Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Anzeigen van Jnformationon gemäß dom Oberbegriff des Anspruchs 1
sowie auf eine Anzeigevorrichtung gemäß dem Oberbegriff
der nebengeordneten Ansprüche 12, 2b, 41 und 61.
Bekannte Anzeigevorrichtungen, wie sie beispielsweise in
den US-PSn '!> 824 003 und 3 840 695 sowie in der Zeitschrift
"IEEE Transactions on Electron Device" Bd. ED 20, Nr. 11,
Nov. 1973, S. 'J95 bis 1001, beschrieben sind, verwenden
als steuerndes bzw. treibendes Schaltelement eine flächenhafte
Dünnschicht-Transistoranordnung. Die in der US-PS
3 824 003 beschriebene Anzeigevorrichtung ist eine solche
vom sog. Reflexionstyp, bei welcher als Anzeigemittel ein
Flüssigkristall verwendet wird. Bei dieser Flüssigkristall-
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- 1
Anzeigevorrichtung sind die als Bildelemente wirkenden
Drain-Elektroden aus einem Metall mit hohem Reflexionsvermögen
wie beispielsweise Aluminium und dergleichen
hergestellt, um als Reflexionsplatte zu wirken.
/um EIr fassen der in einer solchen Fl üss i gkr f sta 1 1 -Anze
igevorrichtung im Betrieb auftretenden e1ektro-optisehen
Änderung wurde bei herkömmlichen Vorrichtungen ein dynamischer
Streueffekt ausgenutzt. In jüngster Zeit wurden
zahlreiche Betriebsarten bzw. Moden für Flüssigkristalle
entwickelt, welche auf einem Feldeffekt beruhen. Beispiele dieser relativ neuen Betriebsarten sind der gedrehte nematische
Mode (TN-Mode), die Verformung des vertikal ausgerichteten Phasenmode (DAP-Mode), welcher eine Doppelbrechung
ausnutzt, der hybrid ausgerichtete Mode (HAN-Mode) sowie abgewandelte Betriebsarten, bei welchen die vorstehend
erwähnten Moden von einem Gast-Wirts-Effekt begleitet werden,
der darin besteht, dnii zum leichteren Erfassen der Anzeige
des Flüssigkristalls zweifarbige Farbstoffe dem Flüssigkristall
beigemengt werden. Einige der vorstehend genannten Betriebsarten oder Moden sind in dem Buch "Recent Display
Apparatus", Nippon Hoso Press Kyoka 1, 19 7*4 beschrieben.
Bei herkömmlichen Anzeigevorrichtungen kann man davon ausgehen,
daß die vorstehend erwähnten Moden nach Bedarf ge-
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3 Π 30 ΑΪ
wählt werden können. Hs hat sich jedoch gezeigt, daß sich
bei der Untersuchung des Anzeigeeffektes derartiger FeIdeffekt-FlüssigkristalIe
keine Betriebsart finden ließ, welche bei herkömmlichen Konstruktionen eine ausreichende
An7o igewi rkung besaß. Die Ursnrrhtj hierfür liegt darin,
daß die Elektroden bekannter Anze1ueelemente, welche die
Drain-Elektroden bilden, metal I vcirsp i ege 1 to Oberflächen
aufweiiien. Eine derartige Oberfläche wirkt im transparenten
Lichtbeobachtungsfeld beim Ablesen der Anzeige als Spiegel,
so daß die optische Änderung der Anzeige gleichzeitig mit
dem Bild eines auf die Spiegelfläche projlzierten Hintergrundes
gesehen wird. Dieser Hintergrund ändert sich jedoch beispielsweise in Abhängigkeit von den örtlichen Gegebenheiten,
wo die Anzeigevorrichtung sich befindet. Im Falle eines dunklen Hintergrundes ist die Anzeigeoberfläche
ebenfalls dunkel. Die Spiegelfläche derartiger Anzeigevorrichtungen
führt jedoch zur Erzeugung von Spiegelbildern von Lichtquellen, welche an der Decke eines umgebenden
Raumes angebracht sind oder von Spiegelbi1dern des
Gesichtes eines auf die Anzeigefläche schauenden Betrachters,
wodurch das Ablesen der Anzo I cjeändorungen beträchtlich
gestört wird. Desweiteren sind Anzeigevorrichtungen bekannt,
welche den vorstehend bereits erwähnten dynamischen Streu-
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effekt ausnutzen und welche bei Anzeigen mit herkömmlichen
metal 1verspiegelten Flächen ein gutes Ablesen gestatten.
Bei einer solchen Anzeigevorrichtung erscheint der Flüssigkristall
bei fehlender Betriebsspannung durchsichtig und
nimmt bei Anlegen der Betriebsspannung den Streuzustand an.
Die Verwendung einer solchen Anzeigevorrichtung erfolgt so,
daß in der normalen Reflexionsrichtung der Spiegelfläche
gegen die Ableserichtung ein schwarzer Hintergrund vorhanden
ist. Hierbei werden die aus der Umgebung mit Ausnahme der normalen Reflexionsrichtung einfallenden Lichtstrahlen an
den mit Betriebsspannung beaufschlagten Anzeigeabschnitten
(Fl iiss igkr i stäl 1 zei 1 cO gestreut, so daß ein Betrachter das
Streulicht sehen kann; ferner worden die einfallenden Lichtstrahlen
durch den schwarzen Hintergrund auf den durchsichtigen, mit Betriebsspannung nicht beaufschlagten Anzeige
nbschnitten qetreut, wodurch sich zwischen den beiden genannten
Anzeigeabschnitte αiη hoher Kontrast ergibt. Dieser
dynamische Streueffekt verbraucht jedoch einen wenn auch geringen elektrischen Strom, so daß diese Betriebsart Im
Vergleich zu der vorstehend erwähnten FnIdeffekt-Betriebsart
weniger betr i ubsi i i.her ist. Dewcit^run besteht bei der
letztgenannten Anzeige eine Tendenz zum Dunkelwerden, da
aufgrund des schwarzen Hintergrundes kein Licht von dem Hintergrundberoich
der Anzeige ausgeht. Ferner ist für die Er-
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eines dynamischen Streueffekt«?; eine höhere Spannung
erforderlich als bei den vorstehend erwähnten Feldeffekt-Betriebsarten.,
was einen weiteren Nachteil darstellt.
F3e i herkömmlichen Anzeigevorrichtungen erfolgte bisher eine
Schutzbeschichtung der Haibleiterschicht lediglich an denjenigen
Stellen, wo ein Berührungskontakt mit dem Flüssigkrista11
materia 1 besteht, um die Stabilität des betreffenden
Dünnschicht-Transistors zu vergrößern und eine unerwünschte
e1ektro-chemlsehe Reaktion /wischen den sich berührenden
Stellen des F1üss1gkrista11 mater 1 a 1s und der Halbleiterschicht
zu verhindern. Als Werkstoffe für eine derartige Schutzbeschichtung können Ka1 ζiumf1uorid sowie
Dünnschichten aus Si1iζiumdioxid und Quarz verwendet werden.
Bei Verwendung von amorphem Silizium, welches ausgezeichnete
Transistoreigenschaften besitzt, ist jedoch eine derartige
Schutzschicht nicht in der Lage, nachteilige Effekte auf
die fotoleitenden Eigenschaften des amorphen Siliziums zu
beseitigen, womit sich kein stabiler Betrieb des Flüssigkristalls
erreichen läßt. Im Falle von Feldeffekt-Flüssigkr
i stal 1 anze 1 gen ist es dagegen nicht, erforderlich, daß dio
Oberfläche einer Drain-E1ektrode, weiche eine Anzeigee 1ementeneinheit
darstellt, den Flüssigkristall berührt. Andererseits
ist es günstig, wenn die Oberfläche der Drain-Elektrode mit
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einer lichtdurchlässigen dünnen 1 sol ierschicht bedeckt
würde, was jedoch bei horkömmlichen Anzeigevorrichtungen
nicht möglich ist. Es ist ferner erforderlich, die FlüssigkristalImoleküle
in einer FlussigkrIsta11zel1e des FeIdf>l"
f okt-T yps gleichförmig zu orientieren, d.h., den Flüssigkristall
so zu behandeln, daß er eine gleichförmige Oberfläche
erhält. Eine derartige Behandlung läßt steh bei herkömmlichen
Anzeigevorrichtungen ebenfalls nicht durchführen.
Um bei herkömmlichen Anzeigevorrichtungen die Anzeige hervorzurufen,
wird zwischen einer ausgewählten Dm i n-E 1 ektrode (Anzeigelektrode) und einer Gegenelektrode ein elektrisches
Feld in der Weise erzeugt, daß auf eine Steuer 1eitung
ein Bildsignal aufgetastet wird und an eine Source-Leitung
eine Steuei— oder Treiberspannung angelegt wird. Die Anzeige
erfolgt dabei in dor Weise, daß eine elektro-optische Änderung des Flüssigkristalls mittels einer Erfassungseinrichtung wie beispielsweise ei. η em Polarisationsfilter
und dergleichen abgelesen wird.
Die Anzeigevorrichtung kann zeilensequentiell in der Weise
gesteuert werden, daß die Steuei— bzw. Treiberspannung
sequentiell mit dem Auftasten des Bildsignals angelegt wird. Wenn die zur Anzeige eines vollen Bildes erforder-
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liehe Zeit CVoI1bi1ddauer) konstant ist, wird die zum
Adressieren jedes; Bl1 delementes erforderliche Zeitdauer
um so kurzer, je größer die Anzahl der Steuer 1eitungen
ist. Wenn daher das Bildauflösungsvermögen durch Vergrößerung
der Anzahl der Steuer 1eitungen verbessert wird,
so kann die Ansprechdauer des An/oiijeiiiocliunis, wie beispielsweise eines Flüssigkristalls und dergleichen der
dazu erforderlichen Tastdauer nicht folgen, so daß es unmöglich
wird, eine normale Anzeige niisr.uführ't.-n. Um eine
derartige Situation zu verhindern, wurde bereits ein Anzeigeverfahren vorgeschlagen, bei welchem parallel zu
jedem Bi ldel ernent ein Kondensator geschaltet wird, welcher
die dem Steuersignal entsprechende Ladung in einer festgelegten Adressierungsperiode speichert, während die
Steuerspannung kontinuierlich an jedes Bildelement jenseits
der festgelegten Adressierungsperiode angelegt wird. Bei
einer derartigen Anzeigevorrichtung werden die Elektroden
des Kondensators durch eine Steuerelektrode und eine Drain-Elektrode
gebildet. Infolge der Verwendung der Steuerelektrode
als Gegenelektrode dos Kondensators 1 legt während der
festgelegten Adressferungsdauer eine Vorspannung gleich der
S tonersigna1 spannung an der Gegenelektrode des Kondensators
r>n. Damit muß das Schre i bs igna) auf der Basis dor Steuerspannung
festgelegt werden. Wenn jedoch ein Transistor durch
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"31130 Vf
Abschalten der Steuerspannung in den Sperrzustand gelangt, zeigt der Kondensator eine Spannung, welche von der beim
Schreiben angelegten Drain-Spannung abweicht, was nachtoiliy
und hinderlich für die Steuerung der Anzeigevot—
richtung mittels eines exakten Spannungsbetriebes Ist.
Insbesondere im Falle einer Anzeige mittels Licht- oder Farbabstufung entsprechend einer angelegten Spannung ist
«ine Steuerung außerordentlich schwierig.
Eine der vorstehend erwähnten Anzeigevorrichtung ähnliche
Anzeigevorrichtung 1st in der Zeitschrift "IEEE Transactions
on Electron Device", Bd. ED 20, Nr. 11, Nov. 1973, S. 995 bis 1001 beschrieben. Bei dieser Anzeigevorrichtung ist eine
Gegenelektrode eines Speicherkondensators mit einer benachbarten
Steuer 1eitung elektrisch verbunden.
Bei einer Anzeigevorrichtung, welche ein auf diese Weise
aufgebautes Anzeigeelektrodonsubstrat besitzt, wird ein
Kondensator aus einer Dra in-EI I ekt rode und einer der Drain-Elektrode
über eine Isolierschicht gegenüberliegenden, dünnen
elektrisch 1eitendonSchicht gebildet. Der Kondensator ist
mit einer SteuerIeitung des betreffenden Transistors und
einer benachbarten Steuer 1eitung elektrisch verbunden. Bei
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Ansteuerung dos ί ran?·, i stors wird einher d i ο Steuer spannung
lediglich an die eine Steuer 1 ο i turn ι angelegt., während die;
andere Steuer 1 ο i tuncj auf F-rdpotent i a I liegt. Bei einem derartigen
Steuerverfahren wird ein Signal einer Source-Leituny
auf Erdpotential gelegt. Damit ist es auf einfache
Weise möglich, eine im Vergleich mit der Anzeigevorrichtung
gemäß der U5-P5 3 824 003 größere Betriebsspannung an das
Anzeigemedium anzulegen. Wenn jedoch in diesem Falle ein
Signal einer Steuer 1eiLung zugeführt wird, ändert sich
das Potentiell einer Dm i η-El ekt rode in Abhängigkeit vom
Spannungszustand der Steuer 1eitung, was zu einer ungünstigen
Beeinflussung tier Anzeige führen kann.
In der US-PS 3 8'+0 6f)i>
ist ein Verfahren zur Erzielung
einer Farbanzeige beschrieben, bei welchem als Schaltelemente
zur Steuerung einer mit Dünnschicht-Transistoren
aufgebauten Anzeigevorrichtung FarbmosaikfI1 Lee verwendet
werden Csh. Flgn. 2 (10) und 3 O0) der US-PS ί 840 695).
Bei herkömmlichen Anzeigevorrichtungen werden die Teile
mit optischen Funktionen einfach in der Anzeigevorrichtung
montiert. Dies hat den Nachteil, daß die Anzahl der einzelnen
Herstellungsschritte zunimmt, wenn ein weiterer Her-
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Stellungsschritt zur Ausbildung eines Filters zu den üblichen
Herstellungsschritten zur Ausbildung der Anzeigevorrichtung
hinzukommt. Wenn ein solches Filter an einer Außen
fläche eines Substrates einer !n Flg. 2 dargestellten Anzeigevorrichtung
mont i ert wird, wird das Mosaikfilter in
einem Abstand von etwa einer Substratdicke von einem Anzeigelementbereich
angebracht, welcher eine optische Änderung zwischen gegenüberliegenden Substraten erzeugt,. Wie
hieraus ohne weiteres ersichtlich ist, wird durch eine
derartige Anordnung eine Parallaxe hervorgerufen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs erwähnten
Art zu schaffen, welcheCs) die vorstehend erwähnten, zahlreichen Nachteile bekannter Anzeigevorrichtungen
und -verfahren vermeidet. Insbesondere soll bei Vorrichtungen
mit einer eine metal 1 verspl e-cjel te Oberfläche aufweisenden
Elektrode die bislang bestehende AbI eseschwi er I gkeit
verbessert werden. Ein weiteres Ziel besteht darin, eine farbige Anzeige zu ermöglichen. Bei Verwendung einer
lichtdurchgängigen Diffusionsklappe in Verbindung mit einer
eingangs erwähnten Anzeigevorrichtung soll die Oberfläche
der Anzeige im unbenutzten Zustand durch die als Deckel
wirkende Klappe geschützt werden. Ein weiteres Ziel besteht
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besteht darin, das Anzeigeverfahren und die Anzeigevorrichtung
so auszugestalten, daß zur Erzielung gewünschter Anzeigeeffekte ein Betrachter eine 1lchtdurchgängige
Diffusionsklappe unter einem beliebigen Winkel einstellen
kann oder im Falle eines gut lichtstreuenden Hintergrundes
die Anzeige bei entfernter Dtffusionsklappe ablesen
kann. Des weiteren wird erfindungsgemäß angestrebt, eine Anzeigevorrichtung mit einer flächenhaften Dünnschicht-Transistoranordnung
zu schaffen, welche eine verbesserte Steuerstabi11 tat besitzt. Die Anzeigevorrichtung
soll ferner in der Lage sein, amorphes Silizium zu verwenden.
Als weiteres Ziel wird angestrebt, daß die Anzeigevorrichtung
eine leichte, exakte Steuerung der Betriebsspannung ohne Berücksichtigung der Spannung auf den Steuer—
leitungen ermöglicht In daher in der Lage 1st, eine stabile Anzeige durchzuführen. Schließlich soll die Anzeigevorrichtung
leicht herstellbar sein.
Die auf die Schaffung eines verbesserten Anzetgeverfahrens
gerichtete Teilaufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die auf die Schaffung einer verbesserten Anzeigevorrichtung
gerichtete Teilaufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn-
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zeichnenden Merkmale der nebengeordneten Patentansprüche 12, 25, 1H und 61 gelöst.
Bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung
ist zum Beobachten einer elektro-optisehen
Änderung der An2e 1 gevorr ichtung wenigstens ein Polarisationsfilter
in dem Strahlengang angeordnet. Diese Anzeigevorrichtung weist einen zwischen Elektroden nach
Art eines Sandwich-Aufbaus angeordneten Flüssigkristall
mit einem darin gelösten zweifarbigen Farbstoff auf. Die eine dieser Elektroden ist Teil einer Transistoranordnung,
während die andere Elektrode eine Gegenelektrode darstellt.
Das auf diese Anzeigevorrichtung fallende Licht
stellt diffuses Licht dar.
Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Anzeigevorrichtung ist ein erstes Substrat mit einer
flächenhaften Dünnschicht-Transistoranordnung vorgesehen,
welche eine Vielzahl von als Steuer- oder Treiberelektroden
dienende Elektroden umfaßt. Diese Anzeigevorrichtung
weist ferner ein zweites, mit einer weiteren Elektrode versehenes Substrat auf, wobei die Anzeige in Form einer
zwischen den beiden Substraten erzeugten elektro-optisehen
Änderung erfolgt.
9, 10/
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Die Erfindung wird anhand d(jr /<; i <
hnuntion näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer mit
einem Dünnschicht-Transistor bedeckten
f: 1 okt rode;
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Anzo i cjevorrichtuncj,
bei weicher d i ο mit dem Dünnschicht-Transistor
bedeckte Elektrode verwendet ist;
Fign. 3A, Querschnitte durch verschiedene Betriebs-
3 B und 3C ,, , .,...,,.
Stellungen einer Ausfuhrungsform einer er-
f i nduncjsgemäßen Anze i gevorr i chtung ;
F i g . k eine perapekt i ν i sehe Ansicht der Anzeigevorrichtung
gemäß Fig. 3A, 3B und 3C;
Fig. 5 oinon Querschnitt durch οinon Toil einer
erf i ndungsgemiäßen Anze i yevorr i chtung;
Fig. 6 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung;
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Fign. 7Α Schnitte durch die verschiedenen Herstellungsstadien
eines bei der erfindungsgemäßen Wiedergabevorrichtung verwendbaren
Dünnsch icht-Trans i stora;
Fig. 8 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Anzeige
vor r i chtung;
Fig. 9A eine perspektivische Ansicht einer mit
ei nor» Dünnschicht-Transistor bedeckten
E 1 e.» kt rode;
Fig. 9B eine Draufsicht auf eine mit einem Dünnschicht-Transistor
bedeckte Elektrode;
Fig. 10 einen Querschnitt durch eine Anzeigevorrichtung, welche eine mit einem Dünnsch
Icht-Transίstör bedeckte Elektrode
aufweist.;
Fiq. 11 eine Draufsicht auf einen Abschnitt einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemä'ßen
Anzeigevorrichtung;
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3Ϊ1304Ϊ
Fig. 12 einen Querschnitt, durch die Ausführungsform
nach Pig. 11;
Fig. 13A eine Draufsicht einer Ausführunqsform
für die Anordnung ei nor organisehe gefärbton
Dünnschicht;
Fig. 13B einen Schnitt durch ei non Teil der Ausführungsform
nach Fig. 13A längs der Schnittlinle BB ';
Fig. 13C einen Querschnitt durch eine Anzeigevorrichtung,
welche die In FIg. 13B.
dargestellten Teile
Fig. 14 ein elektrisches Schaltbild für die in Fig. 2 dargestellte Anzeigevorrichtung;
Fig. 15 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einos E1ektrodennubstrates
für eine Anzeigevorrichtung;
Fig. 16 ein elektrische0. Schaltbild einer Anzeigevorrichtung,
bei welcher das Elektrodensubstrat gemäß Fig. 15 verwendet ist;
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311304T
Fig. 17 eine perspektivische Ansicht von einem
Elektrodensubstrat für eine Anzeige,
wie sie bei ei nor Ausf ührunysform der
Erfinduni) veranschaulicht Ist;
Fig. 1B eine Draufsicht auf das Elektrodensubstrat
gemäß FFg, 17;
Fig. 19 ein elektrisches Sehaltbild einer Anzeige, bei welcher das Elektrodensubstrat gemäß
Fig. 17 verwendet ist, und
Fig. 20 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform von einem Elektrodensubstrat für eine
Anzeige.
(n Fig. 1 ist ein Substrat dargestellt, auf welchem Dünnschicht-Transistoren,
die nachstehend mit der Bezeichnung "TFT" abgekürzt werden sollen, in einer Dichte von etwa
2 bis 10 Zeilen/Millimeter in Form einer Matrix aufgebracht
sind. Als Substrat dient Glas oder dergleichen, welches ein Panel für eine Anzeige bildet. Die Dünnschicht-Transistoren
weisen Steuerleitungen 1a und 1a' auf, welche aus durchsichtigen
oder metallischen, elektrisch leitenden Dünn-
12,13/
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schichten bestehen und nuf dom Substrat S ausgebildet
sind. Die Transistoren umfassen ferner einen Halbleiter 2 in Form einer Dünnschicht, welche über einer Isolierschicht
I auf den Steuerleitungen 1a, 1a' bzw.
Steuerelektroden aufgebracht ist. Ferner weisen die Transistoren Source-Leitungen 3 und 3', welche aus
elektrisch leitenden Dünnschichten hergestellt sind,
welche sich in Kontakt mit dem Halbleiter und mit DRAin-Elektroden 4, h', h' ' und V11 befinden, welch
letztere den Source-Leitungen 3, 31 gegenüberliegen
und unter rechten Winkeln die SteuerJeItungen 1a, 1a1
unter Ausbildung eines engen Spaltes oder dergleichen schneiden.
Fig. 2 zeigt eine FlÜssIgkristaΠ-Anzeigevorrichtung,
welche sich aus der längs der Schnittlinie AA' in FIg. 1 gesehntttenen DünnschIcht-TransIstoranordnung gemäß
Fig. 1 und einem Gegensubstrat zusammensetzt. In Fig.
sind mit den Bezugszeichen 7 und S Glassubstrate bezeichnet,
mit den Be2ugszeichen V1 und if111 die DRAin-Elektroden
sowie mit 8 eine Gegenelektrode. Die DRAin-Eloktroden
V und 'f' ' ' sind aus metallischen Dünnschichten
wie beispielsweise aus Gold, Aluminium, Palladium und
dergleichen hergestellt. Die Gegenelektrode 8 besteht aus
einer durchsichtigen, elektrisch leitenden Schicht wie
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.3113=04 T
beispielsweise In„O7/ SnO„ und dergleichen. Mit den Bezugszeichen
1a und la1 sowie 3 und 3' sind Steuere 1ektroden
bzw. Source-Leitungen bezeichnet. Diese Teile sind
aus Metall wie beispielsweise Aluminium, Gold, Silber,
Platin, Palladitim, Kupfer und dergleichen hergestellt.
Mit dem Bezugszeichen 9 ist eine Isolierschicht bezeichnet,
welche bei Bedarf angebracht wird. Das Bezugszeichen
SC bezeichnet einen Halbleiter wie beispielsweise
CdS, CdSe und dergleichen. Das Bezugszeichen P bezeichnet
eine Schutzschicht aus Calzlumfluorid und Siliziumdioxyd
oder Quarz. Mit dem Bezeugszeichen 11 Ist eine Flüssigkristallschicht
bezeichnet. Bei Anzeigevorrichtungen
können verschiedene Orientierungszustände der Flüssigkristallmoleküle
sowie verschiedene optische Erfassungseinrichtungen wie beispielsweise ein Polarisationsfilter,
ein Lambdaviertel-FI1ter, eine Reflexionsplatte und dergleichen
in Abhängigkeit von einer gewählten Anzeige-Betriebsart, wie beispielsweise der dynamischen Brechungs-Betriebsart
(DSM), der gedrehten nematischen Betriebsart CTN) Lind dergleichen oder in Abhängigkeit von der
Art der Anzo lesevorrichtung, wie beispielsweise einer transparenten
Anzeigevorrichtung, einer Reflexions-Anzeigevorrichtung
und dergleichen wahlweise vorgesehen werden.
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Die Steuerung der Anzeigevorrichtung erfolgt yenernll
in der nachstehend beschriebenen Weise.
Es sei angenommen, daß an den Steuer 1eitungen la, 1a1
Bildsignale anliegen. Tastet man nun zu den Zeitpunkten, an denen ein Bildsignal an eine Steuer 1eitung angelegt
ist, die Source-Le I tungen "*>, 31 mit Treiberspannungen,
wird der Kanal zwischen der Source-Le1tung 3, 3' der
DRAin-Elektrode 4'1, 4''' an der ausgewählten Schnittstelle
leitend. In weiterer Folge bildet sich ein elektrisches Feld zwischen der DRAin-Elektrode und der Gegenelektrode
8, wodurch sich die Anordnung der FlüssigkristaiImoleküle
in der Flüssigkristallschicht 11 ändert
und eine Anzeige hervorruft. Mit anderen Worten kann die Anzeigevorrichtung zeilensequentiell gesteuert werden.
Zur Erfassung eines elektro-optI sehen Übergangs bei einer
derartigen Anzeigevorrichtung wird üblicherweise ein
dynamischer Brechungseffekt ausgenutzt. In Jüngster Zeit
werden verschiedene Flüssigkristal1-BetrIebsarten verwendet,
welche auf Feldeffekt-Wirkung basleren. Beispiele
derartiger, verhältnismäßig neuer Betriebsarten sind die
vorstehend bereits erwähnte gedrehte nematische Betriebs-
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art (TN-ßetr iebsart), die Verformung der vortfkal ausgerichteten
Phasen-Betriebsart (DAP-Betriebsart), welche
auf einer Doppelbrechung basiert, die hyprid ausgerichtete
Betriebsart (HAN-Betriebsart) sowie die abgewandelten
Betriebsarten, bei denen die vorstehend erwähnten
Betriebsarten von einem Gast-Wi rts-Ef fekt dergestalt begleitet
werden, daß sich die Arbeitsweise des Flüssigkristalls auf einfache Welse dadurch feststellen läßt,
daß zweifarbige Farbstoffe dem Flüssigkristal1 beigefügt
werden. Derartige Betriebsarten sind in dem Buch
"Recent Display Apparatus" (Nippon Hoso Press Kyokai, 197Ό beschrieben.
Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Dünnsch
1 cht,-Trari?> i storcMi In uinor l>lchto von etwa 2 bis 10
Zei1en/Mi11imoter in Form einer Matrix auf einem Substrat
wie beispielsweise Glas oder dergleichen angeordnet sind,
welches ein Panel für die Anzeige bildet. Die Dünnschicht-Transistoren enthalten Steuerleitungen 1a und 1a', welche
aus durchsichtigen oder metallischen, elektrisch leitenden
Dünnschichten bestehen und auf dem Substrat S ausgebildet sind. Ferner enth«« 1 u:n die Transistoren Halbleiter 2, ?',
21' und 21'1 in Form ulnor Dünnschicht, weiche über eine
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- i/
Isolierschicht I auf den Steuerelektroden 1, 1', 111
und 1''' angebracht sind. Ferner enthalten die Transistoren
Source-Leitungen 3 und 3', welche aus elektrisch
leitenden Dünnschichten bestehen, welche in unmittelbarer
Berührung mit dom Hai hl ο i Lnr und rl on den Sourco-Leitunyen
gegenüber 1 i ngonden DRAi n-hl 1 i>kt roden 11, 4 ', 4
und tf ' ' ' angebracht bind und die Steuer 1eitungen in
rechten Winkeln unter einem schmalen Spalt oder dergleichen schneiden. Die F-' i y. ()B zeigt eine Draufsicht,
aus der Richtung des Pfeils B in Fig. f)A, um einen Abschnitt
einer Matrix-Treiberschaltung näher zu veranschau1i
chen.
Fig. 10 zeigt eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung,
welche sich aus einem auseinandergezogenen Schnitt längs
der Schnittlinie AA* in Fig. OB und einem Gogensubstrat
zusammensetzt, in Fig. 10 sind mit den Bezugszeichen
und S Glassubstrate, mit 4'' und h''' die DRAin-Elektroden
sowie mit 8 ο Ine Gegenelektrode bezeichnet. Die
DRA i n-E 1 ekt roden 4 ' ', '+' ' ' sowie die Gegenelektrode. 8
sind aus transparenten leitenden Dünnschichten wie beispielsweise In„0,, SnO„ und dergleichen oder aus metallischen
Dünnschichten wie beispielsweise Gold, Aluminium,
Palladium und dergleichen von Fall zu Fall hergestellt.
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Die Bezugszeichen 11' und I111 sowie 2" und 2'1' bezeichnen
Steuerelektroden bzw. Source-Leitungen. Diese
Teile sind aus Metall wie beispielsweise Aluminium,
Gold, Silber, Plat In, Pal 1 ad ium,. Kupfer und dergleichen
hergestellt. Die Bezugsze i chert 5 und 5 bezeichnen dünne 1 c;ol i ersch IchLen, welche gezielt lHncjs einer
der Steuer 1eitungen la, 1a' und dergleichen ausgebildet sind. Eine derartige Ausbildung stellt eine spezielle
Ausführungsform dar. Das Bezugszeichen 9 bezeichnet eine
dünne Isolierschicht, welche gegebenenfalls vorgesehen
wird. Mit den Bezugszeichen 2'' und 211' sind Halbleiter
aus beispielsweise CdS, CdSe, Te, amorphes Silizium und
dergleichen bezeichnet. Das Bazucjsze ichen 10 bezeichnet
einen Abstandshalter, währond das Bezug.szß ichen 11 eine
Flüssigkristal 1 sch icht beze ichnet.
In Fig. 14 ist eine elektrische Ersatzschaltung der in
dcirgestel 1 t . Fig. 2 dargestellten Anzeigevorrichtung/ In Fig. 14
bezeichnen die Bezugszeichen T11, T12, T.,, T__ usw.
jeweils einen Transistor, welcher den vorstehend erläuterten Dünnschichtaufbau aufweist. Die Bezugszeichen
LC.., LC.-, LC21, LC„,. u^w. bezeichnen jeweils ein Anzeigemedium,
das zwischen den DRAin-E1ektroden 4, 4',
4 ' ', 4111 usw. der Transistoren T1 , T12, T?1' T?2 U5W>
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sowie den zugeordneten Gegenelektroden 8 in Form einer
Sandwich-Strukturangeordnet ist. Das Bezugszeichen 11
bezeichnet den Flüssigkristall, während die Bezugszeichen
C11, C19, C9 , C,yo usw. Kondensatoren zur Speicherung
jeweils einer dem TreibersIgna1 entsprechenden Ladung
bezeichnen, wobei diose Kondensatoren zwischen den Stouer-1
ei tungen 1a, 1a' usw. und den DRA i n-Le i tuncjpn Li, 41, ^11,
Ii''' usw. ausgebildet sind.
Fig. 15 zeigt eine Draufsicht, welche die Ausbildung eines bei einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung verwendeten
Anzeigeelektrodensubstrates veranschaulfcht. Ein elektrisches
Ersatzschaltbild einer unter Verwendung des Anzeigeelektrodensubstrates
gemäß Fig. 15 hergestellten Anzeigevorrichtung
ist in Fig. 16 dargestellt. Wie aus Fig. 15 hervorgeht, üind bei der Anzeigevorrichtung SteuerIeitunyen
1a und 1a1 auf einem in Fig. 15 nicht dargestellten Substrat
ausgebildet, zwischen denen sich eine elektrisch leitende Dünnschicht E befindet. Bei den auf der Steuer 1eitung 1a1
arbeitenden Transistoren ist die elektrisch leitende Dünnschicht E so ausgebildet, daß der größte Teil der elektrisch
leitenden Dünnschicht unter der Oberfläche der DRAin-E1ektrode
des Transistors positioniert und mit der der Steuerleitung 1a' benach-harten Steuer 1eitung 1a elektrisch verbunden
werden kann. Auf den Steuer 1eitungen 1a und 1a1 sowie
16,17/
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der elektrisch leitenden Dünnschicht E ist eine in Fig.
15 nicht dargestellte Isolierschicht ausgebildet, auf
welcher an gewünschten Stellen oberhalb der Steuerleitungen 1a und la1 Halbleiter 2 aufgebracht sind. Wie aus
den Fign. 15 und 16 hervorgeht, sind an dem einen Ende
des Halbleiters 2 eine Source-Leitung 3 und an dem anderen
Ende des Halbleiters 2 eine DRAi η-Elektrode 4 angebracht,
wodurch sich ein Dünnschicht-Transistor T. CFig.
16) ergibt. Da bei der Vorrichtung nach Fig. 15 vorausgesetzt
ist, daß eine Anzeigevorrichtung vom Übertragungstyp gebildet werden soll, wird der Halbleiter 2 für
jeden Transistor gesondert ausgebildet, so daß der Transistor 2 unter der DRAi η-El ektrode ^f fehlt. Vom Prinzip
her entspricht jedoch die Wirkungsweise einer flächenhaften
Trans I^türanordnung im wesentlichen der Wirkungsweise
der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung.
Das erfindungsgemäßo Verfahren verbessert das Ablesen
einer Anzeigevorrichtung, bei welcher das Anzeigeelektrodensubstrat,
insbesondere; die DRAi n-E 1 ektrode, eine meta 11verspiege1 te Oberfläche aufweist, wobei als Metalle
Aluminium, Gold, Silber, Pl at In, Pa M ad Ium, Kupfer und
dergleichen in Betracht kommen.
17,18/
130064/0738
in den Fiyn. 3Λ, .Hi und 3C sind Schnitt« durch verschiedene
Stellungen einer erf i ndungsgemäßen Anzeigevorrichtung
dargestellt. Und zwar zeigt die Fig. 3A einen schematischen Schnitt durch ein mit einer Anzeigevorrichtung
versehenes, tragbares Gerät wie beispielsweise einem
elektronischen Taschenrechner, bei welchem die vorliegende
Erfindung Anwendung findet. Mit dem Bezugszeichen 25 ist
das Gehäuse eines Gerätes bezeichnet, welches mit der
vorstehend erläuterten Anzeigevorrichtung 41 ausgerüstet
Ist und In seinem Inneren einen elektrischen Schaltungsteil, einen Stromversorgungsteil und dergleichen zum Betrieb
des Gerätes aufweist. Diese letztgenannten Teile
sind in den Fign. 3A bis 3C weggelassen. Die Bezugszeichen
20, 21, 22, 23 und 24 bezeichnen Tasten zum Bedienen des Gerätes. Das ßezuyszefchen 31 bezeichnet eine Lichtdiffusionsklappe,
welche an der Rückseite des Gerätes befestigt und in die normale Beobachtungsrichtung eines Betrachters 42
bezüglich einer vorspiegelten Fläche der Anzeigevorrichtung
'+1 verschwenkbar ist. Die Fläche der Lichtdiffusionsklappe
31 ist zumindest größer als die Fläche der in Fig. 4 dargestellten Anzeigevorrichtung 41. Hierzu kann In geeigneter
Weise ein Rahmen angebracht werden, dessen Abmessung größer als die Fläche der Anzeigevorrichtung 41 ist. Das
eine Ende der lichtdurchgängigen Lichtdiffusionsklappe
13,19/
13-0 0-64/0738
ist an dem Gehäuse um eine Achse 32 drehbar gelagert. Zur Lagerung kann generell ein Scharnier verwendet werden,
lh Fig. 3A ist beispielsweise eine Betriebsstellung
veranschaulicht, bei welcher zwei durch ein Fenster einfallende
Lichtstrahlen 33 und 34 auf die lichtdurchgängige
Lichtdiffusionsklappe 31 fallen und die dort
gebeugten Lichtstrahlen weiter auf die Anzeigevorrichtung
41 auftreffen, so daß der Betrachter das reflektierte,
dem e1ektro-optisehen Übergang innerhalb der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
41 entsprechende Licht erfassen kann. Zusätzlich fällt auch das in einem Raum vorhandene, beispielsweise von der Decke reflektierte Licht auf die Anzeigevorrichtung
41 in Form von Streulicht aufgrund der
Wirkung der lichtdurchgängigen Diffusionsklappe 31 und
erreicht den Betrachter 42. Als Werkstoffe für die lichtdurchgängige Diffusionsklappe 31 kommen eine Vielzahl geeigneter
Materialien in Betracht, wie beispielsweise
dünne, kristalline Polymerisatschichten, Mattglas, Beschichtungen
auf transparenten Trägern, bei denen ein streufähiges,
feines Pulver in ein Bindematerial eingestreut ist,
Kunststoffseheibon, in welche ein streufähiges, feines
Pulver eingemischt ist und dergleichen. Fig. 3B zeigt eine Betriebsstellung, In welcher die lichtdurchgängige
Diffusionsklappe 31 über der Anze i gevorr f chtunci 41 wie
ein Deckel geschlossen Ist, wenn die Anzeigevorrichtung
130064/0738
nicht benutzt wird. Fig. 6C zeigt eine Betriebsstellung,
in welcher die 1ichtdurchgängige Diffusionsklappe 31
vollständig nach außen hin geöffnet ist, so daß der Betrachter k2 den elektro-optisehen Übergang innerhalb
der Anzeigevorrichtung 41 mittels der durch ein Fenster
35 einfallenden Lichtstrahlen 53' und 34' ablesen kann,
wenn die Anze i yovorr i chtuncj h\ an einer Stelle in der
Nähe von Mattijlri-i bonut./t. wird.
In Fig. C ist eine Ausführungsform dargestellt, bei
welcher eine säulenförmige Wolfram-Lampe 56 In der Nähe
der Lagerachse 32 der Diffusionsklappe 31 angebracht
ist. Wenn die Lampe 36 von dem einen Ende der lichtdurchgänyiyen
Diffusionsklappo 31 her leuchtet, streut
die Diffusionsklappe 31 das Licht und wirkt als streuende
Sekundär 1 ichtquel1e. Diese Ausführungsform findet
dann Anwendung, wenn die Anzeicjevorrichtung bei Dunkelheit, wie beispielsweise nachts benutzt werden soll.
Die Anzeigevorrichtung '+1 kann gemäß der Darstellung
nach Fig. 5 aufgebaut sein.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch einen Abschnitt einer konkreten Ausführungsform einer Anzeigevorrich-
19,20/
130064/0738
- if if - "■ -~w
tung 41. Die mit den Ausführungsformen nach Fign. 1 und
2 übereinstimmenden Teile der Ausführungsform nach Fig.
!3 sind mit.dc>n gleichen Bezugszeichen verschon. Die Anzeigevorrichtung
41 gemäß Fig. 5 ist für die Verwendung
von CdS, CdSe, Te oder insbesondere amorphes Silizium geeignet. Bei dem erfindungsgemäßen Aufbau ist eine η Schicht
auf einer Oberfläche von Halbleitern 2 derart ausgebildet, daß die Halbleiter 2 einen ohmschen Kontakt
mit den Source-E1ektroden 3, 3' ... und den DRAin-Elektroden
4'', V1' ... bilden. Mit Hilfe dieses Aufbaues
lassen sich ein stabiler Betrieb und gleichförmige
Eigenschaften der Dünnschicht-Transistoren erzielen.
Für eine betriebsstabile Anzeige sind eine von einem
Treiberschaltungsabschnitt gebildete Halbleiterfläche
sowie die DRAin-Elektrodenund die Source-E1ektroden mit
einer Isolierschicht 9' bedeckt. Diese Isolierschicht 91
wirkt als nicht-aktive Schicht zur Verhinderung einer Verunreinigung des Halbleiterabschnitts mit Dotierstoffen
sowie einer durch den unmittelbaren Kontakt der DRAin-El
ckt roden mit dom Π ü'iE, Iy kr I sta 1 1 hervorgerufenen elektrochemischen
Reaktion. Die Isolierschicht 9' wirkt ferner
a 15i Basisschicht, weiche eine gleichförmige Qualität bees
itzt und damit den auf die Basis zu orientierenden
Flüssigkristall gleichförmig orientiert. Als Werkstoffe
20,21/
130064/0738
für die Isol icirschicht 91 können SIO«,
und andere Metalloxide oder Metal 1fluorIde verwendet
werden. Desweiteren sind bei der Ausführungsform nach
Fig. 5 diejenigen Teile, an denen Licht' auf den Halbleiterabschnitt
übertragen werden kann, mit einer Abschirmschicht 10 bedeckt, um einen Fehlbetrieb oder
einen instabilen Betrieb aufgrund der Fotoleitfähigkeit
des Halbleiters zu vermeiden. Die Abschirmschicht 10 kann in Form einer dünnen Metallschicht ausgebildet
werden, welche auf einfache Weise aufgebracht und einer Formgebung unterzogen werden kann. Wenn das gleiche
Metall wie für die DRAi η-Elektroden 411 und 4 ' ' ' zur
Herstellung der Abschirmschicht 10 verwendet wird,
lassen sich eine bauliche Kontinuität und eine optische
Gleichförmigkeit erzielen. Mit anderen Worten bedeutet
dies, daß bei Verwendung einer dünnen Metallschicht aus
Gold, Aluminium, Palladium und dergleichen für die DRAin-Elektroden 41' und 4 ' ' ' in gleicher Woise Gold, Aluminium
oder Palladium als Metall für die Abschirmschicht 10 gewählt
werden kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann
die Abschirmschicht 10 aus einem Metall hergestellt werden,
welches hinsichtlich seiner optischen Eigenschaften
130064/0738
von dem für die DRAIn-Elektroden 41' und 4 ' ''' verwendeten
Metall abweicht, um eine Farbwirkung und damit
eine Vergrößerung des Anzeigekontrastes hervorzurufen.
Mit anderen Worten bedeutet dies, daß bei Verwendung von Aluminium für die DRAi η-El ektroden 411 und '+ ' ' '
als Metall für die AbschIrmschIcht 10 Gold oder Kupfer
gewählt werden kann . Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann für die Abschirmschicht 10
eine Schicht gewählt werden, welche einen organischen Farbstoff oder ein organisches Pigment enthält. Derartige
organische Werkstoffe enthalten üblicherweise
eine große Menge an Verunreinigungen. Die Verwendung
solcher Werkstoffe hat jedoch bei der Erfindung den großen Vortei1, daß mittels der nicht-aktiven Schicht
der Basis eine nachteilige Beeinflussung des Halbleiters
vermieden werden kann. Diese Ausführungsform hat ferner den großen Vorteil, daß sich der anzeigefreie
Teil als farbiger Hintergrund abhebt. Anders ausgedrückt, lassen sich auf diese Weise ein beliebig gefärbter
Hintergrund und ein beliebiger Farbeffekt bei der Anzeige erzielen. Falls der anzeigefreie Abschnitt
schwarz ist, ergibt sich der Vorteil, daß eine deutliche Kontrastvergrößerung des Kontrastes zwischen dem
anzeigefreien Abschnitt und dem Anzeigeabschnitt erzielbar·
130064/0738
ist. Für den anzeigefreien Abschnitt können anstelle
von organgischem Farbstoff oder einem organischen Pigment auch andere Farbstoffe verwendet werden, wie
nachfolgend anhand repräsentntI vor Beispiele daroe-1eyt
werden sol I.
Als schwarze Werkstoffe eignen sich:
Organische Pigmente wie z.B. D i amantschwarz CCI. 50440)
und dgl., Farben wie z.B. Cellitazol STN (Dispersionsschwarz
CI. 11 365 der Firma BASF), Laty 1-D i azol schwarz B
CDi spers ionsschwarz CI. 11 365 der Firma du Pont de
Nemours), Cibazet Diazolschwarz B CD ϊ spers i onsschwarz
CI. 11 255 der F i rma C IBA-Ge i gy ), M i ketazol schwarz GF
CD i spers i onsschwarz CI. 28 der Firma M i tsu i-Toatsu
Chemicals), Kayacry1 schwarz BD CSchwarzgrund C.I. 10(S)
der Firma Nippon Kayaku), Suminoi-Echtschwarz BR Konz.
CAzidschwarz CI. 31 der Firma Sumitomo Chemical), Diacelliton-Echtschwarz
T CD i spers i onsschwarz CI. 11 365 der Firma
Mitsubishi Chemical Industrial), MIketazolschwarz 3GF
CDispers ionsschwarz CI. 29 der Firma M i tsu i-Toatsu
Chemicals), Kayalon Diazolschwarz 2 GF CDispersionsschwarz
CI. 29 der Firma Nippon Kayaku), Aizen Opal schwarz WGH
CAzidschwarz CI. 52 der Firma Hodogaya Chemical), und dgl.
22,23/
130064/0738
Für die erf i ndungsgemäße Anzeigevorrichtung können
in bevorzugter Weise Flüssigkristalle verwendet
werden, welche Feldeffekte zeigen. Bei Verwendung eines derartigen Flüssigkristalls wird die Oberfläche
eines Substrates einer speziellen Behandlung unterworfen, um eine Orientierung hervorzurufen.
Bei dieser Behandlung ist die Gleichförmigkeit und
Ebenheit des Oberflächenmaterials des Substrates
von großer Wichtigkeit. Eine solche zu orientierende
Basisschicht läßt sich durch Auswahl einer geeigneten isolierschicht 91 erzielen.
Als Material für ein« zu orierentierende ßnsisschicht
wird im allgemeinen Siliziumdioxid verwendet. Anstelle
von Siliziumdioxid können auch andere optisch transparente
Metalloxide ausgewählt werden, wie beispielsweise Aluminiumoxid (A1„O,), Titandioxid (TiO_), SiO
und dergleichen. Als Beschichtungswerkstoffe eignen
sich Halogenide, wie beispielsweise MgF„ und CaF-sowie
Si9N,. Für die Orientierungsbehandlung einer
derartigen Oberfläche kommen Verfahren in Betracht,
wie beispielsweise oin Verfahren, bei welchem eine
Isolierschicht 9' schräg im Vakuum aufgetragen- wird,
rj i η Verfahren, bei welchem die Behandlung unter Ver-
130064/0738
Wendung eines Stoffes für eine homöoenlropisehe oder
homogene Orientierung erfolgt, ein Verfahren, bei welchem die Behandlung durch Kombination der vorstehend
genannten Verfahren durchgeführt wird, und ein Verfahren, bei welchem die zu orientierende
Basisschicht durch Polieren In konstanter Richtung erzielt wird. Eine derartige Behandlung wird auch
auf der Oberfläche der Gegen-1 sol ierschicht 9 durchgeführt.
Zwischen zwei solcher Substrate mit orientierter Oberfläche wird ein Flüssigkristall 11 angeordnet,
wobei die Peripherie des F1üssigkristal1s 11
durch einen Abstandshalter gewahrt bleibt.
Eine weitere günstige Wirkung der erfindungsgemäßen
Anzeigevorrichtung ergibt sich für die einzelnen Herstellungsschritte.
In Fig. 7 sind die Herstellungsschritte eines Dünnschicht-Transistorsubstrates nach
der Erfindung erläutert.
Zunächst wird auf einem Substrat S, beispielsweise
aus Glas, dessen Oberfläche gereinigt ist, eine Metallschicht zur Bildung der Steuerelektroden aufgebracht.
Diese Metallschicht wird mit Hilfe eines fotolithographischen
2^,25/
130064/0738
Verfahrens in eine Vielzahl von Streifen geformt. In Fig. 7A ist ein Querschnitt in der Verlaufsrichtung
der Streifen dargestellt. Als Material für die Metallschicht kommt beispielsweise Aluminium
in Betracht. In dem nächsten, anhand von FIg. 7B veranschaulichton Verfahronsschritt wird auf die
gesamte, mit den Steuere 1oktroden 1a1 versehene
Fläche eine Isolierschicht I aufgebracht. Im nächsten
Verfahrensschritt wird, wie in Fig. 7C dargestellt
ist, auf die Isolierschicht I eine Halbleiterschicht
2 aufgebracht. Auf der Halbleiterschicht 2 wird
wiederum, wie in Fiy. 7D gezeigt ist, eine η -Schicht ausgebildet. Im Anschluß daran wird auf der η Schicht
eine dünne Metallschicht Me hergestellt. In
einem anschließenden fotolithographischen Vorgang werden
die Metallschicht Me und die η -Schicht gleichzeitig
geätzt, um eine Vielzahl streifenförmiger
Source-F 1 ekt roden '5, 31 ... und eine Vielfach streifenförmiger
DRAin-Elektroden 4 ' ' , 4''' auszubilden, welche
die darunterliegenden Steuerelektroden 1a ...
senkrecht schneiden, wie in Fig. 7F veranschaulicht ist.
Im weiteren Verlauf wird, wie in Fig. 7G gezeigt ist,, auf die gesamte Fläche eine Isolierschicht 9 aufgebracht.
Auf die Isol ierschicht 91 wird schl ießlich in
130064/0738
denjenigen Zonen, an denen keino AnzeIne erfolgt, eine
Abschirmschicht 10 ,luCgol. rinjon .
Bei Verwendung von amorphem Silizium als Halbleitermaterial
zeigt die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung
äußerst vorteilhafte Wirkungen. Bekanntlich muß bei
der Herstellung von Halbleitervorrichtungen streng
darauf geachtet werden, daß Verunreinigungen, welche
die Eigenschaften der Halbleitervorrichtungen nachteilig
beeinflußen können, ausgeschlossen sind. Die
zur Herstellung der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung
angewandten Verfahrensschritte gemäß FIg. 7B bis
7D oder 7B bis 71i sehen kontinuierliche Behänd lungsvorgänge
vor, so daß die Halbleiterschicht In einem
Vakuumgefäß hergestellt werden kann. Ein typisches
Beispiel hierfür ist nachfolgend beschrieben. Wenn für die Isolierschicht Si1iζiumnitrit,für die Halbleiterschicht
amorphes Silizium und für die η -Schicht
amorphes, mit Phosphor, Arsen und dergleichen dotiertes Silizium verwendet werden, können diese Werkstoffe
im gleichen Vakuumgefäß mittels einer Glimmentladung
zersetzt werden. Die auf den vorstehend erwähnten Schichten herzuste11 ende dünne Metallschicht
kann ohno Beeinflussung clori chomischon und thermischen
Vorganges in einem weiteren Vakuum-Zersetzungsvorgang
25,26/
130064/0738
hergestellt werden. Derartige Verfahrensschritte sind
äußerst günstig, um die Oberfläche der Halbleiter— schicht in einem idealen Zustand zu halten. Die unmittelbar
an die Strukturierung gemäß Fig. 7F folgende
Ausbildung einer nicht-aktiven Schicht gemäß Fig. 7G
ist günstig, um den hergestellten Halbleiterabschnitt
gegenüber den nachfolgend ausgeführten chemischen und thermischen Verfahrensschritten stabil zu halten. Wie
bereits erwähnt, läßt sich mit Hilfe der nicht-aktiven
Schicht die Wahlfreiheit für das Material der anhand von Fig. 7H erläuterten Abschirmschicht vergrößern,
womit Beschränkungen bei der Auswahl eines geeigneten
Verfahrens für die Orientierungsbehandlung im Anschluß
an den Verfahrensschritt gemäß Fig. 7H verringert werden.
Das auf diese Weise hergestellte Treiberschaltungssubstrat
zeigt bei Verwendung in einer Anzeigevorrichtung,
bei welcher elektro-optische Änderungen durch das
von außen kommende Licht festgestellt werden, einen extrem stabilen Betrieb selbst bei Verwendung von Halbleitermaterial
mit hoher Foto 1eitfähigkeit.
130064/0738
Fig. 8 2eiqt nine abnownndo 1 to Ausführuncisform der
erfindungsgemäßon AnzoIgevorrIchtung. In Fig. 8 sind
die mit der Ausführungsforin nach Fig. 5 übereinstimmenden
Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Bei dieser Ausführungsform kann die Abschirmschicht
gleichzeitig als Abstandshalter zur Abstandshalterung
zwischen den beiden Gegensubstraten verwendet werden. Die Abschirmschicht 12 läßt sich dadurch herstellen,
daß die vorstehend erwähnte dünne Metallschicht oder
Pigmentschicht auf die gewünschte Dicke des Abstandshalters
gebracht wird. Diese Möglichkeit ist besonders in solchen Fällen günstig, wenn zwischen den Gegensubstraten
ein sehr geringer Abstand von etwa 1 bis- 6 μπι
gleichmäßig über eine große Fläche von einigen cm'" bis
einigen 10 cm'' eingehalten werden soll. Insbesondere bei
dünnen Glassubstraten lassen sich derartige Forderungen
durch ein solches Verfahren erfüllen. Bei einer weiteren abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung
kann die Abschirmschicht 12 aus einem
Material wie beispielsweise einem farbstoff- oder pigmenthalt
igem Harz oder einem Lichtabsorptionsmaterial mit
Abschtrmeigenschafton oder einem Harz mit Absch I rnie I genschaften
hergestellt werden. In diesem Falle läßt sich die
130064/0738
Abschirmschicht 12 auf einfache Weise mit Hilfe eines
Maskendruckverfahrens herstellen. Bei einer weiteren
abgewandelten Ausführungsform der erfindunysgemäßen Anzeigevorrichtung
besitzt die Abschirmschicht 12 eine
zusätzliche Klebewirkung.
Falls das verwendete Harz mit der Abschirmfunktion ein
warmschmelzender Klebstoff ist, ist es insbesondere möglich,
daß eine Elektrode der Anzeigevorrichtung aus einer
dünnen Kunststoffschicht hergestellt wird. Dies bedeutet
mit anderen Worten, daß eine gewünschte Stärke bei jeder Anzeigeelementezone mit Hilfe einer Druckverklebung eines
floxiblon Substrates an der jeweils umgebenden anzeigefrolcih
Zone erzielt wurden kann, um einen g 1 ο i chf örmi <ien
Spalt zwischen don Gegensubst rntf?n bei kleinen Anzeigeelementezonen
von einigen min*1 bis einigen 10 mm·' Flächenabmessung
zu erreichen. Mit Hilfe einer derartigen Stärkeneinstellung bei jeder Anzeigeelementezone läßt sich eine
Anzeigevorrichtung herstellen, welche eine Anzahl dei—
artiger Anze i goe 1 einente und eine ziemlich große Fläche
besitzt. Auf diese Weise1 lassen sich Schwierigkeiten aufgrund
einer Wo I1uny der Substratoberfläche lösen. Anstelle
von warmschmelzenden Klebstoffcsn kann auch warmhärtbares
Harz verwendet werden.
27,28/
130064/0738
Bei einer weiteren Abwandlung der betrachteten Ausf ührunysform
wird zur Erzielung eines Kreispunktemusters die Fläche
der Abschirmschicht 12 bis zu einem anzeigefähigen Bereich
jenseits einer anzeigefreien Zone erweitert, um auf einem
Anzeigelement ein kreisförmiges Fenster zu erzielen. Eine
Vergrößerung des Anzeigeeffektes läßt sich durch Verwendung
einer Abschirmschicht mit anderer Form erzielen.
Da bei der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung die
Elektroden des Anzeigeelementes aus dünnen Metal 1 schichten
bestehen, bezeichnet man die Bauart einer derartigen Anzeigevorrichtung
als "Spiegelf1ächen-Ref1 exionstyp". Um
ein leichtes Ablosen der erf i ndungsgemä'ßen Anzeigevorrichtung
zu ermöglichen, wird eine geeignete optische Anordnung
gewäh1t.
Eine Ausführungsform einer Anzeigevorrichtung mit einem
Spiegelflächen-Reflexionsaufbau besitzt eine Streulichtquelle
im Strahlengang der normalen Lichtreflexion zu
einem Betrachter. Hierzu kann sowohl ein Np-Flüssigkristal1 mit
positiver dielektrischer Anisotropie als auch ein Nn-Flüssigkristall
mit negativer dielektrischer Anisotropie
verwendet werden. Diese Flüssigkristalle werden jedoch vorwiegend
mit Hilfe eines Feldeffektes betrieben. Insbesondere
130064/0738
ist es günstig, Flüssigkristalle zu verwenden, bei welchen
ein zweifarbiger Farbstoff dem Flüssigkristall zugesetzt
i st.
Auf der Außenseite eines Substrates, das eine transparente;
Elektrode einor in der vorstehend beschriebenen
Wc: i se ausgebildeten Anze i ciezc: 1 1 e aufweist, ist ein Polarisationsfilter
6 angebracht. Es ist nicht unbedint erforderlich, daß das Polarisationsfilter 6 knapp auf dem
oberen Substrat 7 der Anzeigevorrichtung sitzt.
Bei der vorliegenden Erfindung ist das Polarisationsfilter
6 derart angeordnet, daß es auf der der Anzeigevorrichtung *+! zugewandten Oberfläche der lichtdurchgängigen
DIffuslonsklappe 31 als Laminat aufgebracht ist. Es
ist generell günstig, daß sich das Pol ariationsfi1ter 6
auf der Außenseite der Anzeigevorrichtung 41 befindet. Als
Polarisationsfilter 6 wird generell ein linearpolarisierendes
Filter benutzt. Die Polarisationsrichtung wird so
festgelegt, daß der optische Übergang für das Verhältnis der Ausrichtungsachse des zweifarbigen Farbstoffes und
der bei Anliegen einer Spannung auftretenden Ausrichtungs-Mnderung
maximal wird. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß der maximale Absorptionszustand des Farbstoffes dann
13006A/0738
erreicht wird, wenn die Richtung tier Hauptachse des zweifarbigen Farbstoffes mit der Ri chi tuny des pol i\r i s i erten
Lichtes zusammenfällt. Die Absorption erreicht ein Minimum,
wenn die Richtung der Hauptachse des zweifarbigen Farbstoffes
senkrecht bezüglich des Polarisationsfilters 6
verläuft. Durch Kombination des verwendeten Flüssigkristalltyps
(Np oder Nd) und einer Orientierungsrichtung bei angelegter
Spannung lassen sich sowohl eine Änderung von hell nach dunkel als auch eine Änderung von dunkel nach
hell entsprechend dem Anschalten und Abschalten der Betriebsspannung
erzielen. In beiden Fällen zeigen die Anzeigevorrichtungen
eine starke Spiegelflächen-Reflexion
im hellen Zustand. In diesem Zusammenhang sei daran ei—
innert, daß sich Anzeigevorrichtungen vom Spiegelflächen-Reflexionstyp
von Anzeigevorrichtungen unterscheiden, welche einen dynamischen Streueffekt zeigen. Im hellen Zustand
weisen die erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtungen
eine helle Anzeigefläche durch einen lichtstreuenden Hintergrund
auf, welcher sich aufgrund der lichtdurchgängigen
Diffusionsklappe 31 ergibt. Im dunklen Zustand werden die
einfallenden Lichtstrahlen zunächst in die Flüssigkristallzelien
projiziert, wo der Farbstoff Lichtstrahlen absorbiert,
worauf die Lichtstrahlen ein einer Spiegelfläche reflektiert
s Ie
werden, so daß'wiederum durch die Flüssigkristal1zel1 en
hindurchtreten. Dies bedeutet mit anderen Worten, daß die einfallenden Strahlen Im Strahlengang zu und von einer
29,30/ 130064/0738
Spiegelfläche von den Flüssigkristallzel1 en absorbiert
werden, so daß ein starker Dunkel zustand und damit ein starker Kontrast infolge des HeI1-Dunke1-Unterschiedes
erzielt werden kann.
Anhand der in Fig. 3A dargestellten Anzeigevorrichtung
wurden Versuche sowie Vergleichsversuche durchgeführt,
welche nachfolgende erläutert werden sollen.
Wie aus der nachstehenden Tabelle hervorgeht, wurden die elektro-optisehen Moden in Abhängigkeit der verschiedenen
Arten des elektro-optisehen Übergangs im Flüssigkristall
in ei ηem weiten Boreich variiert. Im Beispiel
Nr . 1 wurdo eine Anzeigevorrichtung verweiukrL, die im
TNGH-Mode betrieben wurde. Dabei wurde einem Np-Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie ein
Farbstoff D beigemengt. Der sich hieraus ergebende Flüssigkristall war homogen in Richtung des für das obere Substrat
mit transparenter Elektrode geltenden Pfeiles sowie in Richtung des für das untere Substrat mit Spiegelflächen-Raf1«χionse1oktrodfi
geltenden Pfeiles orientiert, wobei dar Flüssigkristall mit dem in Fig. 5 dargestellten Dünnschicht-Tran
i stör eine Fl üss i gkr I stal l'zel 1 e ergab. Bei
dieser Flüssigkristal1 ze 11e war der Flüssigkristall in
einer Drehung von etwa 90 zwischen den oberen und unteren
3Ü'31/ 130064/0738
Substraten orientiert. Auf der Außenseite des oberen Substrates der resultierenden Flüssigkristal1zel1e war ein
Polarisationsfilter befestigt, wobei der Anzeigeeffekt bei
einer Bot r i ebsstel 1 ung entsprechend Fig. '5A mit einem
öffnungswinkel 0 'fr>° beurteilt wurde!.. In <.\vr Tabelle
sind mit "hell" und "dunkel" die Zustände bei abgeschalteter
("Aus") bzw. eingeschalteter ("An") Betriebsspannung
bezeichnet. Die dabei beobachteten Anzeigeeffekte sind
mit den Symbolen Q (ausgeze i chnet ), X (schlecht) bzw. Δ (gut) angegeben.
Der Anzeigeeffekt wurde mit Hilfe eines Wahrnehmungsversuches
ermittelt, bei welchem der Kontrast und die.Hell igkeit
einer Anzeigefläche bestimmt wurde. In dem Beispiel
Nr. 2 wurde dem Flüssigkristall Farbstoff beigemengt und
der sich hieraus ergebende Flüssigkristall wurde parallel
zwischen den Substraten ausgerichtet. Im Beispiel Nr. 3
wurde der Flüssigkristall auf folgende Weise orientiert.
Die Hauptorientierung eines Flüssigkristalls ist homöoentrop,
doch wird die Richtung, in die sich ein Nn-Flüssigkristall
mit negativer Dielektrizitätskonstante bei Anliegen einer
Spannung dreht, durch die Hi1fsorientierung gesteuert,
welche sich durch das Polieren der Oberfläche der Zelle ergibt. Auf diese Weise zeigt der Flüssigkristall bei Anliegen
einer Sp;innung eine gedrehte Orientierung von etwa
317 130064/0738
90 in Abhängigkeit von den Haupt- und Hi1fsorientierungen.
Dem Beispiel Nr. k liegt eine Betriebsart zugrunde, bei
welcher ein Nn-Flüssigkristal1 bei Anliegen einer Spannung
homogen orientiert Ist.
Das Vergleichsbeispiel Nr. 1 entspricht dem Beispiel Nr. 1
mit Ausnahme, daß keine lichtdurchgängige Diffusionsklappe
und kein Polarisationsfilter verwendet wurde. Die Vergleichsbeispiele
Nr. 2 bis 4 entsprechen den Beispielen Nr. 2 bis 4 mit Ausnahme, daß weder eine 1 ichtdurchlässI ge
Diffusionsklappe noch ein Polarisationsfilter verwendet
wurden. Bei dem Vergleichsbeispiel Nr. 5 wurde eine Anzeigevorrichtung
verwendet, welche im dynamischen Streumode DS betrieben wurde. Bei diesem Beispiel wurde als Hintergrund
für die normale Reflexion ein schwarzer Absorber verwendet. Die vorliegend verwendeten Flüssigkristalle können nach Bedarf
gewählt werden, wobei bei den nachstehend erläuterten
Ausf ührungsformc5n ein Nn-Fl üss i gkr i stal 1 der Bezeichnung EN-18 der Firma Chisso und ein Flüssigkristall der Bezeichnung
E-7 der Firma BDH bei einer bezüglich der fotoelektrischen
Eigenschaften gesättigten Spannung verwendet wurden.
In gleicher Welse können auch die Farbstoffzusätze für die
Flüssigkristalle nach Bedarf gewählt werden, wobei es
31,32/
130064/0738
grundsätzlich erforderlich ist, daß diese Farbstoffe eine
hohe Löslichkeit in Flüssigkristallen besitzen, einen
starken Kontrast hinsichtlich ihrer benutzten Farben besitzen,
eine gute Rangstelle in Flüssigkristallen einnehmen
sowie eine hohe chmische Stabilität und eine bevorzugte
Farbe besitzen. Die nachfolgende Aufstellung gibt einige bevorzugte Farbstoffe mit. ihrer chemischen Formel
wieder.
ν?./
13006Α/0738
des
Farbe
N = N/Ο)-N =
N(O/OC7H15
N = N-<( )V-N<C
CH3
(( )>-N = Ni'fWN = N~/OVNv' '
,■^\ -S S-.
Γ if >-cH = CH =-■ |:
C4H9
au
CH.
r- ·- N
[I
N = N '('") ν N(CHJ _
CH3 Cl
YrN - N-"Cl
Cl CH-,
V.H.
QrCiK
Qdb
urn ur
Vurpur
130064/0738
Die bevorzugte Farbanzeige kann durch geeignete Auswahl der in der vorstehenden Aufstellung angegebenen Farbstoffe
erhalten werden.
Die vorstehend erwähnten Beispiele und Very 1eichsbeispiele
r..ind in der nachstehenden Tabelle angegeben.
130064/0738
|
Be:sp |
i el e |
Elektro-
opt i scher
Mode |
Verwendete
Fl üss i g-
kr i sta1 le |
Hauptor i
(Hi 1fsor
oberes
Subst rat |
ent i erung
i ent i erung)
unteres
Substrat |
L i chtdurch1äss.
Lichtdiffusions-
kl appe
Pol ar i sat ions-
fi1ter |
HeI1/Dunkel
An Aus |
Anze i ge
wi rkung" |
I
cn |
|
Nr. |
1 |
TNGH |
Np/D |
— |
i |
Ja |
dunkel hei 1 |
O |
|
|
Nr. |
2 |
NpGH |
Np.Ό |
|
|
Ja |
dunke1 hei 1 |
O |
|
|
Nr. |
3 |
ITNGH |
Nn/D |
-Lc-} |
_LCto |
Ja |
hei 1 dunkel |
O |
• ■ |
|
Nr. |
It |
NnGH |
Nn.. D |
|
-UM |
Ja |
hei 1 dunkel |
O |
|
O
/—ι |
Vergl
be i sp |
e i chs-
i el e |
|
|
|
|
|
|
|
|
cn
|
Nr. |
1 |
TNGH |
Np/D |
— |
|
Nein |
dunkel hei 1 |
X |
S
|
Nr. |
2 |
NpGH |
Np/D |
|
|
Nein |
dunkel hei 1 |
X |
OS
OO |
Nr. |
3 |
ITHGH |
Nn/D |
|
lcn |
Ne i η |
hei 1 dunkel |
X |
|
Nr. |
f |
NnGH |
Nn/D |
|
|
Nein |
hei 1 dunkel |
X |
|
Nr. |
5 |
DS |
Nn |
|
|
Ne i η |
dunkel hei 1 |
Δ |
|
|
|
|
|
(~\: ausgezeichnet, X: schlecht, Δ : gut
Eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung umfaßt ein erstes
Substrat, welches aus einer flächenhaften Dünnschicht-Transistoranordnung
mit mehreren Elektroden als Anzeigeeinheiten besteht, sowie ein zweites, aus einer weiteren
Elektrode bestehendes Substrat, wobei die Anzeigevorrichtung
für die Anzeige die zwischen diesen Substraten erzeugten elektro-optisehen Änderungen ausnutzt.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung
kennzeichnet sich dadurch, daß an den Elektroden der erwähnten flächenhaften Dünnschicht-Transistoranordnung
optische Farbfilter angebracht werden und daß benachbarte Farbfilter unterschiedliche Spektraleigenschaften
besitzen und sich an ihren Umfangsabschnitten gegensei ticj überlappen können.
In den Fign. 11 und 12 sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen
Anzeigevorrichtung veranschaulicht. Wie
aus Fig. 11 hervorgeht, sind optische Filter aus organischen
Farbsubstanzen an einer Elektrodenmatrix in Form
einer Dünnschicht auf einer Halbleiterschicht gemäß Fig. 9B
so angebracht, daß sie sich jeweils an ihren benachbarten Enden überlappen. Fig. 12 zeigt ein weiteres Ausführungs-
130064/0738
- 6b -
beispiel, welches eine ähnliche Anordnung wie das Ausführungsbeispiel
nach Fig. 10 zeigt.
In den Fign. 9B und 10 sind gleiche Teile mit gleichen
Bezugszeichen versehen. Fig. 11 zeigt eine von Steuei—
leitungen 1a, 1a1, 1a11 ... und Source-Le i tungen 3, 3',
311 gebildete Matrix. In Fig. 11 sind ferner mit den Bezugszeichen
2, 2', 2'', 2II( Dünnschicht-Transistoren
bezeichnet, auf welchen Träger organischer Farbsubstanzen, d.h., optische Filtermit den Bezugszeichen 110, 111,
angebracht sind. Die optischen Filter 110, 111, 112 bzw. deren organische Farbsubstanzen besitzen zumindest unterschiedliche
spektrale Eigenschaften im Vergleich zue-inander
und sind so angeordnet, daß sie sich an ihren benachbarten Enden gegenseitig überlappen. Wie aus dem Quer—
schnitt in Fig. 12 hervorgeht, überlappen sich dort der das Farbfilter 110 bildende Träger einer organischen Farbsubstanz
und der das Farbfilter 111 bildende Träger einer anderen organischen Farbsubstanz oberhalb der auf der
Steuer 1eitung aufgebrachten Halbleiterschicht 2'1'.
Wie aus Fig. 11 hervorgeht, setzen sich die erwähnten Überlappungsabschnitte jeweils aus drei verschiedenen
Farbfiltern 110, 111 und 112 bzw. Trägern organischer Farbsubstanzen zusammen und wirken ihrerseits für die
3G,37/
130064/0738
darunterliegenden DRA i n-E 1 ekt roden 't, 4 ' ' als Farbfilter.
Dementsprechend werden in den Fällen, in denen bei der Farbanzeige von einer Farbaddition Gebrauch gemacht wird,
für die Filter 110, 111 und 112 die drei Primärfarben blau CB), grün CG) und rot CR) vorgesehen, wohingegen
in Fällen, in denen für die Farbanzeige von einer Farbsubtraktion Gebrauch gemacht wird, für die Farbfilter 110,
111 und 112 die Farben cyan CC), magentayrün CM) und gelb
CY) vorgesehen worden. Diese drei Farben können generell als Farbeinheit für die Farbanzeige aufeinander angepaßt
werden. Da bei der Anzeige ein optisches Filter an einer
Elektrode angebracht wird, läßt sich bei Zugrundelegung
der vorstehend erwähnten Zusammensetzungen der Vortei1 erzielen, daß sich keine Parallaxe ergibt. Da ferner bei der
erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung benachbarte Filter
so angeordnet werden, daß sie sich gegenseitig überlappen, ergibt sich an der Oberfläche der Halbleiterschicht eine
starke Absorptionswirkung gegenüber einfallendem Licht.
Insbesondere bei einer Farbaddition führt die Überlappung
der drei Primärfarben rot, grün und blau zu ejner Schwarzfärbung,
was wiederum einen größeren Schatteneffekt ergibt.
Weitere Vorteile für die Verwendung von Trägern organischer Farbsubstanzen als optische Filter ergeben sich wie folgt:
Die Farbstoffträger können auf einfache Weise durch eine
Farbsublimationsübertragung mittels Erwärmung oder Vakuumbedampfung
hergestellt werden, wobei die zum Einfärben be-
130064/0738
nutzten Farben aus den zahlreichen organischen Farbsubstanzarten, die als organische Farbstoffe bekannt sind, ausgewählt
werden können. In bevorzugter Weise wird eine organische Farbsubstanz aus organischen Pigmenten gewählt, die
bestens bekannt sind. Da die Oberflächen der Elektrode und
der Ha 1 bl e i ter'sch ! cht zumindest mit einer Schicht, in den
meisten Fällen mit zwei Schichten mit sich überlappenden
Abschnitten bedeckt werden können, brauchen in diesem Falle die Elektroden nicht unmittelbar mit den optischelektrischen Übertragungselementen wie beispielsweise dem
Flüssigkristall und dergleichen in Berührung gebracht zu
werden, was einen Schutz gegen eine elektrische Auflösung des Flüssigkristalls und gegen elektrische Schlüsse "zu dem
anderen Pol aufgrund von darin befindlichen Schmutzteilchen bietet. Der Grund hierfür liegt darin, daß die verwendeten
Pigmente chemisch stabil sind und einen ausgezeichneten
elektrischen Widerstand besitzen, so daß sie als Schutz verwendet werden können.
Als weiterer Vorteil aufgrund der vorstehend erwähnten Überlappung der Farbsubstanzträger ergibt sich ein möglicher
Schutz gegen eine unnötige Reflexion für die Anzeige, da die Schaltungsteile dor Steuer 1eitungen, der Source-Leitungen
usw. mit einem Schirm hoher Dichte bedeckt
37,38/
130064/0738
werden, und damit der scheinbare Kontrast verbessert wird. Dies bedeutet, daß die von den sich überlappenden Schichten
erzeugten schwarzen oder dunklen Stellen eine leichte Unterscheidung von optischen Änderungen in der Anzeige gegenüber
einem auf diese Weise erzeugten Hintergrund ermöglichen.
Fig. 13 zeigt ein Ausführungsbeispie1, bei we 1 ehern von dem
Erfindungsgedanken in Form eines Abstandshalters zwischen
den sich gegenüberliegenden Substraten einer Anzeigevorrichtung
Gebrauch gemacht wird.
Fig. 13A zeigt eine Anordnung, bei welcher sich vier Farbfilter 110, 111, 112 und 110' bzw. Träger organischer Farbsubstanzen
an ihren Enden überlappen.
Fig. 13B ist ein Querschnitt längs der Schnittlinie B-B1
in Fig. 13A, während Flg. 13C die Verwendung der sich überlappenden
optischen Filter gemäß Fig. 13B zur Abstandshalterung zwischen einem Flüssigkristall 11 und darüber-
bzw. darunterliegenden Substraten 7 und S zeigt. Wenn
eine solche Überlappungsstelle über der Halbleiterschicht
angebracht wird, kann die Dicke eines Abstandhalters durch
die Differenz zwischen der Dicke des Anzeigeabschnitts und
der mit den zugehörigen Teilen zur Bildung des Schaltkreises
38,39/
130064/0738
versehenen Halbleiterschicht bestimmt werden. Zum besseren
Verständnis ist in Fig. 13C ein Fall ohne Verwendung des Halbleiterteils dargestellt. Wenn der Träger für die organische
Farbsubstanz eine Dicke von 1,5 Mm und die übrigen Schichten gleiche Dickenabmessungen besitzen, ist es aus
Fig. 13C ohne weiteres ersichtlich, daß mit den gegeneinander
versetzten Abschnitten der Filter 110 und 110' ein Abstand erzielt werden kann, dessen Dicke der dreifachen
Dicke einer einzelnen Schicht entspricht, d.h., 1,5 Mm χ 3 ^,5
Mm· Die Schichtdicke eines Farbfilters beträgt üblicherweise
etwa 0,1 pm bis 3 \im, vorzugsweise etwa 0,5 \im bis
1,5 Mm und ist so gewählt, daß gleichzeitig eine geeignete
Absorption erreicht wird.
Für den Abstand eines Abstandshalters ist nicht nur die
Dicke eines Trägers für organische Farbsubstanzen maßgeblich,
sondern auch die Dicke eines als Dünnschicht ausgebildeten Schaltungsabschnittes. Andererseits läßt sich
eine noch erforderliche restliche Dicke mit Hilfe einer
Maske auffüllen, welche mittels fotolithographischer Verfahren
oder mittels Plasmaätzung strukturiert wird.
130Q6A/0738
Mir. Hilfe der :iich überlappenden Filterabschnitte läßt sich
eine Anzeigevorrichtuny auf einfache Weise herstellen, da
das ansonsten erforderliche Material zur Abstandshalterung
nicht mehr benötigt wird. Da ein derartiger Aufbau desweiteren mehrere Abstandshalter um eine DRAin-F1ektrode beinhaltet,
ist es möglich, eine großflächige Anzeige gleichmäßiger
Stärke auch mit einem Dünnschichtsubstrat herzustellen.
Für die in Verbindung mit den Färbträqorn für organische
Farbsubstanzen verwendeten Farben und Pigmente können zahlreiche Materia 1 ar ten ausgesucht werden. Im Hinblick auf die
Herstellung ist ein Sublimationsmaterial besonders günstig
für die erfindungsgemäßen Zwecke.
Nachfolgend werden eine Reihe von Farben und Pigmenten aufgezählt,
die für die erfindungsgemäßen Zwecke geeignet
sind. Für die bei einer Farbsubtraktlon vorgesehenen Filter
wurden vergehiedene Farbstoffe aus einer Kombination der
drei Primärfarben magentagrün, gelb und cyan entwickelt:
O Verwendbare Magentagrün-Farbstoffe sind: Rhodamin 6 GCP
CRotgrund 1, CI. 45160) der Fa. Sumitomo Chemical, Rhodamin F4G (Rotgrund 1, Cl. 45160) der Fa. BASF,
Phroxine G (Rotgrund 12) der Fa. Bay, Kayacet-Rot B (Rotlösung 146) der Fa. Nippon Kayaku und PTR-63 der Fa.
Mitsubishi Kasei; Magenta-Pigment wie z.B. Perylen,
Quinacridon und Anthraquinon und dgl.
39,40/
130064/0738
- 72 - ■' '
2) Verwendbare Gelb-Farbstoffe: Echt-Gelb G (Dispersionsgelb
3, CI. 11855) der Fa. BASF, Br i 1 1 i antrjel b 5G
(Gelbgrund 13) der Fa. Sumitomo Chemica1, Bri1Iiantgelb
5GH (Gelbgrund 13) der Fa. Hodogaya Chemical, Kayacet-Gelb
963 der Fa. Nippon Kayaku, Fluoreszein (CI. 45350) und
dgl.; und Gelb-Pigment wie z.B. Flavanthron, Isiοindolenon
und dg 1 .
3) Verwendbare Zyangelb-Farbstoffe: ßrimocyanin BX Konz.
(Blaugrund 1, E. I. 42025) der Fa. Sumitomo Chemical, Astrason-Blau B (Blaugrund 5, CI. 42140) der Fa. Bay,
Ai zen-Zyan ingrund 6 GH (Blaugrund 1, CI. 42025) der Fa. Hodogaya Chemical und dgl.. Verwendbare Phtharozyanin-Typ-Pigmente
sind ferner Kupfet—Phtharozyanin-Blau.
Für die bei einer Farbeidd i t ion vorgesehenen Filter wurden
verschiedene Farbstoffe aus der Kombination der drei Primärfarben blau, rot und gelb entwickelt:
1) Verwendbare Blau-Farbstoffe sind: Orient-Löslich-Blau
OBC (AzJdJa lau 22, CI. 42755) der Fa. Orient Chemical,
Suminol-Perylen-blau 4GL (Azid^blau 23, CI. 61125) der
Fa. Sumitomo Chemical, Kayanol-Blau N2G (Azid^blau 40,
CI. 62125) der Fa. Nippon Kagaku,M i tsu i-Al i zar i n-Saphirol B (Azid^blau 80, CI. 63010) der Fa. Mitsui
40,41/
130064/0738
Toatsu Chemical, Xy1en-Echtblau R (Azid^blau 59, C.I.
50815) der Fa. Mitsubishi Kasei, Alizarin-Echtblau R
(Az id JjI au 80, C.I. 61585) der Fa. Ciba-Geigy), Carboran-Bri11iantblau
2R (Azid blau 140) der Fa. I.C.I. Ltd., Palatln-Echtblau GGN CAz Id JjI au 158, C.I. 1*4880) der
Fa. BASF, AI zen-Opa l^bl au Neue Kon-z. (AzIdJ? lau 192)
der Fa. Modogaya Chftmicci 1, Fnstocjen-Bl au Stil. (Azidjjlau
249, CI. 74220) der Fa. Da in i hon Ink Chemical, Miketon-Echtblau extra (Dispersionsblau CI. 64500) der Fa.
Mitsui-Toatsu Chemicals, Kaya1on-Echtblau FN (Dispersionsblau CI. 61505) der Fa. Nippon Kayaku, Sumi karon-Bl au
E-BR (Dispersionsblau 26) der Fa. Sumitomo Chemical,
Terasil-Blau 2R (Dispersionsblau 19, CI. 61110) der Fa.
Ciba-Geigy, Palanil-Blau R (Dispersionsblau 220) der Fa.
BASF, Aizen Br i ] 1 i cint-Zyan i ngrund 6GH (Blaugrund 1, CI.
42025) der Fa. Hodogaya Chemical, Aizen Cathi1on-Blau
GLH (Blaugrund 65, CI. 11076) der Fa. Hodogaya Chemical, Clbacet-Biau F3R (Dispersionsblau 3, CI. 61505) der Fa.
Ciba-Geigy, Biacellίton-Echt-Bri11iantjslau B (Dispersionsblau 3, CI. 61505) der Fa. Mitsubishi Chemical Industrial,
Di spersol-Blau BN (Dispersionsblau 3, CI. 61505) der Fa.
I.C.I. Ltd., Resolin-Biau FBL (Dispersionsblau 56) der
Fa. Bayer AG., Latyl-Blau FRN (Dispersionsblau 3, CI.
61505) der Fa. du Pont de Nemours, Sevron-Blau ER (Blaugrund 77) der Fa. du Pont de Nemours, Diacry1-Bri11iant-
41,42/
130064/0738
Blau H2R-N CBlaugrund 1O5CS) ) der Fa. Mitsubishi
Chemical' Industrial und dgl..
2) Verwendbare Rot-Farbstoffe sind: Suminol-Echt rot B konz.
CAzid-Rot 6, CI. 14680) der Fa. Sumitomo Chemical, Aizen-Bri11iant-Scharlachrot
3RH CAzid-Rot 18, CI. 16255) der Fa. Hodogaya Chemical, Azo-Rubinol 3GS 250 % CAzid-Rot
52, Cl. 17045) der Fa. Mitsubishi Chemical Industrial, Kayaku-Azid-Rhodamin FB CAzid-Rot 52, CI. 45100) der Fa.
Nippon Kayaku, Az i d-Anthraz in-Rot 3B CAzid-Rot 89, CI.
23910) der Fa. Chugal Chemical, Benzi1-Echtrot B CAzid-Rot
108, CI. 18110) der Fa. Ciba-Geigy, Pa 1 at in-Echtrot RN CAzid-Rot 180, CI. 18736) der Fa. BASF, Nylomin-Rot
2BS CAzid-Rot 266) der pa . I.C.I. Ltd., Lanafast-Rot 2GL
CAzid-Rot 320) der Fa. Mi tsui-Toatsu Chemical., Rose-Bengal
CAzid-Rot 94, CI. 45440) der Fa. Ki i Chemical Industry, CeI 1 i ton-Scharlachrot B CD i spers ionsrot 1, CI. 11, 110)
der Fa. BASF, D i ace 1 1 i ton-F.cht-P i nkrot R CD i spurs ionsrot
4, CI. 60755) der Fa. Mitsubishi Chemical Industrial, Terasil Br i 1 1 iant-P i nkrot 4BN CD i spers ionsrot 1.1, CI. 62015)
der Fa. Ciba-Geigy, Kayalon-Rot R CDispersIonsrot 17,
CI. 11210) der Fa. Nippon Kayaku, Sumi karon-Rot E-FBL CDispersionsrot 60) der Fa. Sumitomo Chemical, Resolin-Rot
FB CDispersionsrot 60) der Fa. Bayer AG., Sumiacryl-
42,43/
130064/0738
Rhodamin 6GCP CRotgrund 1, C.I. 45160) der Fa. Sumitomo
Chemical, Aizen-Cathi1on-PinkroL FGH (Rotgrund 13, C.I.
48015) der Fa. Hodogaya Chemical, Maxi1on-Bri11iantrot
4G (Rotgrund 14) der Fa. Ciba-Geigy, Diaery 1-Supra-Bri11iant-Pinkrot
R-N CRotgrund 35) der Fa. Mitsubishi Chemical Industrial und dgl..
3) Verwendbare; Grün-Farbstoffe sind: Kayaka 1 an-Bl auschwarz
3BL (Azid-Grün 7) der Fa. Nippon Kayaku, Sumilan-Grün BL
(Azid-Grün 12, CI. 13425) der Fa. Sumitomo Chemical, Aizen Floslan Olivgrün GLH (Azid-Grün 61) der Fa. Hodogaya
Chemical, D iaz id-Cyani η-Grün GWA (Azid-Grün 44, CI. 61590)
der Fa. Mitsubishi Chemical Industrial, Cibalan-Grün GL (Azid-Grün 43) der Fa. Ciba-Geigy, Carbonal Brilliant-Grün
5G (Azid-Grün 28) der Fa. I.C.I. Ltd., Palatin -Echtgrün BLN (Azid-Grün 12) der Fa. BASF, Azid-Grün GBH (Azid-Grün
3) der Fa. Takaoka Chemical, Azid Bri11iantgrün B
(Azid-Grün 9, CI. 42100) der Fa. Mitsui Toatsu Chemical, Aizen Diamantgrün GH (Grüngrund, CI. 42040) der Fa.
Hodogaya Chemical, Aizen Malachitgrün (Grüngrund 4, CI. 42000) der Fa. Hodogaya Chemical, Bri111antgrün (Grüngrund
1, CI. 42040) der Fa. Ε. I . du Pont de Nemours,
Echtgrün J1JO (Grüngrund 1, Cl. 42040) der Fa. Ciba-Geigy,
Sanacryl-Grün G (Grüngrund 4, CI. 42000) der Fa. I.CI.
Ltd., Victoria-Grün (Grüngrund 4, CI. 42000) der Fa.
E.I., du Pont do Nemours, und dgl..
^3,44/ 130064/0738
Die Farben oder Pigmente werden in Form von Masken entsprechend einem Segmentemuster oder in Form sonstiger
Muster zusammen mit dem zugeordneten Anzeigemuster durch
selektive Erhitzung oder dergleichen hergestellt. Eine alternative Herstellungsmöglichkeit für geeignete Muster,
wie sie in den vorstehend erwähnten Figuren dargestellt sind, besteht darin, daß nach dem gleichmäßigen Aufbringen
einer Dünnschicht mittels Vakuumbedampfung eine fotolithographische Strukturierung vorgenommen wird.
Bei der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung ist es möglich,
daß eine gegenüber Steuer 1eItungen isolierte und
getrennte elektrisch leitende Fläche auf einem Substrat ausgebildet wird, welches die Steuer 1eitungen von Dünnschicht-Transistoren
bildet. Bei einem derartigen Aufbau kann die elektrisch leitende Fläche als Gegenelektrode
eines Kondensators zur Ladungsspeicherung benutzt werden.
Eine derartige Ausführungsform soll nachstehend im einzelnen
beschrieben werden.
In den Fign. 17 und 18 ist der Aufbau eines Anzeigeelektrodensubstrates
veranschaulicht, das bei einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung Verwendung
findet. Die dargestellten Konstruktionsteile des Substrates
130064/0738
gemäß FIgn. 17 und 18 besitzen die gleiche Funktion wie
bei den vorangegangenen Figuren und sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Mit dem Bezugszeichen S ist ein
elektrisch isolierendes Substrat aus einem lichtdurchlässigen Material wie beispielsweise Glas bezeichnet. Auf
dem Substrat S ist eine Vielzahl von Steuer 1eitungen 1a,
1a1, 1a1' ... parallel zueinander ausgebildet, die durch
einen vorbestimmten Spalt voneinander getrennt sind. Desweiteren
sind auf dem Substrat S elektrisch leitende Dünnschichtstreifen 1b, 1b1 ... parallel zueinander ausgebildet. Die elektrisch leitenden Dünnschichtstreifen 1b,
1b' ... sind gegenüber den Steuerleitungen 1a, 1a1, 1a1' ..,
durch vorbestimmte Spalte 1c, 1c', 1c'1, 1c'11 ... getrennt.
Auf den·Steuer 1eitungen 1a, 1a1, 1a11 ... und den elektrisch
leitenden Dünnschichtstreifen 1b, 1b1 ... ist eine Isolierschicht
I ausgebildet. Auf dieser Isolierschicht 1 befinden
sich an vorbestimmten Stellen dünne Halbleiterschichten 2,
die aus CdS, CdSe und dergleichen hergestellt sind. Die
dünnen Halbleiterschichten 2 bilden eine flächenartige Dünnschicht-Transistoranordnung,
welche ein steuerndes Schaltelement darstellt. Die Halbleiterschichten 2 sind in einer
Matrix unter Abständen vorgegebener Breite oberhalb der Steuer 1eitungen 1a, 1a', 1a'1 ... regelmäßig angeordnet.
An einem Ende, Im Falle von Fig. 17 am linken Ende der HaIb-
130064/073
leiterschichten 2 sind in ohmschen Kontakt Source- Leitungen
3> 3' ... angebracht. Die Source-Leitungen 3, 3' ... sind
zusammen mit den Halbleiterschichten 2 ausgerichtet. Dies
bedeutet mit anderen Worten, daß die Source-Leitungen 3, 3'
parallel zueinander in Richtung senkrecht zu den Steuerleitungen 1a, 1a1, 1a11 ... verlaufen. Die Halbleiterschichten
2 sind dabei an den Kreuzungsstellen der Source-Leitungen
3, 31 ... und Steuer 1eitungen 1a, 1a1, 1a'1... angeordnet.
An den von den Source-Leitungen 3, 3' ... und Steuer 1eitungen
1a, 1a', 1a11 ... umgebenen Bereichen sind rechteckförmige
DRAin-Elektroden k, 4', 4'' angebracht. Ein Teil jeder
DRAi η-Elektrode ist verlängert, um einen ohmschen Kontakt mit dem anderen Ende, im Falle von Fig. 17 mit dem r-echten
Ende der jeweils zugeordneten Halbleiterschicht 2 zu bilden.
Die DRAin-Elektroden '+, L\ ', <t' ' stellen die DRAin-Abschnitte
der von den Halbleiterschichten 2 gebildeten Dünnschicht-Transistoren
dar und werden als Anzeigeelektroden verwendet.
Für die Konstruktion einer Anzeigevorrichtung vom Lichtübertragungstyp
werden daher die DRAin-Elektroden in Form einer lichtdurchlässigen, elektrisch leitenden Dünnschicht
aus In2O,, SnO,, und dergleichen hergestellt. Für eine Anzeigevorrichtung
vom Reflexionstyp werden die DRAin-Elektroden
in Form einer metallischen Dünnschicht aus Gold, Aluminium, Palladium und dergleichen hergestellt.
"f>/ 130064/0738
Bei einem auf die vorstehend beschriebene Weise aufgebauten Anzeigeelektrodensubstrat sind die Steuer 1eitungen 1a,
1a1, 1a11 ... und die davon getrennten elektrisch leitenden
Dünnschichtstreifen 1b, 1b1 ... bezüglich der DRAi η-Elektroden
4, 41, 4'' ... gegenüberliegend angeordnet, und zwar
durch die Isolierschicht J getrennt. Auf dies« Weise werden
Kondensatoren zur Speicherung von Ladungen gebildet, welche Steuersignale darstellen. Fig. 19 zeigt das elektrische
Ersatzschaltbild einer Anzeigevorrichtung, die unter Verwendung
von vorstehend beschriebenen Anzeigeelektrodensubstraten
und unter Zwischenschaltung eines Flüssigkristal1 es
zwischen Gegeneiektrodensubstratenaufgebaut ist. In Fig. 19
ist mit dem Bezucjsze ichen T1 ein Feldeffekttransistor bezeichnet,
welcher an der Kreuszungsstel1e einer Steuerleitung 1a und einer Source-Leitung 3 gebildet ist. Das Anzeigemedium
LC 1, im betrachteten Beispielsfalle ein Flüssigkristall,
ist zwischen der DRAi η-Elektrode 4 des Transistors T 1 und der geerdeten Gegenelektrode 8 angeordnet.
Desweiteren ist in Ftg. 19 mit dem Bezugszeichen C 1 ein
Kondensator bezeichnet, der von den DRAi η-Elektroden 4 und
den elektrisch leitenden Dünnschichtstreifen 1b gebildet
wird. Wie aus Fig. 19 ersichtlich ist, ist der Kondensator C 1 unabhängig von den Steuer 1eitungen 1a und 1a1. Dies be-
46 47/
130064/0738
deutet, daß die als Gegenelektroden von Kondensatoren
verwendeten elektrisch leitenden Dünnschichtstreifen 1b,
1b1 ... unabhängig von den Steuer 1eItungen 1a, 1a', 1a'1
elektrisch betrieben werden können. Hierdurch kann die an der Gegenelektrode des Kondensators C 1 angelegte
Spannung ohne Rucksichtbzg1.des Signalsauf der Steuerleitung
gewählt werden. In diesem Punkt unterscheidet
sich die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung von herkömmlichen
Anzeigevorrichtungen. Der einfachste Fall für
die Wahl einer Spannung für die Gegenelektrode des Kondensators
C 1 besteht darin, die Gegenelektrode des Kondensators
C 1 auf Erdpotential zu legen. In diesem Falle ist die Klemme V0 des elektrisch leitenden Dünnsch Ic-ht-
Streifens 1b mit dem tieferen Erdpotential verbunden. Bei der Durchführung einer derartigen Verbindung wird die in
dem Kondensator C 1 gespeicherte Ladung von dem Spannungszustand auf den Steuer 1eitungen 1a und 1a1 nicht beeinflußt.
Damit lassen sich auf einfache Weise die Betriebsspannung genau steuern sowie eine stets stabile Anzeige unabhängig
vom Spannungszustand auf den Steuer 1eitungen 1a
und 1a1 erzielen.
Eine weitere Möglichkeit zum Anlegen von Potential an die
Gegenelektrode des Kondensators C 1 besteht darin, eine vor-
'+7,48/
130064/0738
bestimmte Vorspannung an die Klemme Vn anzulegen. Auch in
diesem Falle wird die in dem Kondensator C 1 gespeicherte Ladung durch den Spannungyzustancl auf* den Steuerlei Lungen
1a und 1a nicht beeinflußt. Damit läßt sich auch In diesem Falle die gleiche Wirkung wie vorstehend erwähnt erzielen.
Wenn ferner in dem zuletzt betrachteten Falle ein elektrooptisches Element, wie beispielsweise ein Flüssigkristall,
mit konstanten Schwe11 werteIgenschaften verwendet wird,
kann die Spannung eines eingangsseitigen Schreibsignals auf
den der Vorspannung entsprechenden Wert durch Anlegen einer Vorspannung an das elektro-optische Element gesetzt werden,
welehergeringfüg1g tiefer als die Schwel 1wertspannung ist.
Wenn desweiteren die Anzeigevorrichtung derart aufgebaut ist,
daß die Vorspannung durch einen Eingriff von außen wahlweise geändert werden kann, kann der Spannungs-ArbeItspunkt
der elektro-optisehen Kennlinien des Flüssigkristalls auf
den gleichen Wert wie das eingangsseitige Schreibsignal geändert
werden. Dies bedeutet, daß sich die Helligkeit in einem Bereich steuern läßt, wo sich der Arbeitspunkt linear
ändert und daß sich die Kontrast-Kennlinien in einem anderen
Bereich steuern lassen, wo sich der Arbeitspunkt nicht-linear ändert. Wenn desweiteren eine Anzeigevorrichtung wie beispielsweise
ein Flüssigkristall verwendet wird, bei welchem sich
die e1ektro-optI sehen Eigenschaften in Abhängigkeit von
Temperaturänderungen verändern, kann eine gegenüber Temperatur-
130064/0738
änderungen stabile Anzeige stets dadurch erreicht werden, daß als Vorspannung eine Temperaturkompensationsspannung
angelegt wird.
Wie vorstehend bereits erläutert wurde, besitzt die erfindungsgemäße
Anzeigevorrichtung In der Praxis äußerst
günstige Wirkungen für den Betrieb der Steuerschaltung.
Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung besitzt ferner
den Vorteil, daß im Vergleich zu den Herstellungsverfahren
für herkömmliche Anzeigevorrichtungen das Herstellungsverfahren
problemlos ist, da die als Gegenelektroden
für die Kondensatoren verwendeten Dünnschichtstreifen
1b, 1b' ... auf dem gleichen isolierenden Substrat S wie die Steuer 1eItungen 1a, 1a' , 1aIJ hergestellt werden.
Damit lassen sich die Gegenelektroden gleichzeitig mit
den Steuer 1eitungen herstellen. Zunächst wird eine dünne
Isolierschicht auf der gesamten Anzeigefläche der Oberfläche
eines isolierenden Substrates S aus Glas oder dgl. hergestellt. Im Falle einer Anzeigevorrichtung vom Reflexionstyp
wird die dünne Isolierschicht aus Metall wie
beispielsweise Aluminium und dgl, hergestellt. Im Falle
einer Anzeigevorrichtung vom Lichtübertragungstyp wird die
dünne Isolierschicht aus einem transparenten, elektrisch
leitenden Material wie beispielsweise ln„O·, und dergleichen
hergestellt. Anschließend werden die zur elektrischen Trennung
130064/0738
erforderlichen Spalte 1c, 1c1, 1c11, 1c111 ... in vorbestimmter
Breite mit Hilfe eines fotolithographischen Verfahrens
oder dergleichen aus der dünnen Isolierschicht
entfernt. Die anschließenden Verfahrensschritte sind dann
die gleichen wie bei herkömmlichen Herstellungsverfahren
für Anzeigevorrichtungen. Dies bedeutet, daß eine Isolierschicht
I aus SiO2, Al2O3, SI N11 oder dergleichen auf der
gesamten Oberfläche der Steuer 1eitungen, der Gogenelektroden
und der Spalte hergestellt wird. Ferner werden Halbleiterschichten
2 an bestimmten Stellen auf der Isolierwerden schicht ausgebildet. Im folgenden/Source-Leitungen 3, 31
in ohmschem Kontakt mit den einen Enden der Halbleiterschichten
2 hergestellt, während die anderen Enden der Halbleiterschichten mit DRAin-E1ektroden 4, 4', 4'' ...
verbunden werden. Im Falle einer Anzeigevorrichtung vom
Reflexionstyp werden die Source-LeItungen 3, 3' ... und
die DRAin-E1ektroden 4, 41, 411 ... aus einer dünnen Metallschicht
aus Aluminum und dergleichen auf die gleiche Weise wie die Isolierschicht hergestellt. Bei Verwendung
von Halbleitermaterialien wie SC, CdS, CdSe, Te, amorphem
Silizium und dergleichen kann gegebenenfalls eine nichtaktive Dünnschicht bzw. eine Abschirmschicht für einen
Halbleiterbereich auf den Halbleiterschichten 2 in geeigneter
Weise ausgebildet werden. Zwischen das auf diese
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Weise hergestellte Anzeigeelektrodensubstrat und ein Gegenelektrodensubstrat
wird mit Hilfe eines Abstandshalters ein
Flüssigkristall angebracht, worauf die Umfangsf1 ache des
Flüssigkristalls abgedichtet wird und die Anzeigevot—
richtung fertig ist.
Bei dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung wird jeder als Gegenelektrode
von Kondensatoren verwendeter, elektrisch leitender Dünnschichtstreifen 1b und 1b1 bezüglich jeder
DRAi η-Elektrode h, 4' oder h'' so angeschlossen, daß er
unterhalb der gesamten zugeordneten DRAin-E1ektroden vei—
läuft, wobei die Streifen 1b und 1b' miteinander elektrisch nicht verbunden sind. Zum Anlegen einer Spannung an die
Gegenelektroden der Kondensatoren ist es daher erforderlich,
die elektrisch leitenden Dünnschichtstreifen 1b und 1b1
getrennt voneinander an der Außenseite der Anzeigevorrichtung
anzuschließen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch auf eine Anzeigevorrichtung gemäß der vorstehend beschriebenen
Ausführungsform nicht beschränkt. Vielmehr läßt sich auch ein Aufbau vorsehen, wie er anhand von Fig. 20 ei—
läutert ist. Hierbei ist ein gemeinsamer Verbindungsbereich
6 in Richtung senkrecht zu den elektrisch leitenden Dünnschichtstreifen
1b und 1b' in einem Bereich jenseits einer
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Anzeigezone auf dem vorstehend erwähnten Substrat S ausgebildet, um die elektrisch leitende Dünnschichtstreifen
1b1 und 1b11 gemeinsam zu verbinden. Bei dieser Ausbildung
iit es nicht erforderlich, jeden elektrisch leitenden
Dünnschichtstreifen 1b1 und 1b11 auf der Außenseite der
Anzeigevorrichtung anzuschließen, womit sich die Anzahl
der Klemmen für die Anschiußschaltuny an dc?r Außenseite
der Anzeigevorrichtung verringern läßt.
Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Anzeigevorrichtung ist für jeden Transistor
der flächenhaften Dünnschicht-Transistoranordnung eine gesonderte
Halbleiterschicht 2 vorgesehen. Es ist jedoch
gleichermaßen möglich, eine für sämtliche Transistoren
gemeinsame Heil bl ei ter:ichic:ht in Integrierter
Schaltkreistechnik vorzusehen. In diesem Falle muß Jedoch
wegen der zwischen den DRAin-E1ektroden und den Gegenelektroden
der Kondensatoren vorhandenen Halbleiterschicht
den Auswirkungen auf die Kondensatoren hinreichend Rechnung getragen werden.
Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Anzeigevorrichtung wird als Anzeigemedium
für die elektro-optisehen Übergange ein Flüssigkristall
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verwendet, da für ein solches Anzeigemedium ein Flüssigkristall
am gebräuchlichsten ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung eines Flüssigkristalls als Anzeigemedium
beschränkt. Beispielsweise kann eine erfindungsgemäße
Anzeigevorrichtung auch unter Verwendung eines Elektrochrom!
smus-Anzeigemediums aufgebaut werden. Die üblichen
Anzeigemedien sind nach dem derzeitigen Stand der Technik
durch die Eigenschaften von Dünnschicht-Transistoren beschränkt.
Mit der Verbesserung der Eigenschaften von Dünnschicht-Transistoren
kann erwartet werden, daß die Typenanzahl verwendbarer Anzeigemedien in Zukunft größor wird.
Dies bedeutet, daß generell für eine erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung
ein Anzeigemedium verwendet werden·kann,
welches in der Lage ist, einen elektrischen Übergang in einen chemischen Übercjang umzuwandeln.
Die durch die vorliegende Erfindung erzielten Wirkungen
sollen nachstehend nochmals zusammengefasst werden:
1. Die Ablesung der Anzeige wird durch keinerlei unnötige Spiegelflächen-Reflexion beeinträchtigt.
2. Durch Verwendung eines Flüssigkristalls des Feldeffekt-Typs
kann mit einer geringeren Betriebs-
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spannung gearbeitet werden, woraus eine hohe Betriebssicherheit und -zuverlässigkeit resultieren.
3. Eine Farbanzeige ist durch Verwendung eines beliebigen
Farbstoffes möglich.
4. Es läßt sich eine leicht ablesbare, brilliante Anzeige
erz i el en.
5. Optische Wirkungen und Schutzwirkungen für die Anzeigevorrichtung
lassen sich gleichzeitig erzielen.
6. Es ist möglich, Halbleitermaterial mit fotoleitenden
Eigenschaften zu verwenden.
7. Da Flüssigkristalle de-i Feldeffekt-Typs gleichförmige
elektro-optische Eigenschaften zeigen, läßt sich auf
einfache Weise eine Anzeige mit hoher Lebensdauer
erreichen.
8. Das Ablesen der Anzeige ist durch Verwendung eines Hintergrundes gleichförmiger Farbe, wie beispielsweise
schwarzer Farbe, im anzeigefreien Bereich er-1e
i chtert.
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9. Da die Herstellung von Dünnschicht-TransIstorscha1tungen
einfach ist, ergibt sich nur eine geringe Beeinflussung
des Ausbeutegrades,
des VerFahrensablauf5, der Steigerung'aer Reproduzierbarkeit,
der Gleichmäßigkeit und der Stabilität der
elektrischen Eigenschaften.
10. Die Wahl der Abschirmmaterialien und des Orientierungsvorganges ist frei, so daß die Herstellung der Flüssigbeschränkt
krista11 ze 11e relativ won ig / 'st und jeder beliebige
elektro-optische Effekt für die Anzeige gewählt werden
kann.
11. Die Anzeige.läßt sich leicht ablesen, da die Halbleiterzone,
die Steuerelektrodenzone und die anzeigefreie Zone
der Source-Elektrodenzone abgedeckt werden können.
12. Gegenüber herkömmlichen Anzeigevorrichtungen mit komplizierton
Halbleiterschaltungen läßt sich die anmeldungsgemäße
Anzeigevorrichtung mit Hilfe weniger StrukturierungsschriLte
horiit.nl I en .
13. Da die Verfahrensschritte zur Herstellung der Transistorschaltung
durch Verunreinigung mit Dotierungsstoffen
wenig beeint rächtigt werden, wird eiη späterer stabilerer
Betrieb außerordentlich begünstigt.
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3113541
1*+. Der Aufbau der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung ermöglicht
die Wahl beliebiger Werkstoffe, welche ohne Gefahr einer Verunreinigung mit Dotierstoffen und von
Kurzschlüssen zwischen den Elektroden hervorragend geeignet
für die Herstellung und Wirkung der Anzeigevorrichtung sind.
15. Durch eine Dickenvergrößerung einzelnen Schichten mittels
Überlappung läßt sich eine einfache Abstandshalterung
für den Flüssigkristall erzielen.
16. Gesonderte Verfahrensschrttte zur Herstellung von Abstandshal
terungs- und Abschirmschichten lassen si-ch
verme i den.
17. Zur Vermeidung eines direkten Kontaktes der Elektroden mit der Oberfläche des K1üssiykr Istal1s können Farbfilter
mit Pigmenten eingesetzt werden.
18. Zur Vermeidung einer Reflexion und dergleichen der anzeigefreien
Zone sowie zur Verbesserung des scheinbaren Kontrastes kann eine dünne Abschirmschicht vorgesehen
werden.
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19. Die Schreib-Steuerspannung kann ohne Rücksicht auf
Spannungsänderungen an den Steuerleitungen gewählt
werden, da die Gegenelektroden der Kondensatoren unabhängig
von den Steuer 1 ei tungerv hergestellt werden. Damit läßt sich die Betriebsspannung auf einfache Weise
genau steuern.
20. Eine stabile Anzeige läßt sich ohne Änderung des Anzeigezustandes
durch Spannungsänderung an den Steuerleitungen erreichen. Da die Spannung der Gegenelektroden
der Kondensatoren frei wählbar ist, läßt sich die Steuerung der Treiberspannung, der Helligkeit, des Kontrastes
und dergleichen durch geeignete Wahl und Steuerung der Spannung an den Gegenelektroden der als
Anze i cjevorr i chtung verwendeten Kondensatoren erreichen.
21. Die erfindungsgemäße Anzeigevorrichtung besitzt günstige
Wirkungen bezüglich des Betriebs der Steuerschaltung,
da sie aufgrund ihres sehr einfachen Aufbaues ohne Vergrößerung der Anzahl dor HorstelTunysschritte hergestellt
werden kann.
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