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Die
vorliegende Erfindung betrifft Flüssigkristallanzeigen ("LCDs"). Insbesondere stellt
die Erfindung eine LCD bereit, die eine Gegenelektrode hat und die
einen ersten Teil und einen zweiten Teil und eine Pixelelektrode
hat.
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Eine
Flussigkristallanzeige ("LCD") weist Elemente
auf, wie z.B. ein Paar transparenter isolierender Substrate, einen
Dünnfilmtransistor
("TFT") und eine Pixelelektrode.
Der Dünnfilmtransistor
und die Pixelelektrode werden auf einem der transparenten isolierenden
Substrate ausgebildet. Ein Farbfilter und eine Gegenelektrode werden
auf dem anderen isolierenden Substrat ausgebildet. Ein Flüssigkristallmaterial
wird zwischen dem Substratpaar plaziert. Im Betrieb wird ein elektrisches
Feld zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode mittels
einer angelegten Spannung ausgebildet. Die Flüssigkristallmoleküle richten
sich entlang des elektrischen Feldes zwischen den Elektroden neu
aus bzw. ordnen sich neu an.
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Es
wurde z.B. in der JP 09-061842 A ein Dünnfilmtransistor mit einem
In-Ebene-Schaltungsmodus
("IPS-Modus" bzw. "In-Plane- Switching
Mode") verwendet
oder vorgeschlagen, um Beschränkungen,
wie z.B. ein kleiner Sichtwinkel und ein geringes Kontrastverhältnis, zu
verbessern. An dem IPS-Modus-TFT sind eine Pixelelektrode und eine Gegenelektrode
angeordnet, die auf einem unteren Substrat ausgebildet sind. Zwischen
der Pixelelektrode und der Gegenelektrode ist ein elektrisches Feld ausgebildet,
so daß entlang
des elektrischen Feldes die Flussigkristallmoleküle neu angeordnet sind bzw. werden.
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Eine
Vielfalt von Beschränkungen
bestehen bei herkömmlichen
LCD-Designs, wie z.B. die oben beschriebenen wie auch andere. Insbesondere
weist das herkömmliche
LCD- Design im allgemeinen
uneffektive Designs auf, die dazu neigen, die Transmittanz bzw.
den Durchlässigkeitsgrad
der LCD zu verringern. Zusätzlich
bilden herkömmliche
LCD-Designs nicht
die Pixelelektrode und die Gegenelektrode auf derselben Ebene. Darüber hinaus
verwenden herkömmliche
LCDs häufig
lichtundurchlässige
bzw. opake Metallmaterialien, die im allgemeinen eine höhere Leistung
benötigen,
um die gewünschte
Luminanz bzw. Leuchtdichte zu erzielen. Die herkömmliche LCD kann ebenso Bilder
anzeigen bzw. ausgeben, die Störungen
oder dergleichen aufgrund herkömmlicher
Design-Layouts aufweisen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine verbesserte Flüssigkristallanzeige mit geringer
Ansprechzeit bei großem Öffnungsverhältnis bereitzustellen.
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Die
Aufgabe wird durch die Gegenstände des
unabhängigen
Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Bei
einer spezifischen Ausführungsform stellt
die vorliegende Erfindung eine verbesserte LCD-Struktur bereit.
Die LCD-Struktur enthält,
abgesehen von anderen Elementen, eine erste Gegenelektrode nahe
oder benachbart zu einer Datenleitung. Eine Pixelelektrode wird
während
eines gleichen oder ähnlichen
Schritts als eine Kondensatorstruktur ausgebildet. Eine Isolierschicht
wird zwischen der Pixelelektrode und dem Kondensator ausgebildet.
Eine zweite Gegenelektrode, die im wesentlichen ein elektrisches
Feld ausbildet, das eine Anordnung von Flüssigkristallmolekülen induziert,
ist entfernt von der Datenleitung angeordnet. Ein Abschnitt der
Gegenelektrode (z.B. die erste Elektrode), der zu der Abtastzeile
bzw. Abtastleitung parallel ist, überlappt sich nicht mit der
Pixelelektrode. Statt dessen wird die erste Gegenelektrode, die
aus einem geeigneten opaken Material ausgebildet ist, mit der zweiten
Gegenelektrode, die aus einem transparenten Material ausgebildet
ist, durch eine Kontaktöffnung
oder ein Loch in Kontakt gebracht. Die Pixelelektrode und die zweite
Gegenelektrode werden kammähnlich
geformt (oder weisen eine Anzahl von "Fingern" auf), wobei sie eine Vielzahl von Zähnen parallel
zu der Abtastzeile bzw. Abtastleitung aufweisen. Die Kamm-Zähne der
Pixelelektrode erstrecken sich in den Raum zwischen den Kamm-Zähnen der
Gegenelektrode. Bei dieser Ausführungsform
sind die Pixelelektrode und die zweite Gegenelektrode aus einem transparenten
Material gebildet.
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Bei
einer alternativen spezifischen LCD gemäß der vorliegenden Erfindung
wird eine alternative LCD bereitgestellt. Die LCD weist ein Substrat
auf, das eine erste Gegenelektrode hat, die darauf ausgebildet ist.
Die erste Gegenelektrode erstreckt sich in eine erste Richtung.
Eine Isolierschicht mit einem Kontaktloch oder eine Öffnung ist
auf dem Substrat vorgesehen, das die erste Gegenelektrode aufweist. Auf
der isolierenden Schicht bzw. Isolierschicht ist eine Pixelelektrode
angeordnet, die einen Körper aufweist,
der von der ersten Gegenelektrode um einen ausgewählten Abstand
getrennt ist und der sich in eine zweite Richtung im wesentlichen
senkrecht zu der ersten Richtung erstreckt. Die Pixelelektrode weist
weiter eine Anzahl von Kamm-Zähnen
(oder Fingern) auf, die sich von dem Körper weg erstrecken und die
parallel zu der ersten Gegenelektrode sind. Auf der Isolierschicht
ist eine zweite Gegenelektrode angeordnet. Die zweite Gegenelektrode
weist einen Körper
auf, der sich mit der ersten Gegenelektrode auf einer Seite überlappt
und sich parallel zu dem Körper
der Pixelelektrode erstreckt. Die zweite Gegenelektrode weist ebenso
eine Anzahl von Kamm-Zähnen
auf, die sich von dem Körper
der zweiten Gegenelektrode weg in die erste Richtung erstrecken.
Die Kamm-Zähne
der zweiten Gegenelektrode sind bei manchen Ausführungsformen mit den Kamm-Zähnen der
Pixelelektrode in einer geometrisch symmetrischen Art und Weise
interdigitalisiert bzw. doppelgekämmt. Die zweite Gegenelektrode
ist durch ein Kontaktloch oder eine Öffnung mit der ersten Gegenelektrode
verbunden. Die zweite Gegenelektrode erstreckt sich von der ersten
Gegenelektrode in der zweiten Richtung, um so mit dem Körper der
Pixelelektrode überlappt
zu sein, wobei die Isolierschicht dazwischen plaziert wird. Die
Abtastleitung bzw. Abtastzeile erstreckt sich in der ersten Richtung
und ist von einem der äußeren Kamm-Zähne der
zweiten Gegenelektrode getrennt bzw. beabstandet. Hier sind die
Pixelelektrode und die zweite Gegenelektrode aus einem transparenten Metall,
insbesondere aus Indium-Zinn-Oxid (ITO) oder dergleichen hergestellt,
aber es gibt keine Beschränkung
auf ITO. Die erste Gegenelektrode ist aus einem opaken Metall, wie
z.B. MoW, Mo/Al oder AlNd hergestellt, aber es gibt keine Beschränkung auf
diese Materialien. Die Breite der Kamm-Zähne in der Pixelelektrode oder
der zweiten Gegenelektrode beträgt
weniger als 8 μm
und vorzugsweise ungefähr 6 μm. Der Abstand zwischen
den Kamm-Zähnen
in der ersten Pixelelektrode und den Kamm-Zähnen der zweiten Gegenelektrode
ist geringer als ungefähr
10 μm und
vorzugsweise etwa 5 μm.
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Zahlreiche
Vorteile können
durch die vorliegende Erfindung oder herkömmlich Techniken erzielt werden.
Bei manchen Ausführungsformen
stellt die vorliegende Erfindung eine LCD bereit, die eine erhöhte Transmittanz
aufweist. Bei anderen Ausführungsformen
weist die vorliegende Erfindung schnellere Reaktionszeiten oder
Reaktionsgeschwindigkeiten aufgrund des neuen Designs und der neuen
Verfahren auf. Bei noch anderen Ausführungsformen stellt die vorliegende
Erfindung ein verbessertes Öffnungsverhältnis und
dergleichen bereit. Weiter werden Störungen bzw. Fehler bei manchen
Ausführungsformen
reduziert. Die vorliegende Erfindung nutzt einen dieser Vorteile
oder mehrere davon in einer Ausführungsform
oder in mehreren Ausführungsformen.
Diese Vorteile werden detaillierter im folgenden beschrieben.
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Die
vorliegende Erfindung erreicht diese Vorteile im Zusammenhang mit
einer bekannten Prozeßtechnologie.
Jedoch kann ein weitergehendes Verständnis der Natur und der Vorteile
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung
und die beigefügten
Zeichnungen erzielt werden. Merkmale verschiedener Ausführungsformen
können
miteinander kombiniert werden.
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1 zeigt
eine herkömmliche
Flussigkristallanzeigen-Vorrichtung mit einem In-Ebene-Schaltungsmodus;
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2A und 2B sind
vereinfachte Querschnittsansichtsdiagramme, die entlang der Linie
I-I und II-II der Vorrichtung in 1 genommen
wurden;
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3A bis 3C sind
vereinfachte Draufsichten einer IPS-Modus-LCD-Vorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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4A und 4B sind
vereinfachte Schnittansichten entlang III-III und IV-IV der Vorrichtung
in 3C.
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HERKÖMMLICHE ANZEIGEN
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Eine
Einheitszelle der IPS-Modus-LCD-Vorrichtung ist in 1 gezeigt.
Eine Abtastleitung bzw. Abtastzeile 12 (im folgenden "Abtastleitung" genannt) ist auf
dem unteren Substrat 11 in einer X-Richtung angeordnet.
Eine Datenleitung 13 ist in der Y-Richtung angeordnet und schneidet vertikal
die Abtastleitung 12. Zwischen der Abtastleitung 12 und der
Datenleitung 13 befindet sich eine Isolierschicht 17 (siehe 2A und 2B).
Bei einem Kreuzungspunkt der Abtastleitung 12 und der Datenleitung 13 ist
ein Dünnfilmtransistor 14,
der eine Kanalschicht 14a enthält. Eine Gegenelektrode 15 weist
einen rechteckförmig
gestalteten Rahmen auf und befindet sich bei einem Raum, der durch
die Abtastleitung 12 und die Datenleitung 13 festgelegt
ist. Die Gegenelektrode 15 weist einen ersten Teil 15a und einen
zweiten Teil 15b auf die jeweils parallel zu der Abtastleitung 12 sind,
wobei die Gegenelektrode die Datenleitung 13 überlappt.
Die Gegenelektrode weist ebenso einen dritten Teil 15c und
einen vierten Teil 15d auf die jeweils parallel zu der
Datenleitung 13 sind. Die Pixelelektrode 16 beinhaltet
einen ersten Teil 16a und einen zweiten Teil 16c,
die jeweils parallel zu der Abtastleitung 12 sind, und
sie überlappt
den ersten Teil und den zweiten Teil der Gegenelektrode. Die Pixelelektrode
weist ebenso einen dritten Teil 16b auf, der den Raum zweiteilt,
indem dieser Teil den mittleren Teil des ersten Teils 16a und
des zweiten Teils 16c der Pixelelektrode 16 verbindet.
Die Sourceelektrode des TFT 14 stellt einen Körper dar,
und zwar zusammen mit dem zweiten Teil 16c der Pixelelektrode 16.
Die Pixelelektrode ist im allgemeinen aus einem opaken Metall hergestellt.
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2A ist
eine Schnittansicht entlang I-I in der Vorrichtung der 1.
Der dritte Teil 15c und der vierte Teil 15d der
Gegenelektrode sind auf dem unteren Substrat 11 positioniert.
Die Isolierschicht 17 ist auf dem Substrat 11 ausgebildet,
das die Gegenelektrode aufweist. Der dritte Teil 16b der
Pixelelektrode 16 befindet sich bei einem mittleren oder
zentralen Bereich zwischen dem dritten Teil 15c und dem
vierten Teil 15d der Gegenelektrode. Die Datenleitung 13 ist
in der Nähe
der linken Seite des vierten Teils 15d der Gegenelektrode
positioniert. Die Isolierschicht 17 ist ebenso zwischen
der Pixelelektrode und der Gegenelektrode positioniert, die eine "Stufe" von der Pixelelektrode
zu der Gegenelektrode erzeugt.
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2B ist
eine Querschnittsansicht entlang II-II in der Vorrichtung der 1.
Der erste Teil 15a der Gegenelektrode ist auf dem unteren
Substrat 11 ausgebildet. Die Isolierschicht 17 und
der erste Teil 16a der Pixelelektrode sind sequentiell
auf dem ersten Teil 15a der Gegenelektrode ausgebildet.
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Im
Betrieb wird eine elektrisches Feld zwischen der Gegenelektrode 15 und
der Pixelelektrode 16 erzeugt, das parallel zu dem unteren
Substrat 11 ist, und zwar mittels einer angelegten Spannung
zwischen diesen Elektroden. Die Flüssigkristallmoleküle ordnen
sich neu entlang dem elektrischen Feld. Da die IPS-Modus-LCD-Vorrichtung
das elektrische Feld nutzt, das parallel zu dem Substrat ist, wird
der Sichtwinkel bzw. Betrachtungswinkel häufig verbessert.
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Es
wurde gefunden, daß die
herkömmlichen IPS-Modus-LCD-Vorrichtungen
bzw. -Bauelemente gemäß der 1 jedoch
eine oder mehrere der folgenden Beschränkungen sowie andere aufweisen. Wie
in der 2B gezeigt ist, hat die herkömmliche Vorrichtung
einen Bereich, wo die Isolierschicht 17 zwischen der Pixelelektrode 15a und 15b und
der Gegenelektrode 16a und 16c ausgebildet ist.
Eine Neuanordnung der Flüssigkristallmoleküle ist in
diesem Bereich beschränkt.
Dementsprechend wird die Gesamt-Transmittanz der LCD reduziert.
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Zusätzlich sind
die Pixelelektrode und die Gegenelektrode im allgemeinen nicht auf
derselben Ebene ausgebildet. Die Isolierschicht ist ebenso zwischen
diesen Elektroden ausgebildet. Somit ist die elektrische Felddichte
parallel zu dem unteren Substrat 11 häufig schwächer als bei LCDs, die eine
Pixelelektrode aufweisen, die auf derselben Ebene wie die Gegenelektrode
ausgebildet ist. Weiter ist das Randfeld bzw. Streufeld in Richtung
auf das obere Substrat größer. Dementsprechend
ist die Antwortzeit oder die Antwortgeschwindigkeit der LCD langsamer
als bei den herkömmlichen
LCDs.
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Die
herkömmliche
LCD verwendet ebenso eine Pixelelektrode, die aus einem opaken Metall hergestellt
ist. Die herkömmliche
LCD hat ebenso ein niedriges Öffnungsverhältnis. Um
das opake Metall und das geringe Öffnungsverhältnis auszugleichen, ist häufig ein
starkes Hintergrundlicht erforderlich, um die gewünschte Luminanz
bzw. Leuchtdichte zu erzielen. Dementsprechend wird häufig der
Leistungsbedarf erhöht,
womit der Leitungsverbrauch erhöht wird.
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Die
herkömmliche
LCD weist eine Datenleitung 13 auf, die in der Nähe der Gegenelektrode 15 positioniert
ist, wie in den 1 und 2A gezeigt ist.
Im Betrieb der LCD-Vorrichtung kann das elektrische Feld zwischen
der Pixelelektrode und der Gegenelektrode durch ein Signal reflektiert
werden, das durch die Datenleitung 13 hindurchläuft. Dementsprechend
können
Flüssigkristallmoleküle zwischen der
Pixelelektrode und der Gegenelektrode gestört werden, was häufig den
Sichtwinkel und dergleichen verschlechtert. Diese Beschränkungen
können
wenigstens zum Teil mittels der vorliegenden LCD-Vorrichtung gelöst werden.
Details der vorliegenden Vorrichtung werden im folgenden gezeigt.
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LCD-AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Nimmt
man Bezug auf 3C, so ist eine verbesserte
IPS-Modus-LCD-Vorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Diese Vorrichtung dient nur
der Erläuterung und
sollte nicht den Umfang der Ansprüche begrenzen. Fachleute werden
verschiedene Variationen, Modifikationen und Alternativen erkennen.
Eine Abtastleitung 2 ist in einer X-Richtung auf einem
Substrat 1 angeordnet. Eine Datenleitung 5 erstreckt
sich in einer Y-Richtung und überlappt
mit der Abtastleitung 2, da die Datenleitung über der
Abtastleitung angeordnet ist. Eine erste Gegenelektrode 3 ist
häufig
aus einem geeigneten Material, wie z.B. einem opaken Material, hergestellt.
Die erste Gegenelektrode erstreckt sich ebenso parallel zu der Abtastleitung 2.
Eine Speicherelektrode 3a ist mit der ersten Gegenelektrode 3 verbunden
und in der Nähe
und parallel zu der Datenleitung 5 angeordnet. In dem Fall,
in dem ein Anzeigeschirm bzw. eine Tafel bzw. ein "Panel" mit 18,1''(18,1 Inch) (im folgenden als 18,1''-Tafel bezeichnet) verwendet wird, beträgt die vertikale
Abmessung eines Einheitspixels 280,5 μm und die horizontale Abmessung
davon beträgt
210,5 μm
mit 1/d > 1, wobei
1 der Abstand zwischen einer Pixelelektrode und einer Gegenelektrode
ist und d ein Zellenspalt bzw. "Cell
Gap" ist, die Speicherelektrode
ist ungefähr
2 μm oder
mehr von der Datenleitung entfernt. Eine zweite Gegenelektrode 8 ist
aus einem geeigneten transparenten Material hergestellt. Die zweite Elektrode
ist im wesentlichen parallel zu der Abtastleitung 2.
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Die
Pixelelektrode 7 überlappt
sich mit der Speicherelektrode 3a, wie in 3C gezeigt
ist. Die Pixelelektrode 7 weist ebenso eine Kamm-Gestalt auf,
die einen ersten Teil 71 enthält, der sich parallel zu der
Datenleitung 5 erstreckt. Die Pixelelektrode weist ebenso
einen zweiten Teil auf, der Kamm-Zähne 72, 73, 74 oder
Finger enthält.
Diese Zähne
oder Finger erstrecken sich weg von dem ersten Teil und sind normal
bzw. senkrecht hierzu. Ein Ende des ersten Teiles 71 der
Pixelelektrode 7 ist von der Gegenelektrode 3 um
einen vorausgewählten
Abstand getrennt bzw. beabstandet. Bei einer Ausführungsform, die
die 18,1''-Tafel verwendet,
beträgt
der ausgewählte
Abstand ungefähr
5 μm. Der
ausgewählte
Abstand wird unter Berücksichtigung
einer Treiberspannung gewählt.
Das andere Ende des ersten Teiles 71 ist mit einer Drainelektrode 6 des
Transistorbauelements in Kontakt. Jeder Kamm-Zahn 72, 73 und 74 bzw.
die Finger sind mit einem Ende des ersten Teiles 71 der Pixelelektrode 7 verbunden.
Der Kamm-Zahn 74 ist von der Abtastleitung 2 um
einen vorausgewählten Abstand
getrennt. Bei einer Ausführungsform,
die die 18,1''-Tafel verwendet,
beträgt
der ausgewählte
Abstand ungefähr
16 μm. Der
Kamm-Zahn 73 ist zwischen den äußeren Kamm-Zähnen 72 und 74 angeordnet.
Verwendet man die 18,1''-Tafel und beträgt die Anzahl der Kamm-Zähne des
Pixels 11, so beträgt
der Zwischenraum bzw. der Abstand ungefähr 16 μm. Die Pixelelektrode ist häufig aus
einem geeigneten transparenten Metall, z.B. ITO oder dergleichen,
hergestellt. Wie gezeigt ist, wird der erste Teil 71 der
Pixelelektrode als ein "Körper" bezeichnet werden
und die zweiten Teile 72, 73, 74 werden
als "Kamm-Zähne" bezeichnet, die
im allgemeinen als "Finger" bekannt sind.
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Eine
zweite Gegenelektrode 8 ist mit den Kamm-Zähnen oder
Fingern der Pixelelektrode 7 interdigitalisiert bzw. doppel-gekämmt bzw.
sie befinden sich in einem kämmenden Überlapp.
Die zweite Gegenelektrode 8 weist ebenso eine Kamm-Gestalt
auf, die der Pixelelektrode 7 ähnelt. Die zweite Gegenelektrode 8 weist
einen ersten Teil 85 (Körper)
auf, der sich parallel zu der Datenleitung 5 in Richtung
auf die Abtastleitung 2 erstreckt, und zwar ausgehend von oberhalb
der ersten Gegenelektrode 3. Die zweite Gegenelektrode 8 weist
einen zweiten Teil (Kamm-Zähne)
auf, der als eine Anzahl bzw. Vielzahl von Kamm-Zähnen 81, 82, 83, 84 definiert
ist. Die Kamm-Zähne
erstrecken sich im wesentlichen parallel zu der Abtastleitung 2.
Die Kamm-Zähne
der zweiten Gegenelektrode erstrecken sich von dem Körper davon
in Richtung auf den Körper 71 der
Pixelelektrode. Dementsprechend sind die Kamm-Zähne der zweiten Gegenelektrode
mit den Kamm-Zähnen
der Pixelelektrode interdigitalisiert bzw. kämmen miteinander. Ein Zahn 81 der äußeren Kamm-Zähne der zweiten
Gegenelektrode 8 ist über
der ersten Gegenelektrode 3 ausgebildet und der andere
Zahn 84 der äußeren Kamm-Zähne der
zweiten Gegenelektrode 8 ist zwischen der Abtastleitung 2 und
dem äußeren Kamm-Zahn 74 angeordnet.
Die erste Gegenelektrode und der Kammzahn 81 der zweiten
Gegenelektrode 8 sind durch eine Kontaktöffnung oder
ein Loch C verbunden.
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Bei
einer bestimmten Ausführungsform
wird nun der Herstellungsprozeß der
IPS-Modus-LCD, die oben
erwähnt
wurde, im folgenden beschrieben. Dieser Prozeß dient lediglich der Erläuterung
und sollte nicht den Umfang der Ansprüche beschränken. Ein Fachmann wird Veränderungen,
Modifikationen und Alternativen erkennen.
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Nimmt
man Bezug auf 3A, so sind z.B. eine Abtastleitung 2 und
eine erste Gegenelektrode 3 auf einem unteren Substrat 1 ausgebildet.
Die erste Gegenelektrode 3 ist im wesentichen parallel
zu der Abtastleitung 2 und ist von der Abtastleitung 2 um
einen vorausgewählten
Abstand getrennt, der als eine Einheitszellenfläche definiert bzw. festgelegt
ist. Bei einer Ausführungsform,
die die 18,1''-Tafel verwendet,
beträgt
der ausgewählte
Abstand ungefähr
280,5 μm
(1'' = 25,4 mm). Die
Speicherelektrode 3a steht von der ersten Gegenelektrode 3 in
Richtung auf die Abtastleitung 2 vor. Die Speicherelektrode
ist ebenso im wesentlichen normal bzw. senkrecht zu der Abtastleitung,
aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Die
erste Gegenelektrode 3 ist aus einem geeigneten transparenten
oder opaken Metall ausgebildet. Die erste Gegenelektrode ist aus dem
opaken Metall ausgebildet, um eine Antwortgeschwindigkeit bzw. Reaktionsgeschwindigkeit
der LCD zu erhöhen.
Rein beispielhaft wird als opakes Metall MoW, Mo/Al oder AlNd oder
dergleichen verwendet.
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Nimmt
man Bezug auf 3B, so ist ein Kanalbereich 4 ausgebildet,
der über
einem Abschnitt der Abtastleitung 2 liegt. Die Drainelektrode
ist an einem Ende der Kanalschicht 4 ausgebildet. Die Abtastleitung 5 schneidet
sich vertikal mit der ersten Gegenelektrode und erstreckt sich parallel
zu der Speicherelektrode 3a. Die Abtastleitung verläuft ebenso über das
andere Ende der Kanalschicht 4. Die Gegenelektrode ist
an dem Ende der Datenleitung 5 ausgebildet, die sich mit
dem anderen Ende der Kanalschicht überlappt. Das heißt, am Kreuzungspunkt bzw.
am Schnittpunkt der Abtastleitung 2 und der Datenleitung 5 wird
ein TFT mit einer Kanalschicht 4 ausgebildet. Die Drainelektrode 6 und
die Sourceelektrode werden ebenso bei dem Kreuzungspunkt ausgebildet.
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Um
jeglichen Kurzschluß zwischen
der Abtastleitung 2, der Datenleitung 5 und der
Drainelektrode 6 zu verhindern, wird eine Isolierung zwischen der
Abtastleitung 2 und der Kanalschicht 4 plaziert, so
wie sie zwischen der Abtastleitung 5 und der Drainelektrode 6 plaziert
wird. Die Abtastleitung 2 ist aus einem opaken Metall,
wie z.B. einer MoW-Legierung, oder
Mo/Al ausgebildet und die Datenleitung 5 und die Drainelektrode 6 sind
aus einem geeigneten opaken Metall, wie z.B. Mo/Al/Mo hergestellt,
aber es kann sich auch um andere Metalle handeln.
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Nimmt
man Bezug auf 3C, so sind die zweite Gegenelektrode 8 und
die Pixelelektrode 7 auf der sich ergebenden Struktur in 3B angeordnet. Die
Pixelelektrode 7 überlappt
die Speicherelektrode 3a und weist eine kammförmige Struktur
auf. Die Pixelelektrode weist einen Körper 71 auf, der sich
parallel zu der Datenleitung 5 erstreckt. Die Pixelelektrode
hat ebenso eine Anzahl bzw. Vielzahl von Kamm-Zähnen 72, 73 und 74,
die sich parallel zu der Abtastleitung ausgehend von dem Körper 71 erstrecken.
Ein Ende des Körpers 71 der
Pixelelektrode 7 ist von der ersten Gegenelektrode 3 um
einen vorausgewählten
Abstand getrennt, der bei einer 18,1''-Tafel
("Tafel" steht hierin auch
für "Schirm" oder "Panel") z.B. 5 μm beträgt. Das
andere Ende davon ist mit der Drainelektrode 6 in Kontakt.
Der Kamm-Zahn 72 ist mit einem Ende des Körpers 71 der
Pixelelektrode verbunden. Der Kamm-Zahn 74 ist von der
Abtastleitung 2 um einen vorausgewählten Abstand getrennt, der
ungefähr
16 μm für die 18,1''-Tafel beträgt. Der Kamm-Zahn 73 ist
zwischen den äußeren beiden
Kamm-Zähnen 72 und 74 angeordnet.
Die Pixelelektrode ist aus einem geeigneten transparenten Metall,
z.B. ITO, hergestellt, aber nicht auf ein derartiges Metall beschränkt.
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Die
zweite Gegenelektrode 8 kämmt bzw. interdigitalisiert
mit der Pixelelektrode 7. Die Pixelelektrode ist ebenso
kammförmig,
und zwar ähnlich
wie die Pixelelektrode 7. Die zweite Gegenelektrode 8 weist
einen Körper 85 auf,
der sich von der ersten Gegenelektrode 3 in Richtung auf
die Abtastleitung 2 erstreckt, und sie ist parallel zu
der Datenleitung 5 und weist eine Anzahl von Kamm-Zähnen 81, 82, 83 und 84 auf.
Die Kamm-Zähne 81, 82, 83 und 84 erstrecken
sich parallel zu der Abtastleitung 2, ausgehend von dem
Körper 85 der
zweiten Gegenelektrode 8, in Richtung auf den Körper 71 der
Pixelelektrode. Die Kamm-Zähne 81, 82, 83 und 84 interdigitalisieren
z.B. mit den Kamm-Zähnen 72, 73 und 74 der Pixelelektrode 7 bzw.
kämmen
damit. Ein Zahn 81 der äußeren zwei
Kamm-Zähne 81, 84 ist über der ersten
Gegenelektrode 3 ausgebildet und der andere Zahn 84 der äußeren Kamm-Zähne 81, 84 ist
zwischen der Abtastleitung 2 und dem äußeren Kamm-Zahn 74 der
Pixelelektrode 7 ausgebildet. Die erste Gegenelektrode 3 und
der Kamm-Zahn 81 der zweiten Gegenelektrode 8 sind
durch das Kontaktloch oder die Öffnung
C verbunden. Die zweite Gegenelektrode ist aus einem geeigneten
transparenten Metall, wie z.B. ITO, hergestellt, jedoch besteht keine
Beschränkung
auf dieses Metall.
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Die
Breite der Kamm-Zähne 72, 73 und 74 der
Pixelelektrode 7 oder der Kamm-Zähne 81, 82, 83 und 84 der
zweiten Gegenelektrode 8 beträgt vorzugsweise weniger als
ungefähr
8 μm und
vorzugsweise ungefähr
6 μm. Der
Abstand zwischen den Kamm-Zähnen
in der Pixelelektrode 7 und den Kamm-Zähnen in der zweiten Gegenelektrode 8 beträgt vorzugsweise
weniger als ungefähr
10 μm und vorzugsweise
etwa 5 μm.
Natürlich
hängen
die jeweiligen Abmessungen von der Anwendung ab.
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4A ist
ein vereinfachtes Querschnitts-Ansichtsdiagramm entlang III-III
der Vorrichtung in 3C. Die erste Gegenelektrode 3 steht
im Kontakt mit dem Kamm-Zahn 81 der zweiten Gegenelektrode 8 durch
das Kontaktloch oder die Öffnung C.
Sowohl der Kamm-Zahn 72 der
Pixelelektrode 7 als auch der Kamm-Zahn 82 der
zweiten Gegenelektrode 8 sind über der Isolierschicht 20 angeordnet und
um einen ausgewählten
Abstand getrennt.
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4B ist
eine vereinfachte Querschnittsansicht entlang IV-IV der Vorrichtung
in 3C. Die Speicherelektrode 3a in der Nähe der Datenleitung 5 und
der Körper 71 der
Pixelelektrode sind im allgemeinen gestapelt. Ein Kondensator mit
einer Isolierschicht 20, die dazwischen ausgebildet ist,
ist ebenso in der Speicherelektrode gezeigt.
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Bei
einer speziellen Ausführungsform
erzeugt das Anlegen einer externen Spannung an die LCD ein elektrisches
Feld zwischen der Pixelelektrode und der zweiten Gegenelektrode.
Die Flüssigkristallmoleküle werden
in Reaktion zu dem elektrischen Feld neu angeordnet. Die folgenden
Charakteristiken können
von der oben erwähnten
LCD abgeleitet werden. Da die Pixelelektrode 7 und die
zweite Gegenelektrode 8 aus einem transparenten Metall
ausgebildet sind, nehmen im allgemeinen die Transmittanz und das Öffnungsverhältnis der
LCD zu. Zusätzlich gibt
es bei einem Abschnitt parallel zu der Abtastleitung 2 im
wesentlichen keine Isolierschicht zwischen der Pixelelektrode und
der Gegenelektrode. Eher als die Isolierschicht sind die erste Gegenelektrode
und die zweite Gegenelektrode miteinander durch das Kontaktloch
oder die Öffnung
verbunden. Dementsprechend gibt es im wesentlichen keine Empfindlichkeitsbeschränkungen,
die von Flüssigkristallmolekülen herkömmlicher
Bauelemente erfahren werden.
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Weiter
bildet die Speicherelektrode 3a in der Nähe der Datenleitung 5 einen
Kondensator zusammen mit der Isolierschicht 20 und der
Pixelelektrode 71, die die Spannung aufrechterhält, die
an die LCD zu einer ausgewählten
Zeit angelegt wird. Da die Finger 81, 82, 83 und 84 der
zweiten Gegenelektrode 8 und die Finger 72, 73 und 74 der
Pixelelektrode 7, die das elektrische Feld bilden, durch
das die Flüssigkristallmoleküle neu angeordnet
werden, senkrecht zu der Datenleitung 5 angeordnet sind,
kann eine Interferenz bzw. gegenseitige Störung der Flüssigkristallmoleküle in dem
parallelen elektrischen Feld zwischen der Pixelelektrode und der
zweiten Gegenelektrode, die durch die Datenleitung verursacht wird, ausreichend
verhindert werden.
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Darüber hinaus
werden die Pixelelektrode und die zweite Gegenelektrode, die das
elektrische Feld ausbilden, das die Flüssigkristallmoleküle zur Neuanordnung
bzw. Neuausrichtung veranlaßt,
auf der Isolierschicht 20 ausgebildet. Das heißt, die
Pixelelektrode und die zweite Gegenelektrode werden auf derselben
Ebene oder auf einer ähnlichen
Ebene ausgebildet. Dementsprechend wird das parallele elektrische
Feld nicht durch die Isolierschicht geschwächt und die Antwortgeschwindigkeit
der LCD nimmt zu.
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Die
Erfindung läßt sich
insbesondere wie folgt zusammenfassen:
Die Erfindung betrifft
eine Flüssigkristallanzeige.
Die Anzeige weist ein Substrat auf und eine erste Gegenelektrode
ist auf dem Substrat ausgebildet. Die erste Gegenelektrode erstreckt
sich in eine erste Richtung. Eine Isolierschicht, die eine Kontaktöffnung hat,
ist auf dem Substrat ausgebildet, das die erste Gegenelektrode aufweist.
Eine Pixelelektrode ist auf der Isolierschicht ausgebildet und weist
einen Körper
auf, der von der ersten Gegenelektrode um einen vorausgewählten Abstand
beabstandet ist. Die Pixelelektrode weist ebenso eine Anzahl von
Kamm-Zähnen
auf, die sich parallel zu der ersten Gegenelektrode weg von dem
Körper
der Pixelelektrode erstrecken. Der Körper erstreckt sich in eine
zweite Richtung, die im wesentlichen senkrecht zu der ersten Richtung
ist. Eine zweite Gegenelektrode ist auf der Isolierschicht ausgebildet.
Die zweite Gegenelektrode weist ebenso einen Körper auf, der sich parallel
zu dem Körper der
Pixelelektrode erstreckt. Die Pixelelektrode weist eine Anzahl von
Kamm-Zähnen
auf, die sich von dem Körper
der zweiten Gegenelektrode in die erste Richtung erstrecken. Der
Körper
der zweiten Gegenelektrode überlappt
mit der Gegenelektrode an einem Ende davon. Die Anzahl von Kamm-Zähnen der zweiten
Gegenelektrode doppelkämmen
bzw. interdigitalisieren mit der Anzahl der Pixelelektrode um einen
vorbestimmten Abstand.
-
Vorzugsweise
wird ein elektrischer Kontakt zwischen der ersten und zweiten Gegenelektrode hergestellt.