DE19959674B4

DE19959674B4 - Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE19959674B4
Application number: DE19959674A
Authority: DE
Inventors: Seong Moh Seo; Hyun Ho Shin; Kyeong Jin Kim; Yun Bok Lee; Jae Jeom Kim
Original assignee: LG Philips LCD Co Ltd
Current assignee: LG Display Co Ltd
Priority date: 1998-12-11
Filing date: 1999-12-10
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2019-12-11
Also published as: KR100301855B1; JP2000194016A; FR2787205B1; GB2344683B; JP4240433B2; KR20000047368A; GB2344683A; GB9929051D0; FR2787205A1; DE19959674A1

Abstract

Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit:
einem ersten Substrat (31) und einem zweitem Substrat (33), welche einander zugewandt sind,
einer Flüssigkristallschicht zwischen dem ersten Substrat (31) und dem zweiten Substrat (33),
einer Mehrzahl von Gatebusleitungen (1), welche in einer ersten Richtung auf dem ersten Substrat (31) angeordnet sind und einer Mehrzahl von Datenbusleitungen (3), welche in einer zweiten Richtung auf dem ersten Substrat (31) angeordnet sind, wodurch Pixelbereiche festgelegt sind, wobei jeder Pixelbereich in mindestens zwei Domänen unterteilt ist und Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht in jeder der mindestens zwei Domänen voneinander verschieden angetrieben werden,
einer Pixelelektrode (13), welche durch die Datenbusleitung (3) elektrisch aufladbar ist, in jedem Pixelbereich, und
einer Hilfselektrode (15), welche die Pixelelektrode (13) umgebend auf derselben Schicht ausgebildet ist, auf welcher die Gatebusleitung (1) ausgebildet ist, wobei die Hilfselektrode (15) zum Erzeugen eines an die Pixelelektrode (13) angelegten elektrischen Feldes eingerichtet ist, und wobei die Pixelelektrode...

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung (LCD), insbesondere eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, welche eine Seiten- oder Hilfselektrode aufweist.
Kürzlich wurde eine LCD vorgeschlagen, bei welcher das Flüssigkristallmaterial nicht ausgerichtet ist und durch gemeinsame Elektroden angesteuert wird, welche von den Pixelelektroden isoliert sind. Aus 1 ist eine Schnittansicht einer Pixeleinheit einer herkömmlichen LCD ersichtlich. Eine solche LCD ist z.B. aus US 5 309 264 A bekannt.
Bei herkömmlichen LCD's ist eine Mehrzahl von Gatebusleitungen in einer ersten Richtung auf einem ersten Substrat angeordnet und eine Mehrzahl von Datenbusleitungen ist in einer zweiten Richtung auf dem ersten Substrat angeordnet, so dass das erste Substrat in eine Mehrzahl von Pixelbereichen unterteilt ist. Von einem Dünnschichttransistor (TFT) ein Bildsignal an eine Pixelelektrode 13 auf einer Passivierungsschicht 37 angelegt, welches von der Datenbusleitung zugeführt wird. In jedem Pixelbereich ist ein TFT ausgebildet und weist eine Gateelektrode, eine Gateisolierschicht, eine Halbleiterschicht, eine Sourceelektrode und eine Drainelektrode, usw. auf. Ein Seitenelektrode 21 ist die Pixelelektrode 13 auf der Gateisolierschicht umgebend ausgebildet, worauf die Passivierungsschicht über dem gesamten ersten Substrat ausgebildet ist. Ein Teil einer Pixelelektrode 13 überlappt die Seitenelektrode 21.
Alternativ hierzu ist die Pixelelektrode 13 auf der Gateisolierschicht ausgebildet und die Passivierungsschicht 37 ist über dem gesamten ersten Substrat ausgebildet.
Auf dem zweiten Substrat ist eine gemeinsame Elektrode 17 ausgebildet, von welcher zusammen mit der Pixelelektrode 13 ein elektrisches Feld an das Flüssigkristallmaterial angelegt wird.
Durch eine Seitenelektrode 21 und einen offenen Bereich (Schlitz) 27 wird das elektrische Feld verzerrt, welches an die Flüssigkristallschicht angelegt wird. Dadurch werden in einer Pixeleinheit die Flüssigkristallmoleküle unterschiedlich angesteuert. Das heißt, dass wenn Spannung an die LCD angelegt wird die Flüssigkristalldirektoren aufgrund der dielektrischen Energie durch das verzerrte elektrische Feld in erforderlichen oder gewünschten Positionen angeordnet werden.
Bei herkömmlichen LCD's ist jedoch ein offener Bereich 27 in der gemeinsamen Elektrode 17 oder der Pixelelektrode 13 erforderlich und die Flüssigkristallmoleküle könnten stabil angesteuert werden, wenn dieser offene Bereich größer wäre. Wenn die Elektroden keinen offenen Bereich aufweisen oder die Weite des offenen Bereichs zu gering ist, ist die Verzerrung des elektrischen Feldes zum Steuern des Pixelbereiches zu schwach. Wenn dann eine Spannung überhalb einer Schwellenspannung V_th angelegt wird ist die zum Stabilisieren der Flüssigkristalldirektoren erforderliche Zeitdauer erhöht. Insbesondere kann die Reaktionszeit über 100 Millisekunden betragen. Zu diesem Zeitpunkt tritt eine Entschrägung von den Bereichen her auf, an welchen die Flüssigkristalldirektoren parallel zu der Transmittanzachse des Polarisators ausgerichtet sind, wodurch die Helligkeit verringert wird. Außerdem ist das Flüssigkristallmaterial aufgrund des Oberflächenzustandes der LCD's unregelmäßig.
DE 44 07 043 A1 offenbart eine Speicherelektrode, von der die Pixelelektrode umgeben ist. EP 0 805 373 A2 offenbart eine Hilfselektrode, die unter der Pixelelektrode gebildet ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mehrdomänen-LCD zu schaffen, welche eine schnelle Reaktionszeit und große Helligkeit bei stabiler Anordnung der Flüssigkristallmoleküle aufweist.
Dies wird erfindungsgemäß erreicht mit einer Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung, gemäß einem der beigefügten Patentansprüche.
Insbesondere weist die erfindungsgemäße Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung ein erstes Substrat und ein zweites Substrat, welche einander zugewandt sind und eine Flüssigkristallschicht zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat auf. Eine Mehrzahl von Gatebusleitungen sind in einer ersten Richtung auf dem ersten Substrat angeordnet und eine Mehrzahl von Datenbusleitungen sind in einer zweiten Richtung auf dem ersten Substrat angeordnet, wodurch Pixelbereiche festgelegt sind, wobei jeder Pixelbereich in mindestens zwei Domänen unterteilt ist und Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht in jeder der mindestens zwei Domänen voneinander verschieden angetrieben werden. Eine Pixelelektrode, welche durch die Datenbusleitung elektrisch aufladbar ist, ist in dem Pixelbereich gebildet und eine Hilfselektrode, welche die Pixelelektrode umgebend auf derselben Schicht ausgebildet ist, auf welcher die Gatebusleitung ausgebildet ist, ist gebildet, wobei die Hilfselektrode zum Erzeugen eines an die Pixelelektrode angelegten elektrischen Feldes eingerichtet ist, und wobei die Pixelelektrode die Hilfselektrode nicht überlappt.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine Schnittansicht einer herkömmlichen Flüssigkristallanzeigevorrichtung,
2a, 2b, 2c, 2d, 2e, 2f und 2g Draufsichten bzw. Schnittansichten einer Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung,
3a, 3b, 3c, 3d, 3e, 3f, 3g und 3h Drauf bzw. Schnittansichten der Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtungen nach einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
4a und 4b, 4c, 4d, 4e, 4f Drauf- bzw. Schnittansichten einer Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung,
5a, 5b und 5c, 5d Drauf- bzw. Schnittansichten der Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
6a und 6b Drauf- bzw. Schnittansichten der Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
7 eine Draufsicht der Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach einer vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, und
8a bis 8g Draufsichten aus denen unterschiedliche elektrische Felder bewirkende Fenster und dielektrische Rahmen nach den Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich sind.
Aus den 2a und 2b sind Draufsichten einer Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtungen ersichtlich. Aus den 2c bis 2g sind Schnittansichten entlang der Linien I-I' und II-II aus 2a ersichtlich.
Die Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung weist erste und zweite Substrate, eine Mehrzahl von Gatebusleitungen 1, welche in einer ersten Richtung auf einem ersten Substrat angeordnet sind und eine Mehrzahl von Datenbusleitungen 3, welche in einer zweiten Richtung auf dem ersten Substrat angeordnet sind, eine gemeinsame Hilfselektrode 15, einen TFT, eine Passivierungsschicht 37 und eine Pixelelektrode 13 auf.
Auf einem zweiten Substrat ist eine Lichtschutzschicht 25 ausgebildet, welche von den Gate- und Datenbusleitungen 1 und 3 und dem TFT her durchtretendes Licht abschirmt. Eine Farbfilterschicht 23 ist auf der Lichtschutzschicht ausgebildet. Eine gemeinsame Elektrode 17 ist auf der Farbfilterschicht ausgebildet und eine Flüssigkristallschicht ist zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat ausgebildet.
Das erste Substrat ist durch die Datenbusleitungen 3 und die Gatebusleitungen 1 in eine Mehrzahl von Pixelbereichen unterteilt. Die gemeinsame Hilfselektrode verzerrt das elektrische Feld und ist auf der selben Schicht ausgebildet, auf welcher die Gatebusleitungen ausgebildet sind. Der TFT ist an jedem Pixelbereich ausgebildet und weist eine Gateelektrode 11, eine Gateisolierschicht 35, eine Halbleiterschicht 5, eine Ohmsche Kontaktschicht (nicht gezeigt) sowie Source- und Drainelektroden 7 und 9 auf. Eine Passivierungsschicht 37 ist über dem gesamten ersten Substrat 31 ausgebildet. Die Pixelelektrode 13 ist an die Drainelektrode 9 angeschlossen.
Beim Herstellen der Mehrdomänen-LCD wird in jedem Pixelbereich auf dem ersten Substrat ein TFT mit einer Gateelektrode 11, einer Gateisolierschicht 35, einer Halbleiterschicht 5, einer Ohmschen Kontaktschicht (nicht gezeigt) sowie einer Source- und einer Drainelektrode 7 bzw. 9 ausgebildet. Ein Mehrzahl von Gatebusleitungen 1 und eine Mehrzahl von Datenbusleitungen 3 sind das erste Substrat 31 in eine Mehrzahl von Pixelbereichen unterteilend ausgebildet.
Eine Gateelektrode 11 und Gatebusleitungen 1 sind durch Aufsputtern und Strukturieren eines Metalls wie beispielsweise Al, Mo, Cr, Ta, Al-Legierung, usw. ausgebildet. Die gemeinsame Hilfselektrode 15 ist den Pixelbereich umgebend ausgebildet. Die Gateisolierschicht 35 ist durch Auftragen von SiN_x oder SiO_x. mittels eines PECVD-Verfahrens darauf ausgebildet. Die Halbleiterschicht 5 und die Ohmsche Kontaktschicht werden durch Auftragen mittels eines PECVD-Verfahrens (Plasma Enhanced Vapor Deposition; chemische Ausscheidung aus der Gasphase) und Strukturieren von amorphen Silizium (a – Si) bzw. dotiertem amorphen Silizium (n⁺ a – Si) ausgebildet. Die Gateisolierschicht 35 das amorphe Silizium (a – Si) und das dotierte amorphe Silizium (n⁺ a – Si) werden mittels PECVD-Verfahren ausgebildet und strukturiert. Die Datenbusleitung 3 sowie die Source-und Drainelektroden 7 bzw. 9 werden durch Aufsputtern und Strukturieren eines Metalls wie beispielsweise Al, Mo, Cr, Ta, Al-Legierungen usw. ausgebildet.
Gleichzeitig wird eine Speicherelektrode 43 die Gatebusleitung 1 und/oder die gemeinsame Hilfselektrode 15 überlappend ausgebildet, wobei die Speicherelektrode 43 zusammen mit der Gatebusleitung 1 und/oder der gemeinsamen Hilfselektrode 15 eine Speicherkapazität bildet.
Danach wird eine Passivierungsschicht 37 aus BCB (Benzozyklobuthen), Acrylat, Polyimid basierten Materialien, SiN_x oder SiO_x über dem gesamten ersten Substrat ausgebildet. Die Pixelelektrode 13 wird durch Aufsputtern und Strukturieren eines Metalls wie beispielsweise ITO (Idiumzinnoxid) ausgebildet. Eine Kontaktöffnung 39 wird durch Öffnen und Strukturieren eines Teils der Passivierungsschicht über der Drainelektrode 9 ausgebildet, so dass die Pixelelektrode an die Drain-und Speicherelektroden angeschlossen werden kann.
Wenn die gemeinsame Hilfselektrode 15 und die Gatebusleitung 1 aus demselben Material ausgebildet werden können die gemeinsame Hilfselektrode und die Gateelektrode gleichzeitig unter Verwendung einer einzigen Maske ausgebildet und elektrisch mit der gemeinsamen Elektrode 17 verbunden werden. Es ist jedoch auch möglich diese Elektroden aus unterschiedlichen Materialien oder aus einer Doppelschicht unter Verwendung zusätzlicher Masken auszubilden.
Auf dem zweiten Substrat 33 wird eine Lichtschutzschicht 25 ausgebildet, welche Lichtdurchtritte von den Gate und Datenbusleitungen 1 und 3, dem TFT sowie der gemeinsamen Hilfselektrode 15 her abschirmt. Eine Farbfilterschicht 23 ist aus roten (R) grünen (G) und blauen (B) Elementen ausgebildet welche auf der Lichtschutzschicht aufeinanderfolgend angeordnet sind. Eine gemeinsame Elektrode 17 ist aus ITO auf der Farbfilterschicht ausgebildet und eine Flüssigkristallschicht ist durch Injezieren von Flüssigkristallmaterial zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat ausgebildet.
Zum Anlegen einer Spannung V_com an die gemeinsame Hilfselektrode 15 ist Ag-Punktstück an jedem Eckbereich eines Ansteuerbereiches auf dem ersten Substrat 31 ausgebildet. Zwischen dem ersten Substrat und dem zweiten Substrat 33 wird ein elektrisches Feld angelegt. Die Flüssigkristallmoleküle werden durch die Potentialdifferenz gesteuert. Eine Spannung V_com wird durch Verbinden des Ag-Punktstückes mit der gemeinsamen Hilfselektrode an die gemeinsame Hilfselektrode 15 angelegt, was gleichzeitig mit Ausbilden der gemeinsamen Hilfselektrode durchgeführt wird. Auf mindestens einem Substrat ist ein Ausgleichsfilm 29 aus einem Polymer ausgebildet. Der Ausgleichsfilm ist ein negativer uniaxialer Film, welcher eine optische Achse aufweist und die Phasendifferenz aufgrund der dem Betrachtungswinkel entsprechenden Richtung ausgleicht.
Daher ist es möglich negative Effekte durch den Betrachtungswinkel in Rechts-Links-Richtung durch Vergrößern des Bereichs ohne Grauinversion (gray inversion) effektiv zu kompensieren und hierbei das Kontrastverhältnis in schräger Richtung durch Ausbilden von Mehrdomänenpixeln zu verbessern.
Bei der Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung ist es auch möglich, einen negativen biaxialen Film als Ausgleichsfilm zu verwenden, welcher zwei optische Achsen und einen weiteren Betrachtungswinkel aufweist als der negative uniaxiale Film. Der Ausgleichsfilm kann auf beiden Substraten oder auf einem der Substrate ausgebildet sein.
Nach Ausbilden des Ausgleichsfilms wird der Polarisator auf mindestens einem der Substrate ausgebildet. Hierbei werden der Ausgleichsfilm und der Polarisator bevorzugt einstückig ausgebildet.
Bei der Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach 2 überlappt die Pixelelektrode die gemeinsame Hilfselektrode 15. Die Lichtschutzschicht 25 überlappt die gemeinsame Hilfselektrode wodurch das Öffnungsverhältnis verbessert wird. Die Speicherelektrode 43 bildet eine Speicherkapazität C_st durch Überlappen mit der Gatebusleitung 1. Die Speicherelektrode 43 kann auch die gemeinsame Hilfselektrode 15 überlappen (nicht gezeigt).
Darüber hinaus werden bei der LCD nach 2b weniger Kurzschlüsse in der gemeinsamen Hilfselektrode und der Gatebusleitung erzeugt (short generation), als bei jener nach 2a. Aus den 2d und 2f ist ersichtlich, dass die Passivierungsschicht 37 SiN_x oder SiO_x aufweist. Aus 2e und 2g ist ersichtlich, dass die Passivierungsschicht BCB oder Acrylharz aufweist. Außerdem ist aus 2d und 2e ersichtlich, dass dielektrische Rahmen 53 auf der gemeinsamen Elektrode 17 ausgebildet sind. Aus den 2f und 2g ist ersichtlich, dass ein ein elektrisches Feld beeinflußendes Fenster 51 in der gemeinsamen Elektrode 17 ausgebildet ist.
Aus 3a und 3b sind Draufsichten auf die Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich. Aus den 3c und 3d sind Schnittansichten entlang der Linie III-III' in 3 ersichtlich. Aus den 3e, 3f, 3g und 3h sind Schnittansichten entlang der Linie IV-IV' in 3a ersichtlich.
Die Pixelelektrode 13 überlappt die gemeinsame Hilfselektrode 15 nicht und die Lichtschutzschicht 25 überlappt die Pixelelektrode 13. Hier werden die Gateisolierschicht 35 und die Passivierungsschicht 37 über der gemeinsamen Hilfselektrode 15 entfernt, wodurch das elektrische Feld, welches von der gemeinsamen Hilfselektrode 15 erzeugbar ist und an die Pixelelektrode 13 angelegt wird, erhöht ist (siehe 3b).
Aus 3c sind Bereiche ersichtlich, an welchen die Gateisolierschicht 35 und die Passivierungsschicht 37 entfernt wurden, wodurch ein Teil der gemeinsamen Hilfselektrode 15 freigelegt ist. Aus der 3d sind drei freigelegte Seiten der gemeinsamen Hilfselektrode ersichtlich.
Von der Speicherelektrode 43, welche die Gatebusleitung 1 überlappt, wird eine Speicherkapazität ausgebildet. Die Speicherelektrode 43 kann die gemeinsame Hilfselektrode 15 überlappend ausgebildet sein (nicht gezeigt).
Aus den 3e und 3g ist ersichtlich, dass. die Passivierungsschicht 37 SiN_x oder SiO_x aufweist. Aus den 3f und 3h ist ersichtlich, dass die Passivierungsschicht 37 BCB oder Acrylharz aufweist. Außerdem ist aus den 3e und 3f ersichtlich, dass dielektrische Rahmen 53 auf der gemeinsamen Elektrode 17 ausgebildet sind. Aus den 3g und 3h ist ersichtlich, dass ein ein elektrisches Feld beeinflußendes Fenster 51 in der gemeinsamen Elektrode 17 ausgebildet ist.
Aus 4a ist eine Draufsicht auf eine weitere Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung ersichtlich. Aus den 4b und 4c, 4d, 4e, 4f sind Schnittansichten entlang der Linien V-V' und VI-VI' aus 4a ersichtlich.
Bei der Mehrdomänen-LCD ist ein Teil von umgekehrten oder invers aufgebauten Pixeln (upper-down Pixels) auf der gemeinsamen Hilfselektrode 15 ausgebildet, welche eine Speicherelektrode 43 aufweisen. Das Öffnungsverhältnis ist im Vergleich zu der LCD aus 2 sehr stark verbessert.
Darüber hinaus überlappt die Pixelelektrode 13 die gemeinsame Hilfselektrode 15. Die Lichtschutzschicht 25 überlappt die gemeinsame Hilfselektrode 15 und die Speicherelektrode 43 bildet zusammen mit der gemeinsamen Hilfselektrode 15 eine Speicherkapazität. Aus den 4c und 4d ist ersichtlich, dass dielektrische Rahmen 53 auf der gemeinsamen Elektrode 17 ausgebildet sind. Aus 4e und 4f ist ersichtlich, das ein ein elektrisches Feld beeinflußendes Fenster 51 in der gemeinsamen Elektrode 17 ausgebildet ist. Außerdem ist aus den 4d und 4f ersichtlich, dass die Lichtschutzschicht 25 lediglich auf dem Dünnschichttransistor ausgebildet ist.
Aus den 5a und 5b sind Draufsichten auf die Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich. Aus den 5c und 5d sind Schnittansichten entlang der Linie VII-VII' aus 5b ersichtlich.
Die Mehrdomänen-LCD weist die gleiche Struktur, wie jene nach der dritten bevorzugten Ausführungsform mit folgenden Ausnahmen auf:
Die Pixelelektrode 13 überlappt nicht die gemeinsame Hilfselektrode 15. Die Lichtschutzschicht 25 überlappt die Pixelelektrode 13. Ein Bereich der Gateisolierschicht und der Passivierungsschicht 37 sind über der gemeinsamen Hilfselektrode 15 entfernt, wodurch das elektrische Feld der gemeinsamen Hilfselektrode 15 verstärkt ist, welches an die Pixelelektrode 13 angelegt wird (siehe 5b).
Aus 5c ist ein Bereich der Gateisolierschicht 35 und der Passivierungsschicht 37, welche entfernt wurden, um einen Teil der gemeinsamen Hilfselektrode 15 freizulegen ersichtlich. Aus 5d ist ersichtlich, dass drei Seiten der gemeinsamen Hilfselektrode 15 freigelegt sind.
Aus 6a ist eine Draufsicht auf die Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich. Aus 6b ist eine Schnittansicht entlang der Linie VIII-VIII' aus 6a ersichtlich.
Aus 7 ist eine Draufsicht auf die Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach der vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich.
Bei der erfindungsgemäßen Mehrdomänen-LCD ist ein Teil von verkehrt herum angeordneten oder invers aufgebauten Pixeln auf der gemeinsamen Hilfselektrode 15 ausgebildet, welche eine gemeinsame Speicherelektrode 43 aufweist. Im Vergleich mit der aus 6 ersichtlichen LCD ist das Öffnungsverhältnis hierbei stark verbessert.
Bei der erfindungsgemäßen Mehrdomänen-LCD ist das Öffnungsverhältnis durch eine optimale Strukturgestaltung eines "n-Linien"-Dünnschichttransistors oder TFT mit nichtlinearem Kanal (welcher im US Patent Nr. US 5, 694, 185 A offenbart ist) verbessert, so dass der Energieverbrauch verringert, die Leuchtstärke erhöht und die Reflektion verringert sind, wodurch das Kontrastverhältnis verbessert ist. Das Öffnungsverhältnis wird durch Ausbilden des TFT überhalb der Gateleitung und Vorsehen eines "n-Linien"-TFT's verbessert. Die parasitäre Kapazität, welche zwischen der Gatebusleitung und der Drainelektrode auftritt, kann aufgrund des Effektes der Kanallängenerweiterung reduziert werden, wenn ein TFT mit der selben Kanallänge wie die symmetrische TFT Struktur hergestellt wird.
Aus den 8a bis 8g sind Draufsichten auf unterschiedliche elektrische Felder bewirkende Fenster 51 und dieelektrische Rahmen 53 nach den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich.
Die erfindungsgemäße Mehrdomänen-LCD weist dielektrische Rahmen 53 auf der Pixelelektrode und/oder ein ein elektrisches Feld beeinflußendes Fenster, welches wie eine Öffnung oder ein Schlitz in der Pixelelektrode ausgebildet ist, eine Passivierungsschicht, eine Gateisolierschicht, eine Farbfilterschicht und/oder eine gemeinsame Elektrode auf, welche durch Strukturieren ausgebildet wird, und wobei die Effekte der Verzerrung des elektrischen Feldes in mehreren Bereichen erreicht werden.
Das heißt durch Ausbilden von elektrischen Feldern bewirkenden Fenstern 51 oder dielektrischen Rahmen 53 wird der Mehrdomänen-Effekt durch Unterteilen eines jeden Pixels in vier Bereiche wie beispielsweise in einer "+", "x", oder "doppelt-Y"-förmigen Struktur oder Unterteilen jedes Pixels horizontal, vertikal, und/oder diagonal und Durchführen unterschiedlicher Ausrichtungsbehandlungen zum Ausbilden von Orientierungsrichtungen in jedem Bereich und auf jedem Substrat erreicht.
Außerdem ist bei der erfindungsgemäßen Mehrdomänen-LCD eine Ausrichtungsschicht (nicht gezeigt) über dem gesamten ersten und/oder zweiten Substrat ausgebildet. Die Ausrichtungsschicht weist ein Material wie Polyamid oder Polyimid-basierte Materialien, PVA (Polyvenylalkohol), polyamische Säure (polyamic Acid) oder SiO₂ auf. Wenn ein Reibeverfahren zum Bestimmen der Orientierungsrichtung verwendet wird, ist es möglich, jedes für das Reibeverfahren geeignete vom Material zu verwenden.
Darüberhinaus ist es möglich, die Orientierungsschicht mit einem fotosensitiven Material wie beispielsweise PVCN (Polyvenylcinamat)-, PSCN (Polysiloxancinamat)- und CelCN (Cellulosecinamat)-basierten Materialen auszubilden. Jedes für das Fotoausrichtungsverfahren geeignete Material kann verwendet werden. Durch einmaliges Bestrahlen der Ausrichtungsschicht mit Licht wird die Orientierungs- oder Vorkipp-Richtung sowie der Vorkippwinkel bestimmt. Das bei dem Fotoausrichtungsverfahren verwendete Licht ist bevorzugt Licht aus dem ultravioletten Bereich sowie unpolarisiertes Licht, linear polarisiertes Licht oder teilweise polarisiertes Licht.
Bei dem Reibeverfahren oder dem Fotoausrichtungsverfahren ist es möglich, eines der Substrate oder beide Substrate zu behandeln und unterschiedliche Orientierungsverfahren auf jedem Substrat anzuwenden.
Durch das Orientierungsverfahren wird eine Mehrdomänen-LCD mit mindestens zwei Bereichen ausgebildet. Die Flüssigkristallmoleküle der Flüssigkristallschicht sind innerhalb jedes Bereiches zueinander unterschiedlich ausgerichtet. Das heißt, der Mehrdomänen-Effekt wird durch Unterteilen jedes Pixel in vier Bereiche, wie beispielsweise in "plus" oder "x" Form oder Unterteilen jedes Pixel horizontal, vertikal und/oder diagonal unter Durchführen unterschiedlicher Ausrichtungsverfahren oder Ausbilden unterschiedlicher Orientierungsrichtungen in jedem Bereich und auf jedem Substrat erreicht.
Es ist möglich, mindestens einen Bereich der unterteilten Bereiche unausgerichtet zu belassen. Es ist auch möglich, alle Bereiche unausgerichtet zu belassen.
Bei der erfindungsgemäßen Mehrdomänen-LCD sind die Pixelelektrode und die gemeinsame Hilfselektrode auf derselben Schicht ausgebildet. Eine hohe Spannung ist zum Erhöhen der Intensität des elektrischen Feldes, welches zwischen diese beiden Elektroden angelegt wird, nicht erforderlich. Außerdem ist im Fall der Durchführung einer Ausrichtungsbehandlung eine kurze Reaktionszeit und eine stabile Flüssigkristallstruktur mittels eines Vorkippwinkels und einer Ankerenergie erreichbar.
Außerdem werden Entkippungseffekte vermieden und dadurch die Helligkeit verbessert.
Bei der erfindungsgemäßen Mehrdomänen-LCD kann die Flüssigkristallschicht Flüssigkristallmoleküle mit positiver dielektrischer Anisotropie oder Flüssigkristallmoleküle mit negativer dielektrischer Anisotropie aufweisen. Außerdem kann die Flüssigkristallschicht chirale Verunreinigungen (chiral dopants) aufweisen.

Claims

Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung mit: einem ersten Substrat (31) und einem zweitem Substrat (33), welche einander zugewandt sind, einer Flüssigkristallschicht zwischen dem ersten Substrat (31) und dem zweiten Substrat (33), einer Mehrzahl von Gatebusleitungen (1), welche in einer ersten Richtung auf dem ersten Substrat (31) angeordnet sind und einer Mehrzahl von Datenbusleitungen (3), welche in einer zweiten Richtung auf dem ersten Substrat (31) angeordnet sind, wodurch Pixelbereiche festgelegt sind, wobei jeder Pixelbereich in mindestens zwei Domänen unterteilt ist und Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht in jeder der mindestens zwei Domänen voneinander verschieden angetrieben werden, einer Pixelelektrode (13), welche durch die Datenbusleitung (3) elektrisch aufladbar ist, in jedem Pixelbereich, und einer Hilfselektrode (15), welche die Pixelelektrode (13) umgebend auf derselben Schicht ausgebildet ist, auf welcher die Gatebusleitung (1) ausgebildet ist, wobei die Hilfselektrode (15) zum Erzeugen eines an die Pixelelektrode (13) angelegten elektrischen Feldes eingerichtet ist, und wobei die Pixelelektrode (13) die Hilfselektrode (15) nicht überlappt.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner aufweist: eine Gateisolierschicht (35) über dem gesamten ersten Substrat (31), eine Passivierungsschicht (37) auf der Gateisolierschicht (35) über dem gesamten ersten Substrat (31), eine Lichtschutzschicht (25) auf dem zweiten Substrat (33), eine Farbfilterschicht (23) auf der Lichtschutzschicht (25), eine gemeinsame Elektrode (17) auf der Farbfilterschicht (23), und eine Ausrichtungsschicht auf mindestens einem der beiden Substrate (31, 33).
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, welche ferner aufweist: eine Speicherelektrode (43) unter der Passivierungsschicht (37), welche an die Pixelelektrode (13) angeschlossen ist und welche die Gatebusleitung (1) überlappt.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, welche ferner aufweist: eine Speicherelektrode (43) unter der Passivierungsschicht (37), welche an die Pixelelektrode (13) angeschlossen ist und welche die Hilfselektrode (15) überlappt.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Lichtschutzschicht (25) die Hilfselektrode (15) überlappt.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Lichtschutzschicht (25) die Pixelelektrode (13) überlappt.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Gateisolierschicht (35) und eine Passivierungsschicht (37) in einem Bereich mit Ausnahme der Hilfselektrode (15) ausgebildet sind.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Hilfselektrode (15) an der gemeinsamen Elektrode (17) elektrisch angeschlossen ist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner aufweist: einen dielektrischen Steg (53) auf der Pixelelektrode (13) zum Verzerren des elektrischen Feldes.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, welche ferner aufweist: einen dielektrischen Steg (53) auf der gemeinsamen Elektrode (17) zum Verzerren des elektrischen Feldes.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Pixelelektrode (13) eine feldbeeinflussende Öffnung (51) aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Passivierungsschicht (37) eine feldbeeinflussende Öffnung (51) aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Gateisolierschicht (35) eine feldbeeinflussende Öffnung (51) aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die gemeinsame Elektrode (17) eine feldbeeinflussende Öffnung (51) aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Farbfilterschicht (23) eine feldbeeinflussende Öffnung (51) aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, welche ferner aufweist: eine Überzugsschicht auf der Farbfilterschicht (23).
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Überzugsschicht eine feldbeeinflussende Öffnung (51) aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Passivierungsschicht (37) BCB, Acrylharz oder eine Polyimid-Verbindung aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Passivierungsschicht (37) Siliziumnitrid oder Siliziumoxid aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Hilfselektrode (15) ITO, Aluminium, Molybdän, Chrom, Tantal oder Titan aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Pixelelektrode (13) ITO, Aluminium oder Chrom aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die gemeinsame Elektrode (17) ITO aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Ausrichtungsschicht in mindestens zwei Abschnitte unterteilt ist und die Flüssigkristallmoleküle in der Flüssigkristallschicht in jedem Abschnitt der mindestens zwei Abschnitte voneinander unterschiedlich ausgerichtet sind.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 23, wobei mindestens ein Abschnitt der mindestens zwei Abschnitte der Ausrichtungsschicht mit einem Ausrichtungsverfahren behandelt ist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Ausrichtungsschicht nicht mit einem Ausrichtungsverfahren behandelt ist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkristallschicht Flüssigkristallmoleküle mit positiver dielektrischer Anisotropie aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkristallschicht Flüssigkristallmoleküle mit negativer dielektrischer Anisotropie aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner aufweist: eine negative optisch-uniaxiale Schicht auf mindestens einem der Substrate (31, 33).
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner aufweist: eine negative optisch-biaxiale Schicht auf mindestens einem der Substrate (31, 33).
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkristallschicht chirale Dotierstoffe aufweist.
Mehrdomänen-Flüssigkristallanzeigevorrichtung nach Anspruch 2, welche ferner aufweist: einen Dünnschichttransistor, der einen abgewinkelten Kanal aufweist, an Kreuzungsbereichen der Gatebusleitungen (1) mit den Datenbusleitungen (3).