DE69627393T2 - Flüssigkristallanzeige mit aktivmatrix - Google Patents

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Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige, die einen weiten Bereich von Betrachtungswinkeln aufweist und deren Stromverbrauch gering ist.
  • STAND DER TECHNIK
  • Eine Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige, die Schaltelemente wie z. B. Dünnfilmtransistoren (TFTs) verwendet, findet zunehmend eine weite Verbreitung als Anzeigegerät von Büroautomatisierungsvorrichtungen und dergleichen. Der Anzeigetyp einer solchen Flüssigkristallanzeige wird grob in die folgenden zwei Arten untereilt. Eine ist ein Verfahren, bei dem der Flüssigkristall von zwei Substraten sandwichartig eingeschlossen ist, auf denen transparente Elektroden ausgebildet sind, wobei er durch Anlegen einer Spannung an die transparenten Elektroden betrieben wird, und wobei die Anzeige durchgeführt wird, indem das Licht, das die transparenten Elektroden durchdringt und in den Flüssigkristall eintritt, moduliert wird. Die andere ist ein Verfahren, bei dem der Flüssigkristall von zwei Substraten sandwichartig aufgenommen ist, auf welchen transparente Elektroden ausgebildet sind, wobei er durch Anlegen eines elektrischen Feldes im wesentlichen parallel zu einem Substrat und zwischen zwei Elektroden (einer Pixelelektrode und einer gegenüberliegenden Elektrode), die auf dem Substrat ausgebildet sind, betrieben wird, wobei die Anzeige durchgeführt wird durch Modulieren des vom Raum der einen Elektrode in den Flüssigkristall eintretenden Lichts. Da dieses Verfahren Merkmale aufweist, wie z. B. einen weiten Bereich von Betrachtungswinkeln und eine geringe Lastkapazität und dergleichen, stellt es eine vielversprechende Technologie bezüglich der Aktivmatrixtyp-Flüssigkristall dar. Im folgenden wird das letztere Verfahren als Verfahren mit horizontalem elektrischen Feld bezeichnet.
  • Obwohl das Verfahren mit horizontalem elektrischen Feld die obenerwähnten Merkmale aufweist, besteht das Problem, daß es notwendig ist, ein helles Hintergrundlicht zu verwenden, dessen Verbrauch an elektrischem Strom hoch ist, da undurchsichtige Elektroden verwendet werden, die wie Kammzähne ausgebildet sind. Dies ist der Grund dafür, daß die Frontfläche, durch die das Licht hindurchtreten kann, klein ist und somit der Anzeigebildschirm dunkel ist.
  • Andererseits hat der gleiche Anmelder in JP 8 062 578 (japanische Patentanmeldung Nr. 6-199247) ein Verfahren offenbart, in welchem die Rolle der Masseelektrodenverdrahtung zum Zuführen einer externen Spannung zu der Masseelektrode der Abtastelektrodenverdrahtung zugewiesen ist, wobei die Masseelektrodenverdrahtung weggelassen wird und somit die Frontfläche im Verfahren mit horizontalem elektrischen Feld vergrößert wird. Im folgenden wird die obenerwähnte Verfahrenstechnik als Verfahren mit horizontalem elektrischen Feld ohne Masseelektrodenverdrahtung (masseloses Verfahren mit horizontalem elektrischen Feld) bezeichnet.
  • Im masselosen Verfahren mit horizontalem elektrischen Feld ist es erforderlich, daß der Dünnfilmtransistor oder das Schaltelement vollständig die Anreicherungstyp-Schaltcharakteristik aufweist, bei der die Schwellenspannung höher ist als die Maximalspannung der Flüssigkristall-Betriebsspannung, die zum optischen Modulieren des Flüssigkristalls erforderlich ist. Als Verfahren zur Herstellung des Dünnfilmtransistors, der die Anreicherungstyp-Schaltcharakteristik aufweist, wurde in der obigen japanischen Patentanmeldung Nr. 6-199247 ein Verfahren zur Herstellung eines Dünnfilms der amorphen Siliciumhalbleiterschicht oder ein Verfahren des Steuerns der Spannung der Rückseitenelektrode, die an einer Position gegenüberliegend der Gate-Abtastelektrode des Dünnfilmtransistors vorgesehen ist, beschrieben.
  • JP-8-62578 offenbart eine Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung und deren Ansteuerverfahren. Die Vorrichtung umfaßt Pixelelektroden, Schalttransistorelemente, Abtastelektroden und eine Flüssigkristallverbindungsschicht. Die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sind in Kombination aus diesem Dokument bekannt.
  • In diesem Verfahren ist es jedoch erforderlich, die Differenz der Schwellenspannungen des Dünnfilmtransistors ausreichend zu reduzieren. Es besteht das Problem, daß die Anzeigequalität der Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige ohne Masseelektrodenverdrahtung gering ist.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige ohne gegenüberliegende Elektrodenverdrahtung des Verfahrens mit horizontalem elektrischen Feld zu schaffen, in der die Differenz der Schwellenspannungen reduziert ist, Dünnfilmtransistoren mit einfacher Struktur verwendet werden und die Bildauflösung verbessert ist.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Die Dünnfilmtransistoren, die als Schaltelemente der Aktivmatrix- Flüssigkristallanzeige der vorliegenden Erfindung verwendet werden, entsprechen einem Anreicherungstyp und weisen einen Siliciumnitridfilm auf, der auf einer Abtastelektrode ausgebildet ist, eine Isolierschicht, die auf dem Siliciumnitridfilm ausgebildet ist, und eine Halbleiterschicht mit einem Source-Bereich und einem Drain-Bereich, die jeweils auf der Isolierschicht ausgebildet sind.
  • Die Schwellenspannung dieses Dünnfilmtransistors ist größer als der Maximalwert der Flüssigkristall-Betriebsspannung. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Schwellenspannung 10 V oder mehr.
  • Ein konkretes Beispiel der auf dem Siliciumnitridfilm ausgebildeten Isolationsschicht ist ein Siliciumoxidfilm, wobei die Dicke der Isolierschicht vorzugsweise 30 A oder mehr beträgt.
  • Eine Halbleiterschicht, in der eine Source-Elektrode und eine Drain-Elektrode über die elektrische Kontaktschicht verbunden werden, ist auf der Isolierschicht ausgebildet.
  • In der vorliegenden Erfindung wird das Verfahren mit horizontalem elektrischen Feld angewendet, wobei ein elektrisches Feld parallel zum Substrat in der Flüssigkristallschicht durch die Spannung erzeugt wird, die an einer gegenüberliegenden Elektrode, die einer Pixelelektrode zugeordnet ist, angelegt wird.
  • Die Transistorstruktur, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist eine Dünnfilm-Speichertransistorstruktur, die als MNOS(Metall-Nitrid-Oxid-Halbleiter)-Struktw bezeichnet wird.
  • In der vorliegenden Erfindung wird die Schwellenspannung des Dünnfilmtransistors wie folgt gesteuert. Eine positive Schwellensteuerspannung, die sehr viel höher ist als die Flüssigkristall-Betriebsspannung (±10 V), wird an die Gate-Elektrode angelegt, wobei die Drain-Elektrode oder die Drain-Elektrode und die Source-Elektrode auf Masse liegen. Wenn ferner der Dünnfilmtransistor der vorliegenden Erfindung wie eine Matrix am Schnittpunkt der Abtast-(Gate)-Elektrodenverdrahtung und der Signal-(Drain)-Elektrodenverdrahtung in der Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige angeordnet ist, wird die obenerwähnte Schwellensteuerspannung individuell zwischen den Gate-Drain-Elektroden des jeweiligen Dünnfilmtransistors angelegt, indem z. B. das zeilensequentielle Ansteuerverfahren verwendet wird, so daß die Schwellenspannung jedes Dünnfilmtransistors gleich werden kann. In diesem Fall wird die Homogenität der Anzeigequalität durch Regeln sichergestellt, während die Helligkeitsverteilung der Flüssigkristallanzeige überwacht wird, um die Differenzen der Schwellenspannungen zu verringern.
  • Wenn die Schwellensteuerspannung wie oben erwähnt angelegt wird, durchdringen die Elektroden in der Halbleiterschicht den Siliciumoxidfilm und werden im Siliciumnitridfilm gefangen, da die Gate-Elektrode eine positive Spannung bezüglich der Drain-Elektrode annimmt. Die Schwellenspannung es Dünnfilmtransistors verschiebt sich durch die Wirkung der im Siliciumnitridfilm gefangenen Elektroden zur Plus-Seite. Somit weist der Dünnfilmtransistor die Eigenschaft des Anreicherungstyps auf. Eine Menge der Elektroden, die im Siliciumnitridfilm gefangen sind, nimmt zu, wenn die Schwellensteuerspannung ansteigt, wobei die Schwellenspannung zunimmt. Somit kann die Schwellenspannung jedes Dünnfilmtransistors auf den gleichen Wert verschoben werden, indem die Schwellensteuerspan nung, die an den jeweiligen Dünnfilmtransistor angelegt wird, individuell eingestellt wird. Als Ergebnis können die Differenzen der Schwellenspannungen deutlich verringert werden.
  • Da ferner die Siliciumoxidfilmdicke in der Ausführungsform des Dünnfilmtransistors der vorliegenden Erfindung gleich 30 A ist, wird der Schwellenwert während des Betriebs der Anzeige nicht verändert, wenn der Dünnfilmtransistor für ein Horizontal-Elektrofeldtyp-Schaltelement ohne Masseelektrodenverdrahtung verwendet wird. Die Eigenschaft des stabilen Anreicherungstyps kann somit bereitgestellt werden. Diese Operation wird im folgenden genauer erläutert.
  • Im allgemeinen werden die Elektroden im Siliciumnitridfilm, die durch den Siliciumoxidfilm hindurchgedrungen sind, in die Halbleiterschicht abgegeben, oder das positive Loch in der Halbleiterschicht, das durch den Siliciumoxidfilm hindurchgedrungen ist, wird im Siliciumnitridfilm gefangen, wenn die Spannung, die in ihrer Polarität zur obenerwähnten umgekehrt ist, zwischen den Gate/Drain-Elektroden des Dünnfilmtransistors der MNOS-Struktur angelegt wird, so daß die Gate-Elektrode negativ werden kann. Somit wird die Schwellenspannung zu einer Minus-Seite verschoben. Die Spannung mit beiden Polaritäten und näherungsweise mit der Größe der Flüssigkristall-Betriebsspannung (±10 n wird während des Betriebs zwischen den Gate/Drain-Elektroden der Anzeige angelegt, wenn der Dünnfilmtransistor der vorliegenden Erfindung als Horizontal-Elektrofeldtyp-Schaltelement ohne Masseelektrodenverdrahtung verwendet wird. In diesem Fall ist es erforderlich, daß sich die Schwellenspannung des Dünnfilmtransistors gemäß der angelegten Spannung nicht ändert.
  • Die Abhängigkeit des Absolutwertes (im folgenden als Schwellenverschiebungs-Anfangsspannung bezeichnet) der minimalen Spannung, die zwischen den Gate/Drain-Elektroden dort anliegt, wo die Schwellenspannung verschoben ist, von der Dicke des Siliciumoxidfilms ist in 7 gezeigt. Obwohl die Schwellenverschiebungs-Anfangsspannung etwa 5 V beträgt, wenn die Siliciumoxidfilmdicke gleich 20 Å oder weniger beträgt, wenn die Siliciumoxidfilmdicke gleich 30 Å oder weniger beträgt, wird die Schwellenverschiebungs-Anfangsspannung größer als der Maximalwert der Flüssigkristall-Betriebsspannung.
  • Der Grund hierfür ist folgender. Die Elektroden oder die positiven Löcher durchdringen entsprechend dem Tunneleffekt den dünnen Siliciumoxidfilm, indem die Spannung von etwa 5 V angelegt wird, wenn die Siliciumoxidfilmdicke gleich 20 Å oder weniger beträgt. Die Elektroden oder die positiven Löcher sollten jedoch die Energiebarriere des Siliciumoxidfilms überwinden, wenn die Siliciumoxidfilmdicke gleich 30 Å oder mehr beträgt. Als Ergebnis ist ein stärkeres elektrisches Feld erforderlich.
  • Gemäß dem Dünnfilmtransistor der vorliegenden Erfindung wird die Schwellenspannung, sobald sie zur Plus-Seite verschoben worden ist, nicht geändert und während des Betriebs der Anzeige konstant gehalten. Daher kann die Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige ohne Masseelektrodenverdrahtung des Verfahrens mit horizontalem elektrischen Feld die stabile Eigenschaft des Anreicherungstyps aufweisen.
  • Ferner wird es möglich, die Schwellenspannung gleichmäßig zu machen, durch Steuern der Schwellensteuerspannung, während die Helligkeit der Anzeige in der Aktivmatrixtyp-Anzeige der vorliegenden Erfindung überwacht wird. Durch Anlegen einer weiteren Schwellensteuerspannung an den Teil, in welchem die Helligkeit der Anzeige in der normalerweise schwarzen Anzeige geringer ist, kann eine Aktivmatrixtyp-Anzeige mit einer hohen Auflösung und mit einer gleichmäßigen Schwellencharakteristik geschaffen werden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Ansicht, die eine Schnittstruktur des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Dünnfilmtransistors zeigt.
  • 2 ist eine Ansicht, die die Id-Vg-Kennlinie des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Dünnfilmtransistors zeigt.
  • 3 ist eine Ansicht, die die Änderung im Zeitverlauf der Schwellenspannung des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Dünnfilmtransistors zeigt.
  • 4 ist eine Ansicht, die die Grundrißstruktur und die Schnittstruktur des Pixelabschnitts der Flüssigkristallanzeige der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 5 ist eine Ansicht, die die Zusammensetzung einer Steuereinheit für die Schwellenspannung des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Dünnfilmtransistors zeigt.
  • 6 ist eine Ansicht, die die Schwellenspannungsverteilungen im herkömmlichen Dünnfilmhalbleitertransistor und im Dünnfilmhalbleitertransistor der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 7 ist eine Ansicht, die die Abhängigkeit der Schwellenverschiebungs-Anfangsspannung des Dünnfilmhalbleitertransistors von der Dicke des Siliciumoxidfilms zeigt.
  • BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
  • Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Die Schnittstruktur des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Dünnfilmtransistors ist in 1 gezeigt. 11 bezeichnet ein Glassubstrat, 12 eine aus Al oder Cr gebildete Gate-Elektrode, 13 eine erste Gate-Isolierschicht, die aus einem Siliciumnitridfilm gebildet ist, 14 eine zweite Gate-Isolierschicht, die aus einem Siliciumoxidfilm gebildet ist, 15 eine Halbleiterschicht, die aus amorphem Silicium gebildet ist, 16 eine elektrische Kontaktschicht, die aus amorphem Silicium gebildet ist, in die amorphes Silicium des n+-Typs dotiert ist, 17, 18 bezeichnen eine Source-Elektrode und eine Drain-Elektrode, die jeweils aus Cr gebildet sind, und 19 bezeichnet einen Passivierungsfilm, der aus dem Siliciumnitridfilm gebildet ist.
  • Der Dünnfilmtransistor mit der obenerwähnten Struktur wird wie folgt hergestellt. Zuerst wird der Al-Film oder Cr-Film mit etwa 300 nm Dicke unter Verwendung der Sputter-Technik auf dem Corning-7059-Glassubstrat 11 ausgebildet. Das Al wird unter Verwendung des Photoätzens gemustert, wodurch die Gate-Elektrode 12 ausgebildet wird.
  • Ferner wird die erste Gate-Isolierschicht 13, die aus dem Siliciumnitridfilm 200 Å Dicke gebildet worden ist, unter Verwendung des chemischen Plasmagasphasenabscheidungs-(CVD)-Verfahrens ausgebildet, in welchem ein Mischgas verwendet wird, wie z. B. SiH4, NH3 und N2. Ferner wird die zweite Gate-Isolierschicht 14, die aus dem Siliciumoxidfilm mit 100 Å Dicke gebildet wird, unter Verwendung des Plasma-CVD-Verfahrens ausgebildet, in welchem ein Mischgas verwendet wird, wie z. B. TEOS (Tetraethylorthosilicat) und O2. Ferner wird ein amorpher Siliciumfilm mit 2.000 Å Dicke unter Verwendung des Plasma-CVD-Verfahrens ausgebildet, in welchem das SiH4-Gas verwendet wird, wobei ein amorpher Siliciumfilm des n+-Typs mit 300 Å Dicke unter Verwendung des Plasma-CVD-Verfahrens ausgebildet wird, in welchem das Mischgas SiH4 und PH3 verwendet wird.
  • Vorzugsweise wird der Dünnfilmausbildungsprozeß mittels des obenerwähnten Plasma-CVD-Verfahrens kontinuierlich ausgeführt. Der amorphe Siliciumfilm wird wie eine Insel zur gleichen Zeit wie der amorphe Siliciumfilm des n+-Typs verarbeitet, indem das Photoätzen verwendet wird. Als Ergebnis wird eine Halbleiterschicht 15 ausgebildet. Ferner wird das unter Verwendung der Sputter-Technik abgeschiedene Cr mittels Photoätzen gemustert. Als Ergebnis werden die Source-Elektrode 17 und die Drain-Elektrode 18 ausgebildet. Ferner wird die elektrische Kontaktschicht 16 zwischen der Source-Elektrode 17 und der Drain-Elektrode 18 ausgebildet, wobei die Halbleiterschicht 15 durch Entfernen des amorphen Siliciumfilms des n+-Typs zwischen den Source/Drain-Elektroden unter Verwendung einer Ätztechnik gebildet wird. Ferner wird ein schützender Isolierfilm 19 durch Mustern unter Verwendung des Photoätzens des Siliciumnitridfilms mit einer Dicke von 5.000 Å, der mit dem Plasma-CVD-Verfahren aufgeschichtet worden ist, ausgebildet. Als Ergebnis wird der Dünnfilmtransistor fertiggestellt.
  • Die Schwellenspannung des Dünnfilmtransistors, der im obenerwähnten Verfahren hergestellt worden ist, wurde wie folgt gesteuert. Das heißt, es wurde eine positive Spannung von +80 V für zwei Sekunden an die Gate-Elektrode angelegt, wobei die Drain-Elektrode oder die Drain- und die Source-Elektroden geerdet waren.
  • Die Abhängigkeit (Id-Vg-Kennlinie) des Drain-Stroms vor und nach der Steuerung der Schwellenspannung von der Gatespannung im Dünnfilmtransistor der vorliegenden Erfindung ist in 2 gezeigt. Die Schwellenspannung wird aufgrund der in der obenerwähnten Weise angelegten Spannung von 2 V auf 10 V erhöht, wobei der Dünnfilmtransistor die Charakteristik des Anreicherungstyps aufweist.
  • Als nächstes wurde die Änderung der Schwellenspannung des Dünnfilmtransistors, in welchem die Schwellenspannung in der obenerwähnten Weise verschoben worden war, im Zeitverlauf untersucht. Die Schwellenspannung wurde in regelmäßigen Intervallen durch Anlegen von rechteckiger Wechselspannung von ±15 V und ±10 V an die Gate-Elektrode bzw. die Drain-Elektrode gemessen, um den Zustand zu simulieren, in welchem der Dünnfilmtransistor der vorliegenden Erfindung für die Schaltelemente der Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige des Verfahrens mit horizontalem elektrischen Feld verwendet wird.
  • Die Änderung der Schwellenspannung im Zeitverlauf, die in der obenerwähnten Weise gemessen wird, ist in 3 gezeigt. Die Ergebnisse des herkömmlichen Dünnfilmtransistors ohne Siliciumoxidfilm und des Dünnfilmspeichertransistors mit Siliciumoxidfilm mit einer Dicke von 20 Å sind zum Vergleich ebenfalls gezeigt. Während sich die Schwellenspannung im Dünnfilmtransistor der vorliegenden Erfindung für 104 Stunden oder mehr nicht ändert, nimmt die Schwellenspannung in dem Dünnfilmtransistor, der keinen Siliciumoxidfilm aufweist, in einer kurzen Zeitspanne monoton ab. Ferner wird die Schwellenspannung aufgrund der angelegten Spannung deutlich verändert.
  • In dieser Ausführungsform wird die Halbleiterschicht 15 aus amorphem Silicium kontinuierlich auf der zweiten Gate-Isolationsschicht 14 des Siliciumoxidfilms ausgebildet. Wenn jedoch die Halbleiterschicht 15 ausgebildet wird, nachdem die Oberfläche der zweiten Gate-Isolierschicht 14 des Siliciumoxidfilms während einer vorgegebenen Zeitspanne dem N2-Plasma ausgesetzt worden ist, wird die vordere Flanke des Drain-Stroms aufgrund einer Erhöhung der Gate-Spannung über die Schwellenspannung in Abhängigkeit vom Drain-Strom von der Gate-Spannung, wie in 2 gezeigt, steil. Als Ergebnis wird die Schaltcharakteristik des Dünnfilmstransistors verbessert.
  • Obwohl in der vorliegenden Erfindung der Dünnfilmtransistor mit der umgekehrten Staffelungsstruktur verwendet wird, können auch die positive Staffelungsstruktur oder die koplanare Struktur verwendet werden. Ferner kann Polysilicium oder feinkristallines Silicium oder anderes als das amorphe Silicium für die Halbleiterschicht verwendet werden. Die Grundrißstruktur und die Schnittstruktur des Pixelabschnitts im Substrat des Dünnfilmtransistors der Horizontal-Elektrofeldtyp-Flüssigkristallanzeige, in welcher der Dünnfilmtransistor als Schaltelement verwendet wird, ohne Masseelekrodenverdrahtung gemäß der vorliegenden Erfindung sind in 4 gezeigt. In 4 umfaßt ein Pixel die Fläche, die von der Abtastelektrode und der th-Signalelektrode nebeneinander umgeben ist. Ein Dünnfilmtransistor 41 umfaßt eine Abtastelektrode (eine Gate-Elektrode) 42, eine Signalelektrode (eine Drain-Elektrode) 43, eine Pixelelektrode (eine Source-Elektrode) 44, eine Gate-Isolierschicht 45, die vom Akkumulationsfilm des Siliciumoxidfilms und des Siliciumnitridfilms gebildet wird, und eine Halbleiterschicht 46 aus amorphem Silicium.
  • Die Abtastelektrode 42 wurde in der untersten Schicht ausgebildet, wobei die Signalelektrode 43 und die Pixelelektrode 44 durch Musterung der gleichen metallischen Schicht durch die Gate-Isolierschicht 45 und die Halbleiterschicht 46 ausgebildet wurden. Eine Speicherkapazität 47 wurde als Struktur ausgebildet, in der die Gate-Isolierschicht 45 des Siliciumoxidfilms und der Siliciumnitridfilm sandwichartig zwischen der Pixelelektrode 44 und der Abtastelektrode 48 aufgenommen sind.
  • Die Orientierungsrichtung der Flüssigkristallschicht wird durch das elektrische Feld gesteuert, das zwischen der gegenüberliegenden Elektrode 49, die auch als "Gegenelektrode" bezeichnet wird und sich in einer Richtung von der Abtastelektrode 48 zur Signalelektrode erstreckt, und der Pixelelektrode 44, die sich parallel zwischen den gegenüberliegenden Elektroden 49 erstreckt, angelegt wird. Das zwischen der gegenüberliegenden Elektrode 49 und der Fixelelektrode 44 durchgelassene Licht tritt in die Flüssigkristallschicht ein und wird darin moduliert. In einer Horizontal-Elektrofeldtyp-Flüssigkristallanzeige ohne Masseelektrodenverdrahtung ist keine Masseelektrodenverdrahtung vorhanden, da die Abtastelektrode 48 gleichzeitig die Rolle der Masseelektrodenverdrahtung übernimmt.
  • 5 zeigt den Aufbau einer Horizontal-Elektrofeldtyp-Flüssigkristallanzeigetafel ohne gegenüberliegender Elektrodenverdrahtung und einer Schwellenspannungssteuereinheit des TFT in der Anzeigetafel, in der der Dünnfilmtransistor als Schaltelement verwendet wird.
  • In der Figur bezeichnet 51 den Dünnfilmtransistor der vorliegenden Erfindung, 52 einen Flüssigkristall und eine Speicherkapazität, 53 ein Pixel, 54 eine Gate-Elektrodenverdrahtung, 55 eine Drain-Elektrodenverdrahtung, 56 eine Flüssigkristallanzeigetafel, 57 eine Abtastschaltung für die Schwellenwertsteuerung (im folgenden als Abtastschaltung bezeichnet), 58 eine Signalschaltung für die Schwellenwertsteuerung (im folgenden als Signalschaltung bezeichnet), 59 eine Prüfspitze, 510 eine Steuervorrichtung, 511 einen zweidimensionalen Lichtsensor, und 512 das Hintergrundlicht.
  • Die Schwellenspannung des Dünnfilmtransistors der Flüssigkristallanzeigetafel wird wie folgt unter Verwendung der Schwellenspannungssteuereinheit der vorliegenden Erfindung gesteuert. Es wird angenommen, daß die Schwellenspannung des Dünnfilmtransistors gleich + 10 V wird, wenn die Spannung von +80 V für zwei Sekunden angelegt wird. Eine Abtastschaltung 57 und eine Signalschaltung 58 werden über eine Prüfspitze 59 mit der Gate-Elektrodenverdrahtung 54 und der Drain-Elektrodenverdrahtung 55 der Flüssigkristallanzeigetafel 56, die auf dem Hintergrundlicht 512 angeordnet ist, verbunden.
  • Die Schwellensteuerspannung wird individuell an jeden der Dünnfilmtransistoren 51 der vorliegenden Erfindung, die jeweils am Schnittpunkt der Gate-Elektrodenverdrahtung 54 und der Drain- Elektrodenverdrahtung 55 angeordnet sind, unter Verwendung des sogenannten zeilensequentiellen Ansteuerverfahrens angelegt. Das heißt, die Gate-Spannung mit der Amplitude +20 V wird in der Reihenfolge von der Abtastschaltung 57 zu jeder der Gate-Elektrodenverdrahtungen 54 für jeweils zwei Sekunden angelegt. Die Drain-Spannung von -60 V wird von einer Signalschaltung 58 an jede der Drain-Elektrodenverdrahtungen 55 für zwei Sekunden während der Periode der Beaufschlagung der Gate-Spannung (als Auswahlperiode bezeichnet) angelegt.
  • Bezüglich jedes Dünnfilmtransistors 51, der am Schnittpunkt der Gate-Elektrodenverdrahtung 54 und der Drain-Elektrodenverdrahtung 55 angeordnet ist, wird die Schwellensteuerspannung von +80 V zwischen den Gate/Drain-Elektroden für zwei Sekunden in einer Richtung angelegt, in der die Gate-Spannung positiv wird.
  • Nach dem Anlegen der Schwellensteuerspannung an jeden Dünnfilmtransistor 51 im obenbeschriebenen Verfahren wird die Schwellenspannung jedes Dünnfilmtransistors 51 bewertet, indem die Helligkeit des Pixels 53, an dem de Dünnfilmtransistor angeordnet ist, gemessen wird. Das heißt, die Flüssigkristallanzeigetafel 56 wird vollständig im zeilensequentiellen Ansteuerverfahren unter Verwendung der Gate-Spannung mit der Amplitude ±10 V und 0 V, die von der Abtastschaltung 57 während der Auswahlperiode und der Nicht-Auswahlperiode ausgegeben wird, und der Flüssigkristall-Betriebsspannung mit der Amplitude ±10 V, die von der Signalschaltung 58 ausgegeben wird, vollständig beleuchtet (der Anzeigemodus der Flüssigkristalltafel ist der normalerweise schwarze Modus, in welchem die Anzeige während der Periode durchgeführt wird, in der die Spannung nicht anliegt).
  • Die Helligkeit jedes Pixels der Flüssigkristallanzeigetafel 56 wird mittels des zweidimensionalen Photosensors 511 aufgezeichnet und zur Steuervorrichtung 510 zurückgeführt. Im Vergleich mit dem Pixel, an dem der Dünnfilmtransistor mit der Schwellenspannung ±10 V angeordnet ist, ist die Helligkeit des Dünnfilmtransistors, dessen Schwellenspannung + 10 V oder weniger ist, aufgrund der unzureichenden Verschiebung der Schwellenspannung beeinträchtigt. Dies liegt daran, daß das Pixel an der Position die Flüssigkristall-Betriebsspannung von –10 V während der Nicht-Auswahlperiode nicht halten kann, wie in der j apanischen Patentanmeldung Nr. 6-199247 beschrieben ist.
  • Die Position, an der der Dünnfilmtransistor, dessen Schwellenspannungerhöhung unzureichend ist, angeordnet ist, wird daher vom zweidimensionalen Photosensor 511 als Position des Pixels mit geringer Helligkeit erfaßt. Die Steuervorrichtung 510 steuert die Ausgangsspannung von der Abtastschaltung 57 und der Signalschaltung 58 so, daß die Schwellensteuerspannung erneut nur an den Dünnfilmtransistor angelegt werden kann, dessen Schwellenspannungserhöhung unzureichend ist, entsprechend der Verteilung der Helligkeit des jeweiligen Pixels, die vom zweidimensionalen Photosensor 511 erhalten wird. In diesem Fall kann die an den jeweiligen Dünnfilmtransistor angelegte Steuerspannung durch Erhöhen oder Verringern der Drain-Spannung gesteuert werden. Die Helligkeit jedes Pixels in der Flüssigkristallanzeigetafel 56 wird erneut mit dem zweidimensionalen Photosensor 511 aufgezeichnet, nachdem die Schwellensteuerspannung erneut angelegt worden ist, wobei die obenerwähnte Operation wiederholt wird, bis die Helligkeit aller Pixel gleichmäßig wird.
  • Durch Erfassen eines Verschiebungsmaßes der Schwellenspannung des jeweiligen Dünnfilmtransistors als zweidimensionale Verteilung der Helligkeit der Pixel der Flüssigkristallanzeige, und durch Anlegen der Schwellensteuerspannung individuelle an jedem Dünnfilmtransistor entsprechend dem erfaßten Verschiebungsmaß der Schwellenspannung ist es möglich, die Differenz der Schwellenspannungen der Dünnfilmtransistoren 51, die in einer Flüssigkristallanzeigetafel 56 des Typs mit horizontalem elektrischen Feld ohne gegenüberliegende Elektrodenverdrahtung verwendet werden, zu steuern und auszugleichen.
  • 6 zeigt die Verteilung der Schwellenspannung des Dünnfilmtransistors in einer Flüssigkristallanzeigetafel des Typs mit horizontalem elektrischen Feld ohne gegenüberliegende Elektrodenverdrahtung im Vergleich zum Stand der Technik. Hierbei wird die Schwellenspannung durch die obenerwähnte Schwellenspannungssteuereinheit gesteuert. Die Verteilung der Schwellenspannung wird groß, wenn die Schwellenspannung mittels des Standes der Technik gesteuert wird, wie z. B. der Dünnfilmherstellung einer Halbleiterschicht. Als Ergebnis ergibt sich ein TFT, dessen Schwellenspannung kleiner als die Flüssigkristall-Betriebsspannung wird.
  • Wie oben beschrieben worden ist, kann die Gleichmäßigkeit der Anzeige nicht erhalten werden, da die Verringerung der Helligkeit an dem Pixel auftritt, an dem der Dünnfilmtransistor angeordnet ist, dessen Schwellenspannung kleiner ist als die Flüssigkristall-Betriebsspannung, während in der vorliegenden Erfindung die Schwellenspannungen aller Dünnfilmtransistoren größer als die Flüssigkristall-Betriebsspannung sind und die Verteilung der Schwellen spannung kleiner als ±1 V ist. Somit wird die an jedes Pixel angelegte Flüssigkristall-Betriebsspannung gleichmäßig und die Anzeigequalität wird verbessert, da die gleichmäßige Schaltoperation während des Betriebs der Anzeige in einer Horizontal-Elektrofeldtyp-Flüssigkristallanzeigetafel ohne gegenüberliegende Elektrodenverdrahtung durchgeführt wird, die einen TFT, dessen Schwellenwert durch die Schwellenwertsteuereinheit der vorliegenden Erfindung gesteuert wird, als Schaltelement verwendet.
  • Die Schaltoperation und somit die Anzeigehelligkeit wird nicht gleichmäßig, wenn die Verteilung der Schwellenspannung aufgrund der unzureichenden Steuerung des Schwellenwertes gleich ±1 V oder größer wird.
  • Es ist klar, daß es nicht notwendig ist, die Schwellenspannungssteuereinheit der vorliegenden Erfindung vorzusehen, wenn die Verschiebung des Schwellenwertes des Dünnfilmtransistors von Beginn an gleichmäßig ist. In einem solchen Fall kann an alle Dünnfilmtransistoren gleichzeitig die gleiche Schwellensteuerspannung angelegt werden.

Claims (11)

  1. Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige, die ein horizontales elektrisches Feld verwendet, mit zwei Substraten und einer von den Substraten eingefaßten Flüssigkristallschicht, wobei mehrere Abtastelektroden (12, 42), mehrere sich mit den Abtastelektroden (42) matrixartig schneidende Signalelektroden (43), mehrere Halbleiterschaltelemente (41), von denen jedes entsprechend einem Schnittpunkt der Abtastelektroden und der Signalelektroden ausgebildet ist, mehrere Pixelelektroden (44), die jeweils mit einem zugeordneten Schaltelement verbunden sind, und mehrere Gegenelektroden (49), die jeweils mit einer zugeordneten Abtastelektrode verbunden sind, auf einem der beiden Substrate ausgebildet sind, wobei jedes Halbleiterschaltelement ein Dünnfilmtransistor des Anreicherungstyps ist und eine Halbleiterschicht aufweist mit einer Siliziumnitridschicht (13), die auf der entsprechenden Abtastelektrode (12, 42) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Siliziumnitridschicht eine isolierende Schicht (14) ausgebildet ist und die Source- und Drain-Flächen auf der isolierenden Schicht ausgebildet sind.
  2. Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, bei der die Schwellenspannung des Dünnfilmtransistors größer ist als der Maximalwert der Flüssigkristall-Betriebsspannung.
  3. Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 2, bei der die Schwellenspannung des Dünnfilmtransistors 10V oder mehr ist.
  4. Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, bei der durch die zwischen einer Gegenelektrode und einer entsprechenden Pixelelektrode angelegten Spannung in der Flüssigkristallschicht ein elektrisches Feld parallel zum Substrat erzeugt wird.
  5. Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, bei der die Dicke der isolierenden Schicht des Dünnfilmtransistors 30A oder mehr ist.
  6. Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 5, bei der die isolierende Schicht des Dünnfilmtransistors aus einer Siliziumoxidschicht besteht.
  7. Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 6, bei der die Schwellenspannung des Dünnfilmtransistors höher ist als der Maximalwert der Flüssigkristall-Betriebsspannung.
  8. Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, bei der der Dünnfilmtransistor eine umgekehrt gestaffelte Struktur hat.
  9. Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, bei der der Dünnfilmtransistor eine gestaffelte Struktur hat.
  10. Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, bei der der Dünnfilmtransistor koplanare Struktur hat.
  11. Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, bei der ein Bereich jeder Pixelelektrode (44) über eine isolierende Schicht (45) mit einem Bereich der entsprechenden Abtastelektrode (12, 42, 48) überlappt.
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Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6795137B1 (en) 1999-04-26 2004-09-21 Microsoft Corporation Methods and apparatus for implementing transmissive display devices
US7110062B1 (en) * 1999-04-26 2006-09-19 Microsoft Corporation LCD with power saving features
JP4118484B2 (ja) 2000-03-06 2008-07-16 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
JP2001257350A (ja) 2000-03-08 2001-09-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置およびその作製方法
JP4700160B2 (ja) 2000-03-13 2011-06-15 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
JP4118485B2 (ja) * 2000-03-13 2008-07-16 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
JP4683688B2 (ja) 2000-03-16 2011-05-18 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶表示装置の作製方法
JP4393662B2 (ja) * 2000-03-17 2010-01-06 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶表示装置の作製方法
JP2002014628A (ja) * 2000-04-27 2002-01-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置およびその作製方法
US6580475B2 (en) 2000-04-27 2003-06-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of fabricating the same
JP4785229B2 (ja) 2000-05-09 2011-10-05 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法
JP2002252353A (ja) * 2001-02-26 2002-09-06 Hitachi Ltd 薄膜トランジスタおよびアクティブマトリクス型液晶表示装置
US7071037B2 (en) * 2001-03-06 2006-07-04 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR100799463B1 (ko) * 2001-03-21 2008-02-01 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법
KR100876402B1 (ko) * 2002-04-17 2008-12-31 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치 및 그 제조방법
TWI363206B (en) * 2003-02-28 2012-05-01 Samsung Electronics Co Ltd Liquid crystal display device
JP4344270B2 (ja) * 2003-05-30 2009-10-14 セイコーエプソン株式会社 液晶表示装置の製造方法
US20050017244A1 (en) * 2003-07-25 2005-01-27 Randy Hoffman Semiconductor device
TW594350B (en) * 2003-09-08 2004-06-21 Quanta Display Inc Liquid crystal display device
JP2006013407A (ja) * 2004-05-21 2006-01-12 Sanyo Electric Co Ltd 光量検出回路およびそれを用いた表示パネル
JP2006030317A (ja) * 2004-07-12 2006-02-02 Sanyo Electric Co Ltd 有機ｅｌ表示装置
JP2006079589A (ja) * 2004-08-05 2006-03-23 Sanyo Electric Co Ltd タッチパネル
KR20080094300A (ko) * 2007-04-19 2008-10-23 삼성전자주식회사 박막 트랜지스터 및 그 제조 방법과 박막 트랜지스터를포함하는 평판 디스플레이
US8149351B2 (en) * 2008-12-08 2012-04-03 3M Innovative Properties Company Passive and hybrid daylight-coupled backlights for sunlight viewable displays
US8339542B2 (en) * 2009-06-26 2012-12-25 3M Innovative Properties Company Passive and hybrid daylight-coupled N-stack and collapsible backlights for sunlight viewable displays
US8228463B2 (en) * 2009-11-18 2012-07-24 3M Innovative Properties Company Passive daylight-coupled backlight with turning film having prisms with chaos for sunlight viewable displays
US8384852B2 (en) 2010-11-22 2013-02-26 3M Innovative Properties Company Hybrid daylight-coupled backlights for sunlight viewable displays
KR102141459B1 (ko) * 2013-03-22 2020-08-05 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 액정 표시 장치
CN103219392B (zh) * 2013-04-10 2017-04-12 合肥京东方光电科技有限公司 薄膜晶体管、阵列基板、制备方法以及显示装置
KR102115564B1 (ko) 2013-09-24 2020-05-27 삼성디스플레이 주식회사 표시기판 및 이를 포함하는 표시패널

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3591852A (en) * 1969-01-21 1971-07-06 Gen Electric Nonvolatile field effect transistor counter
JPH02164075A (ja) * 1988-12-19 1990-06-25 Fujitsu Ltd 薄膜トランジスタ
US5041888A (en) * 1989-09-18 1991-08-20 General Electric Company Insulator structure for amorphous silicon thin-film transistors
JP3082288B2 (ja) * 1991-05-09 2000-08-28 カシオ計算機株式会社 薄膜メモリトランジスタ及びその製造方法
JP2701698B2 (ja) * 1993-07-20 1998-01-21 株式会社日立製作所 液晶表示装置
JPH10325961A (ja) * 1994-03-17 1998-12-08 Hitachi Ltd アクティブマトリクス型液晶表示装置
JP3635681B2 (ja) * 1994-07-15 2005-04-06 ソニー株式会社 バイアス回路の調整方法、電荷転送装置、及び電荷検出装置とその調整方法
JP3566989B2 (ja) * 1994-08-24 2004-09-15 株式会社日立製作所 アクティブマトリクス型液晶表示装置およびその駆動方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP3204989B2 (ja) 2001-09-04
EP1008893A4 (de) 2001-09-05
KR20000057276A (ko) 2000-09-15
EP1008893B1 (de) 2003-04-09
US6184946B1 (en) 2001-02-06
WO1998023995A1 (fr) 1998-06-04
EP1008893A1 (de) 2000-06-14
DE69627393D1 (de) 2003-05-15
KR100450544B1 (ko) 2004-10-01

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