JPH05142564A

JPH05142564A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH05142564A
Application number: JP3310612A
Authority: JP
Inventors: Sayuri Fujiwara; 小百合藤原; Tadashi Kimura; 直史木村; Akitsugu Hatano; 晃継波多野; Yozo Narutaki; 陽三鳴瀧; Yoshihiro Izumi; 良弘和泉
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1991-11-26
Filing date: 1991-11-26
Publication date: 1993-06-11

Abstract

(57)【要約】【目的】光スイッチング素子に対する外光の遮光性を
向上させることにより、高コントラストの画像を表示す
ることのできる液晶表示装置を提供する。【構成】ファイバプレート11a 上には複数の線状発光
源がＹ方向に沿って配列されており、これらの上に交差
して複数の線状電極がＸ方向に沿って配列されている。
ファイバプレート11a 上には、素子の下方からの外光が
上方に形成される光スイッチ素子18に入射するのを防ぐ
遮光層としての役割を兼ねる電極12が形成されており、
電極12の他に、下方絶縁層13、発光層14、上方絶縁層1
5、電極16及び絵素電極17が形成されている。線状発光
源と線状電極との交差部分には、線状電極と絵素電極17
との間に光スイッチ素子18が設けられている。他方のフ
ァイバプレート11b 上に設けられた透明電極21上には、
ファイバプレート11a に形成された光スイッチ素子18の
パターンに合わせて遮光層22が形成されている。このよ
うにして各層を形成した基板間に液晶層24が形成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、大容量マトリクス型の
液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】マトリクス型の液晶表示装置（ＬＣＤ）
は、近年、ますます大容量化が要求されている。即ち、
表示機器の高解像度化に伴って絵素数を400×600 から1
000×1000以上へと増大することが求められており、表
示画面のサイズも10インチから20インチ以上へと、より
大型化することが求められている。

【０００３】このマトリクス型のＬＣＤは、その駆動方
法の違いからアクティブマトリクス駆動型ＬＣＤと単純
マトリクス駆動型ＬＣＤとに大別され、それぞれについ
て高解像度化及び大画面化が図られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】アクティブマトリクス
駆動型ＬＣＤ、特に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）駆動
型ＬＣＤにおいては、高解像度化及び大画面化を行う場
合、次の如き問題がある。

【０００５】走査線数の増大に応じて走査線１本当たり
の書き込み時間が減少してしまうので、ＴＦＴ素子の十
分な駆動を行うために、より大きなオン電流が必要とな
る。オン電流を大きくするためには、ＴＦＴ素子を構成
する半導体材料に大きな移動度を有するものを使用する
か、ＴＦＴ素子の幅／長さ（Ｗ／Ｌ）比を大きくするこ
とが必要となる。前者の場合には材料の特性に関するも
のであるため、大幅に改善することが難しい。後者の場
合には極めて微細なプロセス制御が要求されるため、歩
留まりを大幅に落とす原因にもつながる。

【０００６】又、高解像度化が進んで絵素に対するＴＦ
Ｔ素子の面積の比が大きくなると、ＴＦＴ素子のゲート
−ドレイン間のキャパシタンスが液晶キャパシタンスに
比して大きくなる。このため、ゲート信号の絵素に与え
る影響が極めて大きくなってしまう。

【０００７】従って、本発明は、従来技術の上述した問
題点を解消するものであり、光スイッチング機能を用
い、光スイッチング素子に対する外光の遮光性を向上さ
せることにより、更に高コントラストの画像を表示する
ことのできる液晶表示装置を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】それぞれが電極を有する
２つの基板間に設けた液晶層を含む液晶表示装置であっ
て、一方の基板が互いに並列に配列された複数の線状発
光源と、複数の線状発光源と交差する方向に互いに並列
に配列された複数の線状電極と、複数の線状発光源及び
複数の線状電極が交差する位置にそれぞれ設けられ線状
発光源からの光によりスイッチング動作する複数の光導
電体層とを備えており、２つの基板の一方若しくは両方
が光導電体層に対する外光を遮るための遮光層を備えて
おり、線状電極及び光導電体層を介して印加される信号
により液晶層の各絵素が駆動されるよう構成されてい
る。

【０００９】

【作用】複数の線状発光源が順次発光すると、その光が
印加された光導電体層はそのインピーダンスが低下して
導通状態となる。その結果、線状電極からの信号がこの
光導電体層を介して液晶層の絵素に伝えられる。光が印
加されなかった光導電体層は非導通状態のままであるた
め、線状電極からの信号は液晶層の絵素に伝わらない。
このように光導電体層はアクティブ素子の如くスイッチ
ング動作を行う。このようにして線状電極からの信号が
液晶層の絵素に伝えられる際に、２つの基板の一方若し
くは両方に設けられた遮光層によって、光導電体層に対
する外光が遮られ遮光性が向上し、光導電体層の光スイ
ッチ素子としての性能、即ち電流値の光によるオン／オ
フ比が向上するので、従って、更に高コントラストの画
像を表示することができる。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１１】図１は本発明に係る液晶表示装置の第１の
実施例であるアクティブマトリクス駆動型ＬＣＤの構成
を示す断面図であり、図２は本発明に係る液晶表示装置
の第１の実施例であるアクティブマトリクス駆動型ＬＣ
Ｄの構成を示す平面図である。ここで、図１の断面図は
図２のＡＡ線断面図である。

【００１２】尚、図２に示す平面図では、図１の断面図
に示すファイバプレート11b 、配向層20a 及び20b 、透
明電極21、遮光層22、シール材23並びに液晶層24は省略
されている。

【００１３】両図に示すように、一方のファイバプレー
ト11a 上には複数の線状発光源Ｙ₁、Ｙ₂、…、Ｙ_nが
Ｙ方向（図２の縦方向）に沿って配列されており、これ
らの上に交差して複数の線状電極Ｘ₁、Ｘ₂、…、Ｘ
_m-1、Ｘ_mがＸ方向（図２の横方向）に沿って配列され
ている。

【００１４】各線状発光源Ｙ₁、Ｙ₂、…、Ｙ_n、例え
ば線状発光源Ｙ₂は、エレクトロルミネッセンス（Ｅ
Ｌ）素子等から成る発光部31と、この発光部31からの光
を伝える線状の光導波路32とから構成されており、発光
部31を発光させることにより、線状発光源Ｙ₂全体から
ライン状の光が放射される。

【００１５】尚、各線状発光源Ｙ₁、Ｙ₂、…、Ｙ_n全
体を発光部とすることも可能である。

【００１６】発光部31及び光導波路32は、次のようにし
て形成される。

【００１７】先ず、ファイバプレート11a 上に、アルミ
ニウム（Ａｌ）層を電子ビーム（ＥＢ）蒸着法によって
形成した後、エッチングプロセスを行うことによって電
極12を形成する。

【００１８】電極12は、並列に配列された複数の細いス
トライプ形状を成しており、電極としての役割と共に、
素子の下方からの光（外光）が上方に形成される光導電
体層に入射するのを防ぐ役割、即ち遮光層としての役割
も兼ねる。

【００１９】次に、ファイバプレート11a 及び電極12の
一部の上に、下方絶縁層13を形成する。この下方絶縁層
13は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）又は三窒化二ケイ素
（Ｓｉ₂Ｎ₃）等をスパッタ法により蒸着することによ
って形成される。そして、下方絶縁層13上に発光層14を
積層する。

【００２０】発光層14は、ＥＢ蒸着法によりマンガン
（Ｍｎ）を0.5％添加した硫化亜鉛（ＺｎＳ）層を形成
し、更にこれを真空熱処理と、エッチングによる線状の
パターン化とを行うことにより形成される。

【００２１】このエッチングを行う際、発光層14に切れ
目14e を設けておくと、発光層14から外部へ放出される
光量が増大し、光利用率を高めることができる。

【００２２】次いで、上方絶縁層15を形成する。この上
方絶縁層15は、発光層14上にＳｉ₂Ｎ₃又は酸化アルミ
ニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）等をスパッタ法により蒸着するこ
とによって形成される。

【００２３】その後、上方絶縁層15の上に、電極12に対
向する位置の端部に電極16を形成する。この電極16は、
上方絶縁層15上の一部にＡｌ層をＥＢ蒸着することによ
って形成される。

【００２４】これらの電極12及び16としては、Ａｌの他
にモリブデン（Ｍｏ）等の金属や、電極16としては、酸
化錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）等を用いてもよ
い。下方絶縁層13及び上方絶縁層15としては、Ｓｉ
Ｏ₂、Ｓｉ₂Ｎ₃、及びＡｌ₂Ｏ₃の他に、窒化ケイ素
類（ＳｉＮ_x）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ
₃）、及びタンタル酸バリウム（ＢａＴａ₂Ｏ₆）等を
用いてもよい。又、発光層14としては、硫化亜鉛（Ｚｎ
Ｓ）の他に、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）等を用いてもよ
い。

【００２５】次いで、上方絶縁層15の上に、スパッタ法
によりＩＴＯを蒸着しパターン化することによって、絵
素電極17を形成する。

【００２６】線状発光源Ｙ₁、Ｙ₂、…、Ｙ_nと線状電
極Ｘ₁、Ｘ₂、…、Ｘ_mとの交差部分には、光導電体層
から成る光スイッチ素子がそれぞれ設けられている。こ
の光スイッチ素子は線状電極Ｘ₁、Ｘ₂、…、Ｘ_mと液
晶等の表示媒体を駆動するための絵素電極17との間にそ
れぞれ設けられている。

【００２７】例えば、線状発光源Ｙ₂と線状電極Ｘ₁と
の交差部分には、線状電極Ｘ₁と絵素電極17との間に光
スイッチ素子18が設けられている。

【００２８】光スイッチ素子18を形成する光導電体層
は、絵素電極17上に水素化アモルファスシリコン（ａ−
Ｓｉ：Ｈ）膜をプラズマ化学蒸着（ＣＶＤ）法を用いて
形成し、パターン化を行うことにより形成される。その
後、光スイッチ素子18上に線状電極Ｘ₁、Ｘ₂、…、Ｘ
_mとして、Ａｌ等の金属をＥＢ蒸着法により蒸着しパタ
ーン化する。

【００２９】光スイッチ素子18に光が印加されると、光
スイッチ素子18はその電気抵抗が低減し、従って、線状
電極Ｘ₁からの信号が絵素電極17に印加される。

【００３０】これらの層の上に、配向層20a を形成す
る。この配向層20a は、スピナにより形成されたポリイ
ミド膜をラビング処理することによって形成される。

【００３１】他方のファイバプレート11b 上には、透明
電極21が設けられている。この透明電極21は、スパッタ
法によりＩＴＯを蒸着することによって形成される。

【００３２】透明電極21上に、対向するファイバプレー
ト11a に形成された光導電体層から成る光スイッチ素子
18のパターンに合わせて遮光層22を形成する。又、遮光
層２２は、素子の上方からの光（外光）が光スイッチ素
子１８に入射するのを防ぐことが可能な形状を有するよ
うに、例えばファイバプレート11b の面に沿った遮光層
22の幅が光スイッチ素子18の幅よりも大きくなるように
形成する。

【００３３】遮光層22は、ＡｌをＥＢ蒸着法を用いて形
成する。この遮光層22としては、Ａｌの他にＭｏ等の金
属や、有機顔料分散型の樹脂及び無機顔料分散型の樹脂
を用いてもよい。

【００３４】更に、これら透明電極21及び遮光層22の上
に、配向層20b を形成する。この配向層20b は、スピナ
により形成されたポリイミド膜をラビング処理すること
によって形成される。

【００３５】このようにして各層を形成した基板間に図
示していないスペーサを分散し、シール材23を介して両
基板を貼り合わせる。この間に液晶を注入して液晶層24
が形成される。

【００３６】液晶層24の厚さは約5 μｍであり、表示モ
ードはツイステッドネマティック（ＴＮ）のノーマリホ
ワイト型である。液晶材料としては、例えばメルク社製
のＰＣＨ液晶、ＺＬＩ−1565を用い、これを真空注入す
ることにより液晶層24が形成される。

【００３７】ファイバプレート11a 及び11b は本発明の
２つの基板の一実施例である。電極12及び遮光層22は本
発明の遮光層の一実施例である。光スイッチ素子18は本
発明の光導電体層の一実施例である。液晶層24は本発明
の液晶層の一実施例である。線状発光源Ｙ₁、Ｙ₂、
…、Ｙ_nは本発明の複数の線状発光源の一実施例であ
る。線状電極Ｘ₁、Ｘ₂、…、Ｘ_mは本発明の複数の線
状電極の一実施例である。

【００３８】線状発光源Ｙ₁、Ｙ₂、…、Ｙ_nをＹ₁か
らＹ_nまで順次発光させることにより光走査し、それに
応じて電気信号を線状電極Ｘ₁、Ｘ₂、…、Ｙ_m-1、Ｘ
_mに印加する。線状発光源Ｙ₁、Ｙ₂、…、Ｙ_nが発光
している期間、その線状発光源上の光スイッチ素子がオ
ン状態となるため、線状電極Ｘ₁、Ｘ₂、…、Ｙ_m-1、
Ｘ_mからの電気信号がそれぞれの絵素電極に印加されて
画像表示が行われる。

【００３９】このように上述の実施例によれば、薄膜ト
ランジスタ（ＴＦＴ）素子と同様に、各絵素毎にスイッ
チを設けた構造となっているため、コントラストの高い
画像表示を行うことができる。又、走査信号が光である
ため、ＴＦＴ素子の場合のように走査信号（ゲート信
号）が素子のキャパシタンスを通じて流れ込むような不
都合が生じない。そのため、走査線数を1000本以上とし
ても不都合が生じることはない。

【００４０】又、ファイバプレート11b に設けられた遮
光層22及びファイバプレート11a に設けられた電極12よ
って、光導電体層から成る光スイッチ素子18に対する外
光が遮られて遮光性が向上し、光スイッチ素子18の性
能、即ち電流値の光によるオン／オフ比が向上するの
で、従って、更に高コントラストの画像を表示すること
ができる。

【００４１】更に、上述の実施例では、ファイバプレー
トから成る基板を用いているので、ガラスから成る基板
を用いた場合のように斜め方向からの光に対する遮光を
考慮する必要がなく、光スイッチ素子18の部分のみを遮
光すればよい。従って、簡単な構成で光スイッチ素子18
に対する遮光性を向上させることができる。

【００４２】次に、本発明に係る液晶表示装置の第２の
実施例を説明する。

【００４３】図３は本発明に係る液晶表示装置の第２の
実施例であるアクティブマトリクス駆動型ＬＣＤの構成
を示す平面図であり、図４は図３のＢＢ線断面図であ
る。

【００４４】尚、図３に示す平面図では、図４の断面図
に示すファイバプレート41b 、遮光層42b 、配向層50a
及び50b 、透明電極51、シール材52並びに液晶層53は省
略されている。

【００４５】両図に示すように、一方のファイバプレー
ト41a 上には複数の線状発光源Ｙ₁、Ｙ₂、…、Ｙ_nが
Ｙ方向（図３の縦方向）に沿って配列されており、これ
らの上に交差して複数の線状電極Ｘ₁、Ｘ₂、…、Ｘ
_m-1、Ｘ_mがＸ方向（図３の横方向）に沿って配列され
ている。

【００４６】各線状発光源Ｙ₁、Ｙ₂、…、Ｙ_n、例え
ば線状発光源Ｙ₂は、発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイ
61及び光ファイバアレイ62から成る発光部と、この発光
部からの光を伝える線状の光導波路63とから構成されて
おり、発光部を発光させることにより、線状発光源Ｙ₂
全体からライン状の光が放射される。

【００４７】尚、各線状発光源Ｙ₁、Ｙ₂、…、Ｙ_n全
体を発光部とすることも可能である。

【００４８】光導波路63は、次のようにして形成され
る。

【００４９】先ず、ファイバプレート41a 上に、Ａｌ層
をＥＢ蒸着法によって遮光層42a を形成する。この遮光
層42a は素子の下方からの光（外光）が上方に形成され
る光導電体層に入射するのを防ぐために設けられてお
り、遮光層42a のパターンは光導電体層のパターンと一
致するように形成されている。又、遮光層42a は、例え
ばファイバプレート41a の面に沿った遮光層42a の幅が
光スイッチ素子48の幅よりも大きくなるように形成す
る。

【００５０】遮光層42a としては、Ａｌの他にＭｏ等の
金属や、有機顔料分散型の樹脂及び無機顔料分散型の樹
脂を用いてもよい。

【００５１】又、この実施例では、遮光層42a を光導電
体層と同一のパターンで形成しているが、図１に示す第
１の実施例のように、遮光層の役割を果たす電極12のよ
うにストライプ状に形成することもできる。

【００５２】次に、ファイバプレート41a 及び遮光層42
a 上に、クラッド層43としてエポキシ樹脂をスピナで塗
布し、その上に光重合性モノマ（アクリレート、例えば
アクリル酸メチル）を含有するビスフェノール−Ｚ−ポ
リカーボネート（ＰＣＺ）フィルムを溶液キャスティン
グ法で形成する。ここで、ライン状のフォトマスクを通
して選択的に重合させることにより、コア層44としてＰ
ＣＺ層、クラッド層43としてＰＣＺとＰＣＺより屈折率
の小さいポリアクリレートとの混合物が互いにストライ
プ状に形成される。更に、表面層46としてエポキシ樹脂
をコーティングすることにより、光導波路63が形成され
る。

【００５３】光導波路63の表面、即ちコア層44の表面に
は、光スイッチ素子に光が照射されるように、光スイッ
チ素子部に合わせてエッチング等を行い、わずかな傷を
つけることにより切れ目44e を設けておくと、光導波路
63から外部へ放出される光量が増大し、光利用率を高め
ることができる。

【００５４】光導波路としては、この他にイオン交換法
等により形成したガラス導波路を用いてもよいし、その
他の導波路を用いてもよい。

【００５５】又、ＬＥＤアレイ61と光導波路63とは、こ
の実施例では光ファイバアレイ62によって結合されてい
るが、光ファイバアレイ62の代わりに、セルフォックレ
ンズ等を用いてもよい。

【００５６】次いで、表面層46の上に、スパッタ法によ
りＩＴＯを蒸着しパターン化することによって、絵素電
極47を形成する。

【００５７】線状発光源Ｙ₁、Ｙ₂、…、Ｙ_nと線状電
極Ｘ₁、Ｘ₂、…、Ｘ_mとの交差部分には、光導電体層
から成る光スイッチ素子がそれぞれ設けられている。こ
の光スイッチ素子は線状電極Ｘ₁、Ｘ₂、…、Ｘ_mと液
晶等の表示媒体を駆動するための絵素電極47との間にそ
れぞれ設けられている。

【００５８】例えば、線状発光源Ｙ₂と線状電極Ｘ₁と
の交差部分には、線状電極Ｘ₁と絵素電極47との間に光
スイッチ素子48が設けられている。

【００５９】光スイッチ素子48を形成する光導電体層
は、絵素電極47上にａ−Ｓｉ：Ｈ膜をプラズマＣＶＤ法
を用いて形成し、パターン化を行うことにより形成され
る。その後、光スイッチ素子48上に線状電極Ｘ₁、
Ｘ₂、…、Ｘ_mとして、Ａｌ等の金属をＥＢ蒸着法によ
り蒸着しパターン化する。

【００６０】光スイッチ素子48に光が印加されると、光
スイッチ素子48はその電気抵抗が低減し、従って、線状
電極Ｘ₁からの信号が絵素電極47に印加される。

【００６１】これらの層の上に、配向層50a を形成す
る。この配向層50a は、スピナにより形成されたポリイ
ミド膜をラビング処理することによって形成される。

【００６２】他方のファイバプレート41b 上には、透明
電極51が設けられている。この透明電極51は、スパッタ
法によりＩＴＯを蒸着することによって形成される。

【００６３】透明電極51上に、対向するファイバプレー
ト41a に形成された光導電体層から成る光スイッチ素子
48及び遮光層42a のパターンに合わせて遮光層42b を形
成する。

【００６４】遮光層42b はＡｌをＥＢ蒸着法を用いて形
成され、素子の上方からの光（外光）が光スイッチ素子
48に入射するのを防ぐことが可能な形状を有するよう
に、例えばファイバプレート41b の面に沿った遮光層42
b の幅が光スイッチ素子48の幅よりも大きくなるように
形成する。

【００６５】この遮光層42b としては、Ａｌの他にＭｏ
等の金属や、有機顔料分散型の樹脂及び無機顔料分散型
の樹脂を用いてもよい。

【００６６】更に、これら透明電極51及び遮光層42b の
上に、配向層50b を形成する。この配向層50b は、スピ
ナにより形成されたポリイミド膜をラビング処理するこ
とによって形成される。

【００６７】このようにして各層を形成した基板間に図
示していないスペーサを分散し、シール材52を介して両
基板を貼り合わせる。この間に液晶を注入して液晶層53
が形成される。

【００６８】液晶層53の厚さは約5 μｍであり、表示モ
ードはＴＮのノーマリホワイト型である。液晶材料とし
ては、例えばメルク社製のＰＣＨ液晶、ＺＬＩ−1565を
用い、これを真空注入することにより液晶層53が形成さ
れる。

【００６９】ファイバプレート41a 及び41b は本発明の
２つの基板の一実施例である。遮光層42a 及び42b は本
発明の遮光層の一実施例である。光スイッチ素子48は本
発明の光導電体層の一実施例である。液晶層53は本発明
の液晶層の一実施例である。線状発光源Ｙ₁、Ｙ₂、
…、Ｙ_nは本発明の複数の線状発光源の一実施例であ
る。線状電極Ｘ₁、Ｘ₂、…、Ｘ_mは本発明の複数の線
状電極の一実施例である。

【００７０】線状発光源Ｙ₁、Ｙ₂、…、Ｙ_nをＹ₁か
らＹ_nまで順次発光させることにより光走査し、それに
応じて電気信号を線状電極Ｘ₁、Ｘ₂、…、Ｙ_m-1、Ｘ
_mに印加する。線状発光源Ｙ₁、Ｙ₂、…、Ｙ_nが発光
している期間、その線状発光源上の光スイッチ素子がオ
ン状態となるため、線状電極Ｘ₁、Ｘ₂、…、Ｙ_m-1、
Ｘ_mからの電気信号がそれぞれの絵素電極に印加されて
画像表示が行われる。

【００７１】このように上述の実施例によれば、ＴＦＴ
素子と同様に、各絵素毎にスイッチを設けた構造となっ
ているため、コントラストの高い画像表示を行うことが
できる。又、走査信号が光であるため、ＴＦＴ素子の場
合のように走査信号（ゲート信号）が素子のキャパシタ
ンスを通じて流れ込むような不都合が生じない。そのた
め、走査線数を1000本以上としても不都合が生じること
はない。

【００７２】又、ファイバプレート41a 及び41b にそれ
ぞれ設けられた遮光層42a 及び42bによって、光導電体
層から成る光スイッチ素子48に対する外光が遮られて遮
光性が向上し、光スイッチ素子48の性能、即ち電流値の
光によるオン／オフ比が向上するので、従って、更に高
コントラストの画像を表示することができる。

【００７３】更に、上述の実施例では、ファイバプレー
トから成る基板を用いているので、ガラスから成る基板
を用いた場合のように斜め方向からの光に対する遮光を
考慮する必要がなく、光スイッチ素子48の部分のみを遮
光すればよい。従って、簡単な構成で光スイッチ素子48
に対する遮光性を向上させることができる。

【００７４】次に、本発明に係る液晶表示装置の第３の
実施例を説明する。

【００７５】図５は本発明に係る液晶表示装置の第３の
実施例であるアクティブマトリクス駆動型ＬＣＤの構成
を示す断面図であり、図２のＡＡ線断面図である。

【００７６】この実施例のアクティブマトリクス駆動型
ＬＣＤの製造プロセス、構成及び動作は、図１及び図２
に示す第１の実施例の場合と基本的に同じであり、図５
において図１及び図２に示す構成要素と同一の構成要素
には、同一の参照符号を付している。

【００７７】図５に示すように、この実施例が図１及び
図２に示す第１の実施例と異なるのは、第１の実施例に
おける遮光層22の代わりに、遮光層25が素子の最外部、
即ちファイバプレート11b の外側に形成されている点で
ある。

【００７８】第１の実施例と同様にして、ファイバプレ
ート11a 上に、電極12から順次配向層20a までを形成す
る。

【００７９】その後、ファイバプレート11b 上に、スパ
ッタ法によりＩＴＯを蒸着することによって透明電極21
を形成する。

【００８０】更に、透明電極21の上に、配向層20b を形
成する。この配向層20b は、スピナにより形成されたポ
リイミド膜をラビング処理することによって形成され
る。

【００８１】ファイバプレート11b の透明電極21及び配
向層20b が形成されている側の面と反対側の面に、Ａｌ
をＥＢ蒸着することによって遮光層25を形成する。

【００８２】遮光層25は、対向するファイバプレート11
a に形成された光導電体層から成る光スイッチ素子18の
パターンに合わせてエッチングすることにより形成す
る。又、遮光層25は、素子の上方からの光（外光）が光
スイッチ素子18に入射するのを防ぐことが可能な形状を
有するように、例えばファイバプレート11b の面に沿っ
た遮光層25の幅が光スイッチ素子18の幅よりも大きくな
るように形成する。

【００８３】この遮光層25としては、Ａｌの他にＭｏ等
の金属や、有機顔料及び無機顔料を分散させた樹脂を光
重合させてパターン化した膜を用いてもよい。

【００８４】このようにして各層を形成した基板間に図
示していないスペーサを分散し、シール材23を介して両
基板を貼り合わせる。この間に液晶を注入して液晶層24
が形成される。

【００８５】ファイバプレート11a 及び11b は本発明の
２つの基板の一実施例である。電極12及び遮光層25は本
発明の遮光層の一実施例である。光スイッチ素子18は本
発明の光導電体層の一実施例である。液晶層24は本発明
の液晶層の一実施例である。線状発光源Ｙ₁、Ｙ₂、
…、Ｙ_nは本発明の複数の線状発光源の一実施例であ
る。線状電極Ｘ₁、Ｘ₂、…、Ｘ_mは本発明の複数の線
状電極の一実施例である。

【００８６】このように上述の実施例によれば、ＴＦＴ
素子と同様に、各絵素毎にスイッチを設けた構造となっ
ているため、コントラストの高い画像表示を行うことが
できる。又、走査信号が光であるため、ＴＦＴ素子の場
合のように走査信号（ゲート信号）が素子キャパシタン
スを通じて流れ込むような不都合が生じない。そのた
め、走査線数を1000本以上としても不都合が生じること
はない。

【００８７】又、ファイバプレート11b に設けられた遮
光層25及びファイバプレート11a に設けられた電極12に
よって、光導電体層から成る光スイッチ素子18に対する
外光が遮られて遮光性が向上し、光スイッチ素子18の性
能、即ち電流値の光によるオン／オフ比が向上するの
で、従って、更に高コントラストの画像を表示すること
ができる。

【００８８】更に、上述の実施例では、ファイバプレー
トから成る基板を用いているので、ガラスから成る基板
を用いた場合のように斜め方向からの光に対する遮光を
考慮する必要がなく、光スイッチ素子18の部分のみを遮
光すればよい。従って、簡単な構成で光スイッチ素子18
に対する遮光性を向上させることができる。

【００８９】又、遮光層25を素子の最外部に形成するこ
とにより、液晶が注入されるセル内部に遮光層を設けた
場合に生じる段差を無くすことができ、製造プロセスを
容易にすることができる。

【００９０】次に、本発明に係る液晶表示装置の第４の
実施例を説明する。

【００９１】図６は本発明に係る液晶表示装置の第４の
実施例であるアクティブマトリクス駆動型ＬＣＤの構成
を示す断面図であり、図３のＢＢ線断面図である。

【００９２】この実施例のアクティブマトリクス駆動型
ＬＣＤの製造プロセス、構成及び動作は、図３及び図４
に示す第２の実施例の場合と基本的に同じであり、図６
において図３及び図４に示す構成要素と同一の構成要素
には、同一の参照符号を付している。

【００９３】図６に示すように、この実施例が図３及び
図４に示す第２の実施例と異なるのは、第２の実施例に
おける遮光層42a 及び42b の代わりに、遮光層52a 及び
52bが素子の最外部、即ちファイバプレート41a 及び41b
の外側にそれぞれ形成されている点である。

【００９４】ファイバプレート41a のクラッド層43が形
成される側の面と反対側の面に、ＡｌをＥＢ蒸着するこ
とによって遮光層52a を形成する。ファイバプレート41
b の透明電極51が形成される側の面と反対側の面に、Ａ
ｌをＥＢ蒸着することによって遮光層52b を形成する。

【００９５】これらの遮光層52a 及び52b は、ファイバ
プレート41a に形成される光導電体層から成る光スイッ
チ素子48のパターンに合わせてエッチングすることによ
りそれぞれ形成する。又、遮光層52a は、素子の下方か
らの光（外光）が光スイッチ素子48に入射するのを防ぐ
ことが可能な形状を有するように、例えばファイバプレ
ート41a の面に沿った遮光層52a の幅が光スイッチ素子
48の幅よりも大きくなるように形成する。遮光層52b
は、素子の上方からの光（外光）が光スイッチ素子48に
入射するのを防ぐことが可能な形状を有するように、例
えばファイバプレート41b の面に沿った遮光層52b の幅
が光スイッチ素子48の幅よりも大きくなるように形成す
る。

【００９６】裏面に遮光層52a が形成されたファイバプ
レート41aに、図３及び図４に示す第２の実施例と同様
にして、クラッド層43、コア層44及び表面層46を形成す
ることにより図３に示す光導波路63を形成すると共に、
配向層50a までを形成する。

【００９７】その後、裏面に遮光層52b が形成されたフ
ァイバプレート41b に、スパッタ法によりＩＴＯを蒸着
することによって透明電極51を形成する。

【００９８】更に透明電極51の上に、配向層50b を形成
する。この配向層50b は、スピナにより形成されたポリ
イミド膜をラビング処理することによって形成される。

【００９９】ファイバプレート41a 及び41b は本発明の
２つの基板の一実施例である。光スイッチ素子48は本発
明の光導電体層の一実施例である。遮光層52a 及び52b
は本発明の遮光層の一実施例である。液晶層53は本発明
の液晶層の一実施例である。線状発光源Ｙ₁、Ｙ₂、
…、Ｙ_nは本発明の複数の線状発光源の一実施例であ
る。線状電極Ｘ₁、Ｘ₂、…、Ｘ_mは本発明の複数の線
状電極の一実施例である。

【０１００】従って、この実施例によれば、ＴＦＴ素子
と同様に各絵素毎にスイッチを設けた構造となっている
ため、コントラストの高い画像表示を行うことができ
る。又、走査信号が光であるため、ＴＦＴ素子の場合の
ように走査信号（ゲート信号）が素子キャパシタンスを
通じて流れ込むような不都合が生じない。そのため、走
査線数を1000本以上としても不都合が生じることはな
い。

【０１０１】又、ファイバプレート41a 及び41b にそれ
ぞれ設けられた遮光層52a 及び52bによって、光導電体
層から成る光スイッチ素子48に対する外光が遮られて遮
光性が向上し、光スイッチ素子48の性能、即ち電流値の
光によるオン／オフ比が向上するので、従って、更に高
コントラストの画像を表示することができる。

【０１０２】更に、上述の実施例では、ファイバプレー
トから成る基板を用いているので、ガラスから成る基板
を用いた場合のように斜め方向からの光に対する遮光を
考慮する必要がなく、光スイッチ素子48の部分のみを遮
光すればよい。従って、簡単な構成で光スイッチ素子48
に対する遮光性を向上させることができる。

【０１０３】又、遮光層52a 及び52b を素子の最外部に
それぞれ形成したことにより、クラッド層以下の膜の形
成において、段差を小さくすることができ、製造プロセ
スを容易にすることができる。

【０１０４】次に、本発明に係る液晶表示装置の第４の
実施例を説明する。

【０１０５】図７は本発明に係る液晶表示装置の第５の
実施例であるアクティブマトリクス駆動型ＬＣＤの構成
を示す断面図であり、図３のＢＢ線断面図である。

【０１０６】この実施例のアクティブマトリクス駆動型
ＬＣＤの製造プロセス、構成及び動作は、図３及び図４
に示す第２の実施例の場合と基本的に同じであり、図７
において図３及び図４に示す構成要素と同一の構成要素
には、同一の参照符号を付している。

【０１０７】図７に示すように、この実施例が図３及び
図４に示す第２の実施例と異なるのは、第２の実施例に
おける遮光層42a 及び42b の代わりに、遮光層71a 及び
71bが素子の最外部、即ちファイバプレート41a 及び41b
の外側にそれぞれ形成されている点、及び第２の実施
例におけるクラッド層43、コア層44及び表面層46から成
る光導波路63の代わりに、クラッド層73、コア層72及び
表面層74から成る光導波路63が素子の最外部、即ちファ
イバプレート41a の外側に形成されている点である。

【０１０８】先ず、ファイバプレート41a 上に、スパッ
タ法によりＩＴＯを蒸着し、パターン化することによっ
て絵素電極47を形成する。

【０１０９】絵素電極47の上に、光導電体層から成る光
スイッチ素子48を形成する。

【０１１０】光スイッチ素子48を形成する光導電体層
は、絵素電極47上にａ−Ｓｉ：Ｈ膜をプラズマＣＶＤ法
を用いて形成し、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜をエッチングしパター
ン化することにより形成する。その後、光スイッチ素子
48上に線状電極Ｘ₁、Ｘ₂、…、Ｘ_mとして、Ａｌ等の
金属をＥＢ蒸着法により蒸着しパターン化する。

【０１１１】これらの層の上に配向層50a を形成する。
この配向層50a は、スピナにより形成されたポリイミド
膜をラビング処理することによって形成される。

【０１１２】次いで、他方のファイバプレート41b 上
に、透明電極51を形成する。この透明電極51は、スパッ
タ法によりＩＴＯを蒸着することによって形成される。

【０１１３】透明電極51上に、配向層50b を形成する。
この配向層50b は、スピナにより形成されたポリイミド
膜をラビング処理することによって形成される。

【０１１４】このようにして各層を形成した基板間に図
示していないスペーサを分散し、シール材52を介して両
基板を貼り合わせる。この間に液晶を注入して液晶層53
が形成される。

【０１１５】液晶層53の厚さは約5 μｍであり、表示モ
ードはＴＮのノーマリホワイト型である。液晶材料とし
ては、例えばメルク社製のＰＣＨ液晶、ＺＬＩ−1565を
用い、これを真空注入することにより液晶層53が形成さ
れる。

【０１１６】次いで、ファイバプレート41b の透明電極
51が形成される側の面と反対側の面に、ＡｌをＥＢ蒸着
することによって遮光層71bを形成する。

【０１１７】遮光層71b は、ファイバプレート41a に形
成される光導電体層から成る光スイッチ素子48のパター
ンに合わせてエッチングすることにより形成する。又、
遮光層71b は、素子の上方からの光（外光）が光スイッ
チ素子48に入射するのを防ぐことが可能な形状を有する
ように、例えばファイバプレート41b の面に沿った遮光
層71b の幅が光スイッチ素子48の幅よりも大きくなるよ
うに形成する。

【０１１８】次いで、ファイバプレート41a の絵素電極
47が形成される側の面と反対側の面に、光重合性モノマ
（アクリレート、例えばアクリル酸メチル）を含有する
ビスフェノール−Ｚ−ポリカーボネート（ＰＣＺ）フィ
ルムを溶液キャスティング法で形成する。ここで、ライ
ン状のフォトマスクを通して選択的に重合させることに
より、コア層72としてＰＣＺ層、クラッド層73としてＰ
ＣＺとＰＣＺより屈折率の小さいポリアクリレートとの
混合物が互いにストライプ状に形成される。更に、表面
層74としてエポキシ樹脂をコーティングすることによ
り、光導波路63が形成される。

【０１１９】光導波路63の表面、即ちコア層72の表面に
は、光スイッチ素子に光が照射されるように、光スイッ
チ素子部に合わせてエッチング等を行い、わずかな傷を
つけることにより切れ目72e を設けておくと、光導波路
63から外部へ放出される光量が増大し、光利用率を高め
ることができる。

【０１２０】光導波路としては、この他にイオン交換法
等により形成したガラス導波路を用いてもよいし、その
他の導波路を用いてもよい。

【０１２１】尚、ファイバプレート41a としては、光導
波路63を通る光が光スイッチ素子48に入射するように、
ファイバプレート41aの屈折率が光導波路63のコア層72
の屈折率と同じか、或いはコア層72より大きいものを選
定している。

【０１２２】次いで、光導波路63の表面層74上に、Ａｌ
をＥＢ蒸着することによって遮光層71a を形成する。

【０１２３】遮光層71a は、ファイバプレート41a に形
成される光導電体層から成る光スイッチ素子48のパター
ンに合わせてエッチングすることにより形成する。又、
遮光層71a は、素子の下方からの光（外光）が光スイッ
チ素子48に入射するのを防ぐことが可能な形状を有する
ように、例えばファイバプレート41a の面に沿った遮光
層71a の幅が光スイッチ素子48の幅よりも大きくなるよ
うに形成する。

【０１２４】遮光層71a としては、Ａｌの他にＭｏ等の
金属や、有機顔料及び無機顔料を分散させた樹脂等を用
いることもできる。

【０１２５】この実施例のその他の製造プロセス、構成
及び動作は図３及び図４に示す第２の実施例の場合と全
く同じである。

【０１２６】ファイバプレート41a 及び41b は本発明の
２つの基板の一実施例である。光スイッチ素子48は本発
明の光導電体層の一実施例である。液晶層53は本発明の
液晶層の一実施例である。遮光層71a及び71b は本発明
の遮光層の一実施例である。線状発光源Ｙ₁、Ｙ₂、
…、Ｙ_nは本発明の複数の線状発光源の一実施例であ
る。線状電極Ｘ₁、Ｘ₂、…、Ｘ_mは本発明の複数の線
状電極の一実施例である。

【０１２７】従って、この実施例によれば、ＴＦＴ素子
と同様に各絵素毎にスイッチを設けた構造となっている
ため、コントラストの高い画像表示を行うことができ
る。又、走査信号が光であるため、ＴＦＴ素子の場合の
ように走査信号（ゲート信号）が素子キャパシタンスを
通じて流れ込むような不都合が生じない。そのため、走
査線数を1000本以上としても不都合が生じることはな
い。

【０１２８】又、ファイバプレート41a 及び41b にそれ
ぞれ設けられた遮光層71a 及び71bによって、光導電体
層から成る光スイッチ素子48に対する外光が遮られて遮
光性が向上し、光スイッチ素子48の性能、即ち電流値の
光によるオン／オフ比が向上するので、従って、更に高
コントラストの画像を表示することができる。

【０１２９】更に、上述の実施例では、ファイバプレー
トから成る基板を用いているので、ガラスから成る基板
を用いた場合のように斜め方向からの光に対する遮光を
考慮する必要がなく、光スイッチ素子48の部分のみを遮
光すればよい。従って、簡単な構成で光スイッチ素子48
に対する遮光性を向上させることができる。

【０１３０】又、光導波路63及び遮光層71a が素子の最
外部、即ちファイバプレート41a の外側にそれぞれ形成
されているので、光導電体層から成る光スイッチ素子48
及び各種電極の製造工程における蒸着及びエッチングの
際の条件を大幅に緩めることができ、製造プロセスを容
易にすることができる。更に、遮光層71b が素子の最外
部、即ちファイバプレート41b の外側に形成されている
ので、液晶が注入されるセル内部に遮光層を設けた場合
に生じる段差を無くすことができ、製造プロセスを容易
にすることができる。

【０１３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、それぞ
れが電極を有する２つの基板間に設けた液晶層を含む液
晶表示装置であって、一方の基板が互いに並列に配列さ
れた複数の線状発光源と、複数の線状発光源と交差する
方向に互いに並列に配列された複数の線状電極と、複数
の線状発光源及び複数の線状電極が交差する位置にそれ
ぞれ設けられ線状発光源からの光によりスイッチング動
作する複数の光導電体層とを備えており、２つの基板の
一方若しくは両方が光導電体層に対する外光を遮るため
の遮光層を備えており、線状電極及び光導電体層を介し
て印加される信号により液晶層の各絵素が駆動されるよ
う構成されている。従って、光スイッチング機能を用
い、光スイッチング素子に対する外光の遮光性を向上さ
せることにより、更に高コントラストの画像を表示する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示装置の第１の実施例であ
るアクティブマトリクス駆動型ＬＣＤの構成を示す断面
図である。

【図２】本発明に係る液晶表示装置の第１の実施例であ
るアクティブマトリクス駆動型ＬＣＤの構成を示す平面
図である。

【図３】本発明に係る液晶表示装置の第２の実施例であ
るアクティブマトリクス駆動型ＬＣＤの構成を示す平面
図である。

【図４】図３のＢＢ線断面図である。

【図５】本発明に係る液晶表示装置の第３の実施例であ
るアクティブマトリクス駆動型ＬＣＤの構成を示す断面
図である。

【図６】本発明に係る液晶表示装置の第４の実施例であ
るアクティブマトリクス駆動型ＬＣＤの構成を示す断面
図である。

【図７】本発明に係る液晶表示装置の第５の実施例であ
るアクティブマトリクス駆動型ＬＣＤの構成を示す断面
図である。

【符号の説明】

11a 、11b 、41a 、41b ファイバプレート 12、16 電極 13 下方絶縁層 14 発光層 15 上方絶縁層 17、47 絵素電極 18、48 光スイッチ素子 20a 、20b 、50a 、50b 配向層 21、51 透明電極 22、25、42a 、42b 、52a 、52b 、71a 、71b 遮光層 23、52 シール材 24、53 液晶層 31 発光部 32、63 光導波路 43、73 クラッド層 44、72 コア層 46、74 表面層 61 ＬＥＤアレイ 62 光ファイバアレイＸ₁、Ｘ₂、…、Ｘ_m 線状電極Ｙ₁、Ｙ₂、…、Ｙ_n 線状発光源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者鳴瀧陽三大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シヤープ株式会社内 (72)発明者和泉良弘大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シヤープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれが電極を有する２つの基板間に
設けた液晶層を含む液晶表示装置であって、一方の該基
板が互いに並列に配列された複数の線状発光源と、該複
数の線状発光源と交差する方向に互いに並列に配列され
た複数の線状電極と、該複数の線状発光源及び該複数の
線状電極が交差する位置にそれぞれ設けられ該線状発光
源からの光によりスイッチング動作する複数の光導電体
層とを備えており、前記２つの基板の一方若しくは両方
が前記光導電体層に対する外光を遮るための遮光層を備
えており、前記線状電極及び前記光導電体層を介して印
加される信号により前記液晶層の各絵素が駆動されるよ
う構成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】前記遮光層は前記複数の光導電体層の各
々に対向する位置にそれぞれ設けられていることを特徴
とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】前記２つの基板はファイバプレートから
形成されてい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４】前記遮光層及び前記複数の線状発光源は
前記基板に関して前記液晶層が設けられている側と反対
側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の
液晶表示装置。