DE69633650T2

DE69633650T2 - Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit grossen Sichtwinkel

Info

Publication number: DE69633650T2
Application number: DE69633650T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Mobara-shi Ohta; Kazuhiko Mobara-shi Yanagawa; Keiichiro Mobara-shi Ashizawa; Yasuyuki Mobara-shi Mishima; Kazuhiro Mobara-shi Ogawa; Masahito Mobara-shi Ohe; Masahiro Mobara-shi Yanai; Katsumi Hitachinaka-shi Kondo
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd; Japan Display Inc
Priority date: 1995-03-17
Filing date: 1996-03-15
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2016-03-16
Also published as: CN1325985C; CN1234039C; CN1514288A; CN1260606C; CN1164667A; KR960035089A; US5754266A; CN1235082C; DE69633650D1; US5929958A; US6064460A; US6417906B2; US5956111A; EP0732612B1; KR100413584B1; MY113588A; EP1202108A2; CN1514286A; EP0732612A1; EP1202108A3

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung und insbesondere eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit weiten Blickwinkelcharakteristika des Aktivmatrixsystems, bei der Dünnschichttransistoren verwendet werden.
Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtungen, für die aktive Elemente, wie Dünnschichttransistoren (TFTs), verwendet werden, werden heute verbreitet als Anzeigebildschirme für OA-Geräte verwendet, da sie leicht sind und eine hohe Bildqualität aufweisen, die der von Kathodenstrahlröhren entspricht.
Die Anzeigesysteme der Flüssigkristallanzeigevorrichtungen können grob in zwei eingeteilt werden. Das eine ist ein System, bei dem Flüssigkristalle zwischen zwei Substraten mit transparenten Elektroden angeordnet sind und von einer an die transparenten Elektroden angelegten Spannung angesteuert werden und auf die Flüssigkristalle auftreffendes und durch die transparenten Elektroden übertragenes Licht moduliert wird, um eine Anzeige zu realisieren. Sämtliche heute erhältlichen Produkte basieren auf diesem System. Das andere ist ein System, bei dem Flüssigkristalle von einem elektrischen. Feld angesteuert werden, das zwischen zwei auf dem gleichen Substrat angeordneten Elektroden nahezu parallel zur Oberfläche des Substrats ist, und durch einen Spalt zwischen den beiden Elektroden auf die Flüssigkristalle auftreffendes Licht moduliert wird, um eine Anzeige zu erzeugen. Obwohl noch kein auf diesem System basierendes Produkt angeboten wird, hat es das Merkmal eines sehr weiten Blickwinkels und ist in Verbindung mit Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtungen eine vielversprechende Technik.
Die Eigenschaften des zuletzt genannten Systems sind beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 505247/1993 (WO 91/10936, der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 21907/1988 ( US 4345249 ) und der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 160878/1994 ( EP 5 88568 ) offenbart.
Ein erstes Problem des Stands der Technik wird nachstehend beschrieben.
Bei einer herkömmlichen Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit dem zuletzt genannten. System wird durch Dünnschichtelektroden mit einer Dicke von etwa einigen tausend Ångström ein elektrisches Feld erzeugt, das im wesentlichen parallel zur Oberfläche des Substrats ist, wodurch es im Vergleich zu. dem zuerst genannten System schwierig wird, das elektrische Feld in der Flüssigkristallschicht zu erzeugen.
Daher muß zwischen den Elektroden ein stärkeres elektrisches Feld als bei dem zuerst genannten System erzeugt werden, was zu einer Steigerung des Stromverbrauchs führt und die Verwendung einer LSI mit einer höheren Durchbruchspannung als Ansteuerungseinheit erforderlich macht.
Ein zweites Problem ist, daß bei dem zuerst genannten System ein Metallwerkstoff mit guten Lichtabschirmungseigenschaften als Schwarzmatrix (Lichtabschirmungsschicht) verwendet wurde, die die Abschnitte abdeckt, an denen unerwünschtes Licht durchdringt. Wird dieser Metallwerkstoff für das zuletzt genannte System verwendet, wird das elektrische Feld zwischen den Elektroden jedoch von der Schwarzmatrix absorbiert, wodurch die Erzeugung eines effektiven elektrischen Felds zwischen den Elektroden schwierig wird.
Ein drittes Problem besteht darin, daß bei dem zuerst genannten System das elektrische Feld einer Videosignalzeile von einer auf nahezu der gesamten Oberfläche eines dem Substrat, auf dem die Videosignalzeile erzeugt wird, gegenüberliegenden Substrats ausgebildeten Gegenelektrode absorbiert wird und das von der Videosignalzeile erzeugte elektrische Feld das zwischen den Elektroden erzeugte elektrische Feld nicht beeinträchtigt. Bei dem zuletzt genannten System, bei dem auf dem dem Substrat, auf dem die Videosignalzeile ausgebildet ist, gegenüberliegenden Substrat keine Elektrode vorge sehen ist, beeinträchtigt das durch die Videosignalzeile erzeugte elektrische Feld jedoch das zwischen den Elektroden erzeugte elektrische Feld, wodurch (insbesondere in der vertikalen Richtung des Bildschirms) Kreuzkopplungen auftreten, bei denen Videoinformationen anderer Spalten die Anzeige beeinträchtigen und dadurch ein gestreiftes Bild auftaucht, daß als vertikales Nachziehen bezeichnet wird.
Ein viertes Problem besteht darin, daß bei dem zuletzt genannten System, bei dem eine lineare Gegenelektrode erzeugt werden kann, der Widerstand der Gegenelektrode vom Eingangsende zu ihrem anderen Ende sehr viel größer wird, als wenn die Gegenelektrode bei dem zuerst genannten System eine ebene Form aufweist. Daher wird den Anschlußpixeln keine ausreichende Gegenspannung zugeführt, und die Gegenspannung wird aufgrund der Kapazitanz an einem Abschnitt, an dem die Gegenspannungssignalleitung die Videosignalleitung schneidet, von den Videosignalen verzerrt, wodurch (insbesondere in der horizontalen Richtung des Bildschirms) Kreuzkopplungen auftreten und dadurch ein gestreiftes Bild auftaucht, das als horizontales Nachziehen bezeichnet wird.
Ein fünftes Problem besteht darin, daß bei dem zuletzt genannten, herkömmlichen System, bei dem die Pixelelektrode PX und die Gegenelektrode CT auf dem gleichen Substrat angeordnet sind, der Öffnungsbereich, der zur Anzeige beiträgt, im Vergleich zu dem des zuerst genannten, herkömmlichen Systems um einen Betrag abnimmt, der der Anordnung der Gegenspannungssignalleitung CL entspricht.
Überdies führt eine Steigerung der Anzahl der Schnittpunkte der in Form einer Matrix angeordneten Leitungen zu einer erhöhten Gefahr von Kurzschlüssen zwischen den Leitungen und zu einer Steigerung der parasitären Kapazitanz zwischen den Signalleitungen, wodurch eine gleichmäßige Übertragung der Signale behindert wird.
Obwohl die Pixelelektrode PX bei dem zuerst genannten System eine ebene Form aufweist, weist überdies die Pixelelektrode PX des zuletzt genannten Systems die Form eines schmalen Streifens oder einer Linie auf, wodurch aufgrund einer Unterbrechung der Leitung häufig Pixel defekt werden.
Ein sechstes Problem besteht darin, daß bei dem zuletzt genannten, herkömmlichen System ein Wechselstromansteuerverfahren, beispielsweise ein Wechselstromansteuerverfahren, bei dem eine an die Flüssigkristallschicht angelegte Ansteuerspannung nach jedem horizontalen Abtastintervall invertiert wird, verwendet werden kann, um eine Wechselspannung an die Flüssigkristallschicht anzulegen. Wenn in diesem Fall eine Impulsspannung an die Gegenspannungssignalleitung CL mit einem Widerstand R und einer Kapazitanz C angelegt wird, wird die Impulsspannung verzerrt. Das sechste Problem wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 25 und 26 beschrieben.
25 ist ein Diagramm einer äquivalenten Schaltung eines Übertragungskanals zur Übertragung einer an die Gegenspannungssignalleitung CL einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit dem zuletzt genannten System angelegten Ansteuerspannung, und 26 ist ein Diagramm, das Schwingungsformen einer an jedem der Punkte an die Gegenelektrode CT angelegten Ansteuerspannung zeigt.
Der Übertragungskanal zur Übertragung einer an die Gegenelektrode CT angelegten Ansteuerspannung enthält hauptsächlich Widerstände 50 der Gegenspannungssignalleitung CL, einen Widerstand 51 einer gemeinsamen Busleitung CB zwischen einer gemeinsamen Spannungstreibereinheit 52 und der Gegenspannungssignalleitung CL und Speicherkondensatoren 53 in den Pixeln. Daher wird beim Ansteuern einer Flüssigkristallschicht durch eine Ansteuerwechselspannung die Schwingungsform der der Gegenelektrode CT von der gemeinsamen Spannungstreibereinheit 52 eines gemeinsa men Spannungsgenerators und der Treibereinheit 103 zugeführten Ansteuerspannung (Impulsspannung) verzerrt.
Wie anhand der Schwingungsform 54 der Gegenspannung am Punkt D, der Schwingungsform 55 der Gegenspannung am Punkt E, der Schwingungsform 56 der Gegenspannung am Punkt F und der Schwingungsform 57 der Gegenspannung am Punkt G ersichtlich, die in 26 gezeigt sind, nimmt die Verzerrung der Schwingungsform der der Gegenelektrode CT zugeführten Ansteuerspannung bei einer Zunahme der Entfernung vom Punkt D zum Punkt G zu.
Dadurch unterscheidet sich das elektrische Feld zwischen der Pixelelektrode PX und der Gegenelektrode CT in den Pixeln, entlang der Gegenspannungssignalleitung CL tritt eine ungleichmäßige Helligkeit (eine ungleichmäßige Anzeige) auf, und die Anzeigequalität des Flüssigkristallanzeigeschirms wird beeinträchtigt.
Dies wird insbesondere dann zu einem ernsthaften Problem, wenn ein Wechselstromansteuersystem verwendet wird, bei dem die an die Flüssigkristallschicht angelegte Ansteuerspannung nach jedem horizontalen Abtastintervall invertiert wird.
Wenn die Gegenspannungssignalleitung CL auch nur an einer Stelle unterbrochen wird, ist es ferner unmöglich, die Flüssigkristalle anzusteuern, da der Gegenelektrode CT der Pixel hinter dem unterbrochenen Abschnitt keine Ansteuerspannung mehr zugeführt wird, wodurch die Anzeigequalität des Flüssigkristallanzeigeschirms beeinträchtigt wird.
Bei der Konstruktion gemäß dem Stand der Technik unterscheidet sich überdies die Dicke abhängig von den Abschnitten, an denen die Videosignalleitung DL und die Abtastsignalleitung GL hinausgeleitet werden, und den Abschnitten, an denen keine derartigen Signalleitungen hinausgeleitet werden, um die Dicke der Signalleitung. Daher wird der Spalt über den gesamten Schirm unregelmäßig, wodurch die Anzeigequalität des Flüssigkristallanzeigeschirms beeinträchtigt wird.
In der nicht vorveröffentlichen Druckschrift EP 0 717 304 A1 ist eine Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung offenbart. Bei einer Ausführungsform weisen die Abtastelektrode, die Signalelektrode und die Verbindung der Gegenelektrode eine Breite von 10 μm auf. Die Pixelelektrode und der Verzweigungsteil der Verbindung der Gegenelektrode sind 6 μm breit. Bei einer weiteren Ausführungsform, die sich hinsichtlich des Aufbaus der Elektroden und des Verfahrens zur Ansteuerung der Elektroden explizit von der oben erwähnten Ausführungsform unterscheidet, ist eine Signalelektrode von jeweils einer Gegenelektrode auf jeder Seite der Signalelektrode umgeben.
In der EP 0 588 568 A2 ist eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung beschrieben, bei der jedes Pixelelement mindestens eine als Signalelektrode dienende Pixelelektrode, die sich in einer gemeinsamen Richtung erstreckt, und gemeinsame Elektroden aufweist, die sich über mehrere Pixelelemente erstrecken. Jedes Pixel kann zwei Pixelelektroden und dazwischen angeordnete Signalelektroden aufweisen, und es existiert dann ein Paar gemeinsamer Elektroden, zwischen denen Pixelelektroden angeordnet sind.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit hoher Bildqualität zu schaffen, die effizient hergestellt werden kann, mit einer niedrigen Spannung betrieben wird und wenig elektrischen Strom verbraucht und aufgrund der Lösung der vorstehend erwähnten, dem Stand der Technik eigenen Probleme breite Sichtcharakteristika aufweist.
Einrichtungen zur Lösung des vorstehend erwähnten ersten bis vierten Problems werden nachstehend beschrieben.
Einrichtung 1
Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit zwei Substraten, von denen mindestens eines transparent ist, einer zwischen den beiden Substraten angeordneten Flüssigkristallschicht, einer Pixelelektrode und einer Gegenelektrode, die zwischen einem der Substrate und der Flüssigkristallschicht ausgebildet sind, zum Verändern des Lichtdurchlässigkeitsfaktors bzw. des Lichtreflexionsfaktors der Flüssigkristalle unter Verwendung eines zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode erzeugten elektrischen Felds mit einer zu dem einen Substrat parallelen Komponente, bei der die Anisotropie Δε der Dielektrizitätskonstante und die effektive Dicke deff der Flüssigkristallschicht, die Breite Wp der Pixelelektrode in seitlicher Richtung, die Breite Wc der Gegenelektrode in seitlicher Richtung und der Spalt L zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode die folgenden Beziehungen erfüllen:
Δε > 0
2.8 μm < deff < 4,5 μm
1,2·deff < Wp < L/1,2
1,2·deff < Wc < L/1,2
Einrichtung 2
Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit zwei Substraten, von denen mindestens eines transparent ist, einer zwischen den beiden Substraten angeordneten Flüssigkristallschicht, einer Pixelelektrode und einer Gegenelektrode, die zwischen einem der Substrate und der Flüssigkristallschicht ausgebildet sind, zum Verändern des Lichtdurchlässigkeitsfaktors bzw. des Lichtreflexionsfaktors der Flüssigkristalle unter Verwendung eines elektrischen Felds, das zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode erzeugt wird und eine zu. dem einen Substrat parallele Komponente aufweist, bei der die Aniso tropie Δε der Dielektrizitätskonstante und die effektive Dicke deff der Flüssigkristallschicht, die Breite Wp der Pixelelektrode in seitlicher Richtung, die Breite Wc der Gegenelektrode in seitlicher Richtung und der Spalt L zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode die folgenden Beziehungen erfüllen:
Δε < 0
4.2 μm < deff < 8,0 μm
1,2·deff < Wp < L/1,2
1,2·deff < Wc < L/1,2
Einrichtung 3
Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit mindestens zwei Substraten, von denen mindestens eines transparent ist, einer zwischen den beiden Substraten angeordneten Flüssigkristallschicht, einer Pixelelektrode und einer Gegenelektrode, die zwischen einem der Substrate und der Flüssigkristallschicht angeordnet sind, wodurch Pixel erzeugt werden, indem der Lichtdurchlässigkeitsfaktor bzw. der Lichtreflexionsfaktor der Flüssigkristalle durch ein zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode erzeugtes elektrisches Feld, das eine zu dem einen Substrat parallele Komponente aufweist, verändert und eine Schwarzmatrix erzeugt werden, die die Pixel auf einer Ebene umgibt, wobei die Schwarzmatrix aus einem isolierenden Material gefertigt ist.
Einrichtung 4
Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit mindestens zwei Substraten, von denen mindestens eines transparent ist, einer zwischen den beiden Substraten angeordneten Flüssigkristallschicht, einer Videosignalleitung, einer Drain-Elektrode, einer Pixelelektrode, an die über die Drain-Elektrode und einen Dünnschichttransistor ein Videosignal von der Videosignalleitung angelegt wird, und einer Gegenelektrode, die zwischen einem der Substrate und der Flüssigkristallschicht ausgebildet sind, wodurch Pixel erzeugt werden, indem der Lichtdurchlässigkeitsfaktor bzw. der Lichtreflexionsfaktor der Flüssigkristalle durch ein zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode erzeugtes elektrisches Feld, das eine zu dem einen Substrat parallele Komponente aufweist, verändert wird, wobei die Gegenelektroden nebeneinander liegender Pixel auf beiden Seiten der Videosignalleitung angeordnet sind und die Breiten der Gegenelektroden nicht kleiner als die Hälfte der Breite der Videosignalleitung sind.
Einrichtung 5
Bei der Einrichtung 4 ist die Gegenelektrode aus einem anodisierbarem Material gefertigt, und eine selbstanodisierte Schicht aus diesem Material bedeckt die Gegenelektrode.
Einrichtung 6
Bei der Einrichtung 5 ist die Gegenelektrode aus Aluminium gefertigt.
Einrichtung 7
Bei der Einrichtung 5 wird die Gegenelektrode gleichzeitig mit der Gate-Signalleitung erzeugt, die aus der Metallschicht mit der anodisierten Oberfläche gefertigt ist.
Einrichtung 8
Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit zwei Substraten, von denen mindestens eines transparent ist und einer zwischen den beiden Substraten angeordneten Flüssigkristallschicht, die eine Videosignalleitung, eine Drain-Elektrode, eine Pixelelektrode, an die über die Drain-Elektrode und einen Dünnschichttransistor ein Videosignal von der Videosignalleitung angelegt wird, eine an eine Gate-Elektrode angeschlossene Gate-Signalleitung, die den Dünnschichttransistor einschaltet, und eine Gegenelektrode, an die über eine Gegenspannungssignalleitung eine Gegenspannung angelegt wird, umfaßt, die zwischen einem der Substrate und der Flüssigkristallschicht ausgebildet sind, wobei Pixel erzeugt werden, indem der Lichtdurchlässigkeitsfaktor bzw. der Lichtreflexionsfaktor der Flüssigkristalle durch ein zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode erzeugtes elektrisches Feld, das eine zu dem einen Substrat parallele Komponente aufweist, verändert wird, die Gate-Signalleitung aus einer Metallschicht mit einer anodisierten Oberfläche gefertigt ist und die Gegenspannungssignalleitung aus dem gleichen Material wie die Gate-Signalleitung gefertigt ist.
Einrichtung 9
Bei der Einrichtung 8 ist die Gegenspannungssignalleitung aus Aluminium gefertigt.
Einrichtung 10
Bei der Einrichtung 8 werden die Gegenspannungssignalleitung und die Gate-Signalleitung im gleichen Schritt erzeugt.
Einrichtung 11
Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die zwei Substrate, von denen mindestens eines transparent ist, eine zwischen den beiden Substraten angeordneten Flüssigkristallschicht, eine Videosignalleitung, eine Drain-Elektrode, eine Pixelelektrode, an die über die Drain-Elektrode und einen Dünnschichttransistor ein Videosignal von der Videosignalleitung angelegt wird, eine Gate-Elektrode zum Einschalten des Dünnschichttransistors, eine Gegenelektrode, an die über eine Gegenspannungssignalleitung eine Gegenspannung angelegt wird, und einen Speicherkondensator, der erzeugt wird, indem ein Teil der Pixelelektrode über eine isolierende Zwischenschicht auf der Gegenspannungssignalleitung angeordnet wird, umfaßt, die zwischen einem der Substrate und der Flüssigkristallschicht ausgebildete sind, wobei Pixel gebildet werden, indem der Lichtdurchlässigkeitsfaktor der Flüssigkristalle durch ein zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode erzeugtes elektrisches Feld verändert wird, das eine zu dem einen Substrat parallele Komponente aufweist, und die Gegenspannungssignalleitung aus Aluminium mit einer anodisierten Oberfläche gefertigt ist.
Einrichtung 12
Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die zwei Substrate, von denen mindestens eines transparent ist, eine zwischen den beiden Substraten angeordnete Flüssigkristallschicht, eine Videosignalleitung, eine Drain-Elektrode, eine Pixelelektrode, an die über die Drain-Elektrode und einen Dünnschichttransistor ein Videosignal von der Videosignalleitung angelegt wird, eine Gate-Elektrode zum Einschalten des Dünnschichttransistors und eine Gegenelektrode, an die über eine Gegenspannungssignalleitung eine Gegenspannung angelegt wird, umfaßt, die zwischen dem einen Substrat und der Flüssigkristallschicht ausgebildet sind, wobei Pixel erzeugt werden, indem der Lichtdurchlässigkeitsfaktor der Flüssigkristalle durch ein zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode erzeugtes elektrisches Feld, das eine zu dem einen Substrat parallele Komponente aufweist, verändert wird und eine gemeinsame Busleitung zum Verbinden der Gegenspannungssignalleitungen der mehreren Pixel vorgesehen ist, die einen mehrschichtigen Aufbau aus zwei oder mehr leitfähigen Schichten aufweist.
Einrichtung 13
Bei der Einrichtung 12 besteht die gemeinsame Busleitung aus einer leitfähigen Schicht aus dem gleichen Material wie die Gate-Elektrode, und einer leitfähigen Schicht aus dem gleichen Material wie die Videosignalleitung, und die leitfähigen Schichten werden gleichzeitig mit der Gate-Elektrode und der Videosignalleitung erzeugt.
Zur Lösung des vorstehend erwähnten fünften Problems werden die Gegenspannungssignalleitung und die Drain-Elektrode von zwei in der Richtung der Spalten nebeneinander liegenden Pixeln gemeinsam verwendet, und der Speicherkondensator ist in einem Teil der Gegenspannungssignalleitung ausgebildet.
Einrichtung 14
Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die zwei Substrate, von denen mindestens eines transparent ist, eine zwischen den beiden Substraten angeordneten Flüssigkristallschicht, eine Videosignalleitung, eine Drain-Elektrode, eine Pixelelektrode, an die über die Drain-Elektrode und einen Dünnschichttransistor ein Videosignal von der Videosignalleitung angelegt wird, eine Gate-Elektrode zum Einschalten des Dünnschichttransistors, eine Gegenelektrode, an die über eine Gegenspannungssignalleitung eine Gegenspannung angelegt wird, und einen durch Anordnen eines Teils der Pixelelektrode über eine isolierende Zwischenschicht auf einem Teil der Gegenspannungssignalleitung erzeugten Speicherkondensator umfaßt, die zwischen dem einen Substrat und der Flüssigkristallschicht ausgebildeten sind, wobei Pi xel erzeugt werden, indem der Lichtdurchlässigkeitsfaktor der Flüssigkristalle durch ein zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode erzeugtes elektrisches Feld verändert wird, das eine zu dem einen Substrat parallele Komponente aufweist, die mit den Gate-Elektroden verbundenen Abtastsignalleitungen und die mit den Gegenelektroden verbundenen Gegenspannungssignalleitungen parallel in einer ersten Richtung der mehreren, in Form einer Matrix angeordneten Pixel angeordnet sind, die mit den Drain-Elektroden verbundenen Videosignale in einer zweiten Richtung parallel angeordnet sind und die Gegenspannungssignalleitung von zwei in der zweiten Richtung nebeneinander liegenden Pixeln gemeinsam genutzt wird.
Einrichtung 15
Bei der Einrichtung 14 sind die Gate-Elektroden, die Abtastsignalleitungen und die Dünnschichttransistorelemente von zwei in der Richtung der Spalten nebeneinander liegenden Pixeln so angeordnet, daß sie einander gegenüberliegen, die Drain-Elektroden werden von zwei Pixeln gemeinsam verwendet, und die Leitungen von den Drain-Elektroden zu den Videosignalleitungen sind zwischen den einander gegenüberliegenden Abtastsignalleitungen angeordnet.
Einrichtung 16
Bei der Einrichtung 15 sind die Dünnschichttransistoren so entlang der Abtastsignalleitung ausgebildet, daß die mehreren Dünnschichttransistoren mit den Pixelelektroden in einem Pixel verbunden sind.
Eine Einrichtung zur Lösung des vorstehend erwähnten sechsten Problems wird nachstehend beschrieben.
Einrichtung 17
Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die zwei Substrate, von denen mindestens eines transparent ist, eine zwischen den beiden Substraten angeordnete Flüssigkristallschicht, eine Videosignalleitung, eine Drain-Elektrode, eine Pixelelektrode, an die über die Drain-Elektrode und einen Dünnschichttransistor ein Videosignal von der Videosignalleitung angelegt wird, eine mit einer Gate-Elektrode verbundene Gate-Signalleitung zum Einschalten des Dünnschichttransistors und eine Gegenelektrode, an die über eine Gegenspannungssignalleitung eine Gegenspannung angelegt wird, umfaßt, die zwischen dem einen Substrat und der Flüssigkristallschicht ausgebildet sind, wobei Pixel erzeugt werden, indem der Lichtdurchlässigkeitsfaktor der Flüssigkristalle durch ein zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode erzeugtes elektrisches Feld verändert wird, das eine zu dem einen Substrat parallele Komponente aufweist, die Enden der Gegenspannungssignalieitung auf beiden Seiten mit einer gemeinsamen Busleitung und ferner mit einer gemeinsamen Spannungserzeugungs- und Ansteuereinrichtung verbunden sind.
Einrichtung 18
Bei der Einrichtung 17 sind im anzeigefreien Bereich eines der Substrate Dickeeinstellmuster vorgesehen, die aus dem gleichen Material wie die gemeinsame Busleitung gefertigt sind und die gleiche Dicke aufweisen.
Einrichtung 19
Bei der Einrichtung 17 oder 18 ist in den Bereichen, in denen keine Schnittstellen vorhanden sind, mit Ausnahme der Bereiche, an denen die gemeinsame Busleitung die Gate-Signalleitung oder die Videosignalleitung schneidet und mit Ausnahme der Bereiche, in denen die gemeinsame Busleitung an die Gegenspannungssignalleitung angeschlossen ist, eine aus dem gleichen Material wie die Gate-Elektrode gefertigte Dickeeinstellschicht mit der gleichen Dicke wie die Gate-Elektrode über oder unter der gemeinsamen Busleitung vorgesehen.
Einrichtung 20
Bei der Einrichtung 17 oder 18 ist in den Bereichen, in denen keine Schnittstellen vorhanden sind, mit Ausnahme der Bereiche, an denen die gemeinsame Busleitung die Gate-Signalleitung oder die Videosignalleitung schneidet, und mit Ausnahme der Bereiche, in denen die gemeinsame Busleitung an die Gegenspannungssignalleitung angeschlossen ist, eine aus dem gleichen Material wie die Drain-Elektrode gefertigte Dickeeinstellschicht mit der gleichen Dicke wie die Drain-Elektrode über oder unter der gemeinsamen Busleitung vorgesehen.
Wenn bei der Konstruktion der Einrichtung 1 eine Flüssigkristallzusammensetzung mit einer positiven Anisotropie der Dielektrizitätskonstante verwendet wird, kann eine Übertragungskennlinie erzielt werden, die im Doppelbrechungsmodus nur wenig von der Wellenlänge abhängt, d. h. es können eine gute Weißanzeige erzielt und parallel zum Substrat eine elektrische Feldkomponente an die Flüssigkristallschicht angelegt werden, die wesentlich stärker als die elektrische Feldkomponente in der zum Substrat senkrechten Richtung ist. Dadurch kann der effizienteste Übertragungszustand genutzt werden, der ohne eine Erhöhung der Spannung zum Ansteuern des Flüssigkristalls eine effiziente Umwandlung der Spannung zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode in die zum Substrat parallele Komponente ermöglicht.
Wenn bei der Konstruktion der Einrichtung 2 eine Flüssigkristallzusammensetzung mit einer negativen Anisotropie der Dielektrizitätskonstante verwendet wird, kann eine Übertragungskennlinie erzielt werden, die im Doppelbrechungsmodus nur wenig von der Wellenlänge abhängt, d. h. es können eine gute Weißanzeige erzielt und parallel zum Substrat eine elektrische Feldkomponente an die Flüssigkristallschicht angelegt werden, die wesentlich stärker als die elektrische Feldkomponente in der zum Substrat senkrechten Richtung ist. Dadurch kann der effizienteste Übertragungszustand genutzt werden, der ohne eine Erhöhung der Spannung zum Ansteuern des Flüssigkristalls eine effiziente Umwandlung der Spannung zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode in die zum Substrat parallele Komponente ermöglicht.
Bei der Konstruktion der Einrichtung 3 kann die Wirkung auf das elektrische Feld zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode eliminiert werden, weil die Schwarzmatrix aus einem isolierenden Material gefertigt ist. Die Schwarzmatrix schaltet die Wirkung auf das elektrische Feld zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode aus, wodurch eine Verringerung der Abstände zwischen den Elektroden ermöglicht wird. Dadurch können das Öffnungsverhältnis erhöht und ohne eine Erhöhung der Spannung zum Ansteuern der Flüssigkristalle effizient eine zur Oberfläche des Substrats parallele elektrische Feldkomponente an die Flüssigkristallschicht angelegt werden.
Bei der Konstruktion der Einrichtung 4 können die elektrischen Kraftlinien der Videosignalleitung von den auf ihren beiden Seiten angeordneten Gegenelektroden absorbiert werden, wodurch das Auftreten einer sogenannten Kreuzkopplung verhindert werden kann. In diesem Fall werden die elektrischen Kraftlinien der Videosignalleitung von den Gegenelektroden auf den beiden Seiten gleichmäßig auf 50% aufgeteilt, d. h. insgesamt werden 100% der elektrischen Kraftlinien absorbiert.
Bei der Konstruktion der Einrichtung 5 wird das Auftreten von Kurzschlüssen selbst dann verhindert, wenn die Gegenelektroden auf beiden Seiten so nahe wie möglich zusammen gebracht oder so angeordnet werden, daß sie die Videosignalleitung schneiden. Dadurch wird eine Erhöhung des Öffnungsverhältnisses ermöglicht.
Bei der Konstruktion der Einrichtung 6 weisen die Gegenelektroden einen geringen Widerstand auf. Daher strömt ein nahezu gleichmäßiger und stabiler Strom durch die Gegenelektroden, und die Gegenspannung wird selbst an die Pixel an den Anschlüssen hinreichend übertragen, wodurch die Wirkung der Einrichtung 4 weiter gesteigert werden kann.
Bei der Konstruktion der Einrichtung 7 kann die Wirkung der Einrichtung 5 ohne eine Erhöhung der Anzahl der Fertigungsschritte erzielt werden.
Bei der Konstruktion der Einrichtung 8 kann die Wahrscheinlichkeit von Kurzschlüssen in den Bereichen verringert werden, an denen die Gegenspannungssignalleitung die Videosignalleitung schneidet.
Bei der Konstruktion der Einrichtung 9 weist die Gegenspannungssignalleitung einen geringen Widerstand auf, und ein nahezu gleichmäßiger und stabiler Strom strömt durch jede der Gegenelektroden. Daher wird selbst an die Pixel an den Anschlüssen eine ausreichende Gegenspannung übertragen, wodurch eine gleichmäßige Pixelanzeige ermöglicht wird.
Bei der Konstruktion der Einrichtung 10 wird die Wirkung der Einrichtung 7 ohne eine Erhöhung der Anzahl der Fertigungsschritte erzielt.
Bei der Konstruktion der Einrichtung 11 ist die über eine isolierende Zwischenschicht ausgebildete Elektrode auf der Unterseite aus Aluminium mit einer anodisierten Oberfläche gefertigt, wodurch ein Speicherkondensator erzeugt werden kann, der kaum ein Auftreten der Probleme zuläßt, die durch Punktfehler aufgrund sogenannter Haarkristalle verursacht werden.
Bei der Konstruktion der Einrichtung 12 können der Widerstand ohne eine Steigerung der Breite der gemeinsamen Busleitung verringert und bis zu den Enden der Gegenelektroden eine ausreichend hohe Spannung angelegt werden. Dadurch können durch eine Verzerrung der Gegenspannung in Abhängigkeit von den Videosignalen verursachte Kreuzkopplungen (insbesondere Kreuzkopplungen in der horizontalen Richtung des Bildschirms) reduziert werden.
Bei der Konstruktion der Einrichtung 13 kann die Wirkung der Einrichtung 12 ohne eine Erhöhung der Anzahl der Fertigungsschritte erzielt werden.
Bei der Konstruktion der Einrichtung 14 sind die mit den Gate-Elektroden GT verbundenen Gate-Signalleitungen GL und die mit den Gegenelektroden CT verbundenen Gegenspannungssignalleitungen CL in der Richtung einer Zeile aus mehreren in Form einer Matrix angeordneten Pixeln parallel angeordnet, die Gegenspannungssignalleitung CL wird von den beiden in der Richtung der Spalte nebeneinander liegenden Pixeln gemeinsam verwendet, und die mit den Drain-Elektroden SD2 verbundenen Videosignalleitungen DL sind in der Richtung der Spalten parallel angeordnet, um die parasitäre Kapazitanz zwischen den Leitungen zu verringern, den Fertigungsertrag zu steigern, die Öffnungen der Pixel sicherzustellen und den Widerstand der Gegenspannungssignalleitungen CL zu verringern.
Bei der Konstruktion der Einrichtung 15 sind die Gate-Elektroden GT, die Gate-Signalleitungen GL und die Dünnschichttransistorelemente von zwei bei der Konstruktion der Einrichtung 14 in der Richtung der Spalte nebeneinanderliegenden Pixeln so angeordnet, daß sie einander gegenüberliegen, die Drain-Elektrode SD2 wird von den beiden Pixeln gemeinsam genutzt, und die Verdrahtung von der Drain-Elektrode SD2 und der Videosignalleitung DL ist zwischen den gegenüberliegenden Gate-Signalleitungen GL angeordnet, um die parasitäre Kapazitanz zwischen den Leitungen zu verringern, den Fertigungsertrag zu erhöhten, die Öffnungen der Pixel sicherzustellen und den Widerstand der Gegenspannungssignalleitungen CL zu verringern.
Bei der Konstruktion der Einrichtung 16 sind die Dünnschichttransistoren so entlang der Gate-Signalleitung GL ausgebildet, daß die mehreren Dünnschichttransistoren mit den Pixelelektroden PX eines Pixels mit dem Aufbau der Einrichtung 15 verbunden sind, um die parasitäre Kapazitanz zwischen den Leitungen zu verringern, den Fertigungsertrag zu erhöhten, die Öffnungen der Pixel sicherzustellen und den Widerstand der Gegenspannungssignalleitungen CL zu verringern.
Bei der Konstruktion der Einrichtungen 17 bis 20 sind beide Enden der Gegenspannungssignalleitungen CL mit der gemeinsamen Busleitung CB verbunden, die einen geringern Widerstand als die Gegenspannungssignalleitungen CL aufweist. Daher können eine Verzerrung der Schwingungsform der von der gemeinsamen Spannungstreibereinheit 52 an die Gegenelektroden CT angelegten Ansteuerspannung verringert, die Intensität des elektrischen Felds zwischen der Pixelelektrode PX und der Gegenelektrode CT jedes Pixels des Bildschirms vereinheitlicht und die Ungleichmäßigkeit der Helligkeit verringert werden, die entlang der Gegenspannungssignalleitung CL auftritt.
Selbst wenn die Gegenspannungssignalleitung CL an einer Stelle bricht, wird die gemeinsame Spannung von beiden Enden der Gegenspannungssignalleitung CL zugeführt, um das Flüssigkristall der Pixel anzusteuern, Anders als beim Stand der Technik kann daher das Flüssigkristall der Pixel hinter der Bruchstelle angesteuert werden, und die Qualität der Anzeige wird nicht beeinträchtigt.
Überdies hat der Bereich, in dem die gemeinsame Busleitung CB angeordnet ist, den gleichen Querschnittsaufbau wie der Bereich, in dem die gemeinsame Busleitung CB die Gate-Signalleitung GL oder die Videosignalleitung DL schneidet, wodurch die Ungleichmäßigkeit der Schichtdicke an den Rändern des Substrats, an denen die gemeinsame Busleitung CB ausgebildet ist, verringert, die Abstände zwischen zwei Substraten gleichmäßig eingestellt und die Ungleichmäßigkeiten der Spalten der Flüssigkristallanzeigevorrichtung verringert werden können.
Die vorstehend aufgezeigten und weitere Aufgaben, Vorteile, Funktionen und neuartige Eigenschaften der vorliegenden Erfindung gehen aus der Lektüre der folgenden genauen Beschreibung im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen hervor.
1 ist ein Diagramm zur Erläuterung der grundsätzlichen Funktionsweise eines Flüssigkristallanzeigeelements, das schematisch ein Pixel darstellt;
2 ist eine Draufsicht der wesentlichen Teile, die ein Pixel und seine Umgebung in einer Flüssigkristallanzeigeeinheit einer Aktivmatrix-Flüssigkristallfarbanzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform 1 zeigt;
3 ist ein Diagramm, das das Muster einer Schwarzmatrix bei der Ausführungsform 1 darstellt;
4 ist eine Draufsicht der wesentlichen Teile, die ein Pixel und seine Umgebung in einer Flüssigkristallanzeigeeinheit einer Aktivmatrix-Flüssigkristallfarbanzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform 2 zeigt;
5 ist eine Draufsicht, die mehrere, durch Anordnen der Pixel gemäß der Ausführungsform 1 auf einem Flüssigkristallbildschirm gebildete Pixel zeigt;
6 ist ein Diagramm einer elektrisch äquivalenten Schaltung aus zwei in der Richtung der Spalte nebeneinander liegenden Pixeln gemäß der Ausführungsform 1;
7 ist eine Schnittansicht eines Pixels entlang der Schnittlinie 3-3 in 2;
8 ist eine Schnittansicht eines Dünnschichttransistorelements TFT entlang der Schnittlinie 4-4 in 2;
9 ist eine Schnittansicht eines Speicherkondensators Cstg entlang der Schnittlinie 5-5 in 2;
10 ist eine Draufsicht zur Erläuterung des Aufbaus der Ränder einer Matrix des Anzeigeschirms;
11 ist eine Schnittansicht, die Randabschnitte des Schirms mit Gate-Signalanschlüssen auf der linken Seite, jedoch ohne externe Verbindungsanschlüsse auf der rechten Seite darstellt;
die 12A und 12B sind eine Draufsicht und eine Schnittansicht, die den Bereich darstellen, in dem ein Gate-Anschluß GTM mit einer Gate-Verdrahtung GL verbunden ist;
die 13A und 13B sind eine Draufsicht und eine Schnittansicht, die den Bereich darstellen, in dem ein Drain-Anschluß DTM mit einer Videosignalleitung DL verbunden ist;
die 14A und 14B sind eine Draufsicht und eine Schnittansicht, die den Bereich darstellen, in dem ein gemeinsamer Elektrodenanschluß CTM, eine gemeinsame Busleitung CB und eine Gegenspannungssignalleitung CL miteinander verbunden sind;
15 ist ein Ablaufdiagramm einer Schnittansicht eines Pixels und eines Gate-Anschlusses, das die Schritte A bis C der Herstellung eines Substrats SUB1 darstellt;
16 ist ein Ablaufdiagramm einer Schnittansicht des Pixels und des Gate-Anschlusses, das die Schritte D bis F der Herstellung des Substrats SUB1 darstellt;
17 ist ein Ablaufdiagramm einer Schnittansicht des Pixels und des Gate-Anschlusses, das die Schritte G bis H der Herstellung des Substrats SUB1 darstellt;
18 ist ein Diagramm, das die Beziehungen zwischen der Richtung, in der das elektrische Feld angelegt wird, der Richtung des Glanzschleifens und der Übertragungsachse einer Polarisationsplatte darstellt;
19 ist das Diagramm einer Schaltung, das eine Matrixeinheit und ihre Umgebung bei einer erfindungsgemäßen Aktivmatrix-Flüssigkristallfarbanzeigevorrichtung darstellt;
20 ist ein Diagramm, das Schwingungsformen zum Ansteuern der erfindungsgemäßen Aktivmatrix-Flüssigkristallfarbanzeigevorrichtung darstellt;
21 ist eine Ansicht des Zustands, in dem die peripheren Treibereinheiten auf einem Flüssigkristallbildschirm montiert sind, von oben;
22 ist ein Diagramm, das den Aufbau eines Bandträgerpakets TCP, in dem ein integrierter Schaltungschip CHI, der die Treibereinheit bildet, auf einem flexiblen Verdrahtungssubstrat montiert ist, im Schnitt darstellt;
23 ist eine Schnittansicht, die wesentliche Abschnitte in einem Zustand darstellt, in dem das Bandträgerpaket TCP in dem Flüssigkristallbildschirm PNL mit einem Anschluß GTM für eine Gate-Signalschaltung verbunden ist;
24 ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht, die ein Flüssigkristallanzeigemodul darstellt;
25 ist ein Diagramm, das eine äquivalente Schaltung eines Kanals zur Übertragung einer Treiberspannung an die Gegenelektroden CT bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß 19 darstellt;
26 ist ein Kennliniendiagramm, das Schwingungsformen der Ansteuerspannung an jedem der in 25 gezeigten Punkte darstellt;
27 ist ein Blockdiagramm, das schematisch den Aufbau der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Ausführungsform 3 darstellt;
28 ist ein Diagramm, das eine äquivalente Schaltung eines Kanals zur Übertragung einer Ansteuerspannung an die Gegenelektroden CT bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Ausführungsform 3 darstellt;
29 ist ein Kennliniendiagramm, das die Schwingungsformen der Ansteuerspannung an jedem der in 28 gezeigten Punkte darstellt;
die 30A bis 30C sind eine Draufsicht und Schnittansichten, die die Verbindung zwischen der Gegenspannungssignalleitung CL und der gemeinsamen Busleitung CB an einem Punkt A auf dem Matrixsubstrat gemäß 27 darstellen;
die 31A und 31B sind eine Draufsicht und eine Schnittansicht, die die Verbindung zwischen der Gegenspannungssignalleitung CL und der gemeinsamen Busleitung CB an einem Punkt B auf dem Matrixsubstrat gemäß 27 darstellen;
die 32A und 32B sind eine Draufsicht und eine Schnittansicht, die den Schnittpunkt zwischen der Videosignalleitung DL und der gemeinsamen Busleitung CB an einem Punkt C auf dem Matrixsubstrat gemäß 27 darstellen;
die 33A bis 33C sind eine Draufsicht und Schnittansichten, die ein weiteres Beispiel der Verbindung zwischen der Gegenspannungssignalleitung CL und der gemeinsamen Busleitung CB an einem Punkt A auf dem Matrixsubstrat gemäß 27 darstellen;
34 ist eine Draufsicht, die eine weitere Anordnung der gemeinsamen Busleitung CB gemäß der Ausführungsform 3 zeigt;
35 ist eine Draufsicht, die eine weitere Anordnung der gemeinsamen Busleitung CB gemäß der Ausführungsform 3 zeigt;
die 36A bis 36C sind eine Draufsicht und Schnittansichten, die die Verbindung zwischen der Gegenspannungssignalleitung CL und der gemeinsamen Busleitung CB an einem dem Punkt A auf dem Matrixsubstrat gemäß 27 entsprechenden Punkt bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Ausführungsform 4 darstellen;
die 37A und 37B sind eine Draufsicht und eine Schnittansicht, die die Verbindung zwischen der Gegenspannungssignalleitung CL und der gemeinsamen Busleitung CB an einem dem Punkt B auf dem Matrixsubstrat gemäß 27 entsprechenden Punkt bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Ausführungsform 4 darstellen;
die 38A und 38B sind eine Draufsicht und eine Schnittansicht, die den Schnittpunkt zwischen der Videosignalleitung DL und der gemeinsamen Busleitung CB an einem dem Punkt C auf dem Matrixsubstrat gemäß 27 entsprechenden Punkt bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Ausführungsform 4 darstellen; und
39 ist eine Draufsicht, die eine weitere Anordnung der gemeinsamen Busleitung CB gemäß der Ausführungsform 4 darstellen.
Die Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigevorrichtung
Nachstehend wird eine Ausführungsform einer Flüssigkristallfarbanzeigevorrichtung mit einem Aktivmatrixsystem beschrieben. In den Zeichnungen sind die Abschnitte mit den gleichen Funktionen durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und ihre Beschreibung wird nicht wiederholt.
Zunächst wird vor der Darstellung spezifischer Ausführungsformen die grundlegende Funktionsweise des Flüssigkristallanzeigeelements erläutert.
Die 1A bis 1D sind schematische Diagramme eines Pixels zur Erläuterung der Funktionsweise des Flüssigkristallanzeigeelements, wobei 1A eine Schnittansicht eines Zustands ist, in dem keine Spannung angelegt wird, 1B eine Schnittansicht eines Zustands ist, in dem eine Spannung angelegt wird, 1C eine Draufsicht eines Zustands ist, in dem keine Spannung angelegt wird, und 1D eine Draufsicht eines Zustands ist, in dem eine Spannung angelegt wird. In den Zeichnungen bezeichnen SUB1 und SUB2 (nachstehend häufig einfach als Substrate bezeichnete) transparente Glassubstrate, CT eine Gegenelektrode, GI eine Isolierschicht, DL eine Videosignalleitung, PX eine Pixelelektrode, POL1 und POL2 Polarisationsplatten, MAX1 die Polarisationsachse der unteren Polarisationsplatte, MAX2 die Polarisationsachse der oberen Polarisationsplatte, RDR die anfängliche Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle, EDR die Richtung des elektrischen Felds, BM eine Schwarzmatrix, FIL ein Farbfilter, OC eine Abflachungsschicht, ORI1 und ORI2 Ausrichtungsschichten und LC Flüssigkristalle (stabförmige Flüssigkristallmoleküle).
Bei dem Flüssigkristallanzeigeelement sind die Polarisationsplatte POL2, die lichtabschirmende Schwarzmatrix BM, das Farbfilter FIL, die Schutzschicht OC und die Ausrichtungsschicht ORI2 auf einem Substrat SUB2 der beiden transparenten Glassubstrate SUB1 und SUB2 ausgebildet. Auf dem anderen Substrat SUB1 sind über die Flüssigkristalle LC die Polarisationsplatte POL1, die Ausrichtungsschicht ORI1, die Drain-Elektrode SD2, die Pixelelektrode PX, die Gegenelektrode CT, die Verdrahtung und der Dünnschichttransistor ausgebildet. In den Zeichnungen sind die Leitungen und die Dünnschichttransistoren nicht dargestellt.
Gemäß den 1A und 1C wurden die Flüssigkristalle LC durch die Ausrichtungsschichten ORI1 und ORI2 vorab mit einer zur Oberfläche des Substrats SUB1 im wesentlichen parallelen Ausrichtung RDR ausgerichtet. In diesem Zustand stimmt die anfängliche Ausrichtung RDR der Flüssigkristalle LC annähernd mit der Polarisationsachse MAX1 der Polarisationsplatte POL1 überein, die Polarisationsachse MAX1 und die Polarisationsachse MAX2 der anderen Polarisationsplatte POL2 schneiden einander im rechten Winkel und das Pixel befindet sich in einem Zustand, in dem keine Anzeige erfolgt.
Als Nächstes werden die Flüssigkristallmoleküle LC gemäß den 1B und 1D auf einer zur Oberfläche des Substrats SUB1 im wesentlichen parallelen Ebene gedreht, wenn zwischen der Gegenelektrode CT und der Pixelelektrode PX auf dem Glassubstrat SUB1 eine Spannung angelegt wird, um ein zur Oberfläche des Substrats SUB1 im wesentlichen paralleles elektrisches Feld (mit der Richtung EDR) zu erzeugen. Dann befindet sich das Pixel in einem Zustand, in dem eine Anzeige erfolgt. Zur Bildung eines Anzeigeschirms wird eine große Anzahl an Pixeln angeordnet.
Der ebene Aufbau einer Matrixeinheit (Pixeleinheit)
2 ist eine Draufsicht, die ein Pixel und seine Umgebung bei einer Aktivmatrix-Flüssigkristallfarbanzeigevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
Gemäß 2 ist jedes Pixel in einem (von vier Signalleitungen umgebenen) Bereich vorgesehen, in dem die Gate-Signalleitung (Gate-Signalleitung oder horizontale Signalleitung) GL, die Gegenspannungssignalleitung (Gegenelektrodenleitung) CL und zwei nebeneinander liegende Videosignalleitungen (Drain-Signalleitungen oder vertikale Signalleitungen) DL einander schneiden. Jedes Pixel umfaßt einen Dünnschichttransistor TFT, einen Speicherkondensator Cstg, eine Pixelelektrode PX und eine Gegenelektrode CT. Die Gate-Signalleitungen GL und die Gegenspannungssignalleitungen CL erstrecken sich gemäß der Zeichnung von rechts nach links, wobei von oben nach unten mehrere von ihnen vorgesehen sind. Die Videosignalleitungen DL erstrecken sich von oben nach unten, und von rechts nach links sind mehrere von ihnen vorgesehen. Die Pixelelektrode PX ist mit dem Dünnschichttransistor TFT verbunden, und die Gegenelektrode CT ist einstückig mit der Gegenspannungssignalleitung CL ausgebildet.
Die beiden entlang der Videosignalleitung DL nebeneinander liegenden Pixel weisen einen ebenen Aufbau auf, wobei sie die gleiche Größe und das gleiche Muster aufweisen. Der Grund hierfür ist, daß die Gegenspannungssignalleitung CL von zwei entlang der Videosignalleitungen DL vertikal nebeneinander liegenden Pixeln gemeinsam genutzt wird, die Breite der Gegenspannungssignalleitung CL erhöht wird und dadurch der Widerstand der Gegenspannungssignalleitung CL verringert wird. Dadurch wird es leicht, den Gegenelektroden CT der rechts und links angeordneten Pixel eine ausreichende Gegenspannung von einer externen Schaltung zuzuführen.
Die Pixelelektrode PX und die Gegenelektrode CT liegen einander gegenüber, und der optische Zustand der Flüssigkristalle LC wird durch ein elektrisches Feld zwischen jeder Pixelelektrode PX und der Gegenelektrode CT gesteuert, wodurch die Anzeige gesteuert wird. Die Pixelelektroden PX und die Gegenelektroden CT sind wie die Zäh ne eines Kamms geformt und erstrecken sich in schlanker Form von oben nach unten.
Wenn die Pixelelektroden PX und die Gegenelektroden CT auf der Oberfläche des gleichen Substrats angeordnet sind, ermöglicht das Flüssigkristallanzeigeelement gemäß dieser Ausführungsform im Vergleich zu einer Leitungskonstruktion, bei der die Gegenspannungssignalleitung CL nicht von den beiden in der Richtung der Spalte nebeneinander liegenden Pixeln gemeinsam verwendet wird, eine Vergrößerung des lichtdurchlässigen Öffnungsbereichs des Pixels und eine Steigerung der Breite der Gegenspannungssignalleitung CL.
Dadurch weist die Gegenspannungssignalleitung CL einen verringerten Widerstand auf, die gemeinsamen Signale werden gleichmäßig weitergeleitet, die Bildqualität wird verbessert, und die gemeinsame Signalerzeugungseinheit verbraucht weniger elektrischen Strom.
Durch die gemeinsame Nutzung der Gegenspannungssignalleitung CL wird überdies die Anzahl der Abschnitte, an denen die Videosignalleitung DL die Gegenspannungssignalleitung CL schneidet, im Vergleich zum herkömmlichen Aufbau um ca. 25% verringert, und die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Kurzschlusses zwischen der Videosignalleitung DL und der Gegenspannungssignalleitung CL nimmt ab.
6 ist ein Diagramm einer äquivalenten elektrischen Schaltung aus zwei in der Richtung der Spalte nebeneinander liegenden Pixeln, die das Flüssigkristallanzeigeelement mit seitlichem elektrischen Feldsystem gemäß der Ausführungsform bilden.
In 6 bezeichnen die Bezugszeichen 24 eine Leitung von der Videosignalleitung DL zur Drain-Elektrode SD2, 31 die Leitungskapazitanz zwischen der Gegenspannungssignalleitung CL und der Videosignalleitung DL, 32 die Leitungskapazitanz zwischen der Gate- Signalleitung GL und der Videosignalleitung DL und 33 die Leitungskapazitanz zwischen der Gate-Elektrode GT und der Pixelelektrode PX.
Der in den Zeichnungen gezeigte Aufbau der Ausführungsform 1 ermöglicht eine Verringerung der parasitären Kapazitanz 31 zwischen der Videosignalleitung DL und der Gegenspannungssignalleitung CL sowie eine gleichmäßige Weiterleitung der Flüssigkristallansteuersignale an die Drain-Elektroden SD2 und die Gegenelektroden CT über die Aktivfilterverdrahtung.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform können die Bildqualität verbessert und der Stromverbrauch der Signalerzeugungseinheit gesenkt werden.
Wie in 2 gezeigt, werden die Gate-Elektroden GT, die Gate-Signalleitungen GL und die Dünnschichttransistoren TFT durch die beiden in der Richtung der Spalte nebeneinander liegenden Pixel geteilt, die Drain-Elektrode SD2 wird gemeinsam genutzt, und die Leitung 24 von der gemeinsam genutzten Drain-Elektrode SD2 zur Videosignalleitung DL ist zwischen den gegenüberliegenden Gate-Signalleitungen GL vorgesehen. Der Aufbau dieser Ausführungsform ermöglicht eine Verkleinerung des Bereichs, in dem die Drain-Elektrode SD2 die Gate-Signalleitung GL schneidet sowie eine Verringerung der Wahrscheinlichkeit von Kurzschlüssen zwischen der Drain-Elektrode SD2 und der Gate-Signalleitung GL.
Bei der äquivalenten Schaltung gemäß 6 nimmt die parasitäre Kapazitanz 32 (die Kapazitanz zwischen den Leitungen) zwischen der Drain-Elektrode SD2 und der Gate-Signalleitung GL ab, die Signale können gleichmäßig an die Gate-Elektroden GT weitergeleitet werden, die Bildqualität wird verbessert und die Signalerzeugungseinheit verbraucht weniger elektrischen Strom.
Der Aufbau dieser Ausführungsform, bei der die Gegenspannungssignalleitung CL und die Drain-Elektrode SD2 von zwei in der Richtung der Spalte nebeneinander liegenden Pixeln gemeinsam genutzt werden, kann ferner auf einen herkömmlichen Flüssigkristallanzeigebildschirm mit vertikalem elektrischen Feldsystem angewendet werden.
Die Position des Dünnschichttransistors TFT kann auf der Gate-Signalleitung GL bewegt werden, ohne daß die Abmessungen des Schnittpunkts zwischen der Drain-Elektrode SD2 und der Gate-Elektrode GT vergrößert werden.
Hier weißt die Pixelelektrode PX des erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigeelements eine schmale, lineare Form auf, wodurch das Pixel bei ihrem Brechen defekt werden kann.
4 ist eine Draufsicht, die den Aufbau eines Pixels darstellt, das ein Flüssigkristallanzeigeelement gemäß einer zweiten Ausführungsform bildet. Wie in 2 gezeigt, sind die Dünnschichttransistoren TFT so vorgesehen, daß die mehreren Dünnschichttransistoren TFT mit den mehreren Pixelelektrnden PX verbunden sind, wobei die Merkmale der ersten Ausführungsform genutzt werden, die Drain-Elektrode SD2 gemeinsam genutzt wird und die Leitung von der Drain-Elektrode SD2 zur Videosignalleitung DL zwischen den gegenüberliegenden Gate-Signalleitungen GL ausgebildet ist. Dadurch erfolgt selbst dann eine normale Anzeige des Pixels, wenn eine der Pixelelektroden PX an einer Stelle bricht.
Wird einer der Dünnschichttransistoren beschädigt, wird ferner die mit dem beschädigten Dünnschichttransistor verbundene Pixelelektrode PX unter Verwendung einer Laserkorrektureinrichtung oder dergleichen geschnitten, und das Bild wird unter Verwendung anderer, normaler Dünnschichttransistoren angezeigt.
Mit der vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsform kann ein Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigeelement mit einer hohen Bildqualität realisiert werden, das effizient gefertigt werden kann.
5 ist eine Draufsicht, die mehrere Pixel eines Flüssigkristallanzeigebildschirms mit einem ebenen elektrischen Feldsystem darstellt, der durch Anordnen der Pixel gemäß der ersten Ausführungsform gebildet wird. Gemäß 5 wird die Gegenspannungssignalleitung CL von zwei in der durch einen Pfeil P bezeichneten Richtung der Spalte nebeneinander liegenden Pixeln gemeinsam genutzt.
Die Anzahl O der Gegenelektroden CT (die Anzahl der Zähne des Kamms) in einem Pixel wird so ausgewählt, daß in Bezug auf die Anzahl P der Pixelelektroden PX (die Anzahl der Zähne) stets die Beziehung O = P + 1 beibehalten wird (bei dieser Ausführungsform gilt O = 3, P = 2). Der Grund ist, daß die Gegenelektroden CT und die Pixelelektroden PX abwechselnd angeordnet sind und die Gegenelektroden CT auf einer Ebene auf beiden Seiten der Videosignalleitung DL angeordnet sind. Dies ermöglicht eine Abschirmung der elektrischen Kraftlinien von der Videosignalleitung DL durch die Gegenelektroden CT, wodurch das elektrische Feld zwischen der Gegenelektrode CT und der Pixelelektrode PX nicht von dem durch die Videosignalleitung DL erzeugten elektrischen Feld beeinträchtigt wird. Der Gegenelektrode CT wird durchgehend ein Potential von einer externen Einheit, d. h. von einer später beschriebenen Gegenspannungssignalleitung CL, zugeführt, und sie nimmt ein stabiles Potential an. Daher verändert sich das Potential der Gegenelektrode CT selbst dann nur wenig, wenn sie nahe bei der Videosignalleitung DL liegt. Dadurch ist die Pixelelektrode PX geometrisch von der Videosignalleitung DL entfernt angeordnet. So wird die parasitäre Kapazitanz zwischen der Pixelelektrode PX und der Videosignalleitung DL erheblich verringert, wodurch eine durch die Videosignalspannung verursachte Schwankung des Potentials Vs der Pixelelektrode unterdrückt werden kann. Daher werden Kreuzkopplungen (eine als vertikales Nachziehen bezeichnete Bildstörung) unterdrückt, die in der Richtung von oben nach unten auftreten.
Die Pixelelektrode PX und die Gegenelektrode CT weisen die Breiten Wp und Wc auf, die jeweils 6 μm betragen und erheblich größer sind, als die vorgegebene maximale Dicke von 4,5 μm der nachstehend beschriebenen Flüssigkristallschicht. Unter Berücksichtigung von Variationen bei der Fertigung ist die Aufrechterhaltung eines Spielraums von nicht weniger als 20% wünschenswert. Vorzugsweise sollten die Elektroden daher Breiten von wesentlich mehr als 5,4 μm aufweisen. Dadurch wird die an die Flüssigkristallschicht angelegte, zur Oberfläche des Substrats parallele elektrische Feldkomponente größer als die elektrische Feldkomponente in der zur Oberfläche des Substrats senkrechten Richtung, wodurch eine Verringerung der Spannung zum Ansteuern der Flüssigkristalle ermöglicht wird.
Es ist ferner wünschenswert, daß die maximalen Breiten Wp und Wc der Pixelelektrode Px und der Gegenelektrode CT geringer als der Abstand L zwischen der Pixelelektrode Px und der Gegenelektrode CT sind. Der Grund ist, daß die elektrischen Kraftlinien erheblich gekrümmt werden, wenn der Abstand zwischen den Elektroden zu klein ist, wodurch der Bereich vergrößert wird, in dem die zur Oberfläche des Substrats senkrechte elektrische Feldkomponente größer als die zur Oberfläche des Substrats parallele elektrische Feldkomponente wird, wodurch es schwierig wird, die zur Oberfläche des Substrats parallele elektrische Feldkomponente effizient an die Flüssigkristallschicht anzulegen. Wenn der Spielraum 20% beträgt, muß daher der Abstand L zwischen der Pixelelektrode Px und der Gegenelektrode CT größer als 7.2 μm sein.
Die Ausführungsformen 1 und 2 haben eine Auflösung von 640·480 Punkten, eine Diagonale von 10,4 Zoll und einen Pixelabstand von 110 μm. Durch Teilen der Pixel durch vier wird der Abstand L größer als 7,2 μm. Dies bedeutet, daß durch Teilen der Pixel durch nicht mehr als acht ein Abstand L > 7,2 μm gegeben ist. Wenn die Pixel durch 10 oder mehr geteilt werden, wird der Abstand L jedoch kleiner als 7 μm, wodurch die erforderliche Bedingung nicht erfüllt ist.
Überdies hat die Videosignalleitung DL eine Breite von 8 ηm, damit sie nicht bricht, wodurch sie geringfügig breiter als die Pixelelektrode PX und die Gegenelektrode CT ist. Zum Verhindern von Kurzschlüssen ist ein Spalt von 1 μm zwischen der Videosignalleitung DL und der Gegenelektrode CT ausgebildet. Hier weist die Videosignalleitung DL eine Breite auf, die nicht mehr als das Doppelte der Breite der auf ihren beiden Seiten angeordneten Gegenelektroden CT beträgt. Oder die Breite der auf beiden Seiten der Videosignalleitung DL angeordneten Gegenelektroden CT wird so bestimmt, daß sie nicht geringer als die Hälfte der Breite der Videosignalleitung DL ist, wenn die Breite der Videosignalleitung DL auf der Grundlage des Fertigungsertrags bestimmt wird. Der Grund dafür ist, daß die von der Videosignalleitung DL erzeugten elektrischen Kraftlinien von den auf ihren beiden Seiten angeordneten Gegenelektroden CT absorbiert werden. Um die von der Signalleitung mit einer gegebenen Breite erzeugten elektrischen Kraftlinien zu absorbieren, müssen die Leitungen, die die elektrischen Kraftlinien absorbieren, eine Breite aufweisen, die nicht geringer als die Breite der Leitung ist, die die elektrischen Kraftlinien erzeugt.
Daher müssen die von der Hälfte (jeweils 4 μm) der Breite der Videosignalleitung DL erzeugten elektrischen Kraftlinien jeweils von den auf ihren beiden Seiten angeordneten Gegenelektroden CT absorbiert werden. Zu diesem Zweck weisen die auf beiden Seiten der Videosignalleitung DL angeordneten Gegenelektroden CT eine Breite auf, die nicht geringer als die Hälfte ihrer Breite ist. Dadurch können durch Videosignale erzeugte Kreuzkopplungen (insbesondere Kreuzkopplungen in der Richtung von oben nach unten (in vertikaler Richtung)) verhindert werden.
Die Gate-Signalleitung GL weist eine Breite auf, bei der ein zum Anlegen einer ausreichenden Gate-Spannung an die Gate-Elektroden GT der Pixel an den Anschlüssen (auf der den später beschriebenen Gate-Elektrodenanschlüssen GTM gegenüberliegenden Seite) geeigneter Widerstand gegeben ist. Überdies weist die Gegenspannungssignalleitung CL eine Breite, d. h. einen Widerstand, auf, der zum Anlegen einer ausreichenden Gegenspannung an die Gegenelektroden CT der Pixeln an den Anschlüssen (auf der Seite gegenüber der später beschriebenen gemeinsamen Busleitung CB) geeignet ist.
Andererseits wird der Abstand zwischen der Pixelelektrode PX und der Gegenelektrode CT in Abhängigkeit von dem verwendeten Flüssigkristallmaterial verändert. Der Grund dafür ist, daß sich die Intensität des elektrischen Felds zum Erzielen eines maximalen Übertragungsfaktors bei den Flüssigkristallmaterialien utnterscheidet. Daher wird der Abstand zwischen den Elektroden in Abhängigkeit von dem Flüssigkristallmaterial so bestimmt, daß innerhalb des Bereichs der maximalen Amplitude der nach Maßgabe der Durchbruchspannung der verwendeten Videosignaltreibereinheit (des signalseitigen Treibers) bestimmten Signalspannung ein maximaler Übertragungsfaktor erzielt wird. Der Spalt zwischen den Elektroden wird 16 μm, wenn das später beschriebene Flüssigkristallmaterial verwendet wird.
Querschnitt des Aufbaus der Matrixeinheit (Pixeleinheit)
7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in 2, 8 ist eine Schnittansicht eines Dünnschichttransistorelements TFT entlang der Linie 4-4 in 2, und 9 ist eine Schnittansicht eines Speicherkondensators Cstg entlang der Linie 5-5 in 2. Wie in den 7 bis 9 gezeigt, sind auf der Seite des unteren transparenten Glassubstrats SUB1 ein Dünnschichttransistor TFT, ein Speicherkondensator Cstg und eine Gruppe von Elektroden ausgebildet, und auf der Seite des oberen transparenten Glassubstrats SUB2 sind ein Farbfilter FIL und ein Schwarzmatrixmuster BM zum Blockieren von Licht in Bezug auf eine Flüssigkristallschicht LC ausgebildet.
Darüber hinaus sind Ausrichtungsschichten ORI1 und ORI2 zur Steuerung der anfänglichen Ausrichtung der Flüssigkristalle auf den inneren Oberflächen (der Seite des Flüssigkristalls LC) der transparenten Glassubstrate SUB1 und SUB2 ausgebildet, und auf den äußeren Oberflächen der transparenten Glassubstrate SUB1 und SUB2 sind Polarisationsplatten vorgesehen, deren Polarisationsachsen einander im rechten Winkel schneiden (Crossnicol-Anordnung).
Das TFT-Substrat
Nachstehend wird der Aufbau des unteren transparenten Glassubstrats SUB1 (des TFT-Substrats) beschrieben.
Der Dünnschichttransistor TFT
Der Dünnschichttransistor TFT arbeitet so, daß der Kanalwiderstand zwischen Source und Drain abnimmt, wenn eine positive Vorspannung an seine Gate-Elektrode GT angelegt wird, und zunimmt, wenn eine Vorspannung von null an sie angelegt wird.
Gemäß 8 umfaßt der Dünnschichttransistor TFT die Gate-Elektrode GT, eine Gate-Isolierschicht GI, eine Halbleiterschicht AS des i-Typs, die aus amorphem Silicium des i-Typs (a-Si) (ohne Dotierung mit intrinsischen, die Art der Leitfähigkeit bestimmenden Verunreinigungen) gefertigt ist, und ein Paar aus Source-Elektrode SD1 und Drain-Elektrode SD2. Source und Drain werden normalerweise durch die Polarität der Vorspannung zwischen ihnen bestimmt. Bei der Schaltung der Flüssigkristallanzeigevorrichtung wird die Polarität während des Betriebs umgekehrt. Es wird daher darauf hingewiesen, daß Source und Drain während des Betriebs ausgetauscht werden. Aus Gründen der Verständlichkeit wird in der folgenden Beschreibung jedoch eine von ihnen fest als Source und die andere fest als Drain bezeichnet.
Die Gate-Elektrode GT
Die Gate-Elektrode GT ist durchgehend mit der Gate-Signalleitung GL ausgebildet und wird von einem Teil der Abmessungen der Gate-Signalleitung GL gebildet. Die Gate-Elektrode GT ist ein Abschnitt, der sich über den aktiven Bereich des Dünnschichttransistors TFT erstreckt, und so ausgebildet, daß sie die Halbleiterschicht AS des i-Typs (von unten gesehen) vollständig bedeckt. Daher dient die Gate-Elektrode GT zusätzlich zu ihrer eigentlichen Aufgabe der Abschirmung der Halbleiterschicht AS des i-Typs von externem Licht oder Hintergrundlicht. Bei dieser Ausführungsform besteht die Gate-Elektrode GT aus einer einzigen leitfähigen Schicht g1. Als leitfähige Schicht g1 kann eine Aluminiumschicht verwendet werden, die beispielsweise durch Sputtern erzeugt wird und auf der eine anodisch oxidierte Schicht AOF aus Aluminium erzeugt wird.
Die Abtastsignalleitung (die Abtast-Gate-Signalleitung) GL Die Abtastsignalleitung (Abtast-Gate-Signalleitung) GL ist aus einer leitfähigen Schicht g1 aufgebaut. Die leitfähige Schicht g1, die die Abtastsignalleitung GL bildet, wird in dem gleichen Schritt wie die leitfähige Schicht g1 der Gate-Elektrode GT und als einheitliches Gefüge erzeugt. Über die Abtastsignalleitung GL wird der Gate-Elektrode GT die Gate-Spannung Vg von einer externen Schaltung zugeführt. Auf der Abtastsignalleitung GL wird ebenfalls eine anodisch oxidierte Schicht AOF aus Aluminium erzeugt. Der Abschnitt, der die Videosignalleitung DL schneidet, ist schmal, um die Wahrscheinlichkeit von Kurzschlüssen mit der Videosignalleitung zu verringern, und in zwei Teile verzweigt, damit er im Falle eines Kurzschlusses durch Laserversäubern getrennt werden kann.
Die Gegenelektrode CT
Die Gegenelektrode CT wird durch die leitfähige Schicht g1 in der gleichen Schicht wie die Gate-Elektrode GT und die Abtastsignalleitung GL gebildet. Auch auf der Gegenelektrode CT wird eine anodisch oxidierte Schicht AOF aus Aluminium erzeugt. Die Gegenelektrode CT ist vollständig von der anodisch oxidierten Schicht AOF bedeckt und verhindert selbst dann Kurzschlüsse, wenn sie so nahe wie möglich an der Videosignalleitung angeordnet ist. Überdies können sie so angeordnet werden, daß sie einander schneiden. An die Gegenelektrode CT wird eine Gegenspannung Vcom angelegt. Bei dieser Ausführungsform ist die Gegenspannung Vcom auf ein Potential eingestellt, das um eine Felddurchgangsspannung ΔVs, die erzeugt wird, wenn das Dünnschichttransistorelement TFT ausgeschaltet ist, niedriger als ein Zwischenpotential zwischen einer an die Videosignalleitung DL angelegten Ansteuerspannung Vdmin mit minimalem Pegel und einer Ansteuerspannung Vdmax mit maximalem Pegel ist. Wenn es erforderlich ist, die Stromquellenspannung der in der Videosignaltreibereinheit verwendeten integrierten Schaltung nahezu zu halbieren, sollte eine Wechselspannung angelegt werden.
Die Gegenspannungssignalleitung CL
Die Gegenspannungssignalleitung CL ist aus einer leitfähigen Schicht g1 ausgebildet. Die leitfähige Schicht g1, aus der die Gegenspannungssignalleitung CL ausgebildet ist, wird im gleichen Schritt wie die leitfähige Schicht g1 der Gate-Elektrode GT, der Abtastsignalleitung GL und der Gegenelektrode CT und als einheitliches Gefüge erzeugt. Über die Gegenspannungssignalleitung CL wird der Gate- Elektrode GT die Gegenspannung Vcom von einer externen Schaltung zugeführt. Auch auf der Gegenspannungssignalleitung CL ist eine anodisch oxidierte Schicht AOF aus Aluminium ausgebildet. Ein Teil, der die Videosignalleitung DL schneidet, ist, wie die Abtastsignalleitung GL, schmal ausgebildet, um die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses mit der Videosignalleitung DL zu verringern, und in zwei Teile verzweigt, so daß er im Falle eines Kurzschlusses durch Laserversäubern getrennt werden kann.
Die Isolierschicht GI
Die Isolierschicht GI wird als Gate-Isolierschicht zum Anlegen eines elektrischen Felds an die Gate-Elektrode GT und die Halbleiterschicht AS im Dünnschichttransistor TFT verwendet. Die Gate-Isolierschicht GI ist auf der Gate-Elektrode GT und der Abtastsignalleitung GL ausgebildet. Als Gate-Isolierschicht GI wird eine beispielsweise durch Plasma-CVD erzeugte Siliciumnitridschicht mit einer Dicke von 1200 bis 2700 Å (bei dieser Ausführungsform ca. 2400 Å) verwendet. Die Gate-Isolierschicht GI ist so ausgebildet, daß sie die gesamte Matrixeinheit AR umgibt, und der Rand wird entfernt, so daß externe Verbindungsanschlüsse DTM, GTM freiliegen. Die Isolierschicht GI trägt zur elektrischen Isolierung der Abtastsignalleitung GL, der Gegenspannungssignalleitung CL und der Videosignalleitung DL bei.
Die Halbleiterschicht AS des i-Typs
Die Halbleiterschicht AS des i-Typs ist aus amorphen Silicium gefertigt und weist eine Dicke von 200 bis 2200 Å (bei dieser Ausführungsform ca. 2000 Å) auf. Eine Schicht d0 ist eine zur Herstellung eines Ohm'schen Kontakts mit Phosphor (O) dotierte amorphe Siliciumhalbleiterschicht des N(+)-Typs, die nur auf einem Abschnitt ver bleibt, unter dem die Halbleiterschicht AS des i-Typs und über dem leitfähige Schichten d1 (d2) angeordnet sind.
Die Halbleiterschicht AS des i-Typs ist auch auf den Abschnitten (den Überkreuzungsbereichen) vorgesehen, an denen die Gegenspannungssignalleitung CL und die Videosignalleitung DL einander kreuzen. Die Halbleiterschicht AS des i-Typs an den Überkreuzungsbereichen verringert die Wahrscheinlichkeit von Kurzschlüssen an den Abschnitten, an denen die Abtastsignalleitung GL, die Gegenspannungssignalleitung CL und die Videosignalleitung DL einander kreuzen.
Die Source-Elektrode SD1 und die Drain-Elektrode SD2 Die Source-Elektrode SD1 und die Drain-Elektrode SD2 sind jeweils aus der leitfähigen Schicht d1 gefertigt, die mit der Halbleiterschicht d0 des N(+)-Typs und der darauf ausgebildeten leitfähigen Schicht d2 in Kontakt steht.
Die leitfähige Schicht d1 wird durch eine durch Sputtern erzeugte Chromschicht (Cr-Schicht) mit einer Dicke von 500 bis 1000 Å (bei dieser Ausführungsform ca. 600 Å) gebildet. Die Cr-Schicht wird so gebildet, daß sie eine Dicke von nicht mehr als ca. 2000 Å aufweist, da Spannungen erzeugt werden, wenn ihre Dicke zunimmt. Die Cr-Schicht wird verwendet, um die Haftfähigkeit an der Halbleiterschicht d0 des N(+)-Typs zu verbessern und eine Diffusion der leitfähigen Aluminiumschicht d2 in die Halbleiterschicht d0 des N(+)-Typs zu verhindern (d. h. sie wird als sogenannte Barriereschicht verwendet). Als leitfähige Schicht d1 können zusätzlich zu der Cr-Schicht eine Schicht aus einem Metall mit einem hohen Schmelzpunkt (Mo, Ti, Ta oder W) und eine Schicht aus einem Metallsilicid mit einem hohen Schmelzpunkt (MoSi₂, TiSi₂, TaSi₂ oder WSi₂) verwendet werden.
Die leitfähige Schicht d2 mit einer Dicke von 3000 bis 5000 Å (bei dieser Ausführungsform ca. 4000 Å) wird durch Al-Sputtern erzeugt. Die Al-Schicht verursacht weniger Spannungen als die Cr-Schicht und kann daher eine große Dicke aufweisen, wodurch der Widerstand der Source-Elektrode SD1, der Drain-Elektrode SD2 und der Videosignalleitung DL verringert werden, und sie erstreckt sich zuverlässig über die von der Gate-Elektrode GT und der Halbleiterschicht AS des i-Typs gebildeten Stufen (wodurch die Stufenabdeckung verbessert wird).
Nach dem Aufbringen der leitfähigen Schichten d1 und d2 mittels des gleichen Maskenmusters wird die Halbleiterschicht d0 des N(+)-Typs unter Verwendung der gleichen Maske oder unter Verwendung der leitfähigen Schichten d1 und d2 als Masken entfernt. Dies bedeutet, daß die auf der Halbleiterschicht AS des i-Typs verbliebene Halbleiterschicht d0 des N(+)-Typs außer an den Stellen, an denen sich die leitfähigen Schichten d1 und d2 befinden, selbstausrichtend entfernt wird. In diesem Fall wird die Halbleiterschicht d0 des N(+)-Typs durch Ätzen entfernt, und daher wird auch die Oberfläche der Halbleiterschicht AS des i-Typs in gewissem Ausmaß weggeätzt, was jedoch durch Verändern der Ätzdauer gesteuert werden kann.
Die Videosignalleitung DL
Die Videosignalleitung DL wird von der ersten leitfähigen Schicht d1 und der zweiten leitfähigen Schicht d2 in den gleichen Schichten wie die Source-Elektrode SD1 und die Drain-Elektrode SD2 gebildet. Überdies ist die Videosignalleitung DL einstückig mit der Drain-Elektrode SD2 ausgebildet.
Die Pixelelektrode PX
Die Pixelelektrode PX wird von der ersten leitfähigen Schicht d1 und der zweiten leitfähigen Schicht d2 in den gleichen Schichten wie die Source-Elektrode SD1 und die Drain-Elektrode SD2 gebildet. Überdies ist die Videosignalleitung DL einstückig mit der Source-Elektrode SD1 ausgebildet.
Der Speicherkondensator Cstg
Die Pixelelektrode PX ist so ausgebildet, daß sie an einem Ende auf der dem mit dem Dünnschichttransistor TFT verbundenen Ende gegenüberliegenden Seite auf der Gegenspannungssignalleitung CL ausgebildet ist. Wie aus 9 ersichtlich, wird durch diese Überlagerung ein Speicherkondensator (ein Kapazitanzelement) Cstg gebildet, dessen eine Elektrode PL2 die Pixelelektrode PX und dessen andere Elektrode PL1 die Gegenspannungssignalleitung CL ist. Die dielektrische Schicht des Speicherkondensators Cstg wird von der Isolierschicht GT, die als Gate-Isolierschicht des Dünnschichttransistors TFT verwendet wird, und die anodisch oxidierte Schicht AOF gebildet.
Wie in 2 gezeigt, ist der Speicherkondensator Cstg von oben betrachtet auf einem erweiterten Abschnitt der leitfähigen Schicht g1 der Gegenspannungssignalleitung CL ausgebildet.
In diesem Fall ist die unter der Isolierschicht GI des Speicherkondensators Cstg angeordnete Elektrode aus Aluminium mit einer anodisierten Oberfläche gefertigt. Daher verursacht der Speicherkondensator kaum Fehler (Kurzschlüsse mit der oberen Elektrode), die durch sogenannte Haarkristalle aus Aluminium verursacht werden.
Die Schutzschicht PSV1
Auf dem Dünnschichttransistor TFT ist eine Schutzschicht PSV1 vorgesehen. Die Schutzschicht PSV1 wird hauptsächlich zum Schutz des Dünnschichttransistors TFT vor Feuchtigkeit und dergleichen erzeugt und muß eine hohe Transparenz und eine gute Feuchtigkeitsbeständigkeit aufweisen. Die Schutzschicht PSV1 wird beispielsweise durch eine durch eine Plasma-CVD-Vorrichtung erzeugte Siliciumoxidschicht oder Siliciumnitridschicht mit einer Dicke von ca. 1 μm gebildet.
Die Schutzschicht PSV1 ist so geformt, daß sie die gesamte Matrixeinheit AR umgibt, und ihr Rand wird entfernt, so daß die externen Verbindungsanschlüsse DTM und GTM freiliegen. Was die Dicke der Schutzschicht PSV1 und der Gate-Isolierschicht GI betrifft, so weist die zuerst genannte Schicht unter Berücksichtigung der Schutzwirkung eine große Dicke auf, und die zuletzt genannte Schicht weist unter Berücksichtigung der gegenseitigen Konduktanz gm mit dem Transistor eine geringe Dicke auf. Daher ist die Schutzschicht PSV1, die eine hohe Schutzwirkung zeigt, größer als die Gate-Isolierschicht GI, um selbst die Randabschnitte so weit wie möglich zu schützen.
Das Farbfiltersubstrat
Unter erneuter Bezugnahme auf die 2 und 7 wird nun der Aufbau des oberen transparenten Glassubstrats SUB2 (des Farbfiltersubstrats) genau beschrieben.
Die Lichtabschirmungsschicht BM
Auf dem oberen transparenten Glassubstrat SUB2 ist eine Lichtabschirmung BM (eine sogenannte Schwarzmatrix) ausgebildet, wodurch durch die Spalten (mit Ausnahme des Spalts zwischen der Pixelelektrode PX und der Gegenelektrode CT) übertragenes, unerwünschtes Licht nicht auf die Seite der Anzeigeoberfläche gelangt und den Kontrast und dergleichen verschlechtert. Die Lichtabschir mungsschicht BM dient auch dazu, zu verhindern, daß externes Licht oder Hintergrundlicht auf die Halbleiterschicht AS des i-Typs fällt. Dies bedeutet, daß die Halbleiterschicht AS des i-Typs des Dünnschichttransistors TFT zwischen der Lichtabschirmungsschicht BM und der großen Gate-Elektrode GT angeordnet ist, die auf der oberen und der unteren Seite angeordnet sind, und daher weder natürliches Licht noch Hintergrundlicht von außen empfängt.
Die in 2 gezeigte, polygonale Kontur der Lichtabschirmungsschicht BM repräsentiert eine Öffnung, in der keine Lichtabschirmungsschicht BM ausgebildet ist. Dabei handelt es sich lediglich um ein Beispiel für die Kontur. Das Muster kann das in 3 gezeigte sein, wenn die Erzeugung eines großen Öffnungsbereichs wünschenswert ist. Im Bereich A gemäß 3 ist die das elektrische Feld fehlgerichtet, und die Anzeige dieses Abschnitts entspricht den Videodaten im Pixel 1 : 1, so daß die Anzeige schwarz ist, wenn dieser Abschnitt schwarz ist, und weiß, wenn dieser Abschnitt weiß ist. Daher kann dieser Abschnitt als Teil der Anzeige genutzt werden. Überdies wird die Grenze in der Richtung von oben nach unten gemäß der Zeichnung durch die Präzision der Positionierung des oberen und des unteren Substrats bestimmt. Wenn die Präzision der Positionierung besser als die Breite der auf beiden Seiten der Videosignalleitung DL angeordneten Gegenelektroden CT ist, kann der Öffnungsbereich erweitert werden, indem die Grenzlinie innerhalb der Breite der Gegenelektrode eingestellt wird.
Die Lichtabschirmungsschicht BM weist eine lichtabschirmende Wirkung auf und besteht aus einer hoch isolierenden Schicht, so daß das elektrische Feld zwischen der Pixelelektrode PX und der Gegenelektrode CT nicht beeinträchtigt wird. Dadurch können die zur Oberfläche des Substrats parallele Komponente des elektrischen Felds effektiv an die Flüssigkristallschicht angelegt und die Spannung zum Ansteuern der Flüssigkristalle verringert werden. Die Lichtabschirmungsschicht BM wird aus einem Material hergestellt, das durch Mischen eines schwarzen Pigments mit einem Schutzlack erzeugt wird, und weist eine Dicke von ca. 1,2 μm auf. Als weitere Ausführungsform kann ein Material verwendet werden, das durch Mischen von Palladium und stromlos beschichtetem Nickel mit dem Schutzlack erzeugt wird.
In diesem Fall kann der Abstand zwischen der Pixelelektrode PX und der Gegenelektrode CT in einem gewissen Ausmaß vergrößert werden, wodurch das Öffnungsverhältnis erhöht werden kann.
Die Lichtabschirmungsschicht BM ist wie ein Gitter geformt, das die Pixel umgibt. Das Gitter unterteilt den effektiven Anzeigebereich jedes Pixels. Daher wird die Kontur jedes Pixels von der Lichtabschirmungsschicht BM deutlich gezeigt. Dies bedeutet, daß die Lichtabschirmungsschicht BM zwei Funktionen hat, nämlich die einer Schwarzmatrix und die der Abschirmung von Licht, das auf die Halbleiterschicht AS des i-Typs fällt.
Die Lichtabschirmungsschicht BM ist selbst an den Randabschnitten wie ein Rahmen ausgebildet und weist ein Muster auf, das mit dem Muster der Matrixeinheit übereinstimmt, die mehrere punktförmige Öffnungen aufweist. Die Lichtabschirmungsschicht BM in den äußeren Randabschnitten erstreckt sich über den Dichtungsabschnitt SL, um ein Eindringen von Licht, wie von einer Vorrichtung, wie einem Personal Computer, an der die Anzeige montiert ist, reflektiertem Licht, in die Matrixeinheit zu verhindern. Die Lichtabschirmungsschicht BM ist um ca. 0,3 bis 1,0 mm kürzer als die Kanten des Substrats SUB2 und erstreckt sich nicht in die geschnittenen Bereiche des Substrats SUB2.
Das Farbfilter FIL
Das Farbfilter FIL bildet an Positionen gegenüber den Pixeln rote, grüne und blaue Streifen, die sich wiederholen. Das Farbfilter FIL ist über den Kantenabschnitten der Lichtabschirmungsschicht BM angeordnet.
Das Farbfilter FIL wird erzeugt, wie nachstehend beschrieben. Zunächst wird ein färbbares Element, wie Acrylharz, auf die Oberfläche des oberen transparenten Glassubstrats SUB2 aufgebracht und dann durch eine Photolithographietechnik entfernt, wodurch es auf den roten, filterbildenden Bereichen verbleibt. Dann wird das färbbare Element mit einem roten Farbstoff gefärbt und fixiert, um ein Rotfilter R zu erzeugen. Als Nächstes werden nacheinander mittels der gleichen Schritte ein Grünfilter G und ein Blaufilter B erzeugt.
Die Abdeckschicht OC
Die Abdeckschicht OC ist vorgesehen, um ein Austreten der Farbstoffe des Farbfilters FIL zu verhindern in die Flüssigkristalle LC zu verhindern und die durch das Farbfilter FIL und die Lichtabschirmungsschicht BM erzeugten Stufen abzuflachen. Die Abdeckschicht OC wird unter Verwendung eines transparenten Harzmaterials, wie Acrylharz, Epoxidharz oder ähnlichen Harzen, erzeugt.
Die Flüssigkristallschicht und die Polarisationsplatte
Die Flüssigkristallschicht, die Ausrichtungsschicht und die Polarisationsplatte werden nachstehend beschrieben.
Die Flüssigkristallschicht
Als Flüssigkristallmaterialien LC werden nematische Flüssigkristalle, deren Dielektrizitätskonstante eine positive Anisotropie Δε von 13,2 und deren Refraktionsindex eine Anisotropie Δn von 0,081 (589 nm bei 20°C) aufweisen, und nematische Flüssigkristalle verwendet, deren Dielektrizitätskonstante eine negative Anisotropie Δε von –7,3 und deren Refraktionsindex eine Anisotropie Δn von 0,053 (589 nm bei 20°C) aufweisen. Die Flüssigkristallschicht weist eine Dicke (einen Spalt) von nicht weniger als 2,8 μm, jedoch nicht mehr als 4,5 μm auf, wenn ihre Dielektrizitätskonstante eine positive Anisotropie Δε aufweist.
In diesem Fall wird ein Übertragungsfaktor erzielt, der sich bei den Wellenlängen innerhalb des Bereichs des sichtbaren Lichts kaum verändert, wenn die Verzögerung Δn·d nicht kleiner als 0,25 μm, aber nicht größer als 0,32 μm ist und die meisten der Flüssigkristalle mit einer Dielektrizitätskonstante mit einer positiven Anisotropie Δε eine Doppelbrechungsanisotropie Δn aufweisen, die nicht kleiner als 0,07, aber nicht größer als 0,09 ist.
Andererseits weist die Flüssigkristallschicht eine Dicke (einen Spalt) auf, der nicht kleiner als 4,2 μm, aber nicht größer als 8,0 μm ist, wenn ihre Dielektrizitätskonstante eine negative Anisotropie Δε aufweist. Der Grund dafür ist, daß es erforderlich ist, die Verzögerung Δn·d innerhalb eines Bereichs von nicht weniger als 0,25 μm, aber nicht mehr als 0,32 μm festzulegen, wie im Falle der Flüssigkristalle mit einer Dielektrizitätskonstante mit positiver Anisotropie Δε. In diesem Fall weisen die meisten der Flüssigkristalle mit einer Dielektrizitätskonstante mit negativer Anisotropie Δε eine Doppelbrechungsanisotropie Δn von nicht weniger als 0,04, aber nicht mehr als 0,06 auf.
Eine später beschriebene Kombination der Ausrichtungsschichten und der Polarisationsplatten ermöglicht die Erzielung eines maximalen Übertragungsfaktors, wenn die Flüssigkristallmoleküle aus der Glanzschleifrichtung RDR um ca. 45° in der Richtung des elektrischen Felds EDR gedreht werden.
Die Dicke (der Spalt) der Flüssigkristallschicht wird unter Verwendung von Polymersträngen gesteuert.
Es besteht keine besondere Einschränkung hinsichtlich des Flüssigkristallmaterials LC, solange es ein nematisches Flüssigkristallmaterial ist. Die Ansteuerspannung kann bei einer Zunahme des Werts der Anisotropie Δε der Dielektrizitätskonstante verringert werden. Die Dicke (der Spalt) der Flüssigkristallschicht kann bei einer Verringerung der Anisotropie Δn des Refraktionsindex gesteigert werden, wodurch die Zeitspanne zum Eingießen der Flüssigkristalle verkürzt und Schwankungen der Spalten verringert werden.
Die Ausrichtungsschicht
Die Ausrichtungsschicht ORI ist aus Polyimid gefertigt. Das obere und das untere Substrat weisen Gleitrichtungen RDR auf, die parallel zueinander sind und in bezug auf die Richtung des angelegten elektrischen Felds EDR einen Winkel von 75° aufweisen. 18 zeigt ihre Beziehungen.
Der von der Gleitrichtung RDR und der Richtung des angelegten elektrischen Felds EDR gebildete Winkel kann größer als 45° sein, ist jedoch kleiner als 90°, wenn das Flüssigkristallmaterial eine Dielektrizitätskonstante mit einer positiven Anisotropie Δε aufweist, und kann größer als 0°, jedoch kleiner als 45° sein, wenn das Flüssigkristallmaterial eine Dielektrizitätskonstante mit einer negativen Anisotropie Δε aufweist.
Die Polarisationsplatte
18 zeigt die Beziehungen zwischen der Richtung des angelegten elektrischen Felds, der Gleitrichtung und der Übertragungsachsen der Polarisationsplatten.
Die verwendeten Polarisationsplatten POL bestehen aus dem von Nitto Denko Co. gefertigten G122UDU. Die Übertragungsachse MAX1 der unteren Polarisationsplatte POL1 ist annähernd parallel zur Gleitrichtung RDR und schneidet die Übertragungsachse MAX2 der oberen Polarisationsplatte POL2 annähernd im rechten Winkel. 18 zeigt die Beziehungen zwischen ihnen. Dadurch werden normal geschlossene Kennlinien erhalten, so daß der Übertragungsfaktor bei einer Erhöhung der (zwischen der Pixelelektrode PX und der Gegenelektrode CT) an die Pixel angelegten Spannung zunimmt.
Der Aufbau der Ränder der Matrix
10 ist eine Draufsicht, die wesentliche Teile der Ränder der Matrix (AR) eines Anzeigebildschirms PNL darstellt, der das obere und das untere Glassubstrat SUB1 und SUB2 umfaßt. 11 ist eine Schnittansicht, die auf der linken Seite den mit der Abtastschaltung zu verbindenden externen Verbindungsanschluß GTM und seine Umgebung sowie auf der rechten Seite, auf der kein externer Verbindungsanschluß vorgesehen ist, den Dichtungsabschnitt und seine Umgebung darstellt.
Ist der zu fertigende Bildschirm klein, werden mehrere Vorrichtungen auf einer Glasplatte hergestellt und geteilt, um den Durchsatz zu steigern. Ist der Bildschirm groß, wird eine Glasplatte in Standardgröße zur gemeinsamen Verwendung durch die Fertigungsanlage bearbeitet und in eine Größe unterteilt, die dem Typ entspricht. In jedem Fall wird das Glas nach der Verarbeitung in vorgegebenen Schritten geschnitten. Die 10 und 11 zeigen das zuletzt genannte Beispiel und stellen das obere und das untere Substrat SUB1 und SUB2 nach dem Schneiden dar, wobei LN die Kanten der beiden Substrate vor dem Schneiden bezeichnet. Im fertiggestellten Zustand ist das obere Substrat SUB2 in jedem Fall kleiner als das untere Substrat SUB1, so daß die Abschnitte freiliegen, an denen Gruppen Tg, Td von externen Verbindungsanschlüssen und ein Anschluß CTM vorgesehen sind (obere und linke Seite in den Zeichnungen). Die Gruppen Tg, Td von Anschlüssen werden für mehrere Anschlüsse GTM zur Verbindung mit der Abtastschaltung, Anschlüsse DTM zur Verbindung mit der Videosignalschaltung und herausführende Leitungen in Einheiten von Bandträgerpaketen TCP (6, 7) genannt, auf denen ein integrierter Schaltungschip CHI montiert ist. Die aus der Matrixeinheit jeder Gruppe zu der externen Verbindungsanschlußeinheit herausführende Verdrahtung ist auf beiden Seiten schräg. Der Grund dafür ist, daß die Anschlüsse DTM, GTM des Anzeigebildschirms PNL dem Abstand, in dem die Pakete TCP angeordnet sind, und dem Abstand zwischen den Verbindungsanschlüssen der Pakete TCP entsprechen. Der Gegenelektrodenanschluß CTM dient dem Anlegen einer Gegenspannung von der externen Schaltung an die Gegenelektrode CT. Die Gegenspannungssignalleitungen CL der Matrixeinheit führen zur gegenüberliegenden Seite (gemäß der Zeichnung der rechten Seite) des Anschlusses GTM für die Abtastschaltung hinaus, und die Gegenspannungssignalleitungen werden durch die gemeinsame Busleitung CB zusammengefaßt und sind an die Gegenelektrodenanschlüsse CTM angeschlossen.
Zwischen den transparenten Glassubstraten SUB1 und SUB2 ist, außer auf einer Flüssigkristalleinfüllöffnung INJ zum Einfüllen des Flüssigkristalls LC, ein Dichtungsmuster SL ausgebildet. Das Dichtungsmaterial ist beispielsweise Epoxidharz.
Die Ausrichtungsschichten ORI1 und ORI2 sind auf der Innenseite des Dichtungsmusters SL ausgebildet. Die Polarisationsplatten POL1 und POL2 sind auf den äußeren Oberflächen des unteren transparenten Glassubstrats SUB1 und des oberen transparenten Glassubstrats SUB2 ausgebildet. Die Flüssigkristalle LC sind in den durch das Dichtungsmuster SL unterteilten Bereichen zwischen der unteren Ausrichtungsschicht ORI1 und der oberen Ausrichtungsschicht ORI2 abgedichtet, die die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle bestimmen. Die untere Ausrichtungsschicht ORI1 ist auf der Seite des unteren transparenten Glassubstrats SUB1 auf der Schutzschicht PSV1 ausgebildet.
Bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung sind verschiedene Schichten getrennt auf das untere transparente Glassubstrat SUB1 und das obere transparente Glassubstrat SUB2 geschichtet, das Dichtungsmuster SL ist auf dem Substrat SUB2 ausgebildet, das untere transparente Glassubstrat SUB1 und das obere transparente Glassubstrat SUB2 sind aufeinander angeordnet, die Flüssigkristalle LC werden durch die im Dichtungselement SL ausgebildete Öffnung INJ eingefüllt, und die Einfüllöffnung INJ wird mit Epoxidharz oder einem ähnlichen Harz abgedichtet. Das obere und das untere Substrat werden dann geschnitten, um die Flüssigkristallanzeigevorrichtung zu erhalten.
Die Gate-Anschlußeinheit
Die 12A und 12B sind Ansichten, die den Verbindungsaufbau zwischen den Abtastsignalleitungen GL der Anzeigematrix und ihren externen Verbindungsanschlüssen GTM darstellen, wobei 12A eine Draufsicht und 12B eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 12A ist. Eine schräg verlaufende Verdrahtung wird nur als gerade Linie dargestellt, um die Darstellung übersichtlicher zu halten.
Das Bezugszeichen AO bezeichnet die Grenzlinie der direkten Aufbringung des Photolacks oder, anders ausgedrückt, ein Photolackmuster für eine selektive anodische Oxidation. Daher wird der Photolack nach der anodischen Oxidation entfernt, und das gezeigte Muster AO verbleibt nicht auf dem fertiggestellten Produkt. Wie in der Schnittansicht gezeigt, wird jedoch die Oxidschicht AOF selektiv auf der Gate-Verdrahtung GL gebildet und seine Spur bleibt. In der Draufsicht ist die in bezug auf die Grenzlinie AO linke Seite eines Photolacks mit einem Schutzlack bedeckt, damit er keiner anodischen Oxidation unterzogen wird, und die rechte Seite ist nicht mit dem Schutzlack bedeckt und wird einer anodischen Oxidation unter zogen. Auf der Oberfläche der anodisch oxidierten Al-Schicht g1 ist eine Al₂O₃-Oxidschicht AOF ausgebildet, und der leitfähige Abschnitt auf ihrer Unterseite weist ein verringertes Volumen auf. Die anodische Oxidation erfolgt durch Bestimmen einer geeigneten Zeitspanne und Spannung, damit der leitfähige Abschnitt verbleibt.
In der Zeichnung ist die Aluminiumschicht g1 zum leichteren Verständnis schraffiert dargestellt, doch der nicht anodisch oxidierte Bereich weist ein Muster auf, wie die Zähne eines Kamms. Der Grund dafür ist, daß sich Haarkristalle auf der Oberfläche bilden, wenn die Aluminiumschicht breit ist. Daher werden jedes linienförmige Muster schmal gehalten und mehrere linienförmige Muster parallel gebündelt, um die Wahrscheinlichkeit eines Bruchs zu minimieren und die elektrische Leitfähigkeit zu verringern, während die Entstehung von Haarkristallen verhindert wird.
Der Gate-Anschluß GTM umfaßt die Aluminiumschicht g1 und eine transparente, leitfähige Schicht g2, die ihre Oberfläche schützt und die Zuverlässigkeit der Verbindung mit dem Bandträgerpaket (TCP) verbessert. Die transparente, leitfähige Schicht g2 ist eine durch Sputtern erzeugte Schicht (eine Indium-Zinn-Oxid-Schicht ITO: Nesa-Schicht) mit einer Dicke von 1000 bis 2000 Å (bei dieser Ausführungsform ca. 1400 Å). Die auf der Aluminiumschicht g1 und auf ihren Seitenflächen ausgebildeten leitfähigen Schichten d1 und d2 verbinden eine Chromschicht d1 sowohl mit der Aluminiumschicht als auch der transparenten, leitfähigen Schicht g2, um eine mangelhafte Verbindung zwischen der Aluminiumschicht und der transparenten leitfähigen Schicht g2 zu kompensieren und den Widerstand der Verbindung zu verringern. Die leitfähige Schicht d2 verbleibt, da sie unter Verwendung der gleichen Maske erzeugt wird, die auch zur Erzeugung der leitfähigen Schicht d1 verwendet wird.
Gemäß der Draufsicht ist die Gate-Isolierschicht GI auf der rechten Seite der Grenzlinie ausgebildet, die Schutzschicht PSV1 ist auf der rechten Seite der Grenzlinie ausgebildet, und die am linken Ende angeordnete Anschlußeinheit GTM liegt frei, so daß sie in Ohm'schen Kontakt mit einer externen Schaltung stehen kann. Die Zeichnung zeigt nur ein Paar aus Gate-Leitung GL und Gate-Anschluß. In der Praxis sind die Paare jedoch auf der oberen und auf der unteren Seite angeordnet, wie in den 12A und 12B gezeigt, wodurch eine Gruppe Tg von Anschlüssen gebildet wird (10). Beim Fertigungsprozeß erstreckt sich das linke Ende des Gate-Anschlusses über den Bereich hinaus, in dem die Substrate geschnitten werden, und ist durch die (nicht dargestellte) Verdrahtung SHg kurzgeschlossen. Beim Fertigungsprozeß dient die Kurzschlußleitung SHg der Zufuhr von elektrischem Strom während der anodischen Oxidation und dem Verhindern eines elektrostatischen Durchbruchs zum Zeitpunkt des Glanzschleifens der Ausrichtungsschicht ORI1.
Der Drain-Anschluß DTM
Die 13A und 13B sind Ansichten, die die Verbindung zwischen der Videosignalleitung DL und dem externen Verbindungsanschluß DTM zeigen, wobei 13A eine Draufsicht und 13B eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 13A ist. Die Zeichnungen entsprechen dem oberen Teil von 19. Da die Richtungen der Zeichnungen aus Gründen der Zweckmäßigkeit verändert wurden, entspricht die Richtung des linken Endes dem oberen Ende des Substrats SUB1.
Das Bezugszeichen TSTd bezeichnet einen Prüfanschluß, an den keine externe Schaltung angeschlossen ist, der jedoch so verbreitert ist, daß er breiter als die Verdrahtung ist, so daß er mit einer Sondennadel oder dergleichen berührt werden kann. Ähnlich ist der Drain-Anschluß DTM so verbreitert, daß er Breiter als die Verdrahtung ist, so daß er mit einer externen Schaltung verbunden werden kann. Die Drain-Anschlüsse DTM zum Anschließen einer externen Schaltung sind in der Richtung von oben nach unten angeordnet, bilden eine Anschlußgruppe Td (auf tiefgestellte Zeichen wird verzichtet), wie in 10 gezeigt, erstrecken sich über die Schnittlinie des Substrats SUB1 hinaus und sind alle durch eine (nicht dargestellte) Verdrahtung SHd kurzgeschlossen, um einen elektrostatischen Durchbruch während des Fertigungsprozesses zu verhindern. Auf jeder der weiteren Videosignalleitungen DL ist ein Prüfanschluß TSTd ausgebildet, wie in den 13A und 13B gezeigt.
Der Drain-Verbindungsanschluß DTM ist aus einer einzigen, transparenten, leitfähigen Schicht g2 ausgebildet und an einer Stelle, an der die Gate-Isolierschicht entfernt wurde, an die Videosignalleitung angeschlossen. Die am Ende der Gate-Isolierschicht GI ausgebildete Halbleiterschicht AS dient dem Ätzen der Kanten der Gate-Isolierschicht GI in eine sich verjüngende Form. Die Schutzschicht PSV wurde selbstverständlich vom Anschluß DTM entfernt, so daß eine Verbindung zu der externen Schaltung hergestellt werden kann.
Die aus der Matrixeinheit zum Drain-Anschluß DTM hinausführende Verdrahtung weist Schichten d1, d2 auf der gleichen Ebene wie die Videosignalleitung DL auf, die in der Schutzschicht PSV ausgebildet und an die transparente, leitfähige Schicht g2 in der Schutzschicht PSV angeschlossen sind. Der Grund hierfür ist, daß die für eine elektrolytische Korrosion anfällige Aluminiumschicht d2 unter Verwendung der Schutzschicht PSV und des Dichtungsmusters SL so weit wie möglich geschützt werden muß.
Der Gegenelektrodenanschluß CTM
Die 14A und 14B sind Ansichten, die die Verbindung zwischen der Gegenspannungssignalleitung CL und dem externen Verbindungsanschluß CTM darstellen, wobei 14A eine Draufsicht und 14B eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in 14A ist. Die Zeichnungen entsprechen dem linken oberen Teil von 19.
Die Gegenspannungssignalleitungen CL werden durch die gemeinsame Busleitung CB zusammengefaßt und führen hinaus zu den Gegenelektrodenanschlüssen CTM. Die gemeinsame Busleitung CB weist einen Aufbau auf, bei dem die leitfähige Schicht d1 und die leitfähige Schicht d2 auf der leitfähigen Schicht g1 ausgebildet sind. Der Grund dafür ist, daß der Widerstand der gemeinsamen Busleitung CB verringert wird, damit den Gegenspannungssignalleitungen CL von der externen Schaltung eine ausreichende Gegenspannung zugeführt wird.
Dementsprechend wird selbst den letzten Pixeln eine ausreichende Gegenspannung zugeführt, wodurch das Auftreten von durch eine Verzerrung der Spannung der Gegenelektroden CT als Reaktion auf die den Videosignalleitungen DL zugeführten Videosignale verursachten Kreuzkopplungen (insbesondere von Kreuzkopplungen in der Richtung von rechts nach links auf dem Bildschirm) verhindert werden kann. Dieser Aufbau hat das Merkmal, daß der Widerstand der gemeinsamen Busleitung ohne die Erzeugung zusätzlicher leitfähiger Schichten verringert wird. Die leitfähige Schicht g1 der gemeinsamen Busleitung CB wird nicht anodisiert, so daß sie elektrisch an die leitfähige Schicht d1 und die leitfähige Schicht d2 angeschlossen werden kann. Im Übrigen wird die leitfähige Schicht g1 durch die Gate-Isolierschicht GI hindurch freigelegt.
Der Gegenelektrodenanschluß CTM weist einen Aufbau auf, bei dem die transparente leitfähige Schicht g2 auf der leitfähigen Schicht g1 ausgebildet ist. Die Oberfläche wird durch die transparente leitfähige Schicht g2 geschützt, und die leitfähige Schicht g1 wird zum Verhindern einer elektrolytischen Korrosion von der transparenten leitfähigen Schicht g2 bedeckt, die eine gute Haltbarkeit aufweist.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind die leitfähige Schicht d1 und die leitfähige Schicht d2 auf der gemeinsamen Busleitung CB ausgebildet. Die Erfindung ist jedoch keineswegs nur auf diese leitfähigen Schichten beschränkt. Selbst in diesem Fall ist eine Verringerung des Widerstands der gemeinsamen Busleitung CB möglich.
Das Fertigungsverfahren
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die 15 bis 17 ein Verfahren zur Herstellung des Substrats SUB1 der vorstehend beschriebenen Flüssigkristallanzeigevorrichtung beschrieben. In den Zeichnungen repräsentieren die Bezugszeichen in der Mitte Abkürzungen für die Namen der Schritte, wobei die linke Seite den Abschnitt des in 8 gezeigten Dünnschichttransistors repräsentiert und die rechte Seite den Ablauf des Prozesses in der Nähe des in den 12A und 12B im Querschnitt gezeigten Gate-Anschlusses darstellt. Mit Ausnahme der Schritte B und D sind die Schritte A bis I entsprechend der photographischen Behandlung unterteilt. Die Schnittansicht jedes Schritts repräsentiert den Zustand nach Abschluß der photographischen Behandlung und nach der Entfernung des Photolacks. Die photographische Behandlung bedeutet bei dieser Ausführungsform eine Folge von Operationen vom Aufbringen des Photolacks zu seiner Entwicklung durch selektive Belichtung unter Verwendung einer Maske. Die Behandlung wird nachstehend für jeden der im Schnitt dargestellten Schritte beschrieben.
Schritt A, 15
Eine aus Al-Pd, Al-Si, Al-Ta, Al-Ti-Ta oder dergleichen erzeugte leitfähige Schicht g1 mit einer Dicke von 3000 Å wird durch Sputtern auf dem aus AN635-Glas (Handelsbezeichnung) gefertigten, unteren, transparenten Glassubstrat SUB1 erzeugt. Nach der photographischen Behandlung wird die leitfähige Schicht g1 unter Verwendung einer Säuregemischlösung aus Phosphorsäure, Salpetersäure und Eisessig selektiv geätzt. So werden die Gate-Elektroden GT, die Abtastsignalleitungen GL, die Gegenelektroden CT, die Gegenspannungssignalleitungen CL, die Elektroden PL1, die Gate-Anschlüsse GTM, eine erste leitfähige Schicht der gemeinsamen Busleitung CB, eine erste leitfähige Schicht der Gegenelektrodenanschlüsse CTM, eine (nicht dargestellte) anodisch oxidierte Busleitung SHg zum Anschließen der Gate-Anschlüsse GTM und (nicht dargestellte), mit der anodisch oxidierten Busleitung SHg verbundene, anodisch oxidierte Flächen erzeugt.
Schritt B, 15
Nachdem die anodisch oxidierte Maske AO durch direktes Aufbringen erzeugt wurde, wird das Substrat SUB1 in eine anodisch oxidierende Lösung getaucht, die durch Verdünnen einer 3% Weinsäure enthaltenden Lösung, deren pH-Wert mit Ammoniak auf 6,25 ± 0,05 eingestellt wird, mit einer Ethylenglykollösung im Verhältnis 1 : 9 erzeugt wird, wobei die Anodisierungsstromdichte auf 0, 5 mA/cm² eingestellt wird (Anodisierung mit konstantem Strom). Die anodische Oxidation wird ausgeführt, bis eine Anodisierungsspannung von 125 V erreicht ist, die zum Erhalt einer Al₂O₃-Schicht mit einer vorgegebenen Dicke erforderlich ist. Vorzugsweise wird dieser Zustand dann über einige zehn Minuten aufrechterhalten (Anodisierung mit konstanter Spannung). Dies ist im Hinblick auf die Erzeugung einer gleichmäßigen Al₂O₃-Schicht wesentlich. So wird die leitfähige Schicht g1 anodisch oxidiert, und auf den Gate-Elektroden GT, den Abtastsignalleitungen GL, den Gegenelektroden CT, den Gegenspannungssignalleitungen CL und den Elektroden PL1 wird eine anodisch oxidierte Schicht AOF mit einer Dicke von 1800 Å erzeugt.
Schritt C, 15
Die transparente leitfähige Schicht g2 in Form der ITO-Schicht mit einer Dicke von 1400 Å wird durch Sputtern erzeugt. Nach der photographischen Behandlung wird die transparente leitfähige Schicht mit einer Säuregemischlösung aus Chlorwasserstoffsäure und Salpetersäure als Ätzlösung geätzt, um die oberste Schicht des Gate-Anschlusses GTM und die zweiten leitfähigen Schichten des Drain-Anschlusses DTM und des Gegenelektrodenanschlusses CTM zu erzeugen.
Schritt D, 16
Ammoniakgas, Silangas und Stickstoffgas werden in eine Plasma-CVD-Vorrichtung (eine chemische Plasmadampfphasenbeschichtungsvorrichtung) eingeleitet, um eine Siliciumnitridschicht mit einer Dicke von 2200 Å zu erzeugen. Dann werden Silangas und Wasserstoffgas in die Plasma-CVD-Vorrichtung geleitet, um eine amorphe Siliciumschicht des i-Typs mit einer Dicke von 2000 Å zu erzeugen. Anschließend werden Wasserstoffgas und Phosphingas in die Plasma-CVD-Vorrichtung geleitet, um eine amorphe Siliciumschicht des N(+)-Typs mit einer Dicke von 300 Å zu erzeugen.
Schritt E, 16
Nach der photographischen Behandlung werden die amorphe Siliciumschicht des N(+)-Typs und die amorphe Siliciumschicht des i-Typs unter Verwendung von SF₆ und CCl₄ als Trockenätzgase selektiv geätzt, um Inseln aus der amorphen Siliciumschicht des i-Typs zu erzeugen.
Schritt F, 16
Nach der photographischen Behandlung wird die Siliciumnitridschicht unter Verwendung von SF₆ als Trockenätzgas selektiv geätzt.
Schritt G, 17
Die aus Chrom hergestellte leitfähige Schicht d1 mit einer Dicke von 600 Å wird durch Sputtern erzeugt, und die aus Al-Pd, Al-Si, Al-Ta, Al-Ti-Ta oder dergleichen hergestellte leitfähige Schicht d2 mit einer Dicke von 4000 Å wird durch Sputtern erzeugt. Nach der photographischen Behandlung wird die leitfähige Schicht d2 unter Verwendung der im Schritt A verwendeten Lösung geätzt, und die leitfähige Schicht d1 wird unter Verwendung einer Cerammoniumnitratlösung geätzt, wodurch die Videosignalleitungen DL, die Source-Elektroden SD1, die Drain-Elektroden SD2, die Pixelelektroden PX, die Elektroden PL2, die zweite und die dritte leitfähige Schicht der gemeinsamen Busleitung CB und die (nicht gezeigte) Busleitung SHd zum Kurzschließen der Drain-Anschlüsse DTM erzeugt werden. Als nächstes werden CCl₄- und SF₆-Gas in die Trockenätzvorrichtung eingeleitet, um die amorphe Siliciumschicht des N(+)-Typs zu ätzen und so die amorphe Halbleiterschicht d0 des N(+)-Typs zwischen Source und Drain selektiv zu entfernen.
Schritt H, 17
Ammoniakgas, Silangas und Stickstoffgas werden in die Plasma-CVD-Vorrichtung eingeleitet, um eine Siliciumnitridschicht mit einer Dicke von 1 μm zu erzeugen. Nach der photographischen Behandlung wird die Siliciumnitridschicht unter Verwendung von SF₆ als Trockenätzgas mittels einer Photograviertechnik selektiv geätzt, um die Schutzschicht PSV zu erzeugen.
Die äquivalente Schaltung der gesamten Anzeigevorrichtung
19 ist ein Diagramm der Verbindung einer äquivalenten Schaltung der Anzeigematrixeinheit und ihrer peripheren Schaltungen. Das Schaltungsdiagramm ist so gezeichnet, daß es der praktischen, geometrischen Anordnung entspricht, wobei AR eine Matrixanordnung bezeichnet, bei der mehrere Pixel in einer zweidimensionalen Konfiguration angeordnet sind.
In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen X die Videosignalleitungen DL, und die tiefgestellten Buchstaben G, B und R sind jeweils grünen, blauen und roten Pixeln zugeordnet. Das Bezugszeichen Y bezeichnet die Abtastsignalleitungen, und die tiefgestellten Ziffern 1, 2, 3, ... sind in der Reihenfolge der Abtastzeitpunkte angehängt.
Die Abtastsignalleitungen Y (ohne tiefgestellte Ziffern) sind mit einer vertikalen Abtastschaltung V verbunden, und die Videosignalleitungen X (ohne tiefgestellte Buchstaben) sind mit einer Videosignaltreibereinheit H verbunden.
SUP bezeichnet eine Schaltung, die die Stromquellenschaltung zur Erzeugung mehrerer Spannungen, die durch Teilen der Spannung einer Spannungsquelle erzeugt und stabilisiert werden, und eine Schaltung zum Umwandeln der Informationen für eine Kathodenstrahlröhre von einem Host (einer arithmetischen Einheit höherer Ordnung) in Informationen für eine TFT-Flüssigkristallanzeigevorrichtung umfaßt.
Das Ansteuerverfahren
20 zeigt Schwingungsformen zum Ansteuern einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung. Die Gegenspannung weist eine rechteckige Wechselstromschwingungsform mit zwei Werten, nämlich Vch und Vcl auf. Synchron dazu wird die wahlfreie Spannung der Abtastsignale Vg(i – 1) und Vg(i) zwischen zwei Werten umgeschaltet, nämlich in jeder Abtastperiode zwischen Vg1h und Vg1l. Die Amplitude der Gegenspannung ist auf die Amplitude der wahlfreien Spannung eingestellt. Der Wert der Videosignalspannung ist der bei der Subtraktion der Hälfte der Amplitude der Gegenspannung von der an die Flüssigkristallschicht anzulegenden Spannung erhaltene Rest.
Die Gegenspannung kann eine Gleichspannung sein. Durch die Verwendung einer Wechselspannung können jedoch die maximale Amplitude der Videosignalspannung verringert und so eine Videosignaltreibereinheit (ein signalseitiger Treiber) mit einer verringerten Durchbruchspannung verwendet werden.
Die Funktionsweise des Speicherkondensators Cstg
Der Speicherkondensator Cstg ist zur Speicherung der in ein Pixel geschriebenen Videodaten über eine verlängerte Zeitspanne (nach dem Ausschalten des Dünnschichttransistors TFT) vorgesehen. Bei dem bei der vorliegenden Erfindung verwendeten System, bei dem das elektrische Feld parallel zur Oberfläche des Substrats angelegt wird, liegt, anders als bei dem System, bei dem das elektrische Feld vertikal zur Oberfläche des Substrats angelegt wird, kaum eine von der Pixelelektrode und der Gegenelektrode erzeugte Kapazitanz (eine sogenannte Flüssigkristallkapazitanz) vor. Die Flüssigkristallkapazitanz kann nämlich keine Videodaten im Pixel speichern. Bei dem System, bei dem das elektrische Feld parallel zur Oberfläche des Substrats angelegt wird, ist daher der Speicherkondensator Cstg ein wesentlicher Bestandteil.
Wenn der Dünnschichttransistor TFT dem Schaltvorgang unterzogen wird, dient der Speicherkondensator Cstg überdies der Verringerung der Auswirkungen einer Veränderung ΔVg des Gate-Potentials auf das Potential Vs der Pixelelektrode. Dies wird durch die folgende Formel ausgedrückt: ΔVs = {Cgs/(Cgs + Cstg + Cpix}·ΔVgwobei Cgs die zwischen der Gate-Elektrode GT und der Source-Elektrode SD1 des Dünnschichttransistors erzeugte parasitäre Kapazitanz, Cpix die zwischen der Pixelelektrode PX und der Gegenelektrode CT erzeugte Kapazitanz und ΔVs die durch ΔVg verursachte Veränderung des Potentials der Pixelelektrode, d. h. die Durchlaßspannung, sind. Die Veränderung ΔVs ist ein Resultat der an das Flüssigkristall LC angelegten Gleichstromkomponente, kann jedoch durch eine Erhöhung der Speicherkapazität Cstg verringert werden. Eine Verringerung der an die Flüssigkristalle LC angelegten Gleichstromkomponente führt zu einer langen Lebensdauer der Flüssigkristalle LC und verringert das sogenannte Druckbild, bei dem das vorhergehende Bild erhalten bleibt, wenn das Bild auf dem Flüssigkristallanzeigebildschirm verändert wird.
Da die Gate-Elektrode GT, wie vorstehend beschrieben, vergrößert wird, damit sie die Halbleiterschicht AS des i-Typs vollständig bedeckt, wird auch der Bereich, in dem die Gate-Elektrode GT und die Source-Elektrode SD1 einander überlappen, entsprechend vergrößert, und dadurch wird die parasitäre Kapazitanz Cgs erhöht, was die nachteilige Wirkung hat, daß das Potential Vs der Pixelelektrode leicht durch das Gate-Signal (das Abtastsignal) Vg beeinträchtigt werden kann. Durch die Bereitstellung des Speicherkondensators Cstg wird dieser Nachteil jedoch behoben.
Verfahren Anschließen der Gegenspannungssignalleitung CL an die gemeinsame Busleitung CB
27 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
Die Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß dieser Ausführungsform ist aus einem Matrixsubstrat SUB1, auf dem die Pixel 120 in Form einer Matrix angeordnet sind, einem Gegensubstrat SUB2, einer Taktsteuereinheit 100, einer Drain-Treibereinheit 102, einer Gate-Treibereinheit 103, einer gemeinsamen Spannungsgenerator- und Treibereinheit und (nicht gezeigten) abgedichtet zwischen dem Matrixsubstrat SUB1 und dem Gegensubstrat SUB2 eingeschlossenen Flüssigkristallen zusammengesetzt.
Auf dem Matrixsubstrat SUB1 sind die Videosignalleitungen DL zur Zufuhr der zum Ansteuern der Pixel 120 erforderlichen Ansteuerspannung und die Abtastsignalleitungen GL vorgesehen. Die Videosignalleitungen DL und die Abtastsignalleitungen GL sind senkrecht zueinander und umgeben die Pixel 120, wobei die Videosignalleitungen DL mit der Drain-Treibereinheit 102 und die Abtastsignalleitungen GL mit der Gate-Treibereinheit 104 verbunden sind.
Die mit den Gegenelektroden CT der Pixel 120 verbundenen Gegenspannungssignalleitungen CL sind parallel zu den Abtastsignalleitungen GL angeordnet. Die Gegenspannungssignalleitungen CL sind ferner an ihren beiden Enden über die gemeinsame Busleitung CB an die gemeinsame Spannungsgenerator- und Treibereinheit 103 angeschlossen.
Die Gate-Treibereinheit 104 und die Drain-Treibereinheit 102 sind mit der Taktsteuereinheit 100 verbunden. Die Taktsteuereinheit 100 empfängt Videosignale und Taktsignale vom externen Host 101, und die Drain-Treibereinheit 102 erzeugt eine dem Videosignal ent sprechende Ansteuerspannung und führt sie als Reaktion auf ein Taktsignal den Videusignalleitungen DL zu.
Die Gate-Treibereinheit 104 empfängt die von der Taktsteuereinheit 100 zugeführten Taktsignale, erzeugt eine dem Videosignal entsprechende Gate-Ansteuerspannung und führt sie als Reaktion auf ein Taktsignal den Abtastsignalleitungen GL zu.
Dadurch wird die dem Videosignal entsprechende Drain-Spannung nacheinander an die Pixel 120 des Matrixsubstrats SUB1 angelegt.
Bei dieser Ausführungsform sind die Gegenspannungssignalleitungen CL an ihren beiden Enden an die gemeinsame Busleitung CB angeschlossen. Hierbei ist die gemeinsame Busleitung CB in dem anzeigefreien Bereich des Matrixsubstrats ausgebildet und kann eine vergrößerte Breite aufweisen. Daher kann der Widerstand der gemeinsamen Busleitung CB kleiner als der Widerstand der Gegenspannungssignalleitungen CL eingestellt sein.
28 ist ein Diagramm, das eine äquivalente Schaltung eines Kanals zur Übertragung der an die Gegenelektrode CT der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß dieser Ausführungsform angelegten Ansteuerspannung darstellt, und 29 ist ein Diagramm, das Schwingungsformen der Ansteuerspannung an den jeweiligen Punkten gemäß 28 zeigt.
Da der Widerstand 59 der gemeinsamen Busleitung CB geringer als der Widerstand 58 der Gegenspannungssignalleitungen CL ist, werden die Schwingungsformen der den Punkten D, E, F und G gemäß 28 von der gemeinsamen Spannungstreibereinheit 60 zugeführten Ansteuerspannung jeweils am Punkt D zu einer Gegenspannung 62, am Punkt E zu einer Gegenspannung 63, am Punkt F zu einer Gegenspannung 64 und am Punkt G zu einer Gegenspannung 65, wie in 29 gezeigt.
Wie aus 29 hervorgeht, ermöglicht diese Ausführungsform eine Verringerung der Verzerrung der Schwingungsform der den Gegenelektroden CT von der gemeinsamen Spannungstreibereinheit 60 der gemeinsamen Spannungsgeneratortreibereinheit 103 zugeführten Ansteuerspannung.
Daher wird die Intensität des elektrischen Felds zwischen der Pixelelektrode PX und der Gegenelektrode CT in den Pixeln 120 nahezu gleichmäßig, wodurch Schwankungen der Helligkeit entlang der Gegenspannungssignalleitungen CL verringert werden können.
Selbst wenn die Gegenspannungssignalleitung CL an einer Stelle bricht, wird die Ansteuerspannung der Gegenelektrode CT von beiden Enden der Gegenspannungssignalleitung CL zugeführt, wodurch eine Beeinträchtigung der Qualität der Anzeige, anders als beim Stand der Technik, verhindert wird, wenn der Gegenelektrode CT der Pixel 120 hinter der Bruchstelle keine Ansteuerspannung mehr zugeführt und die Flüssigkristalle nicht mehr angesteuert werden.
30A ist eine Draufsicht, die die Verbindung zwischen der Gegenspannungssignalleitung CL und der gemeinsamen Busleitung CB an einem Punkt A auf dem Matrixsubstrat gemäß 27 darstellt. 30B ist eine Schnittansicht entlang der Linie I-I' in 30A, und 30C ist eine Schnittansicht entlang der Linie H-H' in 30A.
An dem in 27 gezeigten Punkt A werden unter Verwendung der Aluminiumschicht g1 die Abtastsignalleitung GL und die Gegenspannungssignalleitung CL auf dem Matrixsubstrat erzeugt und anodisch oxidiert, wodurch das Aluminiumoxid AOF auf den Signalleitungen erzeugt wird. Durch die Verwendung eines Schutzlacks wird in diesem Fall verhindert, daß das Aluminiumoxid an den Enden der Gegenspannungssignalleitungen CL erzeugt wird. Als nächstes wird eine Gate-Oxidschicht GI erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Kontaktloch CHL in den Enden der Gegenspannungssignalleitungen CL erzeugt. Dann werden unter Verwendung einer Chromschicht d1 und einer Aluminiumschicht d2 gleichzeitig die Videosignalleitung DL und die gemeinsame Busleitung CB erzeugt. Die gemeinsame Busleitung CB wird selbst an den Enden der Gegenspannungssignalleitungen CL erzeugt, und die gemeinsame Busleitung CB und die Gegenspannungssignalleitungen CL werden über die Kontaktlöcher CHL an den Enden der Gegenspannungssignalleitungen CL elektrisch miteinander verbunden. Schließlich wird die Schutzschicht PSV erzeugt, worauf eine Oberflächenbehandlung folgt.
31A ist eine Draufsicht, die die Verbindung der Gegenspannungssignalleitungen CL und der gemeinsamen Busleitung CB am Punkt B des Matrixsubstrats gemäß 27 darstellt, und 31B ist eine Schnittansicht entlang der Linie J-J' in 31A.
Die Abtastsignalleitungen GL, die Gegenspannungssignalleitungen CL und die gemeinsame Busleitung CB werden unter Verwendung des Aluminiums g1 gleichzeitig auf dem Matrixsubstrat erzeugt und anodisch oxidiert, wodurch das Aluminiumoxid AOF auf den Signalleitungen erzeugt wird. Überdies wird eine Gate-Oxidschicht GI darauf erzeugt. In diesem Fall kann die Erzeugung des Aluminiumoxids AOF und der Gate-Oxidschicht GI auf den Enden der Gegenspannungssignalleitungen CL und auf der gemeinsamen Busleitung CB unter Verwendung eines Schutzlacks verhindert werden. Als Nächstes werden unter Verwendung von zwei Schichten, nämlich der Chromschicht d1 und der Aluminiumschicht d2, die Videosignalleitungen DL erzeugt. Gleichzeitig werden auch auf der gemeinsamen Busleitung CB die Chromschicht d1 und die Aluminiumschicht d2 erzeugt. Damit ist die gemeinsame Busleitung CB aus der Aluminiumschicht g1, der Chromschicht d1 und der Aluminiumschicht d2 ausgebildet und weist einen geringen Widerstand auf. Schließlich wird die Schutzschicht PSV erzeugt, worauf eine Oberflächenbehandlung folgt.
32A ist eine Draufsicht, die den Schnittpunkt der Videosignalleitungen DL und der gemeinsamen Busleitung CB an einem Punkt C auf dem Matrixsubstrat 8 gemäß 27 zeigt, und 32B ist eine Schnittansicht entlang der Linie K-K' in 32A. Die Abtastsignalleitungen GL und die Gegenspannungssignalleitungen CL werden unter Verwendung der Aluminiumschicht g1 auf dem Matrixsubstrat erzeugt und anodisch oxidiert, um das Aluminiumoxid AOF auf den Signalleitungen zu erzeugen.
Dann wird die Gate-Oxidschicht GI erzeugt, und die Videosignalleitungen DL werden unter Verwendung von zwei Schichten erzeugt, nämlich der Chromschicht d1 und der Aluminiumschicht d2. Schließlich wird die Schutzschicht PSV erzeugt, worauf eine Oberflächenbehandlung folgt.
Gemäß den 30A bis 30C sind die Verbindungsabschnitte (die Kontaktlöcher CHL) zwischen den Gegenspannungssignalleitungen CL und der gemeinsamen Busleitung CB in den Bereichen zwischen der gemeinsamen Busleitung CB und den Videosignalleitungen DL ausgebildet. Obwohl dies keine Einschränkung bedeutet, können die Kontaktlöcher CHL jedoch in Bezug auf die gemeinsame Busleitung CB auch in den Bereichen auf den den Videosignalleitungen DL gegenüberliegenden Seiten ausgebildet sein, wie in den 33A bis 33C gezeigt.
33A ist eine Draufsicht eines weiteren Beispiels der Verbindung zwischen den Gegenspannungssignalleitungen CL und der gemeinsamen Busleitung CB an einem Punkt A auf dem Matrixsubstrat gemäß 27, 33B ist eine Schnittansicht entlang der Linie Q-Q' in 33A und 33C eine Schnittansicht entlang der Linie R-R' in 33A.
An dem in 27 gezeigten Punkt A werden unter Verwendung der Aluminiumschicht g1 die Abtastsignalleitungen GL und die Gegenspannungssignalleitungen CL auf dem Matrixsubstrat erzeugt und anodisch oxidiert, um das Aluminiumoxid AOF auf den Signalleitungen zu erzeugen. Durch die Verwendung von Schutzlack wird die Entstehung des Aluminiumoxids AOF auf den Enden der Gegenspannungssignalleitungen CL verhindert. Als Nächstes wird die Gate-Oxidschicht GI erzeugt. Zu diesem Zeitpunkt werden die Kontaktlöcher CHL in den Enden der Gegenspannungssignalleitungen CL erzeugt. Als Nächstes werden die Videosignalleitungen DL und die gemeinsame Busleitung CB unter Verwendung von zwei Schichten, nämlich der Chromschicht d1 und der Aluminiumschicht d2, gleichzeitig erzeugt.
Die gemeinsame Busleitung CB wird auch auf den Enden der Gegenspannungssignalleitungen CL erzeugt, und die gemeinsame Busleitung CB und die Gegenspannungssignalleitungen CL werden über die in den Enden der Gegenspannungssignalleitungen CL ausgebildeten Kontaktlöcher CHL elektrisch miteinander verbunden. Schließlich wird die Schutzschicht PSV erzeugt, worauf eine Oberflächenbehandlung folgt.
Bei der in den 33A bis 33C gezeigten Ausführungsform wird das Aluminiumoxid AOF auf den Abschnitten erzeugt, an denen die Gegenspannungssignalleitungen CL die gemeinsame Busleitung CB schneiden.
Im allgemeinen wird das Aluminiumoxid AOF überdies auch auf den Abtastsignalleitungen GL erzeugt, und daher ist es erforderlich, auch in den Abschnitten ein Kontaktloch CHL zu erzeugen, in denen die Abtastsignalleitungen GL mit der Gate-Treibereinheit 104 verbunden sind.
Durch die Verwendung eines Schutzlacks kann überdies die Erzeugung des Aluminiumoxids AOF an den Abschnitten verhindert werden, an denen die Kontaktlöcher CHL erzeugt werden sollen.
Bei der in den 30A bis 30C gezeigten Ausführungsform ist in diesem Fall eine präzise Aufbringung des Schutzlacks erforder lich, um die Kontaktlöcher CHL zu erzeugen, über die die Gegenspannungssignalleitungen CL und die gemeinsame Busleitung CB miteinander verbunden werden.
Bei der Ausführungsform gemäß 33 wird der Schutzlack jedoch auf der in bezug auf die gemeinsame Busleitung CB den Videosignalleitungen DL gegenüberliegenden Seite am Rand des Matrixsubstrats aufgebracht, um die Kontaktlöcher CHL zum Verbinden der Gegenspannungssignalleitungen CL mit der gemeinsamen Busleitung CB und die Kontaktlöcher CHL zum Verbinden der Abtastsignalleitungen GL mit der Gate-Treibereinheit 104 zu erzeugen. Daneben kann die Präzision gelockert werden, wenn der Schutzlack direkt aufgebracht wird.
Wie vorstehend beschrieben, wird die gemeinsame Busleitung CB unter Verwendung der gleichen Materialien und mittels der gleichen Fertigungsschritte, wie die Abtastsignalleitungen GL und die Videosignalleitungen DL, entlang des Rands des Bildschirms erzeugt. Die gemeinsame Busleitung CB ist ferner mit beiden Enden der Gegenspannungssignalleitungen CL verbunden.
Die 34 und 35 sind Diagramme, die weitere Anordnungen der gemeinsamen Busleitung CB gemäß der Ausführungsform zeigen.
Die gemeinsame Busleitung CB muß sich nicht entlang sämtlicher Kanten des in 27 gezeigten Schirms erstrecken. Wie in 34 gezeigt, kann die gemeinsame Busleitung CB so verlaufen, daß sie den Bereich vermeidet, in dem die Videosignalleitungen DL mit der Drain-Treibereinheit 102 verbunden sind.
Dies ermöglicht eine Verringerung der an den Stellen, an denen die Videosignalleitungen DL die gemeinsame Busleitung CB schneiden, erzeugten parasitären Kapazitanz.
Wie in 35 gezeigt, kann die gemeinsame Busleitung CB überdies in mehrere gemeinsame Busleitungen CBA, CBB unterteilt werden, die auf dem Schirm verlaufen und über die am Rand vorgesehene Treibereinheit miteinander verbunden sind. Dies ermöglicht eine Verringerung der Länge der gemeinsamen Busleitung CB im Schirm.
Die Dickeeinstellschicht AD
Nachstehend wird eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform beschrieben, bei der eine Dickeeinstellschicht AD als Bauelement verwendet wird.
36A ist eine Draufsicht eines Abschnitts der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Ausführungsform 3, an dem die Gegenspannungssignalleitung CL an einem dem Punkt A auf dem Matrixsubstrat gemäß 27 entsprechenden Punkt mit der gemeinsamen Busleitung CB verbunden ist. 36B ist eine Schnittansicht entlang der Linie M-M' in 36A, und 36C ist eine Schnittansicht entlang der Linie N-N' in 36A.
An einem dem Punkt A gemäß 27 entsprechenden Punkt werden, wie in 36A gezeigt, die Abtastsignalleitungen GL und die Gegenspannungssignalleitungen CL unter Verwendung der Aluminiumschicht g1 auf dem Matrixsubstrat erzeugt, und gleichzeitig wird eine Dickeeinstellschicht AD erzeugt. Die Dickeeinstellschicht AD wird in Form von Inseln zumindest zwischen den Abtastsignalleitungen GL gebildet, die jedoch nicht elektrisch mit den Abtastsignalleitungen GL verbunden sind. Dann wird unter Verwendung des gleichen Materials, wie dem für die Videosignalleitungen DL verwendeten, die gemeinsame Busleitung CB so gefertigt, daß sie zumindest über die Dickeeinstellschicht AD verläuft.
37A ist eine Draufsicht, die die Verbindung zwischen den Gegenspannungssignalleitungen CL und der gemeinsamen Busleitung CB an einem dem Punkt B auf dem Matrixsubstrat gemäß 27 entsprechenden Punkt bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Ausführungsform 4 zeigt. 37B ist eine Schnittansicht entlang der Linie O-O' in 37A. An einem dem Punkt B gemäß 27 entsprechenden Punkt werden, wie in 37A gezeigt, unter Verwendung der Aluminiumschicht g1 die Abtastsignalleitungen GL, die Gegenspannungssignalleitungen CL und die gemeinsame Busleitung CB gleichzeitig auf dem Matrixsubstrat erzeugt, und anschließend werden über die Gate-Oxidschicht AOF die Videosignalleitungen DL und die Dickeeinstellschicht AD erzeugt. Die Dickeeinstellschicht AD wird auf der gemeinsamen Busleitung CB erzeugt.
38A ist eine Draufsicht, die den Schnittpunkt der Videosignalleitung DL und der gemeinsamen Busleitung CB an einem dem Punkt C des Matrixsubstrats gemäß 27 entsprechenden Punkt bei der Flüssigkristallanzeigevorrichtung gemäß der Ausführungsform 4 darstellt. 38B ist eine Schnittansicht entlang der Linie P-P' in 38A. An einem dem Punkt C in 27 entsprechenden Punkt werden, wie in 38A gezeigt, die Abtastsignalleitungen GL und die Gegenspannungssignalleitungen CL unter Verwendung der Aluminiumschicht g1 auf dem Matrixsubstrat erzeugt, und die Videosignalleitungen DL und die Dickeeinstellschicht AD werden auf der Gate-Oxidschicht GI erzeugt.
Die Dickeeinstellschicht AD wird in der Form von zumindest zwischen den Videosignalleitungen DL vorgesehenen Inseln erzeugt, die jedoch nicht elektrisch mit den Videosignalleitungen DL verbunden sind. Die Dickeeinstellschicht AD wird auch auf der gemeinsamen Busleitung CB erzeugt. Ist die Dickeeinstellschicht AD eingefügt, besitzt der Abschnitt, auf dem die gemeinsame Busleitung CB erzeugt wird, den gleichen Querschnittsaufbau und die gleiche Dicke. Dadurch werden eine Vereinheitlichung der Dicke der längs des Rands des Substrats ausgebildeten gemeinsamen Busleitung CB, eine Verringerung der Schwankungen der Dicke der Ränder des Substrats, das Aufrechterhalten eines konstanten Abstands zwischen den beiden Substraten und damit eine Verringerung von Schwankungen der Spaltlänge der Flüssigkristallanzeigevorrichtung ermöglicht.
39 ist ein Diagramm, das eine weitere Anordnung des gemeinsamen Busses gemäß der Ausführungsform 4 zeigt.
Bei der Herstellung der gemeinsamen Busleitung CB längs des Rands des Schirms können, wie in 39 gezeigt, in den Bereichen, in denen die gemeinsame Busleitung CB nicht vorgesehen ist, unter Verwendung des gleichen Materials und Aufrechterhaltung der gleichen Dicke wie denen der gemeinsamen Busleitung CB Signalleitungsattrappen DMY erzeugt werden, um die Schwankungen der Dicke entlang der Ränder des Bildschirms zu verringern.
Der Anzeigeschirm PNL und das Treiberschaltungssubstrat PCB1 21 ist eine Draufsicht, die einen Zustand zeigt, in dem eine Videosignaltreibereinheit (Drain-Treibereinheit) H und eine Vertikalabtasteinheit (Gate-Treibereinheit) V mit dem in 10 gezeigten Anzeigeschirm PNL verbunden sind.
Das Bezugszeichen CHI bezeichnet Treiber-IC-Chips (die unteren fünf sind Treiber-IC-Chips auf der Seite der Vertikalabtastschaltung und die linken zehn sind Treiber-IC-Chips auf der Seite der Videosignaltreiberschaltung) zum Ansteuern des Anzeigeschirms PNL. Das Bezugszeichen TCP bezeichnet Bandträgerpakete, auf denen die Treiber-IC-Chips mittels eines automatisierten Bandverbindungsverfahrens (TAB) montiert sind, und PCB1 bezeichnet ein Treiberschaltungssubstrat, auf dem die Bandträgerpakete TCP montiert sind und das in zwei Teile für die Videosignaltreibereinheit und die Abtastsignaltreibereinheit unterteilt ist. Das Bezugszeichen FGP bezeichnet eine Rahmengrundfläche, an die federartige Teile gelötet sind, die durch Schneiden eines Abschirmgehäuses SHD erzeugt werden, und FC bezeichnet ein Flachkabel zum elektrischen Verbinden des unteren Treiberschaltungssubstrats PCB1 mit dem linken Treiberschaltungssubstrat PCB1. Das Flachkabel FC weist, wie gezeigt, mehrere Leitungsdrähte (mit Zinn plattierte Phosphor-Bronze-Drähte) auf, die von einer Polyethylenschicht und einer Polyvinylalkoholschicht in Streifenform gehalten werden und zwischen diesen angeordnet sind.
Aufbau zum Anschließen der Bandträgerpakete TCP
22 ist ein Diagramm, das den Aufbau eines Bandträgerpakets TCP, in dem ein integrierter Schaltungschip CHI zur Bildung der Abtastsignaltreibereinheit V und der Videosignaltreibereinheit H auf einem flexiblen Verdrahtungssubstrat montiert ist, im Querschnitt darstellt, und 23 ist eine Schnittansicht, die wesentliche Teile in einem Zustand zeigt, in dem das Bandträgerpaket TCP an einen Anschluß GTM für eine Signalschaltung des Flüssigkristallanzeigeschirms PNL angeschlossen ist.
In der Zeichnung bezeichnen die Bezugszeichen TTB eine Eingangsanschluß- und Verdrahtungseinheit der integrierten Schaltung CHI und TTM eine Ausgangsanschluß- und Verdrahtungseinheit der integrierten Schaltung CHI, die beispielsweise aus Kupfer gefertigt sind. An ihre (normalerweise als innere Leitungen bezeichneten) inneren Enden sind mittels eines sogenannten Unterseitenverbindungsverfahrens Verbindungsflächen PAD der integrierten Schaltung CHI angeschlossen. Die (normalerweise als äußere Leitungen bezeichneten) äußeren Enden der Anschlüsse TTB und TTM entsprechen den Eingängen und Ausgängen der integrierten Halbleiterschaltungschips CHI und sind durch Löten an eine CRT/TFT-Wandler- und Stromquellenschaltung SUP und ferner über eine anisotrope, leitfähige Schicht ACF an den Flüssigkristallanzeigeschirm PNL angeschlossen. Das Paket TCP ist so an den Schirm angeschlossen, daß seine Enden die Schutzschicht PSV bedecken, durch die die Verbindungsanschlüsse GTM auf der Seite des Schirms PNL freiliegen. Daher sind die externen Verbindungsanschlüsse GTM (DTM) entweder von der Schutzschicht PVS1 oder dem Paket TCP bedeckt und vor elektrolytischer Korrosion geschützt.
Das Bezugszeichen BF1 bezeichnet eine Basisschicht aus Polyimid oder dergleichen, und SRS bezeichnet eine Lötmittelschutzschicht zur Maskierung, damit das Lötmittel während des Lötens nicht auf unerwünschte Abschnitte aufgebracht wird. Der Abstand zwischen dem oberen und dem unteren Glassubstrat auf der äußeren Seite des Dichtungsmusters SL wird nach dem Waschen durch Epoxidharz EPX oder dergleichen geschützt. Der Abstand zwischen dem Paket TCP und dem oberen Substrat SUB2 wird mit einem Siliciumharz SIL gefüllt, um einem Mehrfachschutz zu schaffen.
Das Treibereinheitssubstrat PCB2
sAuf dem Treibereinheitssubstrat PCB2 sind elektronische Teile, wie ICs, Kondensatoren und Widerstände montiert. Auf dem Treibereinheitssubstrat PCB2 sind eine Schaltung SUP mit einer Stromquellenschaltung zur Erzeugung mehrerer stabiler Spannungen durch Teilen einer Spannung von einer Spannungsquelle und eine Schaltung montiert, die die Daten für eine Kathodenstrahlröhre (CRT) vom Host (der höheren arithmetischen Einheit) in die Daten für die TFT-Flüssigkristallanzeigevorrichtung umwandelt. Das Bezugszeichen CJ bezeichnet eine Steckeranschlußeinheit, mit der ein Stecker verbunden ist, der an eine nicht gezeigte externe Einheit angeschlossen ist.
Das Treibereinheitssubstrat PCB1 ist über das Flachkabel FC an das Treibereinheitssubstrat PCB2 angeschlossen.
Der Gesamtaufbau des Flüssigkristallanzeigemoduls
24 ist eine auseinandergezogene, perspektivische Ansicht, die die Bestandteile des Flüssigkristallanzeigemoduls MDL zeigt.
Das Bezugszeichen SHD bezeichnet ein rahmenartiges Abschirmgehäuse (einen Metallrahmen) aus einer Metallplatte, LCW ein Anzeigefenster desselben, PNL den Flüssigkristallanzeigeschirm, SPB eine Lichtdiffusionplatte, LCB einen Lichtleiter, RM eine Reflektorplatte, BL eine fluoreszierende Hintergrundlichtröhre und LCA ein Hintergrundlichtgehäuse, wobei die Elemente, wie dargestellt, vertikal gestapelt werden, um das Modul MDL zusammenzubauen.
Das gesamte Modul MDL wird durch Klinken und Haken gesichert, die im Abschirmgehäuse SHD vorgesehen sind.
Das Hintergrundlichtgehäuse LCA enthält die fluoreszierende Hintergrundlichtröhre BL, die Lichtdiffusionplatte SPB, den Lichtleiter LCB und die Reflektorplatte RM. Das von der auf einer Seite des Lichtleiters LCB angeordneten, fluoreszierenden Hintergrundlichtröhre BL emittierte Licht wird über den Lichtleiter LCB, die Reflektorplatte RM und die Lichtdiffusionplatte SPB als gleichmäßiges Hintergrundlicht auf die Anzeigefläche abgegeben und auf die Seite des Flüssigkristallanzeigeschirms PNL emittiert.
Die fluoreszierende Hintergrundlichtröhre BL ist an ein Wechselrichterschaltungssubstrat PCB3 angeschlossen, das als Stromquelle für die fluoreszierende Hintergrundlichtröhre BL dient.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, können durch die beschriebene Flüssigkristallanzeigevorrichtung die folgenden, repräsentativen Wirkungen erzielt werden.

(1) Ein Anstieg der Ansteuerspannung wird unterdrückt, und sogenannte Kreuzkopplungen (ein Nachziehen) nehmen ab. Dadurch wird eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung geschaffen, die einen weiten Blickwinkel bietet, der dem einer Kathodenstrahlröhrung entspricht, mit einer niedrigen Spannung arbeitet, weniger elektrischen Strom verbraucht und eine gute Bildqualität beibehält.
(2) Die Breite der Verdrahtung wird ohne eine Verkleinerung der Öffnungsabmessungen der zur Anzeige beitragenden Pixel gesteigert, der Widerstand der Verdrahtung wird verringert, wodurch die Bildqualität verbessert wird, und die Treibereinheit verbraucht weniger elektrischen Strom. Im Übrigen werden die Anzahl der Stellen oder Bereiche, an denen die Leitungen einander kreuzen, die Wahrscheinlichkeit von Kurzschlüssen zwischen den Leitungen und die parasitären Kapazitanzen zwischen den Leitungen verringert, wodurch eine Verbesserung der Bildqualität und eine Verringerung des Stromverbrauchs durch die Treibereinheit ermöglicht werden. Durch die Ausnutzung der Auswirkungen der gemeinsamen Nutzung der Drain-Elektrode SD2 ist es überdies möglich, die Anzahl der Dünnschichttransistoren eines Pixels ohne Vergrößerung der Bereiche zu erhöhen, in denen die Leitungen einander kreuzen. Durch die Bereitstellung mehrerer Dünnschichttransistoren für mehrere Pixelelektroden PX kann ferner selbst dann eine normale Anzeige erhalten werden, wenn eine Pixelelektrode an einer Stelle unterbrochen ist. Selbst wenn einer der Dünnschichttransistoren defekt ist, kann durch Herausschneiden des defekten Dünnschichttransistors eine normale Anzeige erhalten werden.
(3) Beide Enden der Gegenspannungssignalleitungen CL sind mit der gemeinsamen Busleitung CB verbunden, und der Widerstand der gemeinsamen Busleitung CB ist so eingestellt, daß er geringer als der Widerstand der Gegenspannungssignalleitungen CL ist. Dadurch können Verzerrungen der Schwingungs form der von der gemeinsamen Spannungstreibereinheit 52 zugeführten Spannung zum Ansteuern der Gegenelektroden CT verringert, die Intensität des elektrischen Felds zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode CT der Pixel des Schirms nahezu vereinheitlicht und entlang der Gegenspannungssignalleitungen CL auftretende Schwankungen der Helligkeit verringert werden. Da beide Enden der Gegenspannungssignalleitungen CL mit der gemeinsamen Busleitung CB verbunden sind, kann die gemeinsame Spannung überdies beiden Enden der Gegenspannungssignalleitungen CL zugeführt werden, und die Flüssigkristalle der Pixel können selbst dann angesteuert werden, wenn die Gegenspannungssignalleitung CL an einer Stelle durch einen Bruch unterbrochen ist. Anders als beim stand der Technik tritt daher nicht der Fall ein, daß die Flüssigkristalle in den Pixeln hinter der Bruchstelle nicht angesteuert werden, und die Qualität der Anzeige wird nicht beeinträchtigt.
(4) Der Bereich, in dem die gemeinsame Busleitung CB angeordnet ist, weist einen Querschnittsaufbau auf, der mit dem Querschnittsaufbau der Abschnitte übereinstimmt, in denen die gemeinsame Busleitung CB die Abtastsignalleitungen GL oder die Videosignalleitungen DL schneidet. Dadurch werden eine Verringerung der Schwankungen der Dicke der Ränder des Substrats, an denen die gemeinsame Busleitung CB ausgebildet ist, und damit das Konstanthalten des Abstands zwischen den beiden Substraten und die Verringerung der Ungleichmäßigkeit des Spalts der Flüssigkristallanzeigevorrichtung ermöglicht.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wurden Dünnschichttransistoren TFT aus amorphem Silicium als aktive Elemente verwendet. Es ist jedoch ebenso möglich, Polysilicium-Dünnschichttransistoren, MOS-Transistoren auf einem Siliciumplätt chen oder Elemente mit zwei Anschlüssen, wie MIM-Dioden (Metal-Intrinsic-Metal-Dioden), zu verwenden. Die Erfindung kann ferner auch auf eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung des Reflexionstyps angewendet werden, die aus zwei Substraten, von denen mindestens eines transparent ist, einer Reflexionseinrichtung und einer Polarisationseinrichtung ausgebildet ist.

Claims

Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit mehreren Pixeln, die matrixförmig angeordnet sind und eine Pixelfläche definieren, und einer Einrichtung zum Anlegen von Spannungssignalen, um den Lichttransmissionsfaktor oder den Lichtreflexionsfaktor der Pixel zu ändern, mit: einer Flüssigkristallschicht aus verdrehbaren Flüssigkristallmolekülen (LC), einem ersten Substrat (SUB1) und einem zweiten Substrat (SUB2), die zwischen sich die Flüssigkristallschicht einschließen und von denen zumindest eines transparent ist; einer Polarisationseinrichtung (POL1, POL2) und zumindest zwei Pixelelektroden (PX) und einer Gegenelektrode (CT), die in jedem Pixel zwischen dem ersten Substrat (SUB1) und der Flüssigkristallschicht ausgebildet sind, zur Steuerung des Ausmaßes der Verdrehung der Flüssigkristallmoleküle (LC) der Flüssigkristallschicht durch Verwendung eines elektrischen Felds, das zwischen der Pixelelektrode (PX) und der Gegenelektrode (CT) aufgebaut wird und eine Komponente (EDR) parallel zum ersten Substrat (SUB1) hat, wobei die Anisotropie Δε der Dielektrizitätskonstante der Flüssigkristallschicht, die wirksame Dicke (d_eff) der Flüssigkristallschicht, die Breite Wp der Pixelelektrode (PX) in Richtung der kurzen Seite, die Breite Wc der Gegenelektrode (CT) in Richtung der kurzen Seite und der Spalte zwischen der Pixelelektrode (PX) und der Gegenelektrode (CT) die folgenden Beziehungen erfüllen: Δε > 0, 8 μm ≤ d_eff ≤ 4.5 μm, 1.2 × d_eff ≤ Wp ≤ L/1.2, und 2 × d_eff ≤ Wc ≤ L/1.2, oder Δε < 0, 2 μm ≤ d_eff ≤ 8.0 μm, 1.2 × d_eff ≤ Wp ≤ L/1.2, und 2 × d_eff≤ Wc ≤ L/1.2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Dickeneinstellmuster und eine gemeinsame Busleitung (CB) aufweist, wobei die Dickeneinstellmuster auf der Nichtanzeigefläche des ersten Substrats (SUB1) ausgebildet sind, wobei die Dickeneinstellmuster aus dem gleichen Material gemacht sind und die gleiche Dicke aufweisen wie die der gemeinsamen Busleitung (CB).
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Gate-Elektrode (GT), eine Gate-Signalleitung (GL), eine Video-Signalleitung (DL) und eine Gegenspannungs-Signalleitung (CL) aufweist, und dass eine Dickeneinstellschicht aus dem gleichen Material und mit der gleichen Dicke wie diejenigen der Gate-Elektrode (GT) über oder unter der gemeinsamen Busleitung (CB) in den nichtschneidenden Flächen vorgesehen ist, mit Ausnahme der Flächen, wo die gemeinsame Busleitung (CB) die Gate-Signalleitung (GL) oder die Video-Signalleitung (DL) schneidet, und mit Ausnahme der Flächen, wo die gemeinsame Busleitung (CB) mit der Gegenspannungs-Signalleitung (CL) verbunden ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Drain-Elektrode (SD2), eine Gate-Signalleitung (GL), eine Video-Signalleitung, eine Gegenspannungs-Signalleitung (CL) und eine Dickeneinstellschicht aufweist, die aus dem gleichen Material gemacht ist und die gleiche Dicke hat wie diejenigen der Drain-Elektrode (SD2), wobei die Dickeneinstellschicht über oder unter der gemeinsamen Busleitung (CB) in den nächstschneidenden Flächen vorgesehen ist mit Ausnahme der Flächen, wo die gemeinsame Busleitung (CB) die Gate-Signalleitung (GL) oder die Video-Signalleitung (DL) schneidet, und mit Ausnahme der Flächen, wo die gemeinsame Busleitung (CB) mit der Gegenspannungs-Signalleitung (CL) verbunden ist.