DE69434011T2

DE69434011T2 - Aktiv-Matrix-Flüssigkristallanzeigesystem

Info

Publication number: DE69434011T2
Application number: DE69434011T
Authority: DE
Inventors: Ota Mattou-shi Masuyuki; Kawachi Midori-ku Chiba-shi Genshiro; Kitajima Hitachioota-shi Masaaki; Sasaki Tohru; Oh-e Mobara-shi Masahito; Kondo Katsumi; Tsumura Hiotachi-shi Makoto
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-03-17
Filing date: 1994-06-24
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2014-06-25
Also published as: DE69434011D1; TW266287B; US6563561B1; JP3143925B2; EP0699939A1; JPH10325961A; EP0699939B1; US6040886A; KR960700457A; DE69428354D1; CN1129035A; EP1122587A1; KR100360355B1; DE69428354T2; CA2180105A1; CN1054209C; EP1122587B1; US20030002001A1; US6980273B2; KR100355023B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Aktivmatrix-Flüssigkeitskristallanzeigesystem, z. B. eine Anzeigeeinheit, die bei einem PC verwendet wird.
Das bekannte Aktivmatrix-Kristallanzeigesystem weist durchsichtige Elektroden auf, die auf den Grenzflächen zwischen dem Flüssigkristall und zwei Substraten gegenüberliegend als Elektroden ausgebildet sind, die eine Flüssigkristallschicht ansteuern. Der Grund besteht darin, dass das bekannte Aktivmatrix-Kristallanzeigesystem auf einer twisted nematic-Struktur beruht, bei der das Flüssigkeitskristall durch die Wirkung eines elektrischen Feldes angesteuert wird, das an das Flüssigkeitskristall in einer annähernd senkrecht zu den Grenzflächen verlaufenden Richtung einwirkt.
Andererseits wurde in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 56-91277 (1981) ein Aktivmatrix-Flüssigkeitskristallanzeigesystem vorgeschlagen, bei dem das Flüssigkeitskristall durch die Wirkung eines elektrischen Feldes angesteuert wird, das auf das Flüssigkeitskristall in einer annähernd parallel zu den Grenzflächen verlaufenden Richtung einwirkt.
Bei der bekannten Technologie, die auf der vorhin erwähnten twisted nematic-Struktur beruht, ist es erforderlich, eine durchsichtige Elektrode, z. B. aus Indium-Zinnoxid (ITO) auszubilden. Da die durchsichtige Elektrode jedoch auf ihrer Oberfläche eine Unstetigkeit von annähernd mehreren Zehnereinheiten nm aufweist, ist es schwierig, ein präzises aktives Element, wie einen Dünnschichttransistor (nachfolgend als TFT bezeichnet), herzustellen. Da weiterhin der vorstehende Teil der durchsichtigen Elektrode oft dazu neigt, sich abzulö sen und sich mit anderen Teilen, wie anderen Elektroden, zu vermischen, wird das Produktionsergebnis erheblich verringert.
Weiterhin traten bei der bekannten Technologie Probleme bezüglich der Bildqualität auf. Es war insbesondere schwierig, eine Halbtondarstellung zu erreichen, da eine Änderung der Blickrichtung eine erhebliche Änderung der Helligkeit zur Folge hat.
Außerdem ist es bei einem Aktivmatrix-Flüssigkeitskristallanzeigesystem, bei dem Schalttransistorelemente verwendet werden, erforderlich, zusätzlich zu einer Pixelelektrode zum Anlegen einer Spannung oder eines elektrischen Feldes an das Flüssigkeitskristall zum Modulieren des transmittierten oder reflektierten Lichts eine Abtastelektrode und eine Signalelektrode zum Ansteuern der Schalttransistorelemente vorzusehen. Die Abtastelektrode sowie die Signalelektrode beeinflussen die Spannung an der Pixelelektrode durch die parasitäre Kapazität C_gs zwischen Abtastelektrode und Pixelelektrode sowie die parasitäre Kapazität C_ds zwischen Signalelektrode und Pixelelektrode. Da insbesondere die Spannung der Signalelektrode von der Bildinformation immer beeinflusst wird, wird die Spannung an der Pixelelektrode von der parasitären Kapazität C_ds zwischen Signalelektrode und Pixelelektrode beeinflusst, um den Kontrast zu verringern oder ein schlechtes Bild zu erzeugen, das als Verfälschung bezeichnet wird.
Bei dem Typ, bei dem das elektrische Feld auf das Flüssigkeitskristall in der zu den Grenzflächen der Substrate annähernd parallel verlaufenden Richtung einwirkt, trat das Problem auf, dass die parasitäre Kapazität C_ds zwischen Signalelektrode und Pixelelektrode im Vergleich zum Fall der verdrillten Anzeigestruktur groß wird, die Verfälschung groß ist und der Kontrast in Abhängigkeit vom Bildmuster verringert wird. Die Ursache besteht darin, dass, da eine gemeinsame Elektrode des Typs, bei dem das elektrische Feld auf das Flüssigkeitskristall in der annähernd parallel zu den Grenzflächen der Substrate verlaufenden Richtung einwirkt, im Gegensatz zur verdrillten Struktur nicht über die gesamte Oberfläche des Substrats ausgebildet ist, das dem Substrat mit den Schalttransistorelementen gegenüberliegt, die elektrische Kraftlinie von der Signalelektrode nicht abgeschirmt ist und an der Pixelelektrode endet. Deswegen weist die Aktivmatrixansteuerung des Typs, bei dem das elektrische Feld auf das Flüssigkeitskristall in der annähernd parallel zu den Grenzflächen der Substrate verlaufenden Richtung einwirkt, den Nachteil bezüglich der Bildqualität auf.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Aktivmatrix-Flüssigkeitskristallanzeigesystem vorzuschlagen, das keine durchsichtige Elektrode erfordert, gute charakteristische Eigenschaften bezüglich des Blickwinkels des Betrachters hat und leicht mehrere Halbtöne anzeigt, und das einen hohen Kontrast sowie ein hochwertiges Bild ohne Verfälschung aufweist.
Der Aufbau des Aktivmatrix-Flüssigkeitskristallanzeigesystems gemäß der vorliegenden Erfindung, mit dem die vorhin erwähnten Aufgaben gelöst werden, ist durch Anspruch 1 definiert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau eines Pixelteiles der Ausführung 1 zeigt, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist.
2 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau des Ansteuerungssystems der Ausführungen 1, 2, 3 und 7 zeigt, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung sind.
3 ist ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Blickwinkels eines Flüssigkeitskristallanzeigesystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Blickwinkels eines bekannten Flüssigkeitskristallanzeigesystems zeigt.
5 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Änderung der Helligkeitscharakteristik und der Signalspannung infolge der Spannungsänderung an der Signalelektrode eines Flüssigkeitskristallanzeigesystems gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
6 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Änderung der Helligkeitscharakteristik und der Signalspannung infolge der Spannungsänderung an der Signalelektrode eines bekannten Flüssigkeitskristallanzeigesystems zeigt.
7 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau eines Pixelteiles bei der Ausführung 2 zeigt.
8 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau eines Pixelteiles bei der Ausführung 3 zeigt.
9 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau eines Pixelteiles bei der Ausführung 4 zeigt.
10 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau eines Ansteuerungssystems bei den Ausführungen 4 bis 6 und 8 und 9 zeigt.
11 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau eines Pixelteiles bei der Ausführung 5 zeigt.
12 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau eines Pixelteiles bei der Ausführung 6 zeigt.
13 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau eines Pixelteiles bei der Ausführung 7 zeigt.
14 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau eines Pixelteiles bei der Ausführung 8 zeigt.
15 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau eines Pixelteiles bei der Ausführung 9 gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
16 ist eine schematische Darstellung, die den Aufbau eines Pixelteiles bei der Ausführung 10 zeigt.
17 ist eine Darstellung, die den Querschnitt in der Ebene der Linie A in 16 zeigt.
18 ist eine Darstellung, die den Querschnitt in der Ebene der Linie B in 16 zeigt.
19 ist eine Darstellung, die den Querschnitt in der Ebene der Linie C in 16 zeigt.
20 ist eine Darstellung, die die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung zeigt.
Ausführliche Beschreibung vorteilhafter Ausführungen
Um die vorliegende Erfindung begreiflicher zu machen, wird im nach folgenden Text vor der Beschreibung deren Ausführungen die Funktion der vorliegenden Erfindung anhand der 20 beschrieben.
Jede der 20(a) und (b) ist eine Querschnittszeichnung, die eine einzelne Pixeleinheit in einer Flüssigkeitskristallzelle gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, während jede der 20(c) und (d) eine Draufsicht der einzelnen Pixeleinheit darstellt. In 20 wird ein aktives Element weggelassen. Weiterhin wird hier ein Teil einer einzelnen Pixeleinheit gezeigt, obwohl Abtastelektroden und Signalelektroden in einer Matrix angeordnet werden, um bei der vorliegenden Erfindung mehrere Pixel zu bilden.
20(a) ist eine Querschnitt-Seitenansicht der Zelle ohne Anlegen einer Spannung, während 20(c) eine diesem Zeitpunkt entsprechende Draufsicht darstellt. Eine streifenförmige Pixelelektrode 3, eine streifenförmige Basiselektrode 5 und eine streifenförmige Abschirmungselektrode 14 sind innerhalb eines Paares durchlässiger Substrate 19 und 20 ausgebildet, auf denen Orientierungsfilme 21 und 22 (Orientierungsrichtung 29) angeordnet sind, und zwischen denen ein Flüssigkristallmaterial vorgesehen ist.
Wenn kein elektrisches Feld an die Pixelelektrode und die Basiselektrode angelegt wird, sind die stabförmigen Flüssigkristallmoleküle 13 unter einem bestimmten Winkel gegenüber der Längsrichtung der streifenförmigen Elektroden ausgerichtet, wobei 45° Winkel zwischen der Richtung des elektrischen Feldes und der Richtung der Hauptachse der Flüssigkristallmoleküle (optische Achse) in der Nähe der Grenzfläche 90°. Im nachfolgenden Text wird der Fall erläutert, in dem die Orientierungsrichtungen der Flüssigkeitskristallmoleküle in der oberen und der unteren Grenzfläche parallel zueinander verlaufen. Es wird angenommen, dass die dielektrische Anisotropie des Flüssigkristallmaterials positiv ist.
Wenn ein elektrisches Feld an die Pixelelektrode 3 und die Basiselektrode 5 angelegt wird, ändern die Flüssigkristallmoleküle ihre Orientierung in der Richtung des elektrischen Feldes E, wie in 20 (b) und (d) gezeigt wird. Durch ein Festlegen der Polarisationstransmissionsachse 30 von Polarisationsplatten 27 und 28 unter einem gegebenen Winkel gegenüber der Richtung des elektrischen Feldes kann der prozentuale Anteil des transmittierten Lichts entsprechend dem angelegten elektrischen Feld geändert werden.
Wie oben beschrieben wurde, kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine bildscharfe Anzeigevorrichtung ohne durchsichtige Elektroden realisiert werden. Um den Kontrast bei praktischen Anwendungsfällen sicherzustellen, werden die folgenden zwei Modi verwendet: Ein Modus, der den Orientierungszustand der Flüssigkristallmoleküle auf dem oberen und dem unteren Substrat nutzt, die annähernd parallel zueinander angeordnet sind (nachfolgend als "Doppelbrechungsmodus" bezeichnet, da dieser Modus das auf Grund der Doppelbrechungs-Phasendifferenz entstehende Interferenzlicht nutzt), sowie ein Modus, der den Orientierungszustand der Flüssigkristallmoleküle auf dem sich kreuzenden oberen und unteren Substrat, sowie die verdrillte Orientierung der Moleküle innerhalb der Zelle nutzt (nachfolgend als "optischer Rotationsmodus" bezeichnet, da dieser Modus die optische Rotation der Polarisationsfläche nutzt, die sich innerhalb der Flüssigkristallschicht dreht).
Im Doppelbrechungsmodus wird mit dem Anlegen der Spannung die Orientierung der Hauptachsen der Moleküle (optische Achsen) in einer Ebene geändert, die parallel zur Oberfläche der Substrate verläuft, wobei der prozentuale Anteil des transmittierten Lichts durch Änderungen des Winkels zwischen den Hauptachsen der Moleküle und den Achsen (Absorptionsachsen oder Transmissionsachsen) der unter einem gegebenen Winkel eingestellten Polarisationsplatten 27 und 28 geändert wird. Obwohl im optischen Rotationsmodus die Orientierung der Hauptachsen der Moleküle mit dem Anlegen der Spannung ebenso geändert wird, nutzt dieser Modus die Änderung der optischen Rotation aufgrund Untwisting der Spiralen.
Im Anzeigemodus, in dem die Richtung des an den Flüssigkristall angelegten elektrischen Feldes annähernd parallel zur Grenzfläche der Substrate verläuft, verlaufen die Hauptachsen der Flüssigkristallmoleküle immer annähernd parallel zu den Flächen der Substrate, und nicht senkrecht dazu. Deswegen ist bei der Änderung des Blickwinkels des Betrachters die Änderung der Helligkeit gering (Unabhängigkeit des Blickwinkels), d. h., der Blickwinkel ist ausgezeichnet.
Bei diesem Anzeigemodus wird der Dunkelzustand nicht, wie beim bekannten Modus, durch Einstellen der Doppelbrechungs-Phasendifferenz auf Null mittels Anlegen einer Spannung, sondern durch eine Änderung des Winkels zwischen den Hauptachsen der Flüssigkristallmoleküle und den Achsen (Absorptionsachsen oder Transmissionsachsen) der Polarisationsplatten erreicht. Der Betrieb in diesem Modus weicht grundsätzlich von dem im bekannten Modus ab. In einem Fall wie bei der üblichen TN-Struktur, bei der die Hauptachsen der Flüssigkristallmoleküle senkrecht verlaufen, entspricht die Betrachtungsrichtung, in der die Doppelbrechungs-Phasendifferenz Null beträgt, genau der Richtung von vorne, d. h., der zur Grenzfläche der Substrate senkrecht verlaufenden Richtung. Dabei tritt die Doppelbrechung dann auf, wenn der Blickwinkel nur ein wenig von dieser Richtung abweicht. Deswegen tritt eine Lichtstreuung auf, die eine Verringerung des Kontrasts und eine Umkehr des Halbtonniveaus verursacht.
Nachfolgend wird eine andere wichtige Eigenschaft des Flüssigkeits kristallanzeigesystems gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wenn die Pixelelektrode 3 in der Nähe der Signalelektrode 2 angeordnet ist, endet die elektrische Kraftlinie von der Signalelektrode 2 an der Pixelelektrode 3, wobei zwischen der Signalelektrode 2 und der Pixelelektrode 3 eine parasitäre Kapazität C_ds gemäß der folgenden Gleichung entsteht, Cds = (2ε/π)ln{1 + (W/d)} (1),wobei W die Breite (die Länge in Richtung der kurzen Seite) der Pixelelektrode, d den Abstand zwischen der Signalelektrode 2 und der Pixelelektrode 3, ε die Dielektrizitätskonstante des Mediums zwischen den Elektroden, π die Kreiskonstante und die parasitäre Kapazität C_ds die Kapazität pro Einheitslänge bezeichnen.
Dabei wird angenommen, dass die oben erwähnte Dielektriztätskonstante des Mediums zwischen den Elektroden einen konstanten Wert darstellt, und dass die Breite der Signalelektrode 2 gleich oder größer als die Breite der Pixelelektrode 3 ist.
Da bei dem Flüssigkeitskristallanzeigesystem gemäß der vorliegenden Erfindung zwischen der Signalelektrode 2 und der Pixelelektrode 3 eine Abschirmungselektrode 14 vorgesehen ist, enden die meisten elektrischen Kraftlinien an der Abschirmungselektrode 14. Wenn an die Abschirmungselektrode 14 eine Spannung angelegt wird, um die Spannung der Abschirmungselektrode 14 extern aufrechtzuerhalten, wird die parasitäre Kapazität C_ds zwischen der Signalelektrode 2 und der Pixelelektrode 3 drastisch verringert. Da sich dabei bei einer Änderung der Spannung an der Signalelektrode die Spannung an der Pixelelektrode 3 nicht ändert, tritt keine Verfälschung auf. Der Anzeigemodus kann somit bei dem Aktivmatrixsystem angewandt werden und infolgedessen ist es möglich, ein Flüssigkeitskristallanzeigesys tem mit einer hervorragenden Blickwinkelcharakteristik, einem hohen Kontrast und einer hohen Bildqualität zu realisieren.
Da die Abschirmungselektrode 14 weiterhin auch als eine Lichtabschirmungsschicht (Schwarzmatrix) dienen kann, ist es nicht erforderlich, separate Abschirmungsschichten und durchsichtige Elektroden vorzusehen, die ihr Produktionsergebnis verbessern.
Da die Abschirmungselektrode weiterhin auch als eine Basiselektrode dienen kann und infolgedessen den Bereich nutzen kann, der von der Basiselektrode belegt ist, um ihr Öffnungsverhältnis zu verbessern, ist es möglich, eine hohe Helligkeit oder einen niedrigen Energieverbrauch zu erreichen.
Die vorliegende Erfindung wird im nachfolgenden Text anhand von Ausführungen beschrieben. Bei den folgenden Ausführungen wird bezüglich der Oberfläche des Anzeigepaneels des Flüssigkristallanzeigesystemsfestgelegt, dass die senkrechte Richtung die mit der Längsrichtung der Signalelektroden parallel verlaufende Richtung (senkrecht zur Längsrichtung der Abtastelektroden) ist, die waagerechte Richtung die zu der Längsrichtung der Signalelektroden senkrecht verlaufende Richtung (parallel zur Längsrichtung der Abtastelektroden) ist, wobei die Richtung der Zeilen der Matrixelektroden parallel zur senkrechten Richtung verläuft und die Richtung der Spalten parallel zur waagerechten Richtung verläuft. Es wird weiterhin angenommen, dass die Anzahl der Pixel 640(× 3) × 480 und der Abstand zwischen den Pixeln 110 μm in der Zeilenrichtung und 330 μm in der Spaltenrichtung betragen.
Ausführung 1
1(a) ist eine schematische Darstellung eines Pixelteiles eines Flüssigkristallanzeigesystems, während 1(b) einen schematischen Querschnitt in der Ebene der Linie A-A' nach 1(a) zeigt. 2 zeigt den Aufbau eines Ansteuerungssystems bei der Ausführung des Flüssigkristallanzeigesystems gemäß der vorliegenden Erfindung. Dabei werden als Substrate 19 und 20 Glassubstrate mit einer Dicke von 1,1 mm mit polierten Oberflächen verwendet.
Aus Chrom hergestellte Abtastelektroden 1, 17 sind in der waagerechten Richtung auf dem Substrat 8 ausgebildet. Aus Chrom/Aluminium hergestellte Signalelektroden 2, 18 sind senkrecht zu den Abtastelektroden 1, 17 ausgebildet. Weiterhin sind die Pixel durch Dünnfilmtransistorelemente (TFT) unter Verwendung von amorphem Silizium gebildet, wobei ein Teil der Abtastelektrode 1 als Steuerelektrode, ein Teil der Signalelektrode 2 als Drainelektrode oder als Quellenelektrode und eine Pixelelektrode 3 als Quellenelektrode oder als Drainelektrode dient. In dem TFT-Element wird als Gatterisolierfilm 7 ein Siliziumnitridfilm verwendet.
Die Pixelelektrode 3 wird auf der gleichen Schicht im gleichen Prozess aus dem gleichen Werkstoff wie die Signalelektroden 2, 18 derart ausgebildet, dass ihre Längsrichtung der senkrechten Richtung entspricht. Amorphes Silizium 16 vom Typ n+ ist zwischen dem amorphen Silizium 15 und der Signalelektrode 2 und zwischen dem amorphen Silizium 15 und der Pixelelektrode 2 angeordnet, um einen ohmschen Kontakt zu bilden.
Eine streifenförmige Basiselektrode 5 wird auf der gleichen Schicht im gleichen Prozess aus dem gleichen Werkstoff wie die Pixelelektrode 3 und die Signalelektroden 2, 18 ausgebildet und erstreckt sich in der senkrechten Richtung, um mit einer gemeinsamen Leitung als auch mit den Basiselektroden der anderen Zeilen verbunden zu werden.
Die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht wird hauptsächlich durch das elektrische Feld E gesteuert, das in der waagerechten Richtung zwischen der Pixelelektrode 3 und der Basiselektrode 5 wirkt. Das Licht strahlt zwischen der Pixelelektrode 3 und der Basiselektrode 5 durch und tritt in die Flüssigkristallschicht 9 ein, um moduliert zu werden. Deswegen ist es nicht erforderlich, die Pixelelektrode 3 durchsichtig (z. B. als eine durchsichtige Elektrode wie ITO) zu gestalten.
Auf dem TFT-Element ist ein Siliziumnitrid-Schutzfilm 8 ausgebildet, um das TFT-Element zu schützen. Eine Abschirmungselektrode 14 ist auf einem Substrat 20 ausgebildet, (das nachfolgend als "gegenüberliegendes" Substrat bezeichnet wird), das dem Substrat 19 gegenüber liegt, das die Gruppe von TFT-Elementen trägt. Bei dieser Ausführung ist die Abschirmungselektrode 14 derart ausgebildet, dass sie streifenförmig zwischen der Signalelektrode 2 und der Pixelelektrode 3 angeordnet ist und sich in der senkrechten Richtung erstreckt, um mit einer gemeinsamen Leitung als auch mit den Abschirmungselektroden der anderen Zeilen verbunden zu werden.
Weiterhin ist auf dem gegenüberliegenden Substrat 20 in der senkrechten Richtung ein Farbfilter 12 ausgebildet, der durch drei Farbstreifen R, G, B gebildet ist. Auf dem Farbfilter 12 ist ein Film 10 aus durchsichtigem Harz aufgetragen, um die Oberfläche glatt zu gestalten. Als Werkstoff für den Ausgleichsfilm 10 wird Epoxydkunstharz verwendet. Weiterhin werden Filme 21, 22 zur Einstellung der Orientierung aus Kunstharz der Polyimidgruppe durch Sprühen auf den Ausgleichsfilm 10 sowie den Schutzfilm 11 ausgebildet.
Eine nematische Flüssigkristallstruktur 16 ist zwischen den Substraten 8 und 9 angeordnet. Die nematische Flüssigkristallstruktur 16 weist eine positive Dielektrizitätsanisotropie Δε von 7,3 und eine Doppelbrechung Δn von 0,073 (589 nm, 20°C) auf. Obwohl ein Flüssigkristall mit einer positiven Dielektrizitätsanisotropie Δε verwendet wird, kann auch ein Flüssigkristall mit einer negativen Dielektrizitätsanisotropie Δε verwendet werden.
Die Filme 21, 22 zur Einstellung der Orientierung werden in einem Rubbingprozess bearbeitet, um ihren Schrägwinkel auf 1,0° einzustellen.
Die Polierrichtungen der oberen und der unteren Grenzfläche sind parallel, wobei der Winkel zwischen der Polierrichtung und dem angelegten elektrischen Feld E 85° beträgt. Der Abstand zwischen dem oberen und dem unteren Substrat beträgt nach dem Einbringen der Flüssigkristallschicht durch Dispergieren und Einlegen von kugelförmigen Polymerkörnern zwischen die Substrate 4,5 μm. Somit wird der Wert Δn·d = 0,329 μm.
Danach wird der oben erwähnte Aufbau zwischen zwei Polarisationsplatten (Erzeugnis von Nitto Denkou Co., Typ G1220DU) angeordnet (die Polarisationsplatten sind in der Zeichnung nicht dargestellt). Die Achse der Polarisationstransmission einer der Polarisationsplatten entspricht einer Richtung, die annähernd parallel zur Polierrichtung (85°) verläuft, während die Achse der Polarisationstransmission der anderen Polarisationsplatte mit der vorhin erwähnten Achse annähernd einen rechten Winkel einschließt (–5°). Damit wird ein Flüssigkristallanzeigesystem mit einer normalerweise geschlossenen Charakteristik erhalten.
Wie in 2 dargestellt ist, wird anschließend das TFT-Substrat 19 des Flüssigkristallanzeigepaneels mit einer Schaltung 23 für vertikale Abtastung und einer Bildsignalansteuerschaltung 24 verbunden, wo bei das Flüssigkristallanzeigesystem von einer Aktivmatrixansteuerung durch Anlegen einer Abtastsignalspannung, einer Bildsignalspannung, eines Steuersignals, einer Basiselektrodenspannung und einer Abschirmungselektrodenspannung von einer Energiequelle sowie einer Steuerschaltung 25 angesteuert wird.
Bei der gezeigten Ausführung sind die Abschirmungselektrodenspannung und die Basiselektrodenspannung voneinander unabhängig, wobei die Abschirmungselektrodenspannung durch eine elektrische Verbindung des TFT-Substrats 19 mit der Abschirmungselektrode auf der gegenüberliegenden Elektrode durch Verwendung einer Silberpaste angelegt wird.
Obwohl bei der gezeigten Ausführung TFT-Elemente aus amorphem Silizium verwendet werden, können auch TFT-Elemente aus Polysilizium verwendet werden. Im Falle eines Anzeigesystems des Reflexionstyps können MOS-Transistoren verwendet werden, die auf einer Silizium-Halbleiterscheibe ausgebildet sind. Die Werkstoffe für die Beschaltung sind somit nicht begrenzt.
Weiterhin, obwohl bei der Ausführung ein Film zur Einstellung der Orientierung vorgesehen ist, kann auch der Ausgleichsfilm 10 als Film zur Einstellung der Orientierung dienen, wenn die Oberfläche des Ausgleichsfilms direkt poliert wird. Ähnlich kann für die Herstellung des Schutzfilms 8 für die TFT-Elemente Epoxydkunstharz verwendet werden, das einer Polierverarbeitung unterworfen wird.
Als nächstes zeigt 3 die Beziehung zwischen der an, das Flüssigkristall angelegten Spannung und der Helligkeit der Ausführung. Das Kontrastverhältnis nimmt bei der Ansteuerung mit 7 V einen Wert von 150 an. Wenn der Blickwinkel in der seitlichen und der senkrechten Richtung geändert wird, ist die Differenz auf der Kontrast verhältniskurve im Vergleich mit dem bekannten Verfahren klein, wobei sich die Anzeigecharakteristik mit der Änderung des Blickwinkels nicht ändert. Außerdem ist die Orientierung des Flüssigkristalls hervorragend und es tritt kein durch Orientierungsfehler verursachter fehlerhafter Bereich auf.
4 zeigt die Änderung der die Abhängigkeit der Helligkeit von der Signalspannung V_sig darstellenden Kurve, die von der Differenz der Wellenform der Signalelektrodenspannung V_d bei der Ausführung abhängig ist. 4(a) zeigt die Spannungswellenform, während 4(b) die Änderung der die Abhängigkeit der Signalspannung V_sig von der Helligkeit darstellenden Kurve zeigt.
Nach dem Einschalten der Abtastelektrodenspannung V_g und dem Einspeichern der Signalspannung V_sig ändert sich die Signalelektrodenspannung V_d. In der die Abhängigkeit der Signalspannung V_sig von der Helligkeit darstellenden Kurve tritt jedoch keine signifikante Änderung auf.
Wie oben beschrieben wurde, kann bei der gezeigten Ausführung die Intensität der Lichtdurchlässigkeit ohne Verwendung einer durchsichtigen Elektrode moduliert werden, wobei die Blickwinkelcharakteristik erheblich verbessert werden kann. Es ist möglich, ein Flüssigkristallanzeigesystem zu erhalten, das die Verfälschung in der senkrechten Richtung, d. h., einen Nachteil eines Verfahrens, bei dem das elektrische Feld parallel zur Grenzfläche des Substrats angelegt wird, unterdrücken kann, das einen hohen Durchsatz, einen hohen Produktionsgewinn, einen hohen Kontrast und eine hohe Bildqualität aufweist.
Vergleichsbeispiel 1
Es wurde ein bekanntes Flüssigkristallanzeigesystem mit der twisted nematic Struktur (TW) mit einer durchsichtigen Elektrode hergestellt und mit dem System gemäß der Ausführung 1 verglichen. Der Abstand (d) beträgt 7,3 μm und der Twistingwinkel 90°. Demnach beträgt der Wert Δn·d = 0,526 μm.
5 zeigt die elektrophotographische Charakteristik. Die Kurve ändert sich in Abhängigkeit von der Blickrichtung erheblich und infolge eines Fehlers der Ausrichtung der Flüssigkristalle tritt ein fehlerhafter Bereich in der Nähe des diskreten Teilbereichs des dem TFT benachbarten Teiles auf.
Vergleichsbeispiel 2
6 zeigt Änderungen der die Abhängigkeit der Helligkeit von der Signalspannung darstellenden Charakteristik, die den Änderungen der Signalelektrodenspannung in dem Fall entsprechen, wenn keine Abschirmungselektrode 5 gemäß 1 vorgesehen ist. Es ist ersichtlich, dass die die Abhängigkeit der Helligkeit von der Signalspannung V_sig darstellende Kurve eine erhebliche Abweichung aufweist, die von der Abweichung der Wellenform der Signalelektrodenspannung V_d abhängig ist.
Weiterhin tritt im Hinblick auf die Bildqualität eine Verfälschung in der senkrechten Richtung auf, die, wie die Kurve V_d' in der Zeichnung zeigt, eine erhebliche Verringerung des Kontrastes verursacht.
Ausführung 2
Der Aufbau der Ausführung entspricht dem der Ausführung 1 mit Ausnahme folgender Merkmale.
7(a) ist eine schematische Ansicht eines Pixels einer Flüssigkristallanzeigeanordnung gemäß der Ausführung, während 7(b) einen schematischen Querschnitt entlang der Linie B-B' nach 7(a) zeigt. Ein wesentliches konstruktives Merkmal der Ausführung besteht darin, dass eine Abschirmungselektrode 14a vorgesehen ist, die den gesamten Lichtdurchlässigkeitsbereich zwischen der Pixelelektrode 3 und der Signalelektrode 2 und zwischen der Basiselektrode 5 und der Signalelektrode 18 abdeckt. Somit tritt außerhalb der Lichtabschirmungsschicht kein Lichtverlust auf, sodass ein hoher Kontrast erreicht werden kann.
Da weiterhin die oben erwähnte Fläche aus amorphem Silizium auch von der Lichtabschirmungsschicht abgedeckt wird, erfolgt im amorphen Silizium keine durch Licht verursachte Erhöhung des Leckstroms, sodass eine hervorragende Anzeigecharakteristik erreicht werden kann.
Auf den Signalelektroden 2 und 18 der Abschirmungselektrode 14a ist eine schlitzförmige Öffnung vorgesehen, um die Kapazität zwischen der Signalelektrode und der Abschirmungselektrode möglichst nicht zu erhöhen, wobei die Überdeckung mit den Signalelektroden 2 und 18 minimiert ist, um die Überlappung zur Einstellung der Genauigkeit zu erhalten.
Wie oben beschrieben wurde, kann bei dieser Ausführung der gleiche Effekt wie bei der Ausführung 1 erreicht werden. Weiterhin ist es möglich, ein Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigesystem mit einem hohen Kontrast und einer hohen Bildqualität zu erhalten.
Ausführung 3
Der Aufbau der gezeigten Ausführung entspricht dem der Ausführung 1 mit Ausnahme der folgenden Merkmale.
8(a) ist eine schematische Ansicht eines Pixels eines Flüssigkristallanzeigepaneels gemäß der Ausführung, während 7(b) einen schematischen Querschnitt entlang der Linie C-C' nach 8(a) zeigt. Ein wesentliches konstruktives Merkmal der Ausführung besteht darin, dass ein matrixförmiger Lichtabschirmungsfilm 11 aus einem Isolierstoff, der schwarzes Pigment enthält (schwarze Matrix), auf dem gegenüberliegenden Substrat 20 in der gleichen Schicht wie der Farbfilter 12a ausgebildet ist. Durch den aus dem Isolierstoff bestehenden Lichtabschirmungsfilm 11 wird das zwischen der Pixelelektrode 3 und der Basiselektrode 5 wirkende elektrische Feld nicht beeinflusst, sodass der durch die Wirkung des elektrischen Feldes zwischen der Pixelelektrode 3 und den Abtastelektroden 1, 17 und zwischen der Basiselektrode 5 und den Abtastelektroden 1, 17 entstehende Bereich fehlerhafter Orientierung (Domäne) abgeschirmt werden kann. Somit kann der Kontrast verbessert werden.
Da weiterhin die oben erwähnte Fläche aus amorphem Silizium 15, ähnlich wie bei der Ausführung 2, auch von der Lichtabschirmungsschicht abgedeckt wird, erfolgt im amorphen Silizium keine durch Licht verursachte Erhöhung des Leckstroms, sodass eine hervorragende Anzeigecharakteristik erreicht werden kann. Obwohl bei dieser Ausführung schwarzes Pigment verwendet wird, kann auch ein anderer Farbstoff verwendet werden. Außerdem ist die Farbe nicht auf schwarz beschränkt, sondern es kann jede beliebige Farbe verwendet werden, deren Durchlässigkeitsverhältnis für sichtbares Licht ausreichend niedrig ist. Da auf den Signalelektroden 2, 18 keine weitere Elektrode vorhanden ist, ist die Kapazität zwischen der Signalelekt rode und der Abschirmungselektrode im Vergleich mit der Ausführung 2 geringer, die Belastung der Bildsignal-Ansteuerschaltung 24 niedriger, die Größe des Ansteuer-LSI-Chips gering und der Verbrauch der elektrischen Energie wird durch Senkung der Belastung der Signalelektrode verringert.
Wie oben beschrieben wurde, werden bei der vorhin erwähnten Ausführung die gleichen Wirkungen wie bei den Ausführungen 1 und 2 erreicht und außerdem ist es möglich, ein Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigesystem mit einem hohen Kontrast und einem niedrigen Verbrauch der elektrischen Energie zu realisieren.
Ausführung 4
Der Aufbau der gezeigten Ausführung entspricht dem der Ausführung 1 mit Ausnahme der folgenden Merkmale.
9(a) ist eine schematische Ansicht eines Pixels eines Flüssigkristallanzeigepaneels gemäß der Ausführung, während 9(b) einen schematischen Querschnitt entlang der Linie D-D' nach 9(a) zeigt. Bei dieser Ausführung sind bei einem einzelnen Pixel auf dem gegenüberliegenden Substrat 20 in der Nähe der Signalelektroden 2a und 18a zwei Abschirmungselektroden 5a und 5b ausgebildet, wobei zwischen der Abschirmungselektrode 14a und der Abschirmungelektrode 40a eine Pixelelektrode 3a angeordnet ist. Das elektrische Feld E der Signalelektroden 2a und 18a endet somit an den Abschirmungselektroden 14a und 14b, wobei die parasitäre Kapazität zwischen der Signalelektrode und der Pixelelektrode reduziert wird. Da die Pixelelektrode 3a im größten Abstand von den Signalelektroden 2a, 18a (in der mittleren Position zwischen der Signalelektrode 2a und der Signalelektrode 18a) angeordnet ist, kann die Kapazität zwischen den Signalelektroden 2a, 18a und der Pixelelektrode 3a noch mehr reduziert werden. Das Hauptmerkmal der Ausführung besteht darin, dass die Hauptachsen der Flüssigkristallmoleküle im Betrieb annähernd parallel zur Substratoberfläche verlaufen, um die Menge des transmittierten Lichts mittels des elektrischen Feldes zwischen den Abschirmungselektroden 14a, 14b und der Pixelelektrode 3a zu steuern, ohne dass eine Basiselektrode vorgesehen ist.
10 zeigt den Aufbau des Ansteuersystems bei einer Ausführung des Flüssigkristallanzeigesystems. Da bei dieser Ausführung die Abschirmungselektroden 14a, 14b gleichzeitig als Basiselektrode dienen, ist keine Basiselektrode erforderlich. Obwohl die Pixelelektrode 3a in der mittleren Position zwischen der Signalelektrode 2a und der Signalelektrode 18a angeordnet ist und die Pixel in zwei Teile unterteilt sind, ist es möglich, zusätzlich mehrere Pixelelektroden vorzusehen und die Pixel in vier oder mehr Teile zu unterteilen. Bei einem Typ, bei dem die Abschirmungselektrode, wie bei der gezeigten Ausführung, gleichzeitig als Basiselektrode dient, beträgt die Teilungsnummer der Pixel 2n (wobei n eine natürliche Zahl ist).
Weiterhin kann bei dieser Ausführung der in der Pixelebene von der Basiselektrode belegte Bereich für die Abschirmungselektrode verwendet werden, wobei die Nutzung des Freiraumes zwischen der Abschirmungselektrode und der Pixelelektrode das Öffnungsverhältnis verbessert wird, sodass durch Reduzieren der von dem Rücklicht verbrauchten elektrischen Energie ein Flüssigkristallanzeigesystem mit hoher Helligkeit oder niedrigem Energieverbrauch realisiert werden kann.
Wie oben beschrieben wurde, werden bei der vorhin erwähnten Ausführung die gleichen Wirkungen wie bei der Ausführung 1 dadurch erreicht, dass die Abschirmungselektrode als Basiselektrode dient. Außerdem ist es möglich, ein Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeige system mit einem hohen Kontrast und einem niedrigen Verbrauch der elektrischen Energie zu realisieren.
Ausführung 5
Der Aufbau der gezeigten Ausführung entspricht dem der Ausführung 4 mit Ausnahme der folgenden Merkmale.
11(a) ist eine schematische Ansicht eines Pixels eines Flüssigkristallanzeigepaneels gemäß der Ausführung, während 11(b) einen schematischen Querschnitt entlang der Linie F-F' nach 11(a) zeigt. Das Hauptmerkmal der Ausführung besteht darin, dass sich die Abschirmungselektrode 14a und die Signalelektrode 2a und die Abschirmungselektrode 14b und die Signalelektrode 18a in der waagerechten Richtung überdecken. Dadurch wird zusätzlich kein Lichtverlust ohne eine Lichtabschirmungsschicht verursacht, sodass ein hoher Kontrast erreicht werden kann. Da weiterhin der Abstand zwischen der Pixelelektrode 3a und den Abschirmungselektroden 14a, 14b groß ist, wird die Fläche des lichtdurchlässigen Bereichs (Öffnungsverhältnis) zwischen der Pixelelektrode 3a und den Abschirmungselektroden 14a, 14b vergrößert, sodass das Transmissionsverhältnis verbessert wird.
Wie oben beschrieben wurde, wird bei der vorhin erwähnten Ausführung die gleiche Wirkung wie bei der Ausführung 4 erreicht und außerdem ist es möglich, ein Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigesystem mit einem hohen Kontrast und einem niedrigen Verbrauch der elektrischen Energie zu realisieren.
Ausführung 6
Der Aufbau der gezeigten Ausführung entspricht dem der Ausfüh rung 4 mit Ausnahme der folgenden Merkmale.
12(a) ist eine schematische Ansicht eines Pixels eines Flüssigkristallanzeigepaneels gemäß der Ausführung, während 12(b) einen schematischen Querschnitt entlang der Linie G-G' nach 12(a) zeigt. Das Hauptmerkmal der Ausführung besteht darin, dass auf dem gegenüberliegenden Substrat 20 in der gleichen Schicht wie der Farbfilter 12a ein aus einem Isolierstoff hergestellter, schwarzes Pigment enthaltender matrixförmiger Lichtabschirmungsfilm 11 (schwarze Matrix) ausgebildet ist. Der aus dem Isolierstoff hergestellte Lichtabschirmungsfilm 11 beeinflusst nicht das zwischen der Pixelelektrode 3 und der Basiselektrode 4 wirkende elektrische Feld und der durch die Wirkung des elektrischen Feldes zwischen der Pixelelektrode 3 und den Abtastelektroden 1, 17 und zwischen der Basiselektrode 5 und den Abtastelektroden 1, 17 entstehende Bereich fehlerhafter Orientierung (Domäne) kann abgeschirmt werden. Somit kann der Kontrast verbessert werden.
Da weiterhin die Fläche über dem amorphen Silizium 15 auch von der Lichtabschirmungsschicht abgedeckt wird, erfolgt im amorphen Silizium keine durch Licht verursachte Erhöhung des Leckstroms, sodass eine hervorragende Anzeigecharakteristik erreicht werden kann. Bei einer Verschiebung zum Zweck der Einstellung von Positionen der Substrate 19, 20 treten keine Probleme in der waagerechten Richtung auf. Wenn sogar der Lichtabschirmungsfilm 11 zwischen den Abschirmungselektroden 14a und 14b verschoben wird, wird das Öffnungsverhältnis nicht verringert.
Obwohl bei dieser Ausführung schwarzes Pigment verwendet wird, kann auch ein anderer Farbstoff verwendet werden. Außerdem ist die Farbe nicht auf schwarz beschränkt, sondern es kann jede beliebige Farbe verwendet werden, deren Transmissionsverhältnis für sichtba res Licht ausreichend niedrig ist.
Wie oben beschrieben wurde, wird bei der vorhin erwähnten Ausführung die gleiche Wirkung wie bei der Ausführung 4 erreicht und außerdem ist es möglich, ein Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigesystem mit einem hohen Kontrast und einem niedrigen Verbrauch der elektrischen Energie zu realisieren.
Ausführung 7
Der Aufbau der gezeigten Ausführung entspricht dem der Ausführung 1 mit Ausnahme der folgenden Merkmale.
13(a) ist eine schematische Ansicht eines Pixels eines Flüssigkristallanzeigepaneels gemäß der Ausführung, während 13(b) einen schematischen Querschnitt entlang der Linie H-H' nach 13(a) zeigt. Das Hauptmerkmal der Ausführung besteht darin, dass die Abschirmungselektrode 14 auf dem Schutzfilm 8 des TFT-Substrats 19 ausgebildet ist. Auf dem gegenüberliegenden Substrat 20 ist kein leitfähiges Material vorhanden. Deswegen besteht während des Herstellungsprozesses beim Eindringen eines leitfähigen Fremdmaterials keine Möglichkeit eines Kontakts zwischen den Elektroden durch das gegenüberliegende Substrat 20, sodass die dadurch verursachte Ausfallrate auf Null gesenkt wird. Infolgedessen kann die Reinheit in den Prozessen zur Bildung des Orientierungsfilms, zum Polieren, zum Füllen von Flüssigkristallen usw. erhöht werden, wobei die Steuerung des Herstellungsprozesses vereinfacht werden kann.
Es ist nicht notwendig, das gegenüberliegende Substrat 20 mit dem TFT-Substrat 19 elektrisch zu verbinden, um Spannung an die Abschirmungselektrode 14 anzulegen.
Wie oben beschrieben wurde, wird bei der vorhin erwähnten Ausführung die gleiche Wirkung wie bei der Ausführung 1 erreicht und außerdem ist es möglich, das Produktionsergebnis zu verbessern.
Ausführung 8
Der Aufbau der gezeigten Ausführung entspricht dem der Ausführung 4 mit Ausnahme der folgenden Merkmale.
14(a) ist eine schematische Ansicht eines Pixels eines Flüssigkristallanzeigepaneels gemäß der Ausführung, während 14(b) einen schematischen Querschnitt entlang der Linie I-I' nach 14(a) zeigt. Das Hauptmerkmal der Ausführung besteht darin, dass die Abschirmungselektrode 14a, 14b aus dem gleichen Werkstoff, auf der gleichen Schicht und im gleichen Prozess wie die Signalelektroden 2a, 18a ausgebildet werden. Die elektrische Verbindung zwischen der Basiselektrode 5b und der Abschirmungselektrode 14b wird mittels eines Leiters 41 durchgeführt, der aus dem gleichen Werkstoff (Material), auf der gleichen Schicht und im gleichen Prozess wie die Abtastelektroden 1, 17 ausgebildet wird, nachdem ein Durchgang 42 im Gatterisolierfilm 7 gefertigt wurde.
Somit ist es nicht erforderlich, einen zusätzlichen Prozess zur Herstellung der Abschirmungselektrode durchzuführen. Da weiterhin auf dem gegenüberliegenden Substrat 20, ähnlich wie bei der Ausführung 7, kein elektrisch leitendes Material vorhanden ist, besteht keine Möglichkeit eines Kontakts zwischen den Elektroden durch das gegenüberliegende Substrat 20, sodass die dadurch verursachte Ausfallrate auf Null gesenkt wird. Infolgedessen kann die Reinheit in den Prozessen zur Bildung des Orientierungsfilms, zum Polieren, zum Füllen von Flüssigkristallen usw. erhöht werden, wobei die Steuerung des Herstellungsprozesses vereinfacht werden kann.
Die Intensität des elektrischen Feldes ändert sich in Abhängigkeit vom Abstand zwischen der Pixelelektrode 3 und der Abschirmungselektrode 14a. Ein dabei auftretendes Problem besteht darin, dass die Abweichung im Abstand zwischen der Pixelelektrode und der Abschirmungselektrode eine Abweichung in der Helligkeit verursacht. Deswegen ist bei der Ausrichtung der Pixelelektroden und der Basiselektroden eine hohe Genauigkeit erforderlich. Bei einem Verfahren, bei dem zwei Substrate mit Elektroden miteinander verklebt sind, ist die Ausrichtungsgenauigkeit zwei- bis dreimal schlechter als die Ausrichtungsgenauigkeit einer Photomaske. Da die Abschirmungselektroden 14a, 14b aus dem gleichen Material, auf der gleichen Schicht und im gleichen Prozess wie die Pixelelektroden 3 ausgebildet werden, tritt bezüglich der oben erwähnten Ausrichtungsgenauigkeit kein Problem auf.
Wie oben beschrieben wurde, wird bei der vorhin erwähnten Ausführung die gleiche Wirkung wie bei der Ausführung 4 erreicht und außerdem ist es möglich, ein Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigesystem mit einem hohen Durchsatz und einem hohem Produktionsergebnis zu realisieren.
Obwohl die Ausführung auf der Grundlage der Ausführung 4 beschrieben wurde, ist es auch bei den Ausführungen 1, 3 und 6 möglich, die Abschirmungselektroden aus dem gleichen Material, auf der gleichen Schicht und im gleichen Prozess wie die Signalelektrode herzustellen, wobei der gleiche Effekt wie bei der genannten Ausführung erreicht werden kann.
Ausführung 9
Der Aufbau der gezeigten Ausführung entspricht dem der Ausfüh rung 4 mit Ausnahme der folgenden Merkmale.
15(a) ist eine schematische Ansicht eines Pixels eines Flüssigkristallanzeigepaneels gemäß der Ausführung, während 15(b) einen schematischen Querschnitt entlang der Linie J-J' nach 15(a) zeigt. Das Hauptmerkmal der Ausführung besteht darin, dass die Abschirmungselektrode 14 aus dem gleichen Werkstoff, auf der gleichen Schicht und im gleichen Prozess wie die Abtastelektroden 1, 17 ausgebildet wird und sich in der waagerechten Richtung erstreckt, um mit einer gemeinsamen Leitung verbunden zu werden, an die die Basiselektroden der anderen Zeilen angeschlossen sind. Die Flüssigkristallmoleküle werden durch ein elektrisches Feld E zwischen der Pixelelektrode 3 gesteuert, wobei ihre Längsrichtung der senkrechten Richtung entspricht, und wobei der herausragende Abschnitt der Abschirmungselektrode 14 sich in der waagerechten Richtung erstreckt. Somit ist es nicht erforderlich, einen zusätzlichen Prozess zur Herstellung der Abschirmungselektrode 14 durchzuführen.
Da weiterhin auf dem gegenüberliegenden Substrat 20, ähnlich wie bei der Ausführung 2, kein elektrisch leitendes Material vorhanden ist, besteht keine Möglichkeit eines Kontakts zwischen den Elektroden durch das gegenüberliegende Substrat 20, sodass die dadurch verursachte Ausfallrate auf Null reduziert wird. Infolgedessen kann die Reinheit in den Prozessen zur Bildung des Orientierungsfilms, zum Polieren, zum Füllen von Flüssigkristallen usw. erhöht werden, wobei die Steuerung des Herstellungsprozesses vereinfacht werden kann.
Des Weiteren besteht keine Notwendigkeit, einen Durchgang, ähnlich wie bei der Ausführung 8 vorzusehen, infolgedessen jeglicher Verbindungsfehler zwischen den Basiselektroden eliminiert wird. Da bei der gezeigten Ausführung die Pixelelektrode 3 und die Abschirmungs elektrode 14 auf dem gleichen Substrat ausgebildet sind, ist die Ausrichtungsgenauigkeit zwischen der Pixelelektrode 3 und der Abschirmungselektrode 14 hoch.
Der in der senkrechten Richtung herausragende Vorsprung der Abschirmungselektrode 14 kann in der waagerechten Richtung von den Signalelektroden 2a, 18a überlagert werden. Dadurch wird, ähnlich wie bei der Ausführung 5, ohne eine Lichtabschirmungsschicht zusätzlich kein Lichtverlust verursacht, sodass ein hoher Kontrast erreicht werden kann. Da weiterhin der Abstand zwischen der Pixelelektrode 3a und dem Vorsprung der Basiselektrode 5 groß ist, wird die Fläche des lichtdurchlässigen Bereichs (Öffnungsverhältnis) zwischen der Pixelelektrode 3a und dem Vorsprung der Abschirmungselektrode 14 vergrößert, sodass das Transmissionsverhältnis verbessert wird. Obwohl der Anschluss der Abschirmungselektrode bei dieser Ausführung auf die in 15 gezeigte Art und Weise durchgeführt ist, ist der Anschlussbereich nicht darauf begrenzt.
Wie oben beschrieben wurde, wird bei der vorhin erwähnten Ausführung die gleiche Wirkung wie bei der Ausführung 4 erreicht und außerdem ist es möglich, ein Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigesystem mit einem hohen Durchsatz und einem hohen Produktionsergebnis zu realisieren.
Obwohl die Ausführung auf der Grundlage der Ausführung 4 beschrieben wurde, ist es auch bei den Ausführungen 1, 2, 3, 5 und 6 möglich, die Abschirmungselektroden aus dem gleichen Material, auf der gleichen Schicht und im gleichen Prozess wie die Abtastelektrode herzustellen, wobei der gleiche Effekt wie bei der genannten Ausführung erreicht werden kann.
Ausführung 10
Der Aufbau der gezeigten Ausführung entspricht dem der Ausführung 1 mit Ausnahme der folgenden Merkmale.
16 zeigt den Aufbau eines Pixels. Ein Abtastleiter 1 (der der Gatterelektrode entspricht) und ein Signalleiter 2 (der der Drainelektrode entspricht) kreuzen sich im rechten Winkel, wobei die Pixelelektrode 3 (die der Quellenelektrode entspricht) und die Basiselektrode 4 parallel zueinender angeordnet sind und wobei ein elektrisches Feld zwischen die Pixelelektrode 3 und die Basiselektrode 4 angelegt wird, dessen Richtung parallel zur Grenzfläche des Substrats verläuft. 17 ist ein Querschnitt entlang der Linie A in 16. Der Dünnfilmtransistor weist eine positive Stagger-Struktur auf, bei der die Drainelektrode 2 und die Quellenelektrode 3 in der untersten Schicht angeordnet sind und von amorphem Silizium 4, Siliziumnitrid 7 und der Gatterelektrode überdeckt werden.
18 ist ein Querschnitt entlang der Linie B in 16. Hierbei ist der Signalleiter 2 von einem vom Abtastleiter 1a der vorhergehenden Stufe hervorstehenden Vorsprung in der Längsrichtung des Signalleiters überdeckt, um das zwischen dem Signalleiter 2 und der Pixelelektrode 3 wirkende elektrische Feld abzuschirmen. Da das elektrische Potential des Abtastleiters mit Ausnahme des Abtastintervalls konstant ist, kann das elektrische Potential der Pixelelektrode nicht beeinflusst werden. Deshalb werden Schwankungen des elektrischen Potentials der Pixelelektrode 3 eliminiert, die durch auf Grund von Bildsignal auftretende Änderungen des elektrischen Potentials am Signalleiter verursacht werden, sodass eine stabile Bilddarstellung erreicht werden kann. 19 ist ein Querschnitt entlang der Linie C in 16. Um das elektrische Potential der Pixelelektrode 3 zu stabilisieren wird durch die Pixelelektrode 3, den Abtastleiter 17 der vor hergehenden Stufe und den Gatterisolierfilm 7 eine akkumulierte Kapazität gebildet.
Wirkungen
Da es nicht erforderlich ist, dass die Pixelelektrode durchsichtig ist und eine allgemein verwendbare metallische Elektrode benutzt werden kann, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, ein Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigesystem mit einem hohen Produktionsergebnis zu erhalten, das für Massenfertigung geeignet ist.
Des Weiteren ist es möglich, ein Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigesystem mit einer hervorragenden Blickwinkelcharakteristik zu erhalten, das für eine Multihalbtonanzeige geeignet ist.
Durch die Ausbildung der Abschirmungselektrode kann insbesondere die parasitäre Kapazität zwischen der Signalelektrode und der Pixelelektrode verringert werden, wobei es möglich ist, ein Aktivmatrix-Flüssigkristallanzeigesystem mit einem hohen Kontrast und einer hohen Bildqualität ohne Verfälschungen zu erhalten. Es kann eine Verträglichkeit der obigen zwei Effekte erreicht werden. Da weiterhin die Abschirmungselektrode auch als Basiselektrode dient, kann die Anzahl der Fertigungsprozesse verringert werden.

Claims

Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit: einem Substratpaar (19, 20), einer Flüssigkristallschicht (9) zwischen dem Substratpaar, einer Mehrzahl von Abtastelektrodenleitungen (1, 17) die auf einem Substrat des Substratpaars (19, 20) ausgebildet sind, einer Mehrzahl von Signalelektrodenleitungen (2a, 18a) die so ausgebildet sind, dass sie die Mehrzahl der Abtastelektroden kreuzen, einer Mehrzahl von Transistoren (15), die jeweils an einer Position ausgebildet sind, die jedem der Kreuzungspunkte der Abtast- und Signalelektrodenleitungen entspricht, und einer Mehrzahl von linearen Pixelelektroden (3), die jeweils mit einem entsprechenden Transistor der Mehrzahl der Transistoren verbunden sind, ferner mit: einer Mehrzahl von gemeinsamen Elektroden (14) die auf dem einem Substrat des Substratpaars das sich im Wesentlichen parallel zu den Pixelelektroden erstreckt ausgebildet und so angeordnet sind, dass sie ein elektrisches Feld in der Flüssigkristallschicht die sich in einer Hauptrichtung parallel zu dem einem Substrat erstreckt erzeugen wenn eine Spannung zwischen den Pixelelektroden und den entsprechenden gemeinsamen Elektroden angelegt wird; wobei die Mehrzahl der gemeinsamen Elektroden (14) in jedem Pixel zwei Abschnitte enthalten, die sich im Wesentlichen parallel zu einander und parallel zu der Erstreckungsrichtung der Signalelektrodenleitungen erstrecken, und einen Verbindungsabschnitt enthalten, der sich parallel zu der Erstreckungsrichtung der Mehrzahl der Abtastelektrodenleitungen (1, 17) erstreckt, wobei der Verbindungsabschnitt die zwei Abschnitte durch einen zentralen Bereich miteinander verbindet, und wobei die Verbindung von jeder Reihe der gemeinsamen Elektroden (14) in einem zentralen Bereich zwischen zwei angrenzenden Abtastelektrodenleitungen (1, 17) ausgebildet ist.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die beiden Abschnitte die sich in der Erstreckungsrichtung der Mehrzahl der Signalelektrodenleitungen erstrecken in einem Bereich zwischen den Signalelektrodenleitungen (2a, 18a) und den Abtastelektrodenleitungen (1, 17) ausgebildet sind.
Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die beiden Abschnitte die sich in der Erstreckungsrichtung der Mehrzahl der Signalelektrodenleitungen (2a, 18a) erstrecken in Bereichen zwischen den Signalelektrodenleitungen und den Pixelelektroden ausgebildet sind.