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Hintergrund
der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft
allgemein eine Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix, die ein Matrixfeldsubstrat,
ein gegenüberliegendes
Substrat und einen Flüssigkristall
umfasst, das zwischen dem Matrixfeldsubstrat und dem gegenüberliegenden Substrat
-gehalten ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine
Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix, die eine schwarze Struktur
auf dem Chip aufweist, in welcher Pixelelektroden, Schaltelemente und
eine schwarze Lichtabschirmmatrix auf dem Matrixfeldsubstrat gebildet
sind.
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Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen
werden nun weit verbreitet für
Fernsehen, Graphikanzeigen, etc. verwendet. Insbesondere weist eine
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
mit aktiver Matrix eine Ansprechempfindlichkeit einer hohen Geschwindigkeit
auf und ist zur Darstellung einer großen Anzahl von Pixeln geeignet.
Es wird erwartet, dass diese Vorrichtungen eine hohe Bildqualität, eine
große
Abmessung verwirklichen und einen farbbildfähigen Schirm bereitstellen.
Bestimmte Anzeigevorrichtungen mit aktiver Matrix sind nach Forschung
und Entwicklung bereits in praktischen Gebrauch genommen worden.
In derartigen vorhandenen Anzeigevorrichtungen mit aktiver Matrix
sind Abtastleitungen und Signalleitungen, die einander unter rechten
Winkeln kreuzen, auf dem Treibersubstrat angeordnet. Ein Schaltelement
und eine Pixelelektrode sind an den Kreuzungsstellen jeder Abtastleitung
und jeder Signalleitung bereitgestellt. Eine gegenüberliegende Elektrode
und eine schwarze Matrix sind typischerweise auf einem gegenüberliegenden
Substrat gebildet. Die schwarze Matrix schirmt externes Licht, das auf
die Schaltelemente einfällt,
ab, um eine Fehlfunktion der Schaltelemente als Folge eines Fotostroms zu
verhindern. Die schwarze Matrix schirmt auch Leckagelicht ab, das
durch einen Spalt zwischen den Pixelelektroden läuft, um eine Verringerung in
einem Kontrastverhältnis
zu verhindern. Jedoch erfordert ein Anordnen der schwarzen Matrix
auf dem gegenüberliegenden
Substrat eine präzise
Ausrichtung mit den Elementen auf dem Treibersubstrat. Dies ist
ein schwieriger Schritt in dem Zusammensetzungsprozess. Um eine
Fehlausrichtung zwischen der schwarzen Matrix auf dem gegenüberliegenden
Substrat und den Elementen auf dem Treibersubstrat zu verhindern,
existiert ein bekanntes Verfahren, wobei die schwarze Matrix bereitgestellt
ist, die einzelnen Pixelelektroden in einem gewissen Ausmaß zu überlappen.
Durch dieses Verfahren kann die Fehlausrichtung, die bei einem Verbinden
des Treibersubstrats und des gegenüberliegenden Substrats auftritt, bis
zu der Dimension eines überlappten
Abschnitts absorbiert werden. Jedoch verringert die Verwendung eines
derartigen überlappten
Abschnitts die offene Fläche
der schwarzen Matrix bezüglich
der Pixelelektroden und opfert das Aperturverhältnis. Dies verringert die
Luminanz der Pixel.
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Gegenwärtig ist ein Problem einer
Fehlausrichtung vorhanden, die während
einer Fertigung bei einem Kombinieren des Treibersubstrats und des
gegenüberliegenden
Substrats auftritt, wenn die schwarze Matrix auf dem gegenüberliegenden
Substrat bereitgestellt ist. Es ist vorgeschlagen worden, eine so
genannte schwarze Struktur auf dem Chip zu verwenden, die durch
ein Fertigen der schwarzen Matrix auf dem Treibersubstrat erhalten
wird. Diese Lösung
stellt eine Positionierungsgenauigkeit von ungefähr 1 μm zwischen den Pixelelektroden
und der schwarzen Matrix auf dem gleichen Substrat bereit. Eine
derartige Struktur ist beispielsweise in dem japanischen offengelegten
Patent Nr. 5-181159 vorgeschlagen worden.
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Diese Struktur wird nun unter Bezugnahme auf 3 beschrieben werden. Unter
Bezugnahme auf 3 setzt
diese Struktur ein isolierendes Substrat 100 als eine Basis
ein, die beispielsweise aus Quarz gebildet sein kann. Auf dem isolierenden.
Substrat sind in einer Abfolge von der unteren Seite eines Halbleiterdünnfilms 101 aus
Polysilicium oder dergleichen ein Gate-Isolationsfilm 102,
eine Gate-Elektrode 103 aus Polysilicium, die im Widerstand
verringert ist, ein Zwischenschicht- Isolationsfilm 104, eine Signalleitung 105,
die eine Zweischichtstruktur aufweist, die aus einer Aluminiumschicht
und einer Chromschicht besteht, ein Zwischenschicht-Isolationsfilm 106 aus
SiNx, ein Lichtabschirmfilm 107 aus Metall, wie etwa Titan
oder Wolfram oder einem Silicid davon, ein Passivationsfilm 108 aus
SiNx und eine Pixelelektrode 109, die aus einem transparenten leitfähigen Film
aus ITO oder dergleichen gebildet ist, beschichtet.
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Die Signalleitung 105 ist
elektrisch mit einem Source-Bereich 111 des Dünnfilmtransistors 110 verbunden,
und die Pixelelektrode 109 ist elektrisch mit einem Drain-Bereich 112 des
Dünnfilmtransistors 110 verbunden.
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In dieser Struktur bilden der Dünnfilmtransistor 110 und
die Signalleitung 105 einen unteren Schichtabschnitt, und
die Pixelelektrode 109 bildet einen oberen Schichtabschnitt.
Der Lichtabschirmfilm 107 ist zwischen dem oberen Schichtabschnitt und
dem unteren Schichtabschnitt angeordnet, um eine schwarze Matrix
zu bilden. Die schwarze Matrix ist aus einem Metallfilm oder dergleichen
gebildet und ist elektrisch von sowohl dem oberen Schichtabschnitt
als auch dem unteren Schichtabschnitt durch die Zwischenschicht-Isolationsfilme
isoliert. Jedoch erzeugt der Lichtabschirmfilm 107 eine
parasitäre Kapazität zwischen
ihm und der Pixelelektrode 109 des oberen Schichtabschnitts
und zwischen ihm und der Signalleitung 105 des unteren
Schichtabschnitts. Der Lichtabschirmfilm 107 ist in einem
Streupotenzialzustand, so dass eine kapazitive Kopplung eine Verschlechterung
in der Anzeigequalität
herbeiführt. Zusätzlich ist
die Pixelelektrode 109 des oberen Schichtabschnitts elektrisch über den
Lichtabschirmfilm 107 eines Zwischenschichtabschnitts mit
dem Drain-Bereich 112 des Dünnfilmtransistors in dem unteren
Schichtabschnitt verbunden. An diesem Kontaktabschnitt ist der Lichtabschirmfilm 107 teilweise
entfernt, so dass eine perfekte Lichtabschirmung schwierig zu erreichen
ist und eine teilweise Lichtleckage auftritt. Weiter kann, weil
die Pixelelektrode 109, die aus ITO oder dergleichen gebildet
ist, und der Drain-Bereich 112 in einem direkten Kontakt miteinander
sind, ein guter Ohmscher Kontakt nicht erreicht werden, was zu einem
Pixeldefekt führt.
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Während
die obige Struktur derart ist, dass der Lichtabschirmfilm zwischen
dem oberen Schichtabschnitt und dem unteren Schichtabschnitt bereitgestellt
ist, ist auch eine andere Struktur vorgeschlagen worden, derart,
dass ein Lichtabschirmfilm als die unterste Schicht gebildet ist.
Diese Struktur ist beispielsweise in dem offengelegten Japanischen Patent
Nr. 4-331923 offenbart.
Diese Struktur setzt einen Dünnfilmtransistor
aus amorphem Silizium als ein Schaltelement ein, was nun allgemein üblich ist. In
dieser Struktur wird der Dünnfilmtransistor
jedoch nach einem Bilden des Lichtabschirmfilms gebildet. Dementsprechend
besteht die Möglichkeit
eines Zwischenschicht-Kurzschlusses und von Variationen in den Eigenschaften
des Dünnfilmtransistors.
Um zu verhindern, dass dieses Problem auftritt, muss der Lichtabschirmfilm
teilweise entfernt werden, was es erschwert, eine perfekte Lichtabschirmung
zu erreichen. Weiter ist, in dem Fall, wo ein Dünnfilmtransistor aus Polysilizium
als ein Schaltelement verwendet wird, ein Hochtemperaturprozess
nach einem Bilden des Lichtabschirmfilms erforderlich. Dementsprechend
ist die Struktur, bei der ein Lichtabschirmfilm als die unterste
Schicht gebildet ist, nicht praktikabel.
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Weiter ist auch eine andere Struktur
vorgeschlagen worden, derart, dass ein Lichtabschirmfilm als die
oberste Schicht gebildet ist. Jedoch ist es, weil die Pixelelektrode
auf der Oberfläche
des Treibersubstrats vorhanden ist, schwierig, einen ausreichenden
Raum zwischen der Pixelelektrode und dem Lichtabschirmfilm bereitzustellen.
Wenn eine invertierte gestapelte Struktur für den Dünnfilmtransistor eingesetzt
wird, wird die Pixelelektrode in der unteren Schicht freigelegt.
Weiter wird in einer koplanaren Struktur des Polysilicium-Dünnfilmtransistors
die Pixelelektrode freigelegt. Als eine Verbesserung derartiger
Strukturen ist auch eine Struktur vorgeschlagen worden, derart,
dass ein Lichtabschirmfilm nach einem Bilden des Dünnfilmtransistors
und vor einem Bilden der Pixelelektrode gebildet wird. In dieser Struktur
sind die Pixelelektrode und der Lichtabschirmfilm elektrisch verbunden.
Jedoch weist diese Struktur ein Problem dahingehend auf, dass ein
Potenzial der Pixelelektrode in hohem Maße aufgrund der Kopplung variiert
wird. Um dieses Problem zu verhindern, muss der Lichtabschirmfilm
teilweise entfernt werden, was zu einer nicht perfekten Lichtabschirmung
führt.
Eine Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 ist aus der EP-A 556 484 bekannt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Eine erste Aufgabe der Erfindung
besteht darin, eine Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix bereitzustellen,
die eine schwarze Struktur auf dem Chip aufweist, die eine im Wesentlichen
perfekte Lichtabschirmung bereitstellt. Es ist eine weitere Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, eine Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix
bereitzustellen, die nachteilige Effekte einer kapazitiven Kopplung
eliminiert, während eine
gute elektrische Verbindung zwischen jeder Pixelelektrode und dem
entsprechenden Schaltelement bereitgestellt wird. Andere Aufgaben
und Vorteile werden aus der folgenden Zusammenfassung und einer
detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen offensichtlich
werden.
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Die Anzeigevorrichtung mit aktiver
Matrix gemäß der vorliegenden
Erfindung schließt
grundsätzlich
ein Treibersubstrat, das eine Matrix von Pixeln aufweist und ein
gegenüberliegendes
Substrat, das eine gegenüberliegende
Elektrode aufweist, die mit dem Treibersubstrat mit einem dazwischen
definierten Raum verbunden ist, ein. Ein elektrooptisches Material
wird in einem definierten Raum, der dazwischen angeordnet ist, gehalten.
Das Treibersubstrat umfasst einen oberen Schichtabschnitt, der Pixelelektroden
einzeln gebildet darauf aufweist; einen unteren Schichtabschnitt,
der Schaltelemente zum einzelnen Treiben der Pixelelektroden aufweist;
Abtastleitungen zum Abtasten jeder Zeile der Schaltelemente, die
jeder Zeile der Pixel entsprechen; und Signalleitungen zum Zuführen eines
vorgegebenen Bildsignals zu jeder Spalte der Schaltelemente, die jeder
Spalte der Pixel entsprechen. Ein Lichtabschirmfilm ist zwi schen
dem oberen Schichtabschnitt und dem unteren Schichtabschnitt angeordnet.
Der Lichtabschirmfilm ist leitfähig
und in Maskenbereiche und Kissenbereiche geteilt. Der Lichtabschirmfilm (Maskenabschirmfilm),
der in jedem der Maskenbereiche gebildet ist, ist kontinuierlich
entlang jeder Zeile der Pixel strukturiert und schirmt zumindest
jedes Schaltelement teilweise ab. Jeder Maskenabschirmfilm ist sowohl
von dem oberen Schichtabschnitt als auch dem unteren Schichtabschnitt
isoliert und wird auf einem festen Potenzial gehalten. Andererseits sind
die Lichtabschirmfilme (Kissenabschirmfilme), die in den Kissenbereichen
gebildet sind, diskret für die
einzelnen Pixel strukturiert. Jeder Kissenabschirmfilm ist an einem
Kontaktabschnitt zwischen der entsprechenden Pixelelektrode und
dem entsprechenden Schaltelement angeordnet, um eine elektrische
Verbindung dazwischen und eine Lichtabschirmung bereitzustellen.
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Jedes Schaltelement weist eine Leitungs- oder
Verbindungselektrode auf, die in der gleichen Schicht wie jede Signalleitung
gebildet ist. Die Leitungselektrode ist elektrisch über den
entsprechenden Kissenabschirmfilm mit der entsprechenden Pixelelektrode
verbunden und schirmt Licht in einem Bereich zwischen dem entsprechenden
Lichtabschirmfilm und dem entsprechenden Maskenabschirmfilm ab.
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Vorzugsweise sind die Maskenabschirmfilme strukturiert,
parallel zu den Abtastleitungen zu sein und die Signalleitungen,
die Licht abschirmen, zu kreuzen, um eine gitterförmige schwarze
Matrix zu bilden, um dadurch die Umgebung der Pixelelektrode abzuschirmen,
um eine Öffnung
jedes Pixels zu definieren. In bevorzugterer Weise weist jeder Maskenabschirmfilm
ein Kerbenmuster an der Kreuzungsposition bezüglich jeder Signalleitung auf.
Dies verringert die Fläche
eines Überlapps
zwischen dem Maskenabschirmfilm und jeder Signalleitung. Weiter
kann jeder Lichtabschirmfilm ein leitfähiger Metallfilm sein. Jedes
Schaltelement kann ein Dünnfilmtransistor sein.
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Jeder Maskenabschirmfilm kann auf
einem festen Potential gehalten werden, das gleich dem Potential
der gegenüberliegen den
Elektrode Dies lässt es
beispielsweise zu, dass er als ein elektrisches Abschirmpotential
wirkt für
jede Pixelelektrode wirkt, das die kapazitive Kopplung mit jeder
Leitung unterdrückt.
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Die Leitungselektrode ist so strukturiert,
mit einem Abstand zwischen dem entsprechenden Maskenabschirmfilm
und dem entsprechenden Kissenabschirmfilm ausgerichtet zu sein.
Dies stellt eine perfekte Lichtabschirmstruktur bereit. Die Maskenabschirmfilme
sind entlang der Zeilen der Pixel strukturiert, und die Signalleitungen
sind entlang der Spalten der Pixel strukturiert. Somit können die
Maskenabschirmfilme und die Signalleitungen, die einander unter
rechten Winkeln kreuzen, zusammengesetzt werden, um eine gitterförmige schwarze
Matrix auf dem Treibersubstrat zu bilden. Dementsprechend wird eine
perfekte schwarze Matrixstruktur auf dem Chip erhalten.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische, teilweise Schnittansicht, die eine bevorzugte Ausführungsform
der Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix gemäß der vorliegenden Erfindung
veranschaulicht;
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2 eine
schematische, teilweise ebene Ansicht, die die bevorzugte Ausführungsform
der Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt; und
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3 eine
schematische, teilweise Schnittansicht, die eine Anzeigevorrichtung
mit aktiver Matrix zeigt.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen.
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Eine bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun im Detail unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen beschrieben werden. 1 ist
eine schematische, teilweise Schnittansicht, die eine bevorzugte
Ausführungsform
der Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix gemäß der vorliegenden Erfin dung
zeigt. Wie in 1 gezeigt,
weist die Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix eine Plattenstruktur
auf, die aus einem Matrixfeldsubstrat 1, einem gegenüberliegenden
Substrat 2 besteht. Ein elektrooptisches Material, wie
etwa ein Flüssigkristall 3,
wird zwischen dem Matrixfeldsubstrat 1 und dem gegenüberliegenden
Substrat 2 gehalten. Das Matrixfeldsubstrat 1 weist
eine Matrix von Pixeln 4 auf. Das gegenüberliegende Substrat weist
zumindest eine gegenüberliegende
Elektrode 5 auf und ist mit dem Matrixfeldsubstrat mit
einem dazwischen definierten vorgegebenen Raum verbunden. Der Flüssigkristall
wird in diesem definierten Raum gehalten.
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Das Treibersubstrat 1 ist
in einen oberen Schichtabschnitt, einen Zwischenschichtabschnitt und
einen unteren Schichtabschnitt geteilt. Der obere Schichtabschnitt
schließt
Pixelelektroden 6 ein, die entsprechend der Pixel 4 gebildet
sind. Der untere Schichtabschnitt schließt Dünnfilmtransistoren 7 als Schaltelemente
zum einzelnen Treiben der Pixelelektroden 6, Abtastleitungen 8,
jeweils zum Abtasten jeder Zeile der Dünnfilmtransistoren 7,
die jeder Zeile der Pixel 4 entsprechen, und Signalleitungen 9,
jeweils zum Zuführen
eines vorgegebenen Bildsignals zu jeder Spalte der Dünnfilmtransistoren 7,
die jeder Spalte der Pixel 4 entsprechen, ein. Jeder Dünnfilmtransistor
weist einen Halbleiter-Dünnfilm 10 als
eine aktive Schicht, die aus Polysilicium oder dergleichen gebildet
ist, und eine Gate-Elektrode G, die über dem Halbleiter-Dünnfilm 10 mit
einem dazwischen angeordneten Gate-Isolationsfilm strukturiert ist,
auf. Die Gate-Elektrode G ist zu der entsprechenden Abtastleitung 8 fortgesetzt.
Jeder Dünnfilmtransistor 7 weist einen
Source-Bereich S und einen Drain-Bereich D auf jeweiligen Seiten
der Gate-Elektrode G auf. Eine Leitungselektrode 11 ist
mit dem Source-Bereich S verbunden und läuft weiter zu der entsprechenden Signalleitung 9.
Eine weitere Leitungs- oder Verbindungselektrode 12 ist
mit dem Drain-Bereich
D verbunden. Ein Speicherkondensator 13 ist auch in dem Halbleiter-Dünnfilm 10 zusätzlich zu
dem Dünnfilmtransistor 7 gebildet.
Der Speichertransistor 13 weist eine Elektrode durch den
Halbleiter-Dünnfilm 10 und eine
weitere Elektrode durch eine Hilfsleitung 14 auf. Ein dielektrischer
Film ist zwischen den beiden Elektroden 10 und 14 angeordnet,
um so durch die gleiche Schicht wie der Gate-Isolationsfilm gebildet
zu sein. Die Gate-Elektroden G, die Abtastleitungen 8 und
die Hilfsleitungen 14 sind durch die gleiche Schicht gebildet
und sind elektrisch von den Leitungselektroden 11 und 12 durch
einen ersten Zwischenschicht-Isolationsfilm 15 isoliert.
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Der Zwischenschichtabschnitt zwischen
dem oberen Schichtabschnitt und dem unteren Schichtabschnitt ist
als ein leitfähiger
Lichtabschirmfilm gebildet. Der Lichtabschirmfilm ist in Maskenbereiche
und Kissenbereiche geteilt. D. h., der Lichtabschirmfilm ist in
Maskenabschirmfiilme 16M und Kissenabschirmfilme 16P geteilt.
Diese leitfähigen
Lichtabschirmfilme 16M und 16P sind aus einem
Metallfilm gebildet. Jeder der Maskenabschirmfilme 16M ist kontinuierlich
entlang jeder Zeile der Pixel 4 strukturiert und schirmt
teilweise zumindest jeden Dünnfilmtransistor 7 ab.
Jeder Maskenabschirmfilm 16M ist zwischen einem unteren
oder zweiten Zwischenschicht-Isolationsfilm 17 und einem
oberen oder dritten Zwischenschicht-Isolationsfilm 18 eingebettet, womit
er von sowohl dem unteren Schichtabschnitt als auch dem oberen Schichtabschnitt
isoliert ist. Jeder Maskenabschirmfilm 16M wird auf einem
festen Potenzial gehalten. Dieses feste Potenzial ist beispielsweise
gleich dem Potenzial der gegenüberliegenden
Elektrode 5 gesetzt. Andererseits sind die Kissenabschirmfilme 16P diskret
für die
einzelnen Pixel 4 strukturiert. Jeder der Kissenabschirmfilme 16P ist
an einem Kontaktabschnitt C zwischen der entsprechenden Pixelelektrode 6 und
dem entsprechenden Dünnfilmtransistor 7 angeordnet,
um eine elektrische Verbindung dazwischen und eine Lichtabschirmung
an dem Kontaktpunkt C durchzuführen.
Spezifischer ist jeder Kiskenabschirmfilm 16P zwischen der
entsprechenden Pixelelektrode 6 und der entsprechenden
Leitungselektrode 12 angeordnet, um eine gute elektrische
Verbindung dazwischen bereitzustellen. Die Leitungselektrode 12 ist
durch die gleiche Schicht wie jede Signalleitung 9 gebildet,
wie oben erwähnt,
und ist direkt mit dem Drain-Bereich
D des entsprechenden Dünnfilmtransistors 7 verbunden.
Die Leitungselektrode 12 schirmt Licht in einem Bereich
zwi schen dem Kissenabschirmfilm 16P und dem Maskenabschirmfilm 16M,
die voneinander getrennt sind, ab.
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2 ist
eine schematische, ebene Ansicht der in 1 gezeigten Anzeigevorrichtung mit aktiver
Matrix, die eine vergrößerte Ansicht
eines Pixelabschnitts veranschaulicht. Wie in 2 gezeigt, ist jeder Maskenabschirmfilm 16M parallel
zu den Abtastleitungen 8 strukturiert. Dementsprechend
kreuzt jeder Maskenabschirmfilm 16M die Signalleitungen 9,
die eine Lichtabschirmfähigkeit
aufweisen, um eine gitterförmige
schwarze Matrix zu bilden. Mit dieser Struktur ist der umgebende
Abschnitt jeder Pixelelektrode 6 lichtgeschirmt, um eine Öffnung 19 jedes Pixels 4 zu
definieren. Jeder Maskenabschirmfilm 16M weist ein Kerbenmuster 20 an
der Kreuzungsstelle mit jeder Signalleitung 9 auf, um so
die überlappende
Fläche
zwischen dem Maskenabschirmfilm 16M und der Signalleitung 9 so
klein wie möglich
auszuführen,
wodurch die nachteiligen Effekte einer kapazitiven Kopplung unterdrückt werden.
Bei dem Kerbenmuster 20 beträgt die Überlappungsbreite zwischen
dem Maskenabschirmfilm 16M und der Signalleitung 9 nur
ungefähr
0,1 bis 2,0 μm.
Wie oben erwähnt,
weist jeder Dünnfilmtransistor 7 die
Leitungselektrode 12 durch die gleiche Schicht wie die Signalleitung 9 gebildet
auf, und die Leitungselektrode 12 ist in einem direkten
Kontakt mit dem Drain-Bereich D. Die Leitungselektrode 12 ist
elektrisch über den
entsprechenden Kissenabschirmfilm 16P mit der entsprechenden
Pixelelektrode 6 verbunden. Mit anderen Worten, jeder Kissenabschirmfilm 16P ist
an dem Kontaktabschnitt C zwischen der entsprechenden Pixelelektrode 6 und
dem entsprechenden Dünnfilmtransistor 7 verbunden.
Die Leitungselektrode 12 schirmt den Bereich zwischen dem
Kissenabschirmfilm 16P und dem Maskenabschirmfilm 16M ab.
Die Hilfsleitung 14, die in 1 gezeigt
ist, ist parallel zu der Abtastleitung 8 strukturiert.
Die Hilfsleitung 14 überlappt
den Halbleiter-Dünnfilm 10 teilweise,
um den Hilfskondensator 13 zu bilden, der oben erwähnt ist.
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Wie oben beschrieben, sind die leitfähigen Lichtabschirmfilme 16M und 16P über den
Schaltelementen, die beispielsweise die Dünnfilmtransistoren 7 umfassen,
den Signalleitungen 9, den Abtastleitungen 8,
etc. und unter den Pixelelektroden 6 gebildet. Diese Lichtabschirmfilme 16M und 16P sind
von sämtlichen
der Signalleitungen 9, der Abtastleitungen 8 und
der Pixelelektroden 6 isoliert, wodurch sämtliche
Bereiche, die zu maskieren sind, mit einer minimalen Fläche abgeschirmt.
Dementsprechend kann eine perfekte Lichtabschirmung eines Anzeigebereichs
nur durch das Treibersubstrat 1 bewirkt werden, und die
Transmissivität
der Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix kann auf das Maximum verbessert werden.
Weiter muss nur die gegenüberliegende Elektrode 5 auf
dem gegenüberliegenden
Substrat 2 gebildet werden, wodurch die Kosten von Materialien und
einer Zusammensetzung verringert werden können. Zusätzlich kann, weil jeder Maskenabschirmfilm 16M auf
einem festen Potenzial gehalten wird, er eher als eine elektrische
Abschirmung für
jede Pixelelektrode 6 wirken und eine kapazitive Kopplung
unterdrücken,
wodurch eine Anzeigequalität
verbessert wird. Andererseits ist jeder Kissenabschirmfilm 16P zwischen
der entsprechenden Pixelelektrode 6 und der entsprechenden
Leitungselektrode 12 angeordnet, um eine gute elektrische
Verbindung dazwischen auszuführen.
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Ein Verfahren zum Herstellen der
Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix gemäß der vorliegenden Erfindung
wird nun unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben werden. Das
Treibersubstrat 1 wird aus Glas, Quarz, etc. gebildet.
Der Halbleiter-Dünnfilm 10 wird
auf dem Treibersubstrat 1 durch eine Niederdruck-CVD gebildet.
Beispielsweise wird der Halbleiter-Dünnfilm 10 als
ein abgeschiedener Film aus Polysilicium gebildet, der eine Dicke
von ungefähr
50 nm aufweist, und er wird als eine aktive Schicht des Dünnfilmtransistors 7 verwendet.
Nach einer Filmbildung wird der Halbleiter-Dünnfilm 10 strukturiert,
um Inseln zu bilden. Dann wird ein Gate-Isolationsfilm aus beispielsweise
SiO2 auf dem Halbleiter-Dünnfilm 10 gebildet.
Der Halbleiter-Dünnfilm 10 kann
anstatt aus Polysilicium aus einem amorphem Silicium oder dergleichen
gebildet werden. Der Gate-Isolationsfilm kann anstatt aus SiO2 aus SiN, Tantaloxid oder laminierten Filmen
dieser Substanzen gebildet werden.
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Dann werden die Abtastleitungen 8,
die Gate-Elektroden G und die Hilfsleitungen 14 gleichzeitig
auf dem Treibersubstrat gebildet. Beispielsweise werden diese Elemente
durch ein Abscheiden von Polysilicium auf eine Dicke von ungefähr 350 nm durch
eine Niederdruck-CVD gebildet. Als Nächstes wird der Polysiliciumfilm
mit einer Verunreinigung dotiert, um einen Widerstand zu verringern.
Schließlich wird
der Polysiliciumfilm in eine gewünschte
Form strukturiert. Die Abtastleitungen 8, die Gate-Elektroden
G und die Hilfsleitungen 14 können anstatt aus Polysilicium
aus einem Metall, wie etwa Ta, Mo, Al oder Cr, einem Silicid davon
oder einem Polycid davon gebildet werden. Auf diese Weise werden
die Dünnfilmtransistoren 7,
die jeweils aus dem Halbleiter-Dünnfilm 10,
dem Gate-Isolationsfilm und der Gate-Elektrode G bestehen, gebildet.
In dieser bevorzugten Ausführungsform
ist jeder Dünnfilmtransistor 7 von
einem planaren Typ; jedoch können
auch ein normaler gestapelter Typ oder ein invertierter gestapelter
Typ eingesetzt werden. Gleichzeitig wird der Speicherkondensator 13 auch
in jedem Halbleiter-Dünnfilm 10 gebildet.
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Dann wird der erste Zwischenschicht-Isolationsfilm 15 durch
ein Abscheiden von PSG oder dergleichen auf eine Dicke von ungefähr 600 nm
durch eine Atmosphärendruck-CVD
gebildet. Der erste Zwischenschicht-Isolationsfilm 15 deckt
die Abtastleitungen 8, die Gate-Elektroden G und die Hilfsleitungen 14,
die oben erwähnt
sind, ab. Kontaktlöcher, die
den Source-Bereich S und den Drain-Bereich D jedes Dünnfilmtransistors 7 erreichen,
werden durch den ersten Zwischenschicht-Isolationsfilm 15 freigelegt.
Die Signalleitungen 9 und die Leitungselektroden 11 und 12 werden
auf den ersten Zwischenschicht-Isolationsfilm 15 durch
beispielsweise ein Abscheiden von Aluminium auf eine Dicke von ungefähr 16 nm
durch ein Sputtern und dann durch ein Strukturieren des Aluminiumfilms
in eine gewünschte Form
gebildet. Die Leitungselektrode 11 ist über das Kontaktloch des Isolationsfilms 15 mit
dem Source-Bereich S jedes Dünnfilmtransistors 7 verbunden. Die
andere Leitungselektrode 12 ist auf ähnliche Weise über das
andere Kontaktloch des Isolationsfilms 15 mit dem Drain-Bereich
D jedes Dünnfilmtransistors 7 verbunden.
Die Signalleitungen 9 und die Leitungselektroden 11 und 12 können anstatt
aus Al aus Ta, Cr, Mo, Ni, etc. gebildet werden.
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Der zweite Zwischenschicht-Isolationsfilm 17 wird
auf den Signalleitungen 9 und den Leitungselektroden 11 und 12 gebildet,
um so diese Elemente abzudecken. Beispielsweise wird der zweite
Zwischenschicht-Isolationsfilm 17 durch ein Abscheiden
von PSG auf eine Dicke von ungefähr
600 nm durch eine Atmosphärendruck-CVD
gebildet. Ein Kontaktloch (C), das die Leitungselektrode 12 erreicht,
wird durch den zweiten Zwischenschicht-Isolationsfilm 17 freigelegt.
Die Maskenabschirmfilme 16M und die Kiskenabschirmfilme 16P werden
dann auf dem zweiten Zwischenschicht-Isolationsfilm 17 durch
beispielsweise ein Abscheiden von Ti auf eine Dicke von ungefähr 250 nm
durch ein Sputtern und dann ein Strukturieren des Ti-Films in eine
gewünschte
Form gebildet. Jeder Maskenabschirmfilm 16M ist in Kontakt
mit einem festen Potenzial in einem Bereich außerhalb der Anzeigepixel. Andererseits
ist jeder Kissenabschirmfilm 16P in Kontakt mit der Leitungselektrode 12 über das
Kontaktloch (C). Die Maskenabschirmfilme 16M sind miteinander über den
gesamten Anzeigepixelbereich verbunden. Die Maskenabschirmfilme 16M decken
beinahe den gesamten Bereich der Dünnfilmtransistoren 7,
der Abtastleitungen 8 und der Hilfsleitungen 14 außer die
Pixelöffnungen 19 und
die Signalleitungen 9 ab. Dementsprechend ist ein Paar
von gegenüberliegenden
Seiten jeder Pixelöffnung 19 durch
angrenzende Signalleitungen 9 definiert, und das andere
Paar der Seiten jeder Pixelöffnung 19 ist
durch die angrenzenden Maskenabschirmfilme 16M definiert.
Die Maskenabschirmfilme 16M können aus jedweden Materialien
gebildet werden, die ausreichende Lichtabschirmqualitäten und eine
gute Stufenabdeckung aufweisen. Die Lichtabschirmfähigkeit
der Maskenabschirmfilme 16M, die erforderlich ist, besteht
darin, dass die Transmissivität
nicht größer als
1% ist. Vorzugsweise ist die Transmissivität nicht größer als 0,1% in dem sichtbaren
Bereich von 400 bis 700 nm. Die Maskenabschirmfilme 16M können statt
aus Ti aus einem Metall, wie etwa Cr, Ni, Ta, W, Al, Cu, Mo, Pt
oder Pd als eine Legierung davon, oder einem Silicid davon gebildet
werden. Die Dicke jedes Maskenabschirmfilms 16M, die erforderlich
ist, ist eine Dicke, die der oben erwähnten Lichtabschirmfähigkeit
mit jedem Material, das oben erwähnt
ist, genügt,
und im Allgemeinen beträgt
die erforderliche Dicke nicht weniger als 50 nm. Die Kissenisolationsfilme 16P werden
durch die gleiche Schicht wie die Maskenabschirmfilme 16M gebildet.
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Dann wird der dritte Zwischenschicht-Isolationsfilm 18 gebildet,
um die Maskenabschirmfilme 16M und die Kissenabschirmfilme 16P abzudecken. Beispielsweise
wird der dritte Zwischenschicht-Isolationsfilm 18 durch
ein Abscheiden von PSG auf eine Dicke von ungefähr 600 nm durch eine Atmosphärendruck-CVD
gebildet. Ein Kontaktloch, das jeden Kissenabschirmfilm 16P erreicht,
ist durch den dritten Zwischenschicht-Isolationsfilm 18 gebildet.
Die Zwischenschicht-Isolationsfilme 15, 17 und 18 können aus
jedweden transparenten und isolierenden Materialien, wie etwa SiO2, BSG, BPSG, SiN, Plasma-SiN zusätzlich zu
PSG, oder organischen Substanzen, wie etwa Polyamid und Acrylharz,
gebildet werden. Dann werden die Pixelelektroden 6 auf
dem dritten Zwischenschicht-Isolationsfilm 18 beispielsweise durch
ein Abscheiden eines transparenten leitfähigen Films aus ITO oder dergleichen
auf eine Dicke von ungefähr
150 nm durch ein Sputtern und dann ein Strukturieren des transparenten
leitfähigen
Films in eine gewünschte
Form gebildet.
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Danach wird das gegenüberliegende
Substrat 2, das aus Glas oder dergleichen gebildet ist
und die gegenüberliegende
Elektrode 5 über
der gesamten Oberfläche
gebildet aufweist, mit dem Treibersubstrat 1 verbunden.
Schließlich
wird der Flüssigkristall 3 in
den Raum, der zwischen dem Treibersubstrat 1 und dem gegenüberliegenden
Substrat 2 definiert ist, versiegelt. Der Flüssigkristall 3 ist
in einem twisted-nematischen Modus orientiert.
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Während
der Dünnfilmtransistor 7 als
das Schaltelement in der obigen bevorzugten Ausführungsform verwendet wird,
kann ein Element mit zwei Anschlüssen,
wie etwa eine Diode, ein Varistor oder ein Metall-Isolator-Metall-(MIM-)
Element als das Schaltelement anstatt eines Elements mit drei Anschlüssen, wie
etwa ein Dünnfilmtransistor,
verwendet werden. In dem Fall, wo ein derartiges Element mit zwei
Anschlüssen
verwendet wird, sind eine Vielzahl von Matrixpixelelektroden, Elementen
mit zwei Anschlüssen,
eine erste Elektrodengruppe, etc. auf dem Treibersubstrat 1 bereitgestellt,
und eine zweite Elektrodengruppe, die die erste Elektrodengruppe kreuzt,
ist auf dem gegenüberliegenden
Substrat 2 bereitgestellt. In der obigen bevorzugten Ausführungsform
sind die Pixelelektroden 6 mit den Drain-Bereichen D der
Dünnfilmtransistoren 7 verbunden,
und die Signalleitungen 9 sind mit den Source-Bereichen
S der Dünnfilmtransistoren 7 verbunden.
Jedoch sind, weil der Flüssigkristall 3 tatsächlich durch
einen Wechselstrom getrieben wird, die Rollen des Source-Bereichs
S und des Drain-Bereichs D jedes Dünnfilmtransistors 7 wechselweise
austauschbar.
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Wie oben beschrieben, ist gemäß der vorliegenden
Erfindung der Lichtabschirmfilm zwischen dem oberen Schichtabschnitt,
der die Pixelelektroden aufweist, und dem unteren Schichtabschnitt,
der die Dünnfilmtransistoren
und die Leitungen aufweist, angeordnet. Der Lichtabschirmfilm ist
in Maskenabschirmfilme und Kissenabschirmfilme geteilt. Jeder Maskenabschirmfilm
ist mit einem festen Potenzial verbunden, so dass er als eine elektrische
Abschirmung für
jede Pixelelektrode wirken und eine kapazitive Kopplung zu jeder
Leitung unterdrücken
kann, wodurch eine Anzeigequalität
verbessert wird. Andererseits ist jeder Kissenabschirmfilm zwischen
der entsprechenden Pixelelektrode, der Leitungs- oder Verbindungselektrode
und dem entsprechenden Schaltelement angeordnet, um eine gute elektrische Verbindung
dazwischen auszuführen.
Die Maskenabschirmfilme sind über
den Schaltelementen und den Leitungen und unter den Pixelelektroden
gebildet und sind von sowohl den Leitungen als auch den Pixelelektroden
isoliert, so dass die Bereiche, die von Licht abzuschirmen sind,
mit einer minimalen Fläche abgeschirmt
werden können.
Dementsprechend kann eine perfekte Lichtabschirmung eines Anzeigebereichs
nur durch das Treibersubstrat bewirkt werden, und die Transmissivität der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung
kann auf das maximale Niveau verbessert werden. Andererseits muss
nur die gegenüberliegende
Elektrode auf dem gegenüberliegenden Substrat 2 ge bildet
werden, so dass Kosten von Materialien und eines Zusammenbaus verringert
werden können.
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Die vorliegende Erfindung unterliegt
im Detail vielen Variationen, Modifikationen und Änderungen.
Es ist beabsichtigt, dass die gesamte Materie, die durchgehend in
der Spezifikation beschrieben und in den beigefügten Zeichnungen gezeigt ist,
nur als veranschaulichend angesehen wird. Dementsprechend ist beabsichtigt,
dass die Erfindung nur durch den Umfang der angehängten Ansprüche eingeschränkt ist.