JP2008003120A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】素子基板60と、素子基板に対して異方性導電膜を介して圧着されたフレキシブル回路基板17と、素子基板又はフレキシブル回路基板に実装された半導体素子91と、を備えた電気光学装置において、少なくとも半導体素子の実装領域2と、フレキシブル回路基板及び素子基板の接続領域3と、に重なるとともに、素子基板及びフレキシブル回路基板にまたがって遮光性シート1を貼付したことを特徴とする。
【選択図】図3
Description
かかる液晶装置は、通常、小型化及び軽量化を目的として、表面に導電パターンや電子部品が備えられたフレキシブル回路基板(FPC)を、例えば、異方性導電膜(ACF)を介して基板に圧着することにより接続して用いている。また、液晶装置は、それぞれの画素領域に印加する電圧の駆動を制御するための半導体素子を備えており、例えば、COG(Chip on Glass)方式と称される、液晶パネルを構成するガラス基板上に、ACFを介して半導体素子を実装したり、上述のFPC上にACFを介して半導体素子を実装したりしている。
そこで、安価に半導体素子の能動面への光を遮断して誤動作を防止できる液晶モジュールが提案されている。より具体的には、図11に示すように、液晶パネルを駆動する半導体素子302と、その半導体素子302が実装されたテープキャリア301とを備えるとともに、半導体素子302の能動面に対向するテープキャリア301の表面側の領域に略長方形状の遮光用パターン304を形成することにより、半導体素子302の能動面に光が進入することを防ぎ、半導体素子302の光起電力による誤動作を防止できる液晶モジュールが開示されている(特許文献1参照)。
また、特許文献2に記載された液晶モジュールは、遮光用パターンを形成することによって半導体素子の能動面を遮光するものであるが、液晶モジュール駆動用の配線パターンが形成されている状態では、配置位置の制約が大きく、広い範囲での遮光性を確保できない場合がある。さらに、かかる遮光用パターンでは、配置自由度を高めて別の機能を持たせることは困難である。
すなわち、本発明は、単一の遮光性シートを利用して、半導体素子の光起電力による誤動作を防止するとともに、フレキシブル回路基板の基板からの浮きを防止することができる電気光学装置を提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、そのような電気光学装置を備えた電子機器を提供することである。
すなわち、遮光性シートを用いて半導体素子の能動面を遮光するとともに、遮光性シートを、基板及びフレキシブル回路基板にまたがって貼付することにより、部品点数を増加することなく、半導体素子の光起電力による誤動作を防止できるとともに、フレキシブル回路基板が基板から浮いてくることを防止することができる。したがって、製造工程を増加させることなく、誤動作や接続不良の発生率が少なく信頼性が高い電気光学装置を提供することができる。
このように構成することにより、別の部材を用いることなく、さらに検査用端子の絶縁性を確保することができる。
このように構成することにより、表示領域の周囲の遮光された見切り部分の幅を狭くした場合であっても、基板張出部からのバックライトの光漏れを防止することができる。
このように構成することにより、基板張出部全域を遮光性シートによって被覆することができるため、バックライトからの光漏れをより確実に防止することができる。
このように構成することにより、フレキシブル回路基板の折り返し位置に遮光シートが貼付されることがないため、フレキシブル回路基板の曲げ反力が大きくなることによる割れや作業性の低下を防ぐことができる。
このように構成することにより、フレキシブル回路基板の端部位置等のひび割れを防ぎつつ、折り返さない位置においてはフレキシブル回路基板の強度を高めることができる。
このように構成することにより、基板におけるフレキシブル回路基板の接続面とは反対側の面から、フレキシブル回路基板を吊るような状態で保持することができるため、フレキシブル回路基板がたわんで、基板から剥離する方向に変形することを防ぐことができる。したがって、フレキシブル回路基板が基板から浮くことをより確実に防止できるようになる。
このように構成することにより、比較的強度の高い外光の進入を防ぐことができるため、能動面に対する遮光性をより高めることができる。
なお、それぞれの図において、同じ符号を付したものは同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。
第1実施形態は、基板と、基板に対して接続されたフレキシブル回路基板と、基板に実装された半導体素子と、を備えた電気光学装置において、少なくとも半導体素子の実装領域と、フレキシブル回路基板及び基板の接続領域と、に重なるとともに、基板及びフレキシブル回路基板にまたがって遮光性シートを貼付したことを特徴とする電気光学装置である。
以下、本実施形態の電気光学装置として、TFT素子(Thin Film Transistor)を備えたアクティブマトリクス型の液晶装置であって、液晶パネルを構成する基板上に半導体素子が実装された液晶装置を例に採って説明する。
なお、以下の説明中、液晶パネルとは、シール材で貼り合わせられた一対の基板の間に液晶材料が注入された状態を意味し、液晶装置とは、液晶パネルに、フレキシブル回路基板や電子部品、光源等が取り付けられた状態を意味する。
まず、図1(a)〜(b)を参照して、本実施形態に係る液晶装置の基本的構成について説明する。ここで、図1(a)は、本実施形態の液晶装置10の斜視図であり、図1(b)は、図1(a)中のXX断面を矢印方向に見た断面図を示している。
この図1に示すように、本実施形態の液晶装置10は、素子基板60と対向基板30とをシール材(図示せず)によって貼り合わせるとともに、セル領域内に液晶材料(図示せず)が封入された液晶パネル20を備えている。また、液晶パネル20における素子基板60は、対向基板30の外形よりも外側に張り出してなる基板張出部60Tを有しており、この基板張出部60Tにおける液晶材料を保持する面側には、外部接続用端子(図示せず)が形成されているとともに、当該外部接続用端子に対して半導体素子91及びフレキシブル回路基板17が接続されている。すなわち、対向基板30は、素子基板60の基板張出部60Tに相当する位置において、素子基板60の端部よりも内側に端部を有し、半導体素子91の実装領域に重ならないように構成されている。
また、フレキシブル回路基板17には光源13が実装され、この光源13と、当該光源13から出射された光を液晶パネル20に導く導光板15とからなる照明装置11が、液晶パネル20の背面側に備えられている。
この図2に示すように、液晶パネル20は、スイッチング素子としてのTFT素子を備えた素子基板60と、当該素子基板60に対向し、カラーフィルタ37を備えた対向基板30とを備えている。また、対向基板30の外側(図2の上側)表面には、位相差板47が配置され、さらにその上に偏光板49が配置されている。同様に、素子基板60の外側(図2の下側)表面には、位相差板87が配置され、さらにその下に偏光板89が配置されている。そして、素子基板60の下方に、上述した照明装置(図示せず)が配置される。
ここで、対向電極33は、ITO(インジウムスズ酸化物)等によって対向基板30上の全域に形成された面状電極である。また、カラーフィルタ37は、R(赤)、G(緑)、B(青)それぞれの色相を有する加法混色系の複数の着色層からなり、対向する素子基板60側の画素電極63に対応する画素領域がそれぞれ所定の色相の光を呈するように設けられている。そして、それぞれの画素領域の間隙に相当する領域に対応して遮光膜39が設けられている。
そして、表面に設けられたポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜85には、配向処理としてのラビング処理が施されている。
ここで、図2に示す画素電極63は、反射領域Rにおいては反射表示を行うための光反射膜79(63a)を兼ねて形成されるとともに、透過領域Tにおいては、ITOなどにより透明電極63bとして形成されている。この画素電極63aとしての光反射膜79は、例えばAl(アルミニウム)、Ag(銀)等といった光反射性材料によって形成される。ただし、画素電極や光反射膜の構成は図2に示すような構成に限られるものではなく、画素電極全体をITO等を用いて形成するとともに、別の部材として、アルミニウム等を用いた反射膜を設けた構成とすることもできる。
そして、表面に設けられたポリイミド系の高分子樹脂からなる配向膜85には、配向処理としてのラビング処理が施されている。
また、ゲート電極71はゲートバス配線(図示せず)から延びており、ソース電極73はソースバス配線(図示せず)から延びている。また、ゲートバス配線は素子基板60の横方向に延びていて縦方向へ等間隔で平行に複数本形成されるとともに、ソースバス配線はゲート絶縁膜72を挟んでゲートバス配線と交差するように縦方向へ延びていて横方向へ等間隔で平行に複数本形成される。
かかるゲートバス配線は液晶駆動用IC(図示せず)に接続されて、例えば走査線として作用し、他方、ソースバス配線は他の駆動用IC(図示せず)に接続されて、例えば信号線として作用する。
また、画素電極63は、互いに交差するゲートバス配線とソースバス配線とによって区画される方形領域のうちTFT素子69に対応する部分を除いた領域に形成されており、この画素電極63単位で画素領域が構成されている。
また、かかる有機絶縁膜81には、反射領域Rに対応する領域に、散乱形状として、山部と谷部との規則的な又は不規則的な繰り返しパターンから成る凹凸パターンを有する樹脂膜が形成されている。この結果、有機絶縁膜81の上に積層される光反射膜79(63a)も同様にして凹凸パターンから成る光反射パターンを有することになる。但し、この凹凸パターンは、透過領域Tには形成されていない。
一方、透過表示の際には照明装置11が点灯され、照明装置11から出射された光が液晶パネル20に入射するとともに、透光性の透明電極63b部分を通過し、カラーフィルタ37、液晶材料21などを通過して液晶パネル20の外部へ出ることにより、透過表示が行われる。
そして、それぞれの画素領域から出射される光が混色されて視認されるに至り、様々な色の表示が表示領域全体としてカラー画像として認識される。
照明装置11は、図1(b)に示すように、液晶パネル20に対して電気的に接続されたフレキシブル回路基板17上に実装された光源13と、液晶パネル20の背面側に配置され、光源13から出射された光を液晶パネル20に導く導光板15とを備えている。
ここで、照明装置11に使用される光源13としては、発光ダイオード(LED)が一般的であるが、それ以外にも蛍光管を用いることもできる。また、導光板15は、透光性のアクリル樹脂等からなる平板状の部材であり、液晶パネルと面する面の背面側には、光反射板又は光反射膜(図示せず)を備えている。
さらに、図示しないものの、導光板を含まず、液晶パネルの背面側に複数の蛍光管を配置する構成の照明装置とすることもできる。
これらの照明装置の構成や、光源及び導光板については、公知のものを用いることができる。
照明装置11を構成するフレキシブル回路基板17は、ポリイミド樹脂等の可撓性の基板を基体とした回路基板であって、一方側の端部付近に光源13が実装され、他方側の端部にパネル接続用端子(図示せず)を備え、これらの光源13及び接続用端子は電気配線を介して電気的に接続されている。さらに、図示しないものの、フレキシブル回路基板17の表面は、光源13の実装領域やパネル接続用端子部分、検査用端子部分等を除いて、絶縁膜により被覆されている。
フレキシブル回路基板17の接続方法としては、上述したACFを用いた圧着方法に限られるものではなく、ワイヤボンディング等の種々の公知の接続方法を用いて接続することができる。
ここで、図3に、図1の液晶装置10を表示面側から見た平面図を示す。本実施形態の液晶装置10は、少なくとも半導体素子91の実装領域2、及びフレキシブル回路基板17と素子基板60との接続領域3に重なるとともに、素子基板60及びフレキシブル回路基板17にまたがって遮光性シート1が貼付されていることを特徴とする。
このように構成することにより、半導体素子の光起電力による誤動作と併せて、フレキシブル回路基板が素子基板から浮いてくることを防止することができる。また、半導体素子の実装領域の遮光用のシートの大きさを変えて用いる構成であるために、別途部材を増やす必要がなく、また、比較的安価なシートを用いているために、生産コストが上昇することもない。
そこで、本発明においては、半導体素子の能動面の遮光性を確保するために遮光性シートを用いるとともに、遮光性シートがフレキシブル回路基板と素子基板との接続領域にも重なるように、フレキシブル回路基板及び素子基板にまたがって貼付されている。
また、遮光性シート1がフレキシブル回路基板17と素子基板60との接続領域3に重なり、フレキシブル回路基板17及び素子基板60にまたがって貼付されることにより、図4(b)に示すように、フレキシブル回路基板17と素子基板60とを一体的に保持することができる。これによって、フレキシブル回路基板17が押圧されたり、振動が与えられたりしても、フレキシブル回路基板17と素子基板60との圧着面の剥離を防いで、浮きにくくすることができる。
また、遮光性シートは電気絶縁性を有しており、フレキシブル回路基板あるいは素子基板上の電気配線や電子部品等が、遮光性シートを介してショートを引き起こすことを防ぐことができる。具体的に、遮光性シートの体積抵抗を1×106〜1×1013Ω・cmの範囲内の値とすることが好ましく、1×107〜1×1012Ω・cmの範囲内の値とすることがより好ましく、1×108〜1×1011Ω・cmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、このような厚さの遮光性シートであれば、遮光性シートの強度と遮光率とをバランスよく得ることができるためである。
すなわち、遮光性シートの厚さが10μm未満の値になると、遮光率が低下したり、機械的強度が低下したりしやすくなる場合がある。一方、遮光性シートの厚さが300μmを超えると、貼付面の凹凸に対する追従性が低下したり、薄型化が困難になったりする場合がある。
したがって、このような特性のバランスがさらに良好になることから、遮光性シートの厚さを50〜250μmの範囲内の値とすることがより好ましく、100〜200μmの範囲内の値とすることがさらに好ましい。
この理由は、このように構成することにより、ガラス基板を透過した光が、ドライバーICのような半導体素子の能動面に至る光量を定量的に防止することができるとともに、光起電力による誤動作を有効に防止することができるためである。
逆に言えば、遮光部材の可視光域、例えば、波長550nmにおける遮光率が90%未満の値となると、ガラス基板を透過した光が、半導体素子の能動面に至って誤動作を生じさせ、良好な画像表示が得られない場合があるためである。
したがって、半導体素子の誤動作がさらに少なくなることから、波長550nmにおける遮光率を95%以上の値とすることがより好ましい。
なお、かかる遮光性シートの遮光率は、光透過率計や色差計を用いて測定することができる。
すなわち、フレキシブル回路基板17上には、フレキシブル回路基板17の接続状態や駆動状態を検査する際に、検査信号を入力するための検査用端子4が設けられる場合があるが、この検査用端子4は表面に露出して設けられ、検査工程で使用した後は使われることがないにもかかわらず、露出されたままにしておくと、静電気等によって動作不良の原因となってしまう。そこで、半導体素子91の実装領域2、フレキシブル回路基板17と素子基板60との接続領域3と重なる遮光性シート1を用いて、さらに検査用端子4を被覆することにより、部材を別途用意することなく、検査用端子4の絶縁性を確保することができる。また、上述のとおり、比較的安価な遮光性シート1を用いることができるために、生産コストの上昇につながることもない。
また、図6に示すように、素子基板60上において、遮光性シート1の幅Wが、素子基板60の幅と一致していることが好ましい。このように構成することにより、遮光面積が大きく確保され、半導体素子91の能動面に進入する外光等の進入や、バックライトの光漏れを防ぐことができる。
したがって、遮光性シートは、素子基板上における基板張出部全域にわたって貼付されることが好ましい。これによって、基板張出部における遮光性が確保され、半導体素子の光起電力による誤動作及びバックライトからの光漏れを極めて有効に防止することができる。また、このように貼付したとしてもコストの上昇につながることもなく、さらに、遮光性シートによって電気絶縁性も得られることから好適な態様である。
そして、フレキシブル回路基板17と素子基板60とを一体的に保持することを考慮すると、遮光性シート1の端部1aが、フレキシブル回路基板17の折り返し位置17aと、素子基板60に対する接続領域3との間であって、できるだけ、フレキシブル回路基板17の折り返し位置17aに近い位置に存在することが好ましい。
この理由は、フレキシブル回路基板17を、素子基板60から剥離する方向とは反対方向に吊り上げるような状態で保持できるために、フレキシブル回路基板17が押圧されたりした場合であっても、フレキシブル回路基板17の浮きをより効果的に防止することができるためである。
この理由は、半導体素子91の光起電力は、進入する光の強度が高くなるにつれ生じやすいものであり、遮光性シート1を表示面側に貼付することにより、バックライト11からの光よりも相対的に強度が高い外光の進入を防ぐことができるためである。
本発明の第2実施形態は、第1実施形態の液晶装置を備えた電子機器である。
図10は、本実施形態の電子機器の全体構成を示す概略構成図である。この電子機器は、液晶装置に備えられた液晶パネル20と、これを制御するための制御手段200とを有している。また、図10中では、液晶パネル20aを、パネル構造体20Aと、半導体素子(IC)等で構成される駆動回路20Bと、に概念的に分けて描いてある。また、制御手段200は、表示情報出力源201と、表示処理回路202と、電源回路203と、タイミングジェネレータ204とを備えている。
また、表示情報出力源201は、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等からなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスク等からな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備え、タイミングジェネレータ204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処理回路202に供給するように構成されている。
そして、本実施形態の電子機器であれば、所定の遮光性シートが貼付された電気光学装置を備えるために、光起電力による誤動作や、フレキシブル回路基板と基板との電気的な接続不良の発生を防止して、信頼性に優れた電子機器とすることができる。
したがって、本発明の電気光学装置等は、TFT素子やTFD素子等のスイッチング素子を備えた液晶装置やそれを用いた電子機器、例えば、携帯電話機やパーソナルコンピュータ等をはじめとして、液晶テレビ、ビューファインダ型・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、電気泳動装置、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、タッチパネルを備えた電子機器、電子放出素子を備えた装置(FED:Field Emission DisplayやSCEED:Surface-Conduction Electron-Emitter Display)などに幅広く適用することができる。
Claims (9)
- 基板と、前記基板に対して接続されたフレキシブル回路基板と、前記基板に実装された半導体素子と、を備えた電気光学装置において、
少なくとも前記半導体素子の実装領域と、前記フレキシブル回路基板及び前記基板の接続領域と、に重なるとともに、前記基板及び前記フレキシブル回路基板にまたがって遮光性シートを貼付したことを特徴とする電気光学装置。 - 前記遮光性シートが前記フレキシブル回路基板上の検査用端子を被覆することを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。
- 前記電気光学装置は前記基板に対向し、前記基板の端部よりも内側に端部を有するとともに前記半導体素子の実装領域に重ならない対向基板を備え、前記遮光性シートが前記フレキシブル回路基板から前記対向基板の端部まで延設されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。
- 前記基板上に貼付する前記遮光性シートの幅が前記基板の幅と一致することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 前記フレキシブル回路基板は、前記基板から導出された後に折り返されており、前記フレキシブル回路基板の折り返し位置と前記接続領域との間に前記遮光性シートの端部があることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 前記フレキシブル回路基板上に貼付する前記遮光性シートの幅が前記フレキシブル回路基板の幅と一致することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 前記基板における前記遮光性シートの貼付面は、前記フレキシブル回路基板が接続された面とは反対側の面であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 前記基板における前記遮光性シートの貼付面は、表示面側の面であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 請求項1〜8のいずれかに記載された電気光学装置を備えた電子機器。
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