DE60002124T2

DE60002124T2 - Flüssigkristallanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE60002124T2
Application number: DE60002124T
Authority: DE
Inventors: Kazuyoshi Higashiosaka-shi Fujioka; Kazuko Tenri-shi Nakajima; Tsuyoshi Nara-shi Okazaki; Takashi Tenri-shi Ochi
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1999-05-25
Filing date: 2000-05-23
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2020-05-24
Also published as: EP1055960A2; DE60002124D1; JP2000338510A; KR20000077432A; KR100375748B1; EP1055960A3; US6803976B1; TW581900B; EP1055960B1; JP3497098B2

Description

1. GEBIET DER ERFINDUNG:
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung zur Verwendung in einem Anzeigebereich eines Notebookcomputers, eines tragbaren Endgerätes (portable terminal apparatus) oder dergleichen.
2. BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK:
9 ist ein Schaltkreisdiagramm, welches den Aufbau einer herkömmlichen Flüssigkristallanzeigevorrichtung 10 zeigt.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 10 weist eine Mehrzahl Schaltelemente (TFTs 2 in diesem Beispiel) auf, welche in einer Matrixanordnung auf einem aktiven Matrixsubstrat (TFT-Substrat) angeordnet sind. Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 10 weist des Weiteren Gatesignalleitungen 3 zum Zuführen von Gatesignalen für Treiber (TFT) 2 sowie Sourcesignalleitungen 4 zum Zuführen von Anzeigesignalen (Sourcesignale) zu den TFTs 2 auf. Die Gatesignalleitungen 3 und die Sourcesignalleitungen 4 sind so angeordnet, dass sie einander kreuzen. Die Gateelektroden jedes TFTs 2 sind elektrisch mit den jeweiligen Gatesignalleitungen 3 verbunden. Die Sourceelektrode jedes TFT 2 ist elektrisch mit der entsprechende Sourcesignalleitung 4 verbunden. Die Drainelektrode jedes TFTs 2 ist mit einer Pixelelektrode 1 und mit einer Elektrode eines Hilfskondensators 5 (Cs) verbunden. Die andere Elektrode des Hilfskondensators 5 (Cs) ist mit einer gemeinsamen Leitung 6 (common line) verbunden. Das TFT-Substrat liegt einem Gegensubstrat (counter substrate) gegenüber, welches auch als Farbfiltersubstrat (CF; color filter substrate) bezeichnet wird, wobei eine Flüssigkristallschicht zwischen diesen Substraten vorgesehen ist.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 10 wird zum Beispiel dadurch betrieben, dass die Gatesignalleitungen 3 aufwärts oder abwärts abgerastert oder abgetastet werden, um dabei die TFTs 2 entlang jeder Gatesignalleitung 3 einzuschalten oder in den ON-Zustand zu versetzen. An jedes Pixel wird ein Sourcesignal angelegt (über die jeweilige Flüssigkristallschicht in diesem Pixel), so dass die Flüssigkristallschicht und der Hilfskondensator 5 dieses Pixels auf das Potenzial des Sourcesignals gesetzt werden, wodurch das Potenzial der Flüssigkristallschicht in jedem Pixel konstant gehalten wird, nachdem der TFT 2 ausgeschaltet oder in den OFF-Zustand versetzt wurde, bis das Pixel in der nächsten Sequenz oder Abfolge abgetastet oder abgerastert wird. Auf diese Art und Weise wird ein Bild auf der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 10 angezeigt.
Wenn das Flüssigkristallmaterial der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 10 mit einer ionischen Verunreinigung verunreinigt ist oder wird, kann ein gewisser Strom durch die Flüssigkristallschicht geleitet werden, bevor die nächste Abfolge oder die nächste Sequenz erfolgt, und zwar derart, dass das Potenzial entlang der Flüssigkristallschicht vermindert oder reduziert ist oder wird. In diesem Fall kann eine normale Anzeige nicht aufrechterhalten werden.
Derartige ionische Verunreinigungen können irgendwelche organischen oder anorganischen Verunreinigungen sein, zum Beispiel Na⁺, Ca²⁺, Cu²⁺, Cl^–, OH^–, COOH^–, oder dergleichen. Derartige ionische Verunreinigungen können leicht in die Flüssigkristallmaterialschicht eingebracht werden, und zwar während des Herstellungsvorgangs der Flüssigkristallanzeigevorrichtung.
In den letzten Jahren wurden Flüssigkristallanzeigevorrichtungen in tragbaren Endgeräten eingesetzt. Daher wurden Anstrengungen unternommen, die Leistungsaufnahme oder den Energieverbrauch von Flüssigkristallanzeigevorrichtungen derart zu senken, dass tragbare Endgeräte im Freien für eine lange Zeitspanne eingesetzt werden können. Entsprechend ist es notwendig geworden, Flüssigkristallmaterialien zu entwickeln, welche mit einer niedrigen Spannung betrieben werden können. Jedoch bedeutet die Fähigkeit eines Flüssigkristallmaterials, mit einer niedrigen Spannung betrieben werden zu können, dass das Flüssigkristallmaterial eine große dielektrische Anisotropie aufweist, was zur Folge hat, dass das Flüssigkristallmaterial selbst ein Potenzial besitzt. Ein derartiges Flüssigkristallmaterial wird selbst von ionischen Substanzen angezogen, wodurch die Wahrscheinlichkeit erhöht ist oder wird, dass das Flüssigkristallmaterial während des Herstellungsvorgangs für eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung verunreinigt oder kontaminiert wird.
Es ist im Stand der Technik bekannt, dass zur Vermeidung dieser Probleme Hilfskondensatoren oder Hilfskapazitäten Cs wirkungsvoll eingesetzt werden können. Jedoch führen derartige Hilfskondensatoren oder Hilfskapazitäten Cs dazu, dass der Aperturbereich oder die Aperturfläche jedes Pixels reduziert ist. Dadurch wird es zur Erreichung einer Anzeigehelligkeit der Flüssigkristallanzeigevorrichtung in ähnlicher oder äquivalenter Art und Weise wie bei einer herkömmlichen Flüssigkristallanzeigevorrichtung notwendig, die Helligkeit oder Lichtstärke (Illuminanz, illumance) des Hintergrundlichts zu steigern, das heißt die Lichtstärke der Lichtquelle der Flüssigkristallanzeigevorrich tung muss gesteigert werden. Jedoch betragen die Leistungsaufnahme oder der Energieverbrauch des Hintergrundlichts typischerweise 2/3 der gesamten Leistungsaufnahme bzw. des gesamten Energieverbrauchs einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung. Daher kann auf diese Art und Weise der Energieverbrauch oder die Leistungsaufnahme einer Flüssigkristallanzeige nicht vermindert oder reduziert werden.
Mit diesen Problemen beschäftigen sich im Stand der Technik zum Beispiel auch die ungeprüften japanischen Offenlegungsschriften 4-125617, 4-295824, 6-289408 sowie 8-201830, welche Verfahren offenbaren, bei welchen in einem Umgebungsbereich der Anzeigepixelbereiche eine Elektrodenanordnung oder ein Elektrodenmuster (electrode pattern) vorgesehen werden. Ein elektrisches Signal mit einer DC-Komponente wird von außen an diese Elektrodenanordnung angelegt, um ionische Verunreinigungen, welche in das Flüssigkristallmaterial oder die Flüssigkristallschicht gelangt sind, an der Elektrodenanordnung zu adsorbieren oder anzulagern, so dass die Reinheit des Flüssigkristallmaterials im Anzeigepixelbereich gewährleistet und aufrechterhalten werden kann.
Jedoch sind der Zwischenraum oder der Abstand zwischen dem Bereich der Anzeigepixelfläche oder des Anzeigepixelbereichs, in welchem die Ionenadsorptionselektrodenanordnung vorgesehen ist, zu einem Bereich, in welchem eine Versiegelung oder ein Versiegelungsmaterial vorgesehen ist, gering mit einer Stärke von etwa 1 mm bis etwa 3 mm. Um zu gewährleisten, dass die Anzeigeelektrode auf dem CF-Substrat nicht der Ionenadsorptionselektrodenanordnung gegenüberliegt, ist dieser Abstand unter Umständen zu gering für Verfahren, welche beim Stand der Technik typischerweise verwendet werden, das heißt bei Verfahren, bei welchen Anzeigeelektroden strukturiert oder hergestellt werden, während die Anzeigeelektrodenbereiche direkt mit einer Metallmaske während des Ausbildens der Elektrodenanordnung maskiert werden. Folglich ist es notwendig, die Anzeigeelektroden auf dem CF-Substrat mittels einer Fotolithografietechnik zu erzeugen, wodurch die Anzahl von Herstellungsverfahrensschritten erhöht wird oder ist.
Darüber hinaus ergibt sich, dass, wenn eine derartige Elektrodenanordnung auf einem typischen Flüssigkristallanzeigegerät oder einer typischen Flüssigkristallanzeigevorrichtung vorgesehen ist, eine isolierende Zwischenschicht zur elektrischen Isolation der Elektrodenanordnung von den Source- oder Gatesignalleitungen verwendet werden muss oder verwendet wird, wobei sich letztere mit der Elektrodenanordnung überschneiden oder kreuzen. Jedoch wird zum Beispiel eine anorganische Schicht aus Siliziumnitrid (SiN) oder dergleichen, welche typischerweise als isolierende Zwischenschicht verwendet wird, mittels eines CVD-Verfahrens aufgebracht (CVD: Chemical Vapor Deposition, chemische Dampfabscheidung). Dabei ergibt sich eine Schichtdicke oder Stärke von einigen 100 nm mit einer dielektrischen Konstante von etwa B. Daher kann in Abhängigkeit von dem an die Elektrodenanordnung anzulegenden Potenzial die so erhaltene Anzeige durch die Kapazität im Überschneidungsbereich zwischen der Elektrodenanordnung und den Signalleitungen beeinflusst werden.
Zusätzlich wird gemäß den Zeichnungen der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 4-125617 ein Schutzfilm oder eine Schutzschicht auf der Elektrodenanordnung vorgesehen. Wenn ein TFT-Herstellungsvorgang oder -prozess betrachtet wird, muss die Schutzschicht separat abgeschieden werden, wodurch weiterhin die Zahl der Herstellungsschritte ansteigt.
Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 4-295824 offenbart eine Anordnung, bei welcher eine Ionenadsorptionselektro denanordnung zwischen einem Anzeigebereich und einem Versiegelungsmaterial vorgesehen wird. Gemäß diesem herkömmlichen Vorgehen wird primär die Klasse der Flüssigkristallanzeigevorrichtungen vom so genannten Duty-Drive-Typ (duty drive type) betrachtet. Daher kann die Elektrodenanordnung ausschließlich in einer Richtung parallel zu Segmentierungsleitungen oder Segmentleitungen (segment lines) und in einer Richtung parallel zu den gemeinsamen Leitungen (common lines) vorgesehen werden. Es werden Signale in die Segmentleitungen und in die gemeinsamen Leitungen individuell eingegeben. Um andere Signale als das Gegenpotenzial dem CF-Substrat als Eingangssignale zuzuführen, welches mit demjenigen Substrat korrespondiert, auf welchem die gemeinsamen Leitungen vorgesehen sind, ist es bei einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit TFT notwendig, die Anzeigeelektroden auf dem CF-Substrat mittels einer fotolithografischen Technik auszubilden oder zu strukturieren, wie das in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 4-125617 dargestellt ist.
Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 8-201830 offenbart eine ähnliche Anordnung für Flüssigkristallanzeigevorrichtungen mit TFTs. Diese Anordnung weist auch das Problem einer erhöhten Anzahl von Herstellungsschritten auf.
In der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 6-289408 wird dargestellt, dass eine Ionenadsorptionselektrodenanordnung aus einer leitenden Schicht hergestellt werden kann, die auch verwendet wird, um die TFT auszubilden. Daher tritt das Problem einer erhöhten Anzahl von Herstellungsschritten, wie sie bei den drei oben beschriebenen Patentpublikationen vorliegt, hier nicht auf. Bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 6-289408 wird einer oder es werden beide Anordnungsschichten (alignment film) oder eine Abdeckschicht (overcoat film) oberhalb der Elektrodenanordnung derart ent fernt, dass eine alternierende Spannung oder Wechselspannung über der Flüssigkristallschicht anliegt oder angelegt ist. Daher unterscheidet sich der Bereich, in welchem die Elektrodenanordnung ausgebildet ist, von dem Anzeigepixelbereich. Folglich wird ein asymmetrisches Potenzial (= DC-Komponente) erzeugt, welches mit der dielektrischen Konstante der entfernten Anordnungsschicht oder der entfernten Abdeckschicht (overcoat film) korrespondiert. Dieses asymmetrische Potenzial liegt dann über der Flüssigkristallschicht an.
Diese Anordnung setzt jedoch voraus, dass eine Abdeckschicht (overcoat film) über den Anzeigeelektroden im Anzeigepixelbereich vorgesehen ist. Bei typischerweise verwendeten Flüssigkristallanzeigevorrichtungen liegt eine derartige Schicht, nämlich eine andere Schicht als die Anordnungsschicht (alignment film) auf den Anzeigeelektroden nicht vor. Folglich unterscheiden sich die herkömmlichen Vorgehensweisen in Bezug auf die Flüssigkristallanzeigevorrichtung von der vorliegenden Erfindung im Hinblick auf diese grundlegende Struktur.
Des Weiteren ist in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 6-289408 bemerkt, dass die oben beschriebenen Wirkungen auch mit einem DC-Potenzial von 5 mV bis 100 mV erreicht werden können. Jedoch liegt bei hochauflösenden Flüssigkristallanzeigevorrichtungen (vom XGA- oder SXGA-Typ) mit einer diagonalen Bildschirmgröße von etwa 10 Zoll oder mehr eine DC-Potenzialdifferenz in der Anzeigeschirmebene vor, und zwar aufgrund einer Signalverzögerung über die Signalleitungen und/oder die Anzeigeelektroden auf dem CF-Substrat. Eine DC-Potenzialdifferenz im Bereich von etwa 100 mV wurde bei diesen Flüssigkristallanzeigevorrichtungen beobachtet. Daher wird angenommen, dass bei herkömmlichen Vorgehensweisen visuelle Fehler oder Bilddefekte aufgrund ionischer Verunreinigungen, wie sie oben beschrieben wurden, nicht vermieden oder verbessert werden können.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die erfindungsgemäße Flüssigkristallanzeigevorrichtung wird in Anspruch 1 definiert. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigevorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Es werden nun nachfolgend die Funktionen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Wie oben beschrieben wurde, schafft die vorliegende Erfindung eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, bei welcher Pixelelektroden über Gatesignalleitungen und Sourcesignalleitungen über einer dazwischen vorgesehenen Zwischenisolationsschicht ausgebildet und vorgesehen sind, wobei sich die Zwischenisolationsschicht bis zu einem Umgebungsbereich eines Anzeigepixelbereichs erstreckt, auf welchem eine Elektrodenanordnung zum Adsorbieren ionischer Verunreinigungen vorgesehen ist (der Begriff "Umgebungsbereich eines Anzeigepixelbereichs" bezieht sich auf einen Bereich, welcher den Anzeigepixelbereich umgibt, und er befindet sich außerhalb des Anzeigepixelbereichs). Die Elektrodenanordnung kann gleichzeitig mit der Pixelelektrode und somit aus demselben Material gebildet werden, wodurch eine Erhöhung in der Anzahl der Herstellungsschritte vermieden wird. Darüber hinaus ist es nicht notwendig, einen separaten Schutzfilm oder eine separate Schutzschicht auszubilden, da die Anordnungsschicht (alignment film) auf der Elektrodenanordnung vorgesehen ist. Dadurch wird die Notwendigkeit eines zusätzlichen Schritts zum Ausbilden der Schutzschicht, wie er beim Stand der Technik vorgesehen ist, vermieden. Darüber hinaus ist es nicht notwendig, die Gegenelektrode auf dem CF-Substrat mittels eines fotolithografischen Verfahrens oder dergleichen auszubilden, da die Gegenelektrode auf dem Gegensubstrat (CF-Substrat) auf der Elektrodenanordnung vorgesehen werden kann.
Die Pixelelektroden können so vorgesehen werden, dass sie zumindest die Gatesignalleitungen oder die Sourcesignalleitungen überlappen oder überdecken. Die erfindungsgemäße Flüssigkristallanzeigevorrichtung kann eine reflektive Flüssigkristallanzeigevorrichtung sein, bei welcher die Pixelelektroden und die Elektrodenanordnung aus einem metallischen Material mit hohen reflektiven Eigenschaften hergestellt sind.
Die Zwischenisolationsschicht kann aus einem organischen Material hergestellt sein. In diesem Fall ist es möglich, die Kapazität an den Überschneidungsbereichen zwischen der Elektrodenanordnung und den Signalleitungen zu vermindern oder zu reduzieren. Wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 9-96837 dargestellt ist, besitzt ein Acrylharz beispielsweise eine dielektrische Konstante von 3,7 und kann mit einer Schichtstärke von 1,5 μm bis 5 μm unter Verwendung eines Spinbeschichtungsverfahrens auf gebracht werden. Daher beträgt die Kapazität an den Überschneidungsbereichen oder Kreuzungsbereichen 1/6 bis 1/22 der Kapazität, die sich ergäbe, wenn eine herkömmliche Isolationsschicht zum Beispiel aus Siliziumnitrid verwendet würde. Dadurch wird die Beeinflussung auf die Anzeige auf ein Maß derart reduziert, dass dies vom Betrachter nicht mehr bemerkt wird.
Eine ionische Verunreinigung kann auf der Oberfläche der ionische Verunreinigungen adsorbierenden Elektrodenanordnung durch Anlegen eines DC-Potenzials adsorbiert werden, wobei das Potenzial eine Polarität besitzt, welche der Polarität der ionischen Verunreinigung entgegengesetzt ist, wodurch verhindert wird, dass die Anzeigequalität aufgrund der ionischen Verunreinigungen verschlechtert wird, während die Zuverlässigkeit verbessert wird, wie das im Zusammenhang mit den Ausführungsformen 1 bis 3 unten beschrieben wird.
Das elektrische Signal wird an die ionische Verunreinigungen adsorbierende Elektrodenanordnung ausschließlich derart angelegt, dass eine Potenzialdifferenz über der Flüssigkristallschicht anliegt und dabei kein substantieller elektrischer Strom fließt. Daher kann das elektrische Signal dadurch an die Elektrodenanordnung zugeführt werden, indem eine DC-Spannungsversorgung zum Betreiben von ICs oder dergleichen, wie sie bei Treiberschaltkreisen Anwendung benutzt werden, eine DC-Spannungsversorgung zum Bereitstellen von ± Potenzialen für Gatesignale, eine Spannungsversorgung zum Zuführen von Rechtecksignalen, zum Beispiel als Sourcesignale oder als gemeinsame Signale (common signals) und dergleichen, welche bei bestehenden Flüssigkristallanzeigevorrichtungen benutzt werden, Verwendung finden.
Durch Abdecken oder Bedecken der ionische Verunreinigungen adsorbierenden Elektrodenanordnung mit einer Anordnungsschicht (alignment film) kann eine elektrisch angezogene ionische Verunreinigung auf dem Anordnungsfilm oder der Anordnungsschicht selbst adsorbiert werden. Darüber hinaus können die Anordnungsschicht oder der Anordnungsfilm auch als Isolationsschicht dienen, und zwar zum Verhindern von Leckeffekten zwischen der Elektrodenanordnung und den Gegenelektroden auf dem Gegensubstrat (CF-Substrat).
Die ionische Verunreinigungen adsorbierende Elektrodenanordnung kann in eine Mehrzahl Segmente unterteilt sein oder werden. Ein elektrisches Signal kann individuell jedem der Segmente zugeführt werden, wie unten im Zusam menhang mit der Ausführungsform 3 beschrieben wird. Es ist auf diese Art und Weise auch möglich, sichtbare Defekte oder Bildfehler aufgrund ionischer Verunreinigungen zu vermeiden, während eine gute Anzeige dadurch erreicht wird.
Gewöhnlich treten substantielle Kontrastminderungen ausschließlich entlang besonderer Seiten oder einer besonderen Seite der Anzeigepixelbereiche auf. Daher wird die ionische Verunreinigungen adsorbierende Elektrodenanordnung entlang dieser Seiten vorgesehen, wie das im Zusammenhang mit der Ausführungsform 2 beschrieben werden wird.
Die erfindungsgemäße Flüssigkristallanzeigevorrichtung kann auch eine reflektive Flüssigkristallanzeigevorrichtung sein, bei welcher die Pixelelektroden und die Ionenadsorptionselektrodenanordnung aus einem reflektiven und metallischen Material gebildet sind.
Folglich ermöglicht die hier beschriebene Erfindung die Vorteile des Ausbildens einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung, welche in der Lage ist, sichtbare Defekte oder Bildfehler, welche aufgrund ionischer Verunreinigungen auftreten, die aufgrund des Herstellungsvorgangs in die Flüssigkristallanzeige eingebracht wurden, zu vermeiden, wobei die Anzeige durch die der Elektrodenanordnung zugeführten Signale nicht beeinflusst wird. Die erfindungsgemäße Flüssigkristallanzeige kann ohne eine Erhöhung der Anzahl der Herstellungsschritte erzeugt werden. Schließlich ist es nicht notwendig, eine separate Quelle für die Signalangabe für die Elektrodenanordnung vorzusehen.
Diese und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann auch im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren auf der Grundlage der nachfolgenden Beschreibung.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist eine Draufsicht, welche eine Anordnung einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung einer ersten Ausführungsform 1 zeigt, welche nicht zur Erfindung gehört.
2A ist eine Querschnittsansicht, welche den Aufbau der Flüssigkristallanzeigevorrichtung der Ausführungsform 1 darstellt.
2B ist eine Querschnittsansicht einer Anordnung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einer Abwandlung der Ausführungsform 1.
3 ist eine Draufsicht, welche die Verteilung von Kontrastminderungen bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 zeigt.
4 ist eine Draufsicht, welche eine Verteilung von Kontrastminderungen bei einer anderen Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Ausführungsform 1 zeigt, bei welcher die Polierrichtung (rubbing direction) in Bezug auf die Flüssigkristallanzeigevorrichtung aus 3 geändert wurden.
5 ist eine Draufsicht, welche eine Anordnung einer erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform 2 der Erfindung zeigt.
6 ist eine Draufsicht, welche eine Anordnung einer anderen erfindungsgemäßen Flüssigkris tallanzeigevorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 der Erfindung zeigt.
7 ist eine Draufsicht, welche eine Anordnung einer anderen erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Ausführungsform 2 der Erfindung zeigt.
8 ist eine Draufsicht, welche eine Anordnung einer erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform 3 der Erfindung zeigt.
9 ist ein Schaltungsdiagramm, welches eine Anordnung einer herkömmlichen Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigt.
DETAILBESCHREIBUNG
(Ausführungsform 1)
1 ist eine Draufsicht, welche eine Ausführungsform 1 einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 zeigt, welche nicht in den Bereich der vorliegenden Erfindung fällt. 2A ist eine Querschnittsansicht dieser Vorrichtung. 2B ist eine Querschnittsansicht einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100' gemäß einer Abwandlung des Ausführungsbeispiels 1.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 weist ein TFT-Substrat 101 mit Pixelelektroden 202 darauf sowie ein CF-Substrat 102 mit Gegenelektroden 206 darauf auf. Das TFT-Substrat 101 und das CF-Substrat 102 sind einander gegenüberliegend angeordnet, wobei zwischen ihnen eine Flüssigkristallschicht 110 vorgesehen ist. Jedes Pixel wird definiert als ein Bereich, welcher zwischen einer Pixelelekt rode 202 und einem korrespondierenden Teil einer Gegenelektrode 206 ausgebildet ist. Es ist ein Versiegelungsmaterial 103 in einem Umgebungsbereich eines Anzeigepixelbereichs 113 vorgesehen, welches die Pixel umgibt. Eine Elektrodenanordnung 105 zum Adsorbieren ionischer Verunreinigungen ist zwischen dem Anzeigepixelbereich 113 und dem Versiegelungsmaterial 103 vorgesehen. Bei dieser Ausführungsform besitzt der Anzeigepixelbereich 113 zur Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 eine rechteckige Gestalt.
Das TFT-Substrat 101 ist mit Gatesignalleitungen 203 zum Zuführen von Gatesignalen zum Antreiben der TFT 201 sowie mit Sourcesignalleitungen 204 zum Zuführen von Anzeigesignalen (Sourcesignale) zu den TFTs 201 ausgebildet. Die Gatesignalleitungen 203 und die Sourcesignalleitungen 204 sind so angeordnet, dass sie einander überkreuzen (senkrecht in diesem Beispiel). Jeder der TFTs 201 ist als Schaltelement in der Nachbarschaft eines Überschneidungsbereichs zwischen einer der Gatesignalleitungen 203 und einer der Sourcesignalleitungen 204 ausgebildet. Die Pixelelektroden 202 sind so angeordnet und vorgesehen, dass zumindest eine der Gatesignalleitungen 203 und eine der Sourcesignalleitungen 204 mittels einer Zwischenisolationsschicht 204 aus einem organischen Material dazwischen teilweise überdeckt oder überlappt wird. Jede Pixelelektrode 202 ist mit der Drainelektrode des TFTs 201 über ein Kontaktloch (nicht dargestellt) in der Zwischenisolationsschicht 104 verbunden. Das Material der Zwischenisolationsschicht ist nicht auf organische Materialien beschränkt. Zum Beispiel kann das Material der Zwischenisolationsschicht 104 SiN_x oder SiO₂ zeigen. Die Anordnungsschicht (alignment film) 111 ist auf der Zwischenisolationsschicht 104 vorgesehen. Die Gatesignalleitungen 203 und die Sourcesignalleitungen 204 erstrecken sich über einen Rahmenbereich 104 (frame region) hinaus in einen Ab schlussbereich oder Endbereich 115 (terminal region) hinein, in welchem Eingangsanschlüsse 108 der Gatesignalleitungen 203 und der Sourcesignalleitungen 204 vorgesehen sind. Die Signalspannungen zum Antreiben oder Betreiben der TFTs 201 werden über die Eingangsanschlüsse 108 der Gatesignalleitungen 203 diesen zugeführt. Die Signalspannungen der Anzeigedaten werden den Sourcesignalleitungen 204 über deren Eingangsanschlüsse 108 zugeführt. Die Elektrodenanordnung 105, welche vorangehend und nachfolgend auch als Elektrodenmuster 105 bezeichnet werden kann, ist entlang des Umfangsbereichs der Zwischenisolationsschicht 104 derart vorgesehen, dass diese den Umfang oder die Umgebung des Anzeigepixelbereichs 113 umgibt, und zwar mit einer Ausdehnung oder Erstreckung in den Anschluss oder Abschlussbereich 115 hinein. Ein elektrisches Signal wird der Elektrodenanordnung 105 über diese Ausdehnung oder Erstreckung hin zugeführt. Das der Elektrodenanordnung 105 zuzuführende elektrische Signal kann über die Spannungsversorgung für die Sourcebetriebsschaltung oder die Spannungsversorgung für die Gatebetriebsschaltung zugeführt werden. Als Ergebnis davon ist es nicht notwendig, extra eine Sourcesignaleingabe für die Elektrodenanordnung 105 auszubilden und vorzusehen.
Das CF-Substrat 102 weist eine Gegenelektrode 206 auf, welche auf der CF-Schicht 207 vorgesehen ist und eine schwarze Matrix 208 (black matrix) aufweist. Die Anordnungsschicht 112 ist über der CF-Schicht 207 und der schwarzen Matrix 208 vorgesehen und ausgebildet.
Das TFT-Substrat 101 kann in der nachfolgend beschriebenen Art und Weise erzeugt werden.
Zunächst werden auf einem Substrat die TFTs 201 ausgebildet vorgesehen. Die Zwischenisolationsschicht 104 wird über den TFTs 201 durch Spinbeschichten (spin coating) mit einem fotoempfindlichen Acrylharz mit einer Schichtdicke von 3 μm ausgebildet. Kontaktlöcher (nicht dargestellt) werden in der Zwischenisolationsschicht 104 vorgesehen. Dann werden die Pixelelektroden 202 durch Strukturierung eines ITO-Materials (ITO: Indium-Zinnoxid) mittels eines Sputterverfahrens hergestellt. Die Drainelektroden der TFTs 201 werden jeweils über die Kontaktlöcher in der Zwischenisolationsschicht 104 mit den Pixelelektroden 202 verbunden. Während dieses Herstellungsschritts werden gleichzeitig auch die Elektrodenanordnung 105 oder das Elektrodenmuster 105 aus dem ITO-Material gebildet, aus welchem auch die Pixelelektroden 202 ausgebildet werden. Dann wird die Anordnungsschicht 101 über der Elektrodenanordnung 105 und den Pixelelektroden 202 ausgebildet und ist dann Gegenstand eines Anordnungsschritts (alignment treatment), zum Beispiel eines Polierschritts (rubbing). Auf diese Art und Weise wird das TFT-Substrat 101 hergestellt.
In 2B ist gezeigt, dass eine Zwischenisolationsschicht 104' unter oder außerhalb des Versiegelungsmaterials 103 oder des Bereichs davon vorhanden sein muss, solange die Zwischenisolationsschicht 104' nur unter der Elektrodenanordnung 105 liegt.
Die nachfolgenden Zuverlässigkeitstests wurden im Hinblick auf die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 durchgeführt.
Zunächst wurde an der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 ein Leitfähigkeitszuverlässigkeitstest in einem Thermostaten bei 60°C ohne das Anlegen einer Spannung an die Elektrodenanordnung 105 durchgeführt. Im Ergebnis davon ergab sich, dass der Kontrast entlang des Peripheriebereichs oder Umfangsbereichs des Anzeigepixelbereichs 113 ab 300 Stunden absank, wie das in Tabelle 1 unten dargestellt ist.
Das Absinken oder die Reduktion des Kontrasts bezeichnen in diesem Zusammenhang Bedingungen, bei welchen eine schwarze Anzeige (also in Gegenwart einer angelegten Spannung) keine ausreichende Dunkelheit zeigt. Das Absinken oder die Reduktion des Kontrasts ist nicht abhängig von der Länge der Signaleinschreibzeitspanne (T_on-Zeitspanne), sondern ist abhängig von der Signalhaltezeitspanne (signal retaining period, T_off-Zeitspanne ) . Falls die T_off-Zeitspanne lang ist, ist die Dunkelheit der schwarzen Anzeige (black display) vermindert oder reduziert, wodurch die schwarze Anzeige weißer oder heller erscheint. Falls die T_off-Zeitspanne kurz ist, erreicht die schwarze Anzeige eine ausreichende Dunkelheit. Es ergab sich keine Änderung in der Anzeige, falls die OFF-Spannung (V_gl), welche abhängig ist von den OFF-Charakteristika der TFTs, in einer Richtung variiert wurde. Dies zeigt, dass ein Lochdefekt oder Leckagedefekt durch die Flüssigkristallanzeigeschicht 110 hindurch durch Einführen ionischer Verunreinigungen in die Flüssigkristallanzeigeschicht 110 vorgelegen haben muss.
Nachdem die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100, deren Kontrast einmal vermindert wurde, im Thermostat bei einer gleichen Temperatur oder einer höheren Temperatur als der Phasenübergangstemperatur T_ni des Flüssigkristallmaterials für einige Stunden ohne elektrische Leitung darüber verblieb, diffundierten die ionischen Verunreinigungen im Bereich der Flüssigkristallschicht 110, und der Fehler oder Defekt verschwand. Auf diese Art und Weise wurden wiederholt Leitfähigkeitszuverlässigkeitstests für ein und dieselbe Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 durchgeführt, welche dann im Wesentlichen den gleichen Defekt oder Fehler immer im Wesentlichen zum selben Zeitpunkt zeigten.
Nach Wiedergewinnung des Kontrasts durch Verbleiben der Vorrichtung im Thermostaten bei einer Temperatur, welche der Phasenübergangstemperatur T_in des Flüssigkristallmaterials entsprach oder darüber lag, und zwar für einige Stunden ohne elektrische Leitung darüber, wurde der Zuverlässigkeitstest in einem Thermostaten bei 60°C durchgeführt, während eine DC-Spannung von +3,3 V an die Elektrodenanordnung 105 angelegt wurde. Auf ähnliche Art und Weise wurde dann der Zuverlässigkeitstest mit einer DC-Spannung von –3,3 V durchgeführt. Auch diese Ergebnisse sind in der Tabelle 1 unten aufgeführt.
Tabelle 1
Wie sich aus Tabelle 1 ergibt, trat der Fehler etwa ab 300 Stunden auf, und zwar sowohl in dem Fall, bei welchem keine Spannung an die Elektrodenanordnung 105 angelegt wurde, als auch bei dem Fall, bei welchem –3,3 V angelegt wurden. Im Gegensatz dazu verschwand der Fehler auch nach über 1000 Stunden nicht, falls bei einer elektrischen Leitung +3,3 V an die Elektrodenanordnung 105 angelegt wurden.
Es ergibt sich daraus, dass der Grund für die Verminderung des Kontrasts der Anzeige in diesem Test ein negatives Ion gewesen sein muss.
Nachdem eine Spannung von +3,3 V an die Elektrodenanordnung 105 nach einer elektrischen Leitung durch die Flüssigkristallschicht für 1000 Stunden angelegt wurde, wurde nachfolgend ein Leitfähigkeitstest in der Abwesenheit einer angelegten Spannung an die Elektrodenanordnung 105 fortgesetzt. Als Ergebnis davon ergab sich, dass nach 400 Stunden einer elektrischen Leitung durch die Flüssigkristallschicht 110 ein Fehler oder Defekt auftrat. Darüber hinaus wurden an ein Gerät, bei welchem ein Defekt nach Anlegen keiner Spannung an die Elektrodenanordnung 150, und ein Gerät, bei welchem ein Defekt nach Anlegen einer Spannung von –3,3 V an die Elektrodenanordnung 105 auftrat, mit einer Spannung von 3,3 V an die Elektrodenanordnung 105 beaufschlagt, nachdem der Defekt auftrat. Im Ergebnis davon zeigten beide Geräte, dass der Defekt oder Fehler innerhalb von 24 Stunden verschwand. Nachfolgend wurde dann keiner Fehler oder Defekt bei diesen Geräten für über 1000 Stunden einer elektrischen Leitung über die Flüssigkristallschicht 110 beobachtet.
Darüber hinaus wurde ein Gerät, bei welchem ein Defekt oder Fehler auftrat, nachdem eine Spannung von +3,3 V an die Elektrodenanordnung 105 angelegt wurde und bei welchem dann eine elektrische Leitung über die Flüssigkristallschicht für 1000 Stunden vorlag und bei welchem dann für 500 Stunden keine Spannung angelegt wurde, im Thermostaten bei einer Temperatur behalten, welche der Phasenübergangstemperatur T_ni des Flüssigkristallmaterials entspricht, und zwar für einige Stunden ohne elektrische Leitung durch das Material. Dann wurde ein Leitfähigkeitstest in der Abwesenheit einer angelegten Spannung an die Elektrodenanord nung 105 durchgeführt. Im Ergebnis davon zeigte sich das Auftreten eines Fehlers nach 300 Stunden.
Im Lichte der obigen Beschreibung kann angenommen oder gefolgert werden, dass eine einmal auf die Elektrodenanordnung 105 adsorbierte ionische Verunreinigung verändert oder bewegt wird und adsorbiert wird von der Anordnungsschicht 111, welche auf der Oberfläche der Elektrodenanordnung 105 vorgesehen ist. Es wurde ein weiterer Test durchgeführt, bei welchem keine Anordnungsschicht 111 auf der Oberfläche der Elektrodenanordnung 105 gegeben war.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung zeigte ein fehlerhaftes Verhalten oder einen Defekt nach 400 Stunden der elektrischen Leitung oder Leitfähigkeit durch das Flüssigkristall oder die Flüssigkristallschicht, wenn keine Spannung an die Elektrodenanordnung angelegt wurde. Es wurde zuvor bestätigt, dass dieses fehlerhafte Verhalten oder dieser Effekt aufgrund einer individuellen Differenz oder eines individuellen Unterschieds erfolgte, welcher beseitigt werden kann durch Verbleiben der Vorrichtung im Thermostaten bei einer Temperatur, welche der Phasenübergangstemperatur T_in des Flüssigkristallmaterials entspricht oder übersteigt, und zwar für einige Stunden, ohne dass eine elektrische Leitung durchgeführt wird, wonach im Wesentlichen dasselbe fehlerhafte Verhalten nach der im Wesentlichen selben Zeitspanne auftritt, wenn der Zuverlässigkeitstest durchgeführt wird, und zwar wie bei dem Zuverlässigkeitstest, wie er oben beschrieben wurde.
Nach dem Anlegen einer Spannung von +3,3 V an die Elektrodenanordnung oder an das Elektrodenmuster der Flüssigkristallanzeigevorrichtung für ein 1000 Stunden wurde der Leitfähigkeitstest ohne an die Elektrodenanordnung angelegte Spannung fortgeführt. Im Ergebnis davon trat ein Defekt oder Fehler nach 20 Stunden der elektrischen Lei tung durch die Flüssigkristallschicht auf. Es wird angenommen, dass der Fehler oder Defekt in einer derart kurzen Zeitspanne auftritt, weil die ionische Verunreinigung sich über die Flüssigkristallschicht verteilt und einmal von der Elektrodenanordnung angezogen und dort adsorbiert wird. Dann jedoch lässt die Fähigkeit der Adsorption nach, und es tritt eine Diffusion von der Elektrodenanordnung fort auf .
Dies zeigt auch, dass die Anordnungsschicht (alignment film) einen Einfluss auf die Adsorption der ionischen Verunreinigungen auf die Oberfläche der Anordnungsschicht hat.
Bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform können die Pixelelektroden auf der Zwischenisolationsschicht teilweise oder partiell mit den Gatesignalleitungen und/oder den Sourcesignalleitungen überlappen oder diese überdecken.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform kann eine reflektive Flüssigkristallanzeigevorrichtung sein, bei welcher die Pixelelektroden und die ionische Verunreinigungen adsorbierende Elektrodenanordnung auf der Zwischenisolationsschicht aus einem reflektiven oder reflektierenden metallischen Material gebildet sind.
(Ausführungsbeispiel 2)
Beim Ausführungsbeispiel 2 wird die Anordnung der ionische Verunreinigungen adsorbierenden Elektrodenanordnung diskutiert.
Bei der Ausführungsform 1 von oben ist die Elektrodenanordnung 105 so ausgebildet und vorgesehen, dass diese den Anzeigepixelbereich 113 vollständig umgibt. Die Kontrastverminderung der Anzeige hat jedoch die in 3 dargestellte Verteilung, und die Elektrodenanordnung 105 kann im Hinblick auf diese Verteilung teilweise fortgelassen werden.
Die Polierrichtungen (rubbing directions) der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 der vorliegenden Ausführungsform sind in 3 dargestellt. Zu Illustrationszwecken wird in der folgenden Beschreibung Bezug genommen auf die obere linke, untere linke, untere rechte und obere rechte Ecke der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100, und zwar werden diese bezeichnet als erste Ecke 120, zweite Ecke 130, dritte Ecke 140 bzw. vierte Ecke 150. In 3 wird die Polierrichtung auf dem CF-Substrat 102 durch einen Pfeil 301 repräsentiert, der sich im Allgemeinen von der zweiten Ecke 130 zur vierten Ecke 150 hin erstreckt. Die Polierrichtung auf dem TFT-Substrat 101 wird dargestellt durch einen Pfeil 302, welcher sich im Allgemeinen von der ersten Ecke 120 zur vierten Ecke 140 erstreckt. Zur Vereinfachung wird die Polierrichtung einer Anordnungsschicht auf jedem der Substrate durch einen einzigen Pfeil dargestellt, welcher auf eine Ecke des Anzeigepixelbereichs 113 zeigt. Es ergibt sich jedoch, dass die Polierbehandlung tatsächlich im Hinblick oder über die gesamte Oberfläche der Anordnungsschicht durchgeführt wird, und nicht nur in Bezug auf eine einzige Linie oder Zeile davon. Wie in 3 dargestellt ist, sind die Kontrastverminderungen entlang bestimmter Seiten des Anzeigepixelbereichs 113 signifikant, das heißt, in Bezug auf eine Seite, welche zwischen der Spitze des Pfeils 302 (korrespondierend mit der dritten Ecke 140) und der Spitze des Pfeils 301 (korrespondierend mit der vierten Ecke 150) liegt, und einer anderen Seite, welche zwischen dem Beginn des Pfeils 302 (korrespondierend mit der ersten Ecke 120) und der Spitze des Pfeils 301 (korrespondierend mit der vierten Ecke 150) liegt und in Bezug auf eine weitere Seite, welche zwischen der Spitze des Pfeils 302 (korrespondierend mit der dritten Ecke 140) und dem Anfang des Pfeils 301 (korrespondierend mit der zweiten Ecke 130) liegt.
Um die Ursache für die Kontrastminderungen zu verifizieren, wurde der Kontrast der Anzeige der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 200 beobachtet und gemessen, bei welcher die Polierrichtungen gegenüber den Polierrichtungen der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 gemäß 4 geändert wurden. Die Polierrichtung auf dem CF-Substrat der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 200 wird durch einen Pfeil 303 repräsentiert, welcher sich im Allgemeinen von der vierten Ecke 150 zur zweiten Ecke 130 hin erstreckt. Des Weiteren wird die Polierrichtung auf dem TFT-Substrat durch einen Pfeil 304 repräsentiert, welcher sich im Allgemeinen von der dritten Ecke 140 zur ersten Ecke 120 hin erstreckt. Das heißt, dass die Polierrichtungen auf dem CF-Substrat und dem TFT-Substrat der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 200 (welche durch die Pfeile 303 bzw. 304 repräsentiert werden) jeweils entgegengesetzt ausgebildet sind zu denen auf dem CF-Substrat und dem TFT-Substrat der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 (welche repräsentiert werden durch die Pfeile 301 bzw. 302). Wie in 4 dargestellt ist, sind bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 200 die Kontrastminderungen signifikant entlang bestimmter Seiten entlang des Anzeigepixelbereichs 113. Dies betrifft eine Seite, welche zwischen der Spitze des Pfeils 304 (korrespondierend mit der ersten Ecke 120) und der Spitze des Pfeils 303 (korrespondierend mit der zweiten Ecke 130), liegt, eine andere Seite, welche zwischen dem Beginn des Pfeils 304 (korrespondierend mit der dritten Ecke 140) und der Spitze des Pfeils 303 (korrespondierend mit der zweiten Ecke 130) liegt, sowie eine weitere Seite, welche zwischen der Spitze des Pfeils 304 (korrespondierend mit der ersten Ecke 120) und dem Beginn des Pfeils 303 (korrespondierend mit der vierten Ecke 150) liegt.
Im Lichte der oben beschriebenen Umstände wurde eine andere Flüssigkristallanzeigevorrichtung 300 hergestellt, wie sie in 5 dargestellt ist, und zwar mit denselben Polierrichtungen auf dem CF-Substrat und dem TFT-Substrat (repräsentiert durch die Pfeile 301 bzw. 302) wie denen bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 aus 3. Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 300 ist mit einer Elektrodenanordnung 105A ausschließlich entlang derjenigen drei Seiten des Anzeigepixelbereichs ausgebildet, bei welchem die Kontrastminderungen signifikant waren. Insbesondere ist die Elektrodenanordnung 105A entlang folgender drei Seiten des Anzeigepixelbereichs ausgebildet: einer Seite, welche zwischen der Spitze des Pfeils 302 (korrespondierend mit der dritten Ecke 140) und der Spitze des Pfeils 301 (korrespondierend mit der vierten Ecke 150) liegt, einer anderen Seite, welche zwischen dem Beginn des Pfeils 302 (korrespondierend mit der ersten Ecke 120) und der Spitze des Pfeils 301 (korrespondierend mit der vierten Ecke 150) liegt, sowie einer anderen Seite, welche zwischen der Spitze des Pfeils 302 (korrespondierend mit der dritten Ecke 140) und dem Beginn des Pfeils 301 (korrespondierend mit der zweiten Ecke 130) liegt. Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 300 besitzt eine Elektrodenanordnung 105A, welche im Wesentlichen dieselbe ist wie die Elektrodenanordnung 105 der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100, und somit der Ausnahme, dass die Elektrodenanordnung 105A sich nicht entlang der linken Seite des Anzeigepixelbereichs erstreckt.
Es wurde in Bezug auf die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 ein Zuverlässigkeitstest wie bei der Ausführungsform 1 durchgeführt. Im Ergebnis davon zeigten sich nach 300 Stunden einer elektrischen Leitung durch die Flüssig kristallschicht, wobei keine Spannung an die Elektrodenanordnung 105A angelegt wurde, Defekte oder ein fehlerhaftes Verhalten. Im Gegensatz dazu zeigten sich keine Defekte oder Fehler nach über 1000 Stunden einer elektrischen Leitung durch die Flüssigkristallanzeigevorrichtung, wenn eine Spannung von +3,3 V an die Elektrodenanordnung 105A angelegt wurde.
6 zeigt eine weitere Form der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 400 mit denselben Polierrichtungen auf dem CF-Substrat und dem TFT-Substrat (repräsentiert durch die Pfeile 301 bzw. 302) wie diejenigen bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 auf 3. Bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 400 ist eine Elektrodenanordnung 105B entlang einer Seite des Anzeigepixelbereichs vorgesehen, welche zwischen der Spitze des Pfeils 301 (korrespondierend mit der vierten Ecke 150) und der Spitze des Pfeils 302 (korrespondierend mit der dritten Ecke 140) liegt, ausgebildet. Es wird der im Zusammenhang mit der Ausführungsform 1 beschriebene Zuverlässigkeitstest im Hinblick auf die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 400 durchgeführt. Die Elektrodenanordnungen 105B der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 400 ist im Wesentlichen die gleiche wie bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 und 300, außer dass die Elektrodenanordnung 105B sich ausschließlich entlang der rechten Seite des Anzeigepixelbereichs 113 erstreckt (das heißt zwischen der dritten Ecke 140 und der vierten Ecke 150). Im Ergebnis davon zeigten sich Defekte oder ein fehlerhaftes Verhalten nach 300 Stunden einer elektrischen Leitung durch die Flüssigkristallschicht, wenn keine Spannung an die Elektrodenanordnung 105B angelegt wurde. Im Gegensatz dazu zeigte sich kein Defekt selbst nach 700 Stunden einer elektrischen Leitung durch die Flüssigkristallschicht, wenn eine Spannung von +3,3 V an die Elektrodenanordnung 105B angelegt wurde. Nach 800 Stunden jedoch trat ein Defekt entlang der Seite des Anzeigepixelbereichs auf, welcher sich zwischen der ersten Ecke 120 und der vierten Ecke 150 erstreckt, und entlang einer Seite des Anzeigepixelbereichs, die sich zwischen der zweiten Ecke 130 und der vierten Ecke 140 erstreckt, auf. Die Elektrodenanordnung der vorliegenden Erfindung muss nicht unbedingt entlang jeder dieser drei Seiten des Anzeigepixelbereichs vorgesehen oder ausgebildet sein. Die Elektrodenanordnung der vorliegenden Erfindung kann entlang mindestens einer der Seiten des Anzeigepixelbereichs ausgebildet sein.
Bei einem im Allgemeinen rechteckigen Anzeigepixelbereich kann zum Beispiel die Elektrodenanordnung entlang von zwei Seiten ausgebildet sein, welche miteinander durch eine Ecke des im Allgemeinen rechteckigen Anzeigepixelbereichs verbunden sind, wobei auf diese Ecke durch einen Pfeil, welcher die Polierrichtung auf einem der Substrate repräsentiert, gezeigt wird. Alternativ kann die Elektrodenanordnung entlang eines ersten Paares Seiten ausgebildet sein, welche durch eine Ecke des im Allgemeinen rechteckigen Anzeigepixelbereichs verbunden sind, wobei auf diese Ecke durch einen Pfeil gezeigt wird, welcher die Polierrichtung auf einem der Substrate repräsentiert. Auch kann die Elektrodenanordnung entlang eines zweiten Paares Seiten angeordnet und vorgesehen sein, welche durch eine andere Ecke des im Allgemeinen rechteckigen Anzeigepixelbereichs verbunden sind, wobei auf diese Ecke durch einen anderen Pfeil gezeigt wird, welcher die Polierrichtung auf dem anderen Substrat repräsentiert. Das erste Paar Seiten und das zweite Paar Seiten haben eine Seite miteinander gemeinsam. Dies wird unter Bezugnahme auf 7 im Detail erörtert, wobei 7 eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung 400' zeigt, welche eine Elektrodenanordnung oder ein Elektrodenmuster 105C besitzt.
Bei dem gezeigten Beispiel zeigt die Spitze des Pfeils 301, welcher die Polierrichtung auf dem CF-Substrat repräsentiert, auf die vierte Ecke 150. Daher kann die Elektrodenanordnung entlang von zwei Seiten ausgebildet werden, welche miteinander durch die vierte Ecke 150 verbunden sind (das heißt diejenige Seite, welche sich zwischen der ersten Ecke 120 und der vierten Ecke 150 erstreckt, sowie diejenige Seite, die sich zwischen der dritten Ecke 140 und der vierten Ecke 150 erstreckt). Alternativ kann die Elektrodenanordnung entlang zweier Paare von Seiten ausgebildet sein, wobei jedes Paar miteinander durch eine Ecke des im Allgemeinen rechteckigen Anzeigepixelbereichs verbunden ist, wobei die jeweilige Ecke durch einen Pfeil angezeigt wird, welcher die Polierrichtung auf einem der Substrate repräsentiert. Die beiden Paare Seiten haben eine Seite miteinander gemeinsam. Da der Anzeigepixelbereich eine rechteckige Form aufweist, kann die Elektrodenanordnung als Elektrodenanordnung 105A gemäß der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 300 aus 5 ausgebildet sein.
Bei jeder Flüssigkristallanzeigevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform können die Pixelelektroden auf der Zwischenisolationsschicht teilweise mit den Gatesignalleitungen und/oder mit den Sourcesignalleitungen überlappen oder die Seite abdecken.
Jede Flüssigkristallanzeigevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform kann eine reflektive Flüssigkristallanzeigevorrichtung sein, bei welcher die Pixelelektroden und die ionische Verunreinigungen adsorbierende Elektrodenanordnung auf der Zwischenisolationsschicht aus einem reflektiven metallischen Material ausgebildet sind.
(Ausführungsform 3)
3 zeigt eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung 500 gemäß der Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung, bei welcher dieselben Polierrichtungen auf dem CF-Substrat und dem TFT-Substrat (repräsentiert durch die Pfeile 301 bzw. 302) vorgesehen sind wie bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung 100 aus 3. Wie in 8 dargestellt ist, weist die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 500 eine Elektrodenanordnung auf, welche in drei Segmente 105E, 105F sowie 105G unterteilt ist, an weiche jeweils irgendein elektrisches Potenzial angelegt ist. Die Elektrodenanordnungssegmente 105E, 105F sowie 105G werden auf einer Seite vorgesehen, welche sich zwischen der dritten Ecke 140 und der vierten Ecke 150 erstreckt, einer Seite, welche sich zwischen der zweiten Ecke 130 und der dritten Ecke 140 erstreckt, sowie einer Seite, welche sich zwischen der vierten Ecke 150 und der ersten Ecke 120 erstreckt. Der Zuverlässigkeitstest wird mit dem Anlegen einer Spannung von +3,3 V an das Elektrodenanordnungssegment 105E und einer Spannung von +5,5 V an jedes der Elektrodenanordnungssegmente 105F sowie 105G durchgeführt. Im Ergebnis davon zeigte die Flüssigkristallanzeigevorrichtung 500 auch noch über 1000 Stunden einer elektrischen Leitung über die Flüssigkristallschicht keine Defekte.
Dies zeigt, dass eine Elektrodenanordnung in eine Mehrzahl Segmente unterteilt werden kann, an welche irgendein elektrisches Potenzial individuell angelegt werden kann, solange es möglich ist, an jedes der Elektrodenanordnungssegmente ein Potenzial anzulegen, dessen Polarität entgegengesetzt zu der der ionischen Verunreinigung ist, welche adsorbiert werden soll. Bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform können die Pixelelektroden die Gatesignalleitungen und/oder die Sourcesignalleitungen teilweise abdecken oder überdecken.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform kann eine reflektive Flüssigkristallvorrichtung sein, bei welcher die Pixelelektroden und die ionische Verunreinigungen adsorbierende Elektrodenanordnungssegmente auf einer isolierenden Zwischenschicht aus einem reflektiven metallischen Material ausgebildet sind. Bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Acrylharz als Zwischenisolationsschicht verwendet. Es kann jedoch auch eine Zwischenisolationsschicht verwendet werden, die aus irgendeinem organischen Material besteht. Zum Beispiel bieten sich an Acrylharze oder Fluorharze, TEOS (Tetraethylorthosilikat) oder dergleichen. Bevorzugte Materialien für die Zwischenisolationsschicht sind diejenigen, bei welchen die Zwischenisolationsschicht mit hoher Schichtdicke abgeschieden werden kann und welche eine geringe Dielektrizitätskonstante besitzen.
Wie oben beschrieben wurde, schafft die vorliegende Erfindung eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, bei welcher Pixelelektroden über Gatesignalleitungen und Sourcesignalleitungen mittels einer Zwischenisolationsschicht dazwischen angeordnet sind, bei welcher die Zwischenisolationsschicht sich zu einem Umgebungsbereich eines Anzeigepixelbereichs hin erstreckt, auf welchem eine Elektrodenanordnung zum Adsorbieren ionischer Verunreinigung vorgesehen ist. Die Elektrodenanordnung kann gleichzeitig mit den Pixelelektroden und aus demselben Material ausgebildet werden, und es ist nicht notwendig, eine Schutzschicht auf der Elektrodenanordnung vorzusehen. Damit ist es möglich, eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung bereitzustellen, welche eine hohe Anzeigequalität besitzt, ohne dass die Anzahl von Herstellungsschritten gesteigert ist.
Die ionische Verunreinigung kann auf der Oberfläche der ionische Verunreinigung adsorbierenden Elektrodenanordnung dadurch adsorbiert werden, dass ein DC-Potenzial mit einer Polarität angelegt wird, welche der Polarität der ionischen Verunreinigung entgegengesetzt ist. Dadurch wird verhindert, dass die Anzeigequalität sich aufgrund der ionischen Verunreinigungen verschlechtert, während die Zuverlässigkeit über eine lange Zeitspanne hinweg verbessert wird.
Darüber hinaus ist es möglich, die Kapazität in jedem Zwischenbereich zwischen der Elektrodenanordnung und einer Signalleitung zu reduzieren, weil die Zwischenisolationsschicht aus einem organischen Material hergestellt wird, wodurch verhindert wird, dass die Kapazität die Anzeigequalität beeinflusst.
Es kann ein elektrisches Signal an die Elektrodenanordnung angelegt werden, und zwar durch Verwendung: einer DC-Spannungsversorgung zum Betreiben von ICs oder dergleichen, und folglich eine Spannungsversorgung für Betriebsschaltungen oder Treiberschaltungen, durch eine DC-Spannungsversorgung zum Zuführen eines ± Potenzials für die Gatesignale, durch eine Spannungsversorgung zum Zuführen eines Rechteckwellensignals, zum Beispiel als Sourcesignale oder gemeinsame Signale (common signals), oder dergleichen, welche im Zusammenhang mit bereits bestehenden Flüssigkristallanzeigevorrichtungen verwendet werden. Daher ist es nicht notwendig, separate Quellen für die Eingabesignale oder Eingangssignale vorzusehen.
Durch das Abdecken der ionische Verunreinigungen adsorbierenden Elektrodenanordnung mit einer Anordnungsschicht können die elektrisch angezogenen ionischen Verunreinigungen auf der Oberfläche der Anordnungsschicht selbst adsorbiert werden, wodurch die Zuverlässigkeit der Vorrichtung weiter verbessert wird.

Claims

Flüssigkristallanzeigevorrichtung (100) mit: – einem Paar Substrate (101, 102), die sich einander gegenüber stehen, – einer Flüssigkristallschicht (110), welche zwischen dem Paar Substrate (101, 102) angeordnet ist, – einer Mehrzahl Schaltelemente (201), welche in Matrixform auf einem der Substrate (101, 102) angeordnet ist, wobei die Matrixform einen Anzeigepixelbereich definiert, – Gatesignalleitungen (203), welche auf korrespondierenden Leitungen der Matrix der Schaltelement (2019 angeordnet sind zum Zuführen von Gatesignalen zum Antreiben oder Betreiben der Schaltelemente (201), – Sourcesignalleitungen (204), welche die Gatesignalleitungen (203) kreuzen, zum Zuführen von Anzeigesignalen zu den Schaltelementen (201), – einer Zwischenisolationsschicht (104), welche über den Gatesignalleitungen (203) und den Sourcesignalleitungen (204) vorgesehen ist, und – Pixelelektroden (202), welche über den Gatesignalleitungen (203) und den Sourcesignalleitungen (204) mittels oder durch die Zwischenisolationsschicht (104) vorgesehen sind, wobei: – die Zwischenisolationsschicht (104) sich zu einem Umgebungsbereich des Anzeigepixelbereichs erstreckt, – der Anzeigepixelbereich eine im Allgemeinen rechteckige Form aufweist, – das Paar Substrate (101, 102) derart angeordnet ist, dass eine Polierrichtung eines der Substrate, welches durch einen ersten Pfeil repräsentiert wird, des anderen Substrats (101, 102) kreuzt, welche durch einen zweiten Pfeil repräsentiert wird, wobei die ersten und zweiten Pfeile sich jeweils von ihrem Ende zu ihrem Anfang erstrecken, wobei der erste Pfeil in eine erste Ecke des Anzeigepixelbereichs zeigt und wobei der zweite Pfeil in eine zweite Ecke des Anzeigepixelbereichs zeigt, wobei die erste Ecke und die zweite Ecke eine gemeinsame Seite oder Kante des Anzeigepixelbereichs aufweisen, – eine Elektrodenanordnung (105) oder ein Elektrodenmuster (105) zum Adsorbieren oder Aufnehmen ionischer Fremdstoffe oder Verunreinigungen auf der Zwischenisolationsschicht (104) im Umgebungsbereich zumindest entlang der ersten Seite zwischen der Spitze des ersten Pfeils und der Spitze des zweiten Pfeils angeordnet ist, wo signifikante Kontrastverminderungen aufgrund der ionischen Fremdstoffe oder Verunreinigungen auftreten.
Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Elektrodenanordnung (105) oder das Elektrodenmuster (105) sich zumindest entlang einer weiteren Seite des Anzeigepixelbereichs erstreckt, welche mit der ersten Seite durch diejenige Ecke verbunden ist, auf welche der erste und/oder der zweite Pfeil zeigt.
Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welcher die Pixelelektroden (202) teilweise überlappend vorgesehen sind, der zumindest an einer der Gatesignalleitungen (203) und der Sourcesignalleitungen (204).
Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher die Pixelelektroden (202) und die Elektrodenanordnung (105) oder das Elektrodenmuster (105) gebildet sind aus einem metallischen Material mit reflektiven Eigenschaften oder Reflexionseigenschaften.
Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher die Elektrodenanordnung (105) oder das Elektrodenmuster (105) in Bezug auf ein Versiegelungsmaterial (103), mit welchem das Paar Substrate (101, 102) aneinandergefügt ist, einwärts gerichtet ausgebildet sind.
Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher das Elektrodenmuster (105) oder die Elektrodenanordnung (105) mit einer Anordnungsschicht (111, 112) abgedeckt sind.
Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher ein elektrisches Signal mit einem DC-Potenzial an die Elektrodenanordnung (105) oder an das Elektrodenmuster (105) angelegt wird.
Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher das elektrische Signal, welches an das Elektrodenmuster (105) oder an die Elektrodenanordnung (105) angelegt wird, von zumindest einer Spannungsversorgung für einen Sourcebetriebsschaltkreis oder einer Spannungsversorgung für einen Gatebetriebskreis zugeführt wird.
Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, – bei welcher die Elektrodenanordnung (105) oder das Elektrodenmuster (105) in eine Mehrzahl Segmente unterteilt sind und – bei welcher ein elektrisches Signal individuell an jedes der Segmente angelegt wird.
Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welcher die Zwischenisolationsschicht (104) aus einem organischen Material gebildet ist.
Flüssigkristallanzeigeeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welcher die Elektrodenanordnung (105) oder das Elektrodenmuster (105) simultan mit den Pixelelektroden (202) ausgebildet ist.