DE19828391A1 - Flüssigkristallanzeige - Google Patents
FlüssigkristallanzeigeInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Flüssigkristallanzeigen ("LCDs"). Insbesondere stellt die
Erfindung eine LCD bereit, die eine Gegenelektrode hat und die einen ersten Teil und einen
zweiten Teil und eine Pixelelektrode hat.
Eine Flüssigkristallanzeige ("LCD") weist Elemente auf, wie z. B. ein Paar transparenter
isolierender Substrate, einen Dünnfilmtransistor ("TFT") und eine Pixelelektrode. Der
Dünnfilmtransistor und die Pixelelektrode werden auf einem der transparenten isolierenden
Substrate ausgebildet. Ein Farbfilter und eine Gegenelektrode werden auf dem anderen
isolierenden Substrat ausgebildet. Ein Flüssigkristallmaterial wird zwischen dem Substratpaar
plaziert. Im Betrieb wird ein elektrisches Feld zwischen der Pixelelektrode und der Gegen
elektrode mittels einer angelegten Spannung ausgebildet. Die Flüssigkristallmoleküle richten
sich entlang des elektrischen Feldes zwischen den Elektroden neu aus bzw. ordnen sich neu
an.
Es wurde ein Dünnfilmtransistor mit einem In-Ebene-Schaltungsmodus ("IPS-Modus" bzw.
"In-Plane-Switching Mode") verwendet oder vorgeschlagen, um Beschränkungen, wie z. B.
ein kleiner Sichtwinkel und ein geringes Kontrastverhältnis, zu verbessern. Der IPS-Modus-TFT
weist eine Pixelelektrode und eine Gegenelektrode auf, die auf einem unteren Substrat
ausgebildet sind. Zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode ist ein elektrisches
Feld ausgebildet, so daß entlang des elektrischen Feldes die Flüssigkristallmoleküle neu
angeordnet sind bzw. werden.
Eine Vielfalt von Beschränkungen bestehen bei herkömmlichen LCD-Designs, wie z. B. die
oben beschrieben sowie auch andere. Insbesondere weist das herkömmliche LCD-Design im
allgemeinen uneffektive Designs auf, die dazu neigen, die Transmittanz bzw. den Durch
lässigkeitsgrad der LCD zu verringern. Zusätzlich bilden herkömmliche LCD-Designs nicht
die Pixelelektrode und die Gegenelektrode auf derselben Ebene. Dementsprechend werden
die LCD-Reaktionszeiten bzw. LCD-Antwortzeiten häufig reduziert. Darüber hinaus verwen
den herkömmliche LCDs häufig lichtundurchlässige bzw. opake Metallmaterialien, die im
allgemeinen eine höhere Leistung benötigen, um die gewünschte Luminanz bzw. Leucht
dichte zu erzielen. Die herkömmliche LCD kann ebenso Bilder anzeigen bzw. ausgeben, die
Störungen oder dergleichen aufgrund herkömmlicher Design-Layouts aufweisen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Flüssigkristallanzeige bereitzustellen, bei der
die Beschränkungen herkömmlicher LCDs weniger stark ausgebildet oder beseitigt sind.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Vorteilhaft wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Technik bereitgestellt, die eine
Vorrichtung bzw. ein Bauelement für eine verbesserte Flüssigkristallanzeige enthält. Bei
einer beispielhaften Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine verbesserte
Flüssigkristallanzeigen-Vorrichtung bereit.
Bei einer spezifischen Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine verbesserte
LCD-Struktur bereit. Die LCD-Struktur enthält, abgesehen von anderen Elementen, eine
erste Gegenelektrode nahe oder benachbart zu einer Datenleitung. Eine Pixelelektrode wird
während eines gleichen oder ähnlichen Schritts als eine Kondensatorstruktur ausgebildet.
Eine Isolierschicht wird zwischen der Pixelelektrode und dem Kondensator ausgebildet. Eine
zweite Gegenelektrode, die im wesentlichen ein elektrisches Feld ausbildet, das eine An
ordnung von Flüssigkristallmolekülen induziert, ist entfernt von der Datenleitung angeordnet.
Ein Abschnitt der Gegenelektrode (z. B. die erste Elektrode), der zu der Abtastzeile bzw.
Abtastleitung parallel ist, überlappt sich nicht mit der Pixelelektrode. Statt dessen wird die
erste Gegenelektrode, die aus einem geeigneten opaken Material ausgebildet ist, mit der
zweiten Gegenelektrode, die aus einem transparenten Material ausgebildet ist, durch eine
Kontaktöffnung oder ein Loch in Kontakt gebracht. Die Pixelelektrode und die zweite
Gegenelektrode werden kammähnlich geformt (oder weisen eine Anzahl von "Fingern" auf),
wobei sie eine Vielzahl von Zähnen parallel zu der Abtastzeile bzw. Abtastleitung auf
weisen. Die Kamm-Zähne der Pixelelektrode erstrecken sich in den Raum zwischen den
Kamm-Zähnen der Gegenelektrode. Bei anderen Ausführungsformen sind die Pixelelektrode
und die zweite Gegenelektrode aus einem transparenten Material gebildet.
Bei einer alternativen spezifischen LCD gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine
alternative LCD bereitgestellt. Die LCD weist ein Substrat auf, das eine erste Gegenelek
trode hat, die darauf ausgebildet ist. Die erste Gegenelektrode erstreckt sich in eine erste
Richtung. Eine Isolierschicht mit einem Kontaktloch oder eine Öffnung ist auf dem Substrat
vorgesehen, das die erste Gegenelektrode aufweist. Auf der isolierenden Schicht bzw.
Isolierschicht ist eine Pixelelektrode angeordnet, die einen Körper aufweist, der von der
ersten Gegenelektrode um einen ausgewählten Abstand getrennt ist und der sich in eine
zweite Richtung im wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung erstreckt. Die Pixelelek
trode weist weiter eine Anzahl von Kamm-Zähnen (oder Fingern) auf, die sich von dem
Körper weg erstrecken und die parallel zu der ersten Gegenelektrode sind. Auf der Isolier
schicht ist eine zweite Gegenelektrode angeordnet. Die zweite Gegenelektrode weist einen
Körper auf, der sich mit der ersten Gegenelektrode auf einer Seite überlappt und sich
parallel zu dem Körper der Pixelelektrode erstreckt. Die zweite Gegenelektrode weist ebenso
eine Anzahl von Kamm-Zähnen auf, die sich von dem Körper der zweiten Gegenelektrode
weg in die erste Richtung erstrecken. Die Kamm-Zähne der zweiten Gegenelektrode sind bei
manchen Ausführungsformen mit den Kamm-Zähnen der Pixelelektrode in einer geometrisch
symmetrischen Art und Weise interdigitalisiert bzw. doppelgekämmt. Die zweite Gegenelek
trode ist durch ein Kontaktloch oder eine Öffnung mit der ersten Gegenelektrode verbunden.
Die zweite Gegenelektrode erstreckt sich von der ersten Gegenelektrode in der zweiten
Richtung, um so mit dem Körper der Pixelelektrode überlappt zu sein, wobei die Isolier
schicht dazwischen plaziert wird. Die Abtastleitung bzw. Abtastzeile erstreckt sich in der
ersten Richtung und ist von einem der äußeren Kamm-Zähne der zweiten Gegenelektrode
getrennt bzw. beabstandet. Hier sind die Pixelelektrode und die zweite Gegenelektrode aus
einem transparenten Metall, insbesondere aus Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder dergleichen
hergestellt, aber es gibt keine Beschränkung auf ITO. Die erste Gegenelektrode ist aus einem
opaken Metall, wie z. B. MoW, Mo/Al oder AlNd hergestellt, aber es gibt keine Beschrän
kung auf diese Materialien. Die Breite der Kamm-Zähne in der Pixelelektrode oder der
zweiten Gegenelektrode beträgt weniger als 8 µm und vorzugsweise ungefähr 6 µm. Der
Abstand zwischen den Kamm-Zähnen in der ersten Pixelelektrode und den Kamm-Zähnen
der zweiten Gegenelektrode ist geringer als ungefähr 10 µm und vorzugsweise etwa 5 µm.
Zahlreiche Vorteile können durch die vorliegende Erfindung oder herkömmlich Techniken
erzielt werden. Bei manchen Ausführungsformen stellt die vorliegende Erfindung eine LCD
bereit, die eine erhöhte Transmittanz aufweist. Bei anderen Ausführungsformen weist die
vorliegende Erfindung schnellere Reaktionszeiten oder Reaktionsgeschwindigkeiten aufgrund
des neuen Designs und der neuen Verfahren auf. Bei noch anderen Ausführungsformen stellt
die vorliegende Erfindung ein verbessertes Öffnungsverhältnis und dergleichen bereit. Weiter
werden Störungen bzw. Fehler bei manchen Ausführungsformen reduziert. Die vorliegende
Erfindung nutzt einen dieser Vorteile oder mehrere davon in einer Ausführungsform oder in
mehreren Ausführungsformen. Diese Vorteile werden detaillierter im folgenden beschrieben.
Die vorliegende Erfindung erreicht diese Vorteile im Zusammenhang mit einer bekannten
Prozeßtechnologie. Jedoch kann ein weitergehendes Verständnis der Natur und der Vorteile
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die
beigefügten Zeichnungen erzielt werden. Merkmale verschiedener Ausführungsformen
können miteinander kombiniert werden.
Fig. 1 zeigt eine herkömmliche Flüssigkristallanzeigen-Vorrichtung mit einem
In-Ebene-Schaltungsmodus;
Fig. 2A und 2B sind vereinfachte Querschnittsansichtsdiagramme, die entlang der Linie
I-I und II-II der Vorrichtung in Fig. 1 genommen wurden;
Fig. 3A bis 3C sind vereinfachte Draufsichten einer IPS-Modus-LCD-Vorrichtung
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 4A und 4B sind vereinfachte Schnittansichten entlang III-III und IV-IV der Vorrichtung
in Fig. 3C.
Eine Einheitszelle der IPS-Modus-LCD-Vorrichtung ist in Fig. 1 gezeigt. Eine Abtastleitung
bzw. Abtastzeile 12 (im folgenden "Abtastleitung" genannt) ist auf dem unteren Substrat 11
in einer X-Richtung angeordnet. Eine Datenleitung 13 ist in der Y-Richtung angeordnet und
schneidet vertikal die Abtastleitung 12. Zwischen der Abtastleitung 12 und der Datenleitung
13 befindet sich eine Isolierschicht 17 (siehe Fig. 2A und 2B). Bei einem Kreuzungspunkt
der Abtastleitung 12 und der Datenleitung 13 ist ein Dünnfilmtransistor T, der eine Kanal
schicht 14a enthält. Eine Gegenelektrode 15 weist einen rechteckförmig gestalteten Rahmen
auf und befindet sich bei einem Raum, der durch die Abtastleitung 12 und die Datenleitung
13 festgelegt ist. Die Gegenelektrode 15 weist einen ersten Teil 15a und einen zweiten Teil
15b auf, die jeweils parallel zu der Abtastleitung 12 sind, wobei die Gegenelektrode die
Datenleitung 13 überlappt. Die Gegenelektrode weist ebenso einen dritten Teil 15c und einen
vierten Teil 15d auf, die jeweils parallel zu der Datenleitung 13 sind. Die Pixelelektrode 16
beinhaltet einen ersten Teil 16a und einen zweiten Teil 16c, die jeweils parallel zu der
Abtastleitung 12 sind, und sie überlappt den ersten Teil und den zweiten Teil der Gegenelek
trode. Die Pixelelektrode weist ebenso einen dritten Teil 16b auf, der den Raum zweiteilt,
indem dieser Teil den mittleren Teil des ersten Teils 16a und des zweiten Teils 16c der
Pixelelektrode 16 verbindet. Die Sourceelektrode des TFT 14 stellt einen Körper dar, und
zwar zusammen mit dem zweiten Teil 16c der Pixelelektrode 16. Die Pixelelektrode ist im
allgemeinen aus einem opaken Metall hergestellt.
Fig. 2A ist eine Schnittansicht entlang I-I in der Vorrichtung der Fig. 1. Der dritte Teil 15c
und der vierte Teil 15d der Gegenelektrode sind auf dem unteren Substrat 11 positioniert.
Die Isolierschicht 17 ist auf dem Substrat 11 ausgebildet, das die Gegenelektrode aufweist.
Der dritte Teil 16b der Pixelelektrode 16 befindet sich bei einem mittleren oder zentralen
Bereich zwischen dem dritten Teil 15c und dem vierten Teil 15d der Gegenelektrode. Die
Datenleitung 13 ist in der Nähe der linken Seite des vierten Teils 15d der Gegenelektrode
positioniert. Die Isolierschicht 17 ist ebenso zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelek
trode positioniert, die einen "Schritt" von der Pixelelektrode zu der Gegenelektrode erzeugt.
Fig. 2B ist eine Querschnittsansicht entlang II-II in der Vorrichtung der Fig. 1. Der erste
Teil 15a der Gegenelektrode ist auf dem unteren Substrat 11 ausgebildet. Die Isolierschicht
17 und der erste Teil 16a der Pixelelektrode sind sequentiell auf dem ersten Teil 15a der
Gegenelektrode ausgebildet.
Im Betrieb wird eine elektrisches Feld zwischen der Gegenelektrode 15 und der Pixelelek
trode 16 erzeugt, das parallel zu dem unteren Substrat 11 ist, und zwar mittels einer ange
legten Spannung zwischen derartigen Elektroden. Die Flüssigkristallmoleküle ordnen sich
neu entlang dem elektrischen Feld. Da die IPS-Modus-LCD-Vorrichtung das elektrische Feld
nutzt, das parallel zu dem Substrat ist, wird der Sichtwinkel bzw. Betrachtungswinkel häufig
verbessert.
Es wurde gefunden, daß die herkömmlichen IPS-Modus-LCD-Vorrichtungen bzw. -Bau
elemente gemäß der Fig. 1 jedoch eine oder mehrere der folgenden Beschränkungen sowie
andere aufweisen. Wie in der Fig. 2B gezeigt ist, hat die herkömmliche Vorrichtung einen
Bereich, wo die Isolierschicht 17 zwischen der Pixelelektrode 15a und 15b und der Gegen
elektrode 16a und 16c ausgebildet ist. Eine Neuanordnung der Flüssigkristallmoleküle ist in
diesem Bereich beschränkt. Dementsprechend wird die Gesamt-Transmittanz der LCD
reduziert.
Zusätzlich sind die Pixelelektrode und die Gegenelektrode im allgemeinen nicht auf dersel
ben Ebene ausgebildet. Die Isolierschicht ist ebenso zwischen diesen Elektroden ausgebildet.
Somit ist die elektrische Felddichte parallel zu dem unteren Substrat 11 häufig schwächer als
bei LCDs, die eine Pixelelektrode aufweisen, die auf derselben Ebene wie die Gegenelek
trode ausgebildet ist. Weiter ist das Randfeld bzw. Streufeld ebenso in Richtung auf das
obere Substrat größer. Dementsprechend ist die Antwortzeit oder die Antwortgeschwindig
keit der LCD langsamer als bei den herkömmlichen LCDs.
Die herkömmliche LCD verwendet ebenso eine Pixelelektrode, die aus einem opaken Metall
hergestellt ist. Die herkömmliche LCD hat ebenso ein niedriges Öffnungsverhältnis. Um das
opake Metall und das geringe Öffnungsverhältnis auszugleichen, ist häufig ein starkes
Hintergrundlicht erforderlich, um die gewünschte Luminanz bzw. Leuchtdichte zu erzielen.
Dementsprechend wird häufig der Leistungsbedarf erhöht, womit der Leitungsverbrauch
erhöht wird.
Die herkömmliche LCD weist eine Datenleitung 13 auf, die in der Nähe der Gegenelektrode
15 positioniert ist, wie in den Fig. 1 und 2A gezeigt ist. Im Betrieb der LCD-Vorrichtung
kann das elektrische Feld zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode durch ein
Signal reflektiert werden, das durch die Datenleitung 13 hindurchläuft. Dementsprechend
können Flüssigkristallmoleküle zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode gestört
werden, was häufig den Sichtwinkel und dergleichen verschlechtert. Diese Beschränkungen
können wenigstens zum Teil mittels der vorliegenden LCD-Vorrichtung gelöst werden.
Details der vorliegenden Vorrichtung werden im folgenden gezeigt.
Nimmt man Bezug auf Fig. 3C, so ist eine verbesserte IPS-Modus-LCD-Vorrichtung gemäß
einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Diese Vorrichtung dient nur der
Erläuterung und sollte nicht den Umfang der Ansprüche begrenzen. Fachleute werden
verschiedene Variationen, Modifikationen und Alternativen erkennen. Eine Abtastleitung 2
ist in einer X-Richtung auf einem Substrat 1 angeordnet. Eine Datenleitung 5 erstreckt sich
in einer Y-Richtung und überlappt mit der Abtastleitung 2, da die Datenleitung über der
Abtastleitung angeordnet ist. Eine erste Gegenelektrode 3 ist häufig aus einem geeigneten
Material, wie z. B. einem opaken Material, hergestellt. Die erste Gegenelektrode erstreckt
sich ebenso parallel zu der Abtastleitung 2. Eine Speicherelektrode 3a ist mit der ersten
Gegenelektrode 3 verbunden und in der Nähe und parallel zu der Datenleitung 5 angeordnet.
In dem Fall, in dem ein Anzeigeschirm bzw. eine Tafel bzw. ein "Panel" mit 18,1'' (18,1
Inch) (im folgenden als "18,1"-Tafel bezeichnet) verwendet wird, beträgt die vertikale
Abmessung eines Einheitspixels 280,5 µm und die horizontale Abmessung davon beträgt
210,5 µm mit l/d < 1, wobei l der Abstand zwischen einer Pixelelektrode und einer
Gegenelektrode ist und d ein Zellenspalt bzw. "Cell Gap" ist, die Speicherelektrode ist
ungefähr 2 µm oder mehr von der Datenleitung entfernt. Eine zweite Gegenelektrode 8 ist
aus einem geeigneten transparenten Material hergestellt. Die zweite Elektrode ist im wesent
lichen parallel zu der Abtastleitung 2.
Die Pixelelektrode 7 überlappt sich mit der Speicherelektrode 8a, wie in Fig. 3C gezeigt ist.
Die Pixelelektrode 7 weist ebenso eine Kamm-Gestalt auf, die einen ersten Teil 71 enthält,
der sich parallel zu der Datenleitung 5 erstreckt. Die Pixelelektrode weist ebenso einen
zweiten Teil auf, der Kamm-Zähne 72, 73, 74 oder Finger enthält. Diese Zähne oder Finger
erstrecken sich weg von dem ersten Teil und sind normal bzw. senkrecht hierzu. Ein Ende
des ersten Teiles 71 der Pixelelektrode 7 ist von der Gegenelektrode 3 um einen vorausge
wählten Abstand getrennt bzw. beabstandet. Bei einer Ausführungsform, die die 18,1''-Tafel
verwendet, beträgt der ausgewählte Abstand ungefähr 5 µm. Der ausgewählte Abstand wird
unter Berücksichtigung einer Treiberspannung gewählt. Das andere Ende des ersten Teiles
71 ist mit einer Drainelektrode 6 des Transistorbauelements in Kontakt. Jeder Kamm-Zahn
72, 73 und 74 bzw. die Finger sind mit einem Ende des ersten Teiles 71 der Pixelelektrode
7 verbunden. Der Kamm-Zahn 74 ist von der Abtastleitung 2 um einen vorausgewählten
Abstand getrennt. Bei einer Ausführungsform, die die 18,1''-Tafel verwendet, beträgt der
ausgewählte Abstand ungefähr 16 µm. Der Kamm-Zahn 73 ist zwischen den äußeren Kamm-
Zähnen 72 und 74 angeordnet. Verwendet man die 18,1''-Tafel und beträgt die Anzahl der
Kamm-Zähne des Pixels 11, so beträgt der Zwischenraum bzw. der Abstand ungefähr 16
µm. Die Pixelelektrode ist häufig aus einem geeigneten transparenten Metall, z. B. ITO oder
dergleichen, hergestellt. Wie gezeigt ist, wird der erste Teil 71 der Pixelelektrode als ein
"Körper" bezeichnet werden und die zweiten Teile 72, 73, 74 werden als "Kamm-Zähne"
bezeichnet, die im allgemeinen als "Finger" bekannt sind.
Eine zweite Gegenelektrode 8 ist mit den Kamm-Zähnen oder Fingern der Pixelelektrode 7
interdigitalisiert bzw. doppel-gekämmt bzw. sie befinden sich in einem kämmenden Über
lapp. Die zweite Gegenelektrode 8 weist ebenso eine Kamm-Gestalt auf, die der Pixelelek
trode 7 ähnelt. Die zweite Gegenelektrode 8 weist einen ersten Teil 85 (Körper) auf, der
sich parallel zu der Datenleitung 5 in Richtung auf die Abtastleitung 2 erstreckt, und zwar
ausgehend von oberhalb der ersten Gegenelektrode 3. Die zweite Gegenelektrode 8 weist
einen zweiten Teil (Kamm-Zähne) auf, der als eine Anzahl bzw. Vielzahl von Kamm-Zähnen
81, 82, 83, 84 definiert ist. Die Kamm-Zähne erstrecken sich im wesentlichen parallel zu
der Abtastleitung 2. Die Kamm-Zähne der zweiten Gegenelektrode erstrecken sich von dem
Körper davon in Richtung auf dem Körper 71 der Pixelelektrode. Dementsprechend sind die
Kamm-Zähne der zweiten Gegenelektrode mit den Kamm-Zähnen der Pixelelektrode
interdigitalisiert bzw. kämmen miteinander. Ein Zahn 81 der äußeren Kamm-Zähne der
zweiten Gegenelektrode 8 ist über der ersten Gegenelektrode 3 ausgebildet und der andere
Zahn 84 der äußeren Kamm-Zähne der zweiten Gegenelektrode 8 ist zwischen der Abtastlei
tung 2 und dem äußeren Kamm-Zahn 74 angeordnet. Die erste Gegenelektrode und der
Kammzahn 81 der zweiten Gegenelektrode 8 sind durch eine Kontaktöffnung oder ein Loch
C verbunden.
Bei einer bestimmten Ausführungsform wird nun der Herstellungsprozeß der IPS-Modus-
LCD, die oben erwähnt wurde, im folgenden beschrieben. Dieser Prozeß dient lediglich der
Erläuterung und sollte nicht den Umfang der Ansprüche beschränken. Ein Fachmann wird
Veränderungen, Modifikationen und Alternativen erkennen.
Nimmt man Bezug auf Fig. 3A, so sind z. B. eine Abtastleitung 2 und eine erste Gegenelek
trode 3 auf einem unteren Substrat 1 ausgebildet. Die erste Gegenelektrode 3 ist im wesentlichen
parallel zu der Abtastleitung 2 und ist von der Abtastleitung 2 um einen vorausgewähl
ten Abstand getrennt, der als eine Einheitszellenfläche definiert bzw. festgelegt ist. Bei einer
Ausführungsform, die die 18,1''-Tafel verwendet, beträgt der ausgewählte Abstand ungefähr
280,5 µm (1'' = 25,4 mm). Die Speicherelektrode 3a steht von der ersten Gegenelektrode
3 in Richtung auf die Abtastleitung 2 vor. Die Speicherelektrode ist ebenso im wesentlichen
normal bzw. senkrecht zu der Abtastleitung, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf
beschränkt. Die erste Gegenelektrode 3 ist aus einem geeigneten transparenten oder opaken
Metall ausgebildet. Die erste Gegenelektrode ist aus dem opaken Metall ausgebildet, um eine
Antwortgeschwindigkeit bzw. Reaktionsgeschwindigkeit der LCD zu erhöhen. Rein bei
spielhaft wird als opakes Metall MoW, Mo/Al oder AlNd oder dergleichen verwendet.
Nimmt man Bezug auf Fig. 3B, so ist ein Kanalbereich 4 ausgebildet, der über einem
Abschnitt der Abtastleitung 2 liegt. Die Drainelektrode ist an einem Ende der Kanalschicht
4 ausgebildet. Die Abtastleitung 5 schneidet sich vertikal mit der ersten Gegenelektrode und
erstreckt sich parallel zu der Speicherelektrode 3a. Die Abtastleitung verläuft ebenso über
das andere Ende der Kanalschicht 4. Die Gegenelektrode ist an dem Ende der Datenleitung
5 ausgebildet, die sich mit dem anderen Ende der Kanalschicht überlappt. Das heißt, am
Kreuzungspunkt bzw. am Schnittpunkt der Abtastleitung 2 und der Datenleitung 5 wird ein
TFT mit einer Kanalschicht 4 ausgebildet. Die Drainelektrode 6 und die Sourceelektrode
werden ebenso bei dem Kreuzungspunkt ausgebildet.
Um jeglichen Kurzschluß zwischen der Abtastleitung 2, der Datenleitung 5 und der Drain
elektrode 6 zu verhindern, wird eine Isolierung zwischen der Abtastleitung 2 und der
Kanalschicht 4 plaziert, so wie sie zwischen der Abtastleitung 5 und der Drainelektrode 6
plaziert wird. Die Abtastleitung 2 ist aus einem opaken Metall, wie z. B. einer
MoW-Legierung, oder Mo/Al ausgebildet und die Datenleitung 5 und die Drainelektrode 6 sind aus
einem geeigneten opaken Metall, wie z. B. Mo/Al/Mo hergestellt, aber es kann sich auch um
andere Metalle handeln.
Nimmt man Bezug auf Fig. 3C, so sind die zweite Gegenelektrode 8 und die Pixelelektrode
7 auf der sich ergebenden Struktur in Fig. 3B angeordnet. Die Pixelelektrode 7 überlappt die
Speicherelektrode 3a und weist eine kammförmige Struktur auf. Die Pixelelektrode weist
einen Körper 71 auf, der sich parallel zu der Datenleitung 5 erstreckt. Die Pixelelektrode hat
ebenso eine Anzahl bzw. Vielzahl von Kamm-Zähnen 72, 73 und 74, die sich parallel zu der
Abtastleitung ausgehend von dem Körper 71 erstrecken. Ein Ende des Körpers 71 der
Pixelelektrode 7 ist von der ersten Gegenelektrode 3 um einen vorausgewählten Abstand
getrennt, der bei einer 18,1''-Tafel ("Tafel" steht hierin auch für "Schirm" oder "Panel")
z. B. 5 µm beträgt. Das andere Ende davon ist mit der Drainelektrode 6 in Kontakt. Der
Kamm-Zahn 72 ist mit einem Ende des Körpers 71 der Pixelelektrode verbunden. Der
Kamm-Zahn 74 ist von der Abtastleitung 2 um einen vorausgewählten Abstand getrennt, der
ungefähr 16 µm für die 18,1''-Tafel beträgt. Der Kamm-Zahn 73 ist zwischen den äußeren
beiden Kamm-Zähnen 72 und 74 angeordnet. Die Pixelelektrode ist aus einem geeigneten
transparenten Metall, z. B. ITO, hergestellt, aber nicht auf ein derartiges Metall beschränkt.
Die zweite Gegenelektrode 8 kämmt bzw. interdigitalisiert mit der Pixelelektrode 7. Die
Pixelelektrode ist ebenso kammförmig, und zwar ähnlich wie die Pixelelektrode 7. Die
zweite Gegenelektrode 8 weist einen Körper 85 auf, der sich von der ersten Gegenelektrode
3 in Richtung auf die Abtastleitung 2 erstreckt, und sie ist parallel zu der Datenleitung 5 und
weist eine Anzahl von Kamm-Zähnen 81, 82, 83 und 84 auf. Die Kamin-Zähne 81, 82, 83
und 84 erstrecken sich parallel zu der Abtastleitung 2, ausgehend von dem Körper 85 der
zweiten Gegenelektrode 8, in Richtung auf den Körper 71 der Pixelelektrode. Die Kamm-
Zähne 81, 82, 83 und 84 interdigitalisieren z. B. mit den Kamm-Zähnen 72, 73 und 74 der
Pixelelektrode 7 bzw. kämmen damit. Ein Zahn 81 der äußeren zwei Kamm-Zähne 81, 84
ist über der ersten Gegenelektrode 3 ausgebildet und der andere Zahn 84 der äußeren
Kamm-Zähne 81, 84 ist zwischen der Abtastleitung 2 und dem äußeren Kamm-Zahn 74 der
Pixelelektrode 7 ausgebildet. Die erste Gegenelektrode 3 und der Kamm-Zahn 81 der
zweiten Gegenelektrode 8 sind durch das Kontaktloch oder die Öffnung C verbunden. Die
zweite Gegenelektrode ist aus einem geeigneten transparenten Metall, wie z. B. ITO, her
gestellt, jedoch besteht keine Beschränkung auf dieses Metall.
Die Breite der Kamm-Zähne 72, 73 und 74 der Pixelelektrode 7 oder der Kamm-Zähne 81,
82, 83 und 84 der zweiten Gegenelektrode 8 beträgt vorzugsweise weniger als ungefähr 8
µm und vorzugsweise ungefähr 6 µm. Der Abstand zwischen den Kamm-Zähnen in der
Pixelelektrode 7 und den Kamm-Zähnen in der zweiten Gegenelektrode 8 beträgt vorzugs
weise weniger als ungefähr 10 µm und vorzugsweise etwa 5 µm. Natürlich hängen die
jeweiligen Abmessungen von der Anwendung ab.
Fig. 4A ist ein vereinfachtes Querschnitts-Ansichtsdiagramm entlang III-III der Vorrichtung
in Fig. 3C. Die erste Gegenelektrode 3 steht im Kontakt mit dem Kamm-Zahn 81 der
zweiten Gegenelektrode 8 durch das Kontaktloch oder die Öffnung C. Sowohl der Kamm-
Zahn 72 der Pixelelektrode 7 als auch der Kamm-Zahn 82 der zweiten Gegenelektrode 8
sind über der Isolierschicht 20 angeordnet und um einen ausgewählten Abstand getrennt.
Fig. 4B ist eine vereinfachte Querschnittsansicht entlang IV-IV der Vorrichtung in Fig. 3C.
Die Speicherelektrode 3a in der Nähe der Datenleitung 5 und der Körper 71 der Pixelelek
trode sind im allgemeinen gestapelt. Ein Kondensator mit einer Isolierschicht 20, die
dazwischen ausgebildet ist, ist ebenso in der Speicherelektrode gezeigt.
Bei einer speziellen Ausführungsform erzeugt das Anlegen einer externen Spannung an die
LCD ein elektrisches Feld zwischen der Pixelelektrode und der zweiten Gegenelektrode. Die
Flüssigkristallmoleküle werden in Reaktion zu dem elektrischen Feld neu angeordnet. Die
folgenden Charakteristiken können von der oben erwähnten LCD abgeleitet werden. Da die
Pixelelektrode 7 und die zweite Gegenelektrode 8 aus einem transparenten Metall ausgebildet
sind, nehmen im allgemeinen die Transmittanz und das Öffnungsverhältnis der LCD zu.
Zusätzlich gibt es bei einem Abschnitt parallel zu der Abtastleitung 2 im wesentlichen keine
Isolierschicht zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode. Eher als die Isolier
schicht sind die erste Gegenelektrode und die zweite Gegenelektrode miteinander durch das
Kontaktloch oder die Öffnung verbunden. Dementsprechend gibt es im wesentlichen keine
Empfindlichkeitsbeschränkungen, die von Flüssigkristallmolekülen herkömmlicher Bau
elemente erfahren werden.
Weiter bildet die Speicherelektrode 3a in der Nähe der Datenleitung 5 einen Kondensator
zusammen mit der Isolierschicht 20 und der Pixelelektrode 71, die die Spannung aufrech
terhält, die an die LCD zu einer ausgewählten Zeit angelegt wird. Da die Finger 81, 82, 83
und 84 der zweiten Gegenelektrode 8 und die Finger 72, 73 und 74 der Pixelelektrode 7, die
das elektrische Feld bilden, durch das die Flüssigkristallmoleküle neu angeordnet werden,
senkrecht zu der Datenleitung 5 angeordnet sind, kann eine Interferenz bzw. gegenseitige
Störung der Flüssigkristallmoleküle in dem parallelen elektrischen Feld zwischen der
Pixelelektrode und der zweiten Gegenelektrode, die durch die Datenleitung verursacht wird,
ausreichend verhindert werden.
Darüber hinaus werden die Pixelelektrode und die zweite Gegenelektrode, die das elektrische
Feld ausbilden, das die Flüssigkristallmoleküle zur Neuanordnung bzw. Neuausrichtung
veranlaßt, auf der Isolierschicht 20 ausgebildet. Das heißt, die Pixelelektrode und die zweite
Gegenelektrode werden auf derselben Ebene oder auf einer ähnlichen Ebene ausgebildet.
Dementsprechend wird das parallele elektrische Feld nicht durch die Isolierschicht ge
schwächt und die Antwortgeschwindigkeit der LCD nimmt zu.
Die Erfindung läßt sich insbesondere wie folgt zusammenfassen:
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeige. Die Anzeige weist ein Substrat auf und eine erste Gegenelektrode ist auf dem Substrat ausgebildet. Die erste Gegenelektrode erstreckt sich in eine erste Richtung. Eine Isolierschicht, die eine Kontaktöffnung hat, ist auf dem Substrat ausgebildet, das die erste Gegenelektrode aufweist. Eine Pixelelektrode ist auf der Isolierschicht ausgebildet und weist einen Körper auf, der von der ersten Gegenelektrode um einen vorausgewählten Abstand beabstandet ist. Die Pixelelektrode weist ebenso eine Anzahl von Kamm-Zähnen auf, die sich parallel zu der ersten Gegenelektrode weg von dem Körper der Pixelelektrode erstrecken. Der Körper erstreckt sich in eine zweite Richtung, die im wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung ist. Eine zweite Gegenelektrode ist auf der Isolierschicht ausgebildet. Die zweite Gegenelektrode weist ebenso einen Körper auf, der sich parallel zu dem Körper der Pixelelektrode erstreckt. Die Pixelelektrode weist eine Anzahl von Kamm-Zähnen auf, die sich von dem Körper der zweiten Gegenelektrode in die erste Richtung erstrecken. Der Körper der zweiten Gegenelektrode überlappt mit der Gegenelektrode an einem Ende davon. Die Anzahl von Kamm-Zähnen der zweiten Gegen elektrode doppelkämmen bzw. interdigitalisieren mit der Anzahl der Pixelelektrode um einen vorbestimmten Abstand.
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeige. Die Anzeige weist ein Substrat auf und eine erste Gegenelektrode ist auf dem Substrat ausgebildet. Die erste Gegenelektrode erstreckt sich in eine erste Richtung. Eine Isolierschicht, die eine Kontaktöffnung hat, ist auf dem Substrat ausgebildet, das die erste Gegenelektrode aufweist. Eine Pixelelektrode ist auf der Isolierschicht ausgebildet und weist einen Körper auf, der von der ersten Gegenelektrode um einen vorausgewählten Abstand beabstandet ist. Die Pixelelektrode weist ebenso eine Anzahl von Kamm-Zähnen auf, die sich parallel zu der ersten Gegenelektrode weg von dem Körper der Pixelelektrode erstrecken. Der Körper erstreckt sich in eine zweite Richtung, die im wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung ist. Eine zweite Gegenelektrode ist auf der Isolierschicht ausgebildet. Die zweite Gegenelektrode weist ebenso einen Körper auf, der sich parallel zu dem Körper der Pixelelektrode erstreckt. Die Pixelelektrode weist eine Anzahl von Kamm-Zähnen auf, die sich von dem Körper der zweiten Gegenelektrode in die erste Richtung erstrecken. Der Körper der zweiten Gegenelektrode überlappt mit der Gegenelektrode an einem Ende davon. Die Anzahl von Kamm-Zähnen der zweiten Gegen elektrode doppelkämmen bzw. interdigitalisieren mit der Anzahl der Pixelelektrode um einen vorbestimmten Abstand.
Vorzugsweise wird ein elektrischer Kontakt zwischen der ersten und zweiten Gegenelektrode
hergestellt.
Claims (15)
1. Flüssigkristallanzeige, die folgendes umfaßt:
ein Substrat;
eine erste Gegenelektrode, die auf dem Substrat ausgebildet ist und die sich in eine erste Richtung erstreckt;
eine Isolierschicht, die eine Kontaktöffnung hat und die auf dem Substrat ausgebildet ist, das die erste Gegenelektrode umfaßt;
eine Pixelelektrode, die auf der Isolierschicht ausgebildet ist und die einen Körper hat, der von der ersten Gegenelektrode um einen ausgewählten Abstand getrennt ist, und die eine Anzahl von Kamm-Zähnen hat, die sich parallel zu der ersten Gegenelektrode von dem Körper der Pixelelektrode weg erstrecken, wobei der Körper sich in einer zweiten Richtung im wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung erstreckt; und
eine zweite Gegenelektrode, die auf der Isolierschicht ausgebildet ist und die einen Körper aufweist, der sich parallel zu dem Körper der Pixelelektrode erstreckt, und die eine Anzahl von Kamm-Zähnen aufweist, die sich von dem Körper der zweiten Gegenelektrode weg in die erste Richtung erstrecken, wobei der Körper der zweiten Gegenelektrode mit der ersten Gegenelektrode an einem Ende davon überlappt und die Anzahl von Kamm-Zähnen der zweiten Gegenelektrode mit der Anzahl der Kamm-Zähne der ersten Pixelelektrode kämmt bzw. interdigitalisiert, wobei das Kämmen insbesondere so erfolgt, daß ein Zahn der Gegenelektrode von einem Zahn der Pixelelektrode jeweils um einen vorbestimmten Abstand beabstandet ist.
ein Substrat;
eine erste Gegenelektrode, die auf dem Substrat ausgebildet ist und die sich in eine erste Richtung erstreckt;
eine Isolierschicht, die eine Kontaktöffnung hat und die auf dem Substrat ausgebildet ist, das die erste Gegenelektrode umfaßt;
eine Pixelelektrode, die auf der Isolierschicht ausgebildet ist und die einen Körper hat, der von der ersten Gegenelektrode um einen ausgewählten Abstand getrennt ist, und die eine Anzahl von Kamm-Zähnen hat, die sich parallel zu der ersten Gegenelektrode von dem Körper der Pixelelektrode weg erstrecken, wobei der Körper sich in einer zweiten Richtung im wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung erstreckt; und
eine zweite Gegenelektrode, die auf der Isolierschicht ausgebildet ist und die einen Körper aufweist, der sich parallel zu dem Körper der Pixelelektrode erstreckt, und die eine Anzahl von Kamm-Zähnen aufweist, die sich von dem Körper der zweiten Gegenelektrode weg in die erste Richtung erstrecken, wobei der Körper der zweiten Gegenelektrode mit der ersten Gegenelektrode an einem Ende davon überlappt und die Anzahl von Kamm-Zähnen der zweiten Gegenelektrode mit der Anzahl der Kamm-Zähne der ersten Pixelelektrode kämmt bzw. interdigitalisiert, wobei das Kämmen insbesondere so erfolgt, daß ein Zahn der Gegenelektrode von einem Zahn der Pixelelektrode jeweils um einen vorbestimmten Abstand beabstandet ist.
2. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch I, die weiter eine Speicherelektrode umfaßt, die
sich von der ersten Gegenelektrode in der zweiten Richtung erstreckt, um so mit dem
Körper der Pixelelektrode überlappt zu sein, wobei die Isolierschicht dazwischen liegt.
3. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, die weiter eine Datenleitung in der Nähe des
Körpers der Pixelelektrode umfaßt, die sich in der zweiten Richtung erstreckt.
4. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, bei welcher die Pixelelektrode und die zweite
Gegenelektrode aus einem transparenten Metall hergestellt sind.
5. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, bei welcher die erste Gegenelektrode aus
einem opaken Metall hergestellt ist.
6. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, die weiter eine Abtastleitung umfaßt, die sich
in der ersten Richtung erstreckt und getrennt von einem der äußeren zwei Kamm-Zähne der
zweiten Gegenelektrode angeordnet ist.
7. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 4, bei welcher das transparente Metall Indium-
Zinn-Oxid ist.
8. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, bei welcher die Breite der Kamm-Zähne der
Pixelelektrode oder der zweiten Gegenelektrode weniger als 8 µm beträgt.
9. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, bei welcher der vorbestimmte Abstand
weniger als 10 µm beträgt.
10. Flüssigkristallanzeige, die folgendes aufweist:
ein Substrat;
eine Abtastleitung, die auf dem Substrat ausgebildet ist und die sich in eine erste Richtung erstreckt;
eine erste Gegenelektrode, die sich in die erste Richtung erstreckt und von der Abtastleitung um einen vorausgewählten Abstand getrennt ist;
eine Speicherelektrode, die sich von der ersten Gegenelektrode ausgehend in Richtung auf die Abtastleitung in eine zweite Richtung erstreckt, die im wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung ist;
eine Isolierschicht, die ein Kontaktloch hat und auf dem Substrat ausgebildet ist, das die erste Gegenelektrode und die Abtastleitung aufweist;
eine Datenleitung, die auf der Isolierschicht ausgebildet ist und die die Abtastleitung schneidet und sich in der zweiten Richtung erstreckt;
eine Pixelelektrode, die auf der Isolierschicht ausgebildet ist und einen Körper, der sich in der zweiten Richtung erstreckt und die Speicherelektrode überlappt, und eine Anzahl von Kamm-Zähnen, die sich von dem Körper der Pixelelektrode in die erste Richtung erstrecken, aufweist; und
eine zweite Gegenelektrode, die auf der Isolierschicht ausgebildet ist und einen Körper hat, der sich parallel zu dem Körper der Pixelelektrode erstreckt, und eine Anzahl von Kamm-Zähnen hat, die sich von dem Körper der zweiten Gegenelektrode weg in die erste Richtung erstrecken, wobei der Körper der zweiten Gegenelektrode die erste Gegen elektrode an einem Ende davon überlappt und die Anzahl von Kamm-Zähnen der zweiten Gegenelektrode mit der Anzahl von Kamm-Zähnen der Pixelelektrode kämmen, wobei sie insbesondere so kämmen, daß sie um einen vorbestimmten Abstand beabstandet sind, wobei die zweite Gegenelektrode mit der ersten Gegenelektrode über das Kontaktloch verbunden ist.
ein Substrat;
eine Abtastleitung, die auf dem Substrat ausgebildet ist und die sich in eine erste Richtung erstreckt;
eine erste Gegenelektrode, die sich in die erste Richtung erstreckt und von der Abtastleitung um einen vorausgewählten Abstand getrennt ist;
eine Speicherelektrode, die sich von der ersten Gegenelektrode ausgehend in Richtung auf die Abtastleitung in eine zweite Richtung erstreckt, die im wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung ist;
eine Isolierschicht, die ein Kontaktloch hat und auf dem Substrat ausgebildet ist, das die erste Gegenelektrode und die Abtastleitung aufweist;
eine Datenleitung, die auf der Isolierschicht ausgebildet ist und die die Abtastleitung schneidet und sich in der zweiten Richtung erstreckt;
eine Pixelelektrode, die auf der Isolierschicht ausgebildet ist und einen Körper, der sich in der zweiten Richtung erstreckt und die Speicherelektrode überlappt, und eine Anzahl von Kamm-Zähnen, die sich von dem Körper der Pixelelektrode in die erste Richtung erstrecken, aufweist; und
eine zweite Gegenelektrode, die auf der Isolierschicht ausgebildet ist und einen Körper hat, der sich parallel zu dem Körper der Pixelelektrode erstreckt, und eine Anzahl von Kamm-Zähnen hat, die sich von dem Körper der zweiten Gegenelektrode weg in die erste Richtung erstrecken, wobei der Körper der zweiten Gegenelektrode die erste Gegen elektrode an einem Ende davon überlappt und die Anzahl von Kamm-Zähnen der zweiten Gegenelektrode mit der Anzahl von Kamm-Zähnen der Pixelelektrode kämmen, wobei sie insbesondere so kämmen, daß sie um einen vorbestimmten Abstand beabstandet sind, wobei die zweite Gegenelektrode mit der ersten Gegenelektrode über das Kontaktloch verbunden ist.
11. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 10, bei welcher die Pixelelektrode und die
zweite Gegenelektrode aus einem transparenten Metall ausgebildet sind.
12. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 11, bei welcher das transparente Metall Indium-
Zinn-Oxid ist.
13. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 10, bei welcher die erste Gegenelektrode aus
einem opaken Metall ausgebildet ist.
14. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 10, bei welcher die Breite der Kamm-Zähne der
Pixelelektrode und der zweiten Gegenelektrode weniger als 8 µm beträgt.
15. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 10, bei welcher der vorbestimmte Abstand
weniger als 8 µm beträgt.
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