JP2012225973A - Manufacturing method of liquid crystal device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal device.
液晶装置を用いて映像を大画面に表示する装置として液晶プロジェクターがある。プロジェクターにおいては高輝度、高コントラストが要求されており、その点、垂直配向方式の液晶装置は高コントラストの表示が可能で、近年、プロジェクター用の液晶装置の液晶配向方式として採用されつつある。 There is a liquid crystal projector as a device for displaying an image on a large screen using a liquid crystal device. Projectors are required to have high brightness and high contrast, and in that respect, a vertical alignment type liquid crystal device is capable of displaying high contrast, and has recently been adopted as a liquid crystal alignment method for liquid crystal devices for projectors.
しかし、垂直配向方式では液晶が基板表面に対して垂直に立っており、電圧印加時に倒れる方位方向での相互作用が弱い。しかも、画素電位を印加すると、画素電極端から基板面に平行な方向に、横方向の電界が発生する。そのため、この横方向の電界に起因して、液晶が様々な方向に倒れてしまい、ディスクリネーションを生じることがあった。ディスクリネーションが生じると、明暗のムラやコントラストの低下、残像等の表示欠陥が視認されてしまう。 However, in the vertical alignment method, the liquid crystal stands perpendicular to the substrate surface, and the interaction in the azimuth direction that falls when a voltage is applied is weak. Moreover, when a pixel potential is applied, a horizontal electric field is generated in a direction parallel to the substrate surface from the end of the pixel electrode. Therefore, due to the electric field in the lateral direction, the liquid crystal may fall in various directions, resulting in disclination. When disclination occurs, display defects such as light and dark unevenness, a decrease in contrast, and an afterimage are visually recognized.
そのため、表示領域では液晶を垂直配向させて、良好なコントラスト特性を確保し、画素領域周辺の、主に非表示領域では液晶を水平配向させ、液晶の配向を規制することでディスクリネーションを防止することが考えられる。このような構成の液晶装置は、特許文献1に開示されており、特許文献1の液晶装置では、表示領域に垂直配向膜を形成し、非表示領域に有機材料からなる水平配向膜を形成することによって、液晶の配向を規制している。
Therefore, liquid crystal is vertically aligned in the display area to ensure good contrast characteristics, and liquid crystal is horizontally aligned around the pixel area, mainly in the non-display area to prevent disclination by regulating the liquid crystal alignment. It is possible to do. A liquid crystal device having such a configuration is disclosed in
しかしながら、特許文献1に記載の液晶装置では、表示領域と非表示領域に無機材料と有機材料という異種の配向膜を形成するため、表示領域と非表示領域に段差が生じやすくなり、段差に起因したディスクリネーションが発生しやすくなるという課題があった。
また、無機材料と有機材料では液晶中の不純物のひきつけやすさが異なるため、一方の材料に前記不純物が吸着しやすくなるという現象が発生した。そのため焼きつきや残像といった表示不良を抑制しづらいという課題があった。
However, in the liquid crystal device described in
Moreover, since the ease of attracting impurities in the liquid crystal is different between the inorganic material and the organic material, a phenomenon that the impurity is easily adsorbed to one material has occurred. Therefore, there is a problem that it is difficult to suppress display defects such as burn-in and afterimage.
また、特許文献2に記載の液晶装置では、真空紫外領域の紫外線照射をすることにより、表示領域と非表示領域に異なる配向膜を形成しているが、大面積を精度よく、かつ部分的に真空紫外領域の紫外線を照射する装置を製造することは技術的に困難な状況である。 Further, in the liquid crystal device described in Patent Document 2, different alignment films are formed in the display region and the non-display region by irradiating with ultraviolet rays in the vacuum ultraviolet region. It is technically difficult to manufacture a device that irradiates ultraviolet rays in the vacuum ultraviolet region.
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、精度よく、かつ効率的に配向膜をパターニングし、良好な表示品質の液晶装置を高い生産性で製造することができる製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above-described problems of the prior art, and can accurately and efficiently pattern an alignment film to produce a liquid crystal device with good display quality with high productivity. An object is to provide a manufacturing method.
[適用例1]本適用例に係る液晶装置の製造方法は、複数の画素電極を有してなる第1基板と、該第1基板に対向して配置される第2基板と、これら基板間に挟持された液晶層とを備え、前記液晶層は初期配向状態が垂直配向を呈しかつ誘電率異方性が負の液晶によって形成され、前記画素電極に対応する位置が表示領域とされ、該表示領域間が非表示領域とされる液晶装置の製造方法であって、前記画素電極を、前記第1基板の表示領域となる位置に形成し、かつその周縁部を前記非表示領域となる位置に張り出して形成する工程と、前記画素電極上で、かつ少なくとも前記表示領域となる位置に、前記液晶を略垂直に配向させる第1の配向層を形成する工程と、前記第1基板の画素電極側で、かつ前記非表示領域における、少なくとも前記液晶を所定の方位角で配向させる第2の配向層を形成する工程と、を有し、前記第2の配向層を形成する工程は、前記画素電極が形成された第1基板の画素電極側に配向下地層を形成する工程と、前記配向下地層を覆って、前記第2の配向層を形成する工程と、前記非表示領域となる箇所にレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクにして前記第2の配向層を表面改質する工程と、を有し前記第1の配向層を形成する工程は、前記レジストパターンを除去する工程と、前記配向下地層を覆って第1の配向層を形成する工程と、を有することを特徴とする。 Application Example 1 A method for manufacturing a liquid crystal device according to this application example includes a first substrate having a plurality of pixel electrodes, a second substrate disposed opposite to the first substrate, and a space between these substrates. A liquid crystal layer sandwiched between the liquid crystal layer, the liquid crystal layer is formed of a liquid crystal having an initial alignment state of vertical alignment and negative dielectric anisotropy, and a position corresponding to the pixel electrode is a display region, A method of manufacturing a liquid crystal device in which a display area is a non-display area, wherein the pixel electrode is formed at a position to be a display area of the first substrate, and a peripheral portion thereof is a position to be the non-display area And a step of forming a first alignment layer for aligning the liquid crystal substantially vertically on the pixel electrode at least at a position to be the display region, and a pixel electrode of the first substrate At least in front and in the non-display area Forming a second alignment layer for aligning the liquid crystal at a predetermined azimuth angle, and the step of forming the second alignment layer includes a pixel electrode side of the first substrate on which the pixel electrode is formed. Forming an alignment base layer, covering the alignment base layer, forming the second alignment layer, forming a resist pattern at a location to be the non-display region, and forming the resist pattern A step of modifying the surface of the second alignment layer using a mask, and a step of forming the first alignment layer is a step of removing the resist pattern and covering the alignment base layer. Forming an alignment layer.
本適用例によれば、表示領域側から非表示領域側に張り出した画素電極の周縁部上(第2のエリア)には、液晶を所定の方位角で配向させる第2の配向層を形成しているので、周縁上の液晶は、画素電位を印加した際に、揃った方向に配向するようになる。したがって表示領域(第1のエリア)内の液晶は、周縁部上の液晶によって配向する方向が規制され、画素電極端から基板と略平行な方向に発生する横方向電界に影響されることなく、一定の方向に配向するようになる。よって、表示領域での液晶の配向不良が防止され、ディスクリネーションが防止された液晶装置を製造することができる。 According to this application example, the second alignment layer for aligning the liquid crystal at a predetermined azimuth angle is formed on the peripheral edge (second area) of the pixel electrode extending from the display region side to the non-display region side. Therefore, the liquid crystal on the periphery is aligned in a uniform direction when a pixel potential is applied. Therefore, the liquid crystal in the display area (first area) is regulated in the direction of alignment by the liquid crystal on the peripheral edge, and is not affected by the lateral electric field generated in the direction substantially parallel to the substrate from the pixel electrode end. It becomes oriented in a certain direction. Therefore, it is possible to manufacture a liquid crystal device in which alignment failure of liquid crystal in the display area is prevented and disclination is prevented.
また、表示領域(第1のエリア)に配置された液晶は、画素電極周縁部上(第2のエリア)によって、配向する方向を規制されるようになるので、電圧が印加されていない状態で略0度に垂直配向させた場合にも、電圧を印加した際には揃った方向に倒れて配向するようになり、表示領域においてディスクリネーションが防止される。よって良好なコントラスト特性を有し、かつ表示不良が防止された液晶装置を製造することができる。 Further, the liquid crystal arranged in the display region (first area) is regulated in the direction of alignment by the pixel electrode peripheral portion (second area), so that no voltage is applied. Even when the vertical alignment is performed at approximately 0 degrees, when a voltage is applied, the films are aligned in a uniform direction, and disclination is prevented in the display area. Therefore, a liquid crystal device having good contrast characteristics and preventing display defects can be manufactured.
また、液晶を所定の方位角で配向させる第2のエリアは、画素電極の非表示領域に張り出してなる周縁部上、すなわち、表示領域の外部のみに形成しているので、表示領域には、略0度に垂直配向された液晶のみが配置されるようになる。したがって画素の透過率は同一画素内で均一になり、所望の透過率とすることができる。よって透過率が所望のものとならないことに起因する各画素の表示コントラスト低下が防止された液晶装置を製造することができる。 Further, since the second area for aligning the liquid crystal at a predetermined azimuth angle is formed on the peripheral portion that protrudes from the non-display area of the pixel electrode, that is, only outside the display area, Only the liquid crystal vertically aligned at about 0 degrees is arranged. Therefore, the transmittance of the pixels becomes uniform within the same pixel, and a desired transmittance can be obtained. Therefore, it is possible to manufacture a liquid crystal device in which a decrease in display contrast of each pixel due to the transmittance not being desired.
また、第2の配向層を形成する工程において、第2の配向層は画素電極の全面に形成されるため、容易に液晶への配向規制力を付与させることができる。 In the step of forming the second alignment layer, since the second alignment layer is formed on the entire surface of the pixel electrode, it is possible to easily apply an alignment regulating force to the liquid crystal.
また、レジストパターンの形成方法は、公知の技術を適用できるため、第1の配向層と第2の配向層を簡便に配置することができる。 Moreover, since the well-known technique can be applied to the formation method of a resist pattern, a 1st orientation layer and a 2nd orientation layer can be arrange | positioned simply.
[適用例2]上記適用例に記載の液晶装置の製造方法において、前記第1の配向層を形成する工程は、長鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を気相処理により反応させて、前記第1の配向層となる長鎖アルキル鎖を形成する工程を有し、前記第2の配向層を形成する工程は、短鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を気相処理により反応させて、前記第2の配向層となる短鎖アルキル鎖を形成する工程と、前記短鎖アルキル鎖が形成された面を一定方位方向に配向処理する工程と、を有することが好ましい。ここで、配向処理する工程としてはラビング、光配向、イオンビーム配向処理等の手段が挙げられる。 Application Example 2 In the method for manufacturing a liquid crystal device according to the application example described above, the step of forming the first alignment layer includes reacting a silane coupling agent containing a long-chain alkyl group by a gas phase treatment, and A step of forming a long-chain alkyl chain serving as a first alignment layer, and a step of forming the second alignment layer comprises reacting a silane coupling agent containing a short-chain alkyl group by gas phase treatment, Preferably, the method includes a step of forming a short-chain alkyl chain serving as the second alignment layer, and a step of aligning the surface on which the short-chain alkyl chain is formed in a fixed azimuth direction. Here, examples of the step for the alignment treatment include means such as rubbing, optical alignment, and ion beam alignment.
このようにすれば、第1の配向層を形成した箇所と第2の配向層を形成した箇所の段差がほぼ無視できるものとなるため、段差に起因したディスクリネーションの発生を抑制することができる。
また、第1の配向層材料と第2の配向層材料は、どちらもシランカップリング剤であるため、液晶中の不純物は、一方だけの配向層材料に付着することが抑制される。そのため、焼き付きなどの表示不良を抑制することができる。
In this way, the step between the portion where the first alignment layer is formed and the portion where the second alignment layer is formed can be almost ignored, so that the occurrence of disclination due to the step can be suppressed. it can.
Moreover, since both the first alignment layer material and the second alignment layer material are silane coupling agents, the impurities in the liquid crystal are suppressed from adhering to only one alignment layer material. Therefore, display defects such as burn-in can be suppressed.
[適用例3]上記適用例に記載の液晶装置の製造方法において、前記短鎖アルキル鎖が形成された面を一定方位方向に配向処理する工程は、前記第1の配向層形成箇所と前記第2の配向層形成箇所のいずれにもレジストパターンが覆われていない状態で配向処理する工程を有することが好ましい。配向処理する工程としてはラビング、光配向、イオンビーム配向処理などの手段が挙げられる。 Application Example 3 In the method for manufacturing a liquid crystal device according to the application example described above, the step of aligning the surface on which the short-chain alkyl chain is formed in a fixed azimuth direction includes the first alignment layer forming portion and the first alignment layer. It is preferable to include a step of performing an alignment process in a state where the resist pattern is not covered at any of the two alignment layer forming portions. Examples of the alignment treatment include rubbing, optical alignment, ion beam alignment, and the like.
このようにすれば、平坦な配向層に対して配向処理をすることができるので、配向規制力不足による表示不良を抑制することができる。 In this way, since the alignment process can be performed on the flat alignment layer, it is possible to suppress display defects due to insufficient alignment regulating force.
[適用例4]上記適用例に記載の液晶装置の製造方法において、前記長鎖アルキル鎖の炭素原子数を10〜20とし、前記短鎖アルキル鎖の炭素原子数を1〜3とすることが好ましい。 Application Example 4 In the method for manufacturing a liquid crystal device according to the application example described above, it is preferable that the long alkyl chain has 10 to 20 carbon atoms and the short alkyl chain has 1 to 3 carbon atoms. preferable.
このようにすれば、垂直配向膜に適した長さのアルキル鎖と、水平配向膜に適した長さのアルキル鎖とを適当に形成することができる。 In this way, an alkyl chain having a length suitable for the vertical alignment film and an alkyl chain having a length suitable for the horizontal alignment film can be appropriately formed.
[適用例5]本適用例に係る液晶装置の製造方法は、複数の画素電極を有してなる第1基板と、該第1基板に対向して配置される第2基板と、これら基板間に挟持された液晶層とを備え、前記液晶層は初期配向状態が垂直配向を呈しかつ誘電率異方性が負の液晶によって形成され、前記画素電極に対応する位置が表示領域とされ、該表示領域間が非表示領域とされる液晶装置の製造方法であって、前記画素電極を、前記第1基板の表示領域となる位置に形成し、かつその周縁部を前記非表示領域となる位置に張り出して形成する工程と、前記画素電極上で、かつ少なくとも前記表示領域となる位置に、前記液晶を略垂直に配向させる第1の配向層を形成する工程と、前記第1基板の画素電極側で、かつ前記非表示領域における、少なくとも前記液晶を所定の方位角で配向させる第2の配向層を形成する工程と、を有し、前記第2の配向層を形成する工程は、前記画素電極が形成された第1基板の画素電極側に配向下地層を形成する工程と、前記配向下地層を覆って、前記第1の配向層を形成する工程と、前記第1の配向層形成箇所にレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクにして前記第1の配向層に対して表面改質を行う工程と、前記レジストパターンを覆って第2の配向層を形成する工程と、その後に前記レジストパターンを除去する工程と、を有することを特徴とする。 Application Example 5 A method of manufacturing a liquid crystal device according to this application example includes a first substrate having a plurality of pixel electrodes, a second substrate disposed opposite to the first substrate, and a space between these substrates. A liquid crystal layer sandwiched between the liquid crystal layer, the liquid crystal layer is formed of a liquid crystal having an initial alignment state of vertical alignment and negative dielectric anisotropy, and a position corresponding to the pixel electrode is a display region, A method of manufacturing a liquid crystal device in which a display area is a non-display area, wherein the pixel electrode is formed at a position to be a display area of the first substrate, and a peripheral portion thereof is a position to be the non-display area And a step of forming a first alignment layer for aligning the liquid crystal substantially vertically on the pixel electrode at least at a position to be the display region, and a pixel electrode of the first substrate At least in front and in the non-display area Forming a second alignment layer for aligning the liquid crystal at a predetermined azimuth angle, and the step of forming the second alignment layer includes a pixel electrode side of the first substrate on which the pixel electrode is formed. Forming an alignment base layer, covering the alignment base layer, forming the first alignment layer, forming a resist pattern at the first alignment layer formation site, and the resist pattern A step of modifying the surface of the first alignment layer using the mask as a mask, a step of forming a second alignment layer covering the resist pattern, and a step of removing the resist pattern thereafter. It is characterized by having.
本適用例によれば、第2の配向層を形成する工程において、第2の配向層材料を第1基板に配する際に、第1の配向層上はレジストパターンに覆われており、レジストパターンに付着した第2の配向層材料はレジストパターンを除去すると該レジストパターンとともに除去される。したがって、第2の配向層材料を前記レジストパターン上も含めた全面に配しても、第1の配向層上に第2の配向層材料が付着されることが防止され、第1の配向層の配向性が損なわれることが防止される。よって、液晶に電圧を印加した際に、表示領域周縁部の液晶を良好に配向させることができ、良好な表示特性の液晶装置とすることができる。また、第1の配向膜材料を前記レジストパターン上も含めて全面に配することができるので、第1の配向層を効率よく形成することができる。 According to this application example, in the step of forming the second alignment layer, when the second alignment layer material is disposed on the first substrate, the first alignment layer is covered with the resist pattern. When the resist pattern is removed, the second alignment layer material attached to the pattern is removed together with the resist pattern. Therefore, even if the second alignment layer material is disposed on the entire surface including the resist pattern, the second alignment layer material is prevented from adhering to the first alignment layer, and the first alignment layer is prevented. It is prevented that the orientation of is impaired. Therefore, when a voltage is applied to the liquid crystal, the liquid crystal in the periphery of the display region can be aligned well, and a liquid crystal device with favorable display characteristics can be obtained. In addition, since the first alignment film material can be disposed on the entire surface including the resist pattern, the first alignment layer can be formed efficiently.
[適用例6]上記適用例に記載の液晶装置の製造方法において、前記第1の配向層を形成する工程は、長鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を気相処理により反応させて、前記第1の配向層となる長鎖アルキル鎖を形成する工程を有し、前記第2の配向層を形成する工程は、短鎖アルキル基を含むシランカップリング剤を気相処理により反応させて、前記第2の配向層となる短鎖アルキル鎖を形成する工程と、前記短鎖アルキル鎖が形成された面を一定方位方向に配向処理する工程と、を有することが好ましい。ここで、配向処理する工程としてはラビング、光配向、イオンビーム配向処理等の手段が挙げられる。 Application Example 6 In the method for manufacturing a liquid crystal device according to the application example described above, the step of forming the first alignment layer includes reacting a silane coupling agent containing a long-chain alkyl group by a gas phase treatment, and A step of forming a long-chain alkyl chain serving as a first alignment layer, and a step of forming the second alignment layer comprises reacting a silane coupling agent containing a short-chain alkyl group by gas phase treatment, Preferably, the method includes a step of forming a short-chain alkyl chain serving as the second alignment layer, and a step of aligning the surface on which the short-chain alkyl chain is formed in a fixed azimuth direction. Here, examples of the step for the alignment treatment include means such as rubbing, optical alignment, and ion beam alignment.
このようにすれば、第1の配向層を形成した箇所と第2の配向層を形成した箇所の段差がほぼ無視できるものとなるため、段差に起因したディスクリネーションの発生を抑制することができる。
また、第1の配向層材料と第2の配向層材料は、どちらもシランカップリング剤であるため、液晶中の不純物は、一方だけの配向層材料に付着することが抑制される。そのため、焼き付きなどの表示不良を抑制することができる。
In this way, the step between the portion where the first alignment layer is formed and the portion where the second alignment layer is formed can be almost ignored, so that the occurrence of disclination due to the step can be suppressed. it can.
Moreover, since both the first alignment layer material and the second alignment layer material are silane coupling agents, the impurities in the liquid crystal are suppressed from adhering to only one alignment layer material. Therefore, display defects such as burn-in can be suppressed.
[適用例7]上記適用例に記載の液晶装置において、前記短鎖アルキル鎖が形成された面を一定方位方向に配向処理する工程は、前記第1の配向膜形成箇所にレジストパターンが覆われた状態で配向処理する工程を有することが好ましい。配向処理する工程としてはラビング、光配向、イオンビーム配向処理などの手段が挙げられる。 Application Example 7 In the liquid crystal device according to the application example described above, in the step of aligning the surface on which the short-chain alkyl chain is formed in a certain azimuth direction, the resist pattern is covered at the first alignment film formation portion. It is preferable to have a step of performing an orientation treatment in a wet state. Examples of the alignment treatment include rubbing, optical alignment, ion beam alignment, and the like.
このようにすれば、画素電極上を前記レジストパターンで覆った状態で配向処理することができるので、画素電極が直接配向処理されることを防止できる。したがって画素電極が直接配向処理されることによる配向処理ムラが視認される等の表示不良が防止され、また、第1の配向層が直接配向処理されないため、第1の配向層が有する配向規制力が損なわれることがなく、良好なコントラスト特性を有することができる。 In this way, since the alignment process can be performed with the pixel electrode covered with the resist pattern, it is possible to prevent the pixel electrode from being directly aligned. Accordingly, display defects such as alignment processing unevenness due to direct alignment processing of the pixel electrodes are prevented, and the first alignment layer is not directly aligned, so that the alignment regulating power of the first alignment layer is prevented. Is not impaired and can have good contrast characteristics.
[適用例8]上記適用例に記載の液晶装置の製造方法において、前記長鎖アルキル鎖の炭素原子数を10〜20とし、前記短鎖アルキル鎖の炭素原子数を1〜3とすることが好ましい。 Application Example 8 In the method for manufacturing a liquid crystal device according to the application example described above, it is preferable that the long alkyl chain has 10 to 20 carbon atoms and the short alkyl chain has 1 to 3 carbon atoms. preferable.
このようにすれば、垂直配向膜に適した長さのアルキル鎖と、水平配向膜に適した長さのアルキル鎖とを適当に形成することができる。 In this way, an alkyl chain having a length suitable for the vertical alignment film and an alkyl chain having a length suitable for the horizontal alignment film can be appropriately formed.
(実施形態1) (Embodiment 1)
以下、本発明の実施形態について、TFT(Thin−Film−Transistor)素子を用いたアクティブマトリックス型の透過型液晶装置の製造方法を例に説明するが、本発明の技術範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described by taking as an example a manufacturing method of an active matrix type transmissive liquid crystal device using a TFT (Thin-Film-Transistor) element, but the technical scope of the present invention is the following embodiment. It is not limited. In the drawings used for the following description, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size.
まず、本発明の製造方法の説明に先立ち図1〜4を用いて本発明の製造方法によって得られる液晶装置(透過型液晶装置)1の構成を説明する。 First, prior to the description of the manufacturing method of the present invention, the configuration of a liquid crystal device (transmission type liquid crystal device) 1 obtained by the manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は透過型液晶装置1のマトリクス状に配置された複数の画素におけるスイッチング素子、信号線等の等価回路図である。
図1に示すように、マトリクス状に配置された複数の画素には、画素電極9と画素電極9への通電制御を行うためのスイッチング素子であるTFT素子30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6aがTFT素子30のソースに電気的に接続されている。データ線6a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6aに対してグループ毎に供給される。
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of switching elements, signal lines, etc. in a plurality of pixels arranged in a matrix of the transmissive
As shown in FIG. 1, a plurality of pixels arranged in a matrix are formed with a
また、走査線3aがTFT素子30のゲートに電気的に接続されており、複数の走査線3a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9はTFT素子30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TFT素子30を一定期間だけオンすることにより、データ線6a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。
Further, the
画素電極9を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、・・・、Snは、後述する共通電極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ことを防止するために、画素電極9と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70が付加されている。
Image signals S1, S2,..., Sn written at a predetermined level on the liquid crystal via the
図2は、透過型液晶装置1の表示部を示す図であって、画素電極9が配された第1基板の配向膜(図示せず)が形成された面側から平面視した模式図である。液晶装置の表示部は、画素電極9(外周9aとする)に対応してその内側に設けられた表示領域Pと、この表示領域P間、すなわち表示領域Pに囲まれた位置に設けられた非表示領域BMとから構成されており、画素電極9は、その周縁部が非表示領域BMに張り出して配置されている。また、少なくとも表示領域P全体を含んで、第1のエリアA1が形成されており、非表示領域BMには第2のエリアA2が形成されている。
FIG. 2 is a diagram illustrating a display unit of the transmissive
図3は、図2のX−X線断面の模式図である。図3に示すように、透過型液晶装置1は、第1基板10と、第2基板20と、これら基板間に挟持された液晶層50とから構成されている。第1基板10は、ガラス等の透明な基板10Aと、この基板10A上に形成された画素電極9や遮光膜13、および第1の配向層(垂直配向膜)41、第2の配向層(水平配向膜)42、配向下地層43等から構成されている。TFT素子(図示せず)や配線(図示せず)等は遮光膜13上に形成されており、基板10A側から入射する光が、TFT素子等にあたることはない。また、遮光膜13が形成されていることにより、非表示領域BMが規定され、非表示領域BM間の画素開口部として表示領域Pが規定されている。
FIG. 3 is a schematic diagram of a cross section taken along line XX of FIG. As shown in FIG. 3, the transmissive
また、第1基板10上には、少なくとも表示領域Pを含んで、第1のエリアA1が形成されており、非表示領域BMには、少なくとも画素電極9の非表示領域に張り出してなる周縁部9b上を含んで第2のエリアA2が形成されている。図3に示すように第1のエリアA1と第2のエリアA2とは連続して設けられている。また、第1のエリアA1に対応する画素電極9上には、第1の配向層(垂直配向膜)41が形成されており、第2のエリアA2に対応する画素電極9上および遮光膜13上には、第2の配向層(水平配向膜)42が形成されており、第1の配向層と第2の配向層の下地として配向下地層43が形成されている。
Further, a first area A1 is formed on the
第2基板20は、ガラス等からなる透明な基板20Aと、第1の配向層(垂直配向膜)61と、配向下地層63と共通電極21等から構成されている。なお、第2基板側にも遮光膜13を形成してもよい。
The
図4は、画素電極9と共通電極21との間に電圧を印加したときの液晶の配向を模式的に示す図である。画素電極9と共通電極21との間に電圧を印加すると、その間に電圧に応じて液晶層50の液晶が配向し、透過型液晶装置1の厚さ方向に透過する光が変調され、透過型液晶装置1は階調表示が可能なものとなる。
FIG. 4 is a diagram schematically showing the alignment of the liquid crystal when a voltage is applied between the
このとき、本発明の透過型液晶装置1では、第2のエリアA2に位置する液晶52については、電圧無印加状態において所定のプレチルト角で配向させているので、電圧を印加した場合に、揃った方向に倒れて配向する。したがって、第1のエリアA1に位置する液晶51は、電圧を印加された場合に倒れる方向が液晶52に規制され、揃った方向に配向するようになる。すなわち、第1のエリアA1の、第2のエリアA2近傍に位置する液晶は、第2のエリアA2の外周部となる画素電極9の周縁部9b上の液晶52の動作に大きく影響を受け、特にその倒れる方向が周縁部9b上の液晶52の倒れる方向に規制される。
これにより、第1のエリアA1の液晶51は、全て揃った方向に倒れ、均一に配向するようになる。よって画素電極9の端部から第1基板10に平行な方向に横方向電界が生じても、表示領域Pの液晶51は、配向不良を生じることが防止される。
At this time, in the transmissive
As a result, the
また、表示領域Pに対応する液晶51と異なる配向となる液晶52は、非表示領域BM内のみに配置しているので、表示領域(画素開口部)Pに対応する画素の透過率は液晶51のみに規定され、均一なものとなる。したがって、画素の透過率を所望のものとすることができる。また、表示領域Pに対応する液晶51は、配向不良が防止されているので、電圧無印加状態で略垂直に配向させることができる。
Further, since the
次に本発明に係る液晶装置の製造方法の一実施形態を、上記透過型液晶装置1の製造方法を例にして説明する。
Next, an embodiment of a method for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention will be described using the method for manufacturing the transmissive
図5〜図7は、上記透過型液晶装置1(液晶装置)の製造方法を説明する図である。
まず、図5(a)に示すように、ガラス等からなる透明な基板10A上にCr(クロム)等からなる遮光膜13を格子状に形成し、この遮光膜13によって非表示領域BMを規定するとともに、この非表示領域BMに囲まれた領域を表示領域(画素開口部)Pとする。続いて、遮光膜13上に図1に示したTFT素子30やデータ線6a、走査線3a等の配線を形成する。次に、表示領域Pから非表示領域BMに張り出して、ITO(インジウム錫酸化物)等の透明導電体を用いて画素電極9を形成する。これらの工程は、公知の方法を用いることができる。
5-7 is a figure explaining the manufacturing method of the said transmissive liquid crystal device 1 (liquid crystal device).
First, as shown in FIG. 5A, a
次に図5(b)に示すように、画素電極9が形成された基板10Aの画素電極9側に、例えばスピンコート法等の方法を用いて、ゾルゲル系のSiO2膜を形成し、配向下地層43を形成する。その後、低圧水銀ランプもしくはエキシマUVランプを用いて真空紫外光を配向下地層43に照射することで配向下地層43の表面改質をする。その後、短鎖シランカップリング剤をSiO2膜上に表面処理し、配向層42aを形成する。この短鎖シランカップリング剤の材料としては、例えばヘキサメチルジシラザン等を用いる。
Next, as shown in FIG. 5B, a sol-gel-based SiO 2 film is formed on the
そして、図5(c)に示すように、ラビング布をローラーに巻きつけたラビング処理装置55により、配向層42aの全面にラビング処理を行い、配向層42aに配向性を付与する。この時、後述する垂直配向膜(第1の配向層)は形成されていないため、垂直配向膜に配向性が付与されてしまう等の不都合を生じることはない。
And as shown in FIG.5 (c), the rubbing
次に、図6(a)に示すように、配向層42aの第2の配向層形成箇所にレジストパターンRを形成する。そして、このレジストパターンRをマスクにして、低圧水銀ランプもしくはエキシマUVランプを用いて真空紫外光を照射することによって、図6(b)に示すように、水平配向膜(第2の配向層)42を形成する。水平配向膜42が形成されたことにより、水平配向膜42上に第2のエリアA2が形成可能となる。また、第2のエリアA2間が第1のエリアA1として規定される。その後、水平配向膜42を覆っているレジストパターンRを剥離する。
Next, as shown in FIG. 6A, a resist pattern R is formed at the second alignment layer formation portion of the
次に、水平配向膜42が形成された基板10Aの第1のエリアA1となる位置に垂直配向膜を形成する。まず、基板10Aに、例えばN2雰囲気にて150〜180℃程度の温度で3時間程度乾燥処理を行う。その後、基板10Aを、例えばデシルトリメトキシシラン溶液を有した容器とともに密閉容器内に放置する。そして、この容器を例えば150℃の温度で一時間加熱することによって、デシルトリメトキシシラン溶液の蒸気を基板10A上の配向下地層43に接触させ、図6(c)に示すように、垂直配向膜(第1の配向層)41を形成する。
Next, a vertical alignment film is formed at a position that becomes the first area A1 of the
このとき、水平配向膜42は緻密に付着しているため、水平配向膜42上面に垂直配向膜の材料が付着することは抑制されている。
これにより、第1のエリアA1に垂直配向膜41を、第2のエリアA2に水平配向膜42を、それぞれ備えた第1基板10を形成する。
At this time, since the
Thus, the
また、第1基板10とは別に図7(a)に示すように第2基板20を形成する。この第2基板20は、ガラス等の透明な材料からなる基板20A上に、ITO等の透明導電体を用いて共通電極21を形成し、この共通電極21上に、配向下地層63と垂直配向膜61を形成する。共通電極21の形成にはスパッタ法等が用いられる。配向下地層63は例えば、ゾルゲル系のSiO2膜をスピンコートにより形成した後、低圧水銀ランプやエキシマUVランプを用いて真空紫外光を配向下地層63に照射して表面改質した後にデシルトリメトキシシランを配向下地層63上に表面処理し垂直配向膜61とする。
In addition to the
次に、図7(b)に示すように、第1基板10と第2基板20とを、垂直配向膜(第1の配向層)41、61および水平配向膜(第2の配向層)42が内側になるように貼り合わせ、図7(c)に示すように、第1基板10と第2基板20との間に、液晶層50を封入することで、透過型液晶装置1を形成する。
Next, as shown in FIG. 7B, the
以上のような製造方法によれば、基板10A上の全面に第1の配向層材料を表面処理しても、第2の配向層上に第1の配向層材料が付着することが抑制される。このことから、良好な表示品質の液晶装置を製造できる。また、効率的に第2の配向層42と第1の配向層41とを形成することができ、よって高い生産性で液晶装置(透過型液晶装置)1を製造できる。
According to the above manufacturing method, even if the first alignment layer material is surface-treated on the entire surface of the
なお、本実施形態では、第2のエリアA2を画素電極9の周縁部と画素電極9間とに連続して形成しているが、画素電極9の周縁部9bのみに形成しても良い。また、遮光膜13をCr等によって形成して非表示領域BMを規定しているが、例えば配線電極等によって非表示領域BMを規定しても良い。
(実施形態2)
In the present embodiment, the second area A2 is continuously formed between the peripheral edge of the
(Embodiment 2)
図8、図9は、実施形態2に係る上記透過型液晶装置(液晶装置)製造方法の説明図である。本実施形態に係る液晶装置について、これらの図を参照して説明する。なお、実施形態1と同一の構成部位については、同一の番号を使用し、重複する説明は省略する。
図8(a)は実施形態1の図5(a)と同様であるため、説明を割愛する。
次に、図8(b)に示すように、画素電極9が形成された基板10Aの画素電極9側に、例えばスピンコート法等の方法を用いて、ゾルゲル系のSiO2膜を形成し、配向下地層43を形成する。その後、低圧水銀ランプもしくはエキシマUVランプを用いて真空紫外光を配向下地層43に照射することで配向下地層の表面改質をする。その後、長鎖シランカップリング剤をSiO2膜上に表面処理し、配向層41bを形成する。この長鎖シランカップリング剤の材料としては、例えばデシルトリメトキシシラン等を用いる。
8 and 9 are explanatory diagrams of the above-described transmissive liquid crystal device (liquid crystal device) manufacturing method according to the second embodiment. The liquid crystal device according to the present embodiment will be described with reference to these drawings. In addition, about the component same as
Since FIG. 8A is the same as FIG. 5A of the first embodiment, the description is omitted.
Next, as shown in FIG. 8B, a sol-gel SiO 2 film is formed on the
次に、図9(a)に示すように、配向層41bの第1の配向層形成箇所にレジストパターンRを形成する。そして、このレジストパターンRをマスクにして、低圧水銀ランプもしくはエキシマUVランプを用いて真空紫外光を照射することによって、図9(b)に示すように、垂直配向膜(第1の配向層)41を形成する。垂直配向膜41が形成されたことにより、垂直配向膜41上に第1のエリアA1が形成可能となる。また、第1のエリアA1間が第2のエリアA2として規定される。なお、垂直配向膜41を覆っているレジストパターンRについては、これを除去することなく、そのままに保持しておく。
Next, as shown in FIG. 9A, a resist pattern R is formed at the first alignment layer forming portion of the
次に、垂直配向膜41が形成された基板10Aの第2のエリアA2となる位置に水平配向膜を形成する。基板10Aに、低圧水銀ランプもしくはエキシマUVランプを用いて真空紫外光を照射することにより第2のエリアA2となる位置に形成された垂直配向膜41は表面改質される。その後、短鎖シランカップリング剤でレジストパターンRを覆って表面処理し、配向層42bを形成する。この短鎖シランカップリング剤の材料としては、例えばヘキサメチルジシラザン等を用いる。
Next, a horizontal alignment film is formed at a position to be the second area A2 of the
このとき、垂直配向膜41の上面はレジストパターンRに覆われているので、垂直配向膜41上面に水平配向膜の材料が付着することが防止される。
At this time, since the upper surface of the
次に図9(c)に示すように、ラビング布をローラーに巻きつけたラビング処理装置55により、配向層42bの全面にラビング処理を行い、配向層42bに配向性を付与する。この時、垂直配向膜41をレジストパターンRで覆った状態でラビング処理しているので、垂直配向膜41はラビング処理から保護され、垂直配向膜41にラビング痕等のキズがつくことが防止され、また水平配向膜の材料が第1のエリアA1に転写されることが防止される。
Next, as shown in FIG. 9C, a rubbing
そして図9(d)に示すようにレジストパターンRを除去すると水平配向膜(第2の配向層)42が形成され、実施形態1の図6(c)で示した構造となる。
以降の工程である、第2基板形成方法、液晶封入方法などは実施形態1と同様の方法であるため、割愛する。
Then, as shown in FIG. 9D, when the resist pattern R is removed, a horizontal alignment film (second alignment layer) 42 is formed, and the structure shown in FIG.
Subsequent steps, such as the second substrate forming method and the liquid crystal sealing method, are the same as those in the first embodiment, and are therefore omitted.
以上のような製造方法によれば、配向層42bの全面にラビング処理しても、垂直配向膜41をレジストパターンRで覆った状態でラビング処理しているので、垂直配向膜41はラビング処理から保護され、垂直配向膜41にラビング痕等のキズがつくことが防止される。また水平配向膜の材料が第1のエリアA1に転写されることが防止される。このことから、良好な表示品質の液晶装置を製造できる。また、実施形態1と同様に、高い生産性で液晶装置(透過型液晶装置)1を製造できる。
According to the above manufacturing method, even if the
[電子機器]
上記実施形態の液晶装置を備えた電子機器の例について説明する。
図10(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図10(a)において、符号500は携帯電話本体を示し、符号501は上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。
[Electronics]
An example of an electronic device including the liquid crystal device according to the above embodiment will be described.
FIG. 10A is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 10A,
図10(b)は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図10(b)において、符号600は情報処理装置、符号601はキーボードなどの入力部、符号603は情報処理装置本体、符号602は上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。
FIG. 10B is a perspective view illustrating an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer. In FIG. 10B,
図10(c)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図10(c)において、符号700は時計本体を示し、符号701は上記実施形態の液晶装置を用いた液晶表示部を示している。
FIG. 10C is a perspective view illustrating an example of a wristwatch type electronic device. In FIG. 10C,
このように図10に示す電子機器は、表示部に上述の本発明の一例たる液晶装置を適用したものであるので、高コントラストで、かつ表示品質が高い表示装置を備えた電子機器を提供できる。 As described above, the electronic device illustrated in FIG. 10 is obtained by applying the above-described liquid crystal device as an example of the present invention to the display portion. Therefore, an electronic device including a display device with high contrast and high display quality can be provided. .
[投射型表示装置]
次に、上記実施形態の液晶装置を光変調手段として備えた投射型表示装置(プロジェクター)の構成について、図11を参照して説明する。図11は、上記実施形態の液晶装置を光変調装置として用いた投射型表示装置の要部を示す概略構成図である。図11において810は光源、813、814はダイクロイックミラー、815、816、817は反射ミラー、818は入射レンズ、819はリレーレンズ、820は出射レンズ、822、823、824は液晶光変調装置、825はクロスダイクロイックプリズム、826は投写レンズを示す。
[Projection type display device]
Next, a configuration of a projection display device (projector) including the liquid crystal device of the above embodiment as a light modulation unit will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a main part of a projection display device using the liquid crystal device of the above embodiment as a light modulation device. 11, 810 is a light source, 813 and 814 are dichroic mirrors, 815, 816 and 817 are reflection mirrors, 818 is an incident lens, 819 is a relay lens, 820 is an exit lens, 822, 823 and 824 are liquid crystal light modulators, and 825. Is a cross dichroic prism, and 826 is a projection lens.
光源810はメタルハライド等のランプ811とランプの光を反射するリフレクタ812とからなる。青色光、緑色光反射のダイクロイックミラー813は、光源810からの光束のうちの赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー817で反射されて、上述の本発明の一例たる液晶装置を備えた赤色光用液晶光変調装置822に入射される。
The
一方、ダイクロイックミラー813で反射された色光のうち緑色光は緑色光反射のダイクロイックミラー814によって反射され、上述の本発明の一例たる液晶装置を備えた緑色光用液晶光変調装置823に入射される。なお、青色光は第2のダイクロイックミラー814も透過する。青色光に対しては、光路長が緑色光、赤色光と異なるのを補償するために、入射レンズ818、リレーレンズ819、出射レンズ820を含むリレーレンズ系からなる導光手段821が設けられ、これを介して青色光が上述の本発明の一例たる液晶装置を備えた青色光用液晶光変調装置824に入射される。
On the other hand, of the color light reflected by the
各光変調装置により変調された3つの色光はクロスダイクロイックプリズム825に入射する。このプリズムは4つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投写光学系である投写レンズ826によってスクリーン827上に投写され、画像が拡大されて表示される。
The three color lights modulated by the respective light modulation devices are incident on the cross
上記構造を有する投射型表示装置は、上述の本発明の一例たる液晶装置を備えたものであるので、高コントラストで、かつ表示品質が高い表示装置を提供できる。 Since the projection type display device having the above structure includes the liquid crystal device as an example of the present invention described above, a display device with high contrast and high display quality can be provided.
1…透過型液晶装置(液晶装置)、9…画素電極、10…第1基板、13…遮光膜、20…第2基板、21…共通電極、41,61…第1の配向層(垂直配向膜)、42…第2の配向層(水平配向膜)、43,63…配向下地層、50…液晶層、55…ラビング装置、A1…第1のエリア、P…表示領域(画素開口部)、BM…非表示領域、R…レジストパターン。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記画素電極を、前記第1基板の表示領域となる位置に形成し、かつその周縁部を前記非表示領域となる位置に張り出して形成する工程と、
前記画素電極上で、かつ少なくとも前記表示領域となる位置に、前記液晶を略垂直に配向させる第1の配向層を形成する工程と、
前記第1基板の画素電極側で、かつ前記非表示領域における、少なくとも前記液晶を所定の方位角で配向させる第2の配向層を形成する工程と、を有し、
前記第2の配向層を形成する工程は、前記画素電極が形成された第1基板の画素電極側に配向下地層を形成する工程と、前記配向下地層を覆って、前記第2の配向層を形成する工程と、前記非表示領域となる箇所にレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクにして前記第2の配向層を表面改質する工程と、を有し、
前記第1の配向層を形成する工程は、前記レジストパターンを除去する工程と、前記配向下地層を覆って第1の配向層を形成する工程と、を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。 A first substrate having a plurality of pixel electrodes; a second substrate disposed opposite to the first substrate; and a liquid crystal layer sandwiched between the substrates, wherein the liquid crystal layer is in an initial alignment state Is a method of manufacturing a liquid crystal device in which the liquid crystal display device is formed of a liquid crystal having a vertical alignment and a negative dielectric anisotropy, a position corresponding to the pixel electrode is a display area, and a space between the display areas is a non-display area. And
Forming the pixel electrode at a position to be a display area of the first substrate and projecting a peripheral edge thereof to a position to be the non-display area;
Forming a first alignment layer for aligning the liquid crystal substantially vertically on the pixel electrode and at least at a position to be the display region;
Forming a second alignment layer that aligns at least the liquid crystal at a predetermined azimuth angle on the pixel electrode side of the first substrate and in the non-display region,
The step of forming the second alignment layer includes a step of forming an alignment base layer on the pixel electrode side of the first substrate on which the pixel electrode is formed, and the second alignment layer covering the alignment base layer. A step of forming a resist pattern at a location to be the non-display region, and a step of modifying the surface of the second alignment layer using the resist pattern as a mask,
The step of forming the first alignment layer includes the step of removing the resist pattern and the step of forming the first alignment layer so as to cover the alignment base layer. Method.
前記画素電極を、前記第1基板の表示領域となる位置に形成し、かつその周縁部を前記非表示領域となる位置に張り出して形成する工程と、
前記画素電極上で、かつ少なくとも前記表示領域となる位置に、前記液晶を略垂直に配向させる第1の配向層を形成する工程と、
前記第1基板の画素電極側で、かつ前記非表示領域における、少なくとも前記液晶を所定の方位角で配向させる第2の配向層を形成する工程と、を有し、
前記第2の配向層を形成する工程は、前記画素電極が形成された第1基板の画素電極側に配向下地層を形成する工程と、前記配向下地層を覆って、前記第1の配向層を形成する工程と、前記第1の配向層形成箇所にレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをマスクにして前記第1の配向層に対して表面改質を行う工程と、前記レジストパターンを覆って第2の配向層を形成する工程と、その後に前記レジストパターンを除去する工程と、を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。 A first substrate having a plurality of pixel electrodes; a second substrate disposed opposite to the first substrate; and a liquid crystal layer sandwiched between the substrates, wherein the liquid crystal layer is in an initial alignment state Is a method of manufacturing a liquid crystal device in which the liquid crystal display device is formed of a liquid crystal having a vertical alignment and a negative dielectric anisotropy, a position corresponding to the pixel electrode is a display area, and a space between the display areas is a non-display area. And
Forming the pixel electrode at a position to be a display area of the first substrate and projecting a peripheral edge thereof to a position to be the non-display area;
Forming a first alignment layer for aligning the liquid crystal substantially vertically on the pixel electrode and at least at a position to be the display region;
Forming a second alignment layer that aligns at least the liquid crystal at a predetermined azimuth angle on the pixel electrode side of the first substrate and in the non-display region,
The step of forming the second alignment layer includes a step of forming an alignment base layer on the pixel electrode side of the first substrate on which the pixel electrode is formed, and the first alignment layer covering the alignment base layer. Forming a resist pattern on the first alignment layer forming portion, performing a surface modification on the first alignment layer using the resist pattern as a mask, and the resist pattern A method for manufacturing a liquid crystal device, comprising: forming a second alignment layer so as to cover the substrate; and subsequently removing the resist pattern.
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