説明

液晶表示装置

【課題】フロントウインドウを液晶パネルに接着した後に液晶パネルの周辺部に色ムラが発生することを抑制する。
【解決手段】液晶表示装置は、走査信号線、データ信号線、及び画素電極をそれぞれ含む複数のTFTパターンを形成したTFT基板と、TFT基板と対向して配置されるカラーフィルタ基板と、カラーフィルタ基板においてTFT基板と対向する面に形成された、複数の柱状スペーサと、を備え、複数のTFTパターンのうち少なくとも一部は、走査信号線の上又は画素電極の下に形成され、複数の柱状スペーサの1つを直接又は間接的に支持する台座を備え、TFT基板の中央部分に形成されたTFTパターンに備えられる台座が柱状スペーサを支持する面積が、TFT基板の中央部分よりも外側に形成されたTFTパターンに備えられる台座が柱状スペーサを支持する面積よりも大きい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
液晶パネルにおいては、TFT基板とカラーフィルタ基板とをシール材を挟んで配置し、TFT基板、カラーフィルタ基板及びシール剤で囲まれる空間に液晶を封入して液晶層を構成している。ここで、下記の特許文献1に記載されているように、液晶層の厚みを精度良く制御するために、カラーフィルタ基板に柱状スペーサを設けることが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2002−350861号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
液晶パネルとフロントウインドウとをハイブリッド(UV樹脂による接着)すると、液晶パネルの周辺部分よりも中央部分に対してより強い応力がかかるため、ハイブリッド前には図11(A)に示されるようにTFT基板220とカラーフィルタ基板230との間隔を面内で均一化していたとしても、ハイブリッド後には図11(B)に示されるように両基板の中央部分での間隔が外側部分での間隔よりも狭くなってしまうことがある。このように、ハイブリッド後に液晶パネルに歪みが生じることで、液晶パネルの周辺部に黄色のムラが発生する現象、所謂イエローボーダが発生することがあった。
【0005】
本発明は上記の課題に鑑みて為されたものであって、その目的は、フロントウインドウを液晶パネルに接着した後に液晶パネルの周辺部に色ムラが発生することを抑制できる液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
(1)本発明に係る液晶表示装置は、走査信号線、データ信号線、及び画素電極をそれぞれ含む複数のTFTパターンを形成したTFT基板と、前記TFT基板と対向して配置されるカラーフィルタ基板と、前記カラーフィルタ基板において前記TFT基板と対向する面に形成された、複数の柱状スペーサと、を備える液晶表示装置であって、前記複数のTFTパターンのうち少なくとも一部は、走査信号線の上又は画素電極の下に形成され、前記複数の柱状スペーサの1つを直接又は間接的に支持する台座を備え、前記TFT基板の中央部分に形成されたTFTパターンに備えられる台座が前記柱状スペーサを支持する面積が、前記TFT基板の中央部分よりも外側に形成されたTFTパターンに備えられる台座が前記柱状スペーサを支持する面積よりも大きいことを特徴とする。
【0007】
(2)(1)に記載の液晶表示装置において、前記TFT基板に形成されたTFTパターンに備えられる台座が前記柱状スペーサを支持する面積を、前記TFT基板の中央部分から外側に向かって小さくなるようにしてもよい。
【0008】
(3)(2)に記載の液晶表示装置において、前記TFT基板の中央部分に形成されたTFTパターンに備えられる台座は、前記柱状スペーサの端面の全てを支持し、前記TFT基板の前記中央部分と周辺部分との間に形成されたTFTパターンに備えられる台座は、前記柱状スペーサの端面の一部を支持し、前記TFT基板の前記周辺部分に形成されたTFTパターンには前記台座を設けないこととしてもよい。
【0009】
(4)(1)に記載の液晶表示装置において、前記台座を走査信号線の上に形成する場合には、当該台座を画素電極と同一の材料で同一の層に形成し、前記台座を画素電極の下に形成する場合には、当該台座を走査信号線と同一の材料で同一の層に形成することとしてもよい。
【0010】
(5)(1)に記載の液晶表示装置において、前記複数のTFTパターンにそれぞれ備えられる台座の高さを同一としたこととしてもよい。
【0011】
(6)(1)に記載の液晶表示装置において、前記複数の柱状スペーサはそれぞれ同一の形状であり、前記複数の柱状スペーサをそれぞれ前記カラーフィルタ基板において予め定められた間隔で配置したこととしてもよい。
【発明の効果】
【0012】
本発明の一態様によれば、液晶パネルの中央部分において周辺部分よりも柱状スペーサによる抗力が強くなるようにしたことで、フロントウインドウを液晶パネルに接着した後に液晶パネルの周辺部に色ムラが発生することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の概略図である。
【図2】液晶パネルの構成図である。
【図3】TFTパターンの基本構成を示す図である。
【図4】TFT基板に設定した複数の領域の関係を示した図である。
【図5A】領域Aに形成されるTFTパターンの構成を示す図である。
【図5B】領域Bに形成されるTFTパターンの構成を示す図である。
【図6A】領域Aにおける柱状スペーサと台座との関係を説明する図である。
【図6B】領域Bにおける柱状スペーサと台座との関係を説明する図である。
【図6C】領域Cにおける柱状スペーサと台座との関係を説明する図である。
【図7】ハイブリッド前後におけるTFT基板とカラーフィルタ基板との距離の関係を示す図である。
【図8A】領域Aに形成されるTFTパターンの構成を示す図である。
【図8B】領域Bに形成されるTFTパターンの構成を示す図である。
【図9A】領域Aにおける柱状スペーサと台座との関係を説明する図である。
【図9B】領域Bにおける柱状スペーサと台座との関係を説明する図である。
【図9C】領域Cにおける柱状スペーサと台座との関係を説明する図である。
【図10】液晶パネルの断面における位置と、台座と柱状スペーサとの接触面積との関係の一例を示す図である。
【図11】従来技術によるハイブリッド前後におけるTFT基板とカラーフィルタ基板との距離の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施の形態(以下、実施形態)について、図面を参照して説明する。
【0015】
図1には、本発明の一実施形態に係る液晶表示装置100が概略的に示されている。図1に示されるように、液晶表示装置100は、上フレーム110及び下フレーム120に挟まれるように固定された液晶パネル200及び不図示のバックライト装置等から構成されている。
【0016】
図2には、図1の液晶パネル200の構成が示されている。液晶パネル200は、TFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)基板220とカラーフィルタ基板230の2枚の基板を有し、これらの基板の間には液晶組成物が封止されている。TFT基板220は、走査信号線211に対して、順に所定の電圧を印加する走査信号線駆動回路210と、走査信号線駆動回路210を制御すると共に、画素領域202において走査信号線211に垂直に交差するように延びる複数のデータ信号線261に対して画素の階調値に対応する電圧を印加する駆動回路260とを有している。
【0017】
TFT基板220は、一本の走査信号線211と一本のデータ信号線261との組ごとに対応するTFTパターン300が形成される。なお、図2では説明の簡便のため、TFTパターン300を1つだけ示している。
【0018】
図3には、TFTパターン300の基本構成を示している。図3に示されるように、TFTパターン300には、アモルファス・シリコン(a−Si)により構成される半導体領域302、走査信号線として機能するゲート線211(GAL)、データ信号線として機能するドレイン線261(DCR)、及び画素電極として機能するソース電極304(DCR)が含まれる。さらに、本実施形態においては、TFT基板220に形成されたTFTパターン300のうち少なくとも一部のTFTパターン300には走査信号線(ゲート線211)の上、又は画素電極(ソース電極304)の下に、対向するカラーフィルタ基板230に設けられた柱状スペーサを支持する台座を形成することとする。以下、TFT基板220における位置に応じたTFTパターン300に設けられる台座の構成例について説明する。
【0019】
図4には、TFT基板220に設定した複数の領域の関係を示した。図4に示される例においては、TFT基板220には、領域A、領域B、領域Cの3つの領域を設け、領域AはTFT基板220の中心を含む中央部分に設定した領域、領域Bは領域Aと周辺部の領域Cとの間の領域、領域CはTFT基板220の画素領域202における周辺部に設定した領域となっている。本実施形態では、TFT基板220の画素領域202を3つの領域に分けた例を説明しているが、中央部分から周辺部分までの領域を3以外の複数の領域に分けることとしても構わない。
【0020】
[第1の実施例]
以下、台座を走査信号線の上に形成する例(第1の実施例)について説明する。
【0021】
図5Aには、第1の実施例においてTFT基板220の領域Aに形成されるTFTパターン300Aの構成を示した。図5Aに示されるTFTパターン300Aには、カラーフィルタ基板230に設けられた柱状スペーサを受ける台座500Aが走査信号線であるゲート線211上に形成される。なお、例えば、台座500Aの上面が柱状スペーサの端面600(接触面)を100%カバーする大きさとなるように、台座500Aを形成することとしてよい。台座500Aは、画素電極であるソース電極304を形成する工程において、ソース電極304と同じ材料によりソース電極304と同じ層に形成することとしてよい。
【0022】
図5Bには、第1の実施例においてTFT基板220の領域Bに形成されるTFTパターン300Bの構成を示した。図5Bに示されるTFTパターン300Bには、カラーフィルタ基板230に設けられた柱状スペーサを受ける台座500Bが走査信号線であるゲート線211上に形成される。なお、台座500Bの上面の面積は台座500Aの上面の面積よりも小さく、例えば、台座500Bの上面が柱状スペーサの端面600(接触面)を50%カバーする大きさとなるように、台座500Bを形成することとしてよい。台座500Bは、画素電極であるソース電極304を形成する工程において、ソース電極304と同じ材料によりソース電極304と同じ層に形成することとしてよい。
【0023】
TFT基板220の領域Cには、図3に示したTFTパターン300を形成することとしてよい。もちろん、領域Cに形成されるTFTパターン300のゲート線211上にも台座を形成することとしても構わない。この場合に形成される台座の上面の面積は、台座500Bの上面の面積よりも小さくなるようにする。
【0024】
カラーフィルタ基板230は、着色層(RGB膜)、透明導電膜を形成した後に、スペーサ材を塗布し所定の工程により柱状スペーサを形成することとしてよい。この際、カラーフィルタ基板230に形成される柱状スペーサの形状(高さや幅)は同一としてよく、そのカラーフィルタ基板230の面内における分布も均一としてよい。
【0025】
図6A〜Cには、第1の実施例に係るTFT基板220とカラーフィルタ基板230とを貼り合わせた場合の、TFT基板220とカラーフィルタ基板230の距離を説明する図を示した。図6Aは、領域AのTFTパターン300Aと対向する柱状スペーサとの接触状態、図6Bは領域BのTFTパターン300Aと対向する柱状スペーサとの接触状態、図6Cは領域CのTFTパターン300と対向する柱状スペーサとの接触状態を示している。
【0026】
図6Aに示されるように、領域Aにおける柱状スペーサ601は、接触面の全面が対向する台座500Aにより支持されるため、柱状スペーサ601による抗力が領域B及びCのTFTパターン300と接触する柱状スペーサ601よりも強く働き、また、図6Bに示されるように、領域Bの柱状スペーサ601は、接触面の一部が対向する台座500Bにより支持されるため、柱状スペーサ601による抗力が領域Aよりも弱いが領域Cよりも強く働く。このため、TFT基板220とカラーフィルタ基板230とを貼り合わせて液晶を封入した液晶パネル200においては、TFT基板220の領域A〜Cにおいて両基板間の距離には差異が生じ、その関係は、領域Aにおける両基板の距離をd、領域Bにおける両基板の距離をd、領域Cにおける両基板の距離をdとすると、ハイブリッド前では、図7(A)に示したように、d>d>dとなる。
【0027】
これに対し、液晶パネル200と、上フレーム110(フロントウインドウ)とをハイブリッド(UV樹脂による接着)すると、液晶パネル200の外側部分よりも中央部分に対してより強い応力がかかるため、図7(B)に示されるように、ハイブリッド前にはTFT基板220とカラーフィルタ基板230との間隔が中央部分で大きく周辺部分で小さくなっていたのが(図7(A)参照)、ハイブリッド後には両基板の間隔が全体で均一化することとなる。
【0028】
以上説明した第1の実施例に係る液晶パネル200によれば、TFT基板220のうち中央部分から外側に向けてゲート線211上に設けた台座が柱状スペーサ601を支持する面積が小さくなるように構成したことにより、液晶パネル200とフロントウインドウとのハイブリッド前には、TFT基板220とカラーフィルタ基板230との距離を中心から外側に行くにつれて狭くすることができる。これにより、液晶パネル200とフロントウインドウとのハイブリッド後には、TFT基板220とカラーフィルタ基板230との距離が全面において均一化し、液晶パネル200の周辺部分において色ムラが発生することを防止できる。また、ゲート線211上に設ける台座の表面積の面内分布を変えるようにしたことにより、柱状スペーサ601の形状や面内分布は均一としたまま、ハイブリッド前においてTFT基板220とカラーフィルタ基板230との距離を中心から外側に行くにつれて狭くすることが可能となる。
【0029】
[第2の実施例]
次に、台座を画素電極の下に形成する例(第2の実施例)について説明する。
【0030】
図8Aには、第2の実施例においてTFT基板220の領域Aに形成されるTFTパターン300aの構成を示した。図8Aに示されるTFTパターン300aには、カラーフィルタ基板230に設けられた柱状スペーサ601を受ける台座500aが、画素電極であるソース電極304の下(ソース電極304とその下の絶縁膜との間)に形成される。なお、例えば、台座500aの上面が柱状スペーサの端面600(接触面)を100%カバーする大きさとなるように、台座500aを形成することとしてよい。台座500aは、走査信号線であるゲート線211を形成する工程において、ゲート線211と同じ材料でゲート線211と同じ層に形成することとしてよい。
【0031】
図8Bには、第2の実施例においてTFT基板220の領域Bに形成されるTFTパターン300bの構成を示した。図8Bに示されるTFTパターン300bには、カラーフィルタ基板230に設けられた柱状スペーサを受ける台座500bが、画素電極であるソース電極304の下(ソース電極304とその下の絶縁膜との間)に形成される。台座500bの上面の面積は台座500bの上面の面積よりも小さく、例えば、台座500bの上面が柱状スペーサの端面600(接触面)を50%カバーする大きさとなるように、台座500bを形成することとしてよい。台座500bは、走査信号線であるゲート線211を形成する工程において、ゲート線211と同じ材料でゲート線211と同じ層に形成することとしてよい。
【0032】
第2の実施例においても、TFT基板220の領域Cには、図3に示したTFTパターン300を形成することとしてよい。もちろん、領域Cに形成されるTFTパターン300のゲート線211上にも台座を形成することとしても構わない。この場合に形成される台座の上面の面積は、台座500bの上面の面積よりも小さくなるようにする。
【0033】
なお、第2の実施例においても第1の実施例と同様に、カラーフィルタ基板230は、着色層(RGB膜)、透明導電膜を形成した後に、スペーサ材を塗布し所定の工程により柱状スペーサを形成することとしてよい。この際、カラーフィルタ基板230に形成される柱状スペーサの形状(高さや幅)は同一としてよく、そのカラーフィルタ基板230の面内における分布も均一としてよい。
【0034】
図9A〜Cには、第2の実施例に係るTFT基板220とカラーフィルタ基板230とを貼り合わせた場合の、TFT基板220とカラーフィルタ基板230との距離を説明する図を示した。図9Aは、領域AのTFTパターン300aと対向する柱状スペーサ601との接触状態、図9Bは領域BのTFTパターン300bと対向する柱状スペーサ601との接触状態、図9Cは領域CのTFTパターン300と対向する柱状スペーサ601との接触状態を示している。
【0035】
図9Aに示されるように、領域Aの柱状スペーサ601は、接触面の全面が対向する台座500aにより隆起した画素電極304により支持されるため、柱状スペーサ601による抗力が領域B及びCのTFTパターン300と接触する柱状スペーサ601よりも強く働き、また、図9Bに示されるように、領域Bの柱状スペーサ601は、接触面の一部が対向する台座500bにより隆起した画素電極304により支持されるため、柱状スペーサ601による抗力が領域Aよりも弱いが領域Cよりも強く働く。このため、TFT基板220とカラーフィルタ基板230とを貼り合わせて液晶を封入した液晶パネル200においては、TFT基板220の領域A〜Cにおいて両基板間の距離には差異が生じ、その関係は、領域Aにおける両基板の距離をd、領域Bにおける両基板の距離をd、領域Cにおける両基板の距離をdとすると、ハイブリッド前では、図7(A)に示したように、d>d>dとなる。
【0036】
これに対し、液晶パネル200と、上フレーム110(フロントウインドウ)とをハイブリッド(UV樹脂による接着)すると、液晶パネル200の外側部分よりも中央部分に対してより強い応力がかかるため、図7(B)に示されるように、ハイブリッド前にはTFT基板220とカラーフィルタ基板230との間隔が中央部分で大きく周辺部分で小さくなっていたのが(図7(A)参照)、ハイブリッド後には両基板の間隔が全体で均一化することとなる。
【0037】
以上説明した第2の実施例に係る液晶パネル200によれば、TFT基板220のうち中央部分から外側に向けて画素電極の下に設けた台座が画素電極を介して柱状スペーサ601を支持する面積が小さくなるように構成したことにより、液晶パネル200とフロントウインドウとのハイブリッド前には、TFT基板220とカラーフィルタ基板230との距離を中心から外側に行くにつれて狭くすることができる。これにより、液晶パネル200とフロントウインドウとのハイブリッド後には、TFT基板220とカラーフィルタ基板230との距離が全面において均一化し、液晶パネル200の周辺部分において色ムラが発生することを防止できる。また、画素電極の下に設ける台座の表面積の面内分布を変えるようにしたことにより、柱状スペーサ601の形状や面内分布は均一としたまま、ハイブリッド前においてTFT基板220とカラーフィルタ基板230との距離を中心から外側に行くにつれて狭くすることが可能となる。
【0038】
図10(A)〜(C)には、液晶パネル200の断面における位置と、台座による柱状スペーサの端面600のカバー率との関係の一例を示した。
【0039】
図10(A)に示したのは、上述した第1及び第2の実施例における例である。図10(A)に示されるように、中央部分の領域A、中間部分の領域B、周辺部分の領域Cと分けて、領域A、領域B、領域Cの順に台座と柱状スペーサ601との接触面積を小さくしている。なお、上述した第1及び第2の実施例においては領域Cにおいて台座を設けないこととしたが、領域Cにおいても台座を設けることとしても構わない。
【0040】
もちろん、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、図10(B)に示したように、TFT基板220の中央部分から周辺部分までを中央部分の領域A、それよりも外側の領域Bの2つに分け、領域A、領域Bの順に台座と柱状スペーサ601との接触面積を小さくすることとしてもよい。また、図10(C)に示したように、TFT基板220の中央部分から周辺部分までを中央部分の領域A、領域Aの外側の領域B、領域Bの外側の領域C、最外部の領域Dと分けて、領域A、領域B、領域C、領域Dの順に台座と柱状スペーサ601との接触面積を小さくすることとしてもよい。もちろん、領域の数は上述した例に限定されるものではなく他の領域数を採用しても構わない。
【0041】
また、上記の実施形態では、台座の形状を直方体としたが、錐台等の他の形状を採用してもよいのはもちろんである。
【0042】
液晶パネル200とフロントウインドウとの接着部分の全面にUV樹脂を塗布して接着させる場合に、イエローボーダが発生し易くなるため、そうした場合に本発明を適用することでイエローボーダの発生を抑える効果がより顕著となる。
【0043】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例え
ば、実施形態で説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は
同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。
【符号の説明】
【0044】
100 液晶表示装置、110 上フレーム、120 下フレーム、200 液晶パネル、202 画素領域、210 走査信号線駆動回路、211 走査信号線(ゲート線)、220 TFT基板、230 カラーフィルタ基板、260 駆動回路、261 データ信号線(ドレイン線)、300,300a,300b,300A,300B TFTパターン、304 ソース電極、A,B,C 領域、500A,500B,500a,500b 台座、600 端面、601 柱状スペーサ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
走査信号線、データ信号線、及び画素電極をそれぞれ含む複数のTFTパターンを形成したTFT基板と、
前記TFT基板と対向して配置されるカラーフィルタ基板と、
前記カラーフィルタ基板において前記TFT基板と対向する面に形成された、複数の柱状スペーサと、を備える液晶表示装置であって、
前記複数のTFTパターンのうち少なくとも一部は、
走査信号線の上又は画素電極の下に形成され、前記複数の柱状スペーサの1つを直接又は間接的に支持する台座を備え、
前記TFT基板の中央部分に形成されたTFTパターンに備えられる台座が前記柱状スペーサを支持する面積が、前記TFT基板の中央部分よりも外側に形成されたTFTパターンに備えられる台座が前記柱状スペーサを支持する面積よりも大きい
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項2】
前記TFT基板に形成されたTFTパターンに備えられる台座が前記柱状スペーサを支持する面積を、前記TFT基板の中央部分から外側に向かって小さくなるようにした
ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
【請求項3】
前記TFT基板の中央部分に形成されたTFTパターンに備えられる台座は、前記柱状スペーサの端面の全てを支持し、
前記TFT基板の前記中央部分と周辺部分との間に形成されたTFTパターンに備えられる台座は、前記柱状スペーサの端面の一部を支持し、
前記TFT基板の前記周辺部分に形成されたTFTパターンには前記台座を設けない
ことを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
【請求項4】
前記台座を走査信号線の上に形成する場合には、当該台座を画素電極と同一の材料で同一の層に形成し、
前記台座を画素電極の下に形成する場合には、当該台座を走査信号線と同一の材料で同一の層に形成する
ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
【請求項5】
前記複数のTFTパターンにそれぞれ備えられる台座の高さを同一とした
ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
【請求項6】
前記複数の柱状スペーサはそれぞれ同一の形状であり、
前記複数の柱状スペーサをそれぞれ前記カラーフィルタ基板において予め定められた間隔で配置した
ことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5A】
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【図5B】
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【図6A】
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【図6B】
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【図6C】
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【図7】
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【図8A】
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【図8B】
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【図9A】
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【図9B】
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【図9C】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2013−109124(P2013−109124A)
【公開日】平成25年6月6日(2013.6.6)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−253597(P2011−253597)
【出願日】平成23年11月21日(2011.11.21)
【出願人】(502356528)株式会社ジャパンディスプレイイースト (2,552)
【Fターム(参考)】