JPS5936225A - 液晶表示体装置及びその製造方法 - Google Patents

液晶表示体装置及びその製造方法

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JPS5936225A
JPS5936225A JP14734782A JP14734782A JPS5936225A JP S5936225 A JPS5936225 A JP S5936225A JP 14734782 A JP14734782 A JP 14734782A JP 14734782 A JP14734782 A JP 14734782A JP S5936225 A JPS5936225 A JP S5936225A
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JP
Japan
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liquid crystal
substrate
display device
active matrix
crystal display
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JP14734782A
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Inventor
Koichi Oguchi
小口 幸一
Satoru Yazawa
矢澤 悟
Kenji Kinji
金児 健司
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Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
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Publication date
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    • 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
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
    • GPHYSICS
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液晶表示体装置及びその製造方法に関する。さ
らに本発明は、パネルを構成する一方の基板に、アクテ
ィブマトリックス基板を用いた液晶表示体装置のパネル
構造及びその製造方法に関するものである。
近年、液晶表示体装置は、低電圧、低電力駆動が可能で
あり、薄型、小型であることから、パーソナルな民生機
器のディスプレイとして幅広く使用される様になって来
た。今後も需要は増々増大する予想である。さらに液晶
表示体装置の今後の動向は、大容量化にあると思われる
。例えば、CRTに代る薄型キャラクタ、あるいはグラ
フインクディスプレイとして有望であるとともに、画像
表示ディスプレイとしての小型ポケットテレビの実現が
可能である。
画像表示を液晶表示体装置を用いて行なう場合いくつか
の方式が今までに検討されている。その中で各表示画素
にスイッチング素子を内蔵したいわゆるアクティブマト
リックス基板を用いた液晶表示体装置は、表示画像の分
解能及び表示容量の点から最も優れた方式である。透明
基板上にスイッチング素子として薄型トランジスタをマ
トリックス状に配列した基板を用いる場合には、2枚の
基板ともに透明基板を用いることが出来るために、TN
液晶を使うことが可能となる。従来のこの種の液晶表示
体装置のパネル構造図を第一図に示す。
第一図中の1は例えばパイレックスガラス板あるいは石
英板等の耐熱性透明基板である。2は半導体材料から成
るトランジスタのチャンネル部、3はソースあるいはド
レイン電極領域である。4はゲート電極、5は絶縁薄膜
、6はソース及びドレイン電極領域とオーミック接触す
る金属膜あるいは半導体薄膜である。以上の2〜乙の部
分により薄膜トランジスタは構成される。7は液晶8を
駆動するための駆動電極であり、S n O2あるいは
工n20.等の透明導電膜により形成されている。
一般に薄膜トランジスタマトリックスが配置された下側
基板1は、薄膜トランジスタアレイを作り込むプロセス
が長いために、ハンドリングあるいは熱処理の工程で割
れる可能性が高く基板の厚さは10〜30μとかなり厚
くしなければならない。
第一図中の9は上側基板であり10は上側基板上の透明
電極である。11は上側基板上に貼る偏光板、12は下
側基板の下側に貼る偏光板である。
また13は反射板である。液晶は例えばTN液晶であり
、液晶層に加わる電圧の大小により表示が実行される。
第2図は、アクティブマトリックス基板上の画素回路の
一例である。図中の14はデータライン、15はタイミ
ングライン、16は薄膜トランジスタ、17は液晶駆動
電極、18は液晶層、19は上側基板の液晶に接する面
に全面に形成された対向電極である。第1図中のPで示
した領域が一画素に相当する部分である。このようなア
クティブマトリックス基板を用いて画像表示なり、グラ
フインク表示を行なう場合には、外部信号により画素と
、それに加える電圧を選択し、表示を行なう。
しかし、第3図に示す様にTN液晶を用いた反射型の液
晶パネルにおいては、液晶がOFFの状態で黒表示であ
るとすると、液晶がOFFの画素の下側には外部光21
の影22が反射板上に必ず生ずる。この影は、外部光の
入射角及び見る人の眼の角度によっても発生の仕方は異
なるが、特に画像表示を行なうために画素ピンチを小さ
くしたものにおいては、下側のアクティブマトリックス
基板の板厚が厚いと、実像との距離が大きく離れた影と
して現われ、画像が二重に見えたり、画像のりんかくが
ボケたりする。
第4図はこの様子を示したものであり、図中の23は外
部光、24は液晶がOFFの画素の下側に生ずる影であ
る。今、眼の位置25からパネルを見る場合、実際に液
晶がOFFの画素7と、影24が2重に見えることにな
る。この現象は液晶層から反射板の反射面までの距離d
が大きい程、また外部光の入射角及び見る角度θが小さ
い程影のズレが大きく出ることになる。しかし下側基板
は、その表面上に薄膜トランジスタを作り込むために多
くのプロセスを通るため、その板厚を薄くすると割れた
り欠けたりするためあらかじめ薄い板を用いることは不
可能である。
本発明はかかる従来の液晶表示体装置の欠点を解決する
ために発明されたものであり、スイッチング素子等が集
積されたアクティブマトリックス基板を液晶パネルの上
側基板として用い、かつ対向基板はその一重部の全面に
透明電極を形成した薄板ガラスを用いたことを特徴とす
る液晶表示体装置に関するものであり、以下具体的な実
施例をもとに説明する。
第5図は本発明による液晶表示体装置のパネル構造を示
したものであり、従来の液晶パネルと異なり、アクティ
ブマトリックス基板を上側基板として用いている。図中
の1〜13に対応する部分は第1図中の番号と対応して
いる。図中の26は、対向基板であり、この場合の対向
基板は液晶に接する面の全面に透明導電膜が形成された
ものでよいために、かなり薄い透明導電膜が形成された
ものでよいために、かなり薄い透明基板を対向基板とし
て用いることが出来る。この薄い下側基板はガラス基板
でもよいし、プラスチック基板でもよい。ガラス基板の
場合においてはすでにマイクロシート等゛の商品名にて
01〜05賜程度の薄いガラスがすでに市販されている
例えば対向基板として02鴎のマイクロシートを用い、
偏光板の厚さとして015Mの偏光板を用いると、液晶
層と反射板の反射面との距離は0.35鮎となる。この
程度の距離の場合には、例えば画素回路のピンチを02
語とすると、入射光の入射角及び視角によっても異なる
が約将〜2画素以内のズレにおさまるため、表示された
像のボケ等により表示が見にくくなることはさけられう
る。
本発明による液晶表示体装置の製造方法について説明す
る。本発明においては、アクティブマトリックス基板よ
りも板厚が薄い対向基板は、あらかじめ板厚が薄いガラ
ス板を用いる。例えば板厚が0.1 Mに研磨されたパ
イレックス基板でもよいし、また前述した如く市販され
ているマイクロシート等でもよい。まず対向基板は必要
な大きさに切断後、端面を研磨し洗浄してがら一重部の
全面に透明電極を形成する。透明電極はスパッタ法によ
るITO(In、03+SnO□)でもよいし、sno
でもよい。本発明においては対向基板上の透明電極はバ
ターニングしないために、あらかじめ薄いガラス基板を
使用することが可能である。その後液晶層内に直流成分
のru流が流れるのを遮断するために、いわゆるDCカ
ット膜をやはりスパッタ法にて形成する。Doカット膜
の材質はなんでもよいが例えばSiO□ 、At208
等の膜が優れている。膜厚は1000〜3oooX程度
が良く、また膜の抵抗は液晶層の抵抗の2桁以上高いこ
とが望ましい。
第6図は、この対向基板の正面図(α)と断’m IA
 (b)である。図中の27は薄板ガラス基板であり、
28は透明導電膜、29はDCカット膜である。このD
Cカット膜は第6図(α)にて明らかな如く薄板ガラス
基板の四角の部分には付着しない様にDCカット膜はマ
スクスパッタにて形成している。すなわち薄板ガラスの
四角の部分は透明導電膜を露出させ、この部分とアクテ
ィブマトリックス基板上の電極部分とを導電性ペースト
あるいはハンダ等により接続することにより、対向基板
上の透明電極の電位をアクティブマトリックス基板上へ
落している。
第7図はこの様子を示した液晶表示体装置の断面図であ
る。図中の27〜29は第6図中の番号と対応している
。30はスイッチング素子がマトリックス状に配置され
たアクティブマトリックス基板であり、31は該アクテ
ィブマトリックス基板上に形成された透明導電膜で出来
た電極である。
透明導電膜は工n203  、 SnO2あるいは工n
2o、+S n 02等から成るため、アクティブマト
リックス上の電極31と、対向基板上の透明電極28と
の接続32は、銀ペーストがあるいは、Zn 、 Sn
を主成分とする低融点ハンダが有効である。
マイクロシートはコーニング社製の薄板ガラスであり、
アルカリ亜鉛ホウケイ酸ガラスである。
その板厚は005〜0.3Mの間で数種類ある。この薄
板ガラスは、ソーダガラスと同様に研磨せずして高い7
ラノトネスが出ているため、そのまま対向電極基板とし
て用いることが出来る。
本発明は以上の実施例において説明した如く、アクティ
ブマトリックス基板と対向基板との間に液晶層をはさん
で成る液晶表示体装置において、対向基板は一主面の全
面に透明導電膜が形成された薄板ガラスを用い、その板
厚は該アクティブマトリックス基板の板厚よりもあらか
じめ薄いガラス板を用いることを特徴とする液晶表示体
装置に関するものであり、TN液晶を用いた反射型表示
体装置において表示される液晶層の影を目立たなくする
ことが出来るため、アクティブマトリックス基板を用い
た液晶表示体装置の表示品質が著しく向上するものであ
る。なお本発明のポイントはアクティブマ) IJノク
ス基板を用いた液晶表示体装置が、その対向基板として
、その対向基板の一主面の全面に透明導電膜が形成され
た基板を用いる駆動モードをとることが出来るため、あ
らかじめ薄板ガラスを用いてパネルを製造することが可
能となるものであり、例えば、従来の時分割駆動方式を
用いた液晶パネルの様に、液晶パネルを構成する二枚の
透明基板上の両方に、ストライブ状の透明電極を形成す
る必要があるものにおいては、あらかじめ薄いガラス基
板は用いることが不可能である。なぜならば、時分割駆
動方式の液晶ノくネルを構成する二枚の透明基板上のス
トライブ状電極は、基板上へ透明導電膜をスパッタ等に
より形成後、レジスト膜塗布−ポストベーク−露光−現
像→フレベーク→エツチング→レジスト除去等ノ長い工
程を経てベターニングされるため、あらかじめ傳い板ガ
ラス、例えば板厚が03鵡以下のものにおいては、工程
の途中にてガラス板の割れ及び欠けが生じ、歩留がほと
んど琴に等しい程となる。一方、アクティブマトリック
ス基板を用いたものにおいては、対向基板は立板ガラス
板上へ透明導電膜をスパッタするだけでよく、したがっ
て非常に高い歩留りで液晶表示パネルを製造することが
出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第2図はアクティブマトリックス基板を用いた
液晶パネルの断面構成及び回路構成を説明する図。 第3図〜第4図は、TN液晶を用いた反射型液晶表示パ
ネルにおける表示画像の影の出方を説明する説明図。 第5図〜第7図は本発明による液晶表示、<ネルの断面
構造図及びパネル構成図。 1・・・・・・透明基板 2・・・・・・薄膜トランジスタのチャンネル部3・・
・・・・ソース及びドレイン1「極4・・・・・・ゲー
ト電極 5・・・・・・絶縁膜 6・・・・・・金属層 7・・・・・・透明導電膜 8・・・・・・液晶層 9・・・・・・上側基板 10・・・・・・透明導電膜 11・・・・・・偏光板 12・・・・・・偏光板 13・・・・・・反射板 14・・・・・・データライン 15・・・・・・タイミングライン 16・・・・・・薄膜トランジスタ 17・・・・・・液晶駆動電極 18・・・・・・液晶層 19・−・・・・対向電極 20・・・・・・一画素領域 21・・・・・・外部光 22・・・・・影 23・・・外部光 24・・・・・・影 25・・・・・・眼 26・・・・・・対向基板 27・・・・・・対向基板 28・・・・・・透明導電膜 29・・・・・DCカット膜 30・・・・・・アクティブマトリックス基板51・・
・・・・透明電極 32・・・・・・接続部材

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  スイッチング素子、キャパシタ及び液晶駆動
    電極から成る画素回路がマ) IJノックス状配置され
    たアクティブマトリックス基板と、対向基板との間に液
    晶層をはさんで成る液晶表示体装置において、該対向基
    板は一主面の全面に透明電極が形成された延板ガラスで
    あり、その板厚は該アクティブマトリックス基板の板厚
    よりも薄いことを特徴とする液晶表示体装置。
  2. (2)液晶はTN液晶であり、該アクティブマトリック
    ス基板の上側に偏光板を一枚配置し、また対向基板の下
    側に偏光板と反射板を配置したことを特徴とする特許請
    求の範囲第一項の液晶表示体装置。
  3. (3)液晶層から反射板の反射面までの距離は、該アク
    ティブマトリックス基板上の画素回路のピッチの2倍以
    下であることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の
    液晶表示体装置。
  4. (4)スイッチング素子は薄膜トランジスタであり、ア
    クティブマトリックス基板は透明基板であることを特徴
    とする特許請求の範囲第一項記載の液晶表示体装置。
  5. (5)  対向基板の大きさは、アクティブマトリック
    ス基板の大きさよりも小さいことを特徴とする特許N求
    の範囲第一項記載の液晶表示体装置。
  6. (6)  アクティブマトリックス基板と該アクティブ
    マトリックス基板よりも板厚が薄い対向基板とから成る
    液晶表示体装置の製造方法において、あらかじめ薄いガ
    ラス板の一主面の全面に透明導電膜を形成して透明電極
    とした対向基板をシール剤を介してアクティブマトリッ
    クス基板と接着し、アクティブマトリックス基板の上面
    には偏光板を配置し、対向基板の下面には偏光板及び反
    射板を配置して成ることを特徴とする液晶表示体装置の
    製造方法。
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