特徴とす
る。
に本発明の液晶表示素子は、以下の構成から成る。 （１）電極層を有する少なくとも一方が透明な２枚の基
板間に、互いに配向分散した液晶及び屈折率異方性を有
した高分子粒子が挟持された液晶表示素子において、該
高分子粒子はあらかじめ該基板間に介在された光重合開
始剤を含有しない液晶及び高分子前駆体から成る液晶性
混合材料から、紫外線を照射することによって該高分子
前駆体を重合させることにより形成することを特徴とす
る。
【０００７】（２）上記液晶性混合材料が含む高分子前
駆体が２種類以上の化合物から成り、少なくとも１成分
に、官能基数２を有した高分子前駆体を含むことを特徴
とする。
駆体が２種類以上の化合物から成り、少なくとも１成分
に、官能基数２を有した高分子前駆体を含むことを特徴
とする。
【０００８】
（実施例１）図１は、本発明の液晶表示素子の構成を示
す図である。高分子粒子１０５及び液晶１０４は、互い
に配向し、分散した構造をとる。これら配向分散した光
学的に異方性を有する高分子粒子１０５及び液晶１０４
は、電極１０２、１０７の形成された基板１０１、１０
８により挟持され、電極１０２、１０７表面には、配向
膜１０３、１０６が形成される。本発明の液晶表示素子
の動作原理を説明する。電圧オフ時の高分子粒子１０５
及び液晶１０４が互いに配向している状態では、高分子
分散液晶媒体内で基板１０１から１０８へ、液晶及び高
分子粒子の屈折率が連続的に変化するため透明状態とな
る。偏光顕微鏡で観察した場合、配向分散している状態
に応じて、偏光依存性が観測される。一方、電圧を十分
に印加した場合、液晶１０４のみが電界方向に配向する
ために、媒体内で、屈折率の不連続点が発生するため
に、光散乱状態となる。さらに、液晶１０４が２色性色
素を含有している場合、電圧オフ時には２色性色素の吸
収による表示状態となり、一方電圧を十分印加した場
合、２色性色素の吸収はごく僅かとなるため、光散乱に
よる白濁した状態となる。
す図である。高分子粒子１０５及び液晶１０４は、互い
に配向し、分散した構造をとる。これら配向分散した光
学的に異方性を有する高分子粒子１０５及び液晶１０４
は、電極１０２、１０７の形成された基板１０１、１０
８により挟持され、電極１０２、１０７表面には、配向
膜１０３、１０６が形成される。本発明の液晶表示素子
の動作原理を説明する。電圧オフ時の高分子粒子１０５
及び液晶１０４が互いに配向している状態では、高分子
分散液晶媒体内で基板１０１から１０８へ、液晶及び高
分子粒子の屈折率が連続的に変化するため透明状態とな
る。偏光顕微鏡で観察した場合、配向分散している状態
に応じて、偏光依存性が観測される。一方、電圧を十分
に印加した場合、液晶１０４のみが電界方向に配向する
ために、媒体内で、屈折率の不連続点が発生するため
に、光散乱状態となる。さらに、液晶１０４が２色性色
素を含有している場合、電圧オフ時には２色性色素の吸
収による表示状態となり、一方電圧を十分印加した場
合、２色性色素の吸収はごく僅かとなるため、光散乱に
よる白濁した状態となる。
【０００９】以下本実施例として、液晶性混合材料に光
重合開始剤を用いないで高分子分散液晶を形成した例を
示す。
重合開始剤を用いないで高分子分散液晶を形成した例を
示す。
【００１０】まず、配向分散した屈折率異方性を有する
高分子粒子及び液晶を形成する液晶性組成物について説
明する。液晶としてメルク社製のＴＬ−２０２を、高分
子前駆体としてビフェニルメタクリレートを用い、液晶
に対してビフェニルメタクリレートを１０ｗｔ％混合
し、液晶性混合材料とした。
高分子粒子及び液晶を形成する液晶性組成物について説
明する。液晶としてメルク社製のＴＬ−２０２を、高分
子前駆体としてビフェニルメタクリレートを用い、液晶
に対してビフェニルメタクリレートを１０ｗｔ％混合
し、液晶性混合材料とした。
【００１１】次に、この液晶性混合材料を、ＩＴＯ電極
１０２、１０７の形成されたガラス基板１０１、１０８
を間隔５μｍ程度離して固定した空パネルに封入した。
なお、ＩＴＯ電極１０２、１０６表面には、ポリイミド
配向膜１０３、１０６が形成されており、ラビングによ
り配向処理が施され、上下基板でラビング方向を同一方
向と設定した。このような空パネルに封入された液晶性
混合材料は、配向処理に従って平行配向した。
１０２、１０７の形成されたガラス基板１０１、１０８
を間隔５μｍ程度離して固定した空パネルに封入した。
なお、ＩＴＯ電極１０２、１０６表面には、ポリイミド
配向膜１０３、１０６が形成されており、ラビングによ
り配向処理が施され、上下基板でラビング方向を同一方
向と設定した。このような空パネルに封入された液晶性
混合材料は、配向処理に従って平行配向した。
【００１２】このようにして配向した液晶性混合材料を
含んだパネルに、紫外線を照射し、高分子前駆体を重合
して液晶と光学的に異方性を有する高分子粒子を相分離
させた。重合条件は、ブラックライトを用い、照度２ｍ
Ｗ／（平方ｃｍ）にて、１０分間照射した。
含んだパネルに、紫外線を照射し、高分子前駆体を重合
して液晶と光学的に異方性を有する高分子粒子を相分離
させた。重合条件は、ブラックライトを用い、照度２ｍ
Ｗ／（平方ｃｍ）にて、１０分間照射した。
【００１３】こうして作製した液晶表示素子は、電圧オ
フ時に約８５％と高い透明性を示し、電圧を印加したと
ころ、白濁した光散乱状態を示した。また、電圧保持率
を、選択時間６５マイクロ秒にて、液晶表示素子に書き
込まれる電圧をＶ１、非選択期間１６．７ミリ秒の間に
先に書き込まれた電圧がリークした結果、この期間に液
晶表示素子に実際に印加される実効値電圧をＶ２とした
とき、電圧保持率＝Ｖ２／Ｖ１×１００（％）と定義し
たとき、本実施例のおける液晶表示素子の電圧保持率は
９５％であった。また、７０度、５００時間の高温放置
にて、信頼性試験を行ったところ、試験終了後の電圧保
持率は、９０％であった。
フ時に約８５％と高い透明性を示し、電圧を印加したと
ころ、白濁した光散乱状態を示した。また、電圧保持率
を、選択時間６５マイクロ秒にて、液晶表示素子に書き
込まれる電圧をＶ１、非選択期間１６．７ミリ秒の間に
先に書き込まれた電圧がリークした結果、この期間に液
晶表示素子に実際に印加される実効値電圧をＶ２とした
とき、電圧保持率＝Ｖ２／Ｖ１×１００（％）と定義し
たとき、本実施例のおける液晶表示素子の電圧保持率は
９５％であった。また、７０度、５００時間の高温放置
にて、信頼性試験を行ったところ、試験終了後の電圧保
持率は、９０％であった。
【００１４】ここでは、配向処理方法として、ポリイミ
ドを塗布し、ラビングにより配向膜を形成したが、液晶
及び高分子前駆体を配向せしめる方法であれば何でもよ
く、例えば、斜方蒸着や、電極をそのままラビングして
もよい。また、本実施例では平行配向としたが、上下基
板でラビング方向に角度を持たせ、また液晶性組成物に
カイラル剤を添加してツイスト状に配向させてもよい。
ドを塗布し、ラビングにより配向膜を形成したが、液晶
及び高分子前駆体を配向せしめる方法であれば何でもよ
く、例えば、斜方蒸着や、電極をそのままラビングして
もよい。また、本実施例では平行配向としたが、上下基
板でラビング方向に角度を持たせ、また液晶性組成物に
カイラル剤を添加してツイスト状に配向させてもよい。
【００１５】屈折率異方性を有する高分子粒子１０５
は、液晶相から高分子前駆体を紫外線を照射して重合す
ることにより形成したが、高分子前駆体は、重合後の高
分子粒子が、このような製法にて光学的に異方性を有す
るすべてが使用対象となる。電極層１０２、１０７とし
ては、ＩＴＯ電極としたが、片側をアルミニウム、クロ
ム等の金属電極として、反射型の液晶表示素子としても
よい。この場合、液晶に２色性色素を混合すれば、電圧
オフ時の色素による表示色と電圧オン時の光散乱による
白表示の、鮮明な反射型の液晶表示素子が得られる。ま
た、本発明の高分子分散液晶は電圧保持率が十分に高い
ため、電極相の一方に、ＭＩＭ素子やＴＦＴ素子を形成
した場合、高表示品位な液晶表示素子が得られる。
は、液晶相から高分子前駆体を紫外線を照射して重合す
ることにより形成したが、高分子前駆体は、重合後の高
分子粒子が、このような製法にて光学的に異方性を有す
るすべてが使用対象となる。電極層１０２、１０７とし
ては、ＩＴＯ電極としたが、片側をアルミニウム、クロ
ム等の金属電極として、反射型の液晶表示素子としても
よい。この場合、液晶に２色性色素を混合すれば、電圧
オフ時の色素による表示色と電圧オン時の光散乱による
白表示の、鮮明な反射型の液晶表示素子が得られる。ま
た、本発明の高分子分散液晶は電圧保持率が十分に高い
ため、電極相の一方に、ＭＩＭ素子やＴＦＴ素子を形成
した場合、高表示品位な液晶表示素子が得られる。
【００１６】（実施例２）実施例２として、高分子前駆
体が２種類から成り、１成分に官能基数２を有した高分
子前駆体を含む例について示す。
体が２種類から成り、１成分に官能基数２を有した高分
子前駆体を含む例について示す。
【００１７】液晶性混合材料は、以下の通りとした。液
晶としてメルク社製のＴＬ−２０２を、高分子前駆体と
してビフェニルメタクリレート、ビフェニルジメタクリ
レートを重量比１対１で用い、液晶に対して高分子前駆
体を１０ｗｔ％混合し、液晶性混合材料とした。
晶としてメルク社製のＴＬ−２０２を、高分子前駆体と
してビフェニルメタクリレート、ビフェニルジメタクリ
レートを重量比１対１で用い、液晶に対して高分子前駆
体を１０ｗｔ％混合し、液晶性混合材料とした。
【００１８】上記の液晶性混合材料において、２官能基
を有する高分子前駆体を混合した以外は、実施例１と同
様にして液晶表示素子を得た。
を有する高分子前駆体を混合した以外は、実施例１と同
様にして液晶表示素子を得た。
【００１９】この液晶表示素子は、電圧オフ時に約８３
％と高い透明性を示し、電圧を印加したところ、白濁し
た光散乱状態を示した。また、電圧保持率は９８％であ
った。また、７０度、５００時間の高温放置にて、信頼
性試験を行ったところ、試験終了後の電圧保持率は、９
６％であった。
％と高い透明性を示し、電圧を印加したところ、白濁し
た光散乱状態を示した。また、電圧保持率は９８％であ
った。また、７０度、５００時間の高温放置にて、信頼
性試験を行ったところ、試験終了後の電圧保持率は、９
６％であった。
【００２０】本実施例においては、高分子前駆体を２成
分系としたが、勿論官能基数２を有する高分子前駆体を
１成分含めば、それ以上の多成分系でもよい。ただし、
官能基数２を有する高分子前駆体の比率が高くなると、
駆動電圧が上昇するため、その比率としては、０．７以
下が望ましい。
分系としたが、勿論官能基数２を有する高分子前駆体を
１成分含めば、それ以上の多成分系でもよい。ただし、
官能基数２を有する高分子前駆体の比率が高くなると、
駆動電圧が上昇するため、その比率としては、０．７以
下が望ましい。
【００２１】以上のように本実施例では、官能基数２を
有した高分子前駆体を１成分混合したことにより、さら
に電圧保持率、信頼性ともに改善された。
有した高分子前駆体を１成分混合したことにより、さら
に電圧保持率、信頼性ともに改善された。
【００２２】（比較例）比較例として、液晶性混合材料
に光重合開始剤を混合した例を示す。配向分散した屈折
率異方性を示す高分子粒子及び液晶を形成する液晶性混
合材料を以下の通りとした。液晶としてメルク社製のＴ
Ｌ−２０２を、高分子前駆体としてビフェニルメタクリ
レート、光重合開始剤として、２，４−ジエチルチオキ
サントンを用い、高分子前駆体を液晶に対して１０ｗｔ
％、光重合開始剤を高分子前駆体に対して２ｗｔ％混合
し、液晶性混合材料とした。
に光重合開始剤を混合した例を示す。配向分散した屈折
率異方性を示す高分子粒子及び液晶を形成する液晶性混
合材料を以下の通りとした。液晶としてメルク社製のＴ
Ｌ−２０２を、高分子前駆体としてビフェニルメタクリ
レート、光重合開始剤として、２，４−ジエチルチオキ
サントンを用い、高分子前駆体を液晶に対して１０ｗｔ
％、光重合開始剤を高分子前駆体に対して２ｗｔ％混合
し、液晶性混合材料とした。
【００２３】上記の液晶性組成物に光重合開始剤を混合
した以外は、実施例１と同様にして液晶表示素子を得
た。
した以外は、実施例１と同様にして液晶表示素子を得
た。
【００２４】この、液晶表示素子の電圧保持率を実施例
と同様に測定したところ、８０％であった。また、実施
例と同様の信頼性試験を行ったところ、試験終了後、電
圧保持率は５６％であった。
と同様に測定したところ、８０％であった。また、実施
例と同様の信頼性試験を行ったところ、試験終了後、電
圧保持率は５６％であった。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明の構成を用い
ることによって、偏光板を不要とする明るい液晶表示素
子が提供できた。特に、本発明の構成により、電圧保持
率が高く、信頼性の優れた液晶表示素子を提供すること
が可能となった。また、ＴＦＴ素子やＭＩＭ素子のよう
なアクティブ素子と組み合わせることにより、商品化実
用寿命を兼ね揃えた明るい大容量反射型ディスプレイ
や、明るいライトバルブなどを作製することが可能とな
った。
ることによって、偏光板を不要とする明るい液晶表示素
子が提供できた。特に、本発明の構成により、電圧保持
率が高く、信頼性の優れた液晶表示素子を提供すること
が可能となった。また、ＴＦＴ素子やＭＩＭ素子のよう
なアクティブ素子と組み合わせることにより、商品化実
用寿命を兼ね揃えた明るい大容量反射型ディスプレイ
や、明るいライトバルブなどを作製することが可能とな
った。
【図１】 本発明の液晶表示素子の断面図。
１０１ 基板 １０２ 電極層 １０３ 配向膜 １０４ 液晶 １０５ 高分子粒子 １０６ 配向膜 １０７ 電極層 １０８ 基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯坂 英仁 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 電極層を有する少なくとも一方が透明な
２枚の基板間に、互いに配向分散した液晶及び屈折率異
方性を有した高分子粒子が挟持された液晶表示素子にお
いて、該高分子粒子はあらかじめ該基板間に介在された
光重合開始剤を含有しない液晶及び高分子前駆体から成
る液晶性混合材料から、紫外線を照射することによって
該高分子前駆体を重合させることにより形成することを
特徴とする液晶表示素子。 - 【請求項２】 上記液晶性混合材料が含む高分子前駆体
が２種類以上の化合物から成り、少なくとも１成分に、
官能基数２を有した高分子前駆体を含むことを特徴とす
る請求項１記載の液晶表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5057434A JPH06265860A (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5057434A JPH06265860A (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 液晶表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06265860A true JPH06265860A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=13055552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5057434A Pending JPH06265860A (ja) | 1993-03-17 | 1993-03-17 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06265860A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6304306B1 (en) | 1995-02-17 | 2001-10-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device and method for producing the same |
| US7274425B2 (en) | 2002-02-04 | 2007-09-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display and method of manufacturing the same |
-
1993
- 1993-03-17 JP JP5057434A patent/JPH06265860A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6304306B1 (en) | 1995-02-17 | 2001-10-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device and method for producing the same |
| US7274425B2 (en) | 2002-02-04 | 2007-09-25 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display and method of manufacturing the same |
| US7903215B2 (en) | 2002-02-04 | 2011-03-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display and method of manufacturing the same |
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