JPS6242127A - 光阻止及びセル・スペ−サ構造を持つ液晶表示装置 - Google Patents

光阻止及びセル・スペ−サ構造を持つ液晶表示装置

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JPS6242127A
JPS6242127A JP61166886A JP16688686A JPS6242127A JP S6242127 A JPS6242127 A JP S6242127A JP 61166886 A JP61166886 A JP 61166886A JP 16688686 A JP16688686 A JP 16688686A JP S6242127 A JPS6242127 A JP S6242127A
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crystal display
display device
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electrode
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JP61166886A
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ドナルド・アール・キャッスルベリイ
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General Electric Co
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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】 発明の背景 この発明は全般的に液晶表示装置の構成に関する。更に
具体的に云えば、この発明は光阻止作用をするスペーサ
材料を取入れた液晶表示構造に関する。
液晶表示装置は典型的には１対の平坦なパネルの間に所
定量の液晶材料を密封して収容することによって構成さ
れる。こういう液晶材料は典型的には２種類に大別され
る。即ち、ゲスト／ホスト系のダイクロイック染料か捩
りネマチック材料である。一般的に平坦なパネルの内面
には予定のパターンで透明な電極材料が設けられている
。一方のパネルは１個の透明な「大地平面」電極によっ
て完全に覆われる場合が多い。反対側のパネルには、こ
の明細書で［画素］電極と呼ぶ透明な電極の配列が設け
られる。この為、液晶表示装置の典型的なセルは、画素
電極と大地平面電極の間に配置された液晶材料をなんで
いて、これが透明な前側及び後側パネルの間に配置され
たコンデンサ形の構造を形成する。然し、一般的に、２
つのパネル及びその上に設けられた電極の内の一方だけ
か透明であればよい。
動作の際、液晶材料の配向が、液晶材料の両側にある電
極の間に印加された電圧の影響を受ける。
典型的には、画素電極に印加された電圧か、液晶材料の
光学的な性質を変える。この光学的な変化により、液晶
表示（ＬＣＤ）スクリーン上に情報が表示される。普通
のディジタル・ウォッチ表示装置及びミニチュア・テレ
ビジョン受像機に使われる更に最近のＬＣＤ表示スクリ
ーンでは、反射光の変化によって可視効果が発生される
のが典型的である。然し、・透明な前側及び後側パネル
と透明な電極を利用することにより、透過効果によって
も可視効果を発生することが出来る。こういう透過効果
は、蛍光形の装置を含めて、別々に給電される光源を表
示装置に用いることによって容易に得られる。画素電極
の配列と整合してモザイク形のカラー・フィルタを取入
れることにより、ＬＣＤ表示スクリーンを用いてカラー
像を発生することも出来る。こういう構造では、可視効
果を強める為又は所望の可視効果を持たせる為に、偏光
フィルタを用いることがある。
ＬＣＤ表示装置の個々の画素を逐次的にオン及びオフに
転する為に、種々の電気的な機構が用いられている。例
えば、この目的の為に、金属酸化物バリスタ装置が使わ
れている。然し、薄膜半導体スイッチ素子を利用するの
が最も適切である。
特に、好ましいスイッチ素子は薄膜電界効果トランジス
タ（ＦＥＴ）である。こういう装置は、その寸法を小さ
くすることが出来ること、消費電力が少ないこと、スイ
ッチング速度並びに製造の容易さの点で、ＬＣＤ表示装
置で好ましい。然し、ある半導体スイッチ装置、特に薄
膜ＦＥＴは、望ましくない程の光に対する感度を持って
いる。装置の性質から、典型的には周囲光又は組込みの
光源を必要とするので、これは望ましくない。こういう
光源が、大地平面電極と画素電極の間に電荷の洩れを招
く様に作用することがある。これによって表示スクリー
ンに望ましくない可視効果が生ずる。
更に具体的に云うと、非晶質シリコンＦＥＴアドレス形
液晶マトリクス表示装置は、コントラストの高い平坦パ
ネル形のテレビジョン形の表示装置に対する魅力のある
方式である。ＦＥＴアドレス形ＬＣＤ装置では、ＦＥＴ
をターンオンした時、「液晶コンデンサ」がデータ線又
はソース線の電圧まで充電されるのが理想的である。Ｆ
ＥＴをターンオフした時、データ電圧が液晶コンデンサ
に貯蔵される。然し、非晶質シリコンのＦＥＴは光に対
する感度が非常に強い。ＦＥＴのチャンネル領域に光が
吸収されると、ソース及びドレインの間に洩れ電流が流
れる。この洩れ電流により、液晶コンデンサに貯蔵され
ていた電圧が変化し、こうして表示性能が悪化する。表
示装置は強い周囲光の条件内で動作することが要求され
る場合が多いから、光がＦＥＴに影響しない様にする手
段が必要である。従来のＦＥＴ構造では、透明基板の上
に金属ゲート電極が形成される。このゲート電極が光が
基板側からＦＥＴのチャンネル領域に達しない様にする
。反対側（上側）からの光を阻止する為には、別の構造
が必要である。こういうことを達成する為に従来用いら
れていた機構は、第２のゲート電極を形成するものであ
った。然し、この解決策は構造を余計に複雑にして望ま
しくない。更に、他の解決策は、ＦＥＴのチャンネルの
上方に隔たっていて厚い絶縁層によって隔てられた電気
的に浮動する金属層を使うものであった。
然し、これもソースとドレインの間に望ましくない静電
８二をつけ加える。光を阻止する問題を解決しようとす
る更に別の試みは、重合体材料を使うものであるが、こ
ういう材料は、ＦＥＴ装置の領域を除くと、どこででも
用いられたことはなく、スペーサとして作用させる為に
用いられたことがないことは確実である。従って、プロ
セスを複雉化させない様な光阻止用の絶縁層が望まれて
いる。
光学的な外観を一様にする為、ＬＣＤセルの厚さは、典
型的には３〜１５ミクロンであるが、セル全体にわたっ
て±０．２ミクロン以内で一様でなければならない。こ
の様な表示装置に使うのに望まれるコストの易い硝子材
料は、表示装置の寸法にわたって数十ミクロンはど、平
坦さに偏差があるから、セル全体にわたってスペーサを
分布させなければならない。その後、セルの２つの壁を
強制的にスペーサと接触させ、セルの２つの壁がこのよ
うに接触している時の空所を丁度埋める様な量の液晶材
料をセルに充填する。典型的に使われるスペーサは短い
長さの硝子繊維をセル全体にわたって不規則に分布させ
るものである。ＦＥＴ駆動形ＬＣＤ装置では、ＦＥＴ構
造の厚さは約１ミクロンにすることが出来る。繊維のス
ペーサがＦＥＴ０上に乗っかる場合、繊維が他の上に乗
っかる場合よりも、セルの厚さは局部的に一層大きくな
る。従って、セル・スペーサを予定の場所にだけ配置す
る構造が必要である。
ＬＣＤの画素は典型的には行及び列から成る矩形の配列
に配置される。各々の画素電極にはそれ自身のＦＥＴス
イッチ装置が付設される。各々のスイッチ装置がデータ
線及びゲート線に接続される。この各々の線に同時に印
加された電気信号により、各々の画素を独立にアドレス
することが出来る。従って、ＬＣＤは、水平方向にセル
をアドレスする為の１組の平行なデータ線を備えている
のが典型的である。同様に、垂直方向にセルを呼出す為
のゲート線が設けられる。動作の際、ＬＣＤ装置の上に
出来る像は、典型的には約６０１１ｚの速度で更新する
ことが出来る。
然し、マトリクスのデータ線の近くにあるＬＣＤ装置の
区域について、第３の問題が起こる。データ線に沿った
大部分の表示素子がオンである場合、データ線に現れる
ｒｍｓ電圧は供給電圧ＶＯと大体同じである。データ線
のこの電圧は、データ線の近くにある液晶材料をターン
オンする傾向がある。この為、この発明は、セルの内の
データ線に隣接する領域を、スペーサとしても作用する
光陽止層で覆うことにより、この望ましくない光の透過
を阻止する構造を対象とすると同時に、半導体スイッチ
装置に対して光を阻止するプロセス構造を提供する。
発明の要約 この発明の好ましい実施例では、液晶表示装置が、その
少なくとも一方が透明である１対の平坦な基板を有する
。所定量の液晶材料が基板の間に配置され、その間に収
容される。少なくとも一方の基板の上に画素電極の配列
を配置する。他方の基板の上に少なくとも１つの大地平
面電極を配置して、液晶材料が画素電極と任意の大地平
面電極の間に配置される様にする。画素電極の配列を透
明な材料で構成するか、又は大地平面電極（１つ又は複
数）を透明な材料で構成する。この発明の見透し形実施
例では、両方の基板が透明であり、大地平面電極及び画
素電極の配列が酸化インジウム錫（ＩＴＯ）の様な透明
な導電材料で構成される。各々の画素電極に半導体スイ
ッチ素子の配列を付設する。１組の導電データ線及び１
組の導電ゲート線を設けると共に、その形は、スイッチ
素子と共に、データ線に現れる電圧が画素電極を選択す
る為に印加される様にする。この発明の要点は、光阻止
スペーサ材料が基板の間に配置されると共に、データ線
及びゲート線の何れかを少なくとも部分的に覆う様に配
置されることである。この発明の好ましい実施例では、
光阻止材料は、光か半導体スイッチ素子に達しない様に
する様にも配置されている。この発明の好ましい実施例
では、光阻止材料は硬化したポリアミック酸重合体材料
で構成される。この代りに、光阻止スペーサ材料を、デ
ータ線又はゲート線と整合しているカラー・フィルタの
上に配置してもよい。この発明の好ましい実施例では、
スペーサ材料は、データ線を少なくとも部分的に覆う様
に適用される。更にこの発明の好ましい実施例では、半
導体スイッチ素子が薄膜ＦＥＴ装置で構成される。
従って、この発明の目的は、液晶表示装置内のスペーサ
に対する機構及び構造を提供することである。
この発明の別の目的は、ＬＣＤ装置に使われる光に影響
される半導体スイッチ素子に対する光阻止材料を提供す
ることである。
この発明の別の目的は、Ｌ　ＣＤ表示装置のデータ線に
対する光阻止被覆を提供することである。
最後に、これに限らないが、この発明の目的は、１つ又
は更に多くの偏光子を用いても用いなくても、種々の液
晶材料を用いて、平形パネルの単色及びカラー・スクリ
ーン用の改良されたＬＣＤ装°置装構造を提供すること
である。
発明の詳細な説明 第１図は薄膜ＦＥＴ装置のチャンネル領域に光が達しな
い様にする為にこの発明で使われる１つの方法を断面図
で例示している。具体的に云うと、基板２０は典型的に
は硝子の様な透明な材料で構成される。光パターン形成
法（Ｐｈｏｔｏ　Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）により、この
基板に金属ゲート電極２１が固定される。次に、窒化シ
リコンの様な絶縁材料のパターンを定めた層２４を、典
型的にはゲート電極２１を醍い且つその両側に所定の距
離たけ伸びる様に沈積する。次に、典型的には非晶質シ
リコンの能動Ｊ４を適用し、適当な極性のドーパントで
ドープして、ゲート電極に印加された電気信号によって
電流の流れが制御される様なチャンネル領域を作る。同
様に、光パターン形成法を用いて、ソース及びドレイン
電極２２．２３を沈積し、薄膜ＦＥＴ装置の形成を完了
する。然し、前に述べた様に、ソース２２及びドレイン
２３の間にある層２５内のチャンネル領域は光によって
影響される。
この為、この発明のＬＣＤ装置は、光が（パネルの片側
から）チャンネル領域に達しない様にする為に光阻止重
合体材料２６を用いる。この発明では、重合体材料２６
は、図示のセルの厚さＴを定める為のスペーサとしても
作用する位に厚い。透明でないゲート電極２１により、
チャンネルの反対側から光が入ることが防止される。然
し、デーｌ−電極の幅はわずか約１０ミクロンであって
、従って観察者に実質的には見えないから、ゲート材料
２１が不透明であることは重要な制約ではない。
これと対照的に、画素電極はＬＣＤ装置のセル内でずっ
と大きな素子である。画素電極は約０．０１吋平方であ
る。
更に、半導体スイッチの区域に限って光阻止材料を適用
することは、データ線の区域にある液晶材料の散発的な
スイッチングの問題の解決にならない。この問題が第２
図に具体的に示されている。
この図には、透明な基板２０．３０が示されており、そ
の間に液晶材料５０か配置されている。透明な画素電極
３９がデータ線３２の両側に配置されていることが判る
。透明な大地平面電極３８が基板３０の内面に配置され
ている。基板２０，３０がＬＣＤパネルの前壁及び後壁
を形成する。一般的に、画素電極３９及び大地平面電極
３８の間にある領域内の液晶材料５０の配向をスイッチ
ングすることが出来ることが望ましい。１個の大地平面
電極を用いることが出来、そうするのが好ましいが、異
なる可視効果を達成する為に多数の大地平面を用いるこ
とも可能であることに注意されたい。然し、第２図は、
データ線３２に印加される電圧によって、線１３で示す
様に、データ線３２と大地平面電極３８の間にある液晶
材料の整列が生じ、この材料のスイッチングを起こすこ
とがあることを示している。これは望ましくない効果で
あり、この発明を実施することによってこういう効果が
除かれる。更に、基板２０，３０、大地平面電極３８及
び画素電極３９が透明な材料で構成される場合、データ
線と画素電極の間のすき間で起こる様に、光が制御され
ない形で表示パネルを通過するのを許すことは一般的に
望ましくない。
この望ましくない光の透過が矢印１１で示されている。
こういう光の透過の問題も、この発明を実施することに
よって解決される。
第３図は、上記のスイッチング及び透過の問題を軽減す
る様に作用すると同時に、基板２０，３０の間に一様な
距離を設定する様に一様なスペーサ材料を設けるこの発
明の１実施例を示している。
材料４０ａは光によってパターンを定めることが出来る
重合体層であり、黒色顔料又は染料を含んでいることが
好ましい。この様な材料の１例は（これに限らないが）
、ポリアミック酸、溶媒及び懸濁黒色顔料の混合物であ
る。適当な溶媒はｎ−メチル・ピロリドンである。この
混合物をＦＥＴ基板の上に回転付着させ、厚さはセルの
所要のスペースすなわち厚さによって決定する。溶媒を
蒸発させる様な乾燥の後、この材料の上側をシラプレー
１３５０Ｊの様なポジ形のフォトレジストで被覆する。
フォトレジストを所望のパターンに露出し、その後現像
する。フォトレジストの現像剤が、露出したフォトレジ
ストの下にある不要なポリアミック酸をも溶解する。そ
の後、フォトレジストを除去し、約２５０℃の温度でポ
リアミック酸を硬化させ、それをポリイミド重合体に変
換する。この層の所望の性質としては、厚さ６ミクロン
の層で、光学濃度が３より大きいことが含まれる。この
材料が、高い抵抗率、例えば１０１０オーム−Ｃｍより
大きい抵抗率を持つことも望ましい。
こういう条件に合う市場で入手し得る材料は、テキサス
州のボリトロニクス・インコーホレイチット社によって
製造されるＰＴＸ−２０６である。
光陽止層がＦＥＴのチャンネルの上並びにデータ線の上
に残る様に、そのパターンを定めることにより、上に述
べた光阻止に関する問題並びに分布したセル・スペーサ
の問題が解決される。
第４図Ａは乃至第４Ｅ図は、この発明の製造に用いるこ
とが出来るレイアウト・パターンである。
第４Ａ図は、ゲート金属及び関連した水平ゲート駆動線
３１のパターンを示す。参考の為に目盛りを示しである
。更に第４Ａ図は冗長なデータ線３２が存在することを
示している。これらの線は、図示の層内では完全な電気
回路を形成していないが、第４Ｃ図に示すように、別の
層内で全体として完成されるデータ線の経路と部分的に
重複しているという点で冗長である。然し、第４Ｃ図に
示す様に、データ線回路を完成する為に接続が施されて
いる。第４Ａ図に示すメタライズ層は不透明であって、
表示装置の片側からチャンネル領域に光が入らない様に
する。チャンネル領域が、第４Ａ図に示した大きな矩形
の区域の上方に形成される。この矩形区域が耳３５を持
ち、この耳は形成された半導体装置の光電流を減少する
様に作用する。これは、ソース及びドレイン電極の間で
光によって誘起される導電を禁止することによって行な
われる。金属パッド３６も第４Ａ図に示す層内に示され
ている。パッド３６は装置のドレインと画素電極の間の
電気接続をやり易くする。
第４Ａ図のメタライズ層を不透明な基板又は硝子の様な
透明な基板の上に形成した後、絶縁層及び半導体層の沈
積に第４Ｂ図のパターンを用いる。
具体的に云うと、窒化シリコン層又はその他の絶縁材料
の層３４を第４Ｂ図に示すパターンで沈積する。第４Ｂ
図に示す絶縁材料のパターンは幾つかの目的に役立つ。
第１に、このパターンは薄膜ＦＥＴ装置に対するゲート
絶縁材料になる。第２に、この絶縁層はゲート線をデー
タ線から電気的に絶縁する様に配置される。最後に、第
４Ｂ図の中心のパッチ領域から上向き及び下向きに伸び
る垂直部分が、第４Ａ図に示すデータ線３２と重なる。
然し、第４Ｂ図の絶縁層が第４Ａ図のデータ線３２より
幅が狭いことに注意されたい。この為、第４Ｃ図に示す
様に、部分的に冗長なデータ線を形成することが出来る
。第４Ｂ図の絶縁層３４の幅が一層狭い為、第４Ａ図に
示したデータ線の導体と第４Ｃ図に示した完全なデータ
線の導体の間の電気的な接触が出来る。この両方の導体
を参照数字３２で示しである。
前に述べた様に、第４Ｂ図のパターンは別の作用にも用
いられる。具体的に云うと、これは半導体飼料の層（１
つ又は複数）を沈積する為のパターンとして役立つ。特
に、第４Ｂ図に示すパターンを持つ三重層を用いること
が好ましい。この場合、−格下（１番目）の層は窒化シ
リコンで構成され、次の層はシリコンで構成され、その
次の層は、その層がＮ＋の極性に成る様な材料でドープ
されたシリコンで構成される。これらの層は、普通の薄
膜ＦＥＴ処理によって形成される。
基板に適用される次の層は、第４Ｃ図に示す形を持つメ
タライズ層である。具体的に云うと、フィンガ突起部３
２ａ、３２ｂがデータ線３２から伸びている。これらの
突起部が１対のＦＥＴに対するソース電極を形成する。
メタライズ・パターン３３が、形成される１対のＦ　Ｅ
　Ｔに対する共通のドレイン電極になる。このドレイン
電極か最終的には、第２図、第３図、第７図及び第４Ｄ
図に示す画素電極３９に接続される。これは第４Ａ図の
パッド３６とも電気的に接触する。データ線３２がソー
ス電極３２ａ、３２ｂに接続されると共に、第４Ｂ図の
絶縁層の幅が一層狭い為に、データ線３２が、第４Ａ図
の層の同じ参照数字を（＝ｔ　した部分的に冗長なデー
タ線と接触する。これによって、表示の信頼性を高める
為の冗長な構造が得られる。ゲート線３１は、第４Ｃ図
の層からのメタライズにより補強されているが、これも
表示装置の信頼性を高める為である。
次に適用される層は、画素電極パターンの層である。画
素電極３９は必然的に導電材料で構成しなければならな
い。然し、ＬＣＤ装置の特定の性格に応じて、導電材料
は透明であってもなくてもよい。然し、透明にするには
、この為に酸化インジウム錫を用いることが好ましい。
従って、画素７ｈ極３９は導電ヰ」料で（１η成される
が、それか透明である可能性もあることを示す為に、図
面では硝子の様にハツチングを施しである。勿論、大地
平面電極又は画素電極又はその両方が透明な材料で構成
されることが必要である。両方とも不透明であると、表
示装置として役立たなくなる。更に画素電極について云
うと、第４Ｄ図がこの様な４個の画素電極が存在するこ
とを示している。然し、半導体スイッチが実際には、第
４Ｄ図の右下隅にある画素電極に付設されている。この
画素電極が第４Ｃ図の金属（ドレイン）パッド３３と電
気的に接触する。
この発明にとって最も重要なこととして、第４Ｅ図は光
阻止＋５１料を適用する為のパターンを示している。光
阻止材料４０ａが、前に述べた様にデータ線３２を覆う
ことが判る。同様に、光阻止材料４０ｂを用いて、第４
Ｄ図の右下隅にある画素電極の左上隅に形成されるＦＥ
Ｔの対のチャンネル領域に光が入らない様にする。一般
的に、ゲート線に同様な光阻止材料を設けることは必要
ではない。これは、これらの線は一般的にその近辺にあ
る液晶材料を付勢する程の高いｒ　ｍ　ｓ電圧を持たな
いからである。然し、大面積の表示装置では、スペーサ
の作用を改善する為に、ゲート線に重なる様に重合体材
料を制限して適用することか役に立つ。第４Ｅ図のパタ
ーンに従って適用される光明止材料４０ａが、光明止作
用に役立つだけではなく、特に第３図に示した様にスペ
ーサとしても役立つことが判る。
第５図は、１個の画素セルとそれを取囲むセルの部分の
拡大図である。これらのセルに関連するゲート線が水平
方向に伸びることが示されている。
これらのセルに関連するデータ線が垂直方向に伸びるこ
とが示されている。然し、これらの線の相対的な方向が
一定ではなく、水平及び垂直の役割を逆にした別の形式
も用いてもよいことに注意されたい。更に、各々の画素
セルが選ばれたデータ線及びゲート線と一意的な関係を
持つことが判る。
各々の画素セルが画素電極と、それに関連した半導体ス
イッチ装置を含むことが判る。第５図に見られる構造は
典型的には液晶表示装置の片側を構成する。反対側は、
典型的には、透明な電極のにに配置された大地平面電極
を有する。液晶材料が画素電極及び大地平面電極（１つ
又は複数）の間に配置される。第５図に示す画素セルは
四角であるが、異なる形又は異なる寸法のセルを用いる
ことも可能である。同様に、データ線及びゲート線か１
に平及び垂直方向に伸びるものとして示しであるが、斜
交座標系と一層よく似た形に配置されたデータ締金用い
ることも可能である。図示の画素電極は約０．０１吋平
方であるが、ＦＥＴ素子は約０．００１吋平方である。
第６図は、第４Ａ図乃至第４Ｅ図に示したパターンを用
いて行なわれた製造工程の結果として得られた構造の詳
細図である。第６図はこうし一〇得られた構造を全体的
に示すと共に、層間の構造関係を具体的に説明するのに
も役立つ。特に、光阻止材料４０ａ、４０ｂの配置に注
意されたい。
第７図は１個の画素セルの回路図である。特に、上側の
極板３９及び下側の極板３８持つコンデンサの記号によ
って、セルのコンデンサ部分を表わす。下側の極板３８
は典型的には大地平面電極で構成され、上側の極板３９
は典型的には個々の画素電極で構成される。画素電極が
ＦＥＴのドレイン３３、ゲート３１及びソース電極３２
ａ、３２ｂに電気接続される。ゲート線及びデータ線は
第７図に示す通りである。然し、こ＼でソース及びドレ
イン電極と呼んだのは例に過ぎないことに注意されたい
。周知の様に、ＦＥＴ装置は対称性を持つ場合が多く、
ソース及びドレインの呼名は単に便宜として、又は外部
装置の接続の結果としてそうなるに過ぎない。
単色でなく、カラー像を表示する液晶表示装置を作るこ
とも可能である。こういう装置では、典型的には、モザ
イク形カラー・フィルタを用いる。
このカラー・フィルタは大地平面電極の上に配置するこ
とが好ましい。この発明では、このフィルタの上にスペ
ーサ材料を配置することが出来る。
然し、カラー・フィルタ層を薄膜トランジスタの配列及
び関連した画素電極に対して正確に整合させなければな
らないと云う理由で、これはそれ程望ましくない配置で
ある。
前に述べた様に、この発明では二異なる種類の液晶材料
を用いることが出来る。捩りネマチック材料を用いる場
合、１対の偏光子も必要である。
こういう偏光子は、典型的には、液晶材料を収容するＬ
ＣＤ装置の壁の外部に配置する。グイクロイック染料（
ゲスト／ホスト系）を用いるＬＣＤ装置では、対の偏光
子は必要ではない。こういう実施例では、１個の偏光子
を持つか又は全く偏光子を持たない装置を用いてもよい
。
この発明に従って作られる装置では、その装置でゲート
金属が透明な基板の上に配置される場合、ゲート材料は
不透明であることが望ましい。更に、この明細書で云う
「透明」と云う言葉は、光の透過率が１００％であるこ
とを必要としない。
ＬＣＤ装置の像が見える様にするのに十分な透明度が唯
一の条件である。この発明では、光を通さない材料は一
般的に透過率が０．１％未満であって、光学濃度が３で
ある。基板が互いに約６ミクロン離れているＬＣＤ装置
では、これで十分である。
従って、以上の説明から、この発明の液晶表示装置が改
善された表示性能を持つと共に、従来用いられていたＬ
ＣＤ装置の製造方法と両立性を持つことが理解されよう
。特に、この発明によりデータ線の近辺にあるＬＣＤ材
料の擬似的なスイッチングがなくなると同時に、表示装
置の性能又は信頼性を犠牲にせずに、スペーサの作用が
達成される。この発明で提供する光阻止作用により、望
ましくない様なレベルの光がＦＥＴのチャンネル領域に
達しない様にすることにより、品質の高いコントラスト
の良い像、或いはカラー像さえも形成することが容易に
出来ることが理解されよう。
この発明のある好ましい実施例を詳しく説明したが、当
業者には種々の変更が考えられよう。従って、特許請求
の範囲は、この発明の範囲内に含まれるこの様な全ての
変更を包括するものであることを承知されたい。
【図面の簡単な説明】
第１図は光阻止構造を持つ薄膜ＦＥＴの側面断面図、第
２図は望ましくない光の透過の問題並びにデータ線に存
在する外来信号の問題を例示する側面断面図、第３図は
少なくともデータ線を部分的に覆う様に光阻止構造を用
いたこの発明の１実施例の一部分の側面断面図、第４Ａ
図はこの発明の好ましい実施例で用いられるゲート金属
パターンを示す平面図、第４Ｂ図は薄膜ＦＥＴの一部分
としての能動シリコン及びゲート絶縁物に対するパター
ンを示す平面図、第４Ｃ図はソース及びドレイン電極と
データ線に対する金属パターンを示す平面図、第４Ｄ図
は薄膜半導体スイッチ装置の近辺にある画素電極材料の
パターンを示す平面図、第４Ｅ図は主にデータ線を部分
的に覆う為、この発明の１実施例で用いることの出来る
重合体光阻止材料のパターンを示す平面図、第５図はこ
の発明に従って作られたＬＣＤ装置の一部分の平面図、
第６図は第５図の拡大平面図、第７図は各々の画素電極
に半導体スイッチ装置を付設した電気的なモデルの回路
図である。 （主な符号の説明） ２０．３０：基板 ２６．４０ａ、４０ｂ：光阻止材料 ３１：ゲート線 ３２：データ線 ３８：大地平面電極 ３９：画素電極

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）その少なくとも一方が透明である１対の平坦な基板
    と、該基板の間に配置されていてその間に収容された所
    定量の液晶材料と、前記少なくとも一方の基板の上に配
    置された画素電極の配列と、他方の基板の上に配置され
    た少なくとも１つの大地平面電極とを有し、液晶材料が
    前記画素電極及び大地平面電極の間に配置され、前記大
    地平面電極及び画素電極の配列の内の少なくとも一方が
    透明であり、更に、前記画素電極に付設された半導体ス
    イッチ素子の配列と、１組の導電データ線と、１組の導
    電ゲート線と、前記基板の間の距離を決定する様に前記
    基板の間に配置されると共に、前記半導体スイッチ素子
    から光を遮る様に配置された光阻止スペーサ材料とを有
    し、前記スイッチ素子、前記データ線及び前記ゲート線
    は、前記ゲート線に存在する信号に従って、前記データ
    線に現れる電圧を画素電極を選択する為に印加すること
    が出来る様に電気接続されている液晶表示装置。 ２）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於て
    、前記光阻止スペーサ材料が前記データ線又は前記ゲー
    ト線の少なくとも一部分を覆う様にも配置されている液
    晶表示装置。 ３）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於て
    、前記光阻止スペーサ材料が両方の平坦な基板と接触し
    ている液晶表示装置。 ４）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於て
    、前記光阻止スペーサ材料が前記半導体スイッチ素子と
    同じ基板の上に形成されている液晶表示装置。 ５）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於て
    、前記光阻止スペーサ材料が前記平坦な基板の内、透明
    でない方の基板の上に形成されている液晶表示装置。 ６）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於て
    、前記光阻止スペーサ材料が光によってパターンを定め
    ることが出来る重合体で構成されている液晶表示装置。 ７）特許請求の範囲６）に記載した液晶表示装置に於て
    、前記重合体が、黒色顔料及び黒色染料から成る群から
    選ばれた追加の材料を含んでいる液晶表示装置。 ８）特許請求の範囲６）に記載した液晶表示装置に於て
    、前記重合体が硬化したポリアミック酸で構成される液
    晶表示装置。 ９）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於て
    、前記平坦な基板の間の間隔が約６ミクロンである液晶
    表示装置。 １０）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於
    て、前記光阻止スペーサ材料の光学濃度が３より大きい
    液晶表示装置。 １１）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於
    て、前記光阻止スペーサ材料の抵抗率が１０＾１＾０オ
    ーム−ｃｍより大きい液晶表示装置。 １２）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於
    て、前記データ線が透明である液晶表示装置。 １３）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於
    て、前記ゲート線が透明である液晶表示装置。 １４）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於
    て、前記半導体スイッチ素子が光感知性である液晶表示
    装置。 １５）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於
    て、前記半導体スイッチ素子がソース、ゲート及びドレ
    イン領域を持つ電界効果トランジスタで構成される液晶
    表示装置。 １６）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於
    て、前記半導体スイッチ素子が薄膜電界効果トランジス
    タで構成される液晶表示装置。 １７）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於
    て、前記透明な電極が酸化インジウム錫で構成される液
    晶表示装置。 １８）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於
    て、大地平面電極を１個だけ設けた液晶表示装置。 １９）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於
    て、前記大地平面電極が透明である液晶表示装置。 ２０）特許請求の範囲１９）に記載した液晶表示装置に
    於て、両方の平坦な基板が透明である液晶表示装置。 ２１）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於
    て、前記液晶材料が、ダイクロイック液晶材料及び捩り
    ネマチック液晶材料から成る群から選ばれる液晶表示装
    置。 ２２）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於
    て、前記画素電極が約０．０１吋平方である液晶表示装
    置。 ２３）特許請求の範囲２０）に記載した液晶表示装置に
    於て、前記半導体スイッチ素子が約０．００１吋平方で
    ある液晶表示装置。 ２４）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於
    て、前記光阻止スペーサ材料が、前記ゲート線の少なく
    とも一部分を覆っている液晶表示装置。 ２５）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於
    て、前記光阻止スペーサ材料が、前記データ線の少なく
    とも一部分を覆っている液晶表示装置。 ２６）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於
    て、前記画素電極が透明である液晶表示装置。 ２７）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於
    て、前記光阻止スペーサ材料が、前記画素電極と整合し
    てカラー・フィルタ上に配置されている液晶表示装置。 ２８）特許請求の範囲１５）に記載した液晶表示装置に
    於て、前記ドレイン領域が前記画素電極に接続されてい
    る液晶表示装置。 ２９）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於
    て、前記画素セルと整合するカラー・フィルタを含む液
    晶表示装置。 ３０）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於
    て、前記平坦な基板の両側で、その外側に配置された偏
    光子を有し、前記液晶材料が捩りネマチック材料で構成
    される液晶表示装置。 ３１）特許請求の範囲１）に記載した液晶表示装置に於
    て、前記平坦な基板の外側に配置された偏光子を有し、
    前記液晶材料がダイクロイック染料材料で構成され、前
    記偏光子は、前記電極又は該電極をその上に設けた基板
    が不透明である様な表示装置の側にこない様に配置され
    ている液晶表示装置。 ３２）特許請求の範囲１５）に記載した液晶表示装置に
    於て、前記ゲート線が前記ＦＥＴゲート領域を形成する
    電極と同じ材料で構成されている液晶表示装置。 ３３）その少なくとも一方が透明である１対の平坦な基
    板と、該基板の間に配置されていてその間に収容された
    所定量の液晶材料と、前記少なくとも一方の基板の上に
    配置された画素電極の配列と、他方の基板の上に配置さ
    れた少なくとも１つの大地平面電極とを有し、こうして
    前記液晶材料が画素電極及び大地平面電極の間に配置さ
    れる様にし、前記大地平面電極及び画素電極の配列の内
    の少なくとも一方が透明であり、更に、前記画素電極に
    付設された半導体スイッチ素子の配列と、１組の導電デ
    ータ線と、１組の導電ゲート線と、前記データ線又は前
    記ゲート線を少なくとも部分的に覆う様に配置された光
    阻止スペーサ材料とを有し、前記スイッチ素子、前記デ
    ータ線及び前記ゲート線は、該ゲート線に存在する信号
    に従って、前記データ線に現れる電圧を画素電極を選択
    する為に印加することが出来る様に電気接続されている
    液晶表示装置。 ３４）その少なくとも一方が透明である１対の平坦な基
    板と、該基板の間に配置されていてその間に収容された
    ある量の液晶材料と、前記少なくとも一方の基板の上に
    配置された画素電極の配列と、他方の基板の上に配置さ
    れた少なくとも１つの大地平面電極とを有し、こうして
    前記液晶材料が前記画素電極及び大地平面電極の間に配
    置される様にし、前記大地平面電極及び画素電極の配列
    の内の少なくとも一方は透明であり、更に、前記画素電
    極に付設された半導体スイッチ素子の配列と、１組の導
    電データ線と、１組の導電ゲート線と、前記データ線又
    は前記ゲート線を少なくとも部分的に覆う様に配置され
    たスペーサ材料とを有し、前記スイッチ素子、前記デー
    タ線及び前記ゲート線は、該ゲート線に存在する信号パ
    ターンに従って、前記データ線に現れる電圧を画素電極
    を選択する為に印加することが出来る様に電気接続され
    ている液晶表示装置。 ３５）その少なくとも一方が透明である１対の平坦な基
    板と、該基板の間に配置されていて、その間に収容され
    た所定量の液晶材料と、前記少なくとも一方の基板の上
    に配置された画素電極の配列と、他方の基板の上に配置
    された少なくとも１つの大地平面電極とを有し、この為
    液晶材料が画素電極と大地平面電極の間に配置され、前
    記大地平面電極及び画素電極の配列の内の少なくとも一
    方が透明であり、更に、前記画素電極に付設された半導
    体スイッチ素子の配列と、１組の導電データ線と、１組
    の導電ゲート線と、前記データ線又は前記ゲート線を少
    なくとも部分的に覆う様に配置された光阻止材料とを有
    し、前記スイッチ素子、前記データ線及び前記ゲート線
    は、該ゲート線に存在する信号パターンに従って、前記
    データ線に現れる電圧を画素電極を選択する為に印加す
    ることが出来る様に電気接続されている液晶表示装置。
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