DE3113041A1 - Verfahren und vorrichtung zur anzeige von informationen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur anzeige von informationen

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DE3113041A1 DE19813113041 DE3113041A DE3113041A1 DE 3113041 A1 DE3113041 A1 DE 3113041A1 DE 19813113041 DE19813113041 DE 19813113041 DE 3113041 A DE3113041 A DE 3113041A DE 3113041 A1 DE3113041 A1 DE 3113041A1
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Description

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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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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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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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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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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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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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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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
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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.
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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
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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
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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-
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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
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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
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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·
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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.
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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-
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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
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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
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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
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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.
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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
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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.
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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
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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
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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
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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
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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
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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/
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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
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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.
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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
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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-
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- 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
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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-
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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
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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
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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.
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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.
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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
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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-
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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-
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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..
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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
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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-
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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.
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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-
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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-
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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-
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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
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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-
51,52/
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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.
52,53/
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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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Claims (7)

1.J Verfahren zum Anzeigen von Informationen mittels einer Anzeigevorrichtung, bei welcher als steuerndes Schaltelement eine trl ächenhaf te Transistoranordnung vorgesehen ist, d η durch gekennzeichnet, daß ein zwischün einer Liektrode mit einer metallverspiegelten Oberfläche und einer weiteren, lichtdurchlässigen [Jektrode erzeugter e1ektro-optischer Übergang durch dio Streuung von Licht erfaßt wird, welches durch Beugen von auf dio Anzeigevorrichtung einfallenden 1. ϊ chl"»t rah 1 en erzeugt wird.
2. Anzeigeverfahren nach Anspruch 1, gekennzeich net durch die Verwendung eines Flüssigkristalls zur Informationsanzeige.
55/
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3. Anzeigeverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau der Anzeigevorrichtung so gewählt wird, daß ein für eine Auflösung eines zweifarbigen Farbstoffes geeigneter Flüssigkristall zwischen der Elektrode mit der metal 1verspiegelten Oberfläche und der weiteren, lichtdurchlässigen Elektrode angeordnet ist.
4. Anzeigeverfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkristall ein nemntischer I1üssigkrista11 mit positiver dielektrischer Anisotropie vorgesehen ist.
5. Anzeigeverfahren nach Anspruch 2 oder 3, d a durch gekennzeichnet, daßals Flüssigkristall ein nematischer flüssigkristall mit negativer dielektrischer Anisotropie vorgesehen ist.
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6. Anzeigeverfahren nach Anspruch '4, el a d u r c h
gekennzeichnet, daß der Flüssigkristall
bei fehlender Betriebsspannung homogen in eine Richtung ausgerichtet ist.
7- Anzeigovorfahren nach Anspruch h, dadurch
gekenn ζ« Ichnet, daß der Flüssigkristn11 bei fehlender BotrIobsspannuny so orientiert ist, daß er gedreht ausgerichtet ist.
8. Anzeigeverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkristall bei angelegter Betriebsspannung so orientiert ist, daß er homogen in eine Richtung ausgerichtet ist.
9. Anzeigeverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkristall bei angelegter Betriebsspannung so orientiert ist, daß er gedreht ausgerichtet ist.
10. Anzeigeverfahren n<ich Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der gedrehten Ausrichtung 90° oder etwa 90 beträgt.
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11. Anzeigcverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a durch gekennzeichnet, daß d ie Anzeigevorrichtung in dem Strahlengang, in welchem der" elektro-optische Übergang erfaßt wird, wenigstens ein Polarisationsfilter aufweist.
12. Anzeigevorrichtung mit einem zwischen einem Substrat .und einer lichtdurchlässigen Elektrode angeordneten e1ektro-optisehen Material, wobei das Substrat mit einer flächenhaften Dünnschicht-Transistoranordnung versehen ist, welche Gegenelektroden mit metallverspiegelter Oberfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Seite der lichtdurchlässigen Elektrode 1 äntjs eines einfallenden St rah 1 eiuiangs eine 1 i chtdurch I äs·· Ige Diffusionsklappe und ein Polarisationsfilter angeordnet sind.
13. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die flächenhafte Dünnschicht-Transistoranordnung Halbleitermaterial mit fotolοitenden Eigenschaften aufweist.
56,57/
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Ik. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekonnze Ichnet, daß als Halbleitermaterial mir. fotoleitenden Eigenschaften amorphes Silizium vorgesehen ist.
15. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, d a ß a 1 s elektro-optisches Material ein Flüssigkristall vor— gesehen ist.
16. Anze i gevorr i chtuncj nach Anspruch 15, dadurch gekennze ichnet, daß der Flüssigkristall einen zweifarbigen Farbstoff enthält.
17. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß als
Flüssigkristall ein nemattscher Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie vorgesehen ist.
18. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daßals
Flüssigkristall ein nematischer Flüssigkristall mit negativer dielektrischer Anisotropie vorgesehen ist.
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f). Anzeigevorrichtung nach Anspruch 17, dadurch cjekennze I c h η e t , daß der Flüssigkristall bei fehlender Betriebsspannung homogen in einer Richtung ausgerichtet ist.
20. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennze i chnet, daß der Flüssigkristal] bei fehlender Betriebsspannung so orientiert ist,
daß er gedreht ausgerichtet Ist.
21. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkristall bei angelegter Betriebsspannung so orientiert ist,, daß er homogen in eine Richtung ausgerichtet Ist.
22. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennze Ich η et, daß der Flüssigkristall bei angelegter Betriebsspannung so orientiert ist, daß er gedreht ausgerichtet Ist.
23. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 20 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der gedrehten Au=;r i chtunc) 90 oder etwa 90 beträgt.
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24. Anze igevorr ichtunq nach Anspruch 1 'λ, 1 Ί oder 15, dadurch y u k ο η η ζ. e i c h η e L , daß die lichtübertragende Diffusionsklappe fn einer Stellung angebracht ist, in welcher sie frei öffnet und sperrt.
25. Anzeigevorrichtung mit einem zwischen einem Substrat und einer lichtdurchlässigen Elektrode angeordneten e 1 ektro-opt I schein Material, wobei das Substrat mit f> i nor Γ I "ichf-nlia I t. f»i ι Dünnsch i «:hl ·■ T ι nns i s t. ο ι -.morclnuiiii versehen iot, dadurch gekennzeichnet, daß die flächenhafte Dünnschicht-Transistoranordnung mit einer Isolierschicht bedeckt sowie an ihrer anzeigefreien Zone mit einer Abschirmschicht versehen ist.
26. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 25, dadurch g e k e η η ζ e I c h η e t , daß die flächenhafte Dünnschicht-Transistoranordnung Haible i termater i a I mit fotoleitenden Eigenschaften aufweist.
27. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 26, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß als Halbleitermaterial mit fotoleitenden Eigenschaften amorphes Silizium vorgesehen ist.
58,5V
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'/?>. Anze i cjevorr i chtunq nach Anspruch 21, dadurch cj ο kon η ze ichnet, daß das amorph« SiIizium in einem Vakuumgefäß hergestellt wird.
2(J. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmschicht auf der Isolierschicht angeordnet ist.
30. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht auf; S I 1 i ζ ! ummonox i d, S i 1 i 7. i umd i ox i d , AI um i η i nox i d, Titcinoxid, Magnesiumf1uorid, Calziumfluorid oder Siliciumnitrid besteht.
31. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennze ichnet, daß die Abschirmschicht zusätzlich für die Abstandshalterung verwendet wird.
y,>. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 25, dadurch
gekennze i chnot, daß das elektro-optische Material ein Flüssigkristall ist.
33. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 32, dadurch
gekennzeichnet, daß der Flüssigkristall einen zweifarbigen Farbstoff enthält.
59,60/
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—· — » J* ft Λ -^
34. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 32 oder '?■?, d η durch gekennzeichnet, daß als Flüssigkristall ein nematischer Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie vorgesehen ist.
35. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkristall ein nematischer Flüssigkristall mit negativer dielektrischer Anisotropie vorgesehen ist.
36. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 34, dadurch
g ß k e η η ζ e i c h η (5 t , daß der Flüssigkristall bei fehlender Betriebsspannung homogen In eine Richtung ausgerichtet ist.
37. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkristall bei fehlender Betriebsspannung so orientiert ist,
daß er gedreht ausgerichtet Ist.
38. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkristall bei angelegter Betriebsspannung so orientiert ist, daß er homogen in einer Richtung ausgnrichtet ist.
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39. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 35, dadurch
gekennze i c h η e t , daß der F1üssigkrista)1 bei angelegter F3et r i ebssp?innung so orient, iert ist, daß er gedreht ausgerichtet ist.
hü. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 37 oder 39, dadurch gekennzeichnet, daßder Winke'l der gedrehten Ausrichtung 90 oder etwa 90 beträgt.
41. Anzeigevorrichtung mit einem als Anzeigeelementeeinheit dienenden ersten Substrat, welches mit einer eine Vielzahl von Elektroden aufweisenden, flächenhaften Dünnschicht-Transistoranordnung versehen ist, mit einem zweiten, eine weitere Elektrode aufweisenden Substrat und mit einem zwischen den Substraten angeordneten e1ektro-optisehen Material, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Elektrode der Dünnschicht-Trnnsistoranordnung optische Farbfilter zugeordnet sind, wobei benachbarte Filter voneinander abweichende Spektra1eigenschaften aufweisen und jedes Filter das jeweils benachbarte Filter an dessen angrenzendem Ende überlappt.
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42. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß die flächenhafte Dünnschicht-Transistoranordnung Ha IbI ei terrnater i a I mit fotoleitenden Eigenschaften aufweist.
4:5. Anze igevorr i chtung nach Anspruch 42, ύ a d u r c h gekenn ze ichnet, daß als Halbleitermaterial mit fotoleitenden Eigenschaften amorphes Silizium vorgesehen 1st.
44. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Filter organisches Farbmateria I enthält.
45. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 44, d a d u r c h gekennze ichnet, daß das organische Farbmaterial blauer Farbstoff oder blaues Pigment ist
46. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Farbmaterial roter Farbstoff oder rotes Pigment ist.
61,6 2/
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47. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Farbrnater i a 1 grüner Farbstoff oder grünes Pigment ist.
'+8. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennze i chnet, daß das organische Farbmaterial magentagrüner Farbstoff oder rnagentagrünes Pigment ist.
49- Anzeigevorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennze ich net, daß das organische Farbmator i a 1 gelber Farbstoff oder qelbes P i gmen-t ist.
bQ. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennze i chnet, daß das organische Farbmaterial cyanfarbiger Farbstoff oder cyanfarbiges Pigment ist..
51. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 41, dadurch
gekennze i chnet, daß das obere Substrat gegen die Oberfläche der sich gegenseitig überlappenden Fi 1 tor an 1 i nc] t.
62,63/
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'■>?. Anzeigevorrichtung nach Anspruch Ί T oder lt2, d a d u r c Ii g e k e η π ze i t; h η e t , daß das öl ekt ro-opt i sehe Material ein F 1 ü<js i gkr i st a 1 1 ist.
5/>. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß der riür.slijkristall oinen zweifarbigen Farbstoff rrithält.
Γ>4. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 52 oder 53, dadurch gekennzeichnet, daß als
Flüssigkristall ein nematischer Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie vorgesehen ist.
ri5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 52 oder 53, dadurch gekennzeichnet, daßals
Flüssigkristall ein nematischer Flüssigkristall mit negativer dielektrischer Anisotropiη vorgesehen ist.
56. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 54, dadurch gekonnze i chnet, daß der Flüssigkristall bei fehlender Betriebsspannung homogen in eine Richtung ausgerichtet ist.
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57. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5'+, d a el u r c h gekennzeichnet, dail der Flüssigkristall bei fehlender Betriebsspannung so orientiert ist, daß er gedreht ausgerichtet Ist.
58. Anzeigevorrichtung naich Anspruch 55, dadurch
g e k e η η ζ e I c h η e t , daß der Flüssigkristall bei angelegter Betriebsspannung so orientiert ist, daß er homogen in einor Richtung ausgerichtet ist.
59. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 55, dadurch
g e k e η η ζ e i c h η e t , daß der Flüssigkristall bei angelegter Betriebsspannung so orientiert ist, daß er gedreht ausgerichtet ist.
GO. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 57 oder 59, dadurch gekennzeichnet, daßder
Winkel der gedrehten Ausrichtung 90 oder etwa 90
beträgt.
61. Anzeigevorrichtung mit einer f 1 ä'chenhaf ten Dünnschicht-Transistoranordnung als steuerndes bzw. treibendes '!cha 1 Iv. 1 onion t, dadurch ς\ ο k e η η ζ e i c h net, daß auf einem Substrat, auf welchem die Steuer leitungen für die Dünnschicht-Transistoranordnung aus-
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gebildet sind, eine elektrisch leitende Fläche elektrisch isoliert <!<;cjenüber dun St euer I e i tungen hergestellt wird.
fi?. Anzeigevorrichtung n,u;h Anspruch 62, el η d u r c h g e k ο η η /„ ο 1 c; Ii η e t . daß die flächenhafte DünnschI cnt-TransIstüranordnung Ha 1 b 1 ο i termater i a I mit fotoleitenden E iyensc; haften aufweist.
63. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 62, dadurch g e k e η η 7 e i c h η e t , daß η Is Halbleitermaterial mit fotoleitenden Eigenschaften amorphes
Silizium vorgesehen Ist.
64. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 57 oder 58, d π d u r c h g e k t? η η ζ e i c h η e t , daß die Steuer 1eitung und die leitende fläche durch Entfernen der zur elektrischen Isolation zwischen der leitenden Fläche und den Steuer 1eitungen erforder-1ichen Teile von der über der gesamten Fläche einer Anzeigezone ausgebildeten leitenden Fläche hergestel1t werden.
65. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 61, 62 oder 64,
dadurch gekennzeichnet, daß
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die leitende Fläche in Form einer Vielzahl von als Geqenelektroden von Kondensatoren dienenden Streifenelektroden ausgebildet ist und daß die Streifenelektroden in der anzoi ge f re i en Zone zusammenyeschaltet s ind.
()6. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 61, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Fläche elektrisch mit einem Referenzpotentia Ipunkt verbunden i st.
7. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 61, dadurch (j «kennzeichnet, daß an die leitende Fläche; c:ino Bet r i r;l>'·, spannung nnrjo 1 c-i t ist und daß der Anze i gczur, tnnd durch qet; i nneto Vorgabe der Bet r i ebsspannunc] gesteuert wird.
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