JP5281810B2 - 液晶装置 - Google Patents

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Description

技術は、液晶装置に関する。
従来から、反射表示を行う反射領域と、透過表示を行う透過領域とを有する半透過反射型の液晶装置がある。
このような液晶装置では、従来、入射された光に位相差を与える液晶相と、入射された光に対して等方性を示す等方相とがつながった状態で形成された光学素子(位相差膜)を有しているものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2007−121740号公報
上記特許文献1に記載された液晶装置は、一対の基板間に液晶と位相差膜(光学素子)とが介在した構成を有している。この液晶装置では、一対の基板間に介在する液晶の配向状態を変化させることにより、表示が制御される。一対の基板間に介在する位相差膜は、液晶材料を硬化させた構成を有している。この位相差膜は、液晶相が反射領域に対応して設けられ、等方相が透過領域に対応して設けられる。この位相差膜の液晶相と等方相とは、同一の液晶材料から形成されている。
この位相差膜の製造方法では、まず、基板に設けられた配向膜上に液晶材料を、反射領域及び透過領域間で一連した状態で塗布する。
配向膜上に塗布された液晶材料にフォトマスクを介して光を照射することにより、反射領域に対応する液晶材料を硬化させて液晶相を形成する。
反射領域に対応する液晶相を硬化させた後、液晶材料を等方相転移温度に加熱することにより、透過領域に対応する液晶材料を等方相に転移させる。
そして、等方相に転移した液晶材料を硬化させることにより、透過領域に対応する等方相を形成する。
ところで、一般的に、一対の基板間に液晶が介在した液晶装置では、液晶は、平面視で液晶を囲むシール材によって封止されていることが多い。
ここで、上記の位相差膜では、液晶材料は、スピンコート法などによって反射領域及び透過領域間で一連した状態で塗布されるので、基板の全域に塗布されている。このため、シール材は、一対の基板の一方と位相差膜を構成する液晶材料とに挟持されることになる。つまり、シール材と液晶材料とが接することになる。硬化した液晶材料にシール材が接すると、シール材の溶剤成分などによって液晶材料の化学的な安定性が低くなることが考えられる。この結果、液晶の封止性能についての信頼性が低くなる。
そこで、フォトリソグラフィ技術やエッチング技術などを活用して位相差膜を部分的に除去することにより、平面視でシール材と位相差膜とが重なることを避けることが考えられる。しかしながら、位相差膜を部分的に除去すると、位相差膜には、除去された部位との境界に段差部が発生する。
ここで、上記特許文献1に記載された液晶装置では、液晶は、一対の配向膜に挟持された状態で一対の基板間に介在している。つまり、この位相差膜は、配向膜によって覆われている。配向膜は、溶液の状態で基板上に塗布された樹脂を硬化させて樹脂膜を形成し、この樹脂膜にラビング処理を施すことによって設けられ得る。
部分的に除去された位相差膜に樹脂の溶液を塗布すると、上記の段差部に溶液がたまりやすい。これに対し、上記の段差部の肩部には、溶液が乗りにくいため、肩部が溶液で覆われにくい。このため、段差部の肩部での配向膜の膜厚が他の部位よりも薄くなりやすい。これにより、段差部の肩部において液晶の配向状態を規制することが困難となる。
つまり、部分的に除去された位相差膜を有する液晶装置では、表示品位を向上させることが困難であるという未解決の課題がある。
技術は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現され得る。
[適用例1]互いに対向する一対の基板と、前記一対の基板間に介在する液晶と、前記一対の基板のうちの一方の前記基板と前記液晶との間に介在する位相差膜と、前記位相差膜及び前記液晶の間に介在し、前記液晶の配向状態を規制する配向膜と、を有し、前記位相差膜の縁部には、前記一方の基板に対して傾斜した傾斜面が設けられており、前記傾斜面は、前記配向膜によって覆われており、前記配向膜には、ラビング処理が施されており、前記位相差膜は、平面視で前記ラビング処理におけるラビング方向とは交差する少なくとも2つの辺を有しており、前記2つの辺のそれぞれにおける前記傾斜面は、前記一方の基板に対する傾斜角度が互いに異なっていることを特徴とする液晶装置。
適用例1の液晶装置は、一対の基板と、液晶と、位相差膜と、配向膜とを有している。一対の基板は、互いに対向している。液晶は、一対の基板間に介在している。位相差膜は、一対の基板のうちの一方の基板と液晶との間に介在している。配向膜は、位相差膜及び液晶の間に介在している。配向膜には、ラビング処理が施されている。位相差膜の縁部には、一方の基板に対して傾斜した傾斜面が設けられている。傾斜面は、配向膜によって覆われている。位相差膜は、平面視でラビング処理におけるラビング方向とは交差する少なくとも2つの辺を有している。この液晶装置では、位相差膜の2つの辺のそれぞれにおける傾斜面は、一方の基板に対する傾斜角度が互いに異なっている。
この液晶装置では、傾斜面が配向膜によって覆われているので、縁部の肩部において液晶の配向状態を規制しやすくすることができる。この結果、表示品位を向上させやすくすることができる。
この液晶装置では、ラビング処理において、2つの辺に対応する2つの傾斜面のうちの一方は、ラビング布によって一方の基板側から液晶側に向かって擦られる。2つの傾斜面のうちの他方は、ラビング布によって液晶側から一方の基板側に向かって擦られる。つまり、一方の傾斜面は、ラビング布によって撫で上げられ、他方の傾斜面は、ラビング布によって撫で下ろされる。
ここで、ラビング布によって撫で下ろされる他方の傾斜面には、ラビング布によって撫で上げられる一方の傾斜面よりも、ラビングされにくい部位であるラビングの陰が発生しやすい。ラビングの陰は、傾斜面の傾斜角度が大きくなるほど、すなわち傾斜がきつくなるほど発生しやすくなる。これに対し、ラビングの陰は、傾斜面の傾斜角度が小さくなるほど、すなわち傾斜が緩やかになるほど発生しにくくなる。しかしながら、この場合、位相差膜における傾斜面の占める割合が多くなってしまう。
この液晶装置では、2つの辺のそれぞれにおける傾斜面は、一方の基板に対する傾斜角度が互いに異なっている。このため、ラビングの陰が発生しやすい他方の傾斜面の傾斜角度を、一方の傾斜面の傾斜角度よりも小さく設定することで、ラビングの陰の発生を軽減することができるとともに、位相差膜における傾斜面の占める割合が多くなってしまうことを避けやすくすることができる。
[適用例2]上記の液晶装置であって、前記一対の基板間に設けられ、平面視で前記液晶を囲むシール材を有しており、前記位相差膜は、平面視で前記シール材に囲まれていることを特徴とする液晶装置。
適用例2の液晶装置は、一対の基板間に設けられたシール材を有している。シール材は、平面視で液晶を囲んでいる。この液晶装置では、位相差膜は、平面視でシール材に囲まれている。このため、位相差膜が平面視でシール材の外側に及んでいる場合に比較して、位相差膜及びシール材が相互に影響し合うことを避けやすくすることができる。これにより、位相差膜及びシール材のそれぞれにおける化学的な安定性を高めやすくすることができる。この結果、液晶装置の信頼性を向上させやすくすることができる。
[適用例3]上記の液晶装置であって、画像が表示され得る表示領域を有しており、前記傾斜面は、平面視で前記表示領域の外側に設けられていることを特徴とする液晶装置。
適用例3の液晶装置は、画像が表示され得る表示領域を有している。この液晶装置では、傾斜面は、平面視で表示領域の外側に設けられている。
ここで、傾斜面では、位相差膜の厚みが薄くなっているので、傾斜面に入射された光に付与される位相差が不足する。このため、傾斜面では、光の変調が達成されにくい。
この液晶装置では、傾斜面が表示領域の外側に設けられているので、表示領域内で光の変調を達成しやすい。これにより、表示品位を一層向上させやすくすることができる。
[適用例4]上記の液晶装置であって、前記縁部の肩部は、平面視で前記表示領域の内側に位置していることを特徴とする液晶装置。
適用例4では、縁部の肩部は、平面視で表示領域の内側に位置している。このため、同等の大きさを有する表示領域において肩部が表示領域の外側に位置している場合に比較して、液晶装置の小型化を図りやすくすることができる。
[適用例5]上記の液晶装置であって、前記位相差膜は、液晶化合物を含む材料で構成されていることを特徴とする液晶装置。
適用例5では、位相差膜が液晶化合物を含む材料で構成されているので、液晶化合物が光を屈折させる性質を利用することにより、位相差部位で光に位相差を付与することができる。
[適用例6]上記の液晶装置であって、複数の画素を有しており、各前記画素には、透過表示を行う透過領域及び反射表示を行う反射領域が設定されており、前記位相差膜は、入射光に位相差を付与する位相差部位と、光学的に等方性を示す等方部位とを有しており、前記位相差部位が前記反射領域に対応して設けられており、前記等方部位が前記透過領域に対応して設けられていることを特徴とする液晶装置。
適用例6の液晶装置は、複数の画素を有している。各画素には、透過表示を行う透過領域及び反射表示を行う反射領域が設定されている。位相差膜は、入射光に位相差を付与する位相差部位と、光学的に等方性を示す等方部位とを有している。そして、この液晶装置では、位相差部位が反射領域に対応して設けられており、等方部位が透過領域に対応して設けられている。このため、入射される光の変調状態を、反射領域と透過領域とで異ならせることができる。これにより、反射表示と透過表示とを実現することができる。
[適用例7]上記の液晶装置であって、前記2つの辺に対応する2つの前記傾斜面のうちの一方の前記傾斜面は、前記傾斜角度が45度以下であり、前記2つの傾斜面のうちの他方の前記傾斜面は、前記傾斜角度が45度を超え、且つ60度以下であることを特徴とする液晶装置。
適用例7では、2つの傾斜面のうちの一方の傾斜面は、傾斜角度が45度以下であり、他方の傾斜面は、傾斜角度が45度を超え、且つ60度以下である。これにより、ラビングの陰の発生を軽減することができるとともに、位相差膜における傾斜面の占める割合が多くなってしまうことを避けやすくすることができる。
実施形態について、液晶装置の1つである表示装置を例に、図面を参照しながら説明する。
第1実施形態における表示装置1は、図1に示すように、表示パネル3と、照明装置5とを有している。
ここで、表示パネル3には、複数の画素7が設定されている。複数の画素7は、表示領域8内で、図中のX方向及びY方向に配列しており、X方向を行方向とし、Y方向を列方向とするマトリクスMを構成している。表示装置1は、照明装置5から表示パネル3に入射された光を、表示パネル3に設定されている複数の画素7から選択的に表示面9を介して表示パネル3の外に射出することで、表示面9に画像を表示することができる。なお、表示領域8とは、画像が表示され得る領域である。図1では、構成をわかりやすく示すため、画素7が誇張され、且つ画素7の個数が減じられている。
表示パネル3は、図1中のA−A線における断面図である図2に示すように、液晶パネル10と、偏光板13a及び13bとを有している。
液晶パネル10は、駆動素子基板15と、対向基板17と、液晶19と、シール材21とを有している。
駆動素子基板15には、表示面9側すなわち液晶19側に、複数の画素7のそれぞれに対応して、後述するスイッチング素子などが設けられている。
対向基板17は、駆動素子基板15よりも表示面9側で駆動素子基板15に対向し、且つ駆動素子基板15との間に隙間を有した状態で設けられている。対向基板17には、表示パネル3における表示面9の裏面に相当する面である底面23側すなわち液晶19側に、後述する位相差膜などが設けられている。
液晶19は、駆動素子基板15及び対向基板17の間に介在しており、表示パネル3の周縁よりも内側で表示領域8を囲むシール材21によって、駆動素子基板15及び対向基板17の間に封止されている。なお、本実施形態では、液晶19の駆動方式として、FFS(Fringe Field Switching)型の駆動方式が採用されている。
偏光板13aは、駆動素子基板15よりも底面23側に設けられている。偏光板13bは、対向基板17よりも表示面9側に設けられている。表示装置1では、偏光板13a及び13bは、偏光板13aにおける光の透過軸の方向と、偏光板13bにおける光の透過軸の方向とが、互いに直交する方向に設定されている。偏光板13a及び13bは、それぞれ、透過軸の方向に偏光軸を有する光を透過させることができる。
なお、偏光板13aと駆動素子基板15との間や、偏光板13bと対向基板17との間に、光学補償フィルムを設けた構成も採用され得る。光学補償フィルムを設けることで、液晶19を表示面9の法線方向から見たときや、法線方向から傾斜した方向から見たときなどの液晶19の位相差を補償することができる。これにより、光漏れを低減することができ、コントラストの向上が図られる。
光学補償フィルムとしては、屈折率異方性が負のディスコティック液晶分子等をハイブリッド配向させた負の一軸性媒体(例えば、富士フィルム製のWVフィルム)などが採用され得る。また、屈折率異方性が正のネマチック液晶分子等をハイブリッド配向させた正の一軸性媒体(例えば、日本石油製のNHフィルム)なども採用され得る。さらに、負の一軸性媒体と正の一軸性媒体とを組み合わせた構成も採用され得る。その他、各方向の屈折率がnx>ny>nzとなる二軸性媒体や、負のC−Plate等も採用され得る。
照明装置5は、表示パネル3の底面23側に設けられており、導光板31と、光源33とを有している。導光板31は、図2で見て表示パネル3の下側に設けられており、表示パネル3の底面23に対向する光射出面35bを有している。
光源33は、例えば、LED(Light Emitting Diode)や冷陰極管などが採用され、図2で見て導光板31の側面35aの右方に設けられている。
光源33からの光は、導光板31の側面35aに入射される。導光板31に入射された光は、導光板31の中で反射を繰り返しながら光射出面35bから射出される。光射出面35bから射出された光は、表示パネル3の底面23から、偏光板13aを介して表示パネル3に入射される。なお、導光板31には、必要に応じて、光射出面35bに拡散板が設けられ、底面35cに反射板が設けられる。
表示パネル3に設定されている複数の画素7は、それぞれ、表示面9から射出する光の色が、図3に示すように、赤系(R)、緑系(G)及び青系(B)のうちの1つに設定されている。つまり、マトリクスMを構成する複数の画素7は、Rの光を射出する画素7rと、Gの光を射出する画素7gと、Bの光を射出する画素7bとを含んでいる。
なお、以下においては、画素7という表記と、画素7r、7g及び7bという表記とが、適宜、使いわけられる。
ここで、Rの色は、純粋な赤の色相に限定されず、橙等を含む。Gの色は、純粋な緑の色相に限定されず、青緑や黄緑を含む。Bの色は、純粋な青の色相に限定されず、青紫や青緑等を含む。他の観点から、Rの色を呈する光は、光の波長のピークが、可視光領域で570nm以上の範囲にある光であると定義され得る。また、Gの色を呈する光は、光の波長のピークが500nm〜565nmの範囲にある光であると定義され得る。Bの色を呈する光は、光の波長のピークが415nm〜495nmの範囲にある光であると定義され得る。
マトリクスMでは、Y方向に沿って並ぶ複数の画素7が、1つの画素列41を構成している。1つの画素列41内の各画素7は、光の色がR、G及びBのうちの1つに設定されている。つまり、マトリクスMは、複数の画素7rがY方向に配列した画素列41rと、複数の画素7gがY方向に配列した画素列41gと、複数の画素7bがY方向に配列した画素列41bとを有している。そして、マトリクスMでは、画素列41r、画素列41g及び画素列41bが、この順でX方向に沿って反復して並んでいる。
なお、以下においては、画素列41という表記と、画素列41r、画素列41g及び画素列41bという表記とが、適宜、使いわけられる。
各画素7は、図3中のC部の拡大図である図4に示すように、透過領域Tと、反射領域Hとを有している。なお、図4では、構成をわかりやすく示すため、反射領域Hにハッチングが施されている。
透過領域Tでは、図2に示す照明装置5から底面23を介して液晶19に入射された光を表示面9側に透過させることによって、透過表示が行われる。
反射領域Hでは、表示面9を介して液晶19に入射された外光を、後述する反射膜で表示面9側に反射させて、その反射光を表示面9側に射出することによって、反射表示が行われる。なお、外光とは、表示パネル3の表示面9から入射されるあらゆる光である。外光には、例えば、屋内外の照明光や、太陽光などが含まれる。
ここで、液晶パネル10の駆動素子基板15及び対向基板17のそれぞれの構成について、詳細を説明する。
駆動素子基板15は、図4中のD−D線における断面図である図5に示すように、第1基板51を有している。第1基板51は、例えばガラスや石英などの光透過性を有する材料で構成されており、表示面9側に向けられた第1面53aと、底面23側に向けられた第2面53bとを有している。
第1基板51の第1面53aには、ゲート絶縁膜57が設けられている。ゲート絶縁膜57の表示面9側には、絶縁膜59が設けられている。絶縁膜59の表示面9側には、配向膜61が設けられている。
また、駆動素子基板15には、各画素7に対応して、スイッチング素子の1つであるTFT(Thin Film Transistor)素子63と、反射膜65と、共通電極67と、画素電極69とが、第1基板51の第1面53a側に設けられている。
TFT素子63は、ゲート電極71と、半導体層73と、ソース電極75と、ドレイン電極77とを有している。ゲート電極71は、第1基板51の第1面53aに設けられており、ゲート絶縁膜57によって表示面9側から覆われている。なお、ゲート電極71の材料としては、例えば、モリブデン、タングステン、クロムなどの金属や、これらを含む合金などが採用され得る。また、ゲート絶縁膜57の材料としては、例えば、酸化シリコンや窒化シリコンなどの光透過性を有する材料が採用され得る。
半導体層73は、例えばアモルファスシリコンで構成されており、ゲート絶縁膜57を挟んでゲート電極71に対向する位置に設けられている。
ソース電極75は、ゲート絶縁膜57の表示面9側に設けられており、一部が半導体層73に重なっている。ドレイン電極77は、ゲート絶縁膜57の表示面9側に設けられており、一部が半導体層73に重なっている。上記の構成を有するTFT素子63は、半導体層73がゲート電極71と、ソース電極75及びドレイン電極77との間に位置する所謂ボトムゲート型である。
そして、TFT素子63は、絶縁膜59によって表示面9側から覆われている。なお、絶縁膜59の材料としては、例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、アクリル系の樹脂などの光透過性を有する材料が採用され得る。
反射膜65は、第1基板51の第1面53aに設けられており、平面視で反射領域Hに重なっている。反射膜65の材料としては、例えばアルミニウムなどの光反射性を有する材料が採用され得る。
共通電極67は、第1基板51の第1面53a側に設けられており、平面視で透過領域T及び反射領域Hに重なっている。共通電極67は、反射領域Hにおいて、反射膜65の表示面9側に重なっている。共通電極67の材料としては、例えばITO(Indium Tin Oxide)などの光透過性を有する材料が採用され得る。
これらの反射膜65及び共通電極67は、ゲート絶縁膜57によって表示面9側から覆われている。
画素電極69は、絶縁膜59の表示面9側に設けられている。画素電極69は、絶縁膜59に設けられたコンタクトホール79を介して、透過領域T内でドレイン電極77につながっている。画素電極69の材料としては、例えばITOなどの光透過性を有する材料が採用され得る。
配向膜61は、例えばポリイミドなどの光透過性を有する材料で構成されており、絶縁膜59及び画素電極69を表示面9側から覆っている。なお、配向膜61には、配向処理が施されている。
対向基板17は、第2基板81を有している。第2基板81は、例えばガラスや石英などの光透過性を有する材料で構成されており、表示面9側に向けられた外向面83aと、底面23側に向けられた対向面83bとを有している。
第2基板81の対向面83bには、各画素7を区画する光吸収層85が領域86にわたって設けられている。光吸収層85は、例えば、カーボンブラックやクロムなどの光吸収性が高い材料を含有する樹脂などで構成されており、平面視で格子状に設けられている。表示装置1では、各画素7は、光吸収層85によって囲まれた領域であると定義され得る。
また、第2基板81の対向面83bには、光吸収層85によって囲まれた各領域、すなわち各画素7の領域を底面23側から覆うカラーフィルタ87が設けられている。
ここで、カラーフィルタ87は、入射された光のうち所定の波長域の光を透過させることができる。カラーフィルタ87は、画素7r、画素7g及び画素7bごとに異なる色に着色された樹脂などで構成されている。画素7rに対応するカラーフィルタ87は、Rの光を透過させることができる。画素7gに対応するカラーフィルタ87はGの光を透過させ、画素7bに対応するカラーフィルタ87はBの光を透過させることができる。なお、以下において、各カラーフィルタ87に対してR、G及びBが識別される場合に、カラーフィルタ87r、87g及び87bという表記が用いられる。
光吸収層85及びカラーフィルタ87の底面23側には、オーバーコート層91が設けられている。オーバーコート層91は、光透過性を有する樹脂などで構成されており、光吸収層85及びカラーフィルタ87を底面23側から覆っている。
オーバーコート層91の底面23側には、第1配向膜93が設けられている。第1配向膜93の底面23側には、位相差膜95が設けられている。位相差膜95の底面23側には、第2配向膜97が設けられている。また、位相差膜95と第2配向膜97との間には、平面視で複数の画素7の各反射領域Hに重なる領域にギャップ調整膜99が設けられている。
第1配向膜93は、例えばポリイミドなどの光透過性を有する材料で構成されており、オーバーコート層91を底面23側から覆っている。第1配向膜93には、底面23側から配向処理が施されている。
位相差膜95は、例えば液晶化合物を含む材料で構成されており、第1配向膜93の底面23側に設けられている。
ギャップ調整膜99は、例えばアクリル系やエポキシ系の樹脂などの光透過性を有する材料で構成されており、位相差膜95の底面23側に設けられている。
各画素7において、位相差膜95及びギャップ調整膜99は、第2配向膜97によって底面23側から覆われている。
駆動素子基板15及び対向基板17の間に介在する液晶19は、配向膜61と第2配向膜97との間に介在している。液晶パネル10では、各画素7において、透過領域Tと反射領域Hとで液晶19の厚みが異なる所謂マルチギャップ構造が採用されている。
透過領域Tにおいて、液晶19は、L1なる厚みを有している。これに対し、反射領域Hでは、液晶19の厚みL2が、L1>L2となるように、ギャップ調整膜99の厚みが設定されている。なお、液晶パネル10では、L1は、L2の約2倍に設定されている。
ここで、位相差膜95は、図5中のE部を示す図である図6に示すように、画素7ごとに位相差部位101と等方部位103とを有している。
位相差部位101は、平面視で反射領域Hに重なっている。位相差部位101は、この位相差部位101に入射された光に、1/2波長の位相差を与える。
等方部位103は、平面視で透過領域Tに重なっている。等方部位103は、光学的に等方性を示す部位である。
位相差部位101は、図6中のF−F線における断面図である図7に示すように、X方向に並ぶ複数の画素7間にわたって一連している。つまり、位相差部位101は、X方向に並ぶ複数の反射領域Hに、図3に示すマトリクスMの画素行42単位で重なっている。
同様に、等方部位103も、X方向に並ぶ複数の画素7間にわたって一連しており、X方向に並ぶ複数の透過領域Tに画素行42単位で重なっている。
液晶19を囲むシール材21は、図2中のK部の拡大図である図8に示すように、表示領域8の外側に設けられており、表示領域8の外側で液晶19を表示領域8ごと囲んでいる。なお、液晶パネル10では、シール材21が設けられている領域は、平面図である図9に示すように、シール領域21aと呼ばれる。この図9では、構成をわかりやすく示すため、表示領域8及びシール領域21aのそれぞれにハッチングが施されている。
位相差膜95は、X方向とは交差する第1辺105a及び第2辺105b、並びにY方向とは交差する第3辺105c及び第4辺105dを有している。第1辺105a及び第2辺105b、並びに第3辺105c及び第4辺105dは、それぞれ、表示領域8及びシール領域21aの間に位置している。第1辺105aと第2辺105bとは、X方向に表示領域8を挟んで互いに対峙している。第3辺105cと第4辺105dとは、Y方向に表示領域8を挟んで互いに対峙している。
シール材21は、図8に示すように、第1配向膜93と配向膜61との間に設けられており、これらの第1配向膜93及び配向膜61によって挟持されている。
対向基板17において、位相差膜95は、図8に示すように、表示領域8の内側から表示領域8の外側に及んでいる。しかしながら、第1〜第4辺105a、105b、105c及び105d(図9)が表示領域8及びシール領域21aの間に位置しているので、位相差膜95の第1辺105aに対応する縁部96aは、平面視でシール材21に囲まれた領域内にとどめられている。つまり、縁部96aは、表示領域8とシール領域21aとの間の領域106内に位置している。
また、第2配向膜97は、表示領域8の内側から表示領域8の外側に及んでいるが、領域106内にとどめられている。
また、位相差膜95は、第2辺105bに対応する縁部96bが、図2中のL部の拡大図である図10に示すように、領域106内に位置している。
第2配向膜97は、位相差膜95の縁部96b側においても、表示領域8の内側から表示領域8の外側に及んでいるが、領域106内にとどめられている。
なお、図8及び図10は、それぞれ、図5中のK'−K'線における断面図に相当している。従って、図8及び図10のそれぞれにおいて、画素7は透過領域Tに相当し、位相差膜95は等方部位103に相当している。
縁部96aは、図8中のN部の拡大図である図11に示すように、第2基板81の対向面83bに対して傾斜角度θaで傾斜した傾斜面107aを有している。傾斜面107aは、縁部96aの肩部108aから第1配向膜93にかけて設けられている。傾斜面107aは、シール材21に近くなるほど位相差膜95の厚みが減少する傾向を有している。なお、図11中の領域109aは、平面視で傾斜面107aと対向面83bとが重なる領域であり、傾斜領域109aと呼ばれる。
縁部96bは、図10中のP部の拡大図である図12に示すように、第2基板81の対向面83bに対して傾斜角度θbで傾斜した傾斜面107bを有している。傾斜面107bは、縁部96bの肩部108bから第1配向膜93にかけて設けられている。傾斜面107bは、シール材21に近くなるほど位相差膜95の厚みが減少する傾向を有している。なお、図12中の領域109bは、平面視で傾斜面107bと対向面83bとが重なる領域であり、傾斜領域109bと呼ばれる。
また、肩部108a及び肩部108bは、それぞれ、位相差膜95が第1配向膜93に向かって傾斜しはじめる部位である。
液晶パネル10では、傾斜角度θbが傾斜角度θaよりも小さく設定されている。つまり、傾斜面107bは、傾斜面107aよりも傾斜が緩やかになっている。このため、傾斜領域109bは、傾斜領域109aよりも広くなっている。
なお、傾斜角度θaは、45度を超え60度以下の範囲に設定され、傾斜角度θbは、45以下に設定される。本実施形態では、傾斜角度θaの設定値として約60度の値が採用されており、傾斜角度θbの設定値として約45度の値が採用されている。
ここで、各画素7におけるTFT素子63、共通電極67及び画素電極69の配置について説明する。
画素電極69は、平面図である図13に示すように、画素7の領域にわたって設けられており、複数のスリット部111を有している。図13では、構成をわかりやすく示すため、画素電極69にハッチングが施されている。
複数のスリット部111は、各スリット部111がY方向に交差する方向に沿って延びており、Y方向に沿って所定間隔で並んでいる。なお、各スリット部111が延びる方向は、X方向から傾斜している。
共通電極67は、画素電極69を覆う領域に設けられている。X方向に隣り合う画素7間において、共通電極67同士は、共通線113によって接続されている。
各画素7において、共通電極67及び画素電極69は、それぞれの周縁部が領域86に重なっている。
なお、図5に示す反射膜65は、図13に示す境界部115よりも反射領域H側で、共通電極67に重なっている。従って、反射領域Hは、各画素7と反射膜65とが、平面視で重なる領域であると定義され得る。また、透過領域Tは、各画素7から反射領域Hを除いた領域と、共通電極67とが、平面視で重なる領域であると定義され得る。
TFT素子63は、図13で見て透過領域Tの左側の領域86内に設けられており、ドレイン電極77が領域86内から透過領域T内に及んでいる。X方向に隣り合う画素7間において、ゲート電極71同士は、ゲート線117によって接続されている。また、Y方向に隣り合う画素7間において、ソース電極75同士は、データ線119によって接続されている。
なお、図5におけるTFT素子63、反射膜65、共通電極67及び画素電極69の断面は、図13中のJ−J線における断面に相当している。
共通電極67と画素電極69との間に電圧を印加すると、共通電極67と画素電極69との間に電界が発生する。液晶パネル10では、TFT素子63がOFF状態からON状態に変化すると、共通電極67と画素電極69との間に電界が発生する。この電界によって液晶19の配向状態を変化させることができる。
表示装置1では、照明装置5から表示パネル3に光を照射した状態で、液晶19の配向状態を画素7ごとに変化させることにより、表示が制御される。液晶19の配向状態は、TFT素子63のOFF状態及びON状態を切り替えることによって変化し得る。
配向膜61及び第2配向膜97のそれぞれには、配向処理が施されている。配向処理が施された配向膜61及び第2配向膜97によって、液晶19の初期的な配向状態が規制される。
図14(a)は、TFT素子63がOFF状態のときの透過領域Tにおける偏光状態を示す図であり、図14(b)は、TFT素子63がON状態のときの透過領域Tにおける偏光状態を示す図である。
表示装置1では、液晶19の初期的な配向方向121は、図14(a)に示すように、偏光板13aの透過軸123aに沿った方向に設定されている。
TFT素子63がON状態に切り替わると、液晶19の配向方向121は、図14(b)に示すように、平面視で偏光板13aの透過軸123aに対してこの図で見て反時計方向に45度の傾きを有する方向に変化する。
図15(a)は、TFT素子63がOFF状態のときの反射領域Hにおける偏光状態を示す図であり、図15(b)は、TFT素子63がON状態のときの反射領域Hにおける偏光状態を示す図である。
反射領域Hにおける液晶19の配向方向121は、図15(a)及び図15(b)のそれぞれに示すように、透過領域Tと同様である。
透過領域Tでは、底面23側から偏光板13aを経て入射された入射光は、図14(a)及び図14(b)に示すように、偏光板13aの透過軸123aに沿った偏光軸を有する直線偏光125として液晶19に入射される。
液晶19に入射された直線偏光125は、TFT素子63がOFF状態のときに、図14(a)に示すように、偏光軸が液晶19の配向方向121に沿っている。このため、液晶19に入射された直線偏光125は、偏光状態が維持されたまま直線偏光125として位相差膜95の等方部位103に入射される。
等方部位103に入射された直線偏光125は、偏光状態が維持されたまま等方部位103を透過して、直線偏光125として偏光板13bに入射される。
偏光板13bに入射された直線偏光125は、偏光軸が偏光板13bの透過軸123bに対して直交しているため、偏光板13bによって吸収される。
他方で、TFT素子63がON状態のときに、直線偏光125は、図14(b)に示すように、偏光軸が液晶19の配向方向121とは交差している。このため、液晶19に入射された直線偏光125は、液晶19によって1/2波長の位相差が与えられ、直線偏光125の偏光軸に直交する偏光軸を有する直線偏光127として位相差膜95の等方部位103に入射される。
等方部位103に入射された直線偏光127は、偏光状態が維持されたまま等方部位103を透過して、直線偏光127として偏光板13bに入射される。偏光板13bに入射された直線偏光127は、偏光軸が偏光板13bの透過軸123bの方向に沿っているため、偏光板13bを透過する。
このように、透過領域Tでは、TFT素子63のON状態及びOFF状態の切り替えにより、透過表示が制御される。
反射領域Hでは、表示面9側から偏光板13bを経て入射された入射光は、図15(a)及び図15(b)に示すように、偏光板13bの透過軸123bに沿った偏光軸を有する直線偏光129として位相差膜95の位相差部位101に入射される。
ここで、位相差部位101の遅相軸131は、平面視でX方向に対してこれらの図で見て反時計方向に67.5度の傾きを有する方向に設定されている。
従って、位相差部位101に入射された直線偏光129は、1/2波長の位相差が与えられ、直線偏光133として液晶19に入射される。直線偏光133の偏光軸は、平面視でX方向に対して図15(a)及び図15(b)で見て反時計方向に45度の傾きを有する方向に沿っている。
液晶19に入射された直線偏光133は、TFT素子63がOFF状態のときに、図15(a)に示すように、偏光軸が液晶19の配向方向121とは交差している。このため、液晶19に入射された直線偏光133は、1/4波長の位相差が与えられ、この図で見て左回りの円偏光135として反射膜65に向けて射出される。
円偏光135は、反射膜65で反射され、この図で見て右回りすなわち円偏光135とは逆回転の円偏光137として液晶19に入射される。
液晶19に入射された円偏光137は、1/4波長の位相差が与えられ、平面視でX方向に対してこの図で見て反時計方向に135度の傾きを有する方向に沿った偏光軸を有する直線偏光139として位相差部位101に入射される。
位相差部位101に入射された直線偏光139は、1/2波長の位相差が与えられ、平面視でX方向に沿った偏光軸を有する直線偏光141として偏光板13bに入射される。
偏光板13bに入射された直線偏光141は、偏光軸が偏光板13bの透過軸123bに対して直交しているため、偏光板13bによって吸収される。
他方で、TFT素子63がON状態のときに、液晶19に入射された直線偏光133は、図15(b)に示すように、偏光軸が液晶19の配向方向121に沿っているため、偏光状態が維持されたまま直線偏光133として反射膜65に向けて射出される。
反射膜65に向けて射出された直線偏光133は、偏光状態が維持されたまま反射膜65で反射され、液晶19に入射される。
反射膜65から液晶19に入射された直線偏光133は、偏光状態が維持されたまま位相差部位101に入射される。位相差部位101に入射された直線偏光133は、1/2波長の位相差が与えられ、平面視でY方向に沿った偏光軸を有する直線偏光143として偏光板13bに入射される。偏光板13bに入射された直線偏光143は、偏光軸が偏光板13bの透過軸123bの方向に沿っているため、偏光板13bを透過する。
このように、反射領域Hにおいても、透過領域Tと同様にTFT素子63のON状態及びOFF状態の切り替えにより、反射表示が制御される。
ここで、表示装置1の製造方法について説明する。
表示装置1の製造方法は、基板の製造工程と、液晶パネル10の製造工程と、表示パネル3の製造工程と、表示装置1の製造工程とに大別される。
まず、基板の製造工程について説明する。
基板の製造工程は、駆動素子基板15の製造工程と、対向基板17の製造工程とに大別される。
駆動素子基板15の製造工程では、図16(a)に示すように、まず、第1基板51の第1面53aに、ゲート電極71と、反射膜65とを形成する。ゲート電極71や反射膜65は、例えばスパッタリング技術を活用して第1面53aに金属膜を形成してから、金属膜を、例えば、フォトリソグラフィ技術やエッチング技術を活用してパターニングすることによって形成され得る。
次いで、第1基板51の第1面53a側に、スパッタリング技術、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術などを活用して、共通電極67を形成する。
次いで、ゲート電極71及び共通電極67を第1面53a側から覆うゲート絶縁膜57を形成する。ゲート絶縁膜57は、例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)技術、PVD(Physical Vapor Deposition)技術、蒸着技術などを活用することによって、窒化シリコンや酸化シリコンなどで形成され得る。
次いで、図16(b)に示すように、ゲート絶縁膜57上に、半導体層73を形成してから、半導体層73の一部に重なるソース電極75とドレイン電極77とを形成する。これにより、TFT素子63が形成される。
なお、ソース電極75及びドレイン電極77は、例えばスパッタリング技術を活用してゲート絶縁膜57上に金属膜を形成してから、この金属膜を、例えば、フォトリソグラフィ技術やエッチング技術を活用してパターニングすることによって形成され得る。
次いで、図16(c)に示すように、TFT素子63及びゲート絶縁膜57を第1面53a側から覆う絶縁膜59を形成する。絶縁膜59は、例えば、CVD技術、PVD技術、蒸着技術などを活用することによって、窒化シリコンや酸化シリコンなどで形成され得る。また、絶縁膜59は、例えば、スピンコート技術を活用することによって、アクリル系の樹脂などによっても形成され得る。
次いで、絶縁膜59に、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術などを活用して、TFT素子63のドレイン電極77に至るコンタクトホール79を形成する。
次いで、絶縁膜59上に、スパッタリング技術などを活用して、ITOの膜を形成する。
次いで、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術などを活用して、ITOの膜をパターニングして、図16(d)に示すように、画素電極69を形成する。
次いで、画素電極69及び絶縁膜59上に、ポリイミドなどの樹脂で画素電極69を覆う樹脂膜を形成する。樹脂膜は、例えば、スピンコート技術を活用することにより形成され得る。
次いで、この樹脂膜にラビング処理などの配向処理を施すことにより、図5に示す配向膜61が形成される。この樹脂膜にラビング処理を施すときに、ラビング処理の方向はX方向に沿った方向に設定される。そして、ラビング処理の向きは、図8中のD1の向きに設定される。
以上により、駆動素子基板15が製造され得る。
対向基板17の製造工程では、図17(a)に示すように、まず、第2基板81の対向面83bに、光吸収層85を、平面視で格子状に形成する。光吸収層85は、カーボンブラックやクロムなどを含有する樹脂膜を形成してから、この樹脂膜を、例えば、フォトリソグラフィ技術を活用してパターニングすることによって形成され得る。
次いで、光吸収層85によって囲まれる各画素7の領域内に、カラーフィルタ87を形成する。カラーフィルタ87は、R、G及びBの各光に対応する着色剤が含有された樹脂を、各画素7の領域内に配置することによって形成され得る。なお、各画素7の領域内への樹脂の配置は、例えば、インクジェット技術や蒸着技術を活用することにより行われ得る。
次いで、光吸収層85及びカラーフィルタ87上にオーバーコート層91を形成する。オーバーコート層91は、例えばスピンコート技術を活用して、光透過性を有する樹脂で形成され得る。
次いで、図17(b)に示すように、オーバーコート層91上に第1配向膜93を形成する。第1配向膜93の形成では、例えばスピンコート技術を活用して、ポリイミドなどの樹脂でオーバーコート層91上に樹脂膜を形成してから、この樹脂膜にラビング処理などの配向処理を施す。これにより、第1配向膜93が形成され得る。
次いで、図17(c)に示すように、ネガ型の感光性を有する液晶化合物が含有された液状体95aで、第1配向膜93上に液状体膜95bを形成する。液状体膜95bは、例えばスピンコート技術を活用することにより形成され得る。
なお、液状体95aとしては、液晶化合物と溶媒とを混合したものに光重合開始剤を添加した構成が採用され得る。
液晶化合物としては、例えばBASF社製のLC242などが採用され得る。溶媒としては、例えばシクロペンタノンなどが採用され得る。光重合開始剤としては、例えばチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製のイルガキュア907などが採用され得る。
ここで、液状体膜95bに含まれる液晶化合物は、配向処理が施された第1配向膜93によって分子の配向状態が規制される。これにより、液状体膜95bには、屈折率に異方性が発現する。
なお、屈折率に異方性が発現する配向状態は、位相差配向状態と呼ばれる。
液状体膜95bの形成に次いで、図17(d)に示すように、フォトマスク151を介して、液状体膜95bを紫外光153で露光する。ここで、フォトマスク151には、反射領域Hに重なる領域に開口部155が設けられている。液状体膜95bには、開口部155を介して紫外光153が照射される。そして、液状体膜95bのうちで露光された部位が硬化する。
これにより、液状体膜95bに、図18(a)に示す位相差部位101が形成される。
次いで、図18(a)に示す液状体膜95bを約100℃に保つ。液状体膜95bを約100℃に保つと、液晶化合物の分子は、配向状態の規制が解かれやすい。これにより、液状体膜95bは、光学的に等方性を示すようになる。なお、光学的に等方性を示す配向状態は、等方配向状態と呼ばれる。
位相差配向状態にある液状体膜95bを約100℃に保つことには、位相差配向状態を等方配向状態に転移させるという意味がある。
次いで、液状体膜95bが等方配向状態のときに、図18(b)に示すように、液状体膜95bを紫外光153で露光する。
このときの露光では、液状体膜95bを、液状体膜95bの平面図である図19に示すように、第1領域161a及び第2領域161bのそれぞれごとに2回にわけて露光する。第1領域161aと第2領域161bとを区分する境界線163は、X方向とは交差する方向に沿って仮想的に設定される。
第1領域161aに対する露光では、図20(a)に示すように、フォトマスク165を介して液状体膜95bに紫外光153を照射する。フォトマスク165には、開口部166が設けられている。開口部166は、表示領域8と領域106の一部とに平面視で重なっている。領域106の他部、すなわち領域106とシール領域21aとの境界側の周縁は、フォトマスク165によって遮光される。
つまり、第1領域161aに対する露光では、第2領域161bと、シール領域21aと、領域106の外側の周縁とをフォトマスク165で遮光した状態で、液状体膜95bを露光する。
第2領域161bに対する露光では、図20(b)に示すように、フォトマスク167を介して液状体膜95bに紫外光153を照射する。フォトマスク167には、開口部168が設けられている。開口部168は、表示領域8と領域106とに平面視で重なっている。領域106の外側の周縁、すなわち領域106とシール領域21aとの境界側の周縁は、フォトマスク167によって遮光される。
つまり、第2領域161bに対する露光では、第1領域161aと、シール領域21aと、領域106の外側の周縁とをフォトマスク167で遮光した状態で、液状体膜95bを露光する。
第1領域161a及び第2領域161bのそれぞれに対する露光では、露光の焦点をずらした状態(デフォーカス状態)で露光を行う。これは、フォトマスク165と液状体膜95bとの間の間隔F1、及びフォトマスク167と液状体膜95bとの間の間隔F2を、ぞれぞれ、焦点が合う適正な間隔よりも広げることによって実現され得る。
さらに、本実施形態では、間隔F2は、間隔F1よりも広く設定される。
ここで、間隔F1の設定で第1領域161aを露光すると、開口部166内を通る紫外光153は、図20(a)中のQ部の拡大図である図21に示すように、開口部166の縁部166aで回折する。
縁部166aで回折した回折光153aは、液状体膜95bの回折領域169aに及ぶ。この回折領域169aは、平面視でフォトマスク165の開口部166の外側に及んでいる。つまり、回折光153aは、フォトマスク165が遮光している領域内に回り込む。これにより、傾斜面107a及び傾斜領域109a(図11)間に挟まれる領域内の液状体95aを露光することができる。
また、間隔F2の設定で第2領域161bを露光すると、開口部168内を通る紫外光153は、図20(b)中のS部の拡大図である図22に示すように、開口部168の縁部168aで回折する。
縁部168aで回折した回折光153aは、液状体膜95bの回折領域169bに及ぶ。この回折領域169bは、平面視でフォトマスク167の開口部168の外側に及んでいる。つまり、回折光153aは、フォトマスク167が遮光している領域内に回り込む。これにより、傾斜面107b及び傾斜領域109b(図12)間に挟まれる領域内の液状体95aを露光することができる。
第1領域161a及び第2領域161bに対する露光によって、液状体膜95bが等方配向状態のままで硬化する。これにより、図6に示す等方部位103が形成される。
なお、第1領域161aに対する露光と、第2領域161bに対する露光とは、いずれが先でも後でもかまわない。
液状体膜95bの露光に次いで、液状体膜95bに現像液で現像処理を施す。このとき、平面視で回折領域169a及び回折領域169bよりも外側の未露光の領域が現像液によって除去される。なお、現像液としては、例えばシクロペンタノンなどが採用され得る。
ここで、第1領域161a及び第2領域161bに対する露光において、回折領域169aと回折領域169bとでは、間隔F2が間隔F1よりも広いので、回折領域169bの方が回折領域169aよりも広い。このため、回折光153aによって露光される領域は、第2領域161bの方が第1領域161aよりも広い。これにより、傾斜領域109a(図11)を傾斜領域109b(図12)よりも広くすることができる。
これにより、等方部位103及び位相差部位101(図6)、並びに縁部96a(図8)及び縁部96b(図10)を有する位相差膜95が形成され得る。
位相差膜95の形成に次いで、図23(a)に示すように、例えばアクリル系やエポキシ系の樹脂などで位相差膜95上に樹脂膜99aを形成する。樹脂膜99aは、例えばスピンコート技術を活用することによって形成され得る。
次いで、例えばフォトリソグラフィ技術を活用して、樹脂膜99aをパターニングすることにより、図23(b)に示すギャップ調整膜99を形成する。
次いで、図23(c)に示すように、ポリイミドなどの樹脂で位相差膜95及びギャップ調整膜99上に樹脂膜97aを形成する。このとき、例えば、ディスペンサを用いた塗布技術や、インクジェット技術、印刷技術を活用することによって、樹脂膜97aの縁部を、図8及び図10に示す領域106内にとどめる。
次いで、この樹脂膜97aにラビング処理などの配向処理を施す。樹脂膜97aに対するラビング処理では、ラビング処理の方向はX方向に沿った方向に設定される。そして、ラビング処理の向きは、図8中のD2の向きに設定される。ラビング処理の向きD2は、縁部96a側から縁部96b側に向かう向きである。つまり、樹脂膜97aに対するラビング処理では、ラビング布を縁部96a側から縁部96b側に向けて擦らせる。従って、樹脂膜97aは、ラビング布によって、縁部96aの傾斜面107aに沿って撫で上げられ、縁部96bの傾斜面107bに沿って撫で下ろされる。
以上により、対向基板17が製造され得る。
液晶パネル10の製造工程では、まず、駆動素子基板15と対向基板17とを、駆動素子基板15及び対向基板17のいずれか一方に平面視で環状に設けられたシール材21(図2)を介して接合する。このとき、シール材21は、平面視で環状の輪郭の一部を欠いた状態で設けられる。シール材21の環状の輪郭の一部を欠いた部分は、液晶19の注入口となる。
次いで、液晶19をこの注入口から注入してから、注入口を塞いで液晶19を封入する。これにより、図2に示す液晶パネル10が製造され得る。
表示パネル3の製造工程では、図2に示す偏光板13a及び13bを液晶パネル10に設ける。偏光板13aは第1基板51の第2面53b(図5)に設けられ、偏光板13bは、第2基板81の外向面83a(図5)に設けられる。これにより、図2に示す表示パネル3が製造され得る。
なお、偏光板13a及び13bは、液晶パネル10を製造する前に、第1基板51及び第2基板81に設けられていてもよい。
表示装置1の製造工程では、表示パネル3と照明装置5とを組み合わせることにより、表示装置1が製造され得る。
第1実施形態において、第1基板51及び第2基板81が一対の基板に対応し、第2基板81が一方の基板に対応し、第1基板51が他方の基板に対応し、第2配向膜97が配向膜に対応し、第1辺105a及び第2辺105bが2つの辺に対応している。
表示装置1では、対向基板17において、位相差膜95の縁部96aに傾斜面107aが設けられ、縁部96bに傾斜面107bが設けられている。このため、傾斜角度θaやθbが90度に近い急峻な段差や、傾斜角度θaやθbが90度を超えるような段差に比較して、肩部108a及び肩部108bのそれぞれを樹脂膜97aで覆いやすい。このため、肩部108aや肩部108bを起点として樹脂膜97aが剥離してしまうことを抑えやすくすることができる。従って、肩部108aや肩部108bは、第2配向膜97によって覆われやすい。この結果、液晶19の配向不良を低く抑えやすくすることができ、表示装置1における表示品位を向上させやすくすることができる。
また、対向基板17では、位相差膜95が第1辺105a及び第2辺105bを有している。第1辺105a及び第2辺105bは、X方向に表示領域8を挟んで互いに対峙しており、それぞれ、ラビング処理の方向とは交差している。第1辺105aに対応する縁部96aの傾斜面107aと、第2辺105bに対応する縁部96bの傾斜面107bとは、傾斜角度θa及びθbが互いに異なっている。
ここで、ラビング処理の向きD2は、縁部96a側から縁部96b側に向かう向きに設定される。つまり、樹脂膜97aに対するラビング処理では、ラビング布を縁部96a側から縁部96b側に向けて擦らせる。従って、樹脂膜97aは、ラビング布によって、縁部96aの傾斜面107aに沿って撫で上げられ、縁部96bの傾斜面107bに沿って撫で下ろされる。
ここで、縁部96bに沿ってラビング布によって撫で下ろされる樹脂膜97aには、ラビング布が届きにくい部位であるラビングの陰が発生しやすい。ラビングの陰は、縁部96aの傾斜面107aに沿ってラビング布によって撫で上げられる樹脂膜97aよりも、縁部96bの傾斜面107bに沿ってラビング布によって撫で下ろされる樹脂膜97aの方が発生しやすい。
また、ラビングの陰は、傾斜面107bの傾斜角度θbが小さくなるほど、すなわち傾斜が緩やかになるほど発生しにくくなる。しかしながら、この場合、傾斜領域109bが大きくなってしまうので、表示装置1の小型化を図るには不利となる。対向基板17では、傾斜角度θaが傾斜角度θbよりも大きい。このため、対向基板17では、縁部96b側に発生しやすいラビングの陰の発生を低く抑えつつ、傾斜領域109aが大きくなってしまうことを避けやすい。これにより、表示品位を向上させやすくすることができるとともに、表示装置1の小型化を図りやすくすることができる。
また、対向基板17では、位相差膜95がシール領域21aよりも内側に位置している。このため、位相差膜95及びシール材21が相互に影響し合うことを避けやすくすることができる。これにより、位相差膜95及びシール材21のそれぞれにおける化学的な安定性を高めやすくすることができる。この結果、液晶パネル10の信頼性を向上させやすくすることができ、ひいては表示装置1の信頼性を向上させやすくすることができる。
また、対向基板17では、縁部96aの傾斜面107a(図11)と、縁部96bの傾斜面107b(図12)とは、それぞれ、領域106内に位置している。つまり、傾斜面107a及び傾斜面107bは、それぞれ、表示領域8の外側に位置している。このため、液晶19を経て傾斜面107a及び傾斜面107bのそれぞれに入射された光は、表示領域8外で第2基板81に向かって進行し得る。
平面視で傾斜面107aや傾斜面107bに重なる領域において、液晶19の厚みは、厚みL1からずれている。このため、この領域で液晶19を経て傾斜面107a及び傾斜面107bのそれぞれに入射された光は、変調状態が適正な変調状態からずれている。
また、位相差部位101における傾斜領域109a及び傾斜領域109bでは、位相差膜95の厚みが薄くなっている。このため、位相差部位101の傾斜領域109aや傾斜領域109bに入射された光に付与される位相差が不足する。従って、位相差部位101の傾斜領域109aや傾斜領域109bから射出された光は、変調状態が適正な変調状態からずれている。
適正な変調状態が得られない光が表示領域8内を進行すると、その光は、表示面9側から光漏れとして視認され得る。これは、表示におけるコントラストの低下を招来する。
これに対し、対向基板17では、傾斜面107a及び傾斜面107bが領域106内に位置しているので、光漏れを極めて低く抑えることができる。このため、表示におけるコントラストの低下を極めて低く抑えることができる。この結果、表示装置1における表示品位を一層向上させやすくすることができる。
また、対向基板17では、傾斜角度θaが約60度に設定され、傾斜角度θbが約45度に設定されている。
傾斜角度θaが60度を超えると、樹脂膜97aの厚みが、傾斜面107aと肩部108aとで大きく異なってしまう。肩部108aにおける厚みが、傾斜面107aにおける厚みよりも極めて薄くなりやすい。つまり、傾斜角度θaが60度を超えると、肩部108aに樹脂膜97aが形成されにくくなる。
また、傾斜面107aに沿ってラビング布によって撫で上げられる樹脂膜97aには、肩部108aにおいて剥離される方向に力が作用する。傾斜角度θaが60度を超えると、肩部108aにおける樹脂膜97aの剥離が発生しやすくなる。
従って、傾斜角度θaは、60度以下に設定されることが好ましい。
他方で、傾斜角度θbが45度を超えると、傾斜面107bにおける樹脂膜97aにラビングの陰が発生しやすくなる。
従って、傾斜角度θbは、45度以下に設定されることが好ましい。
ここで、傾斜角度θaにおいても、60度よりも小さい45度以下の設定が採用され得る。傾斜角度θaを45度以下に設定することは、肩部108aに樹脂膜97aを形成しやすい点や、樹脂膜97aの剥離の発生を極めて低く抑えられる点で好ましい。しかしながら、傾斜角度θaを45度以下に設定することは、傾斜領域109aの増大を招来する。
対向基板17では、傾斜角度θaが約60度に設定されているので、肩部108aに樹脂膜97aを形成しやすく、且つ肩部108aで樹脂膜97aの剥離が発生することを低く抑えることができる。
また、傾斜角度θbが約45度に設定されているので、傾斜面107bにおける樹脂膜97aにラビングの陰が発生することを低く抑えることができる。
さらに、傾斜角度θaが約60度に設定されているので、傾斜領域109aの増大を避けやすくすることができ、表示装置1の小型化を図りやすくすることができる。
ここで、第2実施形態について説明する。
第2実施形態における表示装置1は、液晶パネル10を図1中のA−A線で切断したときの断面図である図24に示すように、液晶パネル10が対向基板20を有している。第2実施形態における表示装置1は、第1実施形態における対向基板17が対向基板20に替えられていることを除いては、第1実施形態における表示装置1と同様の構成を有している。
従って、以下の第2実施形態では、重複した説明を避けるため、第1実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
対向基板20では、縁部96aの肩部108aと、縁部96bの肩部108bとが、平面視で表示領域8の輪郭に重なっている。液晶19を経て肩部108a及び肩部108bのそれぞれに入射された光は、表示領域8内で第2基板81に向かって進行し得る。このため、肩部108a及び肩部108bは、表示領域8内に位置しているとみなされ得る。
第2実施形態における表示装置1においても、第1実施形態における表示装置1と同様の効果が得られる。
さらに、第2実施形態における表示装置1では、肩部108a及び肩部108bが表示領域8内に位置しているので、領域106を縮小しやすくすることができる。このため、表示装置1の小型化を一層図りやすくすることができる。
なお、第2実施形態では、肩部108a及び肩部108bが表示領域8内に位置している構成が採用されているが、肩部108a及び肩部108bの位置はこれに限定されない。表示領域8の輪郭を区画する光吸収層85に平面視で重なる領域86内に肩部108a及び肩部108bが位置する構成も採用され得る。
この構成では、表示領域8の輪郭の精度や、傾斜面107a(図11)及び傾斜面107b(図12)のそれぞれの精度にバラツキが発生しても、傾斜面107a及び傾斜面107b、並びに肩部108a及び肩部108bを、それぞれ領域86内に収めやすくすることができる。このため、表示領域8の輪郭の精度や、傾斜面107a及び傾斜面107bのそれぞれの精度にバラツキが発生しても、光漏れを極めて低く抑えることができる。このため、表示におけるコントラストの低下を一層低く抑えることができる。
なお、第1実施形態及び第2実施形態では、それぞれ、位相差部位101を形成してから等方部位103を形成する順序が採用されているが、位相差部位101と等方部位103との形成順序はこれに限定されず、等方部位103を形成してから位相差部位101を形成する順序も採用され得る。
この場合、液状体膜95bの形成に次いで、液状体膜95bを約100℃に保って、液状体膜95bの配向状態を位相差配向状態から等方配向状態に転移させる。
次いで、液状体膜95bが等方配向状態のときに、図25(a)に示すように、フォトマスク181を介して、液状体膜95bを紫外光153で露光する。ここで、フォトマスク181には、透過領域Tに重なる領域に開口部183が設けられている。液状体膜95bには、開口部183を介して紫外光153が照射される。そして、液状体膜95bのうちで露光された部位が硬化する。
これにより、液状体膜95bに、図25(b)に示す等方部位103が形成される。
次いで、図25(b)に示す液状体膜95bを位相差配向状態に保つ。
次いで、液状体膜95bが位相差配向状態のときに、図25(c)に示すように、液状体膜95bを紫外光153で露光する。このときの露光では、液状体膜95bを、第1領域161a(図20(a))及び第2領域161b(図20(b))のそれぞれごとに2回にわけて露光する。
第1領域161a及び第2領域161bに対する露光によって、液状体膜95bが位相差配向状態のままで硬化する。これにより、図6に示す位相差部位101が形成される。
そして、液状体膜95bの露光に次いで、液状体膜95bに現像液で現像処理を施すことによって、等方部位103及び位相差部位101(図6)、並びに縁部96a(図8)及び縁部96b(図10)を有する位相差膜95が形成され得る。
また、第1実施形態及び第2実施形態では、それぞれ、等方部位103を形成するときに、液状体膜95bを2回にわけて露光する方法が採用されているが、これに限定されず、1回の露光で等方部位103を形成する方法も採用され得る。
1回の露光で等方部位103を形成する方法では、図26に示すように、フォトマスク191を介して液状体膜95bに紫外光153を照射する。ここで、フォトマスク191は、所謂多階調露光を実現するグレイトーンマスクである。
フォトマスク191は、開口部193と、グレイトーン部195とを有している。開口部193は、表示領域8と領域106の一部とに平面視で重なっている。領域106の他部、すなわち領域106とシール領域21aとの境界側の周縁は、フォトマスク191によって遮光される。グレイトーン部195は、縁部96b側に設けられている。
また、この場合、フォトマスク191と液状体膜95bとの間が間隔F1に設定され、露光の焦点をずらした状態(デフォーカス状態)で露光を行う。
これにより、縁部96a側には、回折領域169a(図21)が形成される。また、縁部96b側には、回折領域169b(図22)が形成されるとともに、グレイトーン部195を通過した中間階調の紫外光153が照射される。
そして、フォトマスク191を用いた露光の後に、液状体膜95bに現像液で現像処理を施すことによって、等方部位103及び位相差部位101(図6)、並びに縁部96a(図8)及び縁部96b(図10)を有する位相差膜95が形成され得る。
なお、フォトマスク191は、グレイトーンマスクに限定されず、ハーフトーンマスクも採用され得る。
また、フォトマスク191を用いた露光の後に現像処理を施すことによって位相差膜95を形成する場合においても、位相差部位101の形成と等方部位103の形成とは、いずれが先でも後でもかまわない。
また、第1実施形態及び第2実施形態では、それぞれ、液状体膜95bに現像処理を施すことによって縁部96a及び縁部96bを形成する方法が採用されているが、縁部96a及び縁部96bの形成方法はこれに限定されない。縁部96a及び縁部96bの形成方法としては、液状体膜95bにエッチング処理を施すことによって縁部96a及び縁部96bを形成する方法も採用され得る。
この場合、図18(a)に示す位相差部位101の形成に次いで、液状体膜95bの配向状態を等方配向状態に転移させてから、液状体膜95bを紫外光153で露光する。
このときの露光では、フォトマスク165、167、181及び191などを用いることなく、液状体膜95bの全域に紫外光153を照射する方法が採用され得る。これにより、図6に示す等方部位103が形成されるとともに、液状体膜95bの全域が硬化する。
なお、位相差部位101を形成してから等方部位103を形成するこの例では、液状体膜95bのうちで表示領域8外に位置する部位は、等方配向状態で硬化する。また、以下においては、この露光で液状体膜95bの全域が硬化した膜は、位相差膜201と表記され、縁部96a及び96bを有する位相差膜95とは区別される。
等方部位103の形成に次いで、図27(a)に示すように、位相差膜201上に、ポジ型のレジストで構成されるレジスト膜203を形成する。レジスト膜203は、例えばスピンコート技術を活用することによって形成され得る。
次いで、フォトマスク205を介して、レジスト膜203を紫外光207で多階調露光する。ここで、フォトマスク205は、グレイトーンマスクである。
フォトマスク205は、遮光部209と、グレイトーン部211とを有している。遮光部209は、表示領域8と領域106の一部とに平面視で重なっている。領域106の他部、すなわち領域106とシール領域21aとの境界側の周縁は、フォトマスク205を通過した紫外光207によって露光される。グレイトーン部211は、縁部96b側に設けられている。
また、この場合、フォトマスク205とレジスト膜203との間が間隔F1に設定され、露光の焦点をずらした状態(デフォーカス状態)で露光を行う。
フォトマスク205を介してレジスト膜203に向かう紫外光207は、図27(a)中のW1部の拡大図である図28(a)に示すように、遮光部209の縁部209aで回折する。
縁部209aで回折した回折光207aは、レジスト膜203の回折領域213aに及ぶ。この回折領域213aは、平面視で遮光部209に重なる領域内に及んでいる。つまり、回折光207aは、フォトマスク205が遮光している領域内に回り込む。これにより、回折領域213a内のレジスト膜203を露光することができる。
また、グレイトーン部211を介してレジスト膜203に向かう中間階調の紫外光207は、図27(a)中のW2部の拡大図である図28(b)に示すように、複数の遮光部211aの各縁部211bで回折する。
遮光部209の縁部209b及び各縁部211bのそれぞれで回折した回折光207bは、レジスト膜203の回折領域213bに及ぶ。この回折領域213bは、平面視で遮光部209に重なる領域内に及んでいる。つまり、回折光207bは、フォトマスク205が遮光している領域内に回り込む。これにより、回折領域213b内のレジスト膜203を露光することができる。
レジスト膜203の露光に次いで、レジスト膜203に現像液で現像処理を施すことによって、図27(b)に示すレジストパターン215が形成され得る。このレジストパターン215には、回折領域213aに傾斜部217aが形成され、回折領域213bに傾斜部217bが形成され得る。なお、レジスト膜203に対する現像液としては、例えばTMAH(TetraMethyl Ammonium Hydroxide)などの水溶液が採用され得る。
次いで、位相差膜201にドライエッチング処理を施すことによって、図27(c)に示すように、位相差膜201に縁部96a及び縁部96bが形成され得る。
次いで、残っているレジストパターン215を剥離することにより、等方部位103及び位相差部位101(図6)、並びに縁部96a(図8)及び縁部96b(図10)を有する位相差膜95が形成され得る。
なお、フォトマスク205は、グレイトーンマスクに限定されず、ハーフトーンマスクも採用され得る。
また、位相差膜201にエッチング処理を施すことによって縁部96a及び縁部96bを形成する場合においても、等方部位103を形成してから位相差部位101を形成する順序が採用され得る。等方部位103を形成してから位相差部位101を形成する場合には、液状体膜95bのうちで表示領域8外に位置する部位は、位相差向状態で硬化する。つまり、この場合、縁部96aや縁部96bは、光学的に異方性を示す。
また、第1実施形態及び第2実施形態では、それぞれ、液晶19の駆動方式としてFFS型の駆動方式が採用されているが、駆動方式はこれに限定されず、IPS(In Plane Switching)型、VA(Vertical Alignment)型等の種々の方式が採用され得る。
また、第1実施形態及び第2実施形態では、それぞれ、位相差膜95が対向基板17や対向基板20側に設けられている場合を例に説明したが、位相差膜95はこれに限定されず、駆動素子基板15側に設けられていてもよい。
また、第1実施形態及び第2実施形態では、それぞれ、入射された光に対して1/2波長の位相差を与える位相差部位101を例に説明したが、位相差部位101が与える位相差はこれに限定されず、1/4波長、1/8波長などの種々の位相差が採用され得る。
上述した表示装置1は、例えば、図29に示す電子機器500の表示部510に適用され得る。この電子機器500は、携帯電話機である。この電子機器500は、操作ボタン511を有している。表示部510は、操作ボタン511で入力した内容や着信情報を始めとする様々な情報について表示を行うことができる。この電子機器500では、表示部510に表示装置1が適用されているので、表示部510における表示品位を向上させやすくすることができる。
なお、電子機器500としては、携帯電話機に限られず、モバイルコンピュータ、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カーナビゲーションシステム用の表示機器などの車載機器、オーディオ機器等の種々の電子機器が挙げられる。また、表示パネル3や液晶パネル10は、プロジェクタ等の投写型表示装置にライトバルブとして適用され得る。
第1実施形態における表示装置の主要構成を示す分解斜視図。 図1中のA−A線における断面図。 第1実施形態における複数の画素の一部を示す平面図。 図3中のC部の拡大図。 図4中のD−D線における断面図。 図5中のE部を示す図。 図6中のF−F線における断面図。 図2中のK部の拡大図。 第1実施形態における液晶パネルを示す平面図。 図2中のL部の拡大図。 図8中のN部の拡大図。 図10中のP部の拡大図。 第1実施形態におけるTFT素子、共通電極及び画素電極の配置を説明する平面図。 第1実施形態における表示パネルの透過領域における偏光状態を説明する図。 第1実施形態における表示パネルの反射領域における偏光状態を説明する図。 第1実施形態における駆動素子基板の製造工程を説明する図。 第1実施形態における対向基板の製造工程を説明する図。 第1実施形態における対向基板の製造工程を説明する図。 第1実施形態における液状体膜を示す平面図。 第1実施形態における対向基板の製造工程を説明する図。 図20(a)中のQ部の拡大図。 図20(b)中のS部の拡大図。 第1実施形態における対向基板の製造工程を説明する図。 第2実施形態における表示装置の液晶パネルを図1中のA−A線で切断したときの断面図。 第1実施形態及び第2実施形態のそれぞれにおける対向基板の製造工程の他の例を説明する図。 第1実施形態及び第2実施形態のそれぞれにおける対向基板の製造工程の別の例を説明する図。 第1実施形態及び第2実施形態のそれぞれにおける対向基板の製造工程のさらに別の例を説明する図。 図27(a)中のW1部及びW2部のそれぞれの拡大図。 本実施形態における表示装置が適用された電子機器の斜視図。
符号の説明
1…表示装置、3…表示パネル、7…画素、8…表示領域、9…表示面、10…液晶パネル、15…駆動素子基板、17…対向基板、19…液晶、20…対向基板、21…シール材、21a…シール領域、51…第1基板、53a…第1面、53b…第2面、81…第2基板、83a…外向面、83b…対向面、95…位相差膜、95a…液状体、95b…液状体膜、96a…縁部、96b…縁部、97…第2配向膜、97a…樹脂膜、101…位相差部位、103…等方部位、105a…第1辺、105b…第2辺、105c…第3辺、105d…第4辺、106…領域、107a…傾斜面、107b…傾斜面、108a…肩部、108b…肩部、109a…傾斜領域、109b…傾斜領域、151…フォトマスク、153…紫外光、153a…回折光、155…開口部、161a…第1領域、161b…第2領域、165…フォトマスク、166…開口部、166a…縁部、167…フォトマスク、168…開口部、168a…縁部、169a…回折領域、169b…回折領域、181…フォトマスク、183…開口部、191…フォトマスク、193…開口部、195…グレイトーン部、201…位相差膜、203…レジスト膜、205…フォトマスク、207…紫外光、207a…回折光、209…遮光部、209a…縁部、209b…縁部、211…グレイトーン部、211a…遮光部、211b…縁部、213a…回折領域、213b…回折領域、215…レジストパターン、217a…傾斜部、217b…傾斜部、500…電子機器、510…表示部、θa…傾斜角度、θb…傾斜角度、F1…間隔、F2…間隔、H…反射領域、T…透過領域、M…マトリクス。

Claims (5)

  1. 互いに対向する一対の基板と、
    前記一対の基板間に介在する液晶と、
    前記一対の基板のうちの一方の前記基板と前記液晶との間に介在する位相差膜と、
    前記位相差膜及び前記液晶の間に介在し、ラビング処理が施されて前記液晶の配向状態を規制する配向膜と、
    前記一対の基板間に設けられ、平面視で前記液晶を囲むシール材と、
    を有し、
    前記位相差膜は
    画像が表示され得る表示領域の外側であって、前記シール材との間に間隙を有する位置にある縁部に、前記一方の基板に対して傾斜した傾斜面が設けられており、
    面視で前記ラビング処理におけるラビング方向とは交差する少なくとも2つの辺を有しており、
    前記2つの辺のそれぞれにおける前記傾斜面は、前記一方の基板に対する傾斜角度が互いに異なっていて、
    前記配向膜は、前記シール材との間に間隙を有して、前記傾斜面を覆う、
    液晶装置。
  2. 前記縁部の肩部は、平面視で前記表示領域の内側に位置している請求項1に記載の液晶装置。
  3. 前記位相差膜は、液晶化合物を含む材料で構成されている請求項1または2に記載の液晶装置。
  4. 複数の画素を有しており、
    各前記画素には、透過表示を行う透過領域及び反射表示を行う反射領域が設定されており、
    前記位相差膜は、入射光に位相差を付与する位相差部位と、光学的に等方性を示す等方部位とを有しており、
    前記位相差部位が前記反射領域に対応して設けられており、前記等方部位が前記透過領域に対応して設けられている請求項1乃至3のいずれか一項に記載の液晶装置。
  5. 前記2つの辺に対応する2つの前記傾斜面のうちの一方の前記傾斜面は、前記傾斜角度が45度以下であり、
    前記2つの傾斜面のうちの他方の前記傾斜面は、前記傾斜角度が45度を超え、且つ60度以下である請求項1乃至4のいずれか一項に記載の液晶装置。
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