液晶ディスプレイ
マザーガラスの大きさで1,000×1,300mmクラスまでは、1-5秒ほどの短時間で一度に全面を露光するワンショット方式が実用化されているが、転写対象が1mを越える大面積のものでは、光学投影レンズの有効径に制限されて、1枚のレティクルで全面を1度に露光できなくなっている。この場合には、複数枚のレティクルに分割して何度も露光を行う。半導体製造装置のスキャナのようにレティクルと転写面を同時に移動させながら露光するのではなく、移動中は露光シャッターは閉じられ、露光のつなぎ目が厳密にアライアメントがとられてから露光が開始される。このような露光方法をステップ&リピート (Step & repeat) と呼ばれ、この装置は「レンズ・ステッパ」や「ステッパ」と呼ばれる。特に液晶パネル1枚の大きさでレティクルを作る事で露光のつなぎ目を考慮しない方法には適する。半導体製造装置のスキャナのようにレティクルと基板を同時に移動させながら露光するものに、ミラー・プロジェクション法がある。これは、大口径レンズは球面収差のために作れないのを反射鏡で結像させるもので、1枚のレティクルで大面積に転写が可能になる。これらのいずれも、レティクルの等倍で露光する「等倍投影法」とレティクルの1/5や1/10に縮小して露光する「縮小投影法」がある。マスク数は5枚が主流であるが、4枚マスクの導入も始まっている。
アレイ基板の製造工程の各段階中と工程の最後に検査が行われる。アレイ基板として使用されないマザーガラス上の空き領域にあらかじめテスト用回路を作り込んでおき、膜厚、膜質、電気的特性を計測するという手法も使われる。
ガラス製造の専業メーカーが生産するのが一般的である。
マザーガラスは原料溶解、薄板形成、切断・面取り、熱処理・研磨、洗浄、検査、出荷という工程を経て製造される。メーカーによっては熱処理・研磨を行わないところもある。薄板形成の徐冷工程が品質を左右する。 フュージョン法 フュージョン法 (Fuson process) は、溶けた2枚の平面状ガラスを垂直に流し下ろしながら表裏合流合体させて空中で冷却する。ガラス表面に接触するものがないので高品質なマザーガラスが得られる。 スロット・ドロー法 スロット・ドロー法 (Slot drawing process) は「ダウン・ドロー法」や「引き下げ法」とも呼ばれ、ルツボの底の「スロット」から平面状にした溶解ガラスを流し出し、下では複数のローラーで固まり始めたガラスを引き下げながら冷却炉で冷やし連続的に外形を整えてゆく。スロットやローラーが接触するので引き下げ力の管理などを上手く行わないとガラス表面にうねりが生じる。製品は研磨が必要になる。 フロート法 フロート法 (Float process) は、溶解した金属スズの上に溶けたガラスを流して、川のように連続的に平面ガラスを作る方法である。窓用を含めた一般的なガラス板の生産方法であるが、微細なうねりやスズが表面に付くために研磨が必要になる。マザーガラスの生産にはあまり採用されなくなっている。
セグメント表示の身近な例では、電卓に多用されている8の字によって数字を表示する、7セグメントディスプレイが挙げられる。このように表示対象をいくつかの小さい領域である「セグメント」に分割し、その領域毎に外部から所望の電圧を印加するものを、セグメント表示と呼ぶ。
どのセグメントに電圧をかけるかを適宜制御すれば、数字の0 - 9等を表示し分けることができる。数字だけでなく擬似的なアルファベットも16セグメント程度で1文字を表すものがあり、各種電気機器の動作表示部などではピクトグラムのような簡単なマークもセグメントによって表される。セグメント数が少なければスタティック駆動されるが、電卓のようにセグメント数が多くなるとダイナミック駆動(人間の目で判断できないほど高速で表示を順番に切り替える方式)される。
セグメント表示の多くは中間調を持たず明暗の2つの状態で表示されているが、電池が消耗した電卓などで駆動電圧が不十分になると、表示が薄くなり、中間調のような表示が起きる。
基板洗浄 BM層形成 BM(ブラックマトリクス)層は、金属クロムをスパッタリング蒸着させ、フォトリソグラフィ技術を使ったエッチングによって不要部分が除去される。金属クロムのほかにもカーボンやチタン、ニッケルの使用が検討され、低反射用に金属クロムに加えて酸化クロムの2層構造も使用される。 カラーフィルタ層形成 カラーフィルタ材を一定のパターンに配置・形成する方法には、フォトリソグラフィ法、印刷法、インクジェット法、その他がある。 フォトリソグラフィ法 フォトリソグラフィ法ではBM層形成と同様に全面に塗布したあと、フォトリソグラフィ技術を使ったエッチングによってマスクを作り不要部分を溶解除去する。3色のそれぞれに対して繰り返し処理が必要になる。 印刷法 シルクスクリーン印刷と同様に、スキージでメッシュ・スクリーン上のカラーフィルタ材を基板に印刷する方法や、オフセット印刷する方法、凸版印刷に凹版印刷など、どれもカラー印刷と同じ手法を用いる。 インクジェット法 インクジェット印刷の技術を応用したものである。プラズマディスプレイでの実用が主導した技術であり、大画面の基板では実用され始めている。 保護膜形成 BM層とカラーフィルタ層で生じた段差を平準化し、この後のITO膜の形成時の定着性が高められる。 共通電極形成 原料となるITOは酸化インジウムに酸化スズを1-5重量%ほど加えた合金である。