JP4557221B2 - 液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器 - Google Patents
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Description
当該液晶装置は、対向する電極間に挟持された液晶層への印加電圧を調整することにより、単位画素内の複数のドット毎に液晶層を透過する光量を制御し、画像表示を行っている(例えば、特許文献1参照。)。
このような液晶装置においては、実際の表示に利用する表示領域とその外部にあたる周辺領域とにおいて液晶層が注入されており、遮光膜を利用して表示領域の各ドットから光を透過させると共に周辺領域を遮光する構成となっている。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、表示ムラを抑制できる液晶装置、液晶装置の製造方法、及び電子機器を提供することを目的としている。
そこで、本発明者は、上記に基づいて以下の手段を有する本発明を想到した。
また、本発明の液晶装置は、第1基板と第2基板の間に液晶層が挟持され、前記第1基板と前記第2基板との間の前記液晶層の層厚をギャップ部材によって維持するとともに、前記第1基板及び前記第2基板のうち一方の基板の前記液晶層側には、着色膜と遮光膜が備えられており、複数のドットを有して構成された表示領域において表示を行う液晶装置であって、前記着色膜は、前記複数のドットに重なる複数色の表示着色膜と、前記表示領域の外部の周辺領域に設けられた周辺着色膜とを有し、前記遮光膜は、前記表示領域内において前記複数のドットの間に設けられたドット遮光膜と、前記周辺領域に設けられた周辺遮光膜とを有してなり、前記表示領域内には、前記表示着色膜の一部と前記ドット遮光膜とが重なり合う表示積層部が設けら、前記周辺領域内には、前記周辺着色膜が前記周辺遮光膜上に部分的に積層して設けられており、当該周辺領域内において、前記周辺着色膜は、前記周辺遮光膜を複数の領域に区画するように前記周辺遮光膜上に配置されていることを特徴とする。
また、遮光膜及び着色膜は、同じ膜厚で形成されていることが好ましい。これによって、表示着色膜とドット遮光膜の膜厚が同じになり、周辺着色膜と周辺遮光膜の膜厚が同じになる。
また、表示積層部の構成としては、ドット遮光膜の上方に着色膜の一部が設けられていてもよいし、ドット遮光膜の下方に着色膜の一部が設けられていてもよい。
また、周辺積層部の構成としては、周辺遮光膜の上方に周辺着色膜が設けられていてもよいし、周辺遮光膜の下方に周辺着色膜が設けられていてもよい。
そして、ギャップ部材が、表示積層部と周辺積層部との上方において挟持されることで、表示領域と周辺領域とにおける液晶層厚が規定されるので、当該両領域における液晶層厚は同一となる。
従って、表示領域と周辺領域との境界近傍においては、リタデーションが不均一になることがないので、表示ムラを抑制された液晶装置を実現できる。
本発明によれば、周辺単層部の膜厚は、周辺積層部の膜厚よりも薄くなる。また、周辺単層部と周辺積層部とを比較すると、周辺着色膜の膜厚分だけ、周辺単層部の膜厚が薄くなっている。
そして、ギャップ部材が表示領域に配置されることで、当該ギャップ部材は表示着色膜上や表示積層部上に配置される。
また、ギャップ部材が周辺領域に配置されることで、当該ギャップ部材は周辺単層部上や周辺積層部上に配置される。
ここで、表示積層部に配置されたギャップ部材には、第1基板と第2基板が挟持することにより圧力が付与される。一方、表示着色膜に配置されたギャップ部材は、表示積層部よりも凹んだ位置に配置されるので、圧力は付与されない。
また、周辺積層部に配置されたギャップ部材には、第1基板と第2基板が挟持することにより圧力が付与される。一方、周辺単層部に配置されたギャップ部材は、周辺積層部よりも凹んだ位置に配置されるので、圧力は付与されない。
一方、周辺領域においては、表示には関与しない部分であるため、周辺着色膜の幅を自由に設定することが可能となっている。従って、周辺着色膜の幅を調整することにより、周辺積層部の面積を調整することができる。そして、周辺単層部に対して周辺積層部の面積が大きい程、ギャップ部材に付与される圧力を大きくすることができる。また、周辺単層部に対して周辺積層部の面積が小さい程、ギャップ部材に付与される圧力を小さくすることができる。
このようにすれば、周辺領域のギャップ部材に付与される圧力と、表示領域のギャップ部材に付与される圧力とが、調整されたものとなる。そして、両領域における液晶層厚を同一にすることができ、表示ムラを抑制された液晶装置を実現できる。
このようにすれば、周辺領域のギャップ部材に付与される圧力と、表示領域のギャップ部材に付与される圧力とが、調整されたものとなる。そして、ドット遮光膜の幅と周辺着色膜の幅とが数値的に規定され、確実に両領域における液晶層厚を同一にすることができ、表示ムラを抑制された液晶装置を実現できる。
ここで、周辺着色膜の幅をドット遮光膜の幅と同一に設定する場合では、周辺領域におけるギャップ部材に付与される圧力と、表示領域におけるギャップ部材に付与される圧力とが、調整されたものとなる。そして、確実に両領域における液晶層厚を同一にすることができ、表示ムラを抑制された液晶装置を実現できる。
また、上記のように周辺着色膜の幅が規定されることにより、周辺着色膜を形成する際の現像工程或いはエッチング工程に起因して、周辺着色膜の形状が変形するのを抑制することができる。換言すれば、形状の「だれ」を抑制することができる。
また、ギャップ部材が離散的(ランダム)に配置される場合においては、周辺積層部にギャップ部材が配置される確率を、表示積層部のそれよりも高くすることができる。これにより、周辺積層部においてギャップ部材に付与される圧力を、表示積層部のそれよりも高くすることができる。
また、上記のように周辺着色膜の幅が規定されることにより、周辺着色膜を形成する際の現像工程或いはエッチング工程に起因して、周辺着色膜の形状が変形するのを促進させることができる。換言すれば、形状の「だれ」を促進させることができる。
また、ギャップ部材が離散的(ランダム)に配置される場合においては、周辺積層部にギャップ部材が配置される確率を、表示積層部のそれよりも低くすることができる。これにより、周辺積層部においてギャップ部材に付与される圧力を、表示積層部のそれよりも低くすることができる。
このようにすれば、ギャップ部材が、複数の周辺積層部と表示積層部との上方において挟持され、表示領域と周辺領域とにおける液晶層厚が規定されるので、当該両領域における液晶層厚は同一となる。
従って、表示領域と周辺領域との境界近傍においては、リタデーションが不均一になることがないので、表示ムラを抑制された液晶装置を実現できる。
また、本発明の液晶装置においては、前記周辺積層部の幅は、前記表示領域の近傍から、前記第1基板又は前記第2基板の端部に向けて、次第に小さくなること、が好ましい。
本発明者によれば、表示領域の近傍における周辺積層部の幅が表示ムラに影響を与え、基板端部の近傍における周辺積層部の幅が液晶注入時の流動性に影響を与えることを見出した。
本発明者は、周辺領域において複数設けられている周辺積層部について、周辺積層部を周辺領域に離散的に設けても、上記と同様に周辺領域のギャップ部材に付与される圧力と、表示領域のギャップ部材に付与される圧力とを、調整できることを見出した。そして、確実に両領域における液晶層厚を同一にすることができ、表示ムラを抑制された液晶装置を実現できる。
更に、離散的に周辺積層部が設けられていることにより、液晶材料の流動を妨げることが少なくなるため、液晶注入工程において周辺単層部を流動する液晶材料の流動性を向上させることができ、速やかに液晶注入工程を行うことができる。
更に、粒体を表示積層部と周辺積層部との位置に対応して設けたことで、表示積層部と周辺積層部とにおいて、粒体を介して液晶層厚を維持することができる。
また、粒体が樹脂体からなる場合において、樹脂体の硬さが、当該樹脂体を挟持する部材よりも柔らかい場合には、樹脂体は圧力によって変形するので、樹脂体の変形を利用して液晶層厚を維持することができる。
また、樹脂体の硬さが、当該樹脂体を挟持する部材よりも硬い場合には、樹脂体を挟持する部材(例えば、着色膜やオーバーコート膜)が圧力によって変形し、当該樹脂体を挟持する部材に樹脂体の一部が埋設する。従って、樹脂体を挟持する部材の変形を利用して液晶層厚を維持することができる。
また、粒体がガラス体からなる場合においては、当該ガラス体は、変形し難い特性を有しているため、ガラス体を挟持する部材に対してガラス体の一部を埋設させることができ、これによって液晶層厚を維持することができる。
更に、突起体を表示積層部と周辺積層部との位置に対応して設けたことで、表示積層部と周辺積層部とにおいて、突起体を介して液晶層厚を維持することができる。
また、突起体の硬さが、当該突起体を挟持する部材よりも柔らかい場合には、突起体は圧力によって変形するので、当該突起体の変形を利用して液晶層厚を維持することができる。
また、突起体の硬さが、当該突起体を挟持する部材よりも硬い場合には、突起体を挟持する部材が圧力によって変形し、当該突起体を挟持する部材に突起体の一部が埋設する。従って、突起体を挟持する部材の変形を利用して液晶層厚を維持することができる。
このようにすれば、パッシブ型の液晶装置を実現することができる。
パッシブ型の液晶装置は、表示領域と周辺領域の境界近傍においてリタデーションが不均一になり易く、表示ムラに影響しやすい特性を有している。
従って、上記構成をパッシブ型の液晶装置に採用することにより、表示ムラが抑制された液晶装置を実現できる。
このようにすれば、上記の液晶装置を製造することができる。従って、リタデーションが不均一になることがなく、表示ムラを抑制された液晶装置を実現できる。
また、本発明によれば、着色膜を形成する工程において表示着色膜と周辺着色膜とを同一工程で形成し、また、遮光膜を形成する工程においてドット遮光膜と周辺遮光膜とを同一工程で形成するので、従来の工程を利用するだけで、上記効果を奏する液晶装置を製造することができる。従って、他の部材を設ける等の工程が不要であり、工程数が増加することなく、表示ムラが抑制された液晶装置を実現できる。
ここで、電子機器としては、例えば、携帯電話機、移動体情報端末、時計、ワープロ、パソコンなどの情報処理装置などを例示することができる。
従って、本発明によれば、先に記載の液晶装置を用いた表示部を備えているので、表示ムラが抑制された表示部を備えた電子機器を提供することができる。
以下、本発明における液晶装置の第1実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図1は、本実施形態の液晶装置の全体構成を示す平面図、図2は、液晶装置の表示領域を示す図であって、図1のB−B'線に沿う断面図(横方向に切断した状態を示す断面図)である。また、図3は、液晶装置の表示領域と周辺領域の境界近傍を示す断面図であって、図1のC−C'線に沿う断面図(横方向に切断した状態を示す断面図)であり、図3(a)は本実施形態に係る液晶装置の断面図、図3(b)は従来の液晶装置の断面図である。また、図4は、液晶装置の表示領域と周辺領域の境界近傍を示す平面図であって、着色パターンと遮光パターンを説明するための図である。
なお、各図面においては、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。
そして、図1に示すように、本実施形態の液晶装置1は、平面視矩形状の下基板部(第1基板)2Aと上基板(第2基板)3Aとがシール材4を介して対向配置されている。シール材4の一部は各基板部2A,3Aの一辺(図1における上辺)側で開口して液晶注入口5となっており、双方の基板部2A,3Aとシール材4とに囲まれた空間内に液晶が封入され、液晶注入口5が封止材6によって封止されている。本実施形態では、上基板部3Aよりも下基板部2Aの外形寸法の方が大きく、上基板部3Aと下基板部2Aの1辺(図1における上辺、右辺、左辺)では縁が揃っているが、上基板部3Aの残りの1辺(図1における下辺)からは下基板部2Aの周縁部がはみ出すように配置されている。そして、下基板部2Aの下辺側の端部には、上基板部3A及び下基板部2Aの双方の電極を駆動するための駆動用半導体素子7が実装されている。
ここで、当該境界線8より内包される側(内側)は、画像表示を行うための表示領域9aである。また、表示領域9aは、複数のドットがマトリクス状に配列された領域であって、実際に表示に寄与する領域のことを言う。
また、境界線8の外側は、表示領域9aの外部に位置する周辺領域9bであり、図1においては周辺領域9bを斜線で示している。また、周辺領域9bには、周辺見切りとして機能する周辺遮光膜(遮光膜、後述)が設けられている。
ここで、セグメント電極11とコモン電極10とが互い交差することにより、平面的に見て重なり合った領域が形成され、当該領域が「ドット」を構成している。
また、表示領域9aにおける複数のドットの各々においては、カラー表示を行うべく、カラーフィルタのR(赤色)、G(緑色)、B(青色)の複数色からなる表示着色膜(着色膜)が設けられている。
そして、R、G、Bの3個の表示着色膜で画面上の1つの画素(単位画素)が構成されている。
ここで、下基板部2Aにおいては、下基板2から液晶層23に向けて、カラーフィルタ13(表示着色膜13r,13g,13b)、ドット遮光膜33、オーバーコート膜21、コモン電極10、及び配向膜20が形成されている。
また、上基板部3Aにおいては、上基板3から液晶層23に向けて、セグメント電極11と配向膜22とが形成されている。
下基板2は、ガラス又はプラスチック等の透明性材料からなるものであり、バックライトユニット15からの光を透過させるものである。
また、カラーフィルタ13は、赤表示着色膜13rと、緑表示着色膜13gと、青表示着色膜13bと、を下基板2上に備えてなるものである。また、各表示着色膜13r,13g,13bは、樹脂材料からなり、その膜厚は1.0μmとなっている。
なお、各表示着色膜13r,13g,13bの膜厚は、1.0μmを限定するものではなく、約0.6〜2.0μmの範囲であればよい。
具体的に説明すると、RGBのストライプ着色膜は、図2の紙面垂直方向(紙面を貫通する方向)に延在することにより、また、図4(後述)の表示領域9aにおいて紙面縦方向に延在することにより、当該RGBのストライプ着色膜は、当該延在する方向において複数のドットに重なって設けられている。そして、RGBのストライプ着色膜は、図4の紙面左右方向に延在するドット遮光膜33を跨いで形成されており、このため、当該ドット遮光膜33を跨ぐRGBのストライプ着色膜は表示に寄与しない部分となる。
従って、図4の紙面左右方向に延在するドット遮光膜33は、ストライプ着色膜が延在する方向において、ドット毎に各表示着色膜13r,13g,13bを区画するものとなる。また、図4の紙面縦方向に延在するドット遮光膜33は、ストライプ着色膜の延在方向に直交する方向において、ドット毎に各表示着色膜13r,13g,13bを区画するものとなる。このようにドット遮光膜33が形成され、ストライプ着色膜を区画することにより、ドット毎に矩形の表示着色膜13r,13g,13bが形成されたものとなる。
また、RGBのストライプ着色膜と、当該RGBのストライプ着色膜に重なるドット遮光膜33との重なり部は、後述する重なり部14aと同様の厚みを有するものとなる。
また、RGBのストライプ着色膜は、後述する図6を参照するように、RGBの各表示着色膜13r,13g,13bが並設する方向に対する垂直方向に延在している。
ドット遮光膜33は、樹脂ブラック等の遮光性の樹脂材料からなるものである。また、ドット遮光膜33は、各表示着色膜13r,13g,13bの相互間の間隔部14に位置し、各表示着色膜13r,13g,13bを区画するように設けられている。また、ドット遮光膜33は、各表示着色膜13r,13g,13bと同一の膜厚で形成され、その膜厚は1.0μmとなっている。また、ドット遮光膜33は、線幅が13μmとなるように形成されている。また、ドット遮光膜33は、周辺領域9bの表面に形成される周辺遮光膜34(後述)と同一工程において形成される。
なお、ドット遮光膜33の膜厚は、1.0μmを限定するものではなく、約0.6〜2.0μmの範囲であればよい。
また、下基板2を基準として、重なり部14aの頂部までの高さは、ドット遮光膜33と表示着色膜の合計膜厚とほぼ等しくなっている。従って、ドット遮光膜33(t1)と表示着色膜13r,13g,13bの膜厚(t2)が各々1.0μmであることから、重なり部14aの頂部の高さ(t3)は、2.0μmに近くなっている(t3=t1+t2)。従って、重なり部14aと表示着色膜13r,13g,13bとの段差(t4)は、約1.0μmとなっている(t4=t3−t1)。
また、コモン電極10は、インジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide, 以下、ITOと略記する)からなるものであり、下基板2上において紙面左右方向にストライプ状に形成されている。
また、配向膜20は、コモン電極10上に形成されたポリイミド等の樹脂材料からなるものである。当該配向膜20の表面側には、液晶分子のモードに応じたラビング処理や垂直配向処理が施されている。例えば、液晶分子が、TN(Twisted Nematic)モード、STN(Super Twisted Nematic)である場合には配向膜27にはラビング処理が施されており、また、誘電異方性が負の液晶分子を有するVA(Vertical Alignment)モードである場合には、垂直配向処理が施されている。なお、配向膜27が垂直配向膜である場合には、ポリイミド膜以外にも、無機膜を採用してもよい。
また、コモン電極10は、スパッタ等の真空成膜法によって薄膜に形成されるため、オーバーコート膜21の表面形状に倣って形成される。
また、有機膜からなる配向膜20は、スピンコート法等の湿式成膜法によって形成されるため、その下層の表面段差に対して若干の平坦化を施している。また、無機膜からなる配向膜20は、真空成膜法によって薄膜に形成されるため、コモン電極10の表面形状に倣って形成される。
そして、凸状に形成された部位は、ドット遮光膜33、着色膜の一部、オーバーコート膜21、及び配向膜20が重なり合っている表示積層部20aとなる。また、凹状に形成された部位は、単層の表示着色膜13r,13g,13b、コモン電極10、オーバーコート膜21、及び配向膜20が重なり合っている表示単層部20bとなる。
なお、ドット遮光膜33と表示単層部20bの膜厚は、上記の範囲を有するものであるため、当該膜厚範囲に応じて段差は変動するが、ドット遮光膜33及び表示着色膜13r,13g,13bが同一膜厚で、約0.6〜2.0μmの範囲であれば、表示単層部20bと表示積層部20aの段差は、約0.1〜0.4μmとなる。
上基板3は、ガラス又はプラスチック等の透明性材料からなるものであり、バックライトユニット15からの光を透過させるものである。
また、セグメント電極11は、ITOからなるものであり、上基板3において紙面垂直方向(紙面を貫通する方向)にストライプ状に形成されている。
また、配向膜22は、セグメント電極11上に形成されたポリイミド等の樹脂材料からなるものである。当該配向膜22の表面側には、液晶分子のモードに応じたラビング処理や垂直配向処理が施されている。例えば、液晶分子が、TNモード、STNである場合には配向膜27にはラビング処理が施されており、また、誘電異方性が負の液晶分子を有するVAモードである場合には、垂直配向処理が施されている。なお、配向膜27が垂直配向膜である場合には、ポリイミド膜以外にも、無機膜を採用してもよい。
下基板部2Aと上基板部3Aとの間には、配向膜20,22に接触するように液晶層23と樹脂ボール25が挟持されている。
液晶層23としては、STN液晶を採用しているが、当該STN液晶に限定することなく、TNモード、VAモード等の液晶層を採用してもよい。当該液晶層23は、配向膜20,22の間に注入されることで、配向膜20,22のラビング方向に順じて配向されている。
また、樹脂ボール25は、配向膜20,22よりも柔らかい樹脂材料からなるものであるため、配向膜20,22によって挟持され、圧力が付与されることによって変形するものである。従って、樹脂ボール25を変形させて液晶層23の層厚(液晶層厚)を維持することが可能となる。当該樹脂ボール25は、表示領域9aにおいて離散的(ランダム)に配置されている。従って、樹脂ボール25は、配向膜20のうち凹凸形状が付与されている表示単層部20b上に配置されたり、表示積層部20a上に配置されたりする。ここで、表示積層部20a上に配置された樹脂ボール25のみが変形して挟持され、表示領域9aの液晶層23の層厚が維持される。また、表示単層部20b内の樹脂ボール25は、配向膜22に接触しないために、液晶層23の層厚に寄与することが少ない。
下基板部2Aの外面側(液晶層23を挟持する面とは異なる側)には位相差板18及び偏光板19が、上基板部3Aの外面側にも位相差板16及び偏光板17が形成されており、基板内面側(液晶層23側)に円偏光を入射可能に構成されており、これら位相差板18及び偏光板19が円偏光板を構成し、位相差板16及び偏光板17が楕円偏光板を構成している。偏光板19は、所定方向の偏光軸を備えた直線偏光のみを透過させる構成とされ、位相差板18としてはλ/4位相差板が採用されている。このような円偏光板としては、その他にも偏光板とλ/2位相差板とλ/4位相差板を組み合わせた構成のもの(広帯域円偏光板)を用いることが可能で、この場合、黒表示をより無彩色にすることができるようになる。また、偏光板とλ/2位相差板とλ/4位相差板、及びcプレート(膜厚方向に光軸を有する位相差板)を組み合わせた構成のものを用いることも可能で、一層広視角化を図ることができるようになる。また、下基板部2Aに形成された偏光板19の外側には、光源と導光板とからなるバックライトユニット15が設けられている。
なお、図3(a)においては、セグメント電極11及びコモン電極10が不図示となっているが、当該セグメント電極11及びコモン電極10は、表示領域9aに形成されているものとする。
また、周辺領域9bの上基板部3Aにおいては、上基板3から液晶層23に向けて、配向膜22が形成されている。
ここで、下基板2には、オーバーコート膜21が表示領域9aから延びて延設され、下基板2及び上基板3には、配向膜20,22が表示領域9aから延びて延設されている。
また、周辺領域9bには、樹脂ボール25が離散的に配置されている。
図4においては、周辺積層部50aは斜線で示されており、周辺単層部50bは斜線内側の矩形で示されている。
このような周辺積層部50a及び周辺単層部50bは、ドット遮光膜33と周辺遮光膜34となる遮光パターン33Pと、赤表示着色膜13rと周辺着色膜13hとなる着色パターン13Pとが、周辺領域9bにおいて重ね合わされて形成され、更に、オーバーコート膜21及び配向膜20が重ね合わされて形成されたものである。
これにより、周辺遮光膜34は、ドット遮光膜33と同一工程及び同一材料で形成されているため、ドット遮光膜33と同一膜厚となる。また、周辺着色膜13hは、赤表示着色膜13rと同一工程及び同一材料で形成されているため、赤表示着色膜13rとほぼ同一膜厚となる。
本実施形態においては、周辺着色膜13hは、赤表示着色膜13rと同一材料で形成されているが、これに限定されることなく、緑表示着色膜13gや青表示着色膜13bと同一材料で形成されていてもよい。また、複数の着色膜で形成してもよい。
そして、本実施形態においては、周辺着色膜13hの横幅wxhと、ドット遮光膜33の横幅wx14(間隔部14の横幅)とが同一寸法で形成されている。また、周辺単層部50bの横幅wx50と、赤表示着色膜13rの横幅wxrが同一寸法で形成されている。
また、周辺着色膜13hの縦幅wyhと、ドット遮光膜33の縦幅wy14(間隔部14の縦幅)とが同一寸法で形成されている。また、周辺単層部50bの縦幅wy50と、赤表示着色膜13rの縦幅wyrが同一寸法で形成されている。
また、後述の実施例で説明するように、周辺着色膜13hの横幅wxhは、ドット遮光膜33の横幅wx14に対して、0.3〜3倍の値となっている。
そして、周辺積層部50aと周辺単層部50bとの段差は、周辺遮光膜34と周辺着色膜13hとの膜厚差によって決定され、表示積層部20aと表示単層部20bとの段差と同様となり、約0.1〜0.4μmとなる。
図3(b)は、従来の液晶装置を示す断面図であって、図3(a)の本実施形態の液晶装置1の断面図と同一の位置関係で図示したものである。また、図3(b)においては、図3(a)と同一構成には同一符号を付している。ここでは、同一構成の説明を省略している。
このような構成においては、周辺着色膜13hがないことから、表示積層部20a上の樹脂ボール25に付与される圧力よりも、周辺領域9bにおける樹脂ボール25に付与される圧力が小さくなる。これにより、表示領域9aと周辺領域9bとの境界線8の近傍において上基板3が変形し、液晶層23の層厚を均一に維持できなくなり、液晶層23の複屈折と液晶層厚との積(リタデーション)Δndが不均一になる。これに起因して表示ムラが生じる。
また、このような液晶装置1は、着色パターン13Pを形成する工程と、遮光パターン33Pを形成する工程のみによって実現されるので、他の部材を設ける等の工程が不要であり、従来の工程を利用することで、表示ムラが抑制された液晶装置を実現できる。
一方、周辺領域9bにおいては、表示には関与しない部分であるため、周辺着色膜13hの幅を自由に設定することが可能となっている。従って、周辺着色膜13hの縦幅や横幅を調整することにより、周辺積層部50aの面積を調整することができる。そして、周辺単層部50bに対して周辺積層部50aの面積が大きい程、樹脂ボール25に付与される圧力を大きくすることができる。また、周辺単層部50bに対して周辺積層部50aの面積が小さい程、樹脂ボール25に付与される圧力を小さくすることができる。
従って、周辺部9bにおける樹脂ボール25に付与される圧力を調整することができ、表示領域9aの樹脂ボール25に付与される圧力と同程度にすることで、確実に両領域9a,9bにおける液晶層23の層厚を同一にすることができ、表示ムラを抑制できる。
次に、液晶装置の第1実施形態の変形例1について説明する。
本変形例においては、周辺着色膜13hの幅と、ドット遮光膜33の幅との関係のみが異なっており、他の構成は上記の実施形態と同一である。
本変形例においては、横幅wxhが横幅wx14よりも大きくなっている。
このようにすれば、周辺積層部50aと樹脂ボール25の接触面積を大きくすることが可能となる。そして、周辺領域9bと表示領域9aにおいて、樹脂ボール25に付与される圧力を調整することが可能となる。そして、両領域9a,9bにおける液晶層23の層厚を同一にすることができ、表示ムラを抑制された液晶装置を実現できる。
また、上記のように周辺着色膜13hの横幅が規定されることにより、周辺着色膜13hを形成する際の現像工程或いはエッチング工程に起因して、周辺着色膜13hの形状が変形するのを抑制することができる。換言すれば、形状の「だれ」を抑制することができる。
また、樹脂ボール25が離散的(ランダム)に配置される場合においては、周辺積層部50aに樹脂ボール25が配置される確率を、表示積層部20aのそれよりも高くすることができる。これにより、周辺積層部50aにおいて樹脂ボール25に付与される圧力を、表示積層部20aのそれよりも高くすることができる。
また、縦幅wyhが縦幅wy14よりも大きい構成においても、周辺積層部50aの面積が表示積層部20aよりも大きくなるので上記と同様の効果が得られる。
次に、液晶装置の第1実施形態の変形例2について説明する。
本変形例においては、周辺着色膜13hの幅と、ドット遮光膜33の幅との関係のみが異なっており、他の構成は上記の実施形態と同一である。
本変形例においては、横幅wxhが横幅wx14よりも小さくなっている。
このようにすれば、周辺積層部50aと樹脂ボール25の接触面積を小さくすることが可能となる。そして、周辺領域9bと表示領域9aにおいて、樹脂ボール25に付与される圧力を調整することが可能となる。そして、両領域9a,9bにおける液晶層23の層厚を同一にすることができ、表示ムラを抑制された液晶装置を実現できる。
また、上記のように周辺着色膜13hの横幅が規定されることにより、周辺着色膜13hを形成する際の現像工程或いはエッチング工程に起因して、周辺着色膜13hの形状が変形するのを促進させることができる。換言すれば、形状の「だれ」を促進させることができる。
また、樹脂ボール25が離散的(ランダム)に配置される場合においては、周辺積層部50aに樹脂ボール25が配置される確率を、表示積層部20aのそれよりも低くすることができる。これにより、周辺積層部50aにおいて樹脂ボール25に付与される圧力を、表示積層部20aのそれよりも低くすることができる。
また、縦幅wyhが縦幅wy14よりも大きい構成においても、周辺積層部50aの面積が表示積層部20aよりも小さくなるので上記と同様の効果が得られる。
次に、液晶装置の第1実施形態の変形例3について説明する。
本変形例においては、周辺着色膜13hの幅のみが異なっており、他の構成は上記の実施形態と同一である。
本変形例においては、表示領域9aの近傍における周辺積層部50aの幅は、上基板3の端部の近傍における周辺積層部50aの幅よりも大きくなるように設定されている。
これにより、表示領域9aの近傍において幅広の周辺積層部50aによって、樹脂ボール25に付与される圧力を両領域9a,9bにおいて同じにすることができ、従って、確実に表示ムラを抑制できる。
また、上基板3の端部の近傍において周辺積層部50aの幅が狭いので、上基板3の端部の近傍における液晶材料の流動性を向上させることができる。従って、表示ムラを抑制された液晶装置を実現できるだけでなく、速やかに液晶注入工程を行うことができる。
次に、液晶装置の第1実施形態の変形例4について説明する。
本変形例においては、ギャップ部材として機能する樹脂ボール25の構成のみが異なっており、他の構成は上記の実施形態と同一である。
上述した第1実施形態においては、樹脂ボール25が配向膜20,22よりも柔らかい樹脂材料からなるものであったが、本変形例の樹脂ボール25は、配向膜20,22よりも硬い樹脂材料からなる。
このような樹脂ボールを配向膜20,22間に配置して、下基板部2Aと上基板部3Aとによって挟持することにより、配向膜20,22は圧力によって変形し、樹脂ボールの一部が配向膜20,22に埋設する。従って、配向膜20,22の変形を利用して液晶層23の層厚を維持することが可能となる。
一方、周辺領域9bにおいては、周辺積層部50a上に配置された樹脂ボールにより周辺領域9bの液晶層23の層厚が維持される。また、周辺単層部50b内の樹脂ボールは、配向膜22に接触しないために、液晶層23の層厚に寄与することが少ない。
従って、上記のように表示領域9aと周辺領域9bとの液晶層23の層厚を同じにすることができ、リタデーションが不均一になることがないので、表示ムラを抑制された液晶装置を実現できる。
次に、液晶装置の第1実施形態の変形例5について説明する。
本変形例においては、ギャップ部材として機能する樹脂ボール25の構成のみが異なっており、他の構成は上記の実施形態と同一である。
本変形例5においては、樹脂ボール25に代えて、ギャップ部材としてガラスビーズ(ギャップ部材、粒体)を採用している。
そして、ガラスビーズを配向膜20,22間に配置して、下基板部2Aと上基板部3Aとによって挟持することにより、配向膜20,22は圧力によって変形し、ガラスビーズの一部が配向膜20,22に埋設する。従って、配向膜20,22の変形を利用して液晶層23の層厚を維持することが可能となる。
一方、周辺領域9bにおいては、周辺積層部50a上に配置されたガラスビーズにより周辺領域9bの液晶層23の層厚が維持される。また、周辺単層部50b内のガラスビーズは、配向膜22に接触しないために、液晶層23の層厚に寄与することが少ない。
従って、上記のように表示領域9aと周辺領域9bとの液晶層23の層厚を同じにすることができ、リタデーションが不均一になることがないので、表示ムラを抑制された液晶装置を実現できる。
次に、本発明における液晶装置の第2実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図5は、本実施形態の液晶装置における表示領域と周辺領域の境界近傍を示す平面図であって、着色パターンと遮光パターンを説明するための図である。
本実施形態においては、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明し、同一構成には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
なお、各図面においては、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。
そして、本実施形態においては、境界単層部51bの幅が基板端単層部52bの幅よりも小さくなっている。
具体的には、図5に示すように、境界単層部51bの横幅wx51が基板端単層部52bの横幅wx52よりも小さくなっており、また、境界単層部51bの縦幅wy51が基板端単層部52bの縦幅wy52よりも小さくなっている。即ち、wx51<wx52と、wy51<wy52の関係が成立している。
なお、本実施形態においては、境界単層部51bとは、表示領域9aの周辺の10ドット程度としており、その他を基板端単層部52bとしている。
従って、表示領域9aに近接する側の周辺領域9bにおいて、その単位面積あたりに占める周辺積層部50aの面積割合が多くなる。また、上基板3の端部に近接する側の周辺領域9bにおいて、その単位面積あたりに占める周辺積層部50aの面積割合が小さくなる。
次に、液晶装置の第2実施形態の変形例1について説明する。
本変形例においては、表示領域9aの近傍から上基板3の端部に向けて、周辺単層部50bの幅が次第に小さくなっており、他の構成は上記の実施形態と同一である。
従って、表示領域9aに近接する側の周辺領域9bにおいて、その単位面積あたりに占める周辺積層部50aの面積割合が多くなる。また、上基板3の端部に近接する側の周辺領域9bにおいて、その単位面積あたりに占める周辺積層部50aの面積割合が小さくなる。また、その面積割合は、表示領域9aから上基板3の端部に向けて次第に小さくなっている。
次に、液晶装置の第2実施形態の変形例2について説明する。
本変形例においては、周辺積層部50aが周辺領域9bにおいて離散的に設けられており、他の構成は上記の実施形態と同一である。
このような変形例2においても、既述の第1実施形態と同様に、表示領域9a及び周辺領域9bにおける液晶層23の層厚を同一にすることができる。更に、離散的に周辺積層部50aが設けられていることにより、液晶材料の流動を妨げることが少なくなるため、液晶注入工程において周辺単層部50bを流動する液晶材料の流動性を向上させることができ、速やかに液晶注入工程を行うことができる。
次に、本発明における液晶装置の第3実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図6は、本実施形態の液晶装置における表示領域と周辺領域の境界近傍を示す平面図であって、着色パターンと遮光パターンを説明するための図である。
本実施形態においては、第1及び第2実施形態と異なる部分についてのみ説明し、同一構成には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
なお、各図面においては、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。
次に、本発明における液晶装置の第4実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図7は、液晶装置の表示領域と周辺領域の境界近傍を示す断面図であって、図1のC−C'線に沿う断面図(横方向に切断した状態を示す断面図)である。本実施形態においては、第1及び第2実施形態と異なる部分についてのみ説明し、同一構成には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
なお、各図面においては、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。
そして、上基板部3Aにおいては、上基板3から液晶層23に向けて、セグメント電極11、フォトスペーサ24、及び配向膜22が形成されている。
なお、上記のフォトスペーサ24の形成方法においては、感光性樹脂膜としてネガ型やポジ型が利用される。
また、上記の実施形態においては、周辺領域9bにおいて、周辺遮光膜34上に周辺着色膜13hを設けた構成を採用したが、当該構成に限定されることなく、周辺着色膜13h上に周辺遮光膜34を設けた構成を採用してもよい。
次に、本発明の上記実施形態の液晶装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図8は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図8において、符号1000は携帯電話本体を示し、符号1001は上記液晶装置を用いた表示部を示している。このような携帯電話等の電子機器の表示部に、上記実施形態の液晶装置を用いた場合、表示ムラが抑制された液晶表示部を備えた電子機器となる。
図9は、本発明の実施例を説明するための表であり、実験結果を示している。
図9は、ドット遮光膜33の幅w14を13μm一定とし、周辺着色膜13hの幅whを0〜40μmまで変化させた場合において、表示ムラが目立つが否かを調べた結果である。
図9において、「表示ムラ」の「有」とは、表示ムラが目立ち不良の液晶装置であることを意味し、「無」とは表示ムラが目立たず良好なの液晶装置であることを意味する。
また、「ドット遮光膜33に対し、周辺着色膜13hが占める割合」とは、周辺着色膜13hの幅whの寸法を、ドット遮光膜33の幅w14の寸法で割った値(wh/w14)である。
また、「周辺領域から1ドット目の表示領域のセル厚」とは、境界線8の近傍(1ドット目)の表示領域9aにおける液晶層23の層厚(d1)を意味している。
また、「周辺領域から30ドット目の表示領域のセル厚」とは、境界線8の近傍から30ドット目の表示領域9aにおける液晶層23の層厚(d30)を意味している。
また、「周辺領域から60ドット目の表示領域のセル厚」とは、境界線8の近傍から60ドット目の表示領域9aにおける液晶層23の層厚(d60)を意味している。
また、「d1とd60との差」とは、表示領域9aにおける1ドット目と60ドット目との液晶層23の層厚差(d60−d1)を意味している。
なお、従来例において幅whが0となっているのは、周辺着色膜13hが設けられていない構成、即ち、従来の液晶装置の実験結果を意味している。
そして、良好な結果が得られた実施例1〜7において、ドット遮光膜33の幅w14と、周辺着色膜13hの幅whとの関係を導くと、幅w14に対して幅whの幅が、0.3〜3倍の値となることが明らかになった。
従って、周辺着色膜13hの幅whが、ドット遮光膜33の幅w14に対して、0.3〜3倍の値となっていることで、表示ムラが目立たない液晶装置を実現できることが明らかになった。
Claims (10)
- 第1基板と第2基板の間に液晶層が挟持され、前記第1基板と前記第2基板との間の前
記液晶層の層厚をギャップ部材によって維持するとともに、前記第1基板及び前記第2基
板のうち一方の基板の前記液晶層側には、着色膜と遮光膜が備えられており、複数のドッ
トを有して構成された表示領域において表示を行う液晶装置であって、
前記着色膜は、前記複数のドットに重なる複数色の表示着色膜と、前記表示領域の外部
の周辺領域に設けられた周辺着色膜とを有し、
前記遮光膜は、前記表示領域内において前記複数のドットの間に設けられたドット遮光
膜と、前記周辺領域に設けられた周辺遮光膜とを有してなり、
前記表示領域内には、前記表示着色膜の一部と前記ドット遮光膜とが重なり合う表示積
層部が設けられ、
前記周辺領域内には、前記周辺遮光膜からなる周辺単層部と前記周辺着色膜と前記周辺
遮光膜とが重なり合う周辺積層部とが設けられており、
前記周辺領域内において、前記周辺積層部は、前記周辺単層部を複数の領域で囲むよう
に格子状に形成されており、
前記周辺積層部で囲まれた前記周辺単層部の横方向又は縦方向の少なくとも一方のピッ
チは、前記表示領域内において前記表示着色膜が配列する横方向又は縦方向の少なくとも
一方のピッチと同一とされている
ことを特徴とする液晶装置。 - 前記表示積層部は、前記周辺積層部と概ね厚さが同じに設定されてなることを特徴とす
る請求項1に記載の液晶装置。 - 第1基板と第2基板の間に液晶層が挟持され、前記第1基板と前記第2基板との間の前
記液晶層の層厚をギャップ部材によって維持するとともに、前記第1基板及び前記第2基
板のうち一方の基板の前記液晶層側には、着色膜と遮光膜が備えられており、複数のドッ
トを有して構成された表示領域において表示を行う液晶装置であって、
前記着色膜は、前記複数のドットに重なる複数色の表示着色膜と、前記表示領域の外部
の周辺領域に設けられた周辺着色膜とを有し、前記遮光膜は、前記表示領域内において前
記複数のドットの間に設けられたドット遮光膜と、前記周辺領域に設けられた周辺遮光膜
とを有してなり、前記表示領域内には、前記表示着色膜の一部と前記ドット遮光膜とが重
なり合う表示積層部が設けられ、前記周辺領域内には、前記周辺着色膜が前記周辺遮光膜
上に部分的に積層して設けられており、当該周辺領域内において、前記周辺着色膜は、前
記周辺遮光膜を複数の領域に区画するように前記周辺遮光膜上に格子状に形成されており
、
前記周辺着色膜によって区画された前記周辺遮光膜が配列する横方向又は縦方向の少な
くとも一方のピッチは、前記表示領域内において前記表示着色膜が配列する横方向又は縦
方向の少なくとも一方のピッチと同一とされている
ことを特徴とする液晶装置。 - 前記表示着色膜の一部と前記ドット遮光膜が重なり合う前記表示積層部の厚さは、前記
周辺着色膜と前記周辺遮光膜が積層された部分の厚さと概ね同じに設定されてなることを
特徴とする請求項3に記載の液晶装置。 - 前記周辺着色膜の縦方向若しくは横方向の幅は、前記表示遮光膜の縦方向若しくは横方
向の幅と同一であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の液晶
装置。 - 前記周辺着色膜の幅は、前記ドット遮光膜の幅に対して、0.3〜3倍の値となってい
ることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の液晶装置。 - 前記表示領域の近傍における前記周辺着色膜の幅は、前記第1基板又は前記第2基板の
端部の近傍における前記周辺着色膜の幅よりも大きいことを特徴とする請求項1から請求
項4のいずれか一項に記載の液晶装置。 - 前記周辺着色膜の幅は、前記表示領域の近傍から、前記第1基板又は前記第2基板の端
部に向けて、次第に小さくなることを特徴とする請求項7に記載の液晶装置。 - 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の液晶装置を表示部として備えたことを特
徴とする電子機器。 - 第1基板と第2基板の間に液晶層が挟持され、前記第1基板と前記第2基板との間の前
記液晶層の層厚をギャップ部材によって維持するとともに、前記第1基板及び前記第2基
板のうち一方の基板の前記液晶層側には、着色膜と遮光膜が備えられており、複数のドッ
トを有して構成された表示領域において表示を行う液晶装置の製造方法であって、
前記第1基板及び前記第2基板のうち一方の基板の前記液晶層側において、前記表示領
域内の前記複数のドットの間にドット遮光膜を形成するとともに、前記表示領域の外部の
周辺領域に、周辺遮光膜を形成する遮光膜形成工程と、
前記表示領域内の前記複数のドットと重なる位置に、前記ドット遮光膜と一部が重なる
ように複数色の表示着色膜を形成するとともに、前記周辺領域の前記周辺遮光膜の上に、
該周辺遮光膜を複数の領域に区画して囲むように、かつ、前記周辺着色膜によって区画さ
れる前記周辺遮光膜が配列する横方向又は縦方向の少なくとも一方のピッチが前記表示領
域内において前記表示着色膜が配列する横方向又は縦方向の少なくとも一方のピッチと同
一となるように、前記周辺着色膜を格子状に形成する着色膜形成工程と、
を有することを特徴とする液晶装置の製造方法。
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