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JP2017102294A - 液晶装置 - Google Patents

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幸次朗 池田
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正章 加邉
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Shinichiro Oka
真一郎 岡
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Akira Sakaigawa
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Abstract

【課題】高性能化が可能な横電界を用いた散乱型の液晶装置を提供する。
【解決手段】第1電極と、前記第1電極と対向する第2電極と、を備える第1基板と、前記第1基板と対向する第2基板と、前記第1基板及び前記第2基板の間に保持された液晶分子を含む液晶層と、を備え、前記第2電極は、前記第1電極よりも前記液晶層側に位置し、少なくとも一つの凸部を有する多角形状の第1開口部を有し、前記液晶層は、電圧無印加時に透明性を示し、電圧印加時に散乱性を示す液晶装置。
【選択図】図4

Description

本発明の実施形態は、液晶装置に関する。
近年、低電圧で駆動可能な横電界を用いる散乱型の液晶装置が提案されている。このような散乱型の液晶装置は、例えば、一対の基板間に液晶層を保持して構成され、液晶層に基板と平行な横電界を形成する電極を備えており、横電界が形成されない状態で、液晶層は光透過状態を呈する一方、横電界が形成された状態で、液晶層は光散乱状態を呈する。散乱型の液晶装置は、偏光板が不要であるため、偏光板を備える液晶装置に比べてより明るい表示を実現することができる。
特開2009−181066号公報
本実施形態の目的は、高性能化が可能な横電界を用いた散乱型の液晶装置を提供することにある。
本実施形態によれば、第1電極と、前記第1電極と対向する第2電極と、を備える第1基板と、前記第1基板と対向する第2基板と、前記第1基板及び前記第2基板の間に保持された液晶分子を含む液晶層と、を備え、前記第2電極は、前記第1電極よりも前記液晶層側に位置し、少なくとも一つの凸部を有する多角形状の第1開口部を有し、前記液晶層は、電圧無印加時に透明性を示し、電圧印加時に散乱性を示す液晶装置が提供される。
本実施形態によれば、第1電極と、前記第1電極と対向する第2電極と、を備える第1基板と、前記第1基板と対向する第2基板と、前記第1基板及び前記第2基板の間に保持された液晶分子を含む液晶層と、を備え、前記第2電極は、前記第1電極よりも前記液晶層側に位置し、同一の向きに突出した複数の凸部を有する多角形状の第1開口部を有し、前記液晶層は、電圧無印加時に透明性を示し、電圧印加時に散乱性を示す液晶装置が提供される。
図1は、本実施形態に係る液晶装置1の構成を示す断面図である。 図2は、透明性及び散乱性を示す液晶装置1の構成例を示す斜視図である。 図3は、図2に示した液晶装置1について、電圧印加時の液晶テクスチャーを模式的に示す平面図である。 図4は、本実施形態に係る液晶装置1の第2電極EL2の構成例を示す平面図である。 図5は、図2に示した長方形状の開口部を有する構成例の液晶装置1と、図4に示した凸部を有する多角形状の開口部を有する本実施形態の液晶装置1とのそれぞれについて、電圧(V)及び拡散反射率の関係を示す図である。 図6は、図2に示した構成例の液晶装置1と、図4に示した第2電極EL2を有する本実施形態の液晶装置1のそれぞれについて、3つの入射点100、200、300から光を入射させたときの電圧(V)及び拡散反射率の関係を示す図である。 図7は、3つの入射点100、200、300の位置を示す図である。 図8は、第2電極の第1乃至第4変形例を示す平面図である。 図9は、第2電極の第5乃至第8変形例を示す平面図である。 図10は、第2電極の第9乃至第12変形例を示す平面図である。 図11は、第2電極の第13乃至第14変形例を示す平面図である。 図12は、第2電極の第15乃至第16変形例を示す平面図である。 図13は、第2電極の第17乃至第19変形例を示す平面図である。 図14は、本実施形態に係る液晶装置1の変形例を示す断面図である。 図15は、本実施形態に係る液晶装置1を表示装置として適用した場合の実施例を示す平面図である。 図16は、図15に示した液晶装置1の構成を示す断面図である。
以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
まず、本実施形態に係る液晶装置について詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る液晶装置1の構成を示す断面図である。
液晶パネルPNLは、第1基板SUB1と、第2基板SUB2と、液晶層LCと、を備えている。第2基板SUB2は、第1基板SUB1に対向している。液晶層LCは、第1基板SUB1及び第2基板SUB2の間に保持され、液晶分子LMを含んでいる。
ここで、第1方向X及び第2方向Yは互いに直交し、第3方向Zは、第1方向X及び第2方向Yと直交している。第3方向Zの正の向き、あるいは、第1基板SUB1から第2基板SUB2に向かう方向を上と定義し、第3方向Zの負の向き、あるいは、第2基板SUB2から第1基板SUB1に向かう方向を下と定義する。
第1基板SUB1は、第1絶縁基板10、第1電極EL1、層間絶縁膜IL、第2電極EL2、第1配向膜AL1を備えている。
第1絶縁基板10は、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する基板である。
第1電極EL1は、第1絶縁基板10の上に位置している。第1電極EL1は、透明な導電材料によって形成された透明導電層であり、例えば、インジウム・ティン・オキサイド(ITO)やインジウム・ジンク・オキサイド(IZO)等によって形成されている。
層間絶縁膜ILは、第1電極EL1の上に位置している。層間絶縁膜ILは、例えばシリコン酸化物やシリコン窒化物などの無機系材料によって形成されている。
第2電極EL2は、層間絶縁膜ILの上に位置している。第2電極EL2は、図中に破線で示した開口部OPを有している。第2電極EL2は、第1電極EL1と対向し、第1電極EL1よりも液晶層LC側に位置している。第2電極EL2は、透明な導電材料によって形成された透明導電層であり、例えば、ITOやIZO等によって形成されている。
第1配向膜AL1は、第2電極EL2を覆い、開口部OPにおいて層間絶縁膜ILにも接している。
第2基板SUB2は、第2絶縁基板20、第2配向膜AL2を備えている。第2絶縁基板20は、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する基板である。第2配向膜AL2は、第2絶縁基板20を覆っている。
ドライバDVは、第1電極EL1及び第2電極EL2と電気的に接続され、第1電極EL1及び第2電極EL2に電圧を印加する。本実施形態の液晶パネルPNLは、第1電極EL1及び第2電極EL2の双方を第1基板SUB1に備えている。ドライバDVから第1電極EL1及び第2電極EL2に電圧が印加された際に、両電極間で基板主面に沿った横電界が発生する。なお、基板主面は、第1方向X及び第2方向Yによって規定されるX−Y平面と平行である。
液晶パネルPNLは、例えば、第1電極EL1及び第2電極EL2に電圧が印加されていない電圧無印加時において、第1基板SUB1の下面側からの光を第2基板SUB2の上面側へ透過し、第2基板SUB2の上面側からの光を第1基板SUB1の下面側へ透過する。また、表示パネルPNLは、第1電極EL1及び第2電極EL2に電圧が印加された電圧印加時において、第1基板SUB1の下面側からの光を第2基板SUB2の上面側へ向けて散乱させ、第2基板SUB2の上面側からの光を第1基板SUB1の下面側へ向けて散乱させる。
なお、後述するが、表示パネルPNLは、反射層を備えていてもよい。図1に示した例では、第1電極EL1が反射層として形成され、第2電極EL2が透明導電層として形成されていてもよい。このとき、第1電極EL1は、例えば、アルミニウムや銀などの反射率が高い金属材料で形成される。このように、第1電極EL1が反射層として形成されることにより、別途反射層を形成する必要がなく、製造プロセスを削減することができる。
図示したように、本実施形態の液晶装置1は、第1基板SUB1の下面側、及び、第2基板SUB2の上面側のいずれにおいても偏光板を備えていない。
図2は、透明性及び散乱性を示す液晶装置1の構成例を示す斜視図である。
図2に示すように、第2電極EL2は、複数の開口部OP及び帯状の電極部3を有する。すなわち、開口部OP及び電極部3は、X−Y平面において長方形状に形成され、それぞれ開口部OPの長辺は第2方向Yに沿って延出している。開口部OP及び電極部3は、第1方向Xに沿って交互に並んでいる。
第1配向膜AL1及び第2配向膜AL2は、X−Y平面において、互いに平行な方位に配向処理(例えば、ラビング処理や光配向処理)がなされている。第1配向膜AL1及び第2配向膜AL2は、それぞれ開口部OPの長辺に直交する方向に沿った配向方向AD1及びAD2を有する。図示した例では、配向方向AD1及びAD2は、第1方向Xに沿った方向である。また、配向方向AD1と配向方向AD2とは、互いに逆向きである。ここでの配向方向とは、電圧無印加時において、液晶分子LMが第1配向膜AL1及び第2配向膜AL2の配向規制力によって配向される方向に相当する。また、液晶分子LMがプレチルトしている場合には、液晶分子LMの長軸をX−Y平面に正射影した方向を配向方向と定義する。
以下に、上記構成の液晶装置における動作について説明する。
ここでは、第1基板SUB1及び第2基板SUB2の間には、正の誘電異方性(ポジ型)を有する液晶分子LMが封入されている場合を想定している。
電圧無印加時においては、第1電極EL1及び第2電極EL2との間に電界が形成されていない。このため、液晶層に含まれる液晶分子LMは、図2に示したように、X−Y平面内において、第1配向膜AL1及び第2配向膜AL2の配向方向AD1及びAD2である第1方向Xに初期配向する。
一方、電圧印加時においては、第1電極EL1及び第2電極EL2の間に横電界が形成される。ここで、発生する横電界は、X−Y平面において、開口部OPの長辺に対して垂直となる。すなわち、電圧印加時に発生する横電界の方向は、電圧無印加時の液晶分子LMの初期配向の方向と平行である。
なお、負の誘電率異方性(ネガ型)を有する液晶分子LMが封入された場合には、配向方向AD1及びAD2は、開口部OPの長辺と平行な方向に設定される。
上記のように構成された液晶装置1においては、液晶分子LMは電圧印加時に次のように振る舞う。
図3は、図2に示した液晶装置1について、電圧印加時の液晶テクスチャーを模式的に示す平面図である。
液晶装置1の第1電極EL1及び第2電極EL2に、60Hzの交流矩形波を振幅10Vまで段階的に印加した。観察しやすいように、クロスニコルに配置された偏光板の間に液晶装置1を挿入し、一方の偏光板の透過軸と初期配向方向とのなす角度が20度の状態で顕微鏡観察を行った。
図3(a)は、印加電圧が3Vの時の偏光顕微鏡観察結果を示した模式図であり、図3(b)は印加電圧が3.5Vの時の偏光顕微鏡観察結果を示した模式図である。印加電圧の振幅が2.5Vのときまでは、液晶分子LMの配向に顕著な変化は現れなかった。印加電圧の振幅が3Vのとき、図3(a)に示すように、開口部OPに複数のドメインが現れ始めた。このドメインは、第2電極EL2の開口部OP上に沿って並んでおり、「境界が明確で境界内部が比較的暗いドメイン」DDと、「境界が不明確で境界内部が比較的明るいドメイン」DBとが交互に並んでいた。さらに、印加電圧の振幅が3.5Vのとき、図3(b)に示すように、第2電極の電極部3上にも同様の複数のドメインが現れ始めた。その後、印加電圧の振幅を5Vまで上昇させると、ドメインに顕著な変化は現れなかったが、散乱強度が増していった。このような微小な複数のドメインができることで、ドメイン間に屈折率の境界ができ、光を強く散乱することがわかった。
したがって、上記のように液晶装置1が構成されることにより、液晶層では、電圧印加時に液晶層が強く光を散乱させるような散乱状態が得られた。すなわち、液晶層は、電圧無印加時に液晶層が透明性を示し、一定以上の電圧印加時に液晶層が散乱性を示す。
図4は、本実施形態に係る液晶装置1の第2電極EL2の構成例を示す平面図である。 ここで、方向DR1及びDR2は、互いに直交している。例えば、第2電極EL2は、方向DR1が第1方向Xに相当し方向DR2が第2方向Yに相当するように配置されてもよいし、方向DR1が第2方向Yに相当し方向DR2が第1方向Xに相当するように配置されてもよい。
図示した例では、第2電極EL2は、複数の開口部OP1乃至OP9を備えている。開口部OP1乃至OP3は、この順に、方向DR1に沿って並んでいる。同様に、開口部OP4乃至OP6は方向DR1に沿って並び、開口部OP7乃至OP9は方向DR1に沿って並んでいる。開口部OP1、OP4、OP7は、この順に、方向DR2に沿って並んでいる。同様に、開口部OP2、OP5、OP8は方向DR2に沿って並び、開口部OP3、OP6、OP9は方向DR2に沿って並んでいる。このように、図示した例では、開口部OP1乃至OP9は、3行3列に配置されている。なお、開口部の個数やレイアウトは図示した例に限られるものではない。第2電極EL2に形成された開口部のうち、第1開口部の方向DR1に隣接した開口部を第2開口部とし、第1開口部の方向DR2に隣接した開口部を第3開口部とすると、ここでは、開口部OP1が第1開口部、開口部OP2が第2開口部、開口部OP4が第3開口部に相当する。
開口部OP1乃至OP9は、それぞれ同一のL字形状に形成されている。なお、開口部OP1乃至OP9は同一形状に構成されているため、ここでは、1つの開口部に着目してその形状を具体的に説明する。
まず、図中の開口部OP1に着目して、その形状について説明する。開口部OP1は、方向DR1に沿った複数のエッジE1、及び、方向DR2に沿った複数のエッジE2によって規定される。図示した例では、開口部OP1は、3つのエッジE1及び3つのエッジE2を有している。開口部OP1において、エッジE1の総エッジ長と、エッジE2の総エッジ長とは、略同等である。
続いて、図中の開口部OP2に着目する。開口部OP2は、区切り線SLによって、2つの領域R1及びR2に分割される。なお、区切り線SLは、方向DR1に平行なエッジE1aと同一直線上に位置する仮想線であって、実際に開口部OP2を分離する線ではない。図示した例では、領域R1及びR2は、それぞれ四角形状に形成されている。ここで、領域R1を構成するエッジE1aと、領域R2を構成する方向DR2に平行なエッジE2aとは、両者の交点において開口部OP2内に交差角ANを形成する。本実施形態においては、交差角ANは、180°より大きい角度である。エッジE1a及びE2aの交点と区切り線SLとは、交差している。
上記のように、例えば、1つの開口部を区切り線SLで2つの領域に分割し、一方の領域の1つのエッジと他方の領域の1つのエッジが交差することによって開口部内に180°より大きい交差角ANが形成されるとき、一方の領域は、他方の領域から突出した凸部であると定義する。すなわち、図4に示した例では、領域R2は、領域R1から突出した凸部に相当する。つまり、開口部OP1乃至OP9は、いずれも凸部を有する多角形状に形成されている。
なお、区切り線SLによる領域の分割の仕方は上記の例に限定されない。区切り線SLは、交差角ANを形成する2つのエッジの交差点と交差するように引かれるものとする。また、分割される領域の数は3つ以上であってもよく、2つ以上の凸部を有していてもよい。その場合も上記と同様の方法で凸部が定義される。
また、図示した例では、開口部OP1乃至OP9のそれぞれについて、方向DR2で見た場合、領域R2が領域R1よりも、方向DR2の正の方向側に配置されている。また、方向DR1で見た場合、領域R2が、領域R1のエッジE1aよりも方向DR1の負の方向側に配置されている。すなわち、開口部OP1乃至OP9は、同一の向きに配置されている。このとき、図2に示した配向方向AD1及びAD2は、例えば、方向DR1に平行である。電圧無印加時の液晶分子LMの初期配向方向は、エッジE1と平行となり、エッジE2と垂直となる。
第2電極EL2が図示したような形状の開口部OP1乃至OP9を有する液晶装置1においても、上記した構成例と同様に、電圧無印加時に液晶層が透明性を示し、一定以上の電圧印加時に液晶層が散乱性を示す。ここでは、一定以上の電圧とは、例えば、8V以上の電圧である。
図5は、図2に示した長方形状の開口部を有する構成例の液晶装置1と、図4に示した凸部を有する多角形状の開口部を有する本実施形態の液晶装置1とのそれぞれについて、電圧(V)及び拡散反射率の関係を示す図である。
図中の横軸は、液晶装置に印加される電圧(V)を0から10Vまでの範囲で示している。なお、ここでの電圧の値は、電圧の振幅の絶対値を示している。縦軸は、拡散反射率を示している。拡散反射率の値は、完全白色板の拡散反射率を100とした場合の比率を表している。
図中のL1は、図2の液晶装置1に電圧を印加したときの、電圧値に対する拡散反射率を示している。図中のL2は、図4の第2電極を有する液晶装置に電圧を印加したときの、電圧値に対する拡散反射率を示している。
図示したように、線L1及びL2のそれぞれを見ると、電圧(V)が約3Vを超えたあたりから拡散反射率が増加し、電圧(V)が約4Vを超えたあたりから急激に拡散反射率が増加することが分かる。また、線L1及びL2を比較すると、電圧(V)が等しいとき線L2の拡散反射率は、総じて線L1の拡散反射率より大きい。このことから、第2電極EL2の開口部OPが長方形状に形成された構成例よりも、開口部OPが凸部を有する多角形状に形成された本実施形態の方が、同電圧値に対しての拡散反射率が大きいことが確認された。
図6は、図2に示した構成例の液晶装置1と、図4に示した第2電極EL2を有する本実施形態の液晶装置1のそれぞれについて、3つの入射点100、200、300か平行光を入射させたときの電圧(V)及び平行光反射率の関係を示す図である。また、図7は、3つの入射点100、200、300の位置を示す図である。
図6(a)は、図2の構成例の液晶装置1に関する電圧(V)及び平行光反射率の関係を示す図である。図6(b)は、図4の本実施形態の液晶装置1に関する電圧(V)及び平行光反射率の関係を示す図である。図6(a)及び(b)に示すように、横軸は液晶装置に印加される電圧(V)を示し、縦軸は平行光反射率を示している。平行光反射率の値は、完全白色板の平行光反射率を100とした場合の比率を表している。
ここで、図6(a)及び(b)において、線L3は、入射点100から光を入射させたときの電圧値に対する平行光反射率を示している。線L4は、入射点200から光を入射させたときの電圧値に対する平行光反射率を示している。線L5は、入射点300から光を入射させたときの電圧値に対する平行光反射率を示している。
入射点100、200、300について図7を参照して説明する。図7(a)に示すように、入射点100、200、300は、液晶パネルPNLを側面側からみたときに、液晶パネルPNLの法線Nから30度傾いたところに位置する。また、入射点100、200、300から入射された光を受光する受光点400は法線N上に位置する。さらに、図7(b)に示すように、液晶パネルPNLを平面で見たときに、入射点100は、配向方向AD1と同一の方位に位置し、入射点200は、配向方向AD1から45度の方位に位置し、入射点300は、配向方向AD1から90度の方位に位置する。
図6(a)に示すように、線L4及びL5を比べると、電圧値が等しいときの平行光反射率は略同等である。液晶分子のドメインの変化が表れ始める3V付近からの線L3と、線L4及びL5とを比べると、電圧値が等しいとき、線L3の平行光反射率は、線L4及びL5の平行光反射率と比べて大きい。このことから、構成例の液晶装置1においては、入射点100から入射された光が、入射点200及び入射点300からそれぞれ入射された光よりもより明るく視認されることがわかった。
一方、図6(b)に示すように、線L3乃至L5を比べると、それぞれの電圧値が等しいときの平行光反射率の差は、図6(a)に示した線L4及びL5と線L3との間の差より小さい。また、図6(a)に示した線L4及びL5の平行光反射率は電圧値にかかわらず略0付近を推移していたが、図6(b)に示した線L4及びL5の平行光反射率は、図6(a)よりも大きくなっている。このことから、本実施形態の液晶装置1においては、入射点100、入射点200、及び入射点300のいずれから入射された光も略同程度の強度で平行光反射されることが確認された。
したがって、第2電極EL2の開口部OPが長方形状に形成された構成例よりも、開口部OPが凸部を有する多角形状に形成された本実施形態の方が、平行光反射率の方向依存性が小さくなることが確認できた。
本実施形態によれば、液晶装置1は、第1基板SUB1上に、第1電極EL1と、複数の開口部OP1乃至OP9を有する第2電極EL2と、を備えている。液晶層LCは、第1電極EL1及び第2電極EL2に一定以上の電圧が印加された電圧印加時には散乱性を示し、第1電極及び第2電極に電圧が印加されていない電圧無印加時には透明性を示す。
また、開口部OPは、凸部を有する多角形状に形成されている。しかも、開口部OPを規定するエッジとして、初期配向方向に平行なエッジE1及び初期配向方向に垂直なエッジE2を含み、それぞれの総エッジ長が略同等である。液晶分子LMを配向するための電界は、エッジに対して垂直な方向に形成される。このため、通常の使用範囲の印加電圧(例えば5V程度)を超える電圧が印加されると、液晶分子LMが種々の方位に配向した複数の微小なドメインが形成され、より多くの屈折率の境界が形成される。
このため、開口部OPが長方形状である構成例と比較して、拡散反射率を向上することができ、しかも、液晶パネルPNLを視認する位置による平行光反射率の大きさの違いを小さくすることが可能であり、平行光反射率の方向依存性を改善することが可能である。
したがって、高性能化が可能な横電界を用いた散乱型の液晶装置を提供することができる。
また、複数の開口部OPが方向DR1及びDR2にそれぞれを配列されることにより、開口部OPが長方形状である構成例と比較して、より等方的な屈折率分布を形成することができ、平行光反射率の方向依存性をさらに改善することが可能となる。
次に、本実施形態の変形例について説明する。
図8は、第2電極EL2の第1乃至第4変形例を示す平面図である。
図8(a)乃至(d)に示した開口部OPは、図4に示した開口部と比較して、方向DR1及びDR2の間の斜め方向のエッジE3を含む点で相違している。
図8(a)において、すべての開口部OPは同一形状であり、各開口部OPは、3つのエッジE1と、3つのエッジE2と、1つのエッジE3と、を有している。例えば、開口部OPは、区切り線SLによって、領域A1と領域A2とに分割される。図示した例では、領域A1及びA2は、それぞれ四角形状に形成されている。ここで、領域A1のエッジE1aと、領域A2のエッジE2aとは、両者の交点において開口部内に交差角ANを形成する。すなわち、図8(a)に示した例では、領域A2は、領域A1から突出した凸部に相当する。
図8(b)において、すべての開口部OPは同一形状であり、各開口部OPは、2つのエッジE1と、3つのエッジE2と、1つのエッジE3と、を有している。例えば、開口部OPは、区切り線SLによって、領域B1と領域B2とに分割される。図示した例では、領域B1及びB2は、それぞれ四角形状に形成されている。ここで、領域B1のエッジE1aと、領域B2のエッジE2aとは、両者の交点において開口部内に交差角ANを形成する。すなわち、図8(b)に示した例では、領域B2は、領域B1から突出した凸部に相当する。
図8(c)において、すべての開口部OPは同一形状であり、各開口部OPは、3つのエッジE1と、3つのエッジE3と、を有している。例えば、開口部OPは、区切り線SLによって、領域C1と領域C2とに分割される。図示した例では、領域C1及びC2は、それぞれ四角形状に形成されている。ここで、領域C1のエッジE1aと、領域C2のエッジE3aとは、両者の交点において開口部内に交差角ANを形成する。すなわち、図8(c)に示した例では、領域C2は、領域C1から突出した凸部に相当する。
図8(d)において、すべての開口部OPは同一形状であり、各開口部OPは、2つのエッジE1と、3つのエッジE2と、1つのエッジE3と、を有している。例えば、開口部OP2は、区切り線SLによって、領域D1と領域D2とに分割される。図示した例では、領域D1及びD2は、それぞれ四角形状に形成されている。ここで、領域D1のエッジE2aと、領域D2のエッジE3aとは、両者の交点において開口部内に交差角ANを形成する。すなわち、図8(d)に示した例では、領域D2は、領域D1から突出した凸部に相当する。
図8(a)乃至(d)に示したような変形例においても、開口部OPは、凸部を有する多角形状に形成されており、上記実施形態と同様の効果が得られる。なお、図8(a)乃至(d)において、開口部OPは、それぞれ同一の向きに形成されている。
図9は、第2電極EL2の第5乃至第8変形例を示す平面図である。
図9(e)において、すべての開口部OPは同一形状であり、各開口部OPは、2つのエッジE1と、4つのエッジE2と、2つのエッジE3と、を有している。例えば、開口部OPは、区切り線SL1及びSL2によって、領域E11乃至E13に分割される。図示した例では、領域E11乃至E13は、それぞれ四角形状に形成されている。ここで、領域E11のエッジE2aと、領域E12のエッジE3aとは、両者の交点において開口部内に交差角AN1を形成する。領域E11のエッジE2bと、領域E13のエッジE3aとは両者の交点において開口部内に交差角AN2を形成する。すなわち、図9(e)に示した例では、領域E12及びE13は、領域E11から突出した2つの凸部に相当する。
図9(f)において、すべての開口部OPは同一形状であり、各開口部OPは、4つのエッジE1と、2つのエッジE2と、2つのエッジE3と、を有している。例えば、開口部OPは、区切り線SL1及びSL2によって、領域F1乃至F3に分割される。図示した例では、領域F1は、四角形状に形成され、領域F2及びF3は、それぞれ三角形状に形成されている。ここで、領域F1のエッジE2aと、領域F2のエッジE1aとは、両者の交点において開口部内に交差角AN1を形成する。領域F1のエッジE2bと、領域F3のエッジE1bとは、両者の交点において開口部内に交差角AN2を形成する。すなわち、図9(f)に示した例では、領域F2及びF3は、領域F1から突出した2つの凸部に相当する。
図9(g)において、すべての開口部OPは同一形状であり、各開口部OPは、2つのエッジE1と、3つのエッジE2と、2つのエッジE3と、を有している。例えば、開口部OPは、区切り線SLによって、領域G1と領域G2とに分割される。図示した例では、領域G1及びG2は、それぞれ四角形状に形成されている。ここで、領域G1のエッジE2aと、領域G2のエッジE3aとは、両者の交点において開口部内に交差角ANを形成する。すなわち、図9(g)に示した例では、領域G2は、領域G1から突出した凸部に相当する。
図9(h)において、すべての開口部OPは同一形状であり、各開口部OPは、2つのエッジE1と、4つのエッジE2と、2つのエッジE3と、を有している。例えば、開口部OPは、区切り線SL1及びSL2によって、領域H1乃至H3に分割される。図示した例では、領域H1乃至H3は、それぞれ四角形状に形成されている。ここで、領域H1のエッジE3aと、領域H2のエッジE2aとは、両者の交点において開口部内に交差角AN1を形成する。領域H1のエッジE3bと、領域H3のエッジE2bとは、両者の交点において開口部内に交差角AN2を形成する。すなわち、図9(h)に示した例では、領域H2及びH3は、領域H1から突出した2つの凸部に相当する。
図9(e)乃至(h)に示したような変形例においても、開口部OPは、凸部を有する多角形状に形成されており、上記実施形態と同様の効果が得られる。なお、図9(e)乃至(h)において、開口部OPは、それぞれ同一の向きに形成されている。
図10は、第2電極の第9乃至第12変形例を示す平面図である。
図10(i)において、すべての開口部OPは同一形状であり、開口部OPは、4つのエッジE1と、4つのエッジE2と、を有している。例えば、開口部OP2は、区切り線SL1及びSL2によって、領域I1乃至I3に分割される。図示した例では、領域I1乃至I3は、それぞれ四角形状に形成されている。ここで、領域I1のエッジE2aと、領域I2のエッジE1aとは、両者の交点において開口部内に交差角AN1を形成する。領域I1のエッジE2bと、領域I3のエッジE1bとは、両者の交点において開口部内に交差角AN2を形成する。すなわち、図10(i)に示した例では、領域I2及びI3は、領域I1から突出した2つの凸部に相当する。
図10(j)において、すべての開口部OPは同一形状であり、開口部OPは、4つのエッジE1と、4つのエッジE2と、を有している。例えば、開口部OPは、区切り線SL1及びSL2によって、領域J1乃至J3に分割される。図示した例では、領域J1乃至J3は、それぞれ四角形状に形成されている。ここで、領域J1のエッジE1aと、領域J2のエッジE2aとは、両者の交点において開口部内に交差角AN1を形成する。領域J1のエッジE1bと、領域J3のエッジE2bとは、両者の交点において開口部内に交差角AN2を形成する。すなわち、図10(j)に示した例では、領域J2及びJ3は、領域J1から突出した2つの凸部に相当する。
図10(k)において、すべての開口部OPは同一形状であり、開口部OPは、4つのエッジE1と、4つのエッジE2と、を有している。例えば、開口部OPは、区切り線SL1及びSL2によって、領域K1乃至K3に分割される。図示した例では、領域K1乃至K3は、それぞれ四角形状に形成されている。ここで、領域K1のエッジE1aと、領域K2のエッジE1aとは、両者の交点において開口部内に交差角AN1を形成する。領域K1のエッジE1bと、領域K3のエッジE1bとは、両者の交点において開口部内に交差角AN2を形成する。すなわち、図10(k)に示した例では、領域K2及びK3は、領域K1から突出した2つの凸部に相当する。
図10(l)において、すべての開口部OPは同一形状であり、開口部OPは、6つのエッジE1と、6つのエッジE2と、を有している。例えば、開口部OPは、区切り線SL1及びSL2によって、領域L1乃至L3に分割される。図示した例では、領域L1乃至L3は、それぞれ四角形状に形成されている。ここで、領域L1のエッジE2aと、領域L2のエッジE1aとは、両者の交点において開口部内に交差角AN1を形成する。領域L1のエッジE2bと、領域L3のエッジE1bとは、両者の交点において開口部内に交差角AN2を形成する。すなわち、図10(l)に示した例では、領域L2及びL3は、領域L1から突出した2つの凸部に相当する。
図10(i)乃至(l)に示したような変形例においても、開口部OPは、凸部を有する多角形状に形成されており、上記実施形態と同様の効果が得られる。なお、図10(i)乃至(l)において、開口部OPは、それぞれ同一の向きに形成されている。
図11は、第2電極の第13乃至第14変形例を示す平面図である。
図11(m)において、すべての開口部OPは同一形状であり、開口部OPは、5つのエッジE1と、5つのエッジE2と、を有している。例えば、開口部OPは、区切り線SL1及びSL2によって、領域M1乃至M3に分割される。図示した例では、領域M1乃至M3は、それぞれ四角形状に形成されている。ここで、領域M1のエッジE1aと、領域M2のエッジE2aとは、両者の交点において開口部内に交差角AN1を形成する。領域M1のエッジE1bと、領域M3のエッジE2bとは、両者の交点において開口部内に交差角AN2を形成する。すなわち、図11(m)に示した例では、領域M2及びM3は、領域M1から突出した2つの凸部に相当する。
ここで、領域M2及びM3は、同一の向きに突出しており、図示した例では領域M1から方向DR2の正の向きに向かって突出している。領域M1のエッジE2cと、領域M2のエッジE2dとは、つながった一直線上に形成されている。また、領域M1のエッジE2eと、領域M3のエッジE2bとは、一直線上に形成されず、互いにずれた位置に形成されている。
図11(n)は、図11(m)に示した例と比較して、領域M1に対する領域M2及びM3の位置が相違している。また、図11(n)において、開口部OPは、図11(m)に示した開口部OPに比べて、1つのエッジE1と、1つのエッジE2と、を多く有している。
図11(n)においても、領域M2及びM3は、同一の向きに突出しており、領域M1から方向DR2の正の向きに向かって突出している。領域M1のエッジE2cと、領域M2のエッジE2dとは、一直線上に形成されず、互いにずれた位置に形成されている。また、領域M1のエッジE2eと、領域M3のエッジE2bとは、一直線上に形成されず、互いにずれた位置に形成されている。
図11(m)乃至(n)に示したような変形例においても、それぞれの開口部OPは、凸部を有する多角形状に形成されており、上記実施形態と同様の効果が得られる。なお、図11(m)乃至(n)において、開口部OPは、それぞれ同一の向きに形成されている。また、このとき、第1配向膜AL1の配向方向AD1は、方向DR2に沿った方向である。つまり、配向方向AD1は、領域M2及びM3が領域M1から突出する方向に平行である。
図12は、第2電極の第15乃至第16変形例を示す平面図である。
図12(o)において、すべての開口部OPは同一形状であり、開口部OPは、6つのエッジE1と、6つのエッジE2と、を有している。例えば、開口部OPは、区切り線SL1乃至SL3によって、領域O1乃至O4に分割される。図示した例では、領域O1乃至O4は、それぞれ四角形状に形成されている。ここで、領域O1のエッジE1aと、領域O2のエッジE2aとは、両者の交点において開口部内に交差角AN1を形成する。領域O1のエッジE1bと、領域O3のエッジE2bとは、両者の交点において開口部内に交差角AN2を形成する。領域O1のエッジE1bと、領域O4のエッジE2cとは、両者の交点において開口部内に交差角AN3を形成する。すなわち、図12(o)に示した例では、領域O2乃至O4は、領域O1から突出した3つの凸部に相当する。
ここで、領域O2乃至O4は、同一の向きに突出しており、領域O1から方向DR2の正の向きに向かって突出している。領域O1のエッジE2dと、領域O2のエッジE2eとは、つながった一直線上に形成されている。また、領域O1のエッジE2fと、領域O4のエッジE2gとは、つながった一直線上に形成されている。領域O3は、領域O2及びO4の間に配置されている。
図12(p)は、図12(o)に示した例と比較して、領域O1に対する領域O2乃至O4の位置が相違している。また、図12(p)において、開口部OPは、図12(o)に示した開口部OPに比べて、1つのエッジE1と、1つのエッジE2と、を多く有している。
図12(p)においても、領域O2乃至O4は、同一の向きに突出しており、領域O1から方向DR2の正の向きに向かって突出している。領域O1のエッジE2dと、領域O2のエッジE2eとは、つながった一直線上に形成されている。また、領域O1のエッジE2fと、領域O4のエッジE2gとは、一直線上に形成されず、互いにずれた位置に形成されている。
図12(o)乃至(p)に示したような変形例においても、それぞれの開口部OPは、凸部を有する多角形状に形成されており、上記実施形態と同様の効果が得られる。なお、図11(o)乃至(p)において、開口部OPは、それぞれ同一の向きに形成されている。また、このとき、第1配向膜AL1の配向方向AD1は、方向DR2に沿った方向である。つまり、配向方向AD1は、領域O2乃至O4が領域O1から突出する方向に平行である。
図13は、第2電極の第17乃至第19変形例を示す平面図である。
図13(q)及び(s)に示した第2電極EL2は、図4に示した第2電極EL2と比較して、開口部OPの向きが相違している。
図13(q)においては、開口部OP1、OP5、OP9、OP13は、同一の向きに形成されている。開口部OP2、OP6、OP10、OP14は、同一の向きに形成されている。開口部OP3、OP7、OP11、OP15は、同一の向きに形成されている。開口部OP4、OP8、OP12、OP16は、同一の向きに形成されている。開口部OP2は、開口部OP1を点Qを基準に180°回転した向きに配置されている。すなわち、開口部OP2は、開口部OP1の点対称な形状である。開口部OP3は、開口部OP1を線LQ1を基準に反転させた向きに配置されている。すなわち、開口部OP3は、開口部OP1の線対称な形状である。開口部OP4は、開口部OP1を線LQ2を基準に反転させた向きに配置されている。すなわち、開口部OP4は、開口部OP1の線対称な形状である。
図13(r)においては、開口部OP1、OP3、OP9、OP11は、同一の向きに形成されている。開口部OP2、OP4、OP10、OP12は、同一の向きに形成されている。開口部OP5、OP7、OP13、OP15は、同一の向きに形成されている。開口部OP6、OP8、OP14、OP16は、同一の向きに形成されている。
開口部OP2は、開口部OP1を線LR1を基準に反転させた向きに配置されている。すなわち、開口部OP2は開口部OP1に線対称な形状である。開口部OP5は、開口部OP1を線LR2を基準に反転させた向きに配置されている。すなわち、開口部OP5は開口部OP1に線対称な形状である。開口部OP6は、点Rを基準に180°回転した向きに配置されている。すなわち、開口部OP6は、開口部OP1に点対称な形状である。
図13(r)に示した例では、開口部は、4行4列に配置されている。それぞれの列において、2種類の形状の開口部が交互に繰り返して配置されている。また、それぞれの行において、2種類の形状の開口部が交互に繰り返して配置されている。
図13(s)の第2電極EL2は、図4に示した第2電極EL2と比較して、形成される開口部OP1乃至OP6の形状が相違している。開口部OP1乃至OP3、開口部OP4及びOP6はそれぞれ方向DR1に沿って隣接している。開口部OP1及びOP4、開口部OP2及びOP5、開口部OP3及びOP6は、この順に、方向DR2に沿って隣接している。
図13(s)において、すべての開口部OPは同一形状であり、開口部OPは、4つのエッジE1と、4つのエッジE2と、を有している。例えば、開口部OP2は、区切り線SL1及びSL2によって、領域S1乃至S3に分割される。図示した例では、領域S1乃至S3はそれぞれ四角形状に形成されている。ここで、領域S1のエッジE2aと、領域S2のエッジE1aとは、両者の交点において開口部内に交差角AN1を形成する。領域S1のエッジE2aと、領域S3のエッジE1bとは、両者の交点において開口部内に交差角AN2を形成する。すなわち、図13(s)に示した例では、領域S2及びS3は、領域S1から突出した2つの凸部に相当する。
開口部OP1乃至OP3は同じ向きに配置されている。開口部OP3乃至OP6は同じ向きに配置されている。開口部OP4は、開口部OP1を線LSを基準に反転させた向きに配置されている。すなわち、開口部OP4は開口部OP1の線対称な形状である。
なお、図8乃至図12に示した変形例においても、図13に示した変形例と同様に、それぞれの開口部が第1開口部に対して線対称もしくは点対称に形成されていても良い。つまり、それぞれの開口部が異なる向きに形成されていても良い。
なお、第2電極EL2の開口部の形状は上述した例に限らず、他の形状に構成されていてもよい。また、エッジE1乃至E3の長さは、適宜変更可能である。
図14は、本実施形態に係る液晶装置1の変形例を示す断面図である。
図14に示した液晶装置1は、図1に示した液晶装置1と比較して、第1基板SUB1が反射層RFを備えている点で相違している。
反射層RFは、第1絶縁基板10の上に備えられている。絶縁膜100は、反射層RFと第1電極EL1との間に位置している。すなわち、反射層RFは、第1電極EL1よりも下層に位置している。反射層RFは、アルミニウムや銀などの反射率が高い金属材料で形成される。
なお、図示したように反射層RFが液晶パネルPNLの内部に形成されていてもよいし、第1絶縁基板10の外部(液晶層LCと対向する側とは反対側)に別途、反射板が備えられていてもよい。
また、反射層RFを備える構成においては、第2絶縁基板30の外部に補助光源を備えていても良い。
このような変形例においても、上記したのと同様の効果が得られる。
図15は、本実施形態に係る液晶装置1を表示装置として適用した場合の実施例を示す平面図である。
表示パネルPNLは、第1基板SUB1と、第1基板SUB1に対向配置された第2基板SUB2と、第1基板SUB1と第2基板SUB2との間に保持された液晶層LCと、を備えている。第1基板SUB1と第2基板SUB2とは、これらの間に所定のセルギャップを形成した状態でシール材SEによって貼り合わせられている。液晶層LCは、第1基板SUB1と第2基板SUB2との間のセルギャップにおいてシール材SEによって囲まれた内側に保持されている。表示パネルPNLは、シール材SEによって囲まれた内側に、画像を表示するアクティブエリアACTを備えている。アクティブエリアACTは、例えば、略長方形状であり、マトリクス状に配置された複数の画素PXによって構成されている。
第1基板SUB1は、アクティブエリアACTにおいて、第1方向Xに沿って延出したゲート配線G、第1方向Xに交差する第2方向Yに沿って延出したソース配線S、各画素PXにおいてゲート配線G及びソース配線Sと電気的に接続されたスイッチング素子SW、各画素PXにおいてスイッチング素子SWと電気的に接続された画素電極PEなどを備えている。共通電極CEは、第1基板SUB1に備えられている。
駆動ICチップ2及びフレキシブル・プリンテッド・サーキット(FPC)基板3などの表示パネルPNLの駆動に必要な信号供給源は、アクティブエリアACTよりも外側の周辺エリアPRPに位置している。
図16は、図15に示した液晶装置1の構成を示す断面図である。
第1基板SUB1は、第1絶縁基板10の第2基板SUB2に対向する側に、スイッチング素子SW、共通電極CE、画素電極PE、第1絶縁膜11、第2絶縁膜12、第3絶縁膜13、第4絶縁膜14、第1配向膜AL1等を備えている。
スイッチング素子SWは、半導体層SC、ゲート電極WG、ソース電極WS及びドレイン電極WD等を有している。半導体層SCは、第1絶縁基板10の上に配置され、第1絶縁膜11によって覆われている。ゲート電極WGは、第1絶縁膜11の上に配置され、半導体層SCの直上に位置している。ゲート電極WGは、ゲート配線Gに電気的に接続され、第2絶縁膜12によって覆われている。ソース電極WS及びドレイン電極WDは、第2絶縁膜12の上に配置され、第3絶縁膜13によって覆われている。ソース電極WSは、ソース配線Sに電気的に接続されている。ソース電極WS及びドレイン電極WDは、それぞれ半導体層SCと電気的に接続されている。
共通電極CEは、第3絶縁膜13の上に配置されている。共通電極CEの上には、第4絶縁膜14が配置されている。
画素電極PEは、第4絶縁膜14の上に配置され、共通電極CEと対向している。画素電極PEは、第3絶縁膜13を貫通したコンタクトホールCH1及び第4絶縁膜14を貫通したコンタクトホールCH2を介してドレイン電極WDに電気的に接続されている。共通電極CE及び画素電極PEは、例えば、ITOやIZO等の透明な導電材料によって形成されている。画素電極PEは、第1配向膜AL1によって覆われている。
ここで、共通電極CEは本実施形態の第1電極に相当し、画素電極PEは第2電極に相当し、第4絶縁膜14は、層間絶縁膜ILに相当する。
第2基板SUB2は、第2絶縁基板30の第1基板SUB1に対向する側に、遮光層31、カラーフィルタ32、オーバーコート層33、第2配向膜AL2等を備えている。なお、第1絶縁基板10及び第2絶縁基板30は、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する基板である。
遮光層31は、各画素PXを区画し、開口部APを形成するものであって、ゲート配線Gやソース配線S、さらにはスイッチング素子SWなどの配線部に対向している。カラーフィルタ32は、開口部APに配置されている。このカラーフィルタ32は、互いに異なる複数の色、例えば赤色、青色、緑色といった3原色のカラーフィルタを含む。異なる色のカラーフィルタ32間の境界は、遮光層31と重なる位置にある。
オーバーコート層33は、カラーフィルタ32を覆っている。オーバーコート層33は、第2配向膜AL2によって覆われている。第1配向膜AL1及び第2配向膜AL2は、水平配向性を示す材料によって形成されている。
このような液晶装置DSPに本実施形態を適用した場合においても、上記したのと同様の効果が得られる。
上記実施形態の散乱型の液晶装置は、ディスプレイとして用いることが可能である。あるいは、全面を散乱状態にして液晶パネルの向こう側を不可視にするプライバシーフィルムのような用途にも応用可能である。また、全面を散乱状態にして、プロジェクターによって画像を投影するためのスクリーンとしても応用可能である。
以上説明したように、本実施形態によれば、高性能化が可能な横電界を用いた散乱型の液晶装置を提供することができる。
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
1…液晶装置、EL1…第2電極、EL2…第2電極、
SUB1…第1基板、SUB2…第2基板、LM…液晶分子、LC…液晶層、
OP1、OP2、OP3、OP4、OP5、OP6、OP7、OP8、OP9…開口部
T…凸部、E1、E2,E3…エッジ、
X…第1方向、Y…第2方向、RF…反射層。

Claims (9)

  1. 第1電極と、前記第1電極と対向する第2電極と、を備える第1基板と、
    前記第1基板と対向する第2基板と、
    前記第1基板及び前記第2基板の間に保持された液晶分子を含む液晶層と、を備え、
    前記第2電極は、前記第1電極よりも前記液晶層側に位置し、少なくとも一つの凸部を有する多角形状の第1開口部を有し、
    前記液晶層は、電圧無印加時に透明性を示し、電圧印加時に散乱性を示す液晶装置。
  2. 前記第1開口部は、電圧無印加時の前記液晶分子の初期配向方向に平行な第1エッジと、前記初期配向方向に垂直な第2エッジを含む請求項1に記載の液晶装置。
  3. 前記第2電極は、前記第1開口部の第1方向に隣接した第2開口部と、前記第1方向と交差する第2方向に隣接した第3開口部と、を有する請求項1に記載の液晶装置。
  4. 前記第1開口部、前記第2開口部、及び、前記第3開口部は、同一形状である請求項3に記載の液晶装置。
  5. 前記第1開口部、前記第2開口部、及び、前記第3開口部は、同一の向きである請求項4に記載の液晶装置。
  6. 前記第2開口部の形状は、前記第1開口部の形状に線対称又は点対称な形状である、請求項4に記載の液晶装置。
  7. 前記第1電極及び前記第2電極は、透明導電層である請求項1に記載の液晶装置。
  8. さらに、前記第1基板は、反射層を備える請求項7に記載の液晶装置。
  9. 前記第1電極が反射層であり、前記第2電極が透明導電層である請求項1に記載の液晶装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4651791B2 (ja) * 2000-08-29 2011-03-16 Nec液晶テクノロジー株式会社 反射型液晶表示装置、その製造方法、及びその駆動方法
JP3917417B2 (ja) * 2001-12-11 2007-05-23 シャープ株式会社 反射型液晶表示装置
TWI266939B (en) * 2003-09-29 2006-11-21 Sharp Kk Liquid crystal display apparatus
JP3858882B2 (ja) * 2003-10-21 2006-12-20 セイコーエプソン株式会社 液晶表示装置および電子機器
KR100603829B1 (ko) 2003-12-12 2006-07-24 엘지.필립스 엘시디 주식회사 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치
CN100576035C (zh) * 2004-05-21 2009-12-30 三洋电机株式会社 半穿透型液晶显示装置及彩色液晶显示装置
US7573551B2 (en) * 2004-05-21 2009-08-11 Sanyo Electric Co., Ltd. Transflective liquid crystal display device and color liquid crystal display device
JP5079409B2 (ja) * 2007-07-03 2012-11-21 株式会社ジャパンディスプレイウェスト 液晶表示装置及びその製造方法
JP5403459B2 (ja) * 2007-08-17 2014-01-29 Nltテクノロジー株式会社 液晶パネル及び液晶表示装置
CN101452160A (zh) * 2007-12-05 2009-06-10 群康科技(深圳)有限公司 半穿透半反射式液晶显示装置
EP2077466A1 (en) 2008-01-07 2009-07-08 TPO Displays Corp. Electrode structure for an LCD device
JP5306664B2 (ja) 2008-01-31 2013-10-02 株式会社ジャパンディスプレイウェスト 液晶装置
EP2241933A4 (en) * 2008-02-15 2011-11-16 Sharp Kk LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE
CN103119508A (zh) * 2010-10-05 2013-05-22 夏普株式会社 显示面板和具备该显示面板的显示装置
JP5647875B2 (ja) 2010-11-29 2015-01-07 スタンレー電気株式会社 液晶素子、液晶表示装置
US9746706B2 (en) * 2012-10-26 2017-08-29 Japan Display Inc. Display device and electronic apparatus
JP5980097B2 (ja) * 2012-11-07 2016-08-31 株式会社ジャパンディスプレイ 画像表示装置および液晶レンズ
KR101408690B1 (ko) * 2013-01-25 2014-06-17 동아대학교 산학협력단 투명 액정표시장치

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