JP2006058721A - 電気光学装置、電気光学装置の製造方法および電子機器 - Google Patents

電気光学装置、電気光学装置の製造方法および電子機器 Download PDF

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Abstract

【課題】 狭い端子間に設けられる細い配線をカバー材によって正確に覆うことにより、安定した表示を行うことができる電気光学装置を提供する。
【解決手段】 電気光学物質を支持する透光性基板16bと、透光性基板16b上に設けられる複数の端子45と、端子45間に形成される配線33および配線35と、配線33および35を覆うカバー材55とを有する電気光学装置である。この電気光学装置において、カバー材55はポジ型の感光性樹脂材料によって形成される。
【選択図】 図5

Description

本発明は、液晶表示装置、有機EL装置、プラズマディスプレイ装置等といった電気光学装置に関する。また、本発明は、その電気光学装置を製造するための製造方法に関する。また、本発明は、その電気光学装置を用いて構成される電子機器に関する。
現在、携帯電話機、携帯情報端末機等といった各種の電子機器において、液晶表示装置、EL装置等といった電気光学装置が広く用いられている。例えば、電子機器に関する各種の情報を視覚的に表示するための表示部として電気光学装置が用いられている。この電気光学装置において、電気光学物質として液晶を用いた装置、すなわち液晶表示装置が知られている。また、電気光学物質としてEL(Electro Luminescence)を用いたEL装置も知られている。
例えば、液晶表示装置は電気光学パネルとしての液晶パネルを有する。この液晶パネルは、一般に、それぞれが電極を備えた一対の基板の間に液晶層を介在させた構造を有する。この液晶層は、例えば次のようにして、すなわち、前記一対の基板の間にシール材によって囲まれた空間を形成し、この空間の中に液晶を封止することによって形成される。この液晶表示装置では、液晶層に光を供給すると共に該液晶層に印加される電圧を画素ごとに制御することにより、液晶層内の液晶分子の配向を画素ごとに制御する。液晶層へ供給された光は、液晶分子の配向状態に従って変調され、この変調された光を偏光板の液晶側表面に供給することにより、その偏光板の観察側表面に文字、数字、図形等といった像が表示される。
この液晶表示装置においては、一対の基板の一方または両方に複数の配線が形成される。これらの配線は、その一端が基板上に設けられた半導体要素である駆動用ICに接続し、他端が液晶層の内部へ延びて電極に接続する。そして、これらの配線は駆動用ICから出力された信号を各電極に伝送する。基板上において駆動用ICが実装される領域には、複数の配線の端子部分が配置される。これらの端子は、駆動用ICを基板上に実装した際に駆動用ICの出力端子、例えばバンプに接続する位置に形成する。これら基板上の端子と駆動用ICのバンプとを、例えばACF(Anisotropic Conductive Film:異方性導電膜)を用いて接続することにより、駆動用ICと配線とが接続される。
上記のような液晶表示装置の中には、従来、配線が腐蝕することによる駆動用ICのバンプと基板上の端子との間の導通不良の発生を防止するために、配線を覆うカバー材を設けた構造のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−258768号公報(第5頁、図5)
ところで、現在の液晶表示装置においては、装置の小型化と同時に表示の高精細化が求められており、表示画素数の増加および画素の微細化が進んでいる。これに対応するためには、駆動用ICにおいてもその小型化と出力端子数の増加が必要である。そこで、駆動用ICの出力端子をICの能動面に複数列設け、さらに、その出力端子に対応した位置、すなわち基板上のIC実装領域に端子を複数列形成した液晶表示装置が提案されている。この装置では、隣り合う端子間に他の列の端子から延びる配線が形成される。この場合には、基板上に形成した導電体同士の間隔、すなわち基板上に形成した端子とその端子間に形成された配線との間隔が、特許文献1に開示された液晶表示装置に比べて狭くなる。
上記のように基板上に端子を複数列設ける構造の液晶表示装置において、配線上にカバー材を形成する場合、従来は、ネガ型の感光性樹脂材料を用いて、例えばフォトエッチング処理によって配線上にカバー材を形成することが多い。しかしながら、ネガ型の感光性樹脂材料は、それをパターニングする際の解像度が悪いので、カバー材を細く形成することが難しかった。例えば、配線を覆うためのカバー材がその配線の隣に位置する端子の一部を覆ってしまうおそれがあった。こうなると、基板上に駆動用ICを実装した際、駆動用ICの出力端子と基板上の端子との間で接触不良が発生するおそれがあった。
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、狭い端子間に設けられる細い配線をカバー材によって正確に覆うことにより、安定した表示を行うことができる電気光学装置、電気光学装置の製造方法および電子機器を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明に係る電気光学装置は、電気光学物質を支持する基板と、該基板上に設けられる複数の端子と、該端子間に形成される配線と、該配線を覆うカバー材とを有し、該カバー材はポジ型の感光性樹脂材料によって形成されることを特徴とする。
電気光学物質は、電気的条件の変化に応じて光学的特性が変化する物質のことであり、具体的には、液晶表示装置で用いられる液晶、EL装置で用いられるEL、プラズマディスプレイ装置で用いられるガス等が考えられる。また、感光性樹脂材料は、一般に感光性有機化合物である。この感光性樹脂材料のうち、光照射によって溶け易くなるものが、本発明に用いるポジ型感光性樹脂材料である。逆に溶け難くなるものがネガ型感光性樹脂材料である。一般に、ポジ型感光性樹脂材料の方が、ネガ型感光性樹脂材料に比べてより高精度、且つ高精細のパターン形成が可能である。
上記の電気光学装置によれば、カバー材にポジ型感光性樹脂材料を用いたので、カバー材を細く、そして正確に形成できる。これにより、第1には、基板上において、端子間隔が狭くなっても配線に隣接する端子にカバー材が被ることがなくなるので、基板上の端子とその端子に接続される実装部品の端子との間で接触不良が発生することを防止できる。第2には、端子間隔が狭い場合であってもそれらの端子間に配設された配線をカバー材によって正確に覆うことができるので、基板上において、配線と端子との間に異物が載ったとしてもそれらの間で短絡が発生することを防止できる。
本発明の電気光学装置においては、前記基板上に実装される半導体要素をさらに有し、前記端子は該半導体要素の端子に導電接続することが望ましい。一般に、半導体要素の端子はその能動面に複数設けられ、それら端子の間隔は狭くなっている。そのため、半導体要素の端子と導電接続される基板上の端子も、その間隔は狭く形成する。本発明の電気光学装置によれば、配線を覆うカバー材を細く形成できるので、基板上において、配線に隣接する端子にカバー材が被ることがなくなる。これにより、半導体要素の端子と基板上の端子とが確実に接触できる。
本発明の電気光学装置は、前記基板上に設けられたスイッチング素子と、該スイッチング素子を覆うように前記基板上に設けられた絶縁層と、該絶縁層上に設けられて前記スイッチング素子に導電接続する電極とをさらに有することができる。そして、上記のスイッチング素子は前記端子間に形成される前記配線に導電接続することができる。そしてこの場合、前記カバー材は該絶縁層と同じ材料であることが望ましい。
絶縁層は、例えば、ポジ型の感光性樹脂材料であるアクリル樹脂によって形成する。この絶縁層は、基板上においてスイッチング素子と電極との間を絶縁する。これにより、スイッチング素子と電極とを異なる層にそれぞれ形成できる。スイッチング素子と電極とを異なる層に形成すれば、それらの不要な部分を直接に接触させることなく平面的に見て重ねることができるので、電極の面積を大きくすることができる。その結果、1つの画素の面積を大きくできるので、表示を見やすくできる。
上記の電気光学装置によれば、カバー材を絶縁層と同じ材料を用いて形成するので、基板上に絶縁層を形成する際に、カバー材を同時に形成することができる。このように、カバー材を絶縁層と同時に形成すれば、新たに製造工程を増やすことなくカバー材を設けることができる。
本発明の電気光学装置において、前記複数の端子は前記基板上に複数列設けられ、前記端子間に形成される配線は当該端子が属する列以外の列に属する端子に繋がる配線であることが望ましい。基板上に端子を複数列設けた場合には、端子を1列に形成した場合に比べて、基板上の電極に信号を送信するための配線を増やすことができる。つまり、電気光学装置の表示部により多くの画素を形成できる。ただし、この場合には、基板上において端子と配線との間隔がより狭くなるので、カバー材によって配線のみを覆うことが難しくなる。しかし、本発明に係る電気光学装置によれば、配線を覆うカバー材は高精細に形成できるので、端子間に形成される配線だけを正確に覆うことができる。
本発明の電気光学装置において、前記半導体要素は前記電極に信号を送る駆動用ICであることが望ましい。この構造は、COG(Chip On Glass)方式を用いた実装構造である。この構造に対して本発明を適用すれば、駆動用ICの端子と基板上の端子とを確実に接続できる。
次に、本発明に係る電気光学装置の製造方法は、基板上に複数の端子を形成する工程と、前記複数の端子の間に配線を形成する工程と、前記配線上にカバー材を形成する工程と、前記基板上に前記配線に導電接続するスイッチング素子を形成する工程と、前記スイッチング素子を覆うように前記基板上に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に電極を形成する工程とを有し、前記絶縁層を形成する工程と前記カバー材を形成する工程とは同一工程であることを特徴とする。
この構成の電気光学装置の製造方法によれば、絶縁層とカバー材とを同じ工程において形成するようにしたので、工程を増やすことなくカバー材を設けることができる。
本発明の電気光学装置の製造方法において、前記複数の端子を形成する工程では前記複数の端子を前記基板上に複数列形成し、前記配線を形成する工程では前記複数の端子間に配線を形成し、該配線は当該端子が属する列以外の列に属する端子に繋がる配線であることが望ましい。基板上に端子を複数列設けた場合には、端子を1列に形成した場合に比べて、基板上の電極に信号を送信するための配線を増やすことができる。つまり、電気光学装置の表示部により多くの画素を形成できる。ただし、この場合には、基板上において端子と配線との間隔がより狭くなるので、カバー材によって配線のみを覆うことが難しくなる。しかし、本発明に係る電気光学装置の製造方法によれば、配線を覆うカバー材は高精細に形成できるので、端子間に形成される配線だけを正確に覆うことができる。
次に、本発明に係る電子機器は、以上に記載した構成の電気光学装置を有することを特徴とする。本発明に係る電気光学装置は、基板上の配線をカバー材で覆うことにより、配線と端子との間における短絡を防止できる。さらに、カバー材を細く形成することにより、基板上の端子とその端子に接続される相手側の端子との間で接触不良が発生することを防止できる。従って、本発明に係る電気光学装置を用いた電子機器においても狭い領域に形成した配線と端子とにおいて、短絡や接触不良がない安定した表示を行うことができる。
(電気光学装置の実施形態)
以下、本発明を電気光学装置の一例である液晶表示装置に適用した場合を例に挙げて説明する。なお、これ以降に説明する実施形態は本発明の一例であって、本発明を限定するものではない。また、これからの説明では必要に応じて図面を参照するが、この図面では、複数の構成要素から成る構造のうち重要な構成要素をわかり易く示すため、各要素を実際とは異なった相対的な寸法で示している。
図1は、本発明に係る電気光学装置の一実施形態である液晶表示装置を示している。また、図2は、図1における1つの表示ドット近傍を拡大して示している。ここに挙げられた液晶表示装置は、2端子型のスイッチング素子であるTFD(Thin Film Diode)素子を用いたアクティブマトリクス方式であって、半透過反射型の液晶表示装置である。
図1において、液晶表示装置1は、電気光学パネルとしての液晶パネル2と、この液晶パネル2に実装された半導体要素としての駆動用IC3と、照明装置4とを有する。照明装置4は、観察側から見て(すなわち、図の矢印A方向から見て)液晶パネル2の背面側に配設されてバックライトとして機能する。照明装置4は、液晶パネル2の観察側に配設してフロントライトとして機能させても良い。
照明装置4は、LED(Light Emitting Diode)等といった点状光源や、冷陰極管等といった線状光源等によって構成された光源6と、透光性の樹脂によって形成された導光体7とを有する。観察側から見て導光体7の背面側には、必要に応じて、反射層8が設けられる。また、導光体7の観察側には、必要に応じて、拡散層9が設けられる。導光体7の光導入口7aは図1の紙面垂直方向に延びており、光源6から発生した光はこの光導入口7aを通して導光体7の内部へ導入される。
液晶パネル2は、カラーフィルタ基板11と、それに対向する素子基板12と、それらの基板を貼り合わせている矢印A方向から見て正方形または長方形の枠状のシール材13とを有する。カラーフィルタ基板11と、素子基板12と、シール材13によって囲まれる間隙、いわゆるセルギャップG(図2参照)内に電気光学物質としての液晶が封入されて液晶層14を構成している。
図1において、カラーフィルタ基板11は、矢印A方向から見て長方形又は正方形の第1の透光性の基板16aを有する。この第1透光性基板16aは、例えば、透光性のガラス、透光性のプラスチック等によって形成される。また、この第1透光性基板16aの外側表面には、位相差板26a及び偏光板27aが、それぞれ、貼着等によって装着される。
図2において、第1透光性基板16aの内側表面には、樹脂層17が形成され、その上に反射層18が形成され、その上に複数の着色要素19およびそれらを取り囲む遮光部材21が形成され、その上にオーバーコート層22が形成され、その上に紙面垂直方向へ直線的に延びる複数の帯状電極23aが形成され、さらにその上に配向膜24aが形成される。配向膜24aには配向処理、例えばラビング処理が施され、これにより、カラーフィルタ基板11の近傍の液晶分子の配向が決められる。
上記の樹脂層17の表面には凹凸形状が形成されている。このため、その樹脂層17上に積層された反射層18は同じ凹凸形状を有する。この凹凸形状により、反射層18で反射する光は拡散する。この反射層18は、例えば、Al(アルミニウム)、Al合金等によって形成される。なお、樹脂層17の表面に形成する凹凸形状を滑らかにしたい場合には、樹脂層17を第1層及び第2層の2層構造によって形成し、第1層の表面に粗い凹凸形状を形成し、そしてその上に第2層を積層して凹凸形状を滑らかにするという方法を用いることもできる。
着色要素19は、例えば、1つ1つが矢印A方向から見て長方形のドット状に形成され、1つの着色要素19は、R(赤)、G(緑)、B(青)の3原色のいずれか1つの光を通す材料によって形成されている。これら各色の着色要素19は、矢印A方向から見てストライプ配列、デルタ配列、モザイク配列、その他適宜の配列となるように並べられている。なお、着色要素19は、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)の3原色によって形成することもできる。
遮光部材21は、例えばCr(クロム)等といった遮光性の材料によって、複数の着色要素19の間を埋める状態に形成される。この遮光部材21は、ブラックマスクとして機能して着色要素19を透過した光によって表示される像のコントラストを向上させる。なお、遮光部材21は、Cr等といった特定の材料によって形成されることに限られず、例えば、着色要素19を構成するB,G,Rの各着色要素を重ねること、すなわち積層することによっても形成することができる。
オーバーコート層22は、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等といった感光性の樹脂によって形成される。図2の紙面垂直方向に帯状に延びる複数の電極23aは、例えばITO等といった金属酸化物によって形成される。また、その上に形成された配向膜24aは、例えばポリイミド等によって形成される。
図1において、カラーフィルタ基板11に対向する素子基板12は第2の透光性の基板16bを有する。この第2透光性基板16bは、例えば、透光性のガラス、透光性のプラスチック等によって形成されており、その1辺が第1透光性基板16aの外側へ張り出して張出し部29を形成している。
第2透光性基板16bの内側表面には、図2に示すように、ライン配線33が形成される。このライン配線33は、カラーフィルタ基板11上の帯状電極23aに対して直角方向、すなわち図2の左右方向に延びている。そして、スイッチング素子として機能する非線形抵抗素子である複数のTFD素子31がそのライン配線33に接続して形成される。さらに、それらのTFD素子31およびライン配線33を覆うように絶縁層としてのオーバーレイヤ56が形成され、このオーバーレイヤ56上に複数のドット電極23bが形成される。ドット電極23bは、例えばITO等といった金属酸化物によって形成される。
各ドット電極23bの間には複数のフォトスペーサ15が形成される。このフォトスペーサ15は、例えば、感光性樹脂をフォトリソグラフィ処理によってパターニングすることによって形成する。フォトスペーサ15は、立った状態の円柱形状に形成されており、セルギャップGが均一な寸法を維持するように機能する。また、フォトスペーサ15はギャップ材と呼ばれることがある。
フォトスペーサ15の上には配向膜24bが形成される。この配向膜24bは、例えばポリイミド等によって形成される。配向膜24bには配向処理、例えばラビング処理が施され、これにより、素子基板12の近傍の液晶分子の配向が決められる。図1に戻って、第2透光性基板16bの外側表面には、位相差板26b及び偏光板27bが貼着等によって装着される。
図3に示すように、オーバーレイヤ56は、例えばアクリル樹脂等の透光性を有した絶縁材料によってライン配線33およびTFD素子31を覆うように形成する。このオーバーレイヤ56には、オーバーレイヤ56上に形成したドット電極23bとオーバーレイヤ56によって覆われたTFD素子31とを電気的に接続するためのコンタクトホール57が形成される。このコンタクトホール57は、TFD素子31とは重ならない位置であって、ドット電極23bと平面的に重なる位置に形成する。
個々のTFD素子31は、カラーフィルタ基板11側の遮光部材21に対応する位置に設けている。そしてさらに、TFD素子31は、図3に示すように、2つのTFD要素である第1TFD要素32aと第2TFD要素32bとを直列に接続することによって、いわゆるバック・ツー・バック(Back-to-Back)構造として形成されている。
TFD素子31は、例えば次のようにして形成される。すなわち、まず、Ta(タンタル)またはTa合金によってライン配線33の第1層41及びTFD素子31の第1金属36を形成する。次に、陽極酸化処理によってライン配線33の第2層42及びTFD素子31の絶縁膜37を形成する。次に、例えばCrによってライン配線33の第3層43及びTFD素子31の第2金属38を形成する。そして、このように形成したTFD素子31を覆うようにオーバーレイヤ56を形成する。
第1TFD要素32aの第2金属38はライン配線33の第3層43から延びている。
オーバーレイヤ56を、例えばフォトリソグラフィ処理によって形成する際、コンタクトホール57を第2TFD要素32bの第2金属38の先端の直上に形成する。そして、オーバーレイヤ56を挟んでTFD素子31の反対側にドット電極23bが形成され、コンタクトホール57を通してドット電極23bと第2金属38とが導通する。
上記のように、ドット電極23bの下にオーバーレイヤ56を設けることにより、ドット電極23bの層とTFD素子31の層とを別の層に分けて形成した。この構造は、ドット電極23bとTFD素子31とを同じ層に形成する構造に比べて、図1の素子基板12上の表面を有効に活用できる。つまり、ドット電極23bの面積、すなわち画素面積を大きくすることができるので、液晶表示装置1において表示を見やすくできる。
なお、第1金属36等の第2透光性基板16bからの剥れを防止したり、第2透光性基板16bから第1金属36等へ不純物が拡散しないようにする等のために、TFD素子31と第2透光性基板16bとの間及びライン配線33と第2透光性基板16bとの間に下地層(図示せず)を設けることもできる。
図4は、図1の液晶表示装置1を矢印A方向から見た場合であって、第2透光性基板16bの図示を省略した状態の液晶表示装置1の平面構造を示している。なお、図4は、主に電極及び配線を示しており、それ以外の要素は図示を省略している。
図4に示すように、素子基板12に設けられる複数の直線状のライン配線33は全体としてストライプ状に設けられている。また、複数のTFD素子31は個々のライン配線33に適宜の間隔をおいて接続され、それらのTFD素子31にドット電極23bが接続されている。図4では、ライン配線33を少ない本数で模式的に描いてあるが、実際には多数本、例えば240本程度が形成される。また、TFD素子31及びドット電極23bはシール材13の四隅部分に対応するものだけを部分的に示してあるが、実際には、シール材13によって囲まれる領域内の全域に設けられる。また、TFD素子31及びドット電極23bは、模式的に大きく描かれているため、数が少ないように描かれているが、実際には図4の縦方向、すなわち上下方向の1列に、それぞれ、例えば320個程度形成されている。つまり、ドット電極23bは、例えば、縦×横=320×240個の数だけ設けられている。
図1において素子基板12に対向するカラーフィルタ基板11に設けられる複数の帯状電極23aは、図4に示すように、全体としてストライプ状に形成されている。これらの帯状電極23aは、カラーフィルタ基板11と素子基板12とをシール材13によって貼り合わせたとき、ライン配線33と直角の方向に延び、さらに、横列を成す複数のドット電極23bに平面的に重なり合う。このように、帯状電極23aとドット電極23bとが重なり合う領域が、表示の最小単位である表示ドット領域を構成する。この表示ドット領域は図1および図2において符号Dで示す領域である。複数の表示ドット領域Dが縦方向及び横方向に複数個、マトリクス状に並べられた領域が表示領域Vである。この表示領域Vに文字、数字、図形等といった像が表示される。
図2において、反射層18には個々の表示ドット領域Dに対応して開口46が設けられる。これらの開口46は、矢印Aの方向から平面的に見て長方形状に形成されている。個々の表示ドット領域Dの中で反射層18が設けられた部分Rが反射部であり、開口46が形成された部分Tが透過部である。観察側から入射した外部光、すなわち素子基板12側から入射した外部光Loは、反射部Rで反射する。一方、図1の照明装置4の導光体7から出射した光Lsは、透過部Tを透過する。
また、本実施形態のように、B,G,Rの3色から成る着色要素19を用いてカラー表示を行う場合は、B,G,Rの3色に対応する3つの着色要素19に対応する3つの表示ドット領域Dによって1つの画素が形成される。他方、白黒又は任意の1色でモノカラー表示を行う場合は、1つの表示ドット領域Dによって1つの画素が形成される。
図4において、素子基板12を構成する第2透光性基板16bの張出し部29上に実装される駆動用IC3は、走査信号を出力する駆動用IC3aと、データ信号を出力する駆動用IC3bとによって構成されている。第2透光性基板16bの第1辺16cすなわち入力側の辺には外部接続用端子44が形成され、これらの端子44は駆動用IC3a及び3bの入力用端子、例えば入力用バンプにつながる。
外部接続端子44には、図示しない配線基板、例えば可撓性配線基板が、ハンダ付け、ACF、ヒートシール等といった導電接続手法によって接続される。この配線基板を介して、電子機器、例えば携帯電話機、携帯情報端末機から液晶表示装置1へ信号、電力等が供給される。
また、この第1辺16cに隣接する2つの辺16d及び16eの近傍に、それらの辺に沿って複数の配線34が形成されている。これらの配線34は、駆動用IC3aの出力用端子、例えば出力用バンプから出てシール材13を横切り、さらに、第1辺16cに対向する第2辺16fへ向かって延びている連続した配線である。これらの配線34は、シール材13の中に含まれる導電材54を介してカラーフィルタ基板11の帯状電極23aに接続している。また、素子基板12上に形成されたライン配線33は、シール材13を横切って駆動用IC3bの実装領域まで延びており、その先端は駆動用IC3bの出力端子、例えば出力バンプに接続される。
図5は、図4の矢印Cで示す部分、すなわち、第2透光性基板16b上における駆動用IC3bの実装部分のうち、ライン配線33と駆動用IC3bの出力バンプとが接続される部分を拡大して示している。図5に示すように、それぞれのライン配線33の先端部分、すなわち駆動用IC3bの出力バンプが接続される部分には、ライン配線33に比べて幅が広い端子45が形成される。本実施形態において、これらの端子45は、第2透光性基板16b上に2列に形成する。つまり、図の列Ra上に端子45aを形成し、列Rb上に端子45bを形成する。
そして、互いに隣接する端子45aの間には、端子45bに接続されるライン配線33が配設される。また、互いに隣接する端子45bの間には、端子45aに接続される配線35が配設される。この配線35は、例えば、第2透光性基板16b上に設けられる検査用端子(図示せず)に接続される。このような配線の構造を有した基板16bには、図1に示すように出力用バンプを2列に形成した、いわゆる2段バンプ構造の駆動用IC3bが実装される。
図5において、端子45aの間および端子45bの間には、ライン配線33および配線35を覆うようにカバー材55が形成される。このカバー材55は、例えば、アクリル樹脂といったポジ型感光性樹脂材料を用いてフォトリソグラフィ処理によって形成する。ライン配線33および配線35はこのカバー材55によって外部から電気的に絶縁される。駆動用IC3bを実装する際には、端子45aと配線33との間、および端子45bと配線35との間に異物やACF53の導電粒子がまたがって載ることがある。しかしながら、そのような場合でも配線33,35がカバー材55で覆われていれば、端子45aとライン配線33との間、および端子45bと配線35との間で短絡が発生することを防止できる。
図6は、図4の液晶表示装置1の電気的な等価回路を示している。図6において、複数本の走査線47が行方向Xに延びるように形成され、さらに、複数本のデータ線48が列方向Yに延びるように形成されている。走査線47は図4の帯状電極23aによって実現され、データ線48は図4のライン配線33によって実現される。表示用ドット領域Dは走査線47とデータ線48との各交差部分に形成される。各表示用ドット領域Dにおいては、液晶層14と、TFD素子31とが直列に接続されている。本実施形態では、液晶層14が走査線47の側に接続され、TFD素子31がデータ線48の側に接続されている。各走査線47は、走査線駆動回路51によって駆動される。一方、各データ線48は、データ線駆動回路52によって駆動される。走査線駆動回路51は図4の駆動用IC3a,3aによって構成され、データ線駆動回路52は図4の駆動用IC3bによって構成される。
以上のように構成された液晶表示装置1によれば、図1において、液晶表示装置1が明るい室外や明るい室内に置かれる場合は、太陽光や室内光等といった外部光を用いて反射型の表示が行われる。一方、液晶表示装置1が暗い室外や暗い室内に置かれる場合は、照明装置4をバックライトとして用いて透過型の表示が行われる。
反射型表示を行う場合、図2において、観察側Aの方向から素子基板12を通して液晶パネル2内へ入射した外部光Loは、液晶層14を通過してカラーフィルタ基板11内へ入った後、反射部Rにおいて反射膜18で反射して再び液晶層14へ供給される。他方、透過型表示を行う場合、図1の照明装置4の光源6が点灯し、それからの光が導光体7の光入射面7aから導光体7へ導入され、さらに、光出射面7bから面状の光として出射する。この出射光は、図2の符号Lsで示すように透過部Tにおいて開口46を通って液晶層14へ供給される。
以上のようにして液晶層14へ光が供給される間、素子基板12側のドット電極23bとカラーフィルタ基板11側の帯状電極23aとの間には、走査信号およびデータ信号によって特定される表示用ドット領域Dに所定の電圧が印加され、これにより、液晶層14内の液晶分子の配向がTN構造と垂直配向との間で表示用ドット領域Dごとに制御され、この結果、液晶層14に供給された光が表示用ドット領域Dごとに変調される。この変調された光が、素子基板12側の偏光板27b(図1参照)を通過するとき、その偏光板27bの偏光特性に従って表示用ドット領域Dごとに通過を許容または通過を阻止され、これにより、素子基板12の表面に文字、数字、図形等といった像が表示され、これが、矢印A方向から視認される。
ところで、図5に示すカバー材55は、例えば、感光性樹脂材料をフォトリソグラフィ処理によってパターニングすることにより形成する。フォトリソグラフィ処理は感光性樹脂材料が有する次の性質、すなわち光化学反応によって現像液に対する溶解性が変化するという性質を利用している。具体的には、まず、感光性樹脂材料の膜を基板上に一様に形成し、その上を必要なパターンを有したマスクで覆う。その後、マスクの上から感光性樹脂材料に光を照射し、さらに現像して所定のパターンを基板上に形成する。このとき、光照射によって溶け易くなるものが、ポジ型感光性樹脂材料であり、逆に溶け難くなるものがネガ型感光性樹脂材料である。一般に、ポジ型感光性樹脂材料の方が、ネガ型感光性樹脂材料に比べてより高精細のパターン形成が可能である。
上記のカバー材55は、例えば図1に示すフォトスペーサ15を形成する材料と同じ材料を用いて形成できる。この材料はネガ型の感光性樹脂材料である。しかしながら、このネガ型感光性樹脂材料は、フォトリソグラフィ処理によってパターニングされる際の解像度が十分でないために、狭い領域である端子45,45の間隔内にカバー材55を精密に細く形成することが難しかった。そのため、端子45,45の間隔よりも広い幅のカバー材55が形成されるおそれがあった。この場合には、端子45にもカバー材55が被ってしまうことがあり、駆動用IC3bの出力バンプと端子45とが接触できないおそれがあった。また、端子45,45間において、配線33および35の全体がカバー材55によって正確に覆われなくなるおそれがあった。この場合には、カバー材55によって覆われない部分で配線33,35と端子45との間に短絡が発生するおそれがあった。
このことに関し、本実施形態では、カバー材55をポジ型の感光性樹脂材料を用いて形成するようにした。このポジ型感光性樹脂材料は、ネガ型感光性樹脂材料に比べて高精細のパターン形成が可能であり、図5の端子45,45の間隔が狭くてもそこにカバー材55を形成できるだけの十分な解像度を有している。これにより、カバー材55は、端子45に被さることなく、端子45,45間に配設されたライン配線33および配線35のみを確実に覆うことができる。その結果、駆動用IC3bの出力用バンプと端子45とがACF53の導電粒子を通して確実に接触できるので、接触不良が発生することを防止できる。また、配線33および35の1本1本は細いのであるが、その1本1本の全体をカバー材55によって確実に覆うことができるので、配線33および35と端子45との間で短絡が発生することを防止できる。
また、図2のカバー材55は、ポジ型の感光性樹脂材料によって形成されている。従って、図5のカバー材55は、オーバーレイヤ56と同じ材料を用いて形成することができる。こうすれば、カバー材55はオーバーレイヤ56を形成するときに同時に形成することができるので、新たに製造工程を増やす必要がない。
(変形例)
上記の実施形態では、図5において第2透光性基板16b上の端子45を、端子45aと端子45bの2列に形成した。しかしながら、端子45は、3列以上の複数列に形成することもできる。
また、上記の実施形態では、TFD素子を用いた液晶表示装置に本発明を適用したが、本発明は、TFD素子以外の2端子型スイッチング素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置にも適用できる。また、本発明は、TFT(Thin Film Transistor)等といった3端子型スイッチング素子を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示装置にも適用できる。また、本発明は、スイッチング素子を用いない単純マトリクス方式の液晶表示装置にも適用できる。
また、本発明は、液晶表示装置以外の電気光学装置、例えば、有機EL装置、無機EL装置、プラズマディスプレイ装置(PDP:Plasma Display)、電気泳動ディスプレイ(EPD:Electrophoretic Display)、フィールドエミッションディスプレイ装置(FED:Field Emission Display:電界放出表示装置)にも適用できる。
(電気光学装置の製造方法の実施形態)
以下、本発明に係る電気光学装置の製造方法の実施形態を図1に示した液晶表示装置1を製造する場合を例に挙げて説明する。図7は、液晶表示装置の製造方法の一例を工程図として示している。図7において、工程P1から工程P7が図1の素子基板12を形成するための工程である。また、工程P11から工程P18が図1のカラーフィルタ基板11を形成するための工程である。また、工程P21から工程P28がそれらの基板を組み合わせて液晶表示装置を完成させるための工程である。
なお、本実施形態の製造方法では、図1に示す素子基板12およびカラーフィルタ基板11を1つずつ形成するのではなく、素子基板12に関しては、複数の素子基板12を形成できる大きさの面積を有する素子側マザー透光性基板の上に素子基板12の複数個分の要素を同時に形成するものとする。また、カラーフィルタ基板11に関しては、複数のカラーフィルタ基板11を形成できる大きさの面積を有するカラーフィルタ側マザー透光性基板の上にカラーフィルタ基板11の複数個分の要素を同時に形成するものとする。素子側マザー透光性基板およびカラーフィルタ側マザー透光性基板は、例えば、透光性ガラス、透光性プラスチック等によって形成される。
まず、図7の工程P1において、素子側マザー透光性基板の表面にスイッチング素子である図3のTFD素子31、図4の配線33および配線34、図5の端子45a,45b、ならびに配線35を同時に形成する。なお、図5に示すように、配線33は互いに隣接する端子45aの間に形成される。この配線33は、一端が図4のシール材13の内側へ延びてTFD素子31に接続され、他端が図5の端子45bに接続される。また、配線35は互いに隣接する端子45bの間に形成される。この配線35は、一端が検査用端子(図示せず)に接続され、他端が端子45aに接続される。
なお、配線33,34の第1層41は、TFD素子31の第1金属36と同時に、例えばTaによって形成する。また、配線33および配線34の第2層42は、陽極酸化処理によってTFD素子31の絶縁膜37と同時に形成する。また、配線33および配線34の第3層43は、TFD素子31の第2金属38と同時に、例えばCrによって形成する。
次に、工程P2において、絶縁層である図3のオーバーレイヤ56を、ポジ型感光性樹脂材料によって第2透光性基板16b上に形成し、同時に、図5のカバー材55を同じ材料によって形成する。このとき、図3のオーバーレイヤ56の適所にコンタクトホール57も形成される。次に、工程P3において、図3のドット電極23bをITOを材料としてフォトエッチング処理、すなわち、フォトリソグラフィ処理とエッチング処理との組み合せから成る処理によって形成する。このとき、コンタクトホール57においてドット電極23bとTFD素子31の第2金属38との導通がとられる。
次に、工程P4において、図2のフォトスペーサ15が、例えば、ネガ型感光性樹脂材料を材料としてフォトリソグラフィ処理によって形成され、さらに工程P5において図2の配向膜24bが、例えばポリイミドを印刷することによって形成される。次に、工程P6において、配向膜24bにラビング処理が施され、さらに工程P7において、図1のシール材13が、例えばエポキシ系樹脂を印刷することによって形成される。以上により、素子側マザー透光性基板の上に素子基板12の複数個分の要素が形成されて大面積の素子側マザー基板が形成される。
次に図7の工程P11において、カラーフィルタ側マザー透光性基板の表面上に図2の樹脂層17を、例えば感光性レジスト材料を材料としてフォトリソグラフィ処理によって形成する。この処理の際に、ランダムに分散した多数の凹凸によって形成される凹凸パターンが樹脂層17の表面に形成される。
次に、図7の工程P12において、図2の反射膜18を、例えばAlやAl合金等を材料としてフォトエッチング処理によって形成する。このとき、表示用ドット領域Dごとに開口46を形成することにより、光反射部Rと透光部Tを形成する。樹脂層17の表面には凹凸パターンが形成されているので、その上に積層された反射膜18に光が当たって反射する場合には、その反射光は散乱光となる。
次に、工程P13において、図2の遮光部材21を、例えばCrを材料としてフォトエッチング処理によって所定のパターン(例えば、複数の表示用ドット領域Dの周りを埋めるような格子状パターン)に形成する。次に、工程P14において、図2の着色要素19を形成する。着色要素19については、B,G,Rの各色ごとに順々に形成する。例えば、各色の顔料や染料を感光性樹脂に分散させて成る着色材料をフォトリソグラフィ処理によって所定の配列に形成する。次に、工程P15において、図2のオーバーコート層22を、例えばアクリル樹脂、ポリイミド樹脂等といった感光性樹脂を材料としてフォトリソグラフィ処理によって形成する。
次に、図7の工程P16において、図2の帯状電極23aをITOを材料としてフォトエッチング処理によって形成し、さらに工程P17において図2の配向膜24aを形成し、さらに工程P18において、配向処理としてのラビング処理を行う。以上により、カラーフィルタ側マザー透光性基板の上にカラーフィルタ基板11の複数個分の要素が形成されて大面積のカラーフィルタ側マザー基板が形成される。
その後、図7の工程P21において、素子側マザー基板とカラーフィルタ側マザー基板とを貼り合わせる。これにより、素子側マザー基板とカラーフィルタ側マザー基板とが個々の液晶表示装置の領域において図1のシール材13を挟んで貼り合わされた構造の大面積のパネル構造体が形成される。
次に、以上のようにして形成された大面積のパネル構造体に含まれるシール材13を、工程P22において熱硬化または紫外線硬化によって硬化させて両マザー基板を接着して大面積のパネル構造体を形成する。次に、工程P23において、そのパネル構造体を1次切断、すなわち1次ブレイクして、図1の液晶パネル2の複数が1列に並んだ状態で含まれる中面積のパネル構造体、いわゆる短冊状のパネル構造体を複数形成する。シール材13には予め適所に開口が形成されており、上記の1次ブレイクによって短冊状のパネル構造体が形成されると、そのシール材13の開口が外部に露出する。
次に、図7の工程P24において、上記のシール材13の開口を通して各液晶パネル部分の内部へ液晶を注入し、その注入の完了後、その開口を樹脂によって封止する。次に工程P25において、2回目の切断、すなわち2次ブレイクを行い、短冊状のパネル構造体から図1に示す個々の液晶パネル2を切り出す。
次に、図7の工程P26において、図1の駆動用IC3を実装する。このとき、図7の工程P2において、図5の配線33,35の上にはカバー材55が形成されている。このカバー材55によって、工程P26における駆動用IC3の実装の際に、配線33と端子45aとの間および配線35と端子45bとの間において短絡が発生することを防止できる。
次に、工程P27において、図1の液晶パネル2に偏光板27a,27bを貼着によって装着する。さらに工程P28において、図1の照明装置4を液晶パネル2に取付ける。これにより、液晶表示装置1が完成する。
以上のように、本実施形態に係る液晶表示装置の製造方法においては、カバー材55をポジ型の感光性樹脂材料を用いて形成するようにした。このポジ型感光性樹脂材料は、ネガ型感光性樹脂材料に比べて高精細のパターン形成が可能であり、狭い領域である図5の互いに隣接する端子45,45の間にカバー材55を形成することに関して十分な解像度を有している。これにより、カバー材55は端子45,45間に配設されたライン配線33および配線35のみを確実に覆うことができる。そして、カバー材55は端子45に被ることがなくなる。その結果、駆動用IC3bの出力用バンプと端子45とがACF53の導電粒子を介して確実に接触できるので、接触不良が発生することを防止できる。また、張出し部29にある部分の配線33および35をカバー材55によって確実に覆うことができるので、配線33および35と端子45との間で短絡が発生することを防止できる。
また、本実施形態では、図7の工程P2に示すようにカバー材を形成する工程とオーバーレイヤを形成する工程とを同じ工程にした。これにより、工程を増やすことなく図5のカバー材55を形成できる。
(電子機器の実施形態)
次に、本発明に係る電子機器の実施形態を図面を用いて説明する。図8は、本発明に係る電子機器の一実施形態のブロック図を示している。ここに示す電子機器は、液晶表示装置91と、これを制御する制御回路70とを有する。液晶表示装置91は、液晶パネル71と、半導体IC等で構成される駆動回路72とを有する。また、制御回路70は、表示情報出力源73と、表示情報処理回路74と、電源回路76と、タイミングジェネレータ77とを有する。
表示情報出力源73は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等から成るメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等から成るストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを有する。この表示情報出力源73は、タイミングジェネレータ77によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等の形で表示情報を表示情報処理回路74に供給する。
表示情報処理回路74は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路等といった周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号CLKと共に駆動回路72へ供給する。駆動回路72は、走査線駆動回路、データ線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路76は、上記の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。
液晶表示装置91は、例えば、図1に示した液晶表示装置1によって構成できる。この液晶表示装置1は、素子基板12上において、図5に示すように端子45と配線33および35とをカバー材55によって確実に絶縁する構造を有しているので、駆動用IC3bの出力用バンプと端子45との間における接触不良の発生を防止できる。そのため、この液晶表示装置1を用いた本電子機器においても接触不良の発生を防止でき、それ故、安定した表示を行うことができる。
図9は、本発明を電子機器の一例である携帯電話機に適用した場合の一実施形態を示している。ここに示す携帯電話機80は、本体部81と、これに開閉可能に設けられた表示体部82とを有する。液晶表示装置等といった電気光学装置によって構成された表示装置83は、表示体部82の内部に配置され、電話通信に関する各種表示は、表示体部82において表示画面84によって視認できる。本体部81には操作ボタン86が配列されている。
表示体部82の一端部にはアンテナ87が伸縮自在に取付けられている。表示体部82の上部に設けられた受話部88の内部には、図示しないスピーカが配置される。また、本体部81の下端部に設けられた送話部89の内部には図示しないマイクが内蔵されている。表示装置83の動作を制御するための制御部は、携帯電話機の全体の制御を司る制御部の一部として、又はその制御部とは別に、本体部81又は表示体部82の内部に格納される。
表示装置83は、例えば、図1に示した液晶表示装置1によって構成できる。この液晶表示装置1は、素子基板12上において、図5に示すように配線33および35をカバー材55によって確実に覆う構造を有しているので、駆動用IC3bの出力用バンプと端子45との間における接触不良の発生を防止できる。そのため、この液晶表示装置1を用いた図9の携帯電話機80においても接触不良の発生を防止でき、それ故、安定した表示を行うことができる。
(変形例)
本発明に係る電子機器としては、以上に説明した携帯電話機の他にも、パーソナルコンピュータ、液晶テレビ、デジタルスチルカメラ、腕時計、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、その他各種の機器が考えられる。
本発明に係る電気光学装置の一実施形態である液晶表示装置を示す断面図である。 図1の要部を拡大して示す断面図である。 図1の装置で用いられるスイッチング素子の一例を示す斜視図である。 図1の矢印Aに従って液晶表示装置を示す平面図である。 図4の矢印Cで示す部分を拡大して示す平面図である。 図1の液晶表示装置の電気等価回路を示す回路図である。 本発明に係る電気光学装置の製造方法の一実施形態を示す工程図である。 本発明に係る電子機器の一実施形態を示すブロック図である。 本発明に係る電子機器の他の実施形態を示す斜視図である。
符号の説明
1.液晶表示装置(電気光学装置)、 2.液晶パネル、 3a,3b.駆動用IC、 4.照明装置、 6.光源、 7.導光体、 11.カラーフィルタ基板、
12.素子基板、 13.シール材、14.液晶層、 15.フォトスペーサ、
16a.第1透光性基板、 16b.第2透光性基板 17.樹脂層、 18.反射層 19.着色要素、 21.遮光部材 22.オーバーコート層、
23a.帯状電極、 23b.ドット電極、 24a,24b.配向膜、
26a,26b.位相差板、27a,27b.偏光板、 29.張り出し部
31.TFD素子、33.ライン配線、 34.配線、 36.第1金属、
37.絶縁膜、 38.第2金属、 41.第1層、 42.第2層、 43.第3層、
44.外部接続用端子、 45.端子、 46.開口、 47.走査線、
48.データ線、 51.走査線駆動回路、 52.データ線駆動回路、
53.異方性導電膜、 54.導通材、 55.カバー材、
56.オーバーレイヤ(絶縁層)、 57.コンタクトホール、
80.携帯電話機(電子機器)、 83.液晶表示装置、91.液晶表示装置、
D.表示ドット領域、 G.セルギャップ、 Lo.外部光、 Ls.透過光、
R.反射部、 T.透過部、 V.表示領域

Claims (8)

  1. 電気光学物質を支持する基板と、
    該基板上に設けられる複数の端子と、
    該端子間に形成される配線と、
    該配線を覆うカバー材と
    を有し、
    該カバー材はポジ型の感光性樹脂材料によって形成される
    ことを特徴とする電気光学装置。
  2. 請求項1記載の電気光学装置において、前記基板上に実装される半導体要素をさらに有し、前記端子は該半導体要素の端子に導電接続することを特徴とする電気光学装置。
  3. 請求項1または請求項2記載の電気光学装置において、前記基板上に設けられ、前記配線に導電接続するスイッチング素子と、該スイッチング素子を覆うように前記基板上に設けられた絶縁層と、該絶縁層上に設けられ前記スイッチング素子に導電接続する電極とをさらに有し、前記カバー材は前記絶縁層と同じ材料であることを特徴とする電気光学装置。
  4. 請求項1から請求項3のいずれか1つに記載の電気光学装置において、前記複数の端子は前記基板上に複数列設けられ、前記端子間に形成される配線は当該端子が属する列以外の列に属する端子に繋がる配線であることを特徴とする電気光学装置。
  5. 請求項2から請求項4のいずれか1つに記載の電気光学装置において、前記半導体要素は前記電極に信号を送る駆動用ICであることを特徴とする電気光学装置。
  6. 基板上に複数の端子を形成する工程と、
    前記複数の端子の間に配線を形成する工程と、
    前記配線上にカバー材を形成する工程と、
    前記基板上に前記配線に導電接続するスイッチング素子を形成する工程と、
    前記スイッチング素子を覆うように前記基板上に絶縁層を形成する工程と、
    前記絶縁層上に電極を形成する工程と、
    を有し、
    前記絶縁層を形成する工程と前記カバー材を形成する工程とは同一工程である
    ことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  7. 請求項6に記載の電気光学装置の製造方法において、前記複数の端子を形成する工程では前記複数の端子を前記基板上に複数列形成し、前記配線を形成する工程では前記複数の端子間に配線を形成し、該配線は当該端子が属する列以外の列に属する端子に繋がる配線であることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
  8. 請求項1から請求項5のいずれか1つに記載の電気光学装置を有することを特徴とする電子機器。
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