JP2006201215A - 電気光学装置、電気光学装置の製造方法、電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】 照明系の構成を改良することにより薄型化を図ることのできる電気光学装置を提供する。
【解決手段】 本発明の電気光学装置100は、電気光学物質Lを保持する一対の基板7a,7bと、該一対の基板7a,7bのうち、表示光が出射される側とは反対側の基板である一方の基板7aに光を入射させる光源21と、前記一方の基板7aにおいて前記電気光学物質Lを保持する側とは反対側の面に形成され、前記一方の基板7aの面内方向に進行しようとする光を前記電気光学物質Lの保持された側に向かわせる複数の微小な光路変換斜面73とを備えている。
【選択図】 図3
【解決手段】 本発明の電気光学装置100は、電気光学物質Lを保持する一対の基板7a,7bと、該一対の基板7a,7bのうち、表示光が出射される側とは反対側の基板である一方の基板7aに光を入射させる光源21と、前記一方の基板7aにおいて前記電気光学物質Lを保持する側とは反対側の面に形成され、前記一方の基板7aの面内方向に進行しようとする光を前記電気光学物質Lの保持された側に向かわせる複数の微小な光路変換斜面73とを備えている。
【選択図】 図3
Description
本発明は、光源から出射された光を利用して画像を表示可能な電気光学装置、およびその製造方法、並びにそれを用いた電子機器に関するものである。さらに詳しくは、電気光学装置の照明系に関する技術である。
近年、携帯電話機、携帯型コンピュータ、ビデオカメラ等といった電子機器では、表示部として液晶装置などといった電気光学装置が広く用いられている。液晶装置では、電極を備えた一対の基板間に電気光学物質としての液晶を保持し、この液晶を電極間で駆動して画像の表示を行う。
このような液晶装置を光の供給方式や表示モードに基づいて区別すると、一方の基板の外面側または内面に設けた反射膜によって、他方の基板から入射した外光を再び他方の基板に向けて反射して表示を行う反射型液晶装置と、一方の基板の外面側に配置した照明装置によって液晶に光を平面的に供給し、他方の基板から出射されていく光によって画像を表示する透過型液晶装置と、外光がある場合には反射型として機能するとともに、外光が不足している場合には透過型として機能する半透過反射型液晶装置とがある(例えば、特許文献1参照)。
透過型液晶装置、あるいは半透過反射型液晶装置で用いられる照明装置の一般的な構成は図15に示すようなものである。図15は、照明装置としてバックライト装置を備えた構成を示している。図15に示すように、バックライト装置31aは、液晶層Lを保持する素子基板7aおよび対向基板7bのうち、例えば、対向基板7bの外面側に対向するように配置される。このバックライト装置31aは、導光板4′、およびこの導光板4′の側端面から光を入射させる光源21とを有している。導光板4′には、対向基板7bの側に位置する面に光拡散シート27、プリズムシート等が設けられ、他方の面には反射シート28が貼られている。このため、光源21から出射された光は、側端面49から導光板4′に入射した後、その面内方向に進行するとともに、反射シート28で反射し、対向基板7bを経て液晶層Lに入射する。
特開2002−133907号公報(第6頁、図1)
液晶装置などの電気光学装置、とりわけ、携帯電話機、携帯型コンピュータ、ビデオカメラなどといった小型の電気機器に搭載される液晶装置においては、小型化および薄型化が強く望まれているが、従来の液晶装置では、バックライト装置31aの導光板4′として分厚いものを用いているため、液晶装置の薄型化を図ることができないという問題点がある。そこで、特開2003−330020号公報では、導光板の機能の一部を液晶パネルの素子基板に担わせ、素子基板とその外面側に貼着した薄型の導光体シートによって従来のバックライトの導光板と同等の機能を実現する構造を提案している。この構成によれば、従来の分厚い導光板を省略でき、電気光学装置の薄型化を図ることができる。
しかしながら、この構成は素子基板を導光手段の一部に組み込むことで従来の厚い導光板を薄型の導光体シートに置き換えるものであり、完全にはバックライト側の構成を省略し得るものではない。このため、十分な薄型化を実現することができなかった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、照明系の構成を改良することにより薄型化を図ることのできる電気光学装置、およびその製造方法、並びにそれを用いた電子機器を提供することにある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、照明系の構成を改良することにより薄型化を図ることのできる電気光学装置、およびその製造方法、並びにそれを用いた電子機器を提供することにある。
上記の課題を解決するため、本発明の電気光学装置は、電気光学物質を保持する一対の基板と、該一対の基板のうち、表示光が出射される側とは反対側の基板である一方の基板に光を入射させる光源と、前記一方の基板において前記電気光学物質を保持する側とは反対側の面に形成され、前記一方の基板の面内方向に進行しようとする光を前記電気光学物質の保持された側に向かわせる複数の微小な光路変換斜面とを備えたことを特徴とする。ここで、前記電気光学物質としては、液晶等を用いることができる。
本発明に係る電気光学装置において、光源から出射された光は、電気光学物質を保持する一対の基板のうち、一方の基板に入射し、面内方向に進行していく。この際、一方の基板の両面のうち、電気光学物質を保持する側の面から出射された光は、電気光学物質層に入射し、表示に寄与する。これに対して、一方の基板において電気光学物質を保持する側とは反対側の面に形成されている光路変換斜面に当たった光は、ここで光路が変換され、電気光学物質の層に入射し、表示に寄与する。このように、本発明においては、電気光学物質を保持する一対の基板のうち一方が導光板の機能を果たすため、従来別体として設けていた分厚い導光板を省略することができる。特に、本発明では、一方の基板の表面に直接光路変換斜面を形成しているので、特開2003−330020号公報で用いられるような導光体シートも省略することができる。したがって、十分な薄型化および部品点数の削減による低コスト化を実現することができる。
本発明に係る電気光学装置において、光源から出射された光は、電気光学物質を保持する一対の基板のうち、一方の基板に入射し、面内方向に進行していく。この際、一方の基板の両面のうち、電気光学物質を保持する側の面から出射された光は、電気光学物質層に入射し、表示に寄与する。これに対して、一方の基板において電気光学物質を保持する側とは反対側の面に形成されている光路変換斜面に当たった光は、ここで光路が変換され、電気光学物質の層に入射し、表示に寄与する。このように、本発明においては、電気光学物質を保持する一対の基板のうち一方が導光板の機能を果たすため、従来別体として設けていた分厚い導光板を省略することができる。特に、本発明では、一方の基板の表面に直接光路変換斜面を形成しているので、特開2003−330020号公報で用いられるような導光体シートも省略することができる。したがって、十分な薄型化および部品点数の削減による低コスト化を実現することができる。
本発明においては、前記一方の基板において前記電気光学物質を保持する側の面には、前記一方の基板の基板材料よりも屈折率の低い低屈折率層が形成されていることが望ましい。
このように低屈折率層を形成すると、一方の基板に入射された光は、やや大きな入射角の光であっても、一方の基板と低屈折率層との界面で反射しながら基板内を進行する。このため、光の照度分布が光取り込み面側に偏ることがなく、基板全体にわたって均一な照明が可能となる。
このように低屈折率層を形成すると、一方の基板に入射された光は、やや大きな入射角の光であっても、一方の基板と低屈折率層との界面で反射しながら基板内を進行する。このため、光の照度分布が光取り込み面側に偏ることがなく、基板全体にわたって均一な照明が可能となる。
本発明においては、前記一方の基板は、その板厚が前記光源から遠ざかるに従って薄くなる楔形の形状を有していることが望ましい。
この構成によれば、照明光の面内輝度均一性を向上することができる。
この構成によれば、照明光の面内輝度均一性を向上することができる。
本発明においては、前記一方の基板において前記電気光学物質を保持する側とは反対側の面には光反射層が配置されていることが望ましい。
この構成によれば、面内方向に進行した光を確実に表示側に出射させることができる。
この構成によれば、面内方向に進行した光を確実に表示側に出射させることができる。
本発明においては、光反射層は前記一方の基板の側面にも配置されていることが望ましい。
この構成によれば、一方の基板の側面に達した光を再び基板の内側に反射させ、表示に寄与させることができる。
この構成によれば、一方の基板の側面に達した光を再び基板の内側に反射させ、表示に寄与させることができる。
本発明においては、前記一方の基板において前記光源から光が入射される面(光取込み面)には研磨加工が施されていることが望ましい。
この構成によれば、光源から光を入射する際の光のロスを防ぐことができる。
この構成によれば、光源から光を入射する際の光のロスを防ぐことができる。
本発明においては、前記一方の基板において前記光源から光が入射される面にはプリズム加工若しくはブラスト加工が施されていることが望ましい。或いは、前記一方の基板において前記光源から光が入射される面にはプリズムシートや拡散シート等の光学シートが配置されていることが望ましい。
この構成によれば、照明光の面内輝度均一性を向上することができる。
この構成によれば、照明光の面内輝度均一性を向上することができる。
本発明においては、前記光源は、LED(Light Emitting Diode)などといった点光源からなるものとすることができる。この場合、前記複数の光路変換斜面は、前記光源を中心とする同心円状に分布していることが好ましい。また、前記光源は、線光源からなるものとすることもできる。例えば、棒状の導光板の両端にLEDを設け、点光源を線光源とすることが好ましい。
このように構成すると、電気光学物質層に入射する光の面内分布が均一となるので、品位の高い画像を表示することができる。
このように構成すると、電気光学物質層に入射する光の面内分布が均一となるので、品位の高い画像を表示することができる。
本発明においては、前記複数の光路変換斜面は、前記光源に近い領域に比較して前記光源から遠い領域で高密度に形成されていることが望ましい。
このように構成すると、電気光学物質層に入射する光の面内分布が均一となるので、品位の高い画像を表示することができる。
このように構成すると、電気光学物質層に入射する光の面内分布が均一となるので、品位の高い画像を表示することができる。
本発明においては、前記一方の基板は他方の基板から張出した張出し部を有しており、前記張出し部にはFPC(Flexible Printed Circuit)基板を介して制御基板が接続されており、前記制御基板は前記一方の基板の裏面側に配置され、前記FPC基板は前記張出し部を内側に巻き込むようにして折り曲げて配置されているものとすることができる。
本発明においては、前記制御基板は前記一方の基板から張出した張出し部を有しており、前記光源は前記制御基板の張出し部に実装され、前記一方の基板の側端面に対向配置されているものとすることができる。この場合、前記制御基板の張出し部は、前記一方の基板の張出し部から更に張出しており、前記光源は、前記FPC基板の折り曲げられた内側の部分において前記一方の基板の張出し部の側端面に対向配置されているものとすることができる。或いは、前記制御基板の張出し部は、前記一方の基板の張出し部とは異なる部分から張出しているものとすることができる。
この構成によれば、光源と制御基板とを一体化しているため、部品点数を削減することができる。また、制御基板は、通常、ガラスエポキシ樹脂を基材とするため、平面が硬い。そのため、個々の光源の平滑面を容易にだすことができ、光取込み面に対する光の入射を確実に行なわせることができる。
この構成によれば、光源と制御基板とを一体化しているため、部品点数を削減することができる。また、制御基板は、通常、ガラスエポキシ樹脂を基材とするため、平面が硬い。そのため、個々の光源の平滑面を容易にだすことができ、光取込み面に対する光の入射を確実に行なわせることができる。
本発明においては、前記光源は、前記FPC基板に実装されており、前記FPC基板の折り曲げられた内側の部分において前記張出し部の側端面に対向配置されているものとすることができる。
この構成によれば、光源とFPC基板とを一体化しているため、部品点数を削減することができる。また、FPC基板の位置決めは、前記一方の基板に設けたアライメントマークを基準として行なうので位置精度が高い。そのため、FPC基板に実装した光源の位置も自動的に高精度なものとなり、位置ずれによる光利用効率の低下が軽減される。
この構成によれば、光源とFPC基板とを一体化しているため、部品点数を削減することができる。また、FPC基板の位置決めは、前記一方の基板に設けたアライメントマークを基準として行なうので位置精度が高い。そのため、FPC基板に実装した光源の位置も自動的に高精度なものとなり、位置ずれによる光利用効率の低下が軽減される。
本発明においては、前記FPC基板は、その先端部が前記他方の基板に接するように配置されていることが望ましい。
この構成によれば、FPC基板が張出し部全体をカバーするように配置されるので、張出し部から外部に光が漏れず、従って、高い光利用効率又はコントラストの高い表示が可能となる。
この構成によれば、FPC基板が張出し部全体をカバーするように配置されるので、張出し部から外部に光が漏れず、従って、高い光利用効率又はコントラストの高い表示が可能となる。
本発明においては、前記FPC基板において前記折り曲げられた内側の面であって前記光源の周囲に配置される部分には、白色のシルク印刷が施されていることが望ましい。
この構成によれば、光源から射出された光を効率的に一方の基板に入射させることができる。
この構成によれば、光源から射出された光を効率的に一方の基板に入射させることができる。
本発明においては、前記光源は、前記制御基板が接続された前記FPC基板とは別の他のFPC基板に実装されているものとすることができる。具体的には、前記一方の基板は、前記張出し部とは異なる部分に他の張出し部を有しており、該他の張出し部には前記他のFPC基板が接続されており、前記光源は前記他の張出し部の側端面に対向配置されているものとすることができる。
この構成によれば、光源と他のFPC基板とを一体化しているため、部品点数を削減することができる。また、FPC基板の位置決めは、前記一方の基板に設けたアライメントマークを基準として行なうので位置精度が高い。そのため、他のFPC基板に実装した光源の位置も自動的に高精度なものとなり、位置ずれによる光利用効率の低下が軽減される。また、光源と制御基板とが離れて配置されるため、光源の点灯動作等によるノイズの影響を受けにくい。さらに、光源用のFPC基板と制御基板用のFPC基板とは別々に設けられるため、容易に光源をリワークすることができる。
この構成によれば、光源と他のFPC基板とを一体化しているため、部品点数を削減することができる。また、FPC基板の位置決めは、前記一方の基板に設けたアライメントマークを基準として行なうので位置精度が高い。そのため、他のFPC基板に実装した光源の位置も自動的に高精度なものとなり、位置ずれによる光利用効率の低下が軽減される。また、光源と制御基板とが離れて配置されるため、光源の点灯動作等によるノイズの影響を受けにくい。さらに、光源用のFPC基板と制御基板用のFPC基板とは別々に設けられるため、容易に光源をリワークすることができる。
本発明においては、前記他のFPC基板は、その先端部が前記他方の基板に接するように配置されていることが望ましい。
この構成によれば、他のFPC基板が他の張出し部全体をカバーするように配置されるので、この他の張出し部から外部に光が漏れず、従って、高い光利用効率又はコントラストの高い表示が可能となる。
この構成によれば、他のFPC基板が他の張出し部全体をカバーするように配置されるので、この他の張出し部から外部に光が漏れず、従って、高い光利用効率又はコントラストの高い表示が可能となる。
本発明においては、前記他のFPC基板において前記光源が実装された側の面には、白色のシルク印刷が施されていることが望ましい。
この構成によれば、光源から射出された光を効率的に一方の基板に入射させることができる。
この構成によれば、光源から射出された光を効率的に一方の基板に入射させることができる。
本発明においては、前記光源を覆うように光反射層が設けられていることが望ましい。
この構成によれば、光源から射出された光を効率的に一方の基板に入射させることができる。
この構成によれば、光源から射出された光を効率的に一方の基板に入射させることができる。
本発明においては、前記一方の基板において前記電気光学物質を保持する側の面には、プリズム効果、レンズ効果、又は拡散効果をもたらす構造が形成されていることが望ましい。
この構成によれば、照明光の面内輝度均一性を向上することができる。
この構成によれば、照明光の面内輝度均一性を向上することができる。
本発明においては、前記一方の基板において前記電気光学物質を保持する側の面には、内面偏光子が形成されているものとすることができる。
偏光光を用いる電気光学装置、例えば液晶装置では、電気光学物質層の入射側に入射された無偏光状態の光を一偏光に揃える偏光手段が必要となる。本発明においては、電気光学物質を保持する一方の基板を導光体として用いるため、通常のように一方の基板の外面側に偏光板を配置することができない。よって、偏光モードを採用する場合には、一方の基板の内面側に偏光子(内面偏光子)を作り込む必要がある。
偏光光を用いる電気光学装置、例えば液晶装置では、電気光学物質層の入射側に入射された無偏光状態の光を一偏光に揃える偏光手段が必要となる。本発明においては、電気光学物質を保持する一方の基板を導光体として用いるため、通常のように一方の基板の外面側に偏光板を配置することができない。よって、偏光モードを採用する場合には、一方の基板の内面側に偏光子(内面偏光子)を作り込む必要がある。
本発明の電子機器は、前述した本発明の電気光学装置を表示部として備えていることを特徴とする。
この構成によれば、表示品位の高い薄型の電子機器を提供することができる。
この構成によれば、表示品位の高い薄型の電子機器を提供することができる。
本発明の電気光学装置の製造方法は、一対の基板の間に電気光学物質を配して電気光学パネルを形成するパネル形成工程と、前記一対の基板のうち表示光が出射される側とは反対側の基板である一方の基板において前記電気光学物質を保持する側とは反対側の面に、前記一方の基板の面内方向に進行しようとする光を前記電気光学物質の保持された側に向かわせる複数の微小な光路変換斜面を形成する光路変換斜面形成工程とを備えたことを特徴とする。
この方法によれば、電気光学パネルの一方の基板を直接導光板として利用できるため、従来別体として設けていた分厚い導光板を省略することができる。特に、本発明では、一方の基板の表面に直接光路変換斜面を形成しているので、特開2003−330020号公報で用いられるような導光体シートも省略することができる。したがって、十分な薄型化および部品点数の削減による低コスト化を実現することができる。
この方法によれば、電気光学パネルの一方の基板を直接導光板として利用できるため、従来別体として設けていた分厚い導光板を省略することができる。特に、本発明では、一方の基板の表面に直接光路変換斜面を形成しているので、特開2003−330020号公報で用いられるような導光体シートも省略することができる。したがって、十分な薄型化および部品点数の削減による低コスト化を実現することができる。
本発明の電気光学装置の製造方法は、表示光が出射される側とは反対側の基板である一方の基板の裏面側に、当該基板の面内方向に進行しようとする光を表面側に向かわせる複数の微小な光路変換斜面を形成する光路変換斜面形成工程と、前記一方の基板の表面側を他方の基板に対向させ、両基板の間に電気光学物質を配して電気光学パネルを形成するパネル形成工程とを備えたことを特徴とする。
本方法は、パネルを組み立てる前に単体の基板の状態で基板を加工し、光路変換斜面を形成するものである。この方法においても、従来別体として設けていた分厚い導光板を省略することができ、薄型化を実現することができる。
本方法は、パネルを組み立てる前に単体の基板の状態で基板を加工し、光路変換斜面を形成するものである。この方法においても、従来別体として設けていた分厚い導光板を省略することができ、薄型化を実現することができる。
本発明においては、前記光路変換斜面を形成する前に、前記一方の基板に研磨加工又はエッチング加工を行ない、前記一方の基板の板厚が前記光の進行方向に対して光が遠ざかる方向に徐々に薄くなるような楔形の形状を形成する工程を備えることが望ましい。
この方法によれば、照明光の面内輝度均一性を向上することができる。
この方法によれば、照明光の面内輝度均一性を向上することができる。
本発明においては、前記一方の基板において光が入射される光取込み面に研磨加工を行なう工程を備えることが望ましい。
この方法によれば、光源から光を入射する際の光のロスを防ぐことができる。
この方法によれば、光源から光を入射する際の光のロスを防ぐことができる。
本発明においては、前記一方の基板において前記光源から光が入射される面にプリズム加工若しくはブラスト加工を行なう工程を備えることが望ましい。
この方法によれば、照明光の面内輝度均一性を向上することができる。
この方法によれば、照明光の面内輝度均一性を向上することができる。
本発明においては、前記一方の基板において前記電気光学物質を保持する側とは反対側の面に光反射層を配置する工程を備えることが望ましい。ここで、前記光反射層は、金属膜を成膜することにより配置されるものとすることができる。或いは、前記光反射層は、光反射シートを貼着することによって配置されるものとすることができる。
この方法によれば、面内方向に進行した光を確実に表示側に出射させることができる。
この方法によれば、面内方向に進行した光を確実に表示側に出射させることができる。
本発明においては、前記光反射層の配置工程においては、前記光反射層を前記一方の基板の側面にも配置することが望ましい。
この方法によれば、一方の基板の側面に達した光を再び基板の内側に反射させ、表示に寄与させることができる。
この方法によれば、一方の基板の側面に達した光を再び基板の内側に反射させ、表示に寄与させることができる。
[第1の実施形態]
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
<液晶装置の電気的構成>
図1は、本発明の電気光学装置の第1の実施形態である液晶装置の等価回路図である。
本実施形態の液晶装置100は、スイッチング素子としてのTFTを備えるアクティブマトリクス方式の透過型液晶表示装置である。液晶装置100において、画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数のドットには、画素電極66aと当該画素電極66aを制御するためのスイッチング素子であるTFT56がそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線52が当該TFT56のソースに電気的に接続されている。データ線52に書き込む画像信号S1、S2、…、Snは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線52に対してグループ毎に供給される。また、走査線51がTFT56のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線51に対して走査信号G1、G2、…、Gmが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極66aはTFT56のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるTFT56を一定期間だけオンすることにより、データ線52から供給される画像信号S1、S2、…、Snを所定のタイミングで書き込む。
図1は、本発明の電気光学装置の第1の実施形態である液晶装置の等価回路図である。
本実施形態の液晶装置100は、スイッチング素子としてのTFTを備えるアクティブマトリクス方式の透過型液晶表示装置である。液晶装置100において、画像表示領域を構成するマトリクス状に配置された複数のドットには、画素電極66aと当該画素電極66aを制御するためのスイッチング素子であるTFT56がそれぞれ形成されており、画像信号が供給されるデータ線52が当該TFT56のソースに電気的に接続されている。データ線52に書き込む画像信号S1、S2、…、Snは、この順に線順次に供給されるか、あるいは相隣接する複数のデータ線52に対してグループ毎に供給される。また、走査線51がTFT56のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線51に対して走査信号G1、G2、…、Gmが所定のタイミングでパルス的に線順次で印加される。また、画素電極66aはTFT56のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるTFT56を一定期間だけオンすることにより、データ線52から供給される画像信号S1、S2、…、Snを所定のタイミングで書き込む。
画素電極66aを介して電気光学物質である液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、…、Snは、後述する対向電極66bとの間で一定期間保持される。液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能にする。ここで、保持された画像信号がリークするのを防止するために、画素電極66aと対向電極66bとの間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量55が付加されている。尚、符号59は容量線である。
<液晶装置の全体構成>
図2は、液晶装置の全体構成を示す分解斜視図である。
液晶装置100は、電気光学パネルである液晶パネル2にFPC基板(Flexible Printed Circuit:可撓性基板)3aを接続し、さらに、液晶パネル2の背面側(非表示面側;図2の下面側)に光反射層28を取り付けることによって形成される。光反射層28の液晶パネル2の反対側には、駆動回路や制御回路が形成された制御基板5が設けられている。この制御基板5は、場合に応じて、液晶装置を構成する要素として用いられたり、あるいは、液晶装置が装着される電子機器を構成する要素として用いられたりする。FPC基板3aは、本実施形態の場合、液晶パネル2と制御基板5とを電気的に接続するために用いられる。
図2は、液晶装置の全体構成を示す分解斜視図である。
液晶装置100は、電気光学パネルである液晶パネル2にFPC基板(Flexible Printed Circuit:可撓性基板)3aを接続し、さらに、液晶パネル2の背面側(非表示面側;図2の下面側)に光反射層28を取り付けることによって形成される。光反射層28の液晶パネル2の反対側には、駆動回路や制御回路が形成された制御基板5が設けられている。この制御基板5は、場合に応じて、液晶装置を構成する要素として用いられたり、あるいは、液晶装置が装着される電子機器を構成する要素として用いられたりする。FPC基板3aは、本実施形態の場合、液晶パネル2と制御基板5とを電気的に接続するために用いられる。
液晶パネル2は、環状のシール材6によって互いに貼り合わされた一対の基板7a及び7bを有する。本実施形態の液晶装置はスイッチング素子としてTFTを用いたアクティブマトリクス方式の液晶装置であり、第1基板7a及び第2基板7bのいずれか一方はスイッチング素子が形成された素子基板であり、他方が対向基板である。本実施形態では、第1基板7aを素子基板と考え、第2基板7bを対向基板と考えることにする。なお、液晶装置100は透過型の液晶表示装置であることから、前面側(表示面側;図2の上面側)の基板である第2基板7bの基材17bおよび背面側の基板である第1基板7aの基材17aとしてはガラス等の透光性基材が用いられる。
図3は、液晶装置100の平面図(図3(a))及び断面図(図3(b))である。
図3に示すように、素子基板としての第1基板7aの内面(液晶Lを保持する側の面)には画素電極66aが形成されている。画素電極66aは、透過モードを採用することから、ITO等の透光性導電材料によって形成される。また図示を省略したが、第1基板7aの内面には、前述のTFT56や、TFT56に接続される走査線51及びデータ線52等の電気配線が形成されている。さらに、液晶装置100がTN等の偏光モードを採用する場合には、内面偏光子78が形成される。本実施形態では、第1基板7aをバックライトの導光体として用いるため、通常のように第1基板7aの外面側に偏光板を配置することができない。よって、偏光モードを採用する場合には、第1基板7aの内面側に偏光子(内面偏光子)78を作り込む必要がある。
図3に示すように、素子基板としての第1基板7aの内面(液晶Lを保持する側の面)には画素電極66aが形成されている。画素電極66aは、透過モードを採用することから、ITO等の透光性導電材料によって形成される。また図示を省略したが、第1基板7aの内面には、前述のTFT56や、TFT56に接続される走査線51及びデータ線52等の電気配線が形成されている。さらに、液晶装置100がTN等の偏光モードを採用する場合には、内面偏光子78が形成される。本実施形態では、第1基板7aをバックライトの導光体として用いるため、通常のように第1基板7aの外面側に偏光板を配置することができない。よって、偏光モードを採用する場合には、第1基板7aの内面側に偏光子(内面偏光子)78を作り込む必要がある。
内面偏光子78は、水溶性のリオトロピック液晶染料材料、あるいは二色染料を含有するサーモトロピック高分子液晶の層を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより形成することができる。
また、内面偏光子78としては、ワイヤーグリッド構造を採用することもできる。ワイヤーグリッドは、多数の平行導体線を光の波長より短いピッチで配列したものである。ワイヤーグリッドに入射した光は、その偏光成分のうち平行導体線の方向と一致した偏光状態の光は反射され、平行導体線の方向に対して垂直の偏光状態の光は反射されることなく、透過する。この構造においては、平行導体線の幅をa、ピッチをdとしたときに、(a/d)≒0.6であることが好ましい。また、光の波長をλとしたときに、(λ/d)≧5であることが好ましい。また、導体線の下側の層を反射性の高い膜で構成し、上側の層を反射性の低い膜で構成してもよい。反射性の高い膜としてはAg,Au,Al、反射性の低い膜としてはCr,Tiを採用することができる。低コストという観点もしくはスパッタリングで形成できるという観点からは、Alが好ましい。基板上にTFTを形成する場合には、シリコン膜形成条件(300℃〜600℃)に対して耐熱性が必要であるため、ヒロックを発生させないようAlと安定金属との合金化を行なってもよい。
また、内面偏光子78としては、ワイヤーグリッド構造を採用することもできる。ワイヤーグリッドは、多数の平行導体線を光の波長より短いピッチで配列したものである。ワイヤーグリッドに入射した光は、その偏光成分のうち平行導体線の方向と一致した偏光状態の光は反射され、平行導体線の方向に対して垂直の偏光状態の光は反射されることなく、透過する。この構造においては、平行導体線の幅をa、ピッチをdとしたときに、(a/d)≒0.6であることが好ましい。また、光の波長をλとしたときに、(λ/d)≧5であることが好ましい。また、導体線の下側の層を反射性の高い膜で構成し、上側の層を反射性の低い膜で構成してもよい。反射性の高い膜としてはAg,Au,Al、反射性の低い膜としてはCr,Tiを採用することができる。低コストという観点もしくはスパッタリングで形成できるという観点からは、Alが好ましい。基板上にTFTを形成する場合には、シリコン膜形成条件(300℃〜600℃)に対して耐熱性が必要であるため、ヒロックを発生させないようAlと安定金属との合金化を行なってもよい。
対向基板としての第2基板7bの内面には対向電極66bが形成されている。この対向電極66bは各画素電極66aに共通の共通電極として機能する。第2基板7bの外面には偏光板12bが貼着されている。この偏光板12bは偏光モードを採用しない場合には不要である。また、偏光板12bを貼着する代わりに、第2基板7bの内面側に内面偏光子を形成してもよい。
このように構成された第1基板7a、第2基板7b及びシール材6によって囲まれる間隙、いわゆるセルギャップ内には、電気光学物質である液晶Lが封入されている。
このように構成された第1基板7a、第2基板7b及びシール材6によって囲まれる間隙、いわゆるセルギャップ内には、電気光学物質である液晶Lが封入されている。
図3には示されていないが、第1基板7a及び第2基板7bには必要に応じて上記以外の各種の光学要素が設けられる。例えば、液晶Lの配向を揃えるための配向膜が各基板の内面に設けられる。これらの配向膜は、例えば、ポリイミド溶液を塗布した後に焼成することによって形成される。また、カラー表示を行う場合には、第1基板7aに形成された画素電極66aに対向する部分の第2基板7bに、R(レッド)、G(グリーン)、B(ブルー)の各原色のカラーフィルタが所定の配列で形成され、画素電極66aに対向しない領域にはブラックマトリクスが形成される。さらに、カラーフィルタ及びブラックマトリクスの表面の平滑化及び保護のために平滑化層がコーティングされる。対向基板側に設けられる対向電極66bは上記の平滑化層の上に形成される。
図2に戻って、第1基板7aは第2基板7bから張出した張出し部71を有しており、この張出し部71には複数の端子13aが形成されている。これらの端子は、対向基板としての第2基板7bに対向する領域の第1基板7aの表面に画素電極66を形成する際に同時に形成される。FPC基板3aは、この張出し部71において液晶パネル2と接続されている。
FPC基板3aは、ポリイミドその他の材料から成る可撓性ベース層に金属膜パターンを希望のパターン形状に形成することによって作製されている。FPC基板3aには、液晶パネル2側の辺端部の裏側(図2の下側面)に複数のパネル側端子14が形成されており、液晶パネル2と反対側の辺端部の表面(図2の上側面)に複数の制御基板側端子16が形成されている。また、FPC基板3aの表面の広い範囲に適宜の配線パターン18が形成されており、この配線パターン18は一方で制御基板側端子16に直接につながり、他方でスルーホール19を介して裏側のパネル側端子14につながっている。
また、FPC基板3aの裏面すなわち配線パターン18と反対側の面には、光源として、LED(点光源)等からなる光源装置21が互いに適当な間隔を開けて1列に装着すなわち実装されている。これらの光源装置21のための配線は、例えば、スルーホールを介して制御基板側端子16に接続されている。なお、光源装置21の発光面21AはFPC基板3aの反対方向、すなわち第1基板7aの側端面(光取込み面7A)に対向する方向を向くようになっている。
<照明系の構成>
図4(a)、(b)、(c)はそれぞれ、液晶装置100の第1基板7aを下面側からみたときの説明図、この第1基板7aに形成した微細な凹部の説明図、およびこの凹部に形成した光路変換斜面の説明図である。
図4(a)、(b)、(c)はそれぞれ、液晶装置100の第1基板7aを下面側からみたときの説明図、この第1基板7aに形成した微細な凹部の説明図、およびこの凹部に形成した光路変換斜面の説明図である。
本実施形態の液晶装置100では、液晶パネル2の一方の基板である第1基板7aを導光体として利用し、これに光源装置21を組み合わせることによって照明装置を構成している。すなわち、図2および図3に示すように、液晶装置100に対してバックライト機能を設けるにあたって、本実施形態では、液晶層Lを保持する第1基板7aおよび第2基板7bのうち、表示光が出射される側とは反対側に位置する第1基板7aにおいて、端子13aが形成されている側の端部に、LED等からなる複数の光源21が配置される。光源装置21は、液晶パネル2と制御基板5とを接続するFPC基板3aに実装されており、第1基板7aの張出し部71の側端面である光取込み面7Aに対向配置されている。
第1基板7aにおいて液晶Lを保持する側とは反対側の面には、図4(a)に示すような複数の微小な凹部70が形成されている。これらの凹部70の内面には、図4(b)に示すように、光源21が位置する側に向かって斜め上向きの微小な光路変換斜面73が形成されている。この光路変換斜面73は、例えば基板面に対して約35°から約48°の傾斜角になっている。
光路変換斜面73は、図4(a)に示すように、第1基板7aに多数形成されているが、本実施形態では、光源21として点光源であるLEDが用いられているので、光路変換斜面73は光源21を中心とする同心円状に分布している。すなわち、光路変換斜面73は、1つ1つは細長い矩形形状を有しているが、光源21の近くではそれを取り巻くように形成されている。また、光路変換斜面73は、第1基板7a内における面内輝度均一性を向上するために、光源21に近い領域に比較して光源21から遠い領域で高密度に形成されている。通常、光源装置21からの距離に応じて光路変換斜面73に到達する光量は漸減していくので、これを補償するように、光源装置21からの距離が増えるに従って光路変換斜面73による集光作用或いは光偏向作用が強くなるように構成すれば、第1基板7aの光出射面から出射される光量の均一性を向上させることができる。なお、光路変換斜面73の形状については、光源21に内側を向ける円弧状であってもよい。また、凹部70に代えて、凸部に光路変換斜面73を形成してもよい。また、上記の光路変換斜面73に代えて、図5に示すようにドット状の凹部や凸部を上記の同様な分布で形成してもよい。さらに、図6に示すように、光路変換斜面は光源に対して水平方向に形成してもよい。
図3に戻って、第1基板7aの液晶層Lを保持する側とは反対側の面(裏面)には光反射層28が配置されている。光反射層28は、第1基板7aにおいて面内方向に進行する光を液晶層Lの方向へ反射させる機能を有する。この光反射層28は、シート状のもの(光反射シート)、あるいは第1基板7aに蒸着などの方法で成膜した金属膜などを用いることができる。制御基板5は、第1基板7aの光反射層28が装着された面に対向して配設されている。制御基板5の辺端部には外部回路との接続をとるための端子33が形成されている。
なお、光反射層は、第1基板7aの側面にも配置されている。この側面の光反射層28aは、第1基板7aの側面に達した光を再び第1基板7aの内側に反射させ、表示に寄与させる機能を有する。この光反射層28aは、光源装置21と対向する側面(光取込み面7A)を除く3つの側面全てに配置されている。
図2に分解状態で示す液晶装置100の各構成部分を組み付ける際には、図3に示すように、FPC基板3aの液晶パネル2側の辺端部をACF34によって第1基板7aの張出し部71に接着する。この接着により、第1基板7aの端子13aとFPC基板3aの端子14とがACF34内の導電粒子によって導電接続される。その後、FPC基板3aは張出し部71を内側に巻き込むようにして第1基板7aの光取込み面7Aに沿って折り曲げられ、この曲げ状態においてFPC基板3aの辺端部が制御基板5の辺端部に重ねられる。そして、FPC基板3a側の端子16が制御基板5側の端子33に半田付け、あるいはその他の導電接続手法によって接続される。
導電接続のためにFPC基板3aを上記のように曲げるとき、FPC基板3aの表面に装着した複数の光源装置21は、FPC基板3aの折り曲げられた内側の部分において、その発光面が設けられた面21Aが第1基板7aの光取込み面7Aに対向して配置される。これにより、光源装置21から導光体である第1基板7aに対して光を入射することが可能になる。
なお、FPC基板3aは、図3に示すように、その先端部が他方の基板である第2基板7bに接するように配置されている。こうした場合、FPC基板3aが張出し部71全体をカバーするように配置されるので、張出し部71から外部に光漏れが生じることはない。このため、高い光利用効率又はコントラストの高い表示が可能になる。また、FPC基板3aにおいて、折り曲げられた内側の面3Aであって光源装置21の周囲に配置される部分には、白色のシルク印刷が施されている。このため、光源装置21から射出された光を効率的に第1基板7aに入射させることができ、明るい表示が可能となる。
また、第1基板7aにおいて液晶層Lを保持する側の面には、第1基板7aの基板材料よりも屈折率の低い低屈折率材料、例えばフッ化マグネシウムからなる低屈折率層74が形成されている。このように低屈折率層74を形成すると、第1基板7aに入射された光は、やや大きな入射角の光であっても、第1基板7aと低屈折率層74との界面で反射しながら基板内を進行する。このため、光の照度分布が光取り込み面7A側に偏ることがなく、基板全体にわたって均一な照明が可能となる。
さらに、第1基板7aは、照明光の面内輝度均一性を向上するために、その板厚が光源装置21から遠ざかるに従って薄くなる楔形の形状を有していることが望ましい。図7は、光取込み面7A側の板厚d1が光取込み面7Aとは反対側の板厚d2よりも厚い楔形基板の一例を示している。
また、第1基板7aの光取込み面7Aには、プリズム加工やブラスト加工が施されていることが望ましい。図7の第1基板7aには、光取込み面7Aに研磨加工が施され、更に研磨によって平滑化された面に、プリズム面76と平面75とが交互に連続する光学パターンが形成されている。プリズムとは、平行でない平面を2つ以上持つ透明体のことであり、プリズム面とはそのようなプリズムの外面のことである。本実施形態では、導光体である第1基板7aの光取込み面7Aの高さ方向の全域にわたって直線状に延びる断面三角形状で山状の突起がプリズム面76として設けられている。係る構成を採用した場合、光源装置21から出て第1基板7aへ入る光は当該プリズム面76によって適度に拡散され、光源装置21の近傍領域に局所的高輝度領域が発生することが防止される。なお、第1基板7aの光取込み面7Aに直接プリズム加工等を行なう代わりに、光取込み面7Aにプリズムシートや拡散シート等の光学シートを配置してもよい。これによっても同様の効果が得られる。
また、第1基板7aにおいて液晶Lを保持する側の面(光出射面)には、プリズム効果又はレンズ効果をもたらす構造が形成されていることが望ましい。図8は、第1基板7aの光出射面にプリズム面79を構成する凹凸形状を形成した例を示している。このような構造を作りこむことで、従来、液晶パネルとバックライトとの間にプリズムシートを配置していたのと同様の効果が得られる。なお、この構成においては、TFT等の回路層を形成するために、該回路層の下層側にプリズム面79の凹凸79aを平滑化するための平坦化膜を形成することが望ましい。
<照明系の作用>
このように構成した液晶装置100においては、光源装置21が第1基板7aの側端面に対向配置されているので、光源装置21から出射された光は、第1基板7aに入射し、面内方向に進行していく。この際、第1基板7aの両面のうち、液晶層Lを保持する側の面から出射された光は、液晶層Lに入射し、表示に寄与する。これに対して、第1基板7aにおいて液晶層Lを保持する側とは反対側の面に形成されている光路変換斜面73に当たった光は、ここで光路が変換され、液晶層Lに入射し、表示に寄与する。
このように構成した液晶装置100においては、光源装置21が第1基板7aの側端面に対向配置されているので、光源装置21から出射された光は、第1基板7aに入射し、面内方向に進行していく。この際、第1基板7aの両面のうち、液晶層Lを保持する側の面から出射された光は、液晶層Lに入射し、表示に寄与する。これに対して、第1基板7aにおいて液晶層Lを保持する側とは反対側の面に形成されている光路変換斜面73に当たった光は、ここで光路が変換され、液晶層Lに入射し、表示に寄与する。
このように、本実施形態においては、液晶Lを保持する一対の基板7a,7bのうちの一方が導光板の機能を果たすため、従来別体として設けていたバックライト用の分厚い導光板を省略することができる。特に、本実施形態では、導光体である一方の基板7aの表面に直接光路変換斜面73を形成しているので、特開2003−330020号公報で用いられるような導光体シートも省略することができ、十分な薄型化および部品点数の削減による低コスト化を実現することができる。
<液晶装置の製造方法>
次に、本実施形態の液晶装置100の製造方法について説明する。
図9は、液晶装置100の製造工程を説明するためのフローである。本実施形態では、大面積のマザー基板を用いて複数の液晶装置を一括して形成し、切断によって個々の液晶装置に分離する方法を採用する。
本実施形態では、まず、第1基板7aとなる複数の基板領域を含む第1マザー基板と第2基板7bとなる複数の基板領域を含む第2マザー基板を用意し、工程P1において、第1マザー基板の表面に内面偏光子、回路構造(TFT素子,走査線,データ線,画素電極等)、配向膜等の構造を形成し、工程P2において、第2マザー基板の表面に対向電極や配向膜等の構造を形成する。そして、工程P2において、第1マザー基板の各基板領域の周囲にシール材6を塗布し、工程P21において両基板をシール材6によって貼り合わせる(基板貼り合わせ工程)。
次に、本実施形態の液晶装置100の製造方法について説明する。
図9は、液晶装置100の製造工程を説明するためのフローである。本実施形態では、大面積のマザー基板を用いて複数の液晶装置を一括して形成し、切断によって個々の液晶装置に分離する方法を採用する。
本実施形態では、まず、第1基板7aとなる複数の基板領域を含む第1マザー基板と第2基板7bとなる複数の基板領域を含む第2マザー基板を用意し、工程P1において、第1マザー基板の表面に内面偏光子、回路構造(TFT素子,走査線,データ線,画素電極等)、配向膜等の構造を形成し、工程P2において、第2マザー基板の表面に対向電極や配向膜等の構造を形成する。そして、工程P2において、第1マザー基板の各基板領域の周囲にシール材6を塗布し、工程P21において両基板をシール材6によって貼り合わせる(基板貼り合わせ工程)。
続いて、工程P22において、これらの基板を1次ブレイクし、1列分のパネル構造体、いわゆる短冊状のパネル構造体(空パネル)に分割する。そして、工程P23において、空パネルのギャップ内、即ち、一対の基板7a,7bの間に真空注入等により液晶Lを配する。そして、工程P24において、パネル構造体を2次ブレイクし、個々の液晶パネル2に分割する(パネル形成工程)。
次に、工程P25において、液晶パネル2の一方の基板である第1基板7aにおいて液晶Lを保持する側とは反対側の面に、第1基板7aの面内方向に進行しようとする光を液晶Lの保持された側に向かわせる複数の微小な光路変換斜面73を形成する(光路変換斜面形成工程)。この工程は、第1基板7aの裏面にフォトリソグラフィ技術によりパターニングを行ない、フッ酸等のエッチング液を用いてエッチングすることにより行なうことができる。この際、液晶封止エリアと端子露出部および周辺のシール部には、エッチング液が触れないようにレジスト等の保護膜をコーティングしておくことが望ましい。
なお、第1基板7aの側面の加工や、第1基板7aを楔形にする加工は、光路変換斜面73の形成工程に付随して、光路変換斜面73の形成と同時に又はそれの前後に行なわれる。側面の加工は、フッ酸等を用いたエッチング加工又はブラスト加工、研磨加工により行なうことができる。また、第1基板7aを楔形にする加工は、フッ酸等を用いたエッチング加工又は研磨加工により行なうことができる。
次に、工程P26において、第1基板7aの裏面、および第1基板7aの光取込み面7A以外の側面に光反射シートを貼着し、光反射層28を形成する。或いは、第2基板7bの表面と、第1基板7aの端子部及び光取込み面7Aを保護し、露出している第1基板7aの裏面及び側面にアルミニウム等の金属膜を蒸着して光反射層28を形成する。その後、必要に応じて偏光板等の光学部材を取り付ける。
次に、工程P27において、液晶パネル2とFPC基板3a、およびFPC基板3aと制御基板5とを接続する。これらの接続は、液晶パネル2,FPC基板3a及び制御基板5の各々に形成されたアライメントマークを用いて正確に位置決めした状態で行なわれる。FPC基板3aには、接続に当たって又は接続後に、光源装置21を実装する。光源装置21の実装位置は、FPC基板3aを液晶パネル2の張出し部71に沿って折り曲げたときに、光源装置21がその張出し部71の側端面7Aに対向するような位置とされる。FPC基板3aの位置決めはアライメントマークを基準として行なわれるため、光源装置21の位置は自動的に高精度なものとなる。よって、位置ずれによる光利用効率の低下(即ち、光取込み面7Aに対して光を入射する際のロス)は殆どない。
この後、制御基板5を液晶パネル2の裏面側に対向配置した状態で全体を筐体で固定する。
以上により液晶装置100が完成する。
この後、制御基板5を液晶パネル2の裏面側に対向配置した状態で全体を筐体で固定する。
以上により液晶装置100が完成する。
この方法では、基板の貼り合わせ後、或いは液晶パネル2の形成後に第1基板7aに加工を行なうため、フォトリソグラフィ工程におけるパターニングにおいて、第1基板7aの表面(TFT形成面)が装置のステージに触れることがなく、パターン不良やゴミ等の問題を生じない。このため、信頼性の高い液晶装置を提供することができる。
次に、液晶装置の他の製造方法について説明する。
図10は、液晶装置100の他の製造工程を説明するためのフローである。
本方法において先の方法と異なるのは、光路変換斜面73の形成工程がパネル形成工程よりも前に行なわれる点である。すなわち、先の方法では、光路変換斜面73を基板の貼り合わせを行った後、或いは液晶を注入して個々の液晶パネル2に分割した後に形成している。これに対して、本方法では、光路変換斜面73の形成を液晶パネルの形成前、例えば第1基板7aが素ガラスの状態において行なう。
図10は、液晶装置100の他の製造工程を説明するためのフローである。
本方法において先の方法と異なるのは、光路変換斜面73の形成工程がパネル形成工程よりも前に行なわれる点である。すなわち、先の方法では、光路変換斜面73を基板の貼り合わせを行った後、或いは液晶を注入して個々の液晶パネル2に分割した後に形成している。これに対して、本方法では、光路変換斜面73の形成を液晶パネルの形成前、例えば第1基板7aが素ガラスの状態において行なう。
本方法では、まず、第1基板7aとなる複数の基板領域を含む第1マザー基板を用意し、工程P1において、この第1マザー基板が素ガラスの状態において、第1マザー基板の裏面側(即ち第1基板7aの裏面側)に、当該第1基板7aの面内方向に進行しようとする光を表面側に向かわせる複数の微小な光路変換斜面73を形成する(光路変換斜面形成工程)。光路変換斜面73の形成方法は、先に示したものと同様である。そして、工程P2において、この第1マザー基板の表面に、内面偏光子、回路構造(TFT素子,走査線,データ線,画素電極等)、配向膜等の構造を形成する。また、これと並行して、第2基板7bとなる複数の基板領域を含む第2マザー基板を用意し、工程P11において、この第2マザー基板の表面に対向電極や配向膜等の構造を形成する。
なお、光路変換斜面73の形成と内面偏光子等の形成はどちらを先に行なってもよい。内面偏光子等の一部を形成してから光路変換斜面73を形成し、その後、残りの内面偏光子等の構造を形成する等の変更も可能である。
また、第1基板7aを楔形にする加工は、光路変換斜面73の形成工程に付随して、光路変換斜面73の形成と同時に又はそれの前後に行なわれる。この際、第1基板7aを楔形にする加工は、フッ酸等を用いたエッチング加工又は研磨加工により行なうことができる。
また、第1基板7aを楔形にする加工は、光路変換斜面73の形成工程に付随して、光路変換斜面73の形成と同時に又はそれの前後に行なわれる。この際、第1基板7aを楔形にする加工は、フッ酸等を用いたエッチング加工又は研磨加工により行なうことができる。
次に、工程P3において、第1マザー基板の各基板領域の周囲にシール材6を塗布し、工程P21において、第1マザー基板の表面側、即ち、光路変換斜面73が形成された側とは反対側の面を他方の基板である第2マザー基板に対向させ、両基板をシール材6によって貼り合わせる(基板貼り合わせ工程)。そして、工程P22において、これらの基板を1次ブレイクし、1列分のパネル構造体、いわゆる短冊状のパネル構造体(空パネル)に分割する。続いて、工程P23において、空パネルのギャップ内、即ち、一対の基板7a,7bの間に真空注入等により液晶Lを配する。そして、工程P24において、パネル構造体を2次ブレイクし、個々の液晶パネル2に分割する(パネル形成工程)。
次に、工程P25において、第1基板7aの裏面、および第1基板7aの光取込み面7A以外の側面に光反射シートを貼着し、光反射層28を形成する。或いは、第2基板7bの表面と、第1基板7aの端子部及び光取込み面7Aを保護し、露出している第1基板7aの裏面及び側面にアルミニウム等の金属膜を蒸着して光反射層28を形成する。その後、必要に応じて偏光板等の光学部材を取り付ける。
次に、工程P26において、液晶パネル2とFPC基板3a、およびFPC基板3aと制御基板5とを接続し、制御基板5を液晶パネル2の裏面側に対向配置した状態で全体を筐体で固定する。この工程は先のものと同じである。
以上により液晶装置100が完成する。
以上により液晶装置100が完成する。
本方法においては、第1基板7aの表面(TFT形成面)がステージに触れてしまうといった問題はあるものの、マザー基板の状態で一括して第1基板の加工を行なうので、上述した前者の方法に比べてタクトの短縮化ができ、安価に製品を製造することができる。
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図11は、本実施形態に係る液晶装置200の平面図(図11(a))及び断面図(図11(b))であり、第1の実施形態の図3に対応する図である。なお、図11において第1の実施形態と同様の部材又は部位については同じ符号を付している。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図11は、本実施形態に係る液晶装置200の平面図(図11(a))及び断面図(図11(b))であり、第1の実施形態の図3に対応する図である。なお、図11において第1の実施形態と同様の部材又は部位については同じ符号を付している。
本実施形態において第1の実施形態と異なる点は、光源装置21の配置のみである。すなわち、第1の実施形態の液晶装置100では、光源21はFPC基板3aに実装され、FPC基板3aの折り曲げられた内側の部分において第1基板7aの側端面7Aに対向配置されていた。これに対して、本実施形態では、制御基板5が第1基板7aから張出した張出し部5Aを有しており、光源装置21は、FPC基板3aではなく、この制御基板5の張出し部5Aに実装されている。この張出し部5Aは、第1基板7aの張出し部71から更に外側に張出しており、光源装置21は、FPC基板3aの折り曲げられた内側の部分において第1基板7aの張出し部71の側端面7Aに対向配置されている。
これ以外の構成は第1の実施形態と同様である。
これ以外の構成は第1の実施形態と同様である。
本実施形態の構成によれば、光源装置21と制御基板5とを一体化しているため、部品点数を削減することができる。また、制御基板5は、通常、ガラスエポキシ樹脂を基材とするため、平面が硬い。そのため、個々の光源装置21の平滑面を容易にだすことができ、光取込み面7Aに対する光の入射を確実に行なわせることができる。
[第3の実施形態]
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
図12は、本実施形態に係る液晶装置300の平面図(図12(a))及び断面図(図12(b))であり、第1の実施形態の図3に対応する図である。なお、図12において第1の実施形態と同様の部材又は部位については同じ符号を付している。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
図12は、本実施形態に係る液晶装置300の平面図(図12(a))及び断面図(図12(b))であり、第1の実施形態の図3に対応する図である。なお、図12において第1の実施形態と同様の部材又は部位については同じ符号を付している。
本実施形態において、第1基板7aは、制御基板5が接続される張出し部71とは異なる部分に他の張出し部72を有している。この他の張出し部72には、制御基板5に接続されたFPC基板3aとは別の他のFPC基板3bが接続されている。光源装置21は、FPC基板3aではなく、この他のFPC基板3bに実装され、前記他の張出し部72の側端面7Bに対向配置されている。本実施形態では、この側端面7Bが光取込み面となる。
この液晶装置300においては、他のFPC基板3bと第1基板7aとの接続は、FPC基板3b及び第1基板7aの各々に形成されたアライメントマークを用いて正確に位置決めした状態で行なわれる。他のFPC基板3bには、接続に当たって又は接続後に、光源装置21を実装する。光源装置21の実装位置は、他のFPC基板3bを液晶パネル2の他の張出し部72に沿って折り曲げたときに、その張出し部72の側端面7Bに対向する位置とされる。他のFPC基板3bの位置決めはアライメントマークを基準として行なわれるため、光源装置21の位置は自動的に高精度なものとなる。よって、位置ずれによる光利用効率の低下(即ち、光取込み面7Bに対して光を入射する際のロス)は殆どない。
なお、他のFPC基板3bは、その先端部が他方の基板である第2基板7bに接するように配置されており、この他のFPC基板3bによって他の張出し部72全体がカバーされるようになっている。また、他のFPC基板3bにおいて光源装置21が実装された側の面には、光吸収が生じないように、白色のシルク印刷が施されている。さらに、光源装置21の周囲には、光源装置21を覆うように光反射層80が設けられている。この光反射層80は、他の張出し部72を内側に巻き込むようにして第1基板7aの表面側から裏面側に折り曲げられて取り付けられている。光反射層80としては、PET基材のものやステンレス材等の金属製の基材に内面を高反射膜処理したものなどを用いることができる。
これ以外の構成は第1の実施形態と同様である。
これ以外の構成は第1の実施形態と同様である。
本実施形態の構成によれば、光源装置21と他のFPC基板3bとを一体化しているため、部品点数を削減することができる。また、光源装置21と制御基板5とが離れて配置されるため、光源装置21の点灯動作等によるノイズの影響を受けにくい。さらに、光源用のFPC基板3bと制御基板用のFPC基板3aとは別々に設けられるため、容易に光源装置21をリワークすることができる。
[第4の実施形態]
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
図13は、本実施形態に係る液晶装置400の平面図(図13(a))及び断面図(図13(b))であり、第1の実施形態の図3に対応する図である。なお、図13において第1の実施形態と同様の部材又は部位については同じ符号を付している。
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。
図13は、本実施形態に係る液晶装置400の平面図(図13(a))及び断面図(図13(b))であり、第1の実施形態の図3に対応する図である。なお、図13において第1の実施形態と同様の部材又は部位については同じ符号を付している。
本実施形態において、制御基板5は第1基板7aから張出した張出し部5Bを有しており、光源装置21は、FPC基板3aではなく、この制御基板5の張出し部5Bに実装されている。この張出し部5Bは、第1基板7aの張出し部71とは異なる部分から張出しており、光源装置21は、この張出し位置において第1基板7aの側端面7Cに対向配置されている。本実施形態では、この側端面7Cが光取込み面となる。
なお、光源装置21の周囲には、光源装置21を覆うように光反射層85が設けられている。この光反射層85は、張出し部5Bを内側に巻き込むようにして制御基板5の表面側から裏面側に折り曲げられて取り付けられている。光反射層85としては、PET基材のものやステンレス材等の金属製の基材に内面を高反射膜処理したものなどを用いることができる。
これ以外の構成は第1の実施形態と同様である。
なお、光源装置21の周囲には、光源装置21を覆うように光反射層85が設けられている。この光反射層85は、張出し部5Bを内側に巻き込むようにして制御基板5の表面側から裏面側に折り曲げられて取り付けられている。光反射層85としては、PET基材のものやステンレス材等の金属製の基材に内面を高反射膜処理したものなどを用いることができる。
これ以外の構成は第1の実施形態と同様である。
本実施形態の構成によれば、光源装置21と制御基板5とを一体化しているため、部品点数を削減することができる。また、制御基板5は、通常、ガラスエポキシ樹脂を基材とするため、平面が硬い。そのため、個々の光源装置21の平滑面を容易にだすことができ、光取込み面7Cに対する光の入射を確実に行なわせることができる。
[電子機器]
次に、本発明の電子機器につき、図14を用いて説明する。図14は、携帯電話の斜視図である。図14において符号1000は携帯電話を示し、符号1001は表示部を示している。この携帯電話1000の表示部1001には、本実施形態の電気光学装置が採用されている。したがって、薄型・軽量の携帯電話1000を提供することができる。
本発明は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるい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、タッチパネル等の電子機器の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの場合でも、薄型・軽量の電子機器を提供することができる。
次に、本発明の電子機器につき、図14を用いて説明する。図14は、携帯電話の斜視図である。図14において符号1000は携帯電話を示し、符号1001は表示部を示している。この携帯電話1000の表示部1001には、本実施形態の電気光学装置が採用されている。したがって、薄型・軽量の携帯電話1000を提供することができる。
本発明は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるい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、タッチパネル等の電子機器の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの場合でも、薄型・軽量の電子機器を提供することができる。
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。例えば、本実施形態では、TFTを用いたアクティブマトリクス方式の透過型液晶装置に本発明を適用したが、本発明はその他各種の方式の液晶装置、例えば半透過反射型の液晶装置、TFT以外の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装置、スイッチング素子を用いないパッシブマトリクス方式の液晶装置等に対して適用することもできる。また、電気光学物質として液晶以外のもの、例えば電気泳動粒子を分散媒中に含む電気泳動物質を用いた電気光学装置に本発明を適用してもよい。
2…液晶パネル(電気光学パネル)、3a,3b…FPC基板、5…制御基板、5A,5B…張出し部、7a…第1基板、7b…第2基板、7A,7B,7C…光取込み面、21…光源装置(光源)、28,28a…光反射層、71,72…張出し部、73…光路変換斜面、74…低屈折率層、76,79…プリズム面、80,85…光反射層、100,200,300,400…液晶装置(電気光学装置)、1000…電子機器、L…液晶(電気光学物質)
Claims (35)
- 電気光学物質を保持する一対の基板と、該一対の基板のうち、表示光が出射される側とは反対側の基板である一方の基板に光を入射させる光源と、前記一方の基板において前記電気光学物質を保持する側とは反対側の面に形成され、前記一方の基板の面内方向に進行しようとする光を前記電気光学物質の保持された側に向かわせる複数の微小な光路変換斜面とを備えたことを特徴とする、電気光学装置。
- 前記一方の基板において前記電気光学物質を保持する側の面には、前記一方の基板の基板材料よりも屈折率の低い低屈折率層が形成されていることを特徴とする、請求項1記載の電気光学装置。
- 前記一方の基板は、その板厚が前記光源から遠ざかるに従って薄くなる楔形の形状を有していることを特徴とする、請求項1又は2記載の電気光学装置。
- 前記一方の基板において前記電気光学物質を保持する側とは反対側の面には光反射層が配置されていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかの項に記載の電気光学装置。
- 光反射層は、前記一方の基板の側面にも配置されていることを特徴とする、請求項4記載の電気光学装置。
- 前記一方の基板において前記光源から光が入射される面には研磨加工が施されていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかの項に記載の電気光学装置。
- 前記一方の基板において前記光源から光が入射される面にはプリズム加工若しくはブラスト加工が施されていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかの項に記載の電気光学装置。
- 前記一方の基板において前記光源から光が入射される面には光学シートが配置されていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかの項に記載の電気光学装置。
- 前記光源は、点光源であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかの項に記載の電気光学装置。
- 前記光源は、線光源であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかの項に記載の電気光学装置。
- 前記複数の光路変換斜面は、前記光源を中心とする同心円状に分布していることを特徴とする、請求項9記載の電気光学装置。
- 前記複数の光路変換斜面は、前記光源に近い領域に比較して前記光源から遠い領域で高密度に形成されていることを特徴とする、請求項1〜11のいずれかの項に記載の電気光学装置。
- 前記一方の基板は他方の基板から張出した張出し部を有しており、前記張出し部にはFPC基板を介して制御基板が接続されており、前記制御基板は前記一方の基板の裏面側に配置され、前記FPC基板は前記張出し部を内側に巻き込むようにして折り曲げて配置されていることを特徴とする、請求項1〜12のいずれかの項に記載の電気光学装置。
- 前記制御基板は前記一方の基板から張出した張出し部を有しており、前記光源は前記制御基板の張出し部に実装され、前記一方の基板の側端面に対向配置されていることを特徴とする、請求項13記載の電気光学装置。
- 前記制御基板の張出し部は、前記一方の基板の張出し部から更に張出しており、前記光源は、前記FPC基板の折り曲げられた内側の部分において前記一方の基板の張出し部の側端面に対向配置されていることを特徴とする、請求項14記載の電気光学装置。
- 前記制御基板の張出し部は、前記一方の基板の張出し部とは異なる部分から張出していることを特徴とする、請求項14記載の電気光学装置。
- 前記光源は、前記FPC基板に実装されており、前記FPC基板の折り曲げられた内側の部分において前記張出し部の側端面に対向配置されていることを特徴とする、請求項13記載の電気光学装置。
- 前記FPC基板は、その先端部が前記他方の基板に接するように配置されていることを特徴とする、請求項15又は17記載の電気光学装置。
- 前記FPC基板において前記折り曲げられた内側の面であって前記光源の周囲に配置される部分には、白色のシルク印刷が施されていることを特徴とする、請求項15,17,18のいずれかの項に記載の電気光学装置。
- 前記光源は、前記制御基板が接続された前記FPC基板とは別の他のFPC基板に実装されていることを特徴とする、請求項13記載の電気光学装置。
- 前記一方の基板は、前記制御基板が接続される張出し部とは異なる部分に他の張出し部を有しており、該他の張出し部には前記他のFPC基板が接続されており、前記光源は前記他の張出し部の側端面に対向配置されていることを特徴とする、請求項20記載の電気光学装置。
- 前記他のFPC基板は、その先端部が前記他方の基板に接するように配置されていることを特徴とする、請求項21記載の電気光学装置。
- 前記他のFPC基板において前記光源が実装された側の面には、白色のシルク印刷が施されていることを特徴とする、請求項20〜22のいずれかの項に記載の電気光学装置。
- 前記光源を覆うように光反射層が設けられていることを特徴とする、請求項16,20〜23のいずれかの項に記載の電気光学装置。
- 前記一方の基板において前記電気光学物質を保持する側の面には、プリズム効果、レンズ効果、又は拡散効果をもたらす構造が形成されていることを特徴とする、請求項1〜24のいずれかの項に記載の電気光学装置。
- 前記電気光学物質は液晶であることを特徴とする、請求項1〜25のいずれかの項に記載の電気光学装置。
- 前記一方の基板において前記電気光学物質を保持する側の面には内面偏光子が形成されていることを特徴とする、請求項26記載の電気光学装置。
- 請求項1〜27のいずれかの項に記載の電気光学装置を表示部として備えていることを特徴とする、電子機器。
- 一対の基板の間に電気光学物質を配して電気光学パネルを形成するパネル形成工程と、
前記一対の基板のうち表示光が出射される側とは反対側の基板である一方の基板において前記電気光学物質を保持する側とは反対側の面に、前記一方の基板の面内方向に進行しようとする光を前記電気光学物質の保持された側に向かわせる複数の微小な光路変換斜面を形成する光路変換斜面形成工程とを備えたことを特徴とする、電気光学装置の製造方法。 - 表示光が出射される側とは反対側の基板である一方の基板の裏面側に、当該基板の面内方向に進行しようとする光を表面側に向かわせる複数の微小な光路変換斜面を形成する光路変換斜面形成工程と、
前記一方の基板の表面側を他方の基板に対向させ、両基板の間に電気光学物質を配して電気光学パネルを形成するパネル形成工程とを備えたことを特徴とする、電気光学装置の製造方法。 - 前記光路変換斜面を形成する前に、前記一方の基板に研磨加工又はエッチング加工を行ない、前記一方の基板の板厚が前記光の進行方向に対して光が遠ざかる方向に徐々に薄くなるような楔形の形状を形成する工程を備えたことを特徴とする、請求項29又は30記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記一方の基板において光が入射される面に研磨加工を行なう工程を備えたことを特徴とする、請求項29〜31のいずれかの項に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記一方の基板において光が入射される面にプリズム加工又はブラスト加工を行なう工程を備えたことを特徴とする、請求項29〜32のいずれかの項に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記一方の基板において前記電気光学物質を保持する側とは反対側の面に光反射層を配置する工程を備えたことを特徴とする、請求項項29〜33のいずれかの項に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記光反射層の配置工程においては、前記光反射層を前記一方の基板の側面にも配置することを特徴とする、請求項34記載の電気光学装置の製造方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012103687A (ja) * | 2010-11-09 | 2012-05-31 | Samsung Mobile Display Co Ltd | 光学接着フィルム及びこれを備える平板表示装置 |
JP2014110243A (ja) * | 2012-11-30 | 2014-06-12 | Lg Innotek Co Ltd | プリント回路基板、プリント回路基板を含む照明装置及びバックライトユニット |
WO2016163176A1 (ja) * | 2015-04-06 | 2016-10-13 | ソニー株式会社 | 照明装置および表示装置 |
JP2016184016A (ja) * | 2015-03-25 | 2016-10-20 | 大日本印刷株式会社 | 表示装置および表示装置用基板 |
-
2005
- 2005-01-18 JP JP2005009957A patent/JP2006201215A/ja not_active Withdrawn
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