JPH0830794B2 - マトリクス型液晶表示装置 - Google Patents

マトリクス型液晶表示装置

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JPH0830794B2
JPH0830794B2 JP61145236A JP14523686A JPH0830794B2 JP H0830794 B2 JPH0830794 B2 JP H0830794B2 JP 61145236 A JP61145236 A JP 61145236A JP 14523686 A JP14523686 A JP 14523686A JP H0830794 B2 JPH0830794 B2 JP H0830794B2
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清弘 川崎
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、複数種類の着色層(R、G、B)と透明電
極を有する一方の透明性絶縁基板と、信号線と走査線の
交点付近に絵素電極を有するもう一方の透光性絶縁基板
との間に液晶を充填してなるマトリクス型の液晶表示装
置に関するものである。
従来の技術 従来の液晶画像表示装置は第2図a,bに示すように、
一主面上に透明導電膜2を被着された一方の透光性絶縁
基板、例えばガラス板1と、透明性導電膜よりなる絵素
電極4を2次元のマトリクスに配置したもう一方のガラ
ス板3とを適当な大きさのスペーサを介して対向させ、
適当な樹脂による封止(シール材5)によって閉空間を
形成し、この閉空間に液晶6を充填することによって構
成される。厳密に言うと、液晶6と2枚のガラス板1、
3の境界には通常ポリイミド系樹脂の薄膜が存在し、液
晶分子を配向させる機能が必要であるが、簡便のため詳
細は省略する。
第2図bは第2図aのA−A′線上の断面図で、液晶
6にTN型のものを使用する場合には、さらに2枚の偏光
板7でサンドイッチすることにより初めて光学的機能素
子として動作する。いずれかの側より入射した光源光8
は偏光板7で直線偏光され、さらに液晶6中でリタデー
ション(光学的変位)を受け、再び偏光板で位相の合っ
た量だけが透過光8′として観測者の目に届く。リタデ
ーションは液晶6に印加される電圧を変化させることに
よって可能である。即ち、透明電極2と絵素電極4との
相対的な電位差を制御することによって中間調表示が可
能となる。絵素電極4の電位を調整するためには、薄膜
トランジスタやMIMなどのスイッチング素子を組み込ん
だ、いわゆるアクティブマトリクス型の液晶画像表示装
置が最近は注目されている。これは単純マトリクス型の
液晶セルに比べて液晶に印加される電圧の実効値が増加
して明るく、コントラスト比の高い画像が得られるから
である。なお、第2図bではこのようなスイッチング素
子や走査線および信号線などの電極も省略されている。
液晶画像表示装置をカラー化するには一方のガラス板
に染料などで着色された例えばゼラチンなどの着色層を
被着しておくとよい。あるいは顔料を含んだ感光性樹脂
薄膜であってもよい。アクティブマトリクス型では、通
常着色層を有するガラス板1をカラーフィルタと呼び、
スイッチング素子を有するガラス板3を(TFT)アレイ
と呼んで区別している。液晶6にかかる電圧を有効に利
用するには着色層上に透明電極2を配置する方が望まし
く、また着色層と隣合った着色層との間隙は光を通さな
い薄膜で埋めてブラック層10とすると不要な透過光や反
射光を抑制できてコントラスト比の向上が得られる。こ
の着色層とブラック層10により有効着色層9が設けられ
ており、即ち、この有効着色層9とは、先述したように
Cr薄膜層よりなるブラック層で実効的に開口率が低下さ
せられた着色層である。また、着色層の形成は一括露光
技術で作製したり、印刷技術を用いて作製される。ブラ
ック層10の形成方法についてはクロムなどの金属薄膜を
用いたり、黒の着色層としたりあるいは、R、G、Bな
どの重ね合せなどを利用したり、多種多様である。
発明が解決しようとする問題点 上述したようなマトリクス型画像表示装置では、カラ
ーフィルタ1、アレイ3とも選択的パターン形成が多数
回必要で、当然のようにホトマスクとアライナは不可欠
の製造機械である。アライナとしては半導体業界で使用
される場合には、高い解像力が要求されるが、露光エリ
アはSi基板の大きさがあれば十分で精々8インチ程度し
か対応できず、またこれ以上の露光エリアを有するノン
コンタクト方式の一括露光の光学系は製作が難しい。ス
テッパは更に高い解像力を有するものの、露光エリアは
1cm2以下で対象とはなり得ない。一方、電子部品業界で
使用されるアライナは40cm角の露光エリアを有するもの
の、解像力は10〜15μmと低く、しかも露光方式が主と
してソフトコンタクトである。
TFTを内蔵したアレイにおいては、使用する半導体材
料、例えばポリシリコンやアモルファスシリコンの諸特
性が単結晶シリコンと比べると劣悪で、良好な特性を有
するTFTを実現するためには10μm以下、望ましくは5
μm以下の解像力が必要である。しかもTFTアレイが数1
0cm2以上の大面積デバイスであるため、工業的量産ペー
スで考えると、ノンコンタクト方式は不可欠である。
5μmの解像力と40cm角の露光エリアを有するアライ
ナは現時点では存在しないが、昭和62年にはこの性能を
満たすアライナが発売予定となっている。このアライナ
10〜15cm角の領域を一括露光するレンズまたはミラー投
影の光学系と試料ステージが10〜15cmのオーダーで、ス
テップする大型ステッパである。このような大型ステッ
パでは送り精度が必ず存在し、例えホストマスク上で位
置精度が保証されても、第3図に示すように合わせ誤差
11は避けられない。
第3図は、絵素電極4を4分割のホストマスク、また
は対称性を生かして2枚程度のホトマスクを用いて4回
の露光で形成したときに得られる絵素電極4のパターン
を示す。絵素電極4の相対的な位置関係は、例えばホト
マスクをEB(電子ビーム)描画で製作すれば、同一焼寸
パターンA,B,C,D内では1μm以下とすることは容易で
ある。しかしながら、A−B,A−Cなどの異なった焼付
パターン間では上述したように2μm程度の合わせずれ
11は避けられない。これは30〜40cm角の試料ステージを
短時間のうちにステップ送りせねばならないからであ
る。
したがって大型ステッパを用いてマトリクス型画像表
示装置を製作すると、提供される画像には長い接ぎ目12
が目視でははっきりと認識できるという重大な欠陥があ
ることが分かる。
本発明はかかる点に鑑み、接ぎ目のない画像を表示す
る大型のマトリクス型液晶表示装置を提供することを目
的とする。
問題点を解決するための手段 本発明は、複数種類(R、G、B)の着色層と隣り合
う前記着色層の間を埋めるブラック層とを備えた有効着
色層及び透明電極を有する一方の透光性絶縁基板と、少
なくとも信号線と走査線の交点付近に絵素電極を有する
もう一方の透光性絶縁基板との間に液晶を充填してなる
液晶表示装置において、前記複数種類を有する着色層は
各色毎に一括で形成されるとともに、前記絵素電極は分
割露光によって形成され、かつ前記有効着色層の大きさ
は前記絵素電極より絵素電極形成時の分割露光で発生す
る合せ精度分以上小さくしたものである。
作用 本発明は前記した構成により、カラーフィルタ間を埋
めるブラック層アレイ側の絵素電極の配列の乱れ(接ぎ
目)を吸入するので、接ぎ目の見えない画像が得られ
る。
実施例 第1図は本発明の実施例におけるマトリクス型液晶表
示装置の絵素電極4とカラーフィルタの有効着色層9と
の重なりを示す部分拡大の平面図である。先述したよう
に、絵素電極4は接ぎ目12を境としてステップ送りの精
度分11だけずれてアレイに形成される。ところがカラー
フィルタの複数種類の着色層R、G、Bは各色毎で一括
露光によって一括で形成されるので着色層間の相対的な
ずれは存在しない。そこで第1図に示したように有効着
色層9を絵素電極4よりもχ(13)だけ小さく設定し、
しかもステップ送りの精度11よりもχの方が大きけれ
ば、実効的な開口はカラーフィルタの有効着色層9によ
って決まるので、接ぎ目12は解消される。
第1図では、話を簡便するため、接ぎ目12を境として
左側ではカラーフィルタとアレイとの合わせ精度は0で
あると仮定した位置関係で示している。厳密に言えば、
設定値χはステップ送りの精度11とカラーフィルタとア
レイの組立合わせ精度との和より大きくなければならな
い。
なお、カラーフィルタがなぜ30〜40cm角の大きさで現
用のアライナで製作可能かその理由を述べると、1)着
色層パターンが50〜300μmと配線路やTFTよりはるかに
大きい、2)着色層パターンは信号線や走査線と異なっ
て長さが短くしかも独立しており、着色層パターンの欠
けやショートは点欠陥としかなりえない、などアレイに
比べるとはるかに製作が容易であり、従ってソフトコン
タクト方式などのアライナでも高い歩留まりが得られる
からである。
発明の効果 以上述べたように本発明によれば、マトリクス型液晶
表示装置においてアクティブ化による高性能を維持しつ
つ接ぎ目のない画像を得ることができるため、分割露光
により作製されるマトリクス基板及び1つの基板を分割
して多数個を得るマトリクス基板を精度良く作ることが
でき、また、数%の明るさの低下を補って余りある効果
が得られ、その実用的価値は高い。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における実施例のマトリクス型液晶表示
装置のカラーフィルタとアレイとの合わせ状態を示す部
分拡大の平面配置図、第2図はカラー化されたマトリク
ス型液晶表示装置の平面図と断面図、第3図は大型ステ
ッパによる絵素電極の分割露光による焼付け状態を示す
模式図である。 1……カラーフィルタ、3……アレイ、4……絵素電
極、6……液晶、9……有効着色層、11……送り精度、
13……絵素電極と着色層との大きさの設定差。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数種類(R、G、B)の着色層と隣り合
    う前記着色層の間を埋めるブラック層とを備えた有効着
    色層及び透明電極を有する一方の透光性絶縁基板と、少
    なくとも信号線と走査線の交点付近に絵素電極を有する
    もう一方の透光性絶縁基板との間に液晶を充填してなる
    液晶表示装置において、前記複数種類を有する着色層は
    各色毎に一括で形成されるとともに前記絵素電極は分割
    露光によって形成され、かつ、前記有効着色層の大きさ
    は前記絵素電極より絵素電極形成時の分割露光で発生す
    る合せ精度分以上小さくしたことを特徴とするマトリク
    ス型液晶表示装置。
JP61145236A 1986-06-20 1986-06-20 マトリクス型液晶表示装置 Expired - Lifetime JPH0830794B2 (ja)

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JPS62299942A JPS62299942A (ja) 1987-12-26
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS60120321A (ja) * 1983-12-02 1985-06-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd カラ−液晶表示装置
JPS60207116A (ja) * 1984-03-31 1985-10-18 Toshiba Corp 表示電極アレイ
JPS6123192A (ja) * 1984-07-11 1986-01-31 三菱電機株式会社 マトリクス型表示装置の製造方法

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