NL194848C - Vloeibaar-kristalindicatorinrichting. - Google Patents

Description

1 194848

Vloeibaar-kristalindicatorinrichting

De uitvinding heeft betrekking op een vloeibaar-kristalindicatorinrichting, bevattende een transparant substraat, een aantal aftastlijnen en afbeeldsignaallijnen in een matrixconfiguratie, gevormd op het 5 oppervlak van het transparante substraat, met een isoleerlaag daartussen geplaatst, een aantal dunne-filmtransistor-(TFT)-inrichtingen, wezenlijk gevormd bij kruispunten van genoemde aftastsignaallijnen met genoemde afbeeldsignaallijnen, een aantal pixelelektroden, elektrisch verbonden met elk van genoemde TFT-inrichtingen, en een aantal eerste elektroden van opslagcondensatoren, elektrisch verbonden met aangrenzende aftastsignaallijnen en overlappend met elk van de pixelelektroden. Het gaat daarbij in het 10 bijzonder om een vloeibaar-kristalindicator (LCD) met een actieve matrix.

Een dergelijke vloeibaar-kristalindicatorinrichting is bekend uit de Europese octrooiaanvrage EP 0.338.822. Hierin wordt een vloeibaar-kristalindicatorinrichting met actieve matrix beschreven, waarbij het randgedeelte van elk van de poortelektroden (eerste elektroden) het randgedeelte overlapt van elk van de pixelelektroden, waardoor een hulpcondensator gevormd wordt, waarbij de poortelektroden gemaakt zijn van 15 tantaal, en een eerste isoleerfilm van tantaalpentoxide en een tweede isoleerfilm van siliciumnitride zijn aangebracht in een spleet tussen elk van de poortelektroden en elk van de pixelelektroden, waardoor extra condensatoren verschaft worden met een grote capaciteit met hoog rendement.

De LCD’s met actieve matrix maken gebruik van een actieve inrichting met een niet-lineaire karakteristiek in elk van een aantal pixels die zijn opgesteld in een matrixconfiguratie, waarbij de schakelkarakteristiek van 20 de inrichting wordt gebruikt om daardoor de beweging van elke pixel te regelen. Eén type van de LCD's met actieve matrix bevat een geheugenfunctie via een elektro-optisch effect van het vloeibaar kristal. Een dunne film-transistor (hierna aangeduid als een ”TFT”), met drie aansluitklemmen wordt doorgaans gebruikt als de actieve inrichting, of bijvoorbeeld een dunne film-diode (TFD), of een metaal-isolatormetaal (MIM) met twee aansluitklemmen. In de LCD met actieve matrix waarin dergelijke actieve inrichtingen worden gebruikt, zijn 25 miljoenen of zelfs miljarden pixels geïntegreerd in een glassubstraat, samen met een pixeladres-bedrading, om daardoor een matrix-aandrijfschakeling te verschaffen, waarbij de TFT’s dienen als schakelelementen.

Echter, bij de LCD met actieve matrix waarvan de indicator een groot scherm heeft en sterk gedefinieerd wordt, neemt het aantal pixels toe. Overeenkomstig wordt de apertuurverhouding van de afzonderlijke pixels gereduceerd, waardoor tegelijkertijd de helderheid van de LCD gereduceerd wordt.

30 Om gelijkvormigheid van een beeld dat op de LCD met actieve matrix wordt vertoond, te verkrijgen, is het noodzakelijk dat de spanning van een eerste signaal dat door een gegevenslijn wordt aangelegd, gedurende een bepaalde periode constant wordt gehouden totdat een tweede signaal wordt ontvangen. Teneinde de beeldkwaliteit van de indicator te verbeteren, is tevens een opslagcondensator gevormd, parallel met een vloeibaar kristal-cel.

35 Om de boven beschreven problemen te verhelpen, is een LCD met actieve matrix voorgesteld, die een aanvullende lichtafschermingslaag en een opslagcondensator met onafhankelijke bedrading bezit ter verbetering van de karakteristieken van een indicator (Zie ”High-Resolution 10.3-in Diagonal Multicolor TFT-LCD”, M. Tsumura, M. Kitajima, K. Funahata et al., SID 91 DIGEST, p. 215-128).

In de LCD met actieve matrix die overeenkomstig het bovenstaande stuk is verbeterd, is ter verkrijging 40 van een goede contrastverhouding en een goede apertuurverhouding, een dubbele lichtafschermingslaag-structuur gevormd, en bestaat de opslagcondensator uit een onafhankelijke draad, afzonderlijk van een poortlijn, teneinde de afbeeldingseigenschappen van de LCD te verbeteren.

Bij de structuur van de bovenstaande dubbele lichtafschermingslaag is een eerste lichtafschermingslaag vervaardigd van een voorste glassubstraat waarop een kleurfilter is aangebracht als bij de standen der 45 techniek, en een tweede lichtafschermingslaag is gevormd op een achterste glassubstraat waarop de TFT is aangebracht. De LCD met een dergelijke dubbele lichtafschermingslaag-structuur, vertoont een apertuurverhouding die met 6-20% is verbeterd ten opzichte van de conventionele LCD die alleen de eerste lichtafschermingslaag bezit. Tevens wordt in een gewone elektrode van de opslagcondensator gebruik gemaakt van een aluminium waarvan de weerstand slechts één tiende bedraagt van die van chroom (Cr) 50 met de poortelektrode. Daardoor worden de eigenschappen van verbreidingsvertraging langs de aftastlijn verbeterd.

Een LCD met de dubbele lichtafschermingslaag-structuur en de gebruikelijke aluminium elektrode, behoeft veel verbetering. Tevens moet een reducering van de apertuurverhouding, veroorzaakt door de toepassing van een ondoorlatend metaal (aluminium) voor het vormen van de elektroden van de opslag-55 condensator verbonden met elke pixel worden goedgemaakt.

Bovendien brengt het proces voor het vervaardigen van de tweede lichtafschermingslaag met zich mee, dat een lichtafschermingslaag moet worden geïnstalleerd voorafgaand aan de vorming van een isolatielaag, 194848 2 alleen voor het atschermen van licht gedurende de vervaardiging van de TFT’s, waardoor extra processtappen noodzakelijk zijn, die een overmatige toename van de kosten en complexiteit van het LCD-

Pr°DeSe ^bestaat de behoefte aan een LCD met actieve matrix die de boven beschreven nadelen van de 5 LCD met actieve matrix zoals beschreven in bovenstaand stuk, verhelpt.

Fiquur 1 is een pixel-inrichting van een gebruikelijke vloeibare kristallen-indicator (zoals een voor bijvoorbeeld het verhelpen van bovengenoemde nadelen), waarop de aanvullende opslagcon ensa or oevormd is en figuur 2 is een dwarsdoorsnede langs de lijn ll-ll van figuur 1.

in figuur’1 zijn een enkel pixelgebied en gedeelten van dit omgevende, aangrenzende pixels weergege-10 ven In een gehele LCD zijn rijen bestaande uit een aantal poortlijnen 1 en orthogonale kolommen bestaande uit een aantal gegevenslijnen 5a aangebracht in een matrixconf.gurat.e. Bijgevolg wordt een pixel gevormd in de gebieden die door deze twee soorten lijnen begrensd worden. In elk pixelgebied is een opslagcondensator C, een dunne film-transistor (TFT) als een schakelinrichting, een llchtf °°^"d dee' (apertuurgebied), een transparante pixelelektrode 4 en een kleurfilterlaag 21 aangebracht. Poortlijn 15 gegevenslijn 5a worden aangeduid als respectievelijk aftastsignaallijn en afbeeldsignaallijn.

9 Zoals te zien is in figuur 1, is de eerste elektrode 10 van elke opslagcondensator C gevormd als een lipvormig deel dat steekt in een respectief pixeldeel van de aftastsignaallijnen 1 steekt. Ook de poe> -elektrode G van elke TFT is gevormd als een integraal lipvormig deel dat in een respectief pixeldeel van de aftastsignaallijnen 1 steekt (in de tegenovergestelde richting van de overeenkomstige eerste elektrode van 20 een opslagcondensator). Elk TFT-systeem omvat een halfgeleiderlaag 3 aangebracht over poortelektrode , waarbij een rechter lipvormig uitstekend deel van afbeeldsignaallijn 5a (afvoerelektrode) grenst aan het linker einde van halfgeleiderlaag 3, waarbij een bronelektrode 5b grenst aan het rechter einde van halfgeleiderlaag 3 en transparante pixelelektrode 4. Transparante pixelelektrode 4 bestaat uit een transparant qeleidend materiaal zoals indiumtinoxide (ITO). ...... ...

25 Alle aftastsignaallijnen 1, afbeeldsignaalijnen 5a, condensatoren C, TFTs, en pixelelektroden J gevormd als deel van een meerlagenstructuur die is gevormd op het binnenoppervlak van een achters glassubstraat 100, zoals te zien is in figuur 2. Het proces voor het maken van een LCD met d® aanvul^nde condensator wordt in meer bijzonderheden als volgt toegelicht. Eerst wordt elektrode 10 van elke opslag condensator C en elke aftastsignaallijn 1 gelijktijdig gevormd door het correct leggen van een patroon op 30 een ondoorzichtig, geleidend materiaal (bijvoorbeeld bestaande uit aluminium, chroom, molybdeen of tantaal), en opgedampt op het binnenoppervlak van het achterste glassubstraat 100 via een gangbaar fotolithografieproces. Daarna wordt een isolatielaag 2 gevormd over de aftastsignaallijnen 1 eerste elektrode 10 van condensator 10 en de blootgestelde gebieden van het achterste glassubstraat 100 als weergegeven in figuur 2. Vervolgens worden de afbeeldsignaallijnen 5a en transparante pixelelektroden 35 afzonderlijk gevormd, bijvoorbeeld door middel van successieve fotolithografieprocessen. Daarna wordt een beschermingslaag 6 geiormd over pixelelektroden 4, afbeeldsignaallijnen 5a, en de bloosde gebieden van isolatielaag 2, om daardoor de op het binnenoppervlak van het achterste glassubstraat 100 aangebrachte meerlagenstructuur te voltooien. „looonhetrnat

Onder verwijzing naar figuur 2, bevat de de LCD met actieve matrix verder een voorste glassubstraat 40 101 met een op het binnenoppervlak ervan aangebrachte meerlagenstructuur, en is evenwijdig aan het achterste qlassubstraat 100 geplaatst. Bijvoorbeeld een lichtafschermingslaag- (zwart) matrix 20 voor lichtafscherming is gevormd op het binnenoppervlak van voorste glassubstraat 101. Lichtafschermmgslaag-matrix 20 wordt vervaardigd door het correct leggen van een patroon op een lichtafschermingslaag middel van een gangbaar fotolithografieproces, voor de vorming van een apertuurgebied dat bijna elke op 45 achterste glassubstraat 100 opgestelde pixelelektrode 4 inneemt. Daarna wordt een kleurfilterlaag 21 gevormd over lichtafschermingslaag-matrix 20 en de blootgestelde gebieden van het bmnenopP®^^ het voorste glassubstraat 101. De kleurfilterlaag 21 bevat in het apertuurgebied aanwezige lichtdoorlatende delen 21a Vervolgens wordt een beschermingslaag 22 over de kleurfilterlaag 21 gevormd. Daarna w over beschermingslaag 22 een transparante elektrode 23 gevormd, om daardoor de op het binnenoppervlak 50 van het voorste glassubstraat 101 aangebrachte meerlagenstructuur te voltooien. Er kan worden opgemer dat de gebruikelijke LCD met actieve matrix verder een dunne laag vloeibaar kristal bevat die is ingeWemd tussen het voorste glassubstraat 101 en het achterste glassubstraat 100, en is geplaatst in contact transparante elektrode 23 en beschermingslaag 6. Daarna worden aan deskundigen in de ^reffende techniek bekende volgende processtappen uitgevoerd voor het bevestigen van het voorste glassubst 55 101 en het achterste glassubstraat 100, onder gebruikmaking van een gangbaar afdichtmiddel ("Ie weergegeven), en wordt het vloeibaar kristal ingespoten en ingesloten in de daartussen gevormile hotte.

Bij de LCD met actieve matrix van het aanvullende condensator-type, is vanwege het feit dat eerste 3 194848 elektrode 10 van de opslagcondensator en aftastsignaallijn 1 gelijktijdig van een patroon worden voorzien onder gebruikmaking van hetzelfde materiaal, een aanvullend proces niet nodig. Bijgevolg kan het proces voor vervaardiging van de LCD met actieve matrix worden vereenvoudigd.

Gebaseerd op de bovenstaande beschrijving van de gebruikelijke LCD met actieve matrix, moet men 5 echter ook begrijpen dat deze bepaalde nadelen vertoont, en wel de volgende. Aangezien de eerste elektrode 10 van elke opslagcondensator C bestaat uit een ondoorzichtig metaal, en de eerste elektrode 10 van elke opslagcondensator C verder een belangrijk deel van zijn bijbehorende pixelelektrode 4 overlapt, wordt het apertuurgebied van elke pixel belangrijk verkleind door het corresponderende overlappingsgebied, waardoor de apertuurverhouding ervan gereduceerd wordt.

10 Bovendien is het zo, dat aangezien de afbeeldsignaallijnen 5a en de pixelelektroden 4 tezamen op dezelfde isolatielaag 2 gevormd worden, zij door een vooraf bepaalde afstand van elkaar moeten worden gescheiden om daartussen een elektrische isolatie te verkrijgen. Dit verkleint het apertuurgebied van de LCD en reduceert dus de contrastverhouding en luminantie van de LCD.

Figuur 3 toont een montageopstelling van de pixel van de vloeibare kristallen-indicator die een opslag-15 condensator van het type met onafhankelijke bedrading bezit, als een andere werkwijze van de stand der techniek voor het vormen van de opslagcondensator. Figuur 3 toont een dwarsdoorsnede, genomen langs lijn IV—IV van figuur 3, en toont alleen het onderste deel van het vloeibaar kristal van het vloeibare kristallenindicatorpaneel. Hier vertegenwoordigen verwijzingsgetallen als die van figuren 1 en 2 dezelfde elementen.

20 Zoals in figuur 3 is weergegeven, bestaat opslagcondensator C van het type met onafhankelijke bedrading een structuur, waarin een transparant geleidend materiaal zoals een indiumtinoxide (ITO) het ondoorzichtig metaal, bijvoorbeeld het aluminium, in bovengenoemde gebruikelijke TFT LCD vervangt. De rond transparante pixelelektrode 4 gevormde lichtafschermingslaag-structuur is in figuur 3 niet weergegeven, aangezien deze niet essentieel is. Figuur 3 toont alleen een gedeelte van een groot aantal pixeldelen die 25 worden gevormd door een groot aantal aftastsignaallijnen 1 en een groot aantal afbeeldsignaallijnen 5a zoals weergegeven in figuur 1. Opslagcondensator C van het type met onafhankelijke bedrading is gescheiden van aftastsignaallijnen 1, anders dan bij het in figuur 1 getoonde aanvullende condensator-type, om in het aangrenzende pixeldeel te worden aangesloten op condensator C door middel van een onafhankelijke bedrading 11 als een andere geleidende laag.

30 Zoals weergegeven in figuur 4, gebruikt de LCD met condensator van het type met onafhankelijke bedrading de omgekeerd verstemde TFT’s als een schakelinrichting. Wanneer het het vormingsproces bekijkt, wordt poortelektrode G zodanig gevormd dat elk van de aftastsignaallijnen 1 is gevormd als een lipvormig deel dat in elk pixeldeel steekt, waarbij elke eerste elektrode 10a van opslagcondensator C en elke onafhankelijke bedrading 11 die een verlenging van de eerste elektrode is, gevormd worden om 35 evenwijdig te lopen aan het achterste glassubstraat van het vloeibaar kristal-indicatorpaneel. Successievelijk worden, nadat een isolatielaag 2 zoals een siliciumnitride (SiN) op het vooroppervlak gevormd is, een halfgeleiderlaag 3 en een transparante pixelelektrode 4 gevormd in een vooraf bepaald patroon, en worden daarna afbeeldsignaallijnen 5a en een bron 5b daarop gevormd. Daarop volgende bewerkingen worden verricht door middel van een op het terrein van de LCD gebruikelijk toegepaste methode.

40 Aangezien de vloeibare kristallen-indicator van de opslagcondensator van het type met onafhankelijke bedrading als weergegeven in figuren 3 en 4 gebruik maakt van transparante ITO voor de vorming van eerste elektrode 10a van opslagcondensator C, wordt het apertuurgebied niet zo klein als dat van de elektrode. Tegelijkertijd is het zo, dat aangezien de lichtafschermingslaag niet aanwezig is op het achterste glassubstraat van het vloeibare kristallen-indicatorpaneel langs de pixelelektrode, wordt de contrast-45 verhouding van een LCD sterk gereduceerd en is een aanvullende bewerking nodig voor het vormen van de eerste elektrode 10a van opslagcondensator C. (Deze bewerking wordt uitgevoerd door het opdampen van een aanvullend transparant, geleidend materiaal, zoals een ITO, dat verschilt van het ondoorzichtige, geleidend materiaal van de aftastsignaallijnen, en het daarna etsen van het transparante geleidend materiaal.) 50 Om de bij bovengenoemde vloeibare kristallen-indicator van het type met extra condensator (figuur 1) en die van het type met onafhankelijke bedrading (figuur 3) aanwezige problemen te verlichten, wordt een opslagcondensator toegepast die naar een corresponderende transparante pixelelektrode toegekeerd is en de transparante pixelelektrode in een ringvorm omsluit. Dit zal hieronder worden toegelicht onder verwijzing naar figuren 5 en 6. Hier vertegenwoordigen dezelfde verwijzingsgetallen als die van figuren 1 of 4 dezelfde 55 componenten.

Zoals door een vergelijking van figuur 5 met figuren 1 en 3 te zien is, is de in figuur 5 weergegeven LCD met actieve matrix volgens de gebruikelijke werkwijze vervaardigd, behalve dan het feit dat een montage- 194848 4 opstelling van eerste elektrode 10 van opslagcondensator C aangesloten op elke pixelelektrode 4 zodanig veranderd is dat eerste elektrode 10 is aangebracht in het randgebied van pixelelektrode 4 om daardoor de apertuurverhouding en de contrastverhouding van de LCD sterker te verbeteren dan die van de gebruikelijke LCD. In het bijzonder is de ondoorzichtig metaal-laag, waaruit de afbeeldsignaallijnen 5a en de eerste 5 elektroden 10 van opslagcondensatoren C zijn gevormd, op dusdanige wijze van patronen voorzien dat de de eerste elektroden 10 van opslagcondensatoren C in hoofdzaak hun bijbehorende pixelelektroden 4 omgeven, en bij voorkeur alleen een randdeel ervan overlappen. Zoals veel duidelijker te zien is in figuur 6 (genomen langs lijn VI-VI van figuur 5), is eerste elektrode 10 van de condensator C in hoofdzaak geplaatst onder de matrix van lichtafschermingslaag 20 die is aangebracht op het binnenoppervlak van het voorste 10 glassubstraat 101, en zich niet uitstrekt tot in de omhulling van het apertuurgebied, waardoor de apertuurverhouding belangrijk wordt verbeterd in vergelijking tot die van een gebruikelijke LCD met actieve matrix.

Daarbij dient de eerste elektrode 10 van elke condensator C die langs elke bijbehorende pixelelektrode 4 gevormd is, tevens als een aanvullende lichtafschermingslaag, zoals weergegeven in figuur 6. Dat wil zeggen, de eerste elektrode 10 minimaliseert de hoeveelheid leklicht dat door het apertuurgebied van het 15 voorste glassubstraat 101 gaat vanuit het gebied van het vloeibaar kristal dat zich buiten de omhulling van het apertuurgebied bevindt.

In het geval van in figuur 2 afgebeelde gebruikelijke LCD met actieve matrix is te zien, dat licht van buiten, dat het voorste glassubstraat 101 binnenkomt met een invalshoek groter dan Θ1 wordt uitgestraald via het apertuurgebied van het voorste glassubstraat 101. In het geval van de verbeterde LCD volgens 20 figuur 6 wordt alleen licht van buiten, dat het voorste glassubstraat binnenkomt met een invalshoek groter dan Θζ, uitgestraald door het apertuurgebied van het voorste glassubstraat. Overtollig licht (of ’’leklicht”) dat het voorste glassubstraat treft en waarvan de hoek kleiner is dan de invalshoek ©2, wordt door eerste elektrode 10 van de aangrenzende opslagcondensator geblokkeerd. Bijgevolg reduceert de LCD volgens figuur 6 ten opzichte van de bovengenoemde LCD met actieve matrix volgens figuur 2 de hoeveelheid 25 leklicht die wordt uitgestraald door het apertuurgebied van voorste glassubstraat 101 in een hoeveelheid die evenredig is aan het verschil tussen ©2 en ©,, waardoor de contrastverhouding wezenlijk verbeterd wordt.

Intussen vertegenwoordigt de vloeibare kristallenindicator een verbetering in indicator-eigenschappen, d.w.z. een betere apertuurverhouding, een verbeterde contrastverhouding, enzovoorts. Door inleiding van vreemde materie of een zwakke isolatiefilm bij draadkruisingen (de kruising van aftastsignaallijnen 1 en 30 afbeeldsignaallijnen 5a), treden echter draadbreuken in aftastsignaallijnen 1 en/of kortsluitingen tussen aftastsignaallijnen 1 en afbeeldsignaallijnen 5a op, waardoor het rendement van vervaardigde vloeibare kristallen-indicatoren wezenlijk wordt verlaagd.

Het is nu het doel van de uitvinding de problemen van de stand der techniek op te lossen en een vloeibaar-kristalindicatorinrichting te verschaffen waarbij draadbreuken van een aftastsignaallijn bij de 35 kruising van aftastlijnsignalen en afbeeldsignaallijnen alsook bij het optreden van kortsluitingen bij dergelijke kruisingen doelmatig kunnen worden verholpen, en waarbij de apertuurverhouding en de contrastverhouding opmerkelijk kunnen worden verbeterd.

Daartoe voorziet de uitvinding in een vloeibaar-kristalindicatorinrichting, zoals omschreven in de aanhef, met het kenmerk, dat een redundantieaansluitdeel aangrenzende eerste elektroden van opslag-40 condensatoren elektrisch verbindt. Deze redundantieaansluitdelen zijn doelmatig in staat de gevolgen van kortsluitingen bij de kruispunten op te vangen, en maken eenvoudige reparaties bij optreden van defecten tijdens de vervaardiging doelmatig mogelijk.

Verdere kenmerken en voordelen zullen duidelijk worden uit de volgende en meer specifieke beschrijving 45 van de voorkeuruitvoeringsvorm van de uitvinding zoals weergegeven in de tekeningen, waarin dezelfde verwijzingsgetallen in het algemeen betrekking hebben op gelijke onderdelen in alle aanzichten, en waarin: figuur 1 een pixel-montageopstelling is van de gebruikelijke vloeibare kristallen-indicator die is vervaardigd onder toepassing van een werkwijze van het type met aanvullende condensator; figuur 2 een dwarsdoorsnede toont, genomen langs de lijn ll-ll van figuur 1; 50 figuur 3 een pixel-montageopstelling is van de gebruikelijke vloeibare kristallen-indicator waarin een opslagcondensator van het type met onafhankelijke bedrading gevormd is; figuur 4 een dwarsdoorsnede toont, genomen langs de lijn IV-IV van figuur 3; figuur 5 een pixel-montageopstelling is van de vloeibare kristallen-indicator waarin de opslagcondensator van het type aanvullende condensator is gevormd in een ringconfiguratie; 55 figuur 6 een dwarsdoorsnede toont, genomen langs de lijn VI-VI van figuur 5; figuur 7 een pixel-montageopstelling is van de vloeibare kristallen-indicator waarin een opslagcondensator van het ring-type met een redundantieaansluitdeel gevormd is; 5 194848 figuur 8 een pixel-montageopstelling is van de vloeibare kristallen-indicator waarin een opslagcondensator is gevormd als een met dubbele bedrading en van een ring-type; figuur 9 een schematische voorstelling is die een werkingsprincipe toont ter toelichting van het effect van de aangebrachte verbeteringen.

5

Verwijzend naar figuur 7, bezit de vloeibare kristallenindicator volgens één uitvoeringsvorm een redundantie-aansluitdeel 12 tussen een eerste elektrode van de opslagcondensator, in elk pixelgebied, vergeleken met de pixelmontageopstelling van de in figuur 5 weergegeven vloeibare kristallen-indicator zoals boven vermeld. In meer bijzonderheden is een ondoorzichtig metaal-laag, waaruit de afbeeldsignaallijn 5a en de 10 eerste elektroden 10 van opslagcondensatoren C zijn gevormd, in een patroon gelegd op een zodanige wijze, dat de eerste elektroden 10 van opslagcondensatoren C hun bijbehorende pixelelektroden 4 in hoofdzaak omgeven, en bij voorkeur slechts een omtreksranddeel ervan overlappen.

Bovendien bevinden de eerste elektroden 10 van de opslagcondensator zich onder de matrix van lichtafschermingslaag 20 die is aangebracht op voorste glassubstraat 101 om zich niet uit te strekken tot in 15 het apertuurgebied, en daardoor de apertuurverhouding te verbeteren in vergelijking tot de conventionele LCD.

Daarbij is eerste elektrode 10 van elke condensator op een zodanige wijze gevormd dat hij elke respectieve pixelelektrode 4 in hoofdzaak omgeeft, en dient als een aanvullende lichtafschermingslaag, zoals weergegeven in figuur 6. Dat wil zeggen, hij is bestemd voor het minimaliseren van de hoeveelheid 20 leklicht die door het apertuurgebied van het voorste glassubstraat 101 gaat vanuit de gebieden van het vloeibare kristal dat zich buiten de omhulling van het apertuurgebied bevindt.

Een redundantieaansluitdeel 12, dat is aangesloten tussen eerste elektroden 10 van elk van de opslagcondensatoren, is gelijktijdig gevormd met een patroon van eerste elektroden 10 en kruist afbeeld-signaallijnen 5a door de diëlektrische films daarin te leggen.

25 Wanneer de vloeibare kristallen-indicator met de bovengenoemde constructie tussen twee bedradingen een kortsluiting vertoont bij het draadkruisingsdeel van aftastsignaallijn 1 en afbeeldsignaallijn 5a, worden de aftastsignaallijnen door een laserstraal afgesneden aan beide zijden van het kruisingsdeel waar de kortsluiting is opgetreden, om zo de kortsluiting te verhelpen. Dat wil zeggen, het signaal dat door aftastsignaallijnen 1 wordt verzonden, gaat niet door de afgesneden aftastsignaallijnen, maar door 30 redundantieaansluitdeel 12. Bovendien is het zo, dat aangezien het signaal via redundantieaansluitdeel wordt verzonden door hetzelfde principe als wanneer draadbreuken van de aftastsignaallijnen 1 optreden bij het kruisingsdeel, dit gebrek wordt verholpen.

Figuur 8 toont een pixel-montageopstelling van de vloeibare kristallen-indicator volgens een andere uitvoeringsvorm.

35 Verwijzend naar figuur 8, bevat de vloeibare kristallenindicator aftastsignaallijnen 1 die zijn gedupliceerd als eerste signaalelektroden 1a en tweede signaalelektroden 1b vergeleken met de in figuur 5 weergegeven pixel-montageopstelling van de vloeibare kristallen-indicator zoals hierboven vermeld. Een aantal van de aftastsignaallijnen dat wordt gevormd door een elektrodenpaar van eerste aftastsignaallijn 1a en tweede aftastsignaallijn 1b is met vooraf bepaalde tussenruimten opgesteld. Hier vormt het door eerste en tweede 40 aftastsignaallijnen 1a en 1b en afbeeldsignaallijn 5a gedefinieerde deel het pixeldeel.

Bovendien is vergeleken met figuur 5 de dunne film-transistor als een schakelinrichting niet gevormd op een integraal lipvormig deel van een bijbehorende aftastsignaallijn 1a, maar op eerste aftastsignaallijn 1a.

Dat wil zeggen, een poortelektrode van de dunne film-transistor is over 90° verdraaid om consistent te zijn met eerste aftastsignaallijn 1a, en daardoor de apertuurverhouding van de vloeibare kristallen-indicator te 45 maximaliseren.

Intussen wordt een ondoorzichtige, geleidend materiaallaag waaruit de eerste elektroden 10 van opslagcondensatoren C gevormd zijn, op een zodanige wijze in een patroon gelegd, dat de eerste elektroden 10 van opslagcondensatoren C hun bijbehorende pixelelektroden 4 in hoofdzaak omgeven, een omtreksranddeel ervan overlappen, en zijn aangesloten op corresponderende eerste en tweede aftast-50 signaallijnen 1a en 1b op dezelfde plaats. Wanneer eerste elektrode 10 is gemaakt van aluminium, is het oppervlak van de aftastsignaallijnen en de eerste elektrode 10 door middel van een anodiseermethode bedekt met aluminiumoxide (Al203).

Intussen zijn, zoals in figuur 6 is weergegeven, alle elektroden 10 aangebracht onder de matrix van lichtafschermingslaag 20 die zich bevindt op voorste glassubstraat 101, om te dienen als een extra 55 lichtafschermingslaag voor het direct onderbreken van de doorlating van licht van achteren, dat invallend leklicht interumpeert, teneinde de contrastverhouding te verbeteren. Gedurende de periode dat de afbeeldsignaalspanning wordt toegevoerd aan pixelelektrode 4, wanneer het vloeibare kristallen- 194848 6 indicatorpaneel wordt aangestuurd, wordt tevens een vooraf bepaalde spanning gevoerd tussen de transparante gemeenschappelijke elektrode, die over het vloeibare kristal is aangebracht, en eerste elektrode 10 van de opslagcondensator, zodat de vloeibaar kristal-moleculen verticaal ten opzichte van het subtraat worden gerangschikt. Daardoor wordt leklicht onderschept teneinde de contrastverhouding te 5 verbeteren wanneer het vloeibaar kristal zodanig opgesteld is dat het wordt bewogen bij een gewoonlijk ^HeUransparant substraat voor gebruik als een onderste paneel van de vloeibare indicator is een qlassubstraat, bijvoorbeeld Corning 7059 (handelsnaam), met een dikte van ongeveer 1 mm. De aftast-siqnaallijn is verdubbeld door eerste aftastsignaallijn 1a en tweede aftastsignaallijn 1b en is rond e 10 stuurschakeling aangesloten door een enkelvoudige bedrading. Hierbij is het zo, dat wanneer de totale lijnbreedte van de verdubbelde aftastlijn gelijk is aan die van de aftastsignaallijn bij de conventionele methode met enkelvoudige bedrading, het gebied van elk kruisingsdeel van de aftastsignaallijn en afbeeldsignaallijn niet alleen consistent is, maar treedt er ook geen verandering op in de draadweerstand van de aftastsignaallijn. . ,, . .

15 Intussen wordt de schakelinrichting voor het verzenden van een elektronisch signaal door afbeeldsignaa -lijn 5a bijvoorbeeld de dunne film-transistor, gevormd in een omgekeerd verstemde configuratie, waar ij aftastsignaallijn 1 dient als de poortelektrode voor het maximaliseren van het pixelgebied Er kan echter^ook een dunne film-diode (TFD) worden toegepast, bijvoorbeeld een metalen isolator-metaal (MIM) met tw aansluitklemmen die dienen als de schakelfunctie. . .

20 Thans zal het proces van één werkwijze voor het vervaardigen van de vloeibare kristallen-indicator hieronder worden toegelicht. , ,

Eerst wordt aluminium tot een dikte van niet meer dan 4000A opgedampt op het vooroppervlak van het achterste glassubstraat van de vloeibare khstallen-indicator, en daarna worden aftastsignaallijn 1 en eerste elektrode 10 van de opslagcondensator gelijktijdig gevormd. Eerste elektrode 10 van de opslagcondensa or, 25 zoals weergegeven in figuren 7 en 8, is gevormd in de ringvormige structuur waar de eerste elektrode zich voldoende uitstrekt naar de rand van het pixelgebied om het maximale pixelgebied te benutten. In figuur 7 is redundantieaansluitdeel 12 in een patroon gelegd om te worden aangesloten tussen aangrenzende eerste elektroden TO van de condensatoren, en in figuur 8 om op elkaar te worden aangesloten door middel van de gedoubleerde aftastsignaallijn. u ... ..

30 Aangezien eerste elektrode 10 van de condensator dient als een hierna te beschrijven lichta schermings laaq behoort deze hierbij te bestaan uit een ondoorzichtig, geleidend materiaal. Een eerste elektrode kan worden gevormd in een meerlaags structuur of door toepassing van een legering, zo lang dit een ondoor- zichtiq qeleidend materiaal is. .

Wanneer aftastsignaallijnen 1 of eerste elektroden 10 worden gemaakt van aluminium, onder toepassing 35 van een anodisch-oxide methode, kunnen successievelijk oppervlakken van elektroden worden bedekt me de aluminiumoxide film (Al203), waarvan de dikte niet meer dan 2000A bedraagt, om de elektrische eigenschap te versterken.

Daarna wordt daarop een contactpunt gevormd om afbeeldsignaallijn 5a en aftastsignaallijn 1 te verbinden met de stuurschakeling. Hierbij wordt bijvoorbeeld chroom als het contactpuntmetaal gebruikt, 40 waarvan de dikte ongeveer 2000A bedraagt.

Volgens een andere uitvoeringsvorm kunnen, na een contactpunt op het glassubstraat te hebben gevormd, aftastsignaallijn 1 en eerste elektrode 10 daarop worden gevormd wanneer een ander ondoorzichtig, geleidend materiaal dan aluminium wordt gebruikt.

Daarna worden onder toepassing van een chemische neerslag uit dampfase-methode (CVD), een 45 isolatielaag bestaande uit een siliciumnitride (SiNx) en een halfgeleiderlaag bestaande uit een amort hydridesilicium (a-Si:H) opgedampt tot dikten van respectievelijk ongeveer 3000A of minder en 2000A o minder Op dat moment wordt de a-Si:H, gedoteerd in een N-type (n' a-Si:H) als een ohmsche laag opqedampt op het a-Si:H tot een dikte van ongeveer 500A. Daarna, zoals weergegeven in figuren 7 en 8, wordt de halfgeleiderlaag in een patroon gelegd om een gebied te defmieren waarin de schakelinrichting za 50 worden geplaatst op aftastsignaallijn 1 of het er vlakbij gelegen deel.

Successievelijk wordt de isolatielaag op het aansluitdeel van de stuur-IC verwijderd, en wordt een transparant, geleidend materiaal, bijvoorbeeld een ITO, opgedampt tot een dikte van ongeveer 500A of minder door middel van een verstuivingsmethode, en in een patroon gelegd om daardoor pixelelektrode e vormen. Op dat moment wordt pixelelektrode 4 in een patroon gelegd voor het over een vooraf bepaalde 55 breedte overlappen van in de voorgaande stap gevormde eerste elektrode 10 van de opslagcondensator, waarbij de isolatielaag ertussen geplaatst wordt. Hier is een condensator gevormd tussen eerste elektrode 10 van de opslagcondensator en pixelelektrode 4 op het pixelgebied door tussenplaatsmg van een

Claims (6)

7 194848 , diëlektrisch materiaal, zodat een spanningssignaal-invoer via afbeeldsignaallijn 5a voor een vooraf bepaalde tijdsduur gehandhaafd blijft tot de volgende invoer. Dan, nadat chroom en aluminium opeenvolgend zijn opgedampt op het totale oppervlak van het substraat tot een dikte van respectievelijk ongeveer 50θΑ of minder en 5000A of minder door middel van 5 een verstuivingsmethode, worden afbeeldsignaallijn 5a, bron- en afvoerelektroden van de TFT in een patroon gelegd en wordt een beschermingslaag van siliciumnitride op het gehele oppervlak van het substraat opgedampt tot een dikte van ongeveer 4000A door middel van een CVD-methode. Daardoor wordt het onderste substraat van de LCD gecompleteerd. Onder toepassing van gebruikelijke LCD-technologie kan in een volgende stap een aligneringslaag voor alignering van het vloeibaar kristal worden 70 gevormd op de beschermingslaag. Ondertussen wordt het bovenste substraat van de LCD op zodanige wijze voltooid dat, nadat het apertuurgebied van de LCD is gedefinieerd door de vorming van een lichtafschermingslaag op het binnenoppervlak van het transparante voorste glassubstraat als matrices langs de omtrek van elk pixelge-bied, de lichtafschermingslaag en het blootgesteld apertuurgebied worden bedekt met een kleurfilterlaag, en 15 worden daarop successievelijk een gewone beschermingslaag en een transparante bovenste gemeenschappelijke elektrode gevormd, waarmee de meerlaags structuur gecompleteerd wordt. Het hierboven beschreven onderste en bovenste substraat van de LCD worden gedragen door bepaalde draagstangen, en daartussen wordt vloeibaar kristal ingespoten. Daarna worden de substraten afgedicht, waarmee de LCD wordt voltooid. 20 Figuur 9 is een schematische voorstelling die toont hoe de tweevoudige aftastsignaallijnen 1a en 1b gebreken, zoals losraken en kortsluitingen, die optreden in de kruisingsdelen van aftastsignaallijnen 1a en 1b en afbeeldsignaallijn 5a, kunnen herstellen. Hierbij geeft een verwijzingsgetal 1 de aftastsignaallijn aan die een enkelvoudige bedrading bezit welke is aangesloten op de stuur-IC-schakeling; zijn 1a en 1b respectievelijk de tweevoudige eerste en tweede 25 aftastsignaallijn; duidt een pijl op de stroming van signaalstroom wanneer alleen één van tweevoudige eerste en tweede aftastsignaallijn 1a en 1b; en duidt 5a op de afbeeldsignaallijn. In een deel a is eerste aftastsignaallijn 1a losgekoppeld in het kruisingsdeel van de eerste aftast- en afbeeldsignaallijnen. In een deel b zijn zowel eerste als tweede aftastsignaallijn 1a en 1b losgekoppeld. Een deel C toont een toestand waarin een kortsluiting optreedt tussen de tweede aftastsignaallijn 1b en afbeeldsignaallijn 5a. Een deel D 30 toont de verholpen toestand van de kortsluiting in deel C. Dat wil zeggen, aangezien alleen deel B gebreken vertoont, doordat de eerste en tweede aftastsignaallijn openingen vertonen, wordt de algehele inferioriteit van een dergelijke verbreking gereduceerd. Ook kan door afsnijding van de aftastsignaallijn aan beide zijden van het kruisingsdeel van de bedradingen in deel C door middel van een laserstraal de kortsluiting worden verholpen, aangezien de aftastlijnen verdubbeld zijn. 35 Zoals hierboven beschreven kan het redundantieaansluitdeel voor het verbinden van de eerste elektroden van de condensator of de tweevoudige aftastsignaallijnen worden gevormd door een eenvoudige verandering van het patroon, zonder dat een extra bewerking nodig is, waardoor het proces dus vereenvoudigd wordt. Bovendien is de eerste elektrode gevormd als een ringtype die het maximale pixelgebied kan benutten, waardoor de apertuurverhouding wordt verbeterd. Bovendien wordt een redundantieaansluitdeel 40 gevormd om de eerste elektroden 10 van de condensator met elkaar te verbinden, of de aftastsignaallijnen verdubbeld, zodat de gebreken van verbreking en kortsluitingen van de aftastsignaallijnen die in het kruisingsdeel van de bedradingen optreden, kunnen worden gereduceerd en verholpen, waardoor het mogelijk wordt om de opbrengst van vervaardigde LCD’s sterk te verhogen. 45

1. Vloeibaar-kristalindicatorinrichting, bevattende een transparant substraat (100), een aantal aftastlijnen (1) en afbeeldsignaallijnen (5) in een matrixconfiguratie, gevormd op het oppervlak van het transparante 50 substraat (100), met een isoleerlaag daartussen geplaatst, een aantal dunne-filmtransistor-(TFT)-inrichtingen, wezenlijk gevormd bij kruispunten van genoemde aftastsignaallijnen (1) met genoemde afbeeldsignaallijnen (5), een aantal pixelelektroden (4), elektrisch verbonden met elk van genoemde TFT-inrichtingen, en een aantal eerste elektroden (10) van opslagcondensatoren, elektrisch verbonden met aangrenzende aftastsignaallijnen (1) en overlappend met elk van de pixelelektroden (4), met het kenmerk, 55 dat een redundantieaansluitdeel (12) aangrenzende eerste elektroden (10) van opslagcondensatoren elektrisch verbindt.

2. Vloeibaar-kristalindicatorinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat elk van genoemde eerste 194848 8 elektroden van opslagcondensatoren gedeeltelijk één van genoemde pixelelektroden overlapt over de omtrek van één pixelelektrode. . .

3. Vloeibaar-kristalindicatorinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat genoemde TFT-inrichting een invers verschoven type transistor is. .

4. Vloeibaar-kristaiindicatorinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de redundantieaansluitdelen de afbeeldsignaallijnen kruisen. .

5. Vloeibaar-kristalindicatorinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de aftastsignaallijnen en de redundantieaansluitdelen gemaakt zijn van hetzelfde soort materiaal.

6. Vloeibaar-kristalindicatorinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de redundantieaansluitdelen 10 bestaan uit materiaal, gekozen uit ten minste één van aluminium, chroom, molybdeen, en tantaal. Hierbij 7 bladen tekening