DE2755151C3 - Flüssigkristall-Bildschirm mit Matrix-Ansteuerung - Google Patents
Flüssigkristall-Bildschirm mit Matrix-AnsteuerungInfo
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Description
umgeben sind und daß alle öffnungen von den
reflektierenden Elektroden vollständig bedeckt sind.
Bei dem aus' der US-PS 38 62 360 bekannten Bildschirm wird eine Platte jedes Speicherkondensators
in der Halbleiterplatte durch Ionen-Inplan ta tion
gebildet Die reflektierenden Elektroden bilden zugleich die oberen Platten der Speicherkondensatoren, während
hochdotierte Bereiche in der Halbleiterplatte, von denen sich jeder unter einer zugeordneten refiektierenden
Elektrode befindet als untere Platten der Kondensatoren dienen. Es hat sich gezeigt daß
Bildschirme dieser Art für einfallendes Licht im wesentlichen undurchlässig gemacht werden können,
indem die dotierte Schicht an der Oberfläche der Halbleiterplatte so ausgebildet wird, daß sie die gesamte
Halbleiterplatte bedeckt, abgesehen von den Stellen, an denen die Schalt-Transistoren erzeugt werden sollen,
und indem jede reflektierende Elektrode vollständig über eine der Öffnungen ausgedehnt wird, die in der
dotierten Schicht für die Schalt-Transistoreu freigelassen werden. Demgemäß erstreckt sich die dotierte
Schicht über alle diejenigen Stellen, an denen sich Spalte oder Lücken zwischen benachbarten Elektroden befinden,
während die Elektroden alle diejenigen Stellen bedecken, an denen die dotierte Schicht Öffnungen oder
Lücken aufweist Auf diese Weise wird die Lichtempfindlichkeit des Bildschirmes bedeutend vermindert, da
diese Lichtempfindlichkeit vornehmlich auf Raumladungsbereiche zurückzuführen ist, die unter jeder
Elektrode in der Halbleiterplatte leicht entstehen können, nachdem an die Elektrode eine Gleichspannung
angelegt wurde. Einfallendes Licht, das die Halbleiterplatte zwischen benachbarten reflektierenden Elektroden
trifft, bewirkt dann die Photogeneration von Elektronen-Loch-Paaren in dem Raumladungsbereich,
welche die Bildung einer Inversionsschicht beschleunigen,
die ihrerseits die ordentliche Funktion der Speicherkondensatoren slört.
Durch die Erfindung wird die Bildung des Rauniladungsbereiches
unter den reflektierenden Elektroden durch die stark dotierte Schicht in der Halbleiterplatte
verhindert, die sich über alle Bereiche erstreckt, an denen ein Spalt zwischen benachbarten Elektroden
vorhanden ist, sowie durch die Ausdehnung der reflektierenden Elektroden über die öffnungen in der
dotierten Schicht, wodurch ein Auftreffen von Licht auf solche Anschnitte der Halbleiterplatte verhindert wird,
die nicht durch die stark dotierte Schicht geschützt sind.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher
beschrieben und erläutert. Es zeigt
Fig. I eine Draufsicht auf die Vorderfläche der hinteren Halbieiterplatle eines Flüssigkristall-Bildschirmes,
bei dem die Erfindung verwirklicht werden kann,
Fig.2 einen Querschnitt durch den Bildschirm nach
Fi g. I in vergrößertem Maßstab,
Fig.3 eine vereinfachte Darstellung des Querschnittes
nach Fig. 2 zur Veranschaulichung der Art und Weise, wie unter den in den F i g. 1 und 2 dargestellten
reflektierenden Elektroden eine Inversionsschicht gebildet wird, wenn an die Elekiiv ien eine Spannung
angelegt ist und auf die Anordnung Licht einfällt,
Fig. 4 die Anordnung nach Fig. 3 jedoch mit einer
sich unterhalb der Elektroden erstreckenden dotierten Schicht, und
Fig. 5 bis 14 schematische Darstellungen in der Draufsicht und im Querschnitt einer bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung in aufeinanderfolgenden Stufen während ihrer Herstellung.
Bevor die durch die Erfindung bewirkte Verbesserung beschrieben wird, soll anhand der F i g. 1 und 2 der
Aufbau und die Wirkungsweise eines Flüssigkristall- -, Bildschirmes erläutert werden, der aus einer Matrix aus
Elementar-Zellen besteht und der beispielsweise mit allen Einzelheiten in der US-PS 38 62 360 beschrieben
ist Wie ersichtlich, umfaßt ein solcher Bildschirm 26 eine dünne Schicht aus Flüssigkrlstall-Mjterial 28, die
κι sich zwischen einer Glasplatte 30, die auf einer Seite mit
einer transparenten Elektrode 32 versehen ist und einer hinteren Halbleiterplatte 34 befindet, die aus Silicium
bestehen kann und auf der eine Matrix reflektierender Elektroden 36 gebildet worden ist Die einzelnen
η Adressierkreise sind den reflektierenden Elektroden
benachbart, die auch als obere Platten von Speicherkondensatoren dienen. Die transparente Elektrode 32 dient
als gemeinsame Elektrode für alle einzelnen Zellen, die in einer Vielzahl von Reihen und Spalten angeordnet
in sind. Die in Fig. 1 dargestellte Matrix, die aus 16 χ 16
Elementarzellen besteht, ist um der Deutlichkeit der Darstellung willen auf etwa das 20-fache vergrößert. Bei
tatsächlichen Bildschirmen finden sehr viel mehr Elementarzellen Verwendung, beispielsweise
.'-, 1000 χ 1000 und mehr. Außer dem zwischen den Elektroden 32 und 36 angeordneten Flüssigkristall-Material
28 ist jeder Elementarzelle ein Feldeffekt-Transistor (FET) 22 und ein Kondensator 24 zugeordnet.
Der Kondensator 24 und der FET 22 bilden einen
Der Kondensator 24 und der FET 22 bilden einen
in elementaren Kurzr:eitspeicher, dessen Zweck darin
besteht, einen Adressierimpuls, der eine typische Dauer von 30 \is haben kann, zu strecken, beispielsweise auf
30 ms auszudehnen, um das an dem Flüssigkristall-Material anliegende Potential während der gesamten Zeit
ι-, zwischen aufeinanderfolgenden Adressierimpulsen beizubehalten.
Der Kondensator 24 umfaßt eine metallische Elektrode 36, die von einem η+ -dotierten Bereich
15 in der Halbieiterplatte 34 durch eine dielektrische Schicht 68 getrennt ist. Der η +-dotierte ßereich 15 ist
in normalerweise geerdet und wird vorzugsweise durch
Ionen-Implantation erzeugt. Jeder p-Kanal FET umfaßt,
wie aus Fig. 2 ersichtlich, ein Gi. β2, eine Drain-Leitung
64, einen Source-Kontakt 60 und Drain- und Source-Zonen 39 und 41. Die genannten Zonen werden
ι durch p+-Bereiche in der Halbleiterplatte 34 vom n-Typ
gebildet. Die reflektierende Elektrode 36 steht über den Source-Kontakt 60, der von einer Verlängerung der
Elektrode gebildet wird, mit der Source-Zone 41 in Verbindung. Alle Gates der einer gegebenen Zellenrei-
,Ii he zugeordneten FETs sind mit einer zugeordneten
Gate-Leitung verbunden, während die Drain-Zonen aller FETs, die den in einer Spalte angeordneten Zellen
zugeordnet sind, an eine entsprechende Drain-Leitung 64 angeschlossen sind.
·,·, Die Wirkung von einfallendem Licht auf die in F i g. 2
dargestellte Anordnung ist in Fig.3 veranschaulicht. Zur Vereinfachung sind die durch Ionen-Implantation
erzeugten Bereiche 15, die als die unteren Platten der Kondensatoren 24 dienen, in F i g. 3 fortgelassen, und es
,ο sind die reflektierenden Elektroden 36 als ebene Platten
dargestellt, die von der Oberfläche der Haibieiterplatte
34 durch eine dielektrische Schicht 68 gleichförmiger Dicke getrennt sind. Ebenso fortgelassen sind die FETs
22. Stu'.t dessen wird den Elektroden 36 unmittelbar eine
,, Betriebsspannung Vg zugeführt, die in Wirklichkeit den
Elektroden über die FETs 22 zugeführt werden würde. Das Anlegen der Spannung Vg an ciie Elektroden 36
führt zur Bildung eines Raumladungsbereiches 71 unter
jeder Elektrode. Außerdem werden in der Umgebung der Source-Zone 41 infolge der von der Elektrode 36
her zugeführten Spannung Verarmungszonen erzeugt. Diese Verarmungszonen vereinigen sich zu einer
Verarmungsschicht.
Wenn ein derart angeregter Bildschirm einfallendem Licht ausgesetzt ist, das durch die Pfeile 73 angedeutet
ist, werden in dem Raumladungsbereich Elektronen-Loch-Paare erzeugt, weil das einfallende Licht durch die
Spalte zwischen den benachbarten Elektroden 36 eindringt und die Raumladungsbereiche 71 trifft. Die
Elektronen fließen dann in die Halbleiterplatte, während die Löcher in Richtung der Elektroden 36
fließen und in der Halbleiterplatte nahe der dielektrischen Schicht 68 eine Inversionsschicht bilden. Die
Ausbildung dieser Inversionsschicht, die an die durch Diffusion erzeugten Source-EIektroden angrenzt, reduziert
die im Kondensator 24 enthaltene Ladung, indem sie eine langsame Entladung des Kondensators auf
einem Weg bewirkt, der von der Source-Zone 41 über die Inversionsschicht zur Halbleiterplatte führt. Die
Leitung zwischen der Inversionsschicht und der Halbleiterplatte erfolgt durch die oben beschriebene
Photogeneration von Elektronen-Loch-Paaren.
Wenn unmittelbar unter der dielektrischen Schicht 68 an der Oberfläche der Halbleiterplatte 34 eine
hochdotierte Schicht 75 angeordnet wird, wie es F i g. 4 zeigt, ist die Bildung von Raumladungsbereichen
verhindert, so daß sich keine Inversionsschichten ausbilden können, wenn der Bildschirm einfallendem
Licht ausgesetzt wird. Es ist zu beachten, daß die bei dem bekannten Bildschirm nach F i g. 2 vorhandenen,
voneinander getrennten, durch Ionen-Implantation dotierten Bereiche 15 eine ungenügende Ausdehnung
haben, um die Bildung von Raumladungs-Bereichen in der Halbleiterplatte zu verhindern. Weiterhin sind, wie
es noch später beschrieben wird, die Elektroden 36 gemäß der Erfindung so gestaltet, daß sie alle öffnungen
überdecken, die in der dotierten Schicht 75 zur Bildung der FETs 22 belassen werden.
Es ist die Kombination der dotierten Schicht 75 mit der von den Elektroden 36 bewirkten Abdeckung,
welche den erfindungsgemäßen Schutz gegen einfallendes Licht bewirkt.
Anhand der Fig. 7 bis 14 wird nun ein nach der Erfindung ausgebildeter Bildschirm beschrieben. Ebenso
wie der Bildschirm nach F i g. 2 (34) weist auch die in den F i g. 8, 10, 12, 14 dargestellte Ausführungsform der
Erfindung eine Halbleiterplatte 77 auf, an deren der Flüssigkristallschicht zugewandten Haupt-Oberfläche
79 eine stark dotierte Schicht 81 erzeugt wird. In dieser
Schicht werden Öffnungen S3 {siehe F i g. 7) belassen, die in einer Vielzahl von Reihen und Spalten angeordnet
sind, und es wird innerhalb jeder öffnung in der Halbleiterplatte 77 ein Schaltglied 85 angeordnet, das
hier als FET dargestellt ist Über der Oberfläche 79 der Halbleiterplatte 77 wird eine Matrix von in einer Ebene
liegenden reflektierten Elektroden 87 erzeugt, von denen jede sich vollständig über eine der öffnungen 83
erstreckt (siehe Fig. 13 und H). Es sind Einrichtungen
zur elektrischen Verbindung der Schaltglieder 85 mit den sich jeweils über sie erstreckenden Elektroden 87
vorgesehen. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform umfassen diese Einrichtungen eine Zwischenelektrode
90, die mit dem Schaltglied 85 und insbesondere mit dessen Source 85s verbunden ist
(Fig. 14). Die Zwischenelektrode 90 erstreckt sich parallel zur Oberfläche 79 der Halbleiterplatte und
bildet mit der dotierten Schicht 81 einen Kondensator.
Im Abstand von den in einer Ebene angeordneten reflektierenden Elektroden 87 befindet sich eine
durchsichtige vordere Elektrode 91, die von einer Glasplatte 92 getragen wird. Zwischen der vorderen
Elektrode 91 und den hinteren, reflektierenden Elektroden 87 ist durch nicht dargestellte, geeignete Abdichtmittel
ein Flüssigkristall-Material 93 eingeschlossen. Endlich ist Sorge dafür getragen, daß eine Steuer- oder
ίο Anregungsspannung zwischen ausgewählte reflektierende
Elektroden 87 und die vordere Elektrode 91 mittels der Schaltglieder 85 gelegt werden kann, um eine
Bilddarstellung zu erzeugen. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bestehen
diese Schaltglieder aus Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekt-Transistoren (MOSFET), die eine Source 85s, und
ein Drauin 85</umfassen, die von dotierten Bereichen in
der Halbleiterplatte 77 gebildet werden, und ein dazwischen angeordnetes Metall- oder Silicium-Gate
SSg. Die Einrichtungen zum Anlegen einer Anregungsspannung an den Bildschirm umfaßt eine Anzahl von im
gleichen Abstand voneinander angeordneter, paralleler Gate-Leitungen 95 (Fig. 11), von denen jede Gate-Leitung
mit allen Gates 95g der in der gleichen Reihe
angeordneten Schaltglieder 85 verbunden ist. Außerdem umfassen die Einrichtungen zum Anlegen von
Anregungsspannungen eine Vielzahl von in gleichem Abstand voneinander angeordneter, paralleler Drain-Leitungen
97, von denen jede mit den Drains 85c/aller in
J« der gleichen Spalte angeordneten Schaltglieder 85
verbunden ist.
Wie am besten aus Fig. 11 ersichtlich, begrenzen die
Drain-Leitungen 97 und Gate-Leitungen 95 eine Vielzahl gleich geformter Flächenbereiche 100, die bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel quadratisch sind. Die öffnungen 83 in der dotierten Schicht 81 (Fig. 7)
sind jeweils in der Ecke eines dieser quadratischen Flächenbereiche 100 angeordnet, und es befindet sich
jede der Zwischenelektroden 90 (Fig. 11) vollständig
·»" innerhalb der Grenzen eines zugeordneten Flächenbereiches.
Dagegen sind die reflektierenden Elektroden 87 gegenüber den Flächenbereichen 100 seitlich ausreichend
weit versetzt, um die öffnungen 83 vollständig zu überdecken (vgl. Fig. 7, 11 und 13). Infolgedessen ist
jeder Teil der Halbleiterplatte 77 der im Bereich zwischen benachbarten reflektierenden Elektroden 87
dem einfallenden Licht ausgesetzt ist, mit der stark dotierten Schicht 81 versehen, wo das einfallende Licht
keine Inversionsschicht bilden kann.
'" Es ist beachtenswert, daß trotz des Versatzes der
reflektierenden Elektroden 87 gegenüber den ihnen zugeordneten Zwischcriclcktrcdcn 90 beide Elektroden
zusammen keine vollständige Abdeckung der Oberfläche 79 gegen einfallendes Licht bewirken können. Dies
liegt daran, daß die beiden Elektroden 87 und 90 in Spalten und Zeilen angeordnet sind, zwischen denen
sich Zwischenräume befinden. Die vollständige Abdekkung, die für eine maximale Unempfindlichkeit gegen
einfallendes Licht erwünscht ist, kann nur im Zusam-
*>o menwirken der versetzten reflektierenden Elektroden
87 mit der durchgehend ausgebildeten dotierten Schicht 81 erzielt werden, die lediglich voneinander getrennte
öffnungen 83 aufweist
Die wesentlichen Schritte eines Verfahrens, das zur Herstellung eines nach der Erfindung ausgebildeten
Bildschirmes geeignet ist werden nun anhand der F i g. 5 bis 14 beschrieben. Gemäß den F i g. 5 und 6 betrifft der
erste Schritt die Bildung von die Schaltglieder 85
bildenden MOSFETs und umfaßt das Aufbringen und Ätzen einer Oxidschicht 99, die öffnungen 101 und 103
aufweist, welche die Ausdehnung der Diffusionszonen zur Bildung von Drain 85c/ und Source 85s definieren.
Wenn die Halbleiterplatte 77 η-dotiert ist, wie es bei 5 dem oben erwähnten Bildschirm nach der US-PS
38 62 360 der Fall ist, wobei ein spezifischer Widerstand des Substrats von 3 Ohm · cm typisch ist, bestehen die
Diffusionszonen für Source 85s und Drain 85c/ aus p-dotierten Bereichen, die durch bekannte Diffusionsverfahren
erzeugt werden können. Die Oxidschicht 99 wird dann entfernt (F i g. 7 und 8). Anschließend wird die
Oberfläche 79 der Halbleiterplatte 77 erneut mit einem Photolack derart maskiert, daß die gesamte Oberfläche
79 freiliegt, abgesehen von den Stellen, an denen die MOSFETs zu erzeugen sind. In die freiliegenden
Abschnitte der Substrat-Oberfläche 79 werden dann Ionen implantiert, wodurch eine stark dotierte Schicht
81 erzeugt wird, die öffnungen 83 aufweist, wie es die F i g. 7 und 8 zeigen.
Die gewünschte Dotierungs-Konzentration kann mit einer Implantationsdosis von 2 χ 1013 Atomen/cm2 mit
einer Energie von 60 keV erzielt werden.
Nach Entfernen der Ionen-Implantations-Maske wird
eine dicke Oxidschicht !05 auf die Oberfläche des Substrats aufgebracht (siehe Fig.9 und 10). Die dicke
Oxidschicht 105 wird dann maskiert und bis hinab zur Silicium-Oberfläche geätzt, um Bereiche zu definieren,
in denen eine dünne Isolierschicht gebildet werden kann. Diese dünne Isolierschicht wird vorzugsweise jo
gebildet, indem man zunächst eine dünne Oxidschicht 107 auf der Substrat-Oberfläche aufwachsen läßt, auf die
dann eine dünne Schicht 109 aus Siliciumnitrid aufgebracht wird. Typische Dicken der Schichten 107
und 109 sind 70 nm bzw. 30 nm. Der Grund für die js
Bildung einer Doppelschicht anstatt einer einfachen Oxidschicht besteht vor allem darin, daß hierdurch Hie
Möglichkeit von Maskierungsfehlern reduziert wird, die zu kleinen Löchern führen, welche sich gänzlich durch
die dünne Oxidschicht erstrecken. Wie am besten durch einen Vergleich der Fig.9 und 10 mit Fig. 11
erkennbar ist, werden die dünnen Schichten 107 und 109 an den Stellen erzeugt, an denen entweder die
Zwischenelektrode 90 oder die Gate-Elektrode 85g· eines MOSFET anzubringen ist. Die dicke Oxidschicht
105 dient zur Aufnahme der Gate- und Drainleitungen 95 bzw. 97 und wird relativ dick ausgebildet, um die
Gefahr einer Spannungsinversion zu reduzieren, die in der Halbleiterplatte durch das Potential hervorgerufen
werden kann, das von diesen Leitungen geführt wird, und um die Kapaziiäi dieser Leitungen zu vermindern.
Der nächste Schritt des Verfahrens besteht wiederum in einer Maskierung der dargestellten Anordnung,
welche nur diejenigen Bereiche der dünnen Schicht 109 aus Siliciumnitrid frei läßt, an denen ein Kontakt mit den
darunter liegenden Diffusionszonen für Drain 85c/ und Source 85s herzustellen ist Mit Hilfe eines geeigneten
Ätzmittels wird dann eine öffnung in der dünnen Schicht 109 gebildet, die bis zu der darunter liegenden
dünnen Oxidschicht 107 reicht Mittels eines zweiten selektiven Ätzmittels, das die darunter liegende dünne
Oxidschicht 107, nicht aber die: dünne Schicht 109 aus Siliciumnitrid angreift, werden dann die öffnungen bis
hinab zur Oberfläche des Substrats ausgedehnt, so daß die darunter lugenden Diffusionszonen für Drain 85d
und Source 85.· freigelegt werden, wie es die F i g. 9 und 10 zeigen.
Als nächstes werden die Leitungen 95 und 97 sowie die Zwischenelektroden 90 gebildet. Diese Elemente
werden vorzugsweise aus einem stark bordotierten Polysilicium hergestellt, das in einer Schicht 111 auf die
in den Fig.9 und 10 dargestellte Anordnung aufgebracht
ist. Für die polykristalline Schicht 111 ist eine Dicke von 500 nm typisch. Ein geeigneter Flächenwiderstand
für diese polykristalline Schicht ist 50 Ohm pro Quadrat. Danach wird die polykristalline Schicht
111 maskiert, um die Grenzen der Gate- und Drainleitungen 95 bzw. 97 und der Zwischenelektroden
90 festzulegen. Die von der Maske freigelassenen Bereiche werden dann durch Ätzen entfernt, so daß die
polykristalline Schicht 111 mit den aus den F i g. 11 und
12 ersichtlichen Konturen zurückbleibt. Unter Verwendung
der geätzten polykristallinen Schicht 111 als Maske wird die in den Fig. 11 und 12 dargestellte
Anordnung erneut einer Ionen-Implantation unterworfen, urn die kleiner. Fortsätze !!3 der Diffusionszor.en
für Source 85s und Drain 85c/ zu bilden. Mittels der Fortsätze 113 werden diese Diffusionszonen auf die
Gates 85g ausgerichtet, was für eine optimale Funktion des Bildschirmes günstig ist. Eine geeignete Implantationsdosis
zur Ausbildung der Fortsätze 113 beträgt etwa 2 χ 1014 Atome/cm2 mit einer Energie von etwa
80 keV.
Wie aus den Fig. 13 und 14 ersichtlich, wird als nächstes eine weitere Siliciumdioxid-Schicht 115, deren
Dicke etwa 1000 nm beträgt, auf die polykristalline Schicht 111 aufgebracht. In die Siliciumdioxid-Schicht
115 werden dann öffnungen !!7 eingeätzt, wonach auf
die Siliciumdioxid-Schicht 115 eine Metallschicht 119 aufgebracht wird, die sich durch die öffnungen 117
hindurch erstreckt und dadurch mit der Zwischenelektrode 90 Kontakt macht Für die Metallschicht 119 hat
sich Chrom als geeignet erwiesen. Die Metallschicht wird anschließend mit einer Maske versehen, welche
diejenigen Teile der Metallschicht 119 gegen ein selektives Ätzmittel schützt, die später als reflektierende
Elektroden 87 dienen sollen.
Durch die vorstehend behandelten Verfahrensschritte ist im wesentlichen der Aufbau der Elemente
abgeschlossen, die sich auf der Halbleiterplatte 77 befinden. Es bleibt jetzt noch das Aufbringen einer
Schicht aus Fiüssigkrisiaü-Maieriäi S3 auf die Oberfläche
der durch die vorher beschriebenen Schritte geschaffenen Anordnung und einer Glasplatte 92 oder
einer Platte aus einem anderen durchsichtigen Material, welche eine transparente vordere Elektrode 91 trägt
auf die Schicht des Flüssigkristall-Materials 93. Durch hier nicht dargestellte Mittel, die jedoch in der oben
genannten US-PS 38 62 360 beschrieben sind, wird die Glasplatte 93 mit der transparenten Elektrode 91 in
einem definierten Abstand von der Halbleiterplatte gehalten.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Flüssigkristall-Bildschirm mit Matrix-Ansteuerung,
der eine an der Rückseite einer Flüssigkristallschicht angeordnete Halbleiterplatte umfaßt, die auf
ihrer der Flüssigkristallschicht zugewandten Seite in dem Halbleitermaterial gebildete, in Form einer
Matrix angeordnete Schaltglieder und in einer im wesentlichen gemeinsamen Ebene angeordnete,
reflektierende Elektroden aufweist, die den einzelnen Schaltgliedern zugeordnet und mit ihnen
elektrisch leitend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß sich an der Oberfläche
der Halbleiterplatte (77) eine dotierte Schicht (81) befindet, in der sich eine Vielzahl von öffnungen (83)
befindet, daß alle Schaltglieder (85) in den öffnungen
(83) angeordnet und von der dotierten Schicht (81) umgeben sind und daß alle öffnungen (83) von den
reflektierenden Elektroden (87) vollständig bedeckt sind (F ig. 14).
2. Flüssigkristall-Bildschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede öffnung (83) eines
der Schaltglieder (85) enthält.
3. Flüssigkristall-Bildschirm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Öffnung (83)
einzeln von jeweils einer reflektierenden Elektrode (87) bedeckt ist.
4. Flüssigkristall-Bildschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die elektrisch leitenden Verbindungen zwischen den Schaltgliedern (85) und den ihnen
zugeordneten reflektierenden Elektroden (87) jeweils eine Zwischenelektrode (90) umfassen, die sich
parallel zur Oberfläche der Halblciterpldtte (77) erstreckt und mit der dotierten Schicht (81) einen
Kondensator bildet.
5. Flüssigkristall-Bildschirm nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Halbleiterplatie (77) aus n-leitendem Silicium besteht und auch die dotierte Schicht (81)
η-leitend, jedoch stärker dotiert ist als der Rest der Halbleiterplatte (77).
6. Flüssigkristall-Bildschirm nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltglieder (85)
MOSFETs sind und daß die Gates (85^)aller in einer
Reihe der Matrix angeordneten MOSFETs durch eine von mehreren parallelen Gate-Leitungen (95),
die Drains (SSd) aller in einer Spalte der Matrix angeordneten MOSFETs durch eine von mehreren
parallelen Drain-Leitungen (97) und die Sources (85s,) aller MOSFETs mit der zugeordneten Zwischenelektrode
(90) verbunden sind (Fig. 11,14).
7. Flüssigkristall-Bildschirm nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drain- und
Gate-Leitungen (97 bzw. 95) eine Vielzahl gleichgeformter Flächenbereiche (100) begrenzen, daß die
Öffnungen (83) jeweils in eine"- der Ecken dieser Flächenbereiche (100) angeordnet sind, daß sich
auch die Zwischenelektroden (90) jeweils innerhalb eines zugeordneten Flächenbereiches (100) befinden
und daß die reflektierenden Elektroden (87) gegenüber den Flächenbereichen (100) seitlich so
weit versetzt sind, daß sie sich vollständig über die öffnungen (83) in den Ecken der Flächenbereiche
(100) erstrecken.
ίο
Die Erfindung betrifft einen Flüssigkristall-Bildschirm mit Matrix-Ansteuerung, der einen an der Rückseite
einer Flüssigkristallschicht angeordnete Halblmerplatte
umfaßt, die auf ihrer der Flüssigkristallschicht zugewandten Seite in dem Halbleitermaterial gebildete,
in Form einer'Matrix angeordnete Schaltglieder und in
einer im -wesentlichen gemeinsamen Ebene angeordnete, reflektierende Elektroden aufweist, die den einzelnen
Schaltgliedern zugeordnet und mit ihnen elektrisch leitend verbunden sind.
Bei Bildschirmen hoher Auflösung wird das Bild aus tausenden von einzeln steuerbaren, elemertaren Flüssigkristall-Zellen
gebildet, an die einzeln das die Helligkeit des von der Zelle definierten Bildpunktes
bestimmende Potential mit ausreichend hoher Folgegeschwindigkeit zugeführt werden muß, um ein merkliches
Flimmern des erzeugten Bildes zu vermeiden. Zu diesem Zweck kann eine dünne Schicht eines Flüssigkristall-Materials
zwischen einer Glasplatte, die mit einer transparenten Elektrode versehen ist, und einer
Rückplatte angeordnet sein, die mit einer Matrix reflektierender Elektroden versehen ist, die sich auf
einer von der Rückplctte getragenen Halbleiterschicht oder -platt«; befindet. Die Halbleiterplatte enthält auch
die zur Adressierung der Elektroden erforderliche Schaltungsanordnung, weiche die Schaltglieder, insbesondere
Feldeffekt-Transistoren, und elektrische Speicherglieder (Kondensatoren) umfaßt, die benachbart
zu den die einzelnen Flüssigkristall-Zellen definierenden reflektierenden Elektroden angeordnet sind.
Dabei bildet die reflektierende Elektrode eine Platte des Kondensators, jeder Feldeffekt-Transistor wird zur
Adressierung eines zugeordneten Elementes der Matrix benutzt, während der zugeordnete Speicherkondensator
des an die Flüssigkristall-Zelle angelegte Potential hält, bis dieses Potential entsprechend der darzustellenden
Information korrigiert wird. Bei typischen Bildschirmen findet die Korrektur nach jeweils 33 ms statt. Ein
solcher Aufbau eines Flüssigkristall-Bildschirmes ist beispielsweise in der US-PS 38 62 360 beschrieben.
Flüssigkristall-Bildschirme der gerade beschriebenen
Art sind reflektierende Bildschirme i'nd sind daher für
ihren Betrieb auf einfallendes Licht angewiesen. Leider sind jedoch die Feldeffekt-Transistoren, die zur
Steuerung der Speicherkondensatoren auf der Rückpla'.te dienen, selbst gegen eine sehr geringe Intensität
von einfallendem Licht äußerst empfindlich. Als Folge davon ist die Fähigkeit der Spcicherkondensatoren, das
an die einzelnen Flüssigkristall-Zellen angelegte Potential bis zur nächsten Korrektur aufrechtzuerhalten, stark
beeinträchtigt. Die abschirmende Wirkung der reflektierenden Elektroden, die sich in einer Ebene zwischen
der Vorderseite des Bildschirmes und den Feldeffekt-Transistoren befinden, ist unzureichend, um einfallendes
Licht daran zu hindern, die Speicherkondensatoren zu entladen, weil ein Spalt oder eine Lücke zwischen den
benachbarten Reihen und Spalten der Elektroden vorhanden sein muß.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkristall-Bildschirm der eingangs beschriebenen
Art so auszubilden, daß die die Schaiiglicder umfassende Schaltungsanordnung im wesentlichen
gegen einfallendes Licht geschützt ist.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß sich an der Oberfläche der Halbleiterplatte
'■ine dotierte Schicht befindet, in der sich eine Vielzahl von Öffnungen befindet, daß alle Schaltglieder in den
öffnungen angeordnet und von der dotierten Schicht
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