DE60118594T2

DE60118594T2 - Anzeige und verfahren zu ihrer ansteuerung

Info

Publication number: DE60118594T2
Application number: DE60118594T
Authority: DE
Inventors: Katsuhiko Neyagawa-shi KUMAGAWA; Hiroyuki Osaka-shi YAMAKITA; Masanori Daito-shi KIMURA; Akio Neyagawa-shi TAKIMOTO
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2000-10-04
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2021-10-05
Also published as: DE60137091D1; US7499115B2; WO2002029483A1; EP1335240A4; ATE322702T1; US20090174828A1; US20040109122A1; ATE418134T1; EP1600930B1; EP1600930A2; EP1335240B1; DE60118594D1; EP1335240A1; TW541441B; EP1335240A9; EP1600930A3

Description

TECHNISCHES SACHGEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Anzeigevorrichtungen, wie beispielsweise Flüssigkristallanzeigevorrichtungen, usw., und Ansteuerverfahren dafür.
HINTERGRUND
Flüssigkristallanzeigevorrichtungen sind in weit verbreiteter Verwendung als dünne und leichte, flache Anzeigen zur Verwendung in verschiedenen elektronischen Maschinen verbreitet. Dabei sind verschiedene Anzeige-Schemata vorhanden, die in Flüssigkristallanzeigevorrichtungen verwendet werden. Unter solchen wird ein Schema, bekannt als IPS (In-Plane-Switching), bei dem ein elektrisches Feld an ein Flüssigkristall parallel zu einem Substrat angelegt wird, um einen weiten Betrachtungswinkel zu erhalten, geeignet für Monitoranzeigen zur Verwendung in Personal-Computern, Flüssigkristall-TV-Geräten, oder dergleichen, aufgrund deren ausgezeichneten Bildeigenschaften, verwendet.
Flüssigkristallanzeigevorrichtungen, die IPS verwenden, sind in der Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-10556, zum Beispiel, offenbart. Eine Draufsicht eines Pixelbereichs davon ist in 47 dargestellt. Eine solche Flüssigkristallanzeigevorrichtung weist ein Feld-Substrat und ein gegenüberliegendes Substrat, parallel zueinander, und ein Flüssigkristall, gehalten zwischen dem Feld-Substrat und dem gegenüberliegenden Substrat, auf. Wie in 47 dargestellt ist, sind, in dem Feld-Substrat, Gate-Verdrahtungen 101, die Abtastsignale zuführen, und Source-Verdrahtungen 102, die Bildsignale zuführen, so angeordnet, um sich unter ungefähr rechten Winkeln zu schneiden. Nahe zu jedem Schnitt der Gate-Verdrahtung 101 und der Source-Verdrahtung 102 ist ein Dünnfilmtransistor (TFT) 104, der eine Halbleiterschicht besitzt, als ein Umschaltelement gebildet. Mit der Source-Verdrahtung 102 ist eine kammähnliche Pixelelektrode 115 über den TFT 104 verbunden. Gegenüberliegende Elektroden 116, die als ein Standard-Potenzial arbeiten, sind so angeordnet, um mit der Pixelelektrode 105 ineinander zugreifen. Die Gegenelektroden 116 sind elektrisch mit einer gemeinsamen Verdrahtung 103 parallel zu der Gate-Verdrahtung 101 über ein Kontaktloch 108 verbunden. An dem Schnitt der gemeinsamen Verdrahtung 103 und der Pixelelektrode 115, mit einer isolierenden Schicht (nicht dargestellt) dazwischen, ist ein Speicherkondensatorbereich 107 gebildet.
Gemäß einer solchen Flüssigkristallanzeigevorrichtung wird ein elektrisches Feld im Wesentlichen parallel zu den Substraten durch die Differenz zwischen der Spannung, angelegt an die Pixelelektrode 115, und derjenigen der Gegenelektrode 116 erzeugt, an die ein Standardpotenzial angelegt wird, und dadurch wird das Flüssigkristall (nicht dargestellt), gehalten zwischen den Elektroden, angesteuert. Durch Speichern elektrischer Ladung in dem Speicherkondensatorbereich 107, während sich der TFT 104 in einem Ein-Status befindet, verbleibt das Flüssigkristall aktiviert, während sich der TFT 104 in einem Aus-Zustand befindet.
In Flüssigkristallanzeigevorrichtungen nach dem Stand der Technik der Art eines IPS werden Pixelelektroden und Gegenelektroden allgemein aus Aluminium, oder ähnlichen Metallen, hergestellt. Deshalb übertragen die Pixelelektroden und die Gegenelektroden kein Licht, was zu dem Nachteil eines unzufriedenstellenden Pixel-Öffnungs-Verhältnisses führt. Die Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-10556 schlägt eine Art und Weise vor, das Öffnungsverhältnis durch Bilden entweder der Pixelelektrode 115 und/oder der Gegenelektrode 116 aus einem transparenten, leitfähigen Film zu erhöhen.
In dem Fall, in dem sowohl die Pixelelektrode 115 als auch die Gegenelektrode 116 aus transparenten Elektroden gebildet sind, ist es bevorzugt, dass beide Elektroden als eine selbe Schicht gebildet werden, um einen komplizierteren Herstellungsvorgang und erhöhte Herstellungskosten zu vermeiden. Allerdings kann diese Anordnung den Herstellungsertrag dadurch verringern, dass Kurzschlusskreise zwischen der Pixelelektrode 115 und der Gegenelektrode 116 verursacht werden. Deshalb ist es praktischer, dass entweder die Pixelelektrode oder die Gegenelektrode aus einer transparenten Elektrode hergestellt werden.
Allerdings kann ein Bilden nur entweder der Pixelelektrode oder der Gegenelektrode aus einer transparenten Elektrode und Bilden der anderen aus einem Metall oder einem ähnlichen Material ein Flackern aufgrund des Unterschieds in den optischen Eigenschaften der zwei Materialien verursachen.
Um eine ausreichende Spannung an die Flüssigkristallmoleküle anzulegen, während ein Zersetzen oder eine Verschlechterung davon verhindert wird, werden die Flüssigkristallanzeigevorrichtungen durch ein Wechselstrom-Ansteuerverfahren angesteuert, bei dem ein elektrisches Potenzial alternierend positiv und negativ relativ zu demjenigen der Gegenelektrode an die Pixelelektrode unter einem regelmäßigen Intervall (zum Beispiel einmal jede sechzehnte Sekunde) angelegt wird. Wenn das Wechselstrom-Ansteuerverfahren in einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung angewandt wird, in der nur entweder die Pixelelektrode oder die Gegenelektrode eine transparente Elektrode ist, ändert sich deren Transmittanz zyklisch zwischen der Periode, zu der ein elektrisches Potenzial positiv relativ zu demjenigen der Gegenelektrode (positiver Rahmen) an die Pixelelektrode angelegt wird, und der Periode, wenn das elektrische Potenzial negativ und relativ zu demjenigen der Gegenelektrode (negativer Rahmen) an die Pixelelektrode angelegt wird, was beobachtbare Unterschiede in der Helligkeit hervorruft.
Die JP10010556 beschreibt eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die eine hohe Anzeigeluminanz besitzt, durch Bilden eines Dünnfilmtransistors auf einer Gate-Signalleitung, wobei eine erste und eine zweite Pixelelektrode aus transparenten, leitenden Filmen gebildet sind, so dass das Licht, emittiert durch ein schwarzes Licht, zu Teilen hin transmittiert wird, wo die erste und die zweite Pixelelektrode gebildet sind.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung zielt darauf, die Nachteile, die vorstehend beschrieben sind, zu beseitigen. Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Flackern einer Anzeigevorrichtung zu verhindern, bei der ein elektro-optisches Material durch Anlegen einer Spannung zwischen zwei Elektroden, die unterschiedliche Transmittanzen haben, angesteuert wird.
Die Erfinder führten eine Untersuchung über die Ursachen des Flackerns, beschrieben vorstehend, durch, und fanden heraus, dass die folgenden zwei Faktoren stark das Auftreten eines Flackerns beeinflussen. Ein erster Faktor ist der flexoelektrische Effekt. Der flexoelektrische Effekt ist ein Polarisationsphänomen, das durch eine Ausdehnungs-Deformation (Orientierungsdeformation) des Flüssigkristalls hervorgerufen wird. In Bezug auf die Beziehung zwischen dem flexoelektrischen Effekt und IPS erläutert „Manuscripts of Lectures at the 1999 Japanese Liquid Crystal Conference" (Seite 514, Lecture Number 3D06) das Auftreten einer Domäne umgekehrt in Verbindung mit positiven und negativen Elektroden und der Reibungsrichtung.
Wie der flexoelektrische Effekt ein Flackern beeinflusst, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 44(a), 44(b), 44(c) und 44(d) erläutert. In 44(a) stellt, wenn eine positive Spannung an eine Elektrode 21 angelegt wird und eine negative Spannung an eine Elektrode 22 in eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung unter Verwendung von IPS, oder dergleichen, angelegt wird, wo ein seitliches, elektrisches Feld angelegt ist, eine durchgezogene Linie 26 eine Linie einer elektrischen Kraft dar, wenn der Formeffekt der Flüssigkristallmoleküle unberücksichtigt verbleibt. An den Elektroden 21 und 22 dehnen sich die Linien einer elektrischen Kraft aus. In dieser Figur stellt 23 eine Flüssigkristallschicht dar, 24 stellt eine Gegenelektrode dar und 25 stellt ein Feld-Substrat dar. Flüssigkristallanzeigevorrichtungen werden durch ein Wechselstrom-Ansteuerverfahren angesteuert. Deshalb kehrt sich die Richtung des elektrischen Felds zum Beispiel einmal jede sechzehntel Sekunde um.
44(b) stellt ein Feld aus Flüssigkristallmolekülen 27, gebildet heraus aus diesem elektrischen Ausdehnungsfeld, dar. An jedem Ende der Flüssigkristallmoleküle ist eine Cyano-Gruppe, ein Fluoratom, oder dergleichen, eingeführt, um eine dielektrische Anisotropie zu erhalten. Diese Teile wirken als negative Elektroden eines Dipolmoments und bilden den größeren Teil eines molekularen Skeletts. Wie in einer vergrößerten Ansicht der 44(b) (in dem Kreis) dargestellt ist, besitzt das Molekül eine keilförmige Form, die sich zu der Seite der negativen Elektrode hin öffnet. Aufgrund des Formeffekts (ohne den Volumeneffekt) werden, wenn ein elektrisches Wechselfeld mit sich ausdehnender Form an die Flüssigkristallmoleküle angelegt wird, sie dazu tendieren, so angeordnet zu werden, um das schmalere Ende des Keils zu der Elektrodenseite hin und das breitere Ende zu der Mitte der Flüssigkristallschicht hin zu richten. Die Flüssigkristallmoleküle 27 werden gleichförmig so, wie dies vorstehend beschrieben ist, ausgerichtet, und dies erzeugt ein elektrisches Feld 28, das den Flüssigkristallmolekülen zuschreibbar ist. Dieses Phänomen ist als der flexoelektrische Effekt bekannt.
44(c) stellt ein zusammengesetztes, elektrisches Feld 29 dar, gezeigt mit unterbrochenen Linien, das durch das ursprüngliche, elektrische Feld 26 und das elektrische Feld 28, das dem flexoelektrischen Effekt, in den Flüssigkristallmolekülen, zuschreibbar ist, erzeugt ist. Das elektrische, zusammengesetzte Feld 29 zeigt ein stärkeres, vertikales, elektrisches Feld an der Seite der positiven Elektrode 21 und ein schwächeres, vertikales, elektrisches Feld an der Seite der negativen Elektrode 22.
Als eine Folge variiert dessen Verteilung der Transmittanz in Abhängigkeit von der Polarität (d.h. positiv oder negativ) der angelegten Spannung. 44(d) stellt die Transmittanz-Verteilung dar, wenn beide Elektroden 21 und 22 transparent sind. Hierbei zeigt die durchgezogene Linie die Transmittanz-Verteilung, wenn die Elektrode 21 ein positives, elektrisches Potenzial (positiver Frame) besitzt, und die strichpunktierte Linie stellt die Transmittanz-Verteilung dar, wenn die Elektrode 21 ein negatives, elektrisches Potenzial besitzt (negativer Frame). Beide Elektroden sind in Bezug auf eine Längsachse, die durch den Mittelpunkt davon hindurchführt, symmetrisch. Deshalb wird, wenn beide Elektroden 21 und 22 transparent sind oder beide Elektroden 21 und 22 opake Eigenschaften haben, eine sehr kleine Varianz in der Transmittanz zwischen dem positiven und dem negativen Frame beobachtet. Wenn eine der Elektroden Licht transmittiert und die andere Licht blockiert oder die Transmittanzen der zwei Elektroden 21 und 22 wesentlich unterschiedlich sind, unterscheidet sich eine Transmittanz des Pixels zwischen dem positiven und dem negativen Frame aufgrund deren Verhältnisse der Differenz deren optischen Beitrags, was ein Flackern verursacht.
Ein zweiter Hauptfaktor, der ein Flackern verursacht, ist der Einfluss eines peripheren, elektrischen Potenzials. 45(a) stellt Äquipotenziallinien dar, wenn, außerhalb der drei Elektroden 32, 33 und 34, angeordnet auf einem Feld-Substrat 36, eine Spannung von –5 Volt (V) an die Endelektroden 32 und 34 angelegt wird und eine Spannung von +5 V an die Mittelelektrode 33 angelegt wird. Wenn das elektrische Potenzial der Zwischenfläche des gegenüberliegenden Substrats 35 dahingehend angenommen wird, dass es der Durchschnitt der zwei Spannungen (d.h. 0 V) ist, existieren Äquipotenziallinien von 0 V auf den Linien normal zu dem Substrat, das durch Punkte äquidistant zu irgendwelchen zwei angrenzenden Elektroden unter 32, 33 und 34 hindurchführt. Deshalb sind, wenn der flexoelektrische Effekt unberücksichtigt verbleibt, die drei Elektroden 32, 33 und 34 äquivalent. Deshalb ist, wenn die Elektrode 33 ein positives, elektrisches Potenzial besitzt und wenn sie ein negatives, elektrisches Potenzial besitzt, deren Transmittanz-Beitrag durch die durchgezogene Linie in 45(b) dargestellt, und dies ermöglicht, dass die Transmittanz des Pixels stabil verbleibt, gerade dann, wenn einige der Vielzahl der Elektroden 32, 33 und 34 transparent gemacht werden, was zu keinem Auftreten eines Flackerns führt.
Allerdings ist, in einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung der Art eines IPS, keine Elektrode auf der Oberfläche des gegenüberliegenden Substrats vorhanden, und dies macht es schwierig, ein erwünschtes, elektrisches Potenzial auf der Zwischenfläche 35 zu bilden. Deshalb bilden sich, falls das elektrische Potenzial der Zwischenfläche 35 des gegenüberliegenden Substrats dahingehend angenommen wird, dass es –5 V ist, in Fällen, in denen die Elektrode 33 ein positives, elektrisches Potenzial besitzt, wie dies in 46(a) dargestellt ist, Äquipotenziallinien von –5 V oberhalb der Elektroden 32 und 34 entlang der Richtung normal zu dem Substrat. In diesem Fall ist die Transmittanz-Verteilung so, wie dies durch die durchgezogene Linie in 46(b) dargestellt ist, d.h. die Transmittanzen an dem Ende der Elektroden (negative Elektroden) 32 und 34 sind höher als diejenigen an der mittleren Elektrode (positiven Elektrode) 33. Andererseits werden, wenn die Elektrode 33 ein negatives, elektrisches Potenzial besitzt, wie dies durch die unterbrochene Linie in 46(b) dargestellt ist, die Transmittanzen an den Endelektroden (positive Elektroden) 32 und 34 niedriger als diejenigen auf der mittleren Elektrode (negative Elektrode) 33. Deshalb werden, wenn einige der Mehrzahl der Elektroden 32, 33 und 34 transparent gemacht werden, Frames bzw. Rahmen, wo die transparente Elektrode(n) ein negatives, elektrisches Potenzial hat (haben), heller als Frames, wo die transparente Elektrode(n) ein positives, elektrisches Potenzial hat (haben), was ein Flackern verursacht.
Unter Berücksichtigung dieser Phänomene, die die Schlüsselursache eines Flackerns sind, sind Transmittanzen von einzelnen Pixeln in Anzeigevorrichtungen nach dem Stand der Technik nicht gleich, sondern zeigen eine bestimmte Verteilung, d.h. die Transmittanz-Verteilung variiert zwischen einer Pixelelektrode, die ein positives, elektrisches Potenzial besitzt, relativ zu der Gegenelektrode (positiver Frame), und dann, wenn die Pixelelektrode ein negatives, elektrisches Potenzial relativ zu der Gegenelektrode (negativer Frame) hat. Deshalb wird, zum Beispiel, wenn die Pixelelektrode aus einem transparenten Material hergestellt ist und die Gegenelektrode aus einem opaken Material hergestellt ist, die Transmittanz der Pixelelektrode in entweder dem positiven oder dem negativen Frame höher als diejenige des anderen Frames. Andererseits transmittiert die Gegenelektrode kein Licht und deshalb ändert sich die Transmittanz der Gegenelektrode nicht zwischen einem positiven Frame und einem negativen Frame. Als eine Folge wird die Varianz der Transmittanz zwischen Frames der Pixelelektrode als eine Varianz in der Helligkeit des gesamten Pixels beobachtet.
Ein solches Flacker-Phänomen ist nicht auf Flüssigkristallanzeigevorrichtungen der Art eines IPS beschränkt, sondern tritt dann auf, wenn Anzeigevorrichtungen zwei Elektro den aufweisen, die unterschiedliche Lichttransmittanzen haben, die durch das Wechselstrom-Ansteuerverfahren angesteuert werden.
Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, wird eine Anzeigevorrichtung, wie sie in Anspruch 1 angegeben ist, geschaffen.
Gemäß dieser Anzeigevorrichtung kann ein Flackern verringert werden, da die Flacker-Polaritäten, verursacht durch die Varianz in der Transmittanz zwischen der Datenelektrode und der Gegenelektrode, zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten aufgehoben werden können.
In der Anzeigevorrichtung ist es bevorzugt, dass der erste Bereich und der zweite Bereich angrenzend zueinander liegen.
Es ist bevorzugt, dass eine Spannung an die erste Datenelektrode und die zweite Datenelektrode von derselben Source-Verdrahtung, basierend auf einer Signalspannung, zugeführt von derselben Gate-Verdrahtung, angelegt wird. Dies gestaltet die Polaritäten einer Spannung, angelegt an die erste Datenelektrode und die zweite Datenelektrode, so, dass sie gleich sind, und hebt zuverlässig die Flacker-Polarität auf.
Vorzugsweise entsprechen der erste Bereich und der zweite Bereich demselben Punkt. Dies macht es möglich, die Schnittstelle des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs auf der gemeinsamen Elektrode anzuordnen. Es ist auch möglich, die erste Datenelektrode mit der zweiten Datenelektrode und die erste Gegenelektrode mit der zweiten Gegenelektrode jeweils über Kontaktlöcher, gebildet in den isolierenden Schichten, gehalten dazwischen, zu verbinden. Dadurch wird eine Bildung eines Kontaktlochs in einer Apertur des Anzeigebereichs zum Verbinden unterschiedlicher Elektrodenmaterialien (Materialtransformation) unnötig, was ein hohes Apertur-Verhältnis erhöht. Es ist auch möglich, die Source-Verdrahtung zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich anzuordnen. Eine bevorzugte Anordnung ist so, dass die Umschaltelemente jeweils der ersten Datenelektrode und der zweiten Datenelektrode jeweils entsprechen. Diese Anordnung verringert das Defekt-Verhältnis des Punkts. Weiterhin ist es, wenn eine Vielzahl der ersten Bereiche und eine Vielzahl der zweiten Bereiche gebildet sind, bevorzugt, dass zwei Gruppen von zwei aufeinanderfolgend identischen Bereichen alternierend entlang der Gate-Verdrahtung und der Zwischenfläche dieser Gruppen aus zwei angrenzenden ersten Bereichen und den zweiten Bereichen auf der Datenelektrode oder der Gegenelektrode angeordnet werden. Dies ermöglicht, dass irgendwelche zwei angrenzenden Bereiche gemeinsam die Datenelektrode oder die Gegenelektrode teilen, was das Apertur-Verhältnis erhöht.
Wenn eine Vielzahl der ersten Bereiche und eine Vielzahl der zweiten Bereiche gebildet sind, ist es bevorzugt, dass die ersten Bereiche und die zweiten Bereiche in einer Art und Weise angeordnet sind, dass sich die Flacker-Polarität zyklisch entlang sowohl der Gate-Verdrahtung und der Source-Verdrahtung basierend auf der vorgeschriebenen Spannungspolarität, angelegt an die erste Datenelektrode und die zweite Datenelektrode, ändert. Dies verringert ein Flackern und führt zu einer gleichförmigen Anzeige, ohne dass vertikale oder horizontale Streifen während eines Betriebs auftreten. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Flacker-Polaritäten an jedem Punkt entlang sowohl der Gate-Verdrahtung als auch der Source-Verdrahtung invertiert werden. Wenn ein Prüfplattenmuster oder dergleichen angezeigt wird, ist es bevorzugt, dass die Flacker-Polaritäten an jeder Mehrzahl von Punkten entlang sowohl der Gate-Verdrahtung als auch der Source-Verdrahtung umgekehrt werden.
Es ist auch möglich, den ersten Bereich und den zweiten Bereich in einer solchen Art und Weise anzuordnen, dass jeder Bereich einem Punkt oder drei Punkten aus rot, grün und blau entspricht bzw. entsprechen. In beiden Anordnungen kann eine Verringerung des Flackerns in einem kleineren Bereich erreicht werden.
Wenn Speicherkondensatorelektroden, elektrisch verbünden mit der ersten Elektrode und der zweiten Datenelektrode gebildet sind, und jede davon in dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich angeordnet ist, sind die zwei Speicherkondensatorelektroden auf der gemeinsamen Elektrode oder der Gate-Verdrahtung mit isolierenden Schichten dazwischen angeordnet, um Speicherkondensatorbereiche zu bilden. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Kapazitäten der zwei Speicherkondensatorbereiche im Wesentlichen gleich gemacht sind. Dies kann durch Bilden der zwei Speicherkondensatorelektroden aus demselben Material und Gestalten deren Oberflächenbereiche so, dass sie im Wesentlichen dieselben sind, erreicht werden.
Die erste Datenelektrode und die zweite Gegenelektrode können aus transparenten Materialien hergestellt werden und die erste Gegenelektrode und die zweite Datenelektrode können aus einem opaken Material gebildet werden.
Es ist bevorzugt, dass der Bereich der Datenelektrode in der Öffnung des ersten Bereichs und der Bereich der Gegenelektrode in der Öffnung des zweiten Bereichs im Wesentlichen gleich gemacht werden, was zuverlässig Flacker-Polaritäten aufhebt und den das Flackern verringernden Effekt erhöht. In diesem Fall ist es erwünscht, dass die Transmittanzen der ersten Datenelektrode und der zweiten Gegenelektrode ungefähr dieselben sind. Eine solche Anordnung kann leicht durch Abdecken desselben Bereichs der ersten Gegenelektrode oder der zweiten Datenelektrode mit einer opaken Schicht, gebildet auf dem gegenüberliegenden Substrat, um ein Teil des Feld-Substrats gegen Licht zu blockieren, erreicht werden.
Es ist bevorzugt, dass eine Ansteuerspannung mit derselben Polarität an den ersten Bereich und den zweiten Bereich angelegt wird.
Eine Aufgabe der Erfindung wird auch durch eine Anzeigevorrichtung gelöst, die ein Feld-Substrat, ein gegenüberliegendes Substrat, das zu dem Feld-Substrat hinweist, und eine elektro-optische Substanz, die zwischen dem Feld-Substrat und dem gegenüberliegenden Substrat gehalten ist, aufweist. Das Feld-Substrat ist mit einer Mehrzahl von Gate-Verdrahtungen und einer Mehrzahl von Source-Verdrahtungen, die einander schneiden, einer Datenelektrode, die in jedem Bereich angeordnet ist, der durch zwei angrenzende Gate-Verdrahtungen und zwei angrenzende Source-Verdrahtungen definiert ist, einem Umschaltelement zum Umschalten einer Spannung, angelegt an die Datenelektrode, von der Source-Verdrahtung, basierend auf einer Signalspannung, die von der Gate-Verdrahtung zugeführt ist, einer gemeinsamen Verdrahtung, gebildet zwischen den zwei angrenzenden Gate-Verdrahtungen, einer Gegenelektrode, die elektrisch mit der gemeinsamen Verdrahtung und zum Erzeugen eines elektrischen Felds zum Ansteuern der elektrooptischen Substanz zwischen der Gegenelektrode und der Datenelektrode, woran eine Spannung angelegt wird, und einer Zwischenelektrode, angeordnet zwischen der Datenelektrode und der Gegenelektrode, verbunden ist, verbunden. Die Zwischenelektrode besitzt eine Transmittanz entweder höher oder niedriger als sowohl die Datenelektrode als auch die Gegenelektrode.
In dieser Anzeigevorrichtung ist es bevorzugt, dass die Datenelektrode und die Gegenelektrode aus demselben Material gebildet sind und die Intervalle zwischen der Datenelektrode und der Zwischenelektrode und zwischen der Zwischenelektrode und der Gegenelektrode im Wesentlichen dieselben sind.
Es ist bevorzugt, dass die Zwischenelektrode widerstandsmäßig mit der Datenelektrode und der Gegenelektrode verbunden ist oder eine Leitungskapazitätskopplung kann vorgenommen werden.
Es ist auch bevorzugt, dass das elektrische Potenzial der Zwischenelektrode der Durchschnittswert des elektrischen Potenzials der Datenelektrode, woran eine Spannung angelegt wird, und des elektrischen Potenzials der Gegenelektrode, an die ein elektrisches Standardpotenzial angelegt wird, wird.
In der Anzeigevorrichtung, die vorstehend beschrieben ist, ist es bevorzugt, dass die elektro-optische Substanz ein Flüssigkristall ist, und die Spannung, angelegt an die Datenelektrode, eine Wechselspannung ist.
Eine Aufgabe der Erfindung kann durch Anwenden eines Verfahrens zum Ansteuern zur Verwendung in einer Anzeigevorrichtung, wie es im Anspruch 1 angegeben ist, gelöst werden. Eine Spannung, angelegt an die erste Datenelektrode und die zweite Datenelektrode, wird basierend auf den Anordnungszyklen des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs so invertiert, dass sich die Flacker-Polaritäten periodisch entlang sowohl der Gate-Verdrahtung als auch der Source-Verdrahtung ändern.
Dieses Ansteuerverfahren kann ein Flackern aufheben und kann verhindern, dass vertikale oder horizontale Streifen auf einer Anzeige während eines Betriebs erscheinen. Es ist bevorzugt, dass die Flacker-Polaritäten an jedem Punkt oder jeder Vielzahl von Punkten entlang entweder der Gate-Verdrahtung und/oder der Source-Verdrahtung invertiert werden.
In dem Ansteuerverfahren ist es bevorzugt, dass die Ansteuerfrequenz der Spannung, angelegt an die Datenelektrode, 60 Hz oder höher zum Aufheben eines auftretenden Flackerns beträgt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Draufsicht, die eine Struktur eines Punkts darstellt, der als eine minimale Anzeigeeinheit eines Feld-Substrats in einer Anzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung dient.
2(a), 2(b) und 2(c) zeigen Schnittansichten der 1.
3 und 4 stellen Betriebsweisen der Struktur, dargestellt in 1, dar.
5 zeigt eine Draufsicht, die eine Struktur eines Punkts darstellt, der als eine minimale Anzeigeeinheit eines Feld-Substrats in einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung dient.
6(a), 6(b), 6(c) und 6(d) zeigen Schnittansichten der 5.
7 zeigt eine Draufsicht, die eine Struktur eines Punkts darstellt, der als eine minimale Anzeigeeinheit eines Feld-Substrats in einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der Erfindung dient.
8 zeigt eine Draufsicht, die eine Struktur eines Punkts darstellt, der als eine minimale Anzeigeeinheit eines Feld-Substrats in einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der Erfindung dient.
9(a) und 9(b) zeigen Schnittansichten der 8.
10 zeigt eine Draufsicht, die eine Struktur eines Punkts darstellt, der als eine minimale Anzeigeeinheit eines Feld-Substrats in einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 5 der Erfindung dient.
11(a) und 11(b) zeigen Schnittansichten der 10.
12(a) und 12(b) stellen schematisch Felder aus Punkten dar.
13(a), 13(b), 13(c), 13(d), 13(e) und 13(f) stellen schematisch mehrere Verfahren zum Invertieren einer Ansteuerspannung dar.
14 zeigt eine Draufsicht, die eine Struktur eines Punkts darstellt, der als eine minimale Anzeigeeinheit eines Feld-Substrats in einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 6 der Erfindung dient.
15(a), 15(b) und 15(c) zeigen Schnittansichten der 14.
16 zeigt eine Draufsicht, die eine Struktur eines Punkts darstellt, der als eine minimale Anzeigeeinheit eines Feld-Substrats in einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 7 der Erfindung dient.
17(a), 17(b), 17(c) und 17(d) zeigen Schnittansichten der 16.
18 stellt eine äquivalente Schaltung der Struktur, dargestellt in 16, dar.
19 zeigt eine Draufsicht, die eine Struktur eines Punkts darstellt, der als eine minimale Anzeigeeinheit eines Feld-Substrats in einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 8 der Erfindung dient.
20(a), 20(b), 20(c) und 20(d) zeigen Draufsichten der 19.
21 stellt die äquivalente Schaltung der Struktur, dargestellt in 19, dar.
22 zeigt eine Draufsicht, die eine Modifikation der Struktur, dargestellt in 19, zeigt.
23 zeigt eine Draufsicht, die die Strukturen von zwei angrenzenden Punkten auf einem Feld-Substrat in einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 9 der Erfindung darstellt.
24(a), 24(b) und 24(c) zeigen Schnittansichten der 23.
25 zeigt eine Draufsicht, die Strukturen von zwei angrenzenden Punkten auf einem Feld-Substrat in einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 10 der Erfindung darstellt.
26(a), 26(b) und 26(c) zeigen Schnittansichten der 25.
27 stellt schematisch ein Feld aus Punkten in einem Pixel einer Farbanzeigevorrichtung dar.
28 stellt schematisch eine Struktur einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 11 der Erfindung dar.
29 stellt schematisch Felder aus Punkten in zwei angrenzenden Pixeln einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 12 der Erfindung dar.
30 stellt schematisch Felder aus Punkten in zwei angrenzenden Pixeln einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 13 der Erfindung dar.
31(a), 31(b), 31(c), 31(d), 31(e) und 31(f) stellen schematisch die Polaritäten von Ansteuerwellenformen auf ungeraden Frames, Punkt-Strukturen und Flacker-Polaritäten einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 14 der Erfindung dar.
32(a), 32(b), 32(c) und 32(d) stellen schematisch die Polaritäten von Ansteuerwellenformen auf ungeraden Frames, Punkt-Strukturen und Flacker-Polaritäten einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 15 der Erfindung dar.
33(a) und 33(b) zeigen Schnittansichten und eine Draufsicht einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 16 der Erfindung.
34 zeigt eine erweiterte Schnittansicht, die die Struktur um ein Umschaltelement herum einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 16 der Erfindung darstellt.
35(a) zeigt eine Draufsicht, die einen 4 × 4 Punkt-Abschnitt aus Pixeln darstellt, und 35(b) und 35(c) zeigen schematische Diagramme, die Schreib-Polaritäten zu den Pixeln einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 16 der Erfindung darstellen.
36(a) und 36(b) stellen Licht-Transmittanz-Eigenschaften eines Pixelbereichs in einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 16 der Erfindung dar.
37(a) und 37(b) zeigen eine Schnittansicht und eine Draufsicht einer Anzeigevorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel.
38 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht, die die Struktur um ein Umschaltelement einer Anzeigevorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel darstellt.
39(a) zeigt eine Draufsicht, die einen 4 × 4 Punktabschnitt aus Pixeln einer Anzeigevorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel darstellt, und 39(b) zeigt ein schematisches Diagramm, das die Wellenform, angewandt bei jedem der Pixel, darstellt.
40(a) und 40(b) stellen Licht-Transmittanz-Eigenschaften eines Pixelbereichs in einer Anzeigevorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel dar.
41 zeigt eine Draufsicht, die eine Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 17 der Erfindung darstellt.
42 zeigt eine Draufsicht, die eine andere Anzeigevorrichtung gemäß einer Ausführungsform 17 der Erfindung darstellt.
43(a) und 43(b) stellen eine Betriebsweise einer Anzeigevorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung dar.
44(a), 44(b), 44(c) und 44(d) stellen einen ersten Faktor, der ein Flackern verursacht, dar.
45(a) und 45(b), und 46(a) und (b) stellen einen zweiten Faktor dar, der ein Flackern verursacht.
47 zeigt eine Draufsicht, die eine Anzeigevorrichtung nach dem Stand der Technik darstellt.
BESTER MODUS ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
(Ausführungsform 1)
1 zeigt eine Draufsicht, die eine Struktur eines Punkts darstellt, der als eine minimale Anzeigeeinheit eines Feld-Substrats in einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der Erfindung darstellt. 2(a), 2(b) und 2(c) zeigen Schnittansichten der 1, vorgenommen entlang der Linien A-A', B-B' und C-C', jeweils. In 1 sind Gate-Verdrahtungen 4, die Abtastsignale zuführen, und Source-Verdrahtungen 7, die Bildsi gnale zuführen, so angeordnet, um sich unter ungefähr rechten Winkeln zu schneiden. Nahe jedem Schnitt der Gate-Verdrahtung 4 und der Source-Verdrahtung 7 ist ein Dünnfilmtransistor (Thin-Film Transistor – TFT) 5 als ein Umschaltelement gebildet. Der TFT 5, gebildet an der Gate-Verdrahtung 4, mit einer isolierenden Schicht dazwischen, weist eine Halbleiterschicht 8 auf, die aus amorphem Silizium gebildet ist. An den zwei Seiten der Halbleiterschicht 8 sind ein vorstehender Teil der Source-Verdrahtung 7 und eine Drain-Elektrode 6 so angeordnet, dass sie zueinander hinweisen.
Mit der Source-Verdrahtung 7 ist eine Datenelektrode 1 über die Drain-Elektrode 6 des TFT 5 verbunden. Eine Gegenelektrode 2, die als ein Standardpotenzial arbeitet, ist so angeordnet, um zu der Datenelektrode 1 hinzuweisen. Die Gegenelektrode 2 ist zwischen den zwei Gate-Verdrahtungen 4, 4 in einer parallelen Art und Weise angeordnet und elektrisch mit einer gemeinsamen Verdrahtung 3 verbunden, die ein vorgeschriebenes, elektrisches Potenzial (entgegengesetzte Spannung) zu der Gegenelektrode 2 zuführt.
Die Datenelektrode 1 weist eine erste Datenelektrode 1a, hergestellt aus einem transparenten, elektrischen Leiter, angeordnet in der oberen Hälfte des Punkts, und eine zweite Datenelektrode 1b, hergestellt aus einem Metallmaterial, angeordnet in der unteren Hälfte des Punkts, auf. Die Gegenelektrode 2 weist eine erste Gegenelektrode 2, hergestellt aus einem Metallmaterial, das in der oberen Hälfte des Punkts so angeordnet ist, um zu der ersten Datenelektrode 1a hinzuweisen, und eine zweite Gegenelektrode 2b, die aus einem transparenten, elektrischen Leiter hergestellt ist, der in der unteren Hälfte des Punkts angeordnet ist, um so zu der zweiten Datenelektrode 1b hinzuweisen, auf.
An der Gate-Verdrahtung 4 ist ein Speicherkondensatorbereich 10, verbunden mit der ersten Datenelektrode 1a, mit einer isolierenden Schicht dazwischen, gebildet.
Wie in den 1, 2(a), 2(b) und 2(c) dargestellt ist, sind, auf einem Feld-Substrat 9, die Gate-Verdrahtung 4, die erste Gegenelektrode 2a und eine gemeinsame Verdrahtung 3a aus einer ersten Metallschicht heraus gebildet (beispielsweise eine dreischichtige Struktur, aufweisend Titan, Aluminium und Titan). Darauf sind, mit einer isolierenden Schicht 11a dazwischen, die Source-Verdrahtung 7, die Drain-Elektrode 6 und die zweite Datenelektrode 1b aus einer zweiten Metallschicht heraus gebildet (beispielsweise eine dreischichtige Struktur, aufweisend Titan, Aluminium und Titan). Darauf sind, mit einer isolierenden Schicht 11b dazwischen, die erste Datenelektrode 1a und die zweite Gegene lektrode 2b aus einer transparenten, elektrischen Leiterschicht heraus gebildet (beispielsweise Indium-Zinn-Oxid (ITO)). Die Halbleiterschicht 8 ist zwischen der ersten Metallschicht und der zweiten Metallschicht gebildet und ist einer Musterung unterworfen. Beide Metallschichten können eine einheitliche Schicht, anstelle einer Mehrfachschicht, sein. Zum Beispiel können sie aus Chrom, Aluminium, Tantal, oder dergleichen, gebildet sein. Es ist auch möglich, eine Legierung aus Molybdän und Wolfram, eine Legierung aus Molybdän und Tantal, oder ähnlichen Legierungen, zu bilden. Insbesondere ist die Verwendung von Silberlegierungen (beispielsweise eine Legierung aus Silber, Palladium und Kupfer) dahingehend vorteilhaft, dass sie den Verdrahtungswiderstand verringert und den Herstellungsvorgang vereinfacht. Zinnoxid und ähnliche Oxide, organische, leitende Filme, ebenso wie ITO, können zum Bilden der transparenten, elektrischen Leiterschicht verwendet werden.
Die erste Datenelektrode 1a und die zweite Datenelektrode 1b sind miteinander über ein Kontaktloch 13, gebildet in der isolierenden Schicht 11b, verbunden. Die erste Gegenelektrode 2a ist mit der gemeinsamen Verdrahtung 3, gebildet auf derselben Schicht, verbunden, und die zweite Gegenelektrode 2b ist mit einer gemeinsamen Verdrahtung über ein Kontaktloch 14, gebildet in den isolierenden Schichten 11a, 11b, verbunden. Die Anzahl von Kontaktlöchern und Schichttransformationen (Verbindungen zwischen unterschiedlichen Schichten) werden basierend auf der Form und der Anzahl von Elektroden eingestellt.
Zwischen dem Feld-Substrat 9 und dem gegenüberliegenden Substrat (nicht dargestellt), strukturiert so, wie dies vorstehend beschrieben ist, ist ein Flüssigkristall (nicht dargestellt) abgedichtet eingebracht. Dementsprechend kann eine Anzeigevorrichtung erhalten werden.
Die Betriebsweise der Anzeigevorrichtung wird nachfolgend beschrieben. Wenn eine Ein-Status-Spannung an die Gate-Verdrahtung 4 angelegt ist, wird ein Kanal auf der Halbleiterschicht 8 gebildet und der Zwischenraum zwischen der Source-Verdrahtung 7 und der Drain-Elektrode 6 wird leitend. Dann werden die Drain-Elektrode 6 und die Datenelektrode 1 so aufgeladen, um dasselbe elektrische Potenzial wie dasjenige der Source-Verdrahtung 7 zu haben. Dadurch erscheint eine Differenz zwischen der Spannung, zugeführt zu der Datenelektrode 1, und derjenigen der Gegenelektrode 2, an die ein elektrisches Standardpotenzial angelegt ist. Dies erzeugt elektrische Felder im Wesentlichen parallel zu Substraten zwischen der ersten Datenelektrode 1a und der ersten Gegenelektrode 2a und zwischen der zweiten Datenelektrode 1b und der zweiten Gegenelektrode 2b, und angelegt an das Flüssigkristall, das zwischen den Elektroden gehalten ist.
Wenn eine Aus-Status-Spannung an die Gate-Verdrahtung 4 angelegt ist, wird eine Kanalbildung nicht in der Halbleiterschicht 8 erreicht, und deshalb ist kein elektrischer Übergang zwischen der Source-Verdrahtung 7 und der Drain-Elektrode 6 vorhanden und die elektrischen Ladungen, aufgeladen in der Drain-Elektrode 6 und der Datenelektrode 1, werden zurückgehalten. Eine Speicherkondensatorelektrode 10 bildet einen Speicherkondensatorbereich zwischen der Gate-Verdrahtung 4 und stabilisiert den Betrieb der Anzeigevorrichtung, indem die Potenzialdifferenz aufgrund einer Leckage einer elektrischen Ladung von der Datenelektrode 1 kompensiert und vermieden wird. Der Vorgang, beobachtet in einem Punkt, ist vorstehend erläutert. In einer Anzeigevorrichtung als Ganzes wird ein vorgegebenes, elektrisches Potenzial zu jedem der Punkte, angeordnet in einer Matrix, geschickt, während die Gate-Verdrahtungen eine nach der anderen abgetastet werden und wobei an die Source-Verdrahtung eine Signalspannung, geeignet zu dem Punkt, der abgetastet ist, angelegt wird.
Die Betriebsweise einer Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird nachfolgend in weiterem Detail unter Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben. Die Struktur, die in den 3 und 4 dargestellt ist, ist dieselbe wie diejenige, die in 2 dargestellt ist, und deshalb werden die Bezugszeichen, verwendet in 2, in den 3 und 4 weggelassen, ohne dass diese zur Erläuterung benötigt werden.
Die Signalspannung jedes Punkts wechselt in jedem Frame in einer Art und Weise so, dass das elektrische Potenzial der Datenelektrode 1 einen positiven oder negativen Wert relativ zu der Gegenelektrode 2 annimmt. 3 stellt den Zustand dar, bei dem sich die Gate-Spannung bei einem Aus-Pegel (Vg(AUS)) nach Erzeugen eines positiven, elektrischen Potenzials in der Datenelektrode 1 in dem ersten Frame befindet. 4 stellt den Zustand dar, bei dem sich die Gate-Spannung auf einem Aus-Niveau nach Aufzeichnen eines negativen, elektrischen Potenzials in der Datenelektrode in dem zweiten Frame befindet. Die Anzeigevorrichtung wird, während der erste und der zweite Frame alternierend wiederholt werden, durch das Wechselstrom-Ansteuerverfahren angesteuert. Um die Erläuterung zu vereinfachen, wird das elektrische Potenzial der Gegenelektrode 2 zu einem konstanten Erdungspotenzial gemacht; allerdings kann, wenn eine Modulation entspre chend der Polarität des elektrischen Pixel-Potenzials zu der entgegengesetzten Spannung und der Gate-Spannung hinzugefügt wird, die Amplitude der Signalspannung verringert werden.
Wie in 3 dargestellt ist, haben, in dem ersten Frame, die erste Datenelektrode 1a und die zweite Datenelektrode 1b ein positives, elektrisches Potenzial und die erste Gegenelektrode 2a und die zweite Gegenelektrode 2b besitzen ein Erdungspotenzial, das ein elektrisches Feld so erzeugt, wie dies durch die Pfeile in der Figur dargestellt ist. Deshalb wird, in der oberen Hälfte des Punkts, ein elektrisches Feld von der transparenten, ersten Datenelektrode 1a zu der opaken, ersten Gegenelektrode 2a erzeugt, und die transparente Elektrode (der schattierte Bereich der Figur) besitzt ein relativ positives, elektrisches Potenzial; allerdings wird in der unteren Hälfte des Punkts ein elektrisches Feld von der opaken, zweiten Datenelektrode 1b zu der transparenten, zweiten Gegenelektrode 2b erzeugt und die transparente Elektrode (schattierter Bereich der Figur) besitzt ein relativ negatives, elektrisches Potenzial.
Andererseits besitzen, wie in 4 dargestellt ist, in dem zweiten Frame, die erste Datenelektrode 1a und die zweite Datenelektrode 1b ein negatives, elektrisches Potenzial und die erste Gegenelektrode 2a und die zweite Gegenelektrode 2b besitzen ein Erdungspotenzial, was ein elektrisches Feld so erzeugt, wie dies durch die Pfeile in der Figur dargestellt ist. Deshalb wird, in der oberen Hälfte des Punkts, ein elektrisches Feld von der opaken, ersten Gegenelektrode 2a zu der transparenten, ersten Datenelektrode 1a erzeugt und die transparente Elektrode (schattierter Bereich der Figur) besitzt ein relativ negatives, elektrisches Potenzial; allerdings wird, in der unteren Hälfte des Punkts, ein elektrisches Feld von der transparenten, zweiten Gegenelektrode 2b zu der opaken, zweiten Datenelektrode 1b erzeugt und die transparente Elektrode (schattierter Bereich der Figur) besitzt ein relativ positives, elektrisches Potenzial.
Das Licht, das durch die Räume oder die transparenten Elektroden (schattierter Bereich der Figur) in einem Punkt hindurchführt, wird heller in Bereichen, wo, unter der Datenelektrode 1 und der Gegenelektrode 2, die transparente Elektrode ein negatives, elektrisches Potenzial relativ zu der opaken Elektrode verglichen mit Bereichen besitzt, wo die transparente Elektrode ein positives, elektrisches Potenzial relativ zu der opaken Elektrode besitzt. Deshalb ist, in dem ersten Frame, dargestellt in 3, die untere Hälfte des Punkts heller, und, in dem zweiten Frame, dargestellt in 4, wird die obere Hälfte des Punkts heller. Wie vorstehend beschrieben ist, wird entweder die obere Hälfte oder die untere Hälfte des Punkts alternierend heller, und deshalb wird der Kontrast innerhalb eines Punkts von Frame zu Frame aufgehoben und das Flacker-Phänomen tritt nicht auf.
In der vorliegenden Ausführungsform können, da die Unterteilungslinie, die den Punkt in den oberen und den unteren Bereich unterteilt, auf der gemeinsamen Verdrahtung 3 existiert, zwei Bereiche, die entgegengesetzte Flacker-Polaritäten haben (helle oder dunkle Polarität), in einer einzelnen Anzeigeeinheit ohne eine zusätzliche Elektrodenschicht oder ein Umschaltelement gebildet werden. Deshalb besitzt die Ausführungsform den Vorteil, dass ein Flackern ohne erhöhte Produktionskosten, verursacht durch einen komplizierteren Herstellungsvorgang oder ein verringertes Öffnungsverhältnis, aufgrund einer Bildung eines Umschaltelements, verringert oder beseitigt werden kann.
Zusätzlich treten die Schichttransformation und die Materialtransformation (Verbindungen zwischen unterschiedlichen Schichten und Materialien) der ersten und der zweiten Datenelektrode 1a, 1b und der ersten und zweiten Gegenelektroden 2a, 2b oberhalb der gemeinsamen Verdrahtung 3 auf, und deshalb ist kein Erfordernis vorhanden, Kontaktlöcher 13, 14 in dem Öffnungsbereich des Anzeigebereichs zu bilden, um die Verbindungen herzustellen, was das Öffnungsverhältnis verbessert. Weiterhin können, in der Struktur, bei der die gemeinsame Verdrahtung 3 nahe der Mitte der Anzeigeeinheit angeordnet ist, wie in der vorliegenden Ausführungsform, falls die Verbindungen zwischen den Elektrodenmaterialien oberhalb der gemeinsamen Verdrahtung 3 gebildet werden, die Bereiche der zwei Abschnitte, die unterschiedliche Flacker-Polaritäten haben, nahezu gleich gemacht werden, und eine starke Verringerung eines Flackerns kann durch eine einfache Struktur erreicht werden. Allgemein gesagt kann die vorstehend angegebene Verbesserung in dem Öffnungsverhältnis dann erreicht werden, wenn die Verbindungen zwischen den Elektrodenmaterialien oberhalb der gemeinsamen Verdrahtung oder der Gate-Verdrahtung vorgenommen werden.
(Ausführungsform 2)
5 zeigt eine Draufsicht, die die Struktur eines Punkts darstellt, der als eine minimale Anzeigeeinheit eines Feld-Substrats in einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der Erfindung darstellt, und die 6(a), 6(b), 6(c) und 6(d) zeigen Schnittansichten der 5, vorgenommen entlang der Linien D-D', E-E', F-F' und G-G'. In 5 und in den 6(a), 6(b), 6(c) und 6(d) sind solche Elemente, die identisch zu den Elementen der Ausführungsform 1, dargestellt in 1, 2(a), 2(b) und 2(c), sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine wiederholte Erläuterung davon wird weggelassen.
Eine Anzeigevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform ist gegenüber derjenigen der Ausführungsform 1 dahingehend unterschiedlich, dass eine Speicherkondensatorelektrode 10 auf der gemeinsamen Verdrahtung 3 gebildet ist, anstelle davon, dass sie auf der Gate-Verdrahtung 4 gebildet ist, und ein Speicherkondensatorbereich ist zwischen der gemeinsamen Verdrahtung 3 und der Speicherkondensatorelektrode 10 gebildet. Diese Anordnung macht es möglich, einen zusätzlichen Kondensator oberhalb der Gate-Verdrahtung 4 zu beseitigen und eine einheitliche Anzeige mit einer verringerten Störung der Abtastspannung gerade auf einem großen Bildschirm zu erreichen. Das Prinzip, das dazu verwendet wird, ein Flackern zu beseitigen, ist dasselbe wie dasjenige, das in Ausführungsform 1 verwendet ist.
In der Ausführungsform 1 ist die Speicherkondensatorelektrode 10 aus der zweiten Metallschicht in derselben Schicht wie die Source-Verdrahtung 7, die Drain-Elektrode 6 und die zweite Datenelektrode 1b gebildet, und ist mit der zweiten Datenelektrode 1b verbunden. Über das Kontaktloch 13 ist die Speicherkondensatorelektrode 10 auch mit der ersten Datenelektrode 1a verbunden, die aus einer transparenten, elektrischen Leiterschicht, mit einer isolierenden Schicht 11b dazwischen, gebildet ist.
Deshalb besitzt, wie Ausführungsform 1, die Struktur der vorliegenden Ausführungsform die folgenden Vorteile. Durch Unterteilen des Bereichs (Punkt), der die Anzeigeeinheit bildet, in obere und untere Bereiche, und durch Verbindungen zwischen unterschiedlichen Materialien (Materialtransformation) der Datenelektrode 1 und der Gegenelektrode 2 auf der gemeinsamen Verdrahtung 3 entsprechend zu der Unterteilungslinie, ist es möglich, ein Flackern zu verringern oder zu beseitigen, ohne an erhöhten Produktionskosten, verursacht durch einen komplizierteren Herstellungsvorgang, oder ein verringertes Öffnungsverhältnis, das der Bildung eines Umschaltelements zuzuschreiben ist, zu leiden. Weiterhin wird, da Verbindungen zwischen den Elektrodenmaterialien oberhalb der Verdrahtung vorgenommen werden, eine Bildung eines Kontaktlochs in der Öffnung des Anzeigebereichs zum Vornehmen von Verbindungen zwischen unterschiedlichen Materialien unnötig, und dies erhöht das Öffnungsverhältnis.
In den nachfolgenden Ausführungsformen ist die Speicherkondensatorelektrode auf der gemeinsamen Verdrahtung 3 wie in der vorliegenden Ausführungsform gebildet; allerdings kann sie auf der Gate-Verdrahtung 4 wie in Ausführungsform 1 gebildet werden.
(Ausführungsform 3)
7 zeigt eine Draufsicht, die die Struktur eines Punkts darstellt, der als eine minimale Anzeigeeinheit eines Feld-Substrats in einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der Erfindung dient. In 7 sind solche Elemente, die ähnlich zu den Elementen der Ausführungsform 1, dargestellt in 1, sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine wiederholte Erläuterung davon wird weggelassen.
In der Anzeigevorrichtung der vorliegenden Erfindung ist der Bereich 81 entsprechend zu der schwarzen Matrix, gebildet als eine opake Schicht auf dem gegenüberliegenden Substrat (nicht dargestellt), das zu dem Feld-Substrat hinweist, dargestellt in 1, mit dem Bereich angegeben, der mit unterbrochenen Linien umgeben ist und durch schräge Linien gefüllt ist. Mit anderen Worten ist der Bereich 81 ein Bereich, wo hindurchführendes Licht blockiert wird, und eine Öffnung ist in der Mitte des Punkts gebildet.
Die Umrisslinie des Bereichs 81 läuft entlang der Mitte der ersten Gegenelektrode 2a und der zweiten Gegenelektrode 2b in der Längsrichtung und lässt die Bereiche der transparenten Elektrode in den Öffnungen in der oberen und der unteren Hälfte eines Punkts (d.h. die erste Datenelektrode 1a und die zweite Gegenelektrode 2b) gleich angeordnet sein. Als eine Folge ist es möglich, zuverlässig die Flacker-Polaritäten in einem Punkt aufzuheben. Diese Struktur ist besonders dann nützlich, wenn sich die tatsächlichen Bereiche der transparenten Elektrode in der oberen und der unteren Hälfte eines Punkts unterscheiden. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Breiche der transparenten Elektrode in den Öffnungen in der oberen und der unteren Hälfte eines Punkts gleich gemacht, unter Verwendung einer schwarzen Matrix; allerdings ist es auch möglich, die Bereiche der transparenten Elektrode gleich durch Variieren der Breite der Elektrode und durch Einstellen der Länge der Elektrode zu machen. Die schwarze Matrix kann auf der Seite eines Feld-Substrats gebildet werden. Weiterhin ist es auch möglich, eine Metallschicht anstelle der schwarzen Matrix zu verwenden, und sie so zu gestalten, dass sie als eine opake Schicht wirkt, indem sie auf einem Teil der transparenten Elektrodenschicht überlegt wird. Durch Bilden einer opaken Schicht, wie beispielsweise einer schwarzen Matrix, oder dergleichen, auf der Seite des Feld-Substrats, wird der Effekt irgendeiner Fehlausrichtung der zwei Substrate beseitigt und die Genauigkeit der Position der opaken Schicht in Bezug auf die Elektrode wird erhöht. Dies erhöht die Fähigkeit, ein Flackern zu beseitigen. Weiterhin kann, vorzugsweise, ein Flackern zuverlässig unter Verwendung der Ergebnisse von Experimenten oder Simulationen und durch Einstellen der Breite der opaken Schicht und der Elektrode und der Länge der Elektrode in einer solchen Art und Weise, dass die effektiven Bereiche der transparenten Elektrode, die die Transmittanz in der oberen und der unteren Hälfte eines Punkts beeinflussen, gleich werden, verhindert werden. Diese Anordnung kann nicht nur in einer Anzeigevorrichtung der Ausführungsform 1 eingesetzt werden, sondern auch in Anzeigevorrichtungen von anderen Ausführungsformen.
(Ausführungsform 4)
8 zeigt eine Draufsicht, die die Struktur eines Punkts darstellt, der als eine minimale Anzeigeeinheit eines Feld-Substrats in einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der Erfindung dient. Die 9(a) und 9(b) zeigen Schnittansichten der 8, vorgenommen entlang der Linie H-H' und I-I'. In den 8, 9(a) und 9(b) sind solche Elemente, die identisch zu den Elementen der Ausführungsform 1, dargestellt in den 1, 2(a), 2(b) und 2(c), sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine wiederholte Erläuterung davon wird weggelassen.
Eine Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist so ausgelegt, dass die Innenseite eines Punkts in eine rechte und eine linke Hälfte unterteilt ist und ein Flackern zwischen den zwei Bereichen (linker und rechter Bereich) aufgehoben wird.
Der rechte Bereich weist eine erste Datenelektrode 1a, hergestellt aus einem transparenten, elektrischen Leiter, und eine erste Gegenelektrode 2a, hergestellt aus einem Metallmaterial, auf. Der linke Bereich weist eine zweite Datenelektrode 1b, hergestellt aus einem Metallmaterial, und eine zweite Gegenelektrode 2b, hergestellt aus einem transparenten, elektrischen Leiter, auf. In der Mitte des Punkts ist, mit der Grenzlinie des linken und des rechten Bereichs dazwischen, eine erste, zentrale Gegenelektrode 2c, hergestellt aus einem Metallmaterial, auf der rechten Seite gebildet, und eine zweite, zentrale Gegenelektrode 2d, hergestellt aus einem transparenten, elektrischen Leiter, ist auf der linken Seite gebildet. Eine gemeinsame Verdrahtung 3 ist oberhalb der Mitte des Punkts angeordnet.
Wie in den 8, 9(a) und 9(b) dargestellt ist, sind, auf einem Feld-Substrat 9, eine Gate-Verdrahtung 4, die erste Gegenelektrode 2a, die gemeinsame Verdrahtung 3 und die erste, zentrale Gegenelektrode 2c aus einer ersten Metallschicht heraus gebildet. Darauf sind, mit einer isolierenden Schicht 11a dazwischen, eine Source-Verdrahtung 7, eine Drain-Elektrode 6, die zweite Datenelektrode 1b und eine Speicherkondensatorelektrode 10 aus einer zweiten Metallschicht heraus gebildet. Oberhalb der zweiten Metallschicht sind, mit einer isolierenden Schicht 11b dazwischen, die erste Datenelektrode 1a, die zweite Gegenelektrode 2b und die zweite, zentrale Gegenelektrode 2d aus einer transparenten, elektrischen Leiterschicht heraus gebildet. Die erste Datenelektrode 1a ist mit der Speicherkondensatorelektrode 10 über ein Kontaktloch 13 verbunden und die zweite Gegenelektrode 2b und die zweite, zentrale Gegenelektrode 2d sind mit der gemeinsamen Verdrahtung 3 über ein Kontaktloch 14 verbunden.
Die Anzeigevorrichtung, die den vorstehenden Aufbau besitzt, ist dahingehend vorteilhaft, dass sie ein Flackern verhindert und einfach qualitativ hochwertige Bilder aufgrund einer verringerten Anzahl von Kontaktlöchern erzielt. Weiterhin kann sie das Herstellungsergebnis erhöhen, da das Verhältnis von Defekten, verursacht durch einen schlechten Kontakt zwischen den Bauelementen, verringert wird. Die gemeinsame Verdrahtung 3 kann auch unterhalb der Mitte des Punkts angeordnet werden.
(Ausführungsform 5)
10 zeigt eine Draufsicht, die die Struktur eines Punkts darstellt, der als eine minimale Anzeigeeinheit eines Feld-Substrats in einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 5 der Erfindung dient. Die 11(a) und 11(b) zeigen Schnittansichten der 10, vorgenommen entlang der Linien J-J' und K-K'. In den 10, 11(a) und 11(b) sind solche Elemente, die identisch zu den Elementen der Ausführungsform 1, dargestellt in den 1, 2(a), 2(b) und 2(c), sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine wiederholte Erläuterung wird weggelassen.
In 10 gibt der Bereich 41, dessen Umriss mit der unterbrochenen Linie dargestellt ist, einen Bereich eines Punkts an. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Punkt in zwei Unterpunkte SD1 und SD2 unterteilt, die entgegengesetzte Flacker-Polaritäten (helle und dunkle Polarität) besitzen, und die Flacker-Polaritäten werden innerhalb des Punkts aufgehoben.
Die zwei Unterpunkte SD1 und SD2 sind durch Unterteilen des Punkts in einen linken und einen rechten Bereich, mit der Mitte an einer Source-Verdrahtung 7, gebildet. Die Bereiche nehmen Signale von derselben Gate-Verdrahtung 4 und der Source-Verdrahtung 7 auf. Der rechte Unterpunkt SD1 weist eine erste Datenelektrode 1a, hergestellt aus einem transparenten, elektrischen Leiter, und eine erste Gegenelektrode 2a, hergestellt aus einem Metallmaterial, auf. Im Gegensatz zu SD1 weist der linke Unterpunkt SD2 eine zweite Datenelektrode 1b, hergestellt aus einem Metallmaterial, und eine zweite Gegenelektrode 2b, hergestellt aus einem transparenten, elektrischen Leiter, auf. Die erste Datenelektrode 1a und die zweite Datenelektrode 1b sind mit derselben Source-Verdrahtung 7 über TFTs 42, 43, jeweils, verbunden. Speicherkondensatorelektroden 10b, 10c sind auf einer gemeinsamen Verdrahtung 3 gebildet und sind mit der ersten Datenelektrode 1a und der zweiten Datenelektrode 1b, jeweils, verbunden.
Wie in den 10, 11(a) und 11(b) dargestellt ist, sind, auf einem Feld-Substrat 9, die Gate-Verdrahtung 4, die erste Gegenelektrode 2a und die gemeinsame Verdrahtung 3 aus einer ersten Metallschicht gebildet. Darauf sind, mit einer isolierenden Schicht 11a dazwischen, die Source-Verdrahtung 7, die Drain-Elektroden 6a, 6b, die zweite Datenelektrode 1b und die Speicherkondensatorelektroden 10b, 10c aus einer zweiten Metallschicht heraus gebildet. Darauf sind, mit einer isolierenden Schicht 11b dazwischen, die erste Datenelektrode 1a und die zweite Gegenelektrode 2b aus einer transparenten, elektrischen Leiterschicht heraus gebildet. Die erste Datenelektrode 1a ist mit der Speicherkondensatorelektrode 10b über das Kontaktloch 13 verbunden und die zweite Gegenelektrode 2b ist mit der gemeinsamen Verdrahtung 3 über das Kontaktloch 14 verbunden.
Diese Struktur ergibt eine Anzeige, die frei von Flackern ist, da der Unterschied in der Helligkeit, der dem flexoelektrischen Effekt oder einem elektrischen Umfangspotenzial zuschreibbar ist, zwischen dem linken und dem rechten Unterpunkt versetzt ist.
In der Anzeigevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform ist jeder Punkt in zwei Unterpunkte SD1 und SD2 unterteilt, und die TFTs 42, 43 sind in den Unterpunkten SD1 und SD2, jeweils, vorgesehen. Deshalb arbeitet, gerade wenn ein Defekt in einem der TFTs 42, 43 entsteht, der Unterpunkt, der den anderen TFT besitzt, normal. Deshalb besitzt die Anzeigevorrichtung den Vorteil, dass dort eine geringe Möglichkeit vorhanden ist, einen nicht leuchtenden Punkt zu haben, verursacht dadurch, dass der gesamte Punkt defekt ist.
Weiterhin sind die zwei Unterpunkte SD1 und SD2 so angeordnet, um die Source-Verdrahtung 7 dazwischen zu halten. Da beide Unterpunkte SD1 und SD2 dieselbe Source-Verdrahtung 7 verwenden, ist dabei kein Erfordernis vorhanden, die Anzahl von Source-Verdrahtungen 7 zu erhöhen.
Wie in 10 dargestellt ist, erstrecken sich die Elektroden 1a und 2b nach oben und nach unten von den Kontaktlöchern 13, 14 aus. Deshalb kann die Anzahl von Kontaktlöchern in der vorliegenden Ausführungsform verglichen mit der Struktur in den Ausführungsformen 1 und 2, in denen sich die Elektroden in nur einer Richtung von den Kontaktlöchern aus erstrecken, verringert werden. Dies macht es möglich, einfach Bilder mit hoher Qualität zu erzielen und das Herstellungsergebnis zu erhöhen, da die Wahrscheinlichkeit eines Defekts, verursacht durch einen schlechten Kontakt zwischen den Bauelementen, verringert wird.
Um weiterhin den ein Flackern verringernden Effekt zu erhöhen, ist es erwünscht, die Flacker-Polaritäten der zwei Punkte in Balance zu bringen. Zu diesem Zweck ist es erwünscht, dass die Kapazitäten der zwei Speicherkondensatorelektroden 10b, 10c gleich gemacht werden, und es ist vorteilhaft, dass die zwei Speicherkondensatorelektroden 10b, 10c so ausgelegt werden, um aus demselben Material gebildet zu werden, um es dadurch möglich zu machen, dass die Bereiche der zwei Speicherkondensatorelektroden gleich werden. Für diesen Zweck nimmt, in dem rechten Unterpunkt SD1 der vorliegenden Ausführungsform, die transparente, erste Datenelektrode 1a eine Verbindung zwischen Schichten vor und die Speicherkondensatorelektrode 10b ist aus einer Metallschicht gebildet. Als ein Ergebnis wird die Design-Periode des TFT-Felds ohne nachteiliges Beeinflussen des Designs verkürzt, was das Herstellungsergebnis durch Verwendung eines Designs erhöht, das eine hohe Toleranz in Bezug auf Fehler, eingeführt durch den Herstellungsvorgang, besitzt.
Als nächstes werden Beispiele der wiederholten Muster aus Punkten in dem gesamten Feld-Substrat und die erwünschten Kombinationen mit Ansteuerverfahren erläutert. Die 12(a) und 12(b) stellen wiederholte Muster der Unterpunkte SD1 und SD2, dargestellt in 10, dar, wobei der linke Unterpunkt SD2 (die Datenelektrode ist aus einer Metallschicht hergestellt) als P definiert ist und der rechte Unterpunkt SD1 (die Datenelektrode ist aus einer transparenten Elektrodenschicht hergestellt) als Q definiert ist. Wie in 10 dargestellt ist, ist, zwischen jedem Paar von Punkten, entweder eine erste Gegenelektrode 2a oder eine zweite Gegenelektrode 2b vorhanden. In Bezug auf das Muster-Design ist die Struktur, in der der linke und der rechte Punkt gemeinsam die erste Gegenelektrode 2a oder die zweite Gegenelektrode 2b teilen, bevorzugt, um das Öffnungsverhältnis zu erhöhen. Deshalb ist es, in dem Punkt-Feld, angeordnet entlang der Gate-Verdrahtung 4, auf der rechten Seite eines Punkts, der zwei Unterpunkte besitzt, die in der Reihenfolge von PQ angeordnet sind, bevorzugt, einen Punkt anzuordnen, der zwei Unterpunkte besitzt, die in der Reihenfolge von QP angeordnet sind. Mit anderen Worten ist es, für irgendwelche zwei horizontal benachbarten Punkte, bevorzugt, dass die Anordnung der Unterpunkte davon umgekehrt wird.
Andererseits ist es, in Bezug auf die vertikal angrenzenden Punkte, bevorzugt, dass sich der Anordnungszyklus der Unterpunkte gegenüber dem Umkehrungszyklus der Ansteuerspannungen unterscheidet. Falls die zwei Zyklen zueinander übereinstimmen, wird der Effekt der Inversion versetzt und vertikale Linien können entstehen, da Punkte, die dieselbe Flacker-Polarität haben, entlang der Source-Verdrahtung 7 angeordnet sind.
Erwünschte Unterpunkt-Muster werden nachfolgend unter Bezugnahme auf konkrete Beispiele erläutert. In Bezug auf die Unterpunkt-Anordnung von vertikal angrenzenden Punkten sind die folgenden zwei Muster besser für eine praktische Benutzung im Hinblick auf das Layout-Design geeignet. In dem ersten Muster, wie es in 12(a) dargetellt ist, ist die Anordnung des rechten und des linken Unterpunkts zwischen irgendwelchen zwei vertikal angrenzenden Punkten umgekehrt, und in der anderen, dargestellt in 12(b), ist die Anordnung des rechten und des linken Unterpunkts gleich ohne Umkehrung gehalten.
Die 13(a) bis 13(f) stellen Zustände dar, in denen die Polaritäten der Spannung, angelegt an jeden Punkt, zwischen den zwei Frames umgekehrt sind, unter Darstellung von mehreren Polaritäts-Ansteuerspannung-Inversions-Verfahren. Unter den Figuren stellt 13(a) das Frame-Inversion-Ansteuer-Verfahren dar und 13(b) stellt das Spalten-Inversion-Ansteuer-Verfahren dar. In beiden Verfahren wird eine Spannung in einer solchen Art und Weise angelegt, dass Punkte, ausgerichtet in der vertikalen Richtung, dieselbe Polarität haben. Es ist erwünscht, dass diese Ansteuerverfahren mit dem Unterpunkt-Anordnungs-Muster, dargestellt in 12(a), verwendet werden. Dies kommt daher, dass, in den vertikal angrenzenden Reihen, Unterpunkt-Felder invertiert sind und die Polarität der Spannung, angelegt an die Datenelektroden, dieselbe ist, was ein Flackern weni ger unterscheidbar gestaltet, da Unterpunkte, die dieselben Flacker-Polaritäten haben, nicht kontinuierlich in der vertikalen Richtung ausgerichtet sind.
Unter den Polarität-Inversions-Verfahren, dargestellt in den 13(a) bis 13(f), ist es bevorzugt, dass das Zeilen-Inversions-Ansteuer-Verfahren (Reihen-Inversion-Ansteuer-Verfahren), dargestellt in 13(c), und das Punkt-Inversion-Ansteuer-Verfahren, dargestellt in 13(d), mit dem Unterpunkt-Anordnungs-Muster, dargestellt in 12(b), verwendet werden. Dies kommt daher, dass, in vertikal angrenzenden Reihen, Unterpunkt-Felder dasselbe Polaritäts-Muster haben und die Polarität der Spannung, angelegt an die Datenelektroden, invertiert wird, was ein Flackern stärker nicht unterscheidbar als dann macht, wenn Unterpunkte, die dieselben Flacker-Polaritäten haben, nicht kontinuierlich in der vertikalen Richtung ausgerichtet werden.
In den Polarität-Inversions-Verfahren, verwendet dazu, das Flüssigkristall anzusteuern, sind verschiedene Arten und Weisen vorhanden, mit denen eine Inversion alle n Zeilen anstelle jeder Zeile, wie dies in den 13(c) und 13(d) dargestellt ist, durchgeführt wird. Das Zwei-Linien- bzw. Zeilen-Inversions-Ansteuer-Verfahren, dargestellt in 13(e) (Inversion wird alle zwei Zeilen durchgeführt), und das Zwei-Linien-Punkt-Inversions-Ansteuer-Verfahren, dargestellt in 13(f), sind die Beispiele des Falls, wenn n den Wert 2 hat. Wenn eine Inversion-Ansteuerung alle n Linien durchgeführt wird, kann eine Anzeige, frei von ernsthaften Problemen in der Sichtbarkeit, erreicht werden, wenn das Unterpunktfeld alle n Linien invertiert wird und sich der Feld-Zyklus von dem Inversions-Zyklus der Ansteuerspannung unterscheidet.
Wenn mit der Unterpunkt-Anordnung, dargestellt in 12(a), kombiniert wird, werden die Flacker-Polaritäten von vertikal angrenzenden Unterpunkten wiederholt für n Zeilen invertiert und ein Bereich erscheint alle n Zeilen, wo vertikal angrenzende Unterpunkte dieselben Flacker-Polaritäten haben. Andererseits haben, wenn mit der Unterpunkt-Anordnung, dargestellt in 12(b), kombiniert wird, vertikal angrenzende Unterpunkte dieselben Flacker-Polaritäten für n Zeilen, und ein Bereich erscheint alle n Zeilen, wo die Flacker-Polaritäten von vertikal angrenzenden Unterpunkten invertiert sind. Deshalb werden, wenn n den Wert 2 hat, und entweder die Unterpunkt-Anordnung, dargestellt in 12(a), oder diejenige von 12(b), angewandt wird, zwei Zeilen aus Unterpunkten, die dieselben Flacker-Polaritäten haben, kontinuierlich in der vertikalen Richtung angeordnet und dann invertiert, was eine erwünschte Anzeige ergibt. Wenn n den Wert 3 oder größer hat, führt eine Kombination mit der Unterpunkt-Anordnung, dargestellt in 12(a), zu einer erhöhten Anzahl von Inversionen einer Flacker-Polarität, und ist demzufolge erwünscht.
(Ausführungsform 6)
14 zeigt eine Draufsicht, die die Struktur eines Punkts darstellt, der als eine minimale Anzeigeeinheit eines Feld-Substrats in einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 6 der Erfindung dient, und die 15(a), 15(b), 15(c) und 15(d) zeigen Schnittansichten der 14, vorgenommen entlang der Linien L-L', M-M', N-N' und O-O'. Die vorliegende Ausführungsform ist eine Kombination der Ausführungsformen 2 und 5, und deshalb werden solche Elemente, die identisch zu den Elementen der Ausführungsformen 2 und 5 sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine wiederholte Erläuterung wird weggelassen.
In einer Anzeigevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform ist der Punkt 51, dessen Umrisslinie durch die unterbrochene Linie in 14 dargestellt ist, in zwei Unterpunkte SD3 und SD4 unterteilt. Die Flacker-Polaritäten werden zwischen der oberen und der unteren Hälfte der Unterpunkte SD3 und SD4 aufgehoben.
Die zwei Unterpunkte SD3 und SD4 sind durch Unterteilen des Punkts in einen linken und einen rechten Bereich, mit der Mitte an einer Source-Verdrahtung 7, gebildet. Die Bereiche nehmen Signale von derselben Gate-Verdrahtung 4 und Source-Verdrahtung 7 auf. Die oberen Bereiche des rechten Unterpunkts SD3 und des linken Unterpunkts SD4 weisen eine erste Datenelektrode 1a, hergestellt aus einem transparenten, elektrischen Leiter, und eine erste Gegenelektrode 2a, hergestellt aus einem Metallmaterial, auf. Die unteren Bereiche des rechten Unterpunkts SD3 und des linken Unterpunkts SD4 weisen eine zweite Datenelektrode 1b, hergestellt aus einem Metallmaterial, und eine zweite Gegenelektrode 2b, hergestellt aus einem transparenten, elektrischen Leiter, auf. Die zweiten Datenelektroden 1b in den Unterpunkten SD3 und SD4 sind mit derselben Source-Verdrahtung 7 über TFTs 42, 43, jeweils, verbunden. Speicherkondensatorelektroden 10 sind auf der gemeinsamen Verdrahtung 3 in den Unterpunkten SD3 und SD4 gebildet und sind mit der ersten Datenelektrode 1a und der zweiten Datenelektrode 1b, jeweils, verbunden.
Wie in den 14,15(a), 15(b), 15(c) und 15(d) dargestellt ist, sind, auf einem Feld-Substrat 9, die Gate-Verdrahtung 4, die erste Gegenelektrode 2a und die gemeinsame Verdrahtung 3 aus einer ersten Metallschicht heraus gebildet. Darauf sind, mit einer Isola tionsschicht 11a dazwischen, die Source-Verdrahtung 7, die Drain-Elektroden 6a, 6b, die zweite Datenelektrode 1b und die Speicherkondensatorelektrode 10 aus einer zweiten Metallschicht heraus gebildet. Darauf sind, mit einer Isolationsschicht 11b dazwischen, die erste Datenelektrode 1a und die zweite Gegenelektrode 2b aus einer transparenten, elektrischen Leiterschicht heraus gebildet. Die erste Datenelektrode 1a ist mit der Speicherkondensatorelektrode 10 über das Kontaktloch 13 verbunden und die zweite Gegenelektrode 2b ist mit der gemeinsamen Verdrahtung 3 über das Kontaktloch 14 verbunden.
In der Anzeigevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in der Ausführungsform 5, jeder Punkt in zwei Unterpunkte SD3 und SD4 unterteilt, und TFTs 42, 43 sind in den Unterpunkten SD3 und SD4, jeweils, vorgesehen. Deshalb arbeitet, gerade wenn ein Defekt in einem der TFTs 42, 43 entsteht, der Unterpunkt, der den anderen TFT besitzt, normal. Deshalb besitzt die Anzeigevorrichtung den Vorteil, dass eine geringe Möglichkeit vorhanden ist, einen nicht leuchtenden Punkt, verursacht dadurch, dass der gesamte Punkt defekt ist, zu haben.
Weiterhin sind, wie in Ausführungsform 5, die zwei Unterpunkte SD3 und SD4 so angeordnet, um die Source-Verdrahtung 7 dazwischen zu halten. Da beide Unterpunkte SD3 und SD4 dieselbe Source-Verdrahtung 7 verwenden, ist kein Erfordernis vorhanden, die Anzahl von Source-Verdrahtungen 7 zu erhöhen.
Ein bestimmter Vorteil der vorliegenden Ausführungsform ist derjenige, dass sie ausgezeichnete Flacker-Polaritäten ungeachtet deren Ansteuerverfahren erzielen kann, da die zwei Unterpunkte SD3 und SD4 symmetrisch geformt sind.
(Ausführungsform 7)
16 zeigt eine Draufsicht, die die Struktur eines Punkts darstellt, der als eine minimale Anzeigeeinheit eines Feld-Substrats in einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 7 der Erfindung dient, und die 17(a), 17(b) und 17(c) zeigen Schnittansichten der 14, vorgenommen entlang der Linien P-P', Q-Q' und R-R'. In den 16, 17(a), 17(b), 17(c) und 17(d) sind solche Elemente, die identisch zu den Elementen der Ausführungsform 1, dargestellt in den 1, 2(a), 2(b) und 2(c) sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine wiederholte Erläuterung wird weggelassen.
Gemäß einer Anzeigevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform sind eine Datenelektrode 1 und eine Gegenelektrode 2 aus einer Metallschicht heraus gebildet und eine Zwischenelektrode 61, hergestellt aus einer transparenten, leitfähigen Schicht, ist zwischen den zwei Elektroden gebildet. Die Breiten der Räume zwischen der Gegenelektrode 2 und der Zwischenelektrode 61 und zwischen der Zwischenelektrode 61 und der Datenelektrode 1 sind ungefähr gleich gemacht. Die Datenelektrode 1, die Zwischenelektrode 61 und die Gegenelektrode 2 sind elektrisch miteinander durch einen Widerstand 62 verbunden, der bandförmige Enden besitzt.
Wie in den 16, 17(a), 17(b) und 17(c) dargestellt ist, sind, auf einem Feld-Substrat 9, eine Gate-Verdrahtung 4, die Gegenelektrode 2 und eine gemeinsame Verdrahtung 3 aus einer ersten Metallschicht heraus gebildet. Darauf sind, mit einer isolierenden Schicht 11a dazwischen, eine Source-Verdrahtung 7, eine Drain-Elektrode 6, die Datenelektrode 1 und eine Speicherkondensatorelektrode 10 aus einer zweiten Metallschicht heraus gebildet. Darauf ist, mit einer Isolationsschicht 11b dazwischen, die Zwischenelektrode 61 aus einer transparenten, elektrischen Leiterschicht heraus gebildet. Auf der Zwischenelektrode 61 ist, mit einer isolierenden Schicht 11c dazwischen, ein Widerstand 62 aus einer Metalloxidschicht oder einer Halbleiterschicht heraus gebildet. Hoch-Widerstands-ITO, Zinnoxid, oder dergleichen, können verwendet werden, um eine Metalloxidschicht zu erhalten. Ein Beispiel einer Halbleiterschicht umfasst eine amorphe Siliziumschicht.
Die Datenelektrode 1 ist mit dem Widerstand 62 über ein Kontaktloch 67, gebildet in den isolierenden Schichten 11b, 11c, verbunden. Die Gegenelektrode 2 ist mit dem Widerstand 62 über ein Kontaktloch 68, gebildet in den Isolationsschichten 11a, 11b, 11c, verbunden. Die Zwischenelektrode 61 ist mit dem Widerstand 62 über ein Kontaktloch 69, gebildet in der isolierenden Schicht 11c, verbunden.
18 zeigt ein äquivalentes Schaltungsdiagramm des Feld-Substrats, das vorstehend beschrieben ist. In dieser Figur wird die Gegenelektrode 2 dahingehend angenommen, dass sie ein Erdungspotenzial über die gemeinsame Verdrahtung 3 besitzt, und ein elektrisches Signalpotenzial (Va), angelegt an die Datenelektrode 1, wird dahingehend angenommen, dass es positiv ist. In diesem Fall wird, indem die Widerstände jedes Widerstands 62 ungefähr gleich gemacht werden, das elektrische Potenzial der Zwischenelektrode 61 der Durchschnittswert (Va/2) der elektrischen Potenziale der Datenelektrode 1 und der Gegenelektrode 2.
In 16 werden die Abstände zwischen der Gegenelektrode 2 und der Zwischenelektrode 61 und zwischen der Zwischenelektrode 61 und der Datenelektrode 1 da hingehend angenommen, das sie im Wesentlichen dieselben sind, und deshalb werden die Stärken der elektrischen Felder, erzeugt in den Räumen S1, S2, S3 und S4, die zwischen den Elektroden gebildet sind, dieselben, und deren Richtungen sind so, wie dies durch Pfeile in der Figur dargestellt ist. In diesem Fall dient, in der linken Zwischenelektrode 61, die linke Hälfte als eine positive Elektrode relativ zu dem Raum S1 und die rechte Hälfte dient als eine negative Elektrode relativ zu dem Raum S2. Andererseits dient, in der rechten Zwischenelektrode 61, die linke Hälfte als eine negative Elektrode relativ zu dem Raum S3 und die rechte Hälfte dient als eine positive Elektrode relativ zu dem Raum S4. Deshalb können, zwischen der linken Seite und der rechten Seite der Zwischenelektrode 61, hergestellt aus einem transparenten, elektrischen Leiter, Unterschiede in der Helligkeit, verursacht durch den flexoelektrischen Effekt, oder ein peripheres, elektrisches Potenzial, aufgehoben werden.
Wenn eine negative Signalspannung an den nächsten Frame angelegt wird, werden die Richtungen der elektrischen Felder und die Betriebsweisen jedes Raums, als eine positive oder negative Elektrode dienend, umgekehrt; allerdings können, wie vorstehend erläutert ist, Differenzen in der Helligkeit zwischen der rechten und der linken Seite der Zwischenelektrode 61 aufgehoben werden. Deshalb wird die Helligkeit des positiven und des negativen Frames dieselbe in dem Punkt als ein Ganzes, was ein Flackern beseitigt.
Die Zwischenelektrode 61 ist widerstandsmäßig mit den Elektroden verbunden, an denen ein elektrisches Potenzial angelegt wird (die Datenelektrode 1 und die Gegenelektrode 2), und deshalb ist deren elektrisches Potenzial stabil ohne ein Floatieren. Dies macht es möglich, stabile Bilder anzuzeigen.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Zwischenelektrode 61 widerstandsmäßig mit der Datenelektrode 1 und der Gegenelektrode 2 verbunden; allerdings kann sie auch so angeordnet sein, dass ein externes, elektrisches Potenzial an die Zwischenelektrode 61 angelegt wird, um das elektrische Potenzial der Zwischenelektrode 61 zu stabilisieren.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Zwischenelektrode 61 aus einem transparenten, elektrischen Leiter hergestellt und die Datenelektrode 1 und die Gegenelektrode 2 sind aus einer Metallschicht gebildet; allerdings ist es, durch Bilden einer Verbindung zwischen Schichten durch Formen eines Kontaktlochs, usw., auch möglich, die Datenelektrode 1 und die Gegenelektrode 2 aus einem transparenten, elektrischen Leiter und die Zwischenelektrode 61 aus einer Metallschicht zu bilden. Diese Anordnung erhöht die Anzahl von Elektroden, die aus einem transparenten, elektrischen Leiter hergestellt sind, was zu helleren Bildern führt.
Es ist bevorzugt, dass das elektrische Potenzial der Zwischenelektrode 61 der Durchschnitt der elektrischen Potenziale der Datenelektrode 1 und der Gegenelektrode 2, wie in der vorliegenden Ausführungsform, ist; allerdings führt ein Einstellen des elektrischen Potenzials der Zwischenelektrode 61 irgendwo zwischen solchen der Datenelektrode 1 und dem elektrischen Potenzial auch zu einer Verringerung des Flackerns.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Widerstand 62 aus der Zwischenelektrode 61 mit der isolierenden Schicht 11c dazwischen gebildet; allerdings ist es nicht notwendig, die Zwischenelektrode 61 durch die isolierende Schicht 11c zu schützen, falls sie frei von einer Beschädigung ist, während der Widerstand 62 einer Musterung unterworfen wird. Deshalb ist es, wie in 17(d) dargestellt ist, auch möglich, den Bereich zu bilden, der entlang der Linie P-P' in 16 vorgenommen ist, ohne die isolierende Schicht 11c zu haben. Dies ermöglicht eine Verringerung der Herstellungsvorgänge und der Produktionskosten.
In diesem Fall ist ein konkretes Beispiel einer Art und Weise, den Widerstand 62 zu erhalten, wie folgt. Eine auf Harz basierende Widerstandsmaterialschicht ist auf der Zwischenelektrode 61, hergestellt aus ITO, und geätzt unter Verwendung eines Fotoresists, der ein vorbestimmtes Muster besitzt, gebildet. Es ist auch möglich, ein fotoempfindliches Material als ein Harzmaterial zu verwenden und direkt eine Musterung durch Belichten mit Licht durchzuführen. Als ein anderes Beispiel ist es auch möglich, einen Widerstand auf nur einem vorgeschriebenen Bereich durch einen Masken-Niederschlag anzuwenden.
(Ausführungsform 8)
19 zeigt eine Draufsicht, die die Struktur eines Punkts darstellt, der als eine minimale Anzeigeeinheit eines Feld-Substrats in einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 8 der Erfindung dient, und die 20(a), 20(b) und 20(c) zeigen Schnittansichten der 19, vorgenommen entlang der Linien S-S', T-T' und U-U'. In der vorliegenden Ausführungsform werden, anstelle einer Verbindung der Datenelektrode 1, der Zwischenelektrode 61 und der Gegenelektrode 2 durch ein Widerstandselement, eine kapazitive Kopplung verwendet. In anderer Hinsicht ist der Aufbau davon derselbe wie derjenige der Ausführungsform 5. Deshalb werden in der vorliegenden Ausführungsform solche Elemente, die identisch zu den Elementen der Ausführungsform 5 sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine wiederholte Erläuterung wird weggelassen.
Wie in 19 dargestellt ist, sind, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, Verlängerungen 71, die in die linke und die rechte Seite von dem oberen Ende der Zwischenelektrode 61 aus vorstehen, anstelle eines Bildens des Widerstands 62, dargestellt in 16, gebildet. Durch Anordnen der Verlängerung 71 auf der Datenelektrode 1 und der Gegenelektrode 2 werden Kopplungskapazitätsbereiche 72a, 72b gebildet.
Wie in den 19 und 20(a) dargestellt ist, ist die Verlängerung 71, die sich von der Zwischenelektrode 61 aus erstreckt, auf der isolierenden Schicht 11b gebildet. Der Kopplungskapazitätsbereich 72a ist zwischen der Verlängerung 71 und der Datenelektrode 1 mit einer isolierenden Schicht 11a dazwischen gebildet. Ein Kopplungskapazitätsbereich 72b ist zwischen der Verlängerung 71 und der Gegenelektrode 2 mit den isolierenden Schichten 11a, 11b dazwischen gebildet.
21 stellt eine äquivalente Schaltung des Feldsubstrats, das vorstehend beschrieben ist, dar. Ähnlich zu der Ausführungsform 7 wird angenommen, dass die Gegenelektrode 2 ein Erdungspotenzial über die gemeinsame Verdrahtung 3 besitzt und dass ein positives, elektrisches Signalpotenzial (Va) an die Datenelektrode 1 angelegt ist. In diesem Fall wird, indem die Kapazitäten der Kopplungskapazitätsbereiche 72a, 72b ungefähr gleich gemacht werden, das elektrische Potenzial der Zwischenelektrode 61 der Durchschnittswert (Va/2) der elektrischen Potenziale der Datenelektrode 1 und der Gegenelektrode 2.
Ähnlich zu Ausführungsform 7 werden in 19 die Abstände zwischen der Gegenelektrode 2 und der Zwischenelektrode 61 und zwischen der Zwischenelektrode 61 und der Datenelektrode 1 dahingehend angenommen, dass sie im Wesentlichen dieselben sind, und deshalb werden die Stärken der elektrischen Felder, erzeugt in den Räumen S1, S2, S3 und S4, gebildet zwischen den Elektroden, dieselben, und deren Richtungen sind so, wie dies durch die Pfeile in der Figur dargestellt ist. Deshalb können, wie in der Ausführungsform 7, zwischen der linken Seite und der rechten Seite der Zwischenelektrode 61, hergestellt aus einem transparenten, elektrischen Leiter, Differenzen in der Helligkeit, verursacht durch den flexoelektrischen Effekt, oder ein peripheres, elektrisches Potenzial, aufgehoben werden.
Wenn eine negative Signalspannung an den nächsten Frame angelegt wird, werden die Richtungen der elektrischen Felder und die Arbeitsweise jedes Raums, der als eine positive oder negative Elektrode dient, umgekehrt; allerdings können, wie vorstehend erläutert ist, Differenzen in der Helligkeit zwischen der rechten und der linken Seite der Zwischenelektrode 61 aufgehoben werden. Deshalb wird die Helligkeit des positiven und des negativen Frames dieselbe in dem Punkt als ein Ganzes, was ein Flackern beseitigt.
Eine Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann Bruchdefekte und Herstellungskosten verglichen mit Ausführungsform 7 verringern, da eine Bildung des Widerstands und eines Kopplungsteils (Kontaktlochs), das den Widerstand mit jeder Elektrode verbindet, unnötig wird.
In der vorliegenden Ausführungsform ist es, wie in Ausführungsform 7, indem Verbindungen mit unterschiedlichen Schichten durch Bilden eines Kontaktlochs, usw., vorgenommen werden, auch möglich, die Datenelektrode 1 und die Gegenelektrode 2 aus einem transparenten, elektrischen Leiter und die Zwischenelektrode 61 aus einer Metallschicht zu bilden. Diese Anordnung erhöht die Anzahl von Elektroden, hergestellt aus einem transparenten, elektrischen Leiter, was zu helleren Bildern führt.
Es ist bevorzugt, dass das elektrische Potenzial der Zwischenelektrode 61 der Durchschnitt der elektrischen Potenziale der Datenelektrode 1 und der Gegenelektrode 2 ist; allerdings erreicht ein Einstellen des elektrischen Potenzials der Zwischenelektrode 61 irgendwo zwischen solchen der Datenelektrode 1 und des elektrischen Potenzials auch eine Verringerung des Flackerns.
Unter Berücksichtigung der Differenz in der Dicke der isolierenden Schichten in den Kopplungskapazitätsbereichen 72a, 72b ist es, um die Kapazitäten der Kopplungskapazitätsbereiche 72a, 72b gleich zu machen, bevorzugt, den gegenüberliegenden Bereich der Elektroden in den Kopplungskapazitätsbereichen 72a, 72b einzustellen. Zum Beispiel kann dies durch Variieren der Breiten der Datenelektrode 1 und der Gegenelektrode 2 in den Bereichen vorgenommen werden, wo die Kopplungskapazitätsbereiche 72a, 72b gebildet sind.
In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei Zwischenelektroden 61 getrennt angeordnet; allerdings ist es, wie in 22 dargestellt ist, auch möglich, die zwei Zwischenelektroden 61 durch die Verlängerung 71 zu verbinden. Diese Anordnung gestaltet zuverlässig die elektrischen Potenziale der zwei Zwischenelektroden 61 gleich. 20(d) stellt die Schnittansicht dar, die entlang der Linie S-S' in 22 vorgenommen ist. In dieser Figur sind der linke und der rechte Kopplungskapazitätsbereich 72b, 72b parallel zueinander, und deshalb ist es erwünscht, dass die Gesamtkapazität der zwei Bereiche 72b, 72b gleich zu derjenigen des Kopplungskapazitätsbereichs 72a ist. Genauer gesagt wird dies durch Variieren der Breiten der Datenelektrode 1 und der Gegenelektrode 2 so, wie dies vorstehend beschrieben ist, erreicht.
(Ausführungsform 9)
23 zeigt eine Draufsicht, die die Strukturen von zwei angrenzenden Punkten auf einem Feld-Substrat in einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 9 der Erfindung darstellt. Die 24(a), 24(b) und 24(c) sind Schnittansichten, vorgenommen entlang der Linien V-V', W-W' und X-X' der 23.
In der Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 5, dargestellt in den 10, 11(a) und 11(b), werden Flacker-Polaritäten in einen Punkt durch Aufteilen des Punkts in zwei Unterpunkte, und dadurch, dass die Flacker-Polaritäten unterschiedlich in jedem Unterpunkt gestaltet werden, aufgehoben. Andererseits werden, in der Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, zwei angrenzende Punkte D1 und D2 so strukturiert, dass die Flacker-Polaritäten zwischen den Punkten dann aufgehoben werden, wenn eine Signalspannung die dieselbe Polarität besitzt, an die zwei Punkte D1 und D2 angelegt wird. In den 23, 24(a), 24(b) und 24(c) sind solche Elemente, die identisch zu den Elementen der Ausführungsform 5 sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine wiederholte Erläuterung davon wird weggelassen.
Wie in 23 dargestellt ist, weist der linke Punkt D1 eine erste Datenelektrode 1a und eine erste Gegenelektrode 2a auf. Die Datenpixelelektrode 1a ist aus einem transparenten, elektrischen Leiter hergestellt und die erste Gegenelektrode 2a ist aus einer Metallschicht gebildet. Der rechte Punkt D2 weist eine zweite Datenelektrode 1b und eine zweite Gegenelektrode 2b auf. Die zweite Datenelektrode 1b ist aus einer Metallschicht gebildet und die zweite Gegenelektrode 2b ist aus einem transparenten, elektrischen Leiter gebildet. Die erste Datenelektrode 1a und die zweite Datenelektrode 1b sind mit getrennten Source-Verdrahtungen 7 über separate TFTs 5 verbunden. Die Struktur des TFT 5 der vorliegenden Ausführungsform ist dieselbe wie diejenige der Ausführungsform 1. Auf einer Gate-Verdrahtung 4 sind Speicherkondensatorelektroden 10d, 10e gebildet und mit der ersten Datenelektrode 1a und der zweiten Datenelektrode 1b, jeweils, verbunden.
Wie in den 23, 24(a), 24(b) und 24(c) dargestellt ist, sind auf einem Feld-Substrat 9 die Gate-Verdrahtung 4, die erste Gegenelektrode 2a und eine gemeinsame Verdrahtung 3 aus einer ersten Metallschicht heraus gebildet. Darauf sind, mit einer isolierenden Schicht 11a dazwischen, die Source-Verdrahtung 7, eine Drain-Elektrode 6 und die zweite Datenelektrode 1b aus einer zweiten Metallschicht heraus gebildet. Darauf sind, mit einer isolierenden Schicht 11b dazwischen, die erste Datenelektrode 1a, die zweite Gegenelektrode 2b und die Speicherkondensatorelektroden 10d, 10e aus einer transparenten, elektrischen Leiterschicht gebildet. Die erste Datenelektrode 1a ist mit der Drain-Elektrode 6 über ein Kontaktloch 13 verbunden. Die zweite Gegenelektrode 2b ist mit der gemeinsamen Verdrahtung 3 über ein Kontaktloch 14 verbunden.
In dieser Struktur besitzt, wenn eine positive Spannung an die Punkte D1 und D2 angelegt wird, in dem linken Punkt D1, die transparente, erste Datenelektrode 1a ein relativ positives, elektrisches Potenzial, und, in dem rechten Punkt D2, besitzt die transparente, zweite Gegenelektrode 2b ein relativ negatives, elektrisches Potenzial. Wenn eine negative Spannung an die Punkte D1 und D2 angelegt wird, besitzt, in dem linken Punkt D1, die transparente, erste Datenelektrode 1a ein relativ negatives, elektrisches Potenzial, und, in dem rechten Punkt D2, besitzt die transparente, zweite Gegenelektrode 2b ein relativ positives, elektrisches Potenzial. Dadurch werden die Flacker-Polaritäten zwischen den zwei Punkten D1 und D2 aufgehoben.
In der Anzeigevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform ist es, um weiterhin den das Flackern reduzierenden Effekt zu erhöhen, erwünscht, die Flacker-Polaritäten der zwei Punkte D1 und D2 in eine Balance zu bringen. Für diesen Zweck ist es erwünscht, dass die Kapazitäten der zwei Speicherkondensatorelektroden 10d, 10e gleich gemacht werden, und es ist vorteilhaft, dass die zwei Speicherkondensatorelektroden 10d, 10e so ausgelegt werden, um aus demselben Material gebildet zu werden, um dadurch die Bereiche der zwei Speicherkondensatorelektroden gleich zu machen. In dem rechten Unterpunkt SD2 der vorliegenden Ausführungsform nimmt, wie in 24(c) dargestellt ist, die transparente, zweite Datenelektrode 1b eine Verbindung zwischen Schichten vor und die Speicherkondensatorelektrode 10e ist aus einem transparenten, elektrischen Leiter hergestellt. Als eine Folge wird die Design-Periode des TFT-Felds verkürzt, ohne nachteilig das Design zu beeinflussen, was den Herstellungsertrag unter Verwendung eines Designs erhöht, das eine hohe Toleranz in Bezug auf die Fehler, die durch den Herstellungsvorgang eingeführt werden, besitzt. Wie in Ausführungsform 5 können die Speicherkondensatorelektroden 10d, 10e auch auf der Gate-Verdrahtung 4 aus einer Metallschicht gebildet werden.
(Ausführungsform 10)
25 zeigt eine Draufsicht, die die Strukturen von zwei angrenzenden Punkten auf einem Feld-Substrat in einer Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 10 der Erfindung darstellt. Die 26(a), 26(b) und 26(c) zeigen Schnittansichten der 25, vorgenommen entlang der Linien AA-AA', BB-BB' und CC-CC'.
In der Anzeigevorrichtung der Ausführungsform 9 sind die Speicherkondensatorelektroden 10d, 10e auf der Gate-Verdrahtung 4 gebildet. Andererseits sind, in der Anzeigevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform, Speicherkondensatorelektroden 10b, 10c auf einer gemeinsamen Verdrahtung 3 gebildet. In den 25, 26(a), 26(b) und 26(c) sind solche Elemente, die identisch zu den Elementen der Ausführungsform 9 sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine wiederholte Erläuterung davon wird weggelassen.
Wie in den 25, 26(a), 26(b) und 26(c) dargestellt ist, sind, auf einem Feld-Substrat 9, eine Gate-Verdrahtung 4, eine erste Gegenelektrode 2a und eine gemeinsame Verdrahtung 3 aus einer ersten Metallschicht heraus gebildet. Darauf sind, mit einer isolierenden Schicht 11a dazwischen, eine Source-Verdrahtung 7, eine Drain-Elektrode 6, eine zweite Datenelektrode 1b und Speicherkondensatorelektroden 10b, 10c aus einer zweiten Metallschicht heraus gebildet. Darauf sind, mit einer isolierenden Schicht 11b dazwischen, eine erste Datenelektrode 1a und eine zweite Gegenelektrode 2b aus einer transparenten, elektrischen Leiterschicht gebildet. Die erste Datenelektrode 1a ist mit der Speicherkondensatorelektrode 10b über ein Kontaktloch 13 verbunden. Die zweite Gegenelektrode 2b ist mit der gemeinsamen Verdrahtung 3 über ein Kontaktloch 14 verbunden.
Ähnlich derjenigen in Ausführungsform 9 werden, in der Anzeigevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform, Flacker-Polaritäten zwischen den zwei angrenzenden Punkten D1 und D2 aufgehoben. Die vorliegende Ausführungsform besitzt ein unterschiedliches Merkmal dahingehend, dass eine gleichförmige Anzeige mit einer verringerten Störung einer Abtastspannung sogar auf einem breiten Bildschirm erhalten werden kann, da dessen zusätzliche Kapazität der Gate-Verdrahtung 4 verringert wird.
Ähnlich wie in Ausführungsform 9 ist es, in der Anzeigevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform, um weiterhin den das Flackern verringernden Effekt zu erhöhen, erwünscht, die Flacker-Polaritäten der zwei Punkte D1, D2 in eine Balance zu bringen. Für diesen Zweck ist es erwünscht, das die Kapazitäten der zwei Speicherkondensatorelektroden 10b, 10c gleich gemacht werden, und es ist vorteilhaft, dass die zwei Speicherkondensatorelektroden 10b, 10c so ausgelegt werden, um aus demselben Material gebildet zu werden, um dadurch die Bereiche der zwei Speicherkondensatorelektroden gleich zu machen. In dem linken Punkt D1 der vorliegenden Ausführungsform bildet die transparente, erste Datenelektrode 1a eine Verbindung zwischen Schichten und die Speicherkondensatorelektrode 10b ist aus einer Metallschicht heraus gebildet. Als eine Folge wird die Design-Periode des TFT-Felds verkürzt, ohne nachteilig das Design zu beeinflussen, was den Herstellungsertrag erhöht, indem ein Design verwendet wird, das eine hohe Toleranz für die Fehler besitzt, die durch den Herstellungsvorgang eingeführt werden. Ähnlich wie in Ausführungsform 9 können die Speicherkondensatorelektroden 10b, 10c auch auf der gemeinsamen Verdrahtung 3 aus einer transparenten, elektrischen Leiterschicht gebildet werden.
(Ausführungsform 11)
Die vorliegende Ausführungsform bezieht sich auf Farbanzeigevorrichtungen mit Strukturen, wie sie in den vorstehenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben sind. In einer Farbanzeigevorrichtung, die die Punkte besitzt, die in einer Matrix angeordnet sind, sind eine schwarze Matrix und ein Farbfilter allgemein in einem gegenüberliegenden Substrat, das zu einem Feld-Substrat hinweist, gebildet. Der Farbfilter ist auf einer Öffnung der schwarzen Matrix gebildet, und jedes Pixel davon besitzt eine Farbschicht aus rot, grün oder blau, so dass, in der Anzeigevorrichtung als ein Ganzes, diese drei Farben in einem Feld wiederholt werden. Mit anderen Worten ist es, wie in dem Bereich dargestellt ist, der durch die durchgezogene Linie in 27 umschlossen ist, üblich, dass ein Pixel 91 aus drei Punkten gebildet ist, die jeweils eine der drei primären Farben haben, d.h. rot (R), grün (G) und blau (B).
Wie in 28 dargestellt ist, weist diese Farbanzeigevorrichtung einen Abtastsignaltreiber M1, der ein Abtastsignal durch Anlegen einer vorgeschriebenen Spannung an eine Gate-Verdrahtung 4 zuführt, und einen Bildsignaltreiber M2, der ein Bildsignal durch Anlegen einer vorgeschriebenen Spannung an eine Source-Verdrahtung 7 zuführt, auf.
Diese Treiber M1, M2 werden durch eine Steuereinheit C gesteuert. In der Farbanzeigevorrichtung, die einen solchen Aufbau besitzt, kann ein helles Bild mit einem weiten Betrachtungswinkel und einem verringerten Flackern durch Anordnen jedes Punkts, dargestellt in 27, so, um eine Struktur zu haben, wie sie in den vorstehenden Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sind, erhalten werden.
(Ausführungsform 12)
Die vorliegende Ausführungsform bezieht sich auf eine Farbanzeigevorrichtung, in der, in dem Punkt-Feld auf einem Feld-Substrat, dargestellt in 27, drei Punkte (RGB) in einem Pixel so strukturiert sind, um dieselbe Struktur zu haben, und Flacker-Polaritäten werden zwischen irgendwelchen zwei angrenzenden Pixeln aufgehoben. 29 stellt Punkt-Felder in den zwei angrenzenden Pixeln dar.
In 29 sind Punkte P und Q so strukturiert, dass sie Flacker-Polaritäten entgegengesetzt zueinander relativ zu derselben Ansteuerspannung haben. Zum Beispiel entspricht die Struktur von Punkt D1 in den Ausführungsformen 9 und 10 derjenigen von P und die Struktur des Punkts D2 entspricht zu derjenigen von Q. Die Zusätze R, G und B drücken die Farben jedes Punkts aus. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in der Figur dargestellt ist, in den zwei angrenzenden Pixeln 91, 91, die Struktur der Punkte dieselbe innerhalb eines Pixels und ist unterschiedlich gegenüber derjenigen der Punkte in dem angrenzenden Pixel. Dies macht es möglich, einfach Flacker-Polaritäten zwischen irgendwelchen zwei angrenzenden Pixeln aufzuheben. Weiterhin besitzt, da die Punkte innerhalb eines Pixels dieselben Polaritäten haben, diese Anordnung einen Vorteil dahingehend, dass eine Farbverzerrung gerade in einer Halbton-Anzeige verhindert werden kann, die dazu tendiert, dass sie nachteilig durch den Unterschied zwischen der Helligkeit und den Spannungseigenschaften beeinflusst wird.
(Ausführungsform 13)
In der Farbanzeigevorrichtung der Ausführungsform 12 besitzen die Punkte dieselbe Struktur innerhalb eines Pixels. Andererseits sind, wie in 30 dargestellt ist, in einer Farbanzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, irgendwelche zwei angrenzenden Punkte so angeordnet, dass sie unterschiedliche Strukturen haben. Dadurch können Flacker-Polaritäten zwischen weiter unterteilten Bereichen aufgehoben werden.
(Ausführungsform 14)
Die vorliegende Ausführungsform bezieht sich auf eine Farbanzeigevorrichtung, die das Punkt-Feld besitzt, wie es in 29 dargestellt ist, die ein Ansteuerverfahren einsetzt, das weiterhin den das Flackern reduzierenden Effekt erhöht.
Um das Flackern zu verringern, ist es bevorzugt, dass sich der Anordnungszyklus der Bereiche, die dieselbe Flacker-Polarität relativ zu einer gleichen Spannung darstellen, von dem Inversions-Zyklus einer Ansteuerspannung unterscheidet. Falls die zwei Zyklen zueinander übereinstimmen, wird der Effekt einer Inversion weiterhin versetzt, was nachteilig den das Flackern reduzierenden Effekt beeinflusst.
Als nächstes werden Beispiele der wiederholten Muster aus Punkten (Feld von P und Q in 29) und von erwünschten Kombinationen mit den Inversionsverfahren einer Ansteuerspannung erläutert. Die 31(a) bis 31(f) stellen den Fall dar, wenn angenommen wird, dass, wie in 29 dargestellt ist, die Punkte innerhalb eines Pixels 91 dieselbe Struktur haben, wie in den Polaritäten der Ansteuerwellenform in einem ungeraden Frame, die Punktstruktur und die Muster der Flacker-Polarität (ungerader Frame), definiert durch deren Kombination. Obwohl es nicht in den Figuren dargestellt ist, besitzt ein gerader Frame ein Muster einer Ansteuerwellenpolarität, invertiert gegenüber derjenigen eines ungeraden Frame, was zu einem Muster einer Flacker-Polarität entgegengesetzt zu derjenigen eines ungeraden Frame führt.
Ein erhöhter, ein Flackern reduzierender Effekt kann in einer Anordnung erhalten werden, in der die Verteilung einer Flacker-Polarität von Pixeln oder Punkten in jeder Linie bzw. Zeile invertiert ist.
Spezifische Beispiele solcher Kombinationen sind wie folgt:
31(a): Kombination einer Zeilen-Inversion-(Reihen-Inversion)-Ansteuerung und eines Zeilen-Nicht-Inversion-(Reihen-Nicht-Inversion)-Punkt-Felds;
31(c): Kombination eines Frame-Inversions-Ansteuerung und Zeilen-Inversions-(Reihen-Inversion)-Punkt-Felds; und
31(e): Kombination einer Platten-Inversions-Ansteuerung und eines Zeilen-Inversions-(Reihen-Inversion)-Punkt-Felds.
Andererseits ist es, zum Beispiel, wenn ein Prüfleiterplattenmuster auf einem Computerbildschirm als ein Wallpaper, usw., besteht, bevorzugt, dass zwischen den Pixeln oder Punkten eine Flacker-Polarität alle zwei Linien bzw. Zeilen invertiert wird, um eine Interferenz zwischen dem Prüfplattenmuster und dem Flacker-Muster zu verhindern. Spezifische Beispiele solcher Kombinationen sind wie folgt:
31(b): Kombination einer Zeilen-Inversion-(Reihen-Inversion)-Ansteuerung und eines Zwei-Zeilen-Inversion-(Zwei-Reihen-Inversion)-Punkt-Felds;
31(d): Kombination eines Frame-Inversion-Ansteuer- und eines Zwei-Zeilen-Inversion-(Zwei-Reihen-Inversion)-Punkt-Felds; und
31(f): Kombination eines Spalten-Inversion-Ansteuer- und eines Zwei-Zeilen-Inversion-(Zwei-Reihen-Inversion)-Punkt-Felds.
Obwohl es nicht dargestellt ist, ist es, als ein Muster, in denen eine Flacker-Polarität-Inversion zwischen den Pixeln oder Punkten alle zwei Zeilen durchgeführt wird, in Bezug auf eine Ansteuerwellenpolarität und Punktstruktur, auch möglich, das Muster des Ansteuer-Inversion-Zyklus und des Punkt-Anordnungs-Zyklus, dargestellt in den 31(b) und 31(f), umzuschalten.
Spezifische Beispiele sind wie folgt:
(b'): Kombination eines Zwei-Zeilen-Inversion-(Zwei-Reihen-Inversion)-Ansteuer- und eines Zeilen-Inversion-(Reihen-Inversion)-Punkt-Felds; und
(f'): Kombination eines Zwei-Zeilen-Inversion-(Zwei-Reihen-Inversion)-Ansteuer- und eines Spalten-lnversion-Punkt-Felds.
In ähnlicher Weise ist, wenn n den Wert 3 oder größer hat, möglich, Flacker-Polaritäten zwischen Pixeln und Punkten alle n Zeilen zu invertieren. Wenn n den Wert 10 oder kleiner besitzt (vorzugsweise 5 oder kleiner), kann eine Interferenz mit Prüfplattenmustern verhindert werden, während ein Flackern verringert wird, was zu demselben Effekt führt, der durch Invertieren einer Flacker-Polarität-Verteilung alle zwei Zeilen erreicht wird.
(Ausführungsform 15)
Die vorliegende Ausführungsform bezieht sich auf eine Farbanzeigevorrichtung, die das Punkt-Feld besitzt, das in 30 dargestellt ist, bei dem ein Ansteuerverfahren weiterhin ein Erhöhen des das Flackern reduzierenden Effekts einsetzt.
Um ein Flackern zu verringern, ist es, ähnlich wie in Ausführungsform 14, bevorzugt, dass sich der Anordnungszyklus der Bereiche, die dieselbe Flacker-Polarität relativ zu einer selben Spannung darstellen, von dem Inversions-Zyklus einer Ansteuerspannung unterscheidet.
Als nächstes werden Beispiele der wiederholten Muster von Punkten (Feld aus P und Q in 30) und von erwünschten Kombinationen mit den Inversionsverfahren einer Ansteuerspannung erläutert. Die 32(a) bis 32(d) stellen, wenn angenommen wird, dass zwei angrenzende Punkte unterschiedliche Strukturen innerhalb eines Pixels 91 haben, wie dies in 30 dargestellt ist, Polaritäten einer Ansteuerwelle in einem ungeraden Frame, das Punkt-Feld und Muster einer Flacker-Polarität (ungerader Frame), definiert durch deren Kombination, dar. Obwohl es nicht in der Figur dargestellt ist, besitzt ein gerader Frame ein Muster einer Ansteuerwellenpolarität, invertiert zu derjenigen eines ungeraden Frame, was dazu führt, ein Muster einer Flacker-Polarität, invertiert zu derjenigen eines ungeraden Frame, zu haben.
Ähnlich wie in Ausführungsform 14 kann ein erhöhter, ein Flackern reduzierender Effekt in einer Anordnung erhalten werden, in der die Verteilung einer Flacker-Polarität von Pixeln oder Punkten jede Zeile invertiert ist.
Spezifische Beispiele solcher Kombinationen sind wie folgt:
32(a): Kombination eines Zeilen-Inversion-(Reihen-Inversion)-Ansteuer- und eines Zeilen-Nicht-Inversion-(Reihen-Nicht-Inversion)-Punkt-Felds; und
32(c): Kombination eines Frame-Inversion-Ansteuer- und eines Zeilen-Inversions-(Reihen-Inversion)-Punkt-Felds.
Andererseits ist es, zum Beispiel, wenn ein Prüfleiterplattenmuster auf einem Computerbildschirm als ein Wallpaper, usw., erscheint, bevorzugt, dass zwischen den Pixeln oder Punkten eine Flacker-Polarität alle zwei Zeilen invertiert wird, um eine Interferenz zwischen dem Prüfplattenmuster und dem Flacker-Muster zu verhindern. Spezifische Beispiele solcher Kombinationen sind wie folgt:
32(b): Kombination einer Zeilen-Inversion-(Reihen-Inversion)-Ansteuerung und eines Zwei-Zeilen-Inversion-(Zwei-Reihen-Inversion)-Punkt-Felds; und
32(d): Kombination eines Frame-Inversion-Ansteuer- und eines Zwei-Zeilen-Inversion-(Zwei-Reihen-Inversion)-Punkt-Felds.
Obwohl es nicht dargestellt ist, ist es, als ein Muster, in dem eine Flacker-Polarität-Inversion zwischen den Pixeln oder Punkten alle zwei Zeilen durchgeführt wird, in Bezug auf eine Ansteuerwellenpolarität und eine Punktstruktur, auch möglich, das Muster des Ansteuer-Inversion-Zyklus und des Punkt-Anordnungs-Zyklus in 32(b) umzuschalten. Spezifische Beispiele sind wie folgt:
(b'): Kombination eines Zwei-Zeilen-Inversion-(Zwei-Reihen-Inversion)-Ansteuer- und eines Zeilen-Inversion-(Reihen-Inversion)-Punkt-Felds.
Ähnlich ist es, wenn n den Wert 3 oder größer besitzt, möglich, Flacker-Polaritäten zwischen Pixeln und Punkten alle n Zeilen zu invertieren. Wenn n den Wert 10 oder kleiner besitzt (vorzugsweise 5 oder kleiner), kann eine Interferenz mit karierten Mustern verhindert werden, während ein Flackern verringert wird, was zu demselben Effekt führt, der durch Invertieren einer Flacker-Polarität-Verteilung alle zwei Zeilen erreicht wird.
Die Anzeigevorrichtung gemäß den Ausführungsformen 14 und 15 können in derselben Art und Weise betrieben werden, wie dies in 28, beschrieben vorstehend, dargestellt ist. Dies ermöglicht eine Anzeige von hellen Bildern mit weiten Betrachtungswinkeln und einem verringerten Flackern, wenn der gesamte Bildschirm oder die Bereiche berücksichtigt werden, die eine Vielzahl von Punkten als ein Ganzes aufweisen.
In den Ausführungsformen 14 und 15 wird die Beziehung zwischen der Ansteuerwellenpolarität und dem Punkt-Feld erläutert, wobei ein Punkt als eine Einheit angenommen wird; allerdings können die bevorzugten Kombinationen der Ansteuerwellenpolarität und des Punkt-Felds, beschrieben in den Ausführungsformen, auch dieselben Effekte dann erreichen, wenn ein Pixel dahingehend angenommen wird, dass es die Einheit ist. Weiterhin ist es auch möglich, die Ansteuerwellenpolarität oder das Punkt-Feld mit einem Punkt als die Einheit und den anderen mit einem Pixel als eine Einheit zu betrachten.
(Ausführungsform 16)
33(a) zeigt eine Schnittansicht der Anzeigevorrichtung gemäß Ausführungsform 16 und 33(b) zeigt eine Draufsicht, die die Struktur eines Punkts des Feld-Substrats darstellt. 33(a) zeigt eine Ansicht, die entlang der Linie DD-DD' in 33(b) vorgenommen ist.
34 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht, die die Struktur um ein Umschaltelement einer Anzeigevorrichtung herum gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
35(a) zeigt eine Draufsicht, die einen 4 × 4 Punktabschnitt aus Pixeln darstellt und die 35(b) und 35(c) zeigen schematische Diagramme, die Polaritäten darstellen, die in den Pixeln erzeugt sind. In 35(a) zeigen S1, S2, usw., Bildsignale an, die zu jedem Pixel zugeführt sind, und G1, G2, usw., zeigen Abtastsignale an, die zu jedem Pixel zugeführt sind.
In 33 stellt 201 ein gegenüberliegendes Substrat dar, 202 bezeichnet ein Flüssigkristall, 209a bezeichnet einen orientierten Film, der innerhalb des Feldsubstrats 9 gebildet ist, 209b stellt einen orientierten Film dar, der innerhalb des gegenüberliegenden Substrats 201 gebildet ist, und 210a, 210b und 210c stellen Farbfiltermaterialien dar. Andere Elemente, die identisch zu den Elementen von Ausführungsform 1 sind, sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und eine wiederholte Erläuterung wird weggelassen. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Datenelektrode 1 aus einem Metallmaterial gebildet und eine Gegenelektrode 2 ist aus einem transparenten, elektrischen Leiter gebildet.
In 34 stellt 8a eine a-Si-Schicht dar, 8b gibt eine a-Si-Schicht vom n+-Typ an und 14 gibt ein Kontaktloch an, das in isolierenden Schichten 11a, 11b gebildet ist.
Die Anzeigevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform ist in der Art und Weise gebildet, die nachfolgend beschrieben ist. Auf dem Feldsubstrat 9 ist eine erste Metallschicht aus einem opaken, elektrischen Leiter, hergestellt aus Al, Ti, oder dergleichen, gebildet. Die erste Metallschicht ist zu vorbestimmten Formen gemustert, um eine gemeinsame Verdrahtung 3 und eine Gate-Verdrahtung 4 zu erhalten. Auf der so erhaltenen Schicht ist eine isolierende Schicht 11a gebildet, und dann wird ein Halbleiterumschaltelement 5 aus der a-Si-Schicht 8a und der a-Si-Schicht 8b vom n+-Typ auf dem vorbestimmten Bereich der isolierenden Schicht 11a heraus gebildet. Danach wird auf vorbestimmten Bereichen der isolierenden Schicht 11a und des Halbleiterumschaltelements 5 eine zweite Metallschicht aus einem opaken, elektrischen Leiter, hergestellt aus Al, Ti, oder dergleichen, heraus gebildet, und dann wird die zweite Metallschicht zu vorbestimmten Formen gemustert, um eine Source-Verdrahtung 7, eine Drain-Elektrode 6 und eine Datenelektrode 1 zu erhalten. Auf der so erhaltenen Schicht wird die isolierende Schicht 11b, hergestellt aus SiNx, oder dergleichen, gebildet. Die isolierende Schicht 11b dient auch als eine Überbeschichtung, die das Halbleiterumschaltelement 5 schützt.
Danach wird die Gegenelektrode 2 aus einem ITO-Film heraus gebildet, der ein transparenter, elektrischer Leiter ist. Um die gemeinsame Verdrahtung 3, hergestellt aus einem opaken, elektrischen Leiter, und die Gegenelektrode 2, hergestellt aus einem transparenten, elektrischen Leiter, elektrisch leitend zu machen, wird ein Kontaktloch 14 in den isolierenden Schichten 11a, 11b gebildet.
Dann werden, auf dem Feldsubstrat 9 und dem gegenüberliegenden Substrat 201, orientierte Filme 209a, 209b, hergestellt aus Polyimid, oder dergleichen, gebildet, um Moleküle des Flüssigkristalls 202 auszurichten.
Das gegenüberliegende Substrat 201 ist so angeordnet, um zu dem Feld-Substrat 9 hinzuweisen. Auf dem gegenüberliegenden Substrat 201 sind das Filtermaterial 210a für rote Farbe, das Filtermaterial 210b für grüne Farbe, das Filtermaterial 210c für blaue Farbe und eine schwarze Matrix 211 so gebildet, um ein vorbestimmtes Muster zu haben.
Das so erhaltene Feld-Substrat 9 und das gegenüberliegende Substrat 201 besitzen ihre Orientierungsrichtungen in vorbestimmten Richtungen gebildet. Die Substrate sind an den Kanten einer Dichteinrichtung aneinander gebondet, und das Flüssigkristall 202 ist dazwischen abgedichtet.
Die Betriebsweise der Anzeigevorrichtung wird nachfolgend beschrieben. Das Halbleiterumschaltelement 5 besitzt seinen Ein- und Aus-Status, gesteuert durch Ansteuersignale, zugeführt von der Gate-Verdrahtung 4. Dann wird ein elektrisches Feld durch eine Flüssigkristall-Ansteuerspannung, angelegt zwischen der Datenelektrode 1 und der Gegenelektrode 2, erzeugt; die beide mit dem Halbleiterumschaltelement 5 verbunden sind. Durch Variieren der Orientierungsrichtungen des Flüssigkristalls 202 wird die Helligkeit (Lichttransmittanz) jedes Pixels so gesteuert, um eine Bilderzeugung zu erreichen.
In 33 gibt d den Zellen-Spalt an, w1 stellt die Verdrahtungsbreite der Gegenelektrode 2 dar, w2 stellt die Verdrahtungsbreite der Datenelektrode 1 dar und 1 stellt den Abstand zwischen der Gegenelektrode 2 und der Datenelektrode 1 dar.
In der vorliegenden Ausführungsform, wie sie in 33 dargestellt ist, wird angenommen, dass die Verdrahtungsbreite der Gegenelektrode 2 den Wert 5 μm (w1 = 5 μm) hat, die Verdrahtungsbreite der Elektrode 1 den Wert 4 μm (w2 = 4 μm) hat, der Zellen-Spalt 4 μm (d = 4 μm) ist und der Abstand zwischen den Elektroden 10 μm ist (l = 10 μm). Mit anderen Worten ist dies so ausgelegt, dass die Verdrahtungsbreiten der Gegenelektrode 2 und der Datenelektrode 1 (w1, w2) ungefähr dieselben werden, wenn der Abstand zwischen dem Feld-Substrat 9 und dem gegenüberliegenden Substrat 201 gleich wird, d.h. d (Zellen-Spalt).
In Bezug auf die Form der Elektrode wird, zum Beispiel, wie dies in 33(b) dargestellt ist, vorzugsweise eine wabenähnliche Elektrode eingesetzt, in der die Gegenelektrode 2 und die Datenelektrode 1 alternierend mit einem seitlichen, elektrischen Feld, er zeugt zwischen der Gegenelektrode 2 und der Datenelektrode 1, angeordnet sind. Durch Einsetzen der vorstehend beschriebenen Elektrodenanordnung erhöhen, zusätzlich zu dem seitlichen, elektrischen Feld, die peripheren, elektrischen Felder der einzelnen Elektroden 1, 2 die elektrische Feldstärke an den Elektroden, was das Flüssigkristall dreht. In der vorliegenden Ausführungsform transmittiert, durch Bilden der Datenelektrode 1 aus einem transparenten, leitfähigen Material, die Elektrode Licht.
Entsprechend einer solchen Elektrodenstruktur ist es, zum Beispiel, durch Einsetzen des Flüssigkristalls 202, das nachfolgend beschrieben ist, möglich, eine unterschiedliche elektrische Feldstärke zuzuführen und das Flüssigkristall unter Verwendung einer allgemein angelegten Flüssigkristall-Ansteuerspannung (ungefähr 5 V) anzusteuern.
Genauer gesagt wird ein Flüssigkristallmaterial 202, ein auf Cyan basierendes Flüssigkristallmaterial, das eine auf Cyan basierende Verbindung besitzt, in dem Bereich von ungefähr 10% bis ungefähr 20% verwendet. Hierbei wird die Differenz des optischen Wegs Δn × d (Multiplizieren des Zellen-Spalts d mit der Differenz in dem Brechungsindex Δn) dahingehend angenommen, dass sie ungefähr 350 nm beträgt. Es wird auch angenommen, dass das Flüssigkristallmaterial, verwendet in der Flüssigkristallschicht 2, eine elektrische Ausdehnungskonstante K11 von 12 pN (K11 = 12 pN), eine drehelastische Konstante K22 von 7 pN (K22 = 7 pN), eine biegeelastische Konstante K33 von 18 pN (K33 = 18 pN) und eine Dielektrizitäts-Konstanten-Anisotropie Δe von +8 (Δe = +8) besitzt. Die Dielektrizitätskonstanten-Anisotropie Δe und die biegeelastische Konstante K33 sind wichtige Faktoren beim Auswählen der Ansteuerspannung, angelegt an das Flüssigkristall. Um die Spannung zu verringern, ist es bevorzugt, dass die Dielektrizitäts-Konstanten-Anisotropie Δe +8 oder größer ist und dass die biegeelastische Konstante K33 18 pN oder kleiner ist. Auf Cyan basierende Verbindungen sind dabei nützlich, eine lokale Ansammlung einer elektrischen Ladung in dem Flüssigkristall zu verhindern; allerdings kann eine Konzentration davon, die 35% davon übersteigt, die Zuverlässigkeit der Vorrichtung herabsetzen, da die Ionizität zu stark ist.
Weiterhin drehen sich, da die Datenelektrode 1 und die Gegenelektrode 2 gekrümmt sind, die Flüssigkristallmoleküle in zwei Richtungen. Deshalb können Unterschiede in der Farbe, beobachtet von unterschiedlichen Betrachtungswinkeln, beseitigt werden, was eine Plattenstruktur ergibt, die eine geringe Varianz in der Farbe zeigt, wenn sie von unterschiedlichen Richtungen betrachtet wird. Allerdings ist in der Figur nicht dargestellt, dass, wenn die Source-Verdrahtung 7 und die schwarze Matrix 211 in gekrümmten Formen gebildet sind, die denselben Krümmungswinkel wie die Gegenelektrode 2 und die Datenelektrode 1 haben, die Erhöhung in dem Bereich, der das Licht blockiert, verursacht durch die gekrümmten Formen der Elektroden 1, 2, versetzt werden kann, was zu einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung führt, die ein weiter erhöhtes Apertur-Verhältnis zeigt.
Die Vorteile, die durch die Anzeigevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform erreicht werden, werden nachfolgend beschrieben. Die 36(a) und 36(b) stellen die Licht-Transmittanzeigenschaften eines Pixelbereichs in einer Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform dar. In dieser Figur sind die Datenelektroden (opak) 1, die Gegenelektrode (transparent) 2 und die relative Helligkeitsverteilung (Transmittanz-Verteilung) in der Apertur dargestellt. 36(a) stellt den Fall dar, bei dem ein positives Bildsignal an die Datenelektrode 1 angelegt ist und 36(b) stellt den Fall, bei dem ein negatives Bildsignal an die Datenelektrode 1 angelegt ist, dar. Anhand der Figuren ist verständlich, dass die Licht-Transmittanzeigenschaften durch die Polaritäten der Flüssigkristall-Ansteuerspannung, verursacht durch eine Flacker-Polarität (helle oder dunkle Polarität), geändert werden. Wie vorstehend beschrieben ist, werden die Licht-Transmittanzeigenschaften durch die Polaritäten der Flüssigkristall-Ansteuerspannung geändert, und deshalb verursacht die Frame-Inversions-Ansteuerung, wodurch die Polarität jedes Frame invertiert wird, ein Flackern. In der H-Zeilen-Inversion-Ansteuerung, bei der eine Ansteuerspannungspolarität jede Zeilen- oder der V-Linien-Inversion-Ansteuerung umgewandelt wird, bei der die Ansteuerspannungspolarität jede Spalte invertiert wird, wenn ein spezifisches Muster, wie beispielsweise eine vertikale Linie oder eine horizontale Linie, angezeigt wird, erscheint dies auf dem Bildschirm als vertikale Streifen oder horizontale Streifen.
Deshalb ist das Ansteuerverfahren, das in der Flüssigkristallanzeigevorrichtung der vorliegenden Ausführungsform eingesetzt wird, die 1H/1V-Zeilen-Inversion-Ansteuerung (auch bezeichnet als die Punkt-Inversion-Ansteuerung), in der die Polarität-Inversion der Pixelspannung jede Zeile und jede Spalte umgewandelt wird, wie dies in 35(b) dargestellt ist. Als eine Alternative kann die 2H/1V-Zeilen-Inversion-Ansteuerung so, wie dies in 35(c) dargestellt ist, bei der eine Polarität-Inversion der Pixelspannung alle zwei Zeilen und jede Spalte durchgeführt wird, eingesetzt werden.
In der 1H/1V-Zeilen-Inversion-Ansteuerung, dargestellt in 35(b), wird, wenn ein Muster von vertikalen Zeilen oder horizontalen Zeilen angezeigt wird, die Helligkeitsdifferenz zwischen der positiven und der negativen Polarität zwischen zwei angrenzenden Pixeln aufgehoben, und dadurch kann ein auftretendes Flackern aufgehoben werden. Andererseits ist, wenn ein Prüfplattenmuster angezeigt wird, die 2H/1V-Zeilen-Inversion-Ansteuerung, dargestellt in 35(c), bevorzugt. Gemäß diesem Verfahren kann, gerade in einem Prüfplattenmuster, die Helligkeitsdifferenz zwischen der positiven und der negativen Polarität aufgehoben werden, und dadurch erscheint kein Flackern auf dem Bildschirm. Derselbe Effekt kann durch Einsetzen der 1H/2V-Zeilen-Inversion-Ansteuerung erreicht werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Inversion der Ansteuerspannungspolarität mit dem Punkt, herangezogen als die Einheit, durchgeführt; allerdings ist es auch möglich, eine Inversion der Pixelspannungspolarität in der Art und Weise durchzuführen, die in 35(b) oder 35(c) dargestellt ist, wenn ein Pixel, zusammengesetzt aus roten, grünen und blauen Punkten, dahingehend angenommen wird, dass es die Einheit ist. Diese Anordnung ist dahingehend vorteilhaft, dass eine Farbverzerrung bzw. Störung gerade in einer Halbton-Anzeige verhindert werden kann, die dazu tendiert, nachteilig durch die Differenz zwischen den Eigenschaften der Helligkeit und der Spannung beeinflusst zu werden, da die Polaritäten jedes Punkts in einem Pixel leicht in Balance gebracht werden können.
Die herkömmliche Ansteuerfrequenz für einen Frame ist 30 Hz; allerdings kann ein auftretendes Flackern durch Anwenden einer Frequenz von 60 Hz aufgehoben werden, da gerade dann, wenn die Helligkeitsdifferenzen, verursacht durch die Polaritäten, erzeugt werden, das menschliche Auge sie nicht diese bei einer Frequenz in dieser Höhe erkennen kann. Dies ist auch der Fall für die anderen Ausführungsformen.
(Vergleichsbeispiel)
37(a) zeigt eine Schnittansicht der Anzeigevorrichtung gemäß eines Vergleichsbeispiels. 33(b) zeigt eine Draufsicht, die die Struktur eines Punkts des Feld-Substrats darstellt. 37(a) zeigt eine Ansicht, die entlang der Linie EE-EE' in 37(b) vorgenommen ist.
38 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht, die die Struktur um ein Umschaltelement einer Anzeigevorrichtung herum gemäß dem Vergleichsbeispiel darstellt.
39(a) zeigt eine Draufsicht, die einen 4 × 4 Punktabschnitt aus Pixeln darstellt, und 39(b) zeigt ein schematisches Diagramm, das die Wellenform eines Bildsignals, angelegt an jedes Pixel, dargestellt in 39(a), darstellt. In 39(a) geben S1, S2, ... Bildsignale, zugeführt zu jedem Pixel, an, S1', S2', ... geben kompensierte Bildsignale an, zugeführt zu jedem Pixel, und G1, G2, ... geben Abtastsignale an, die zu jedem Pixel zugeführt sind.
In dem Vergleichsbeispiel sind sowohl die Datenelektrode 1 als auch die Gegenelektrode 2 aus transparenten, elektrischen Leitern hergestellt. In anderer Hinsicht ist die Anordnung davon dieselbe wie diejenige der Ausführungsform 16. Deshalb werden die Elemente, die identisch zu den Elementen der Ausführungsform 16 sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, und eine wiederholte Erläuterung wird weggelassen.
Die Anzeigevorrichtung des Vergleichsbeispiels ist in einer Art und Weise gebildet, die nachfolgend beschrieben ist. Auf dem Feld-Substrat 9 ist eine erste Metallschicht aus einem opaken, elektrischen Leiter heraus, hergestellt aus Al, Ti, oder dergleichen, gebildet, und die erste Metallschicht ist zu vorbestimmten Formen gemustert, um eine gemeinsame Verdrahtung 3 und eine Gate-Verdrahtung 4 zu erhalten. Auf der so erhaltenen Schicht ist die isolierende Schicht 11a gebildet und ein Halbleiterumschaltelement 5, gebildet aus einer a-Si-Schicht 8a und einer a-Si-Schicht 8b vom n+-Typ, wird auf dem vorbestimmten Bereich der isolierenden Schicht 11a erhalten. Danach wird, auf den vorbestimmten Bereichen der isolierenden Schicht 11a und des Halbleiterumschaltelements 5, eine zweite Metallschicht aus einem opaken, elektrischen Leiter heraus, hergestellt aus Al, Ti, oder dergleichen, gebildet, und dann wird die zweite Metallschicht in vorbestimmten Formen gemustert, um eine Source-Verdrahtung 7, eine Drain-Elektrode 6 und eine Datenelektrode 1 zu erhalten. Auf der so erhaltenen Schicht wird die isolierende Schicht 11b, hergestellt aus SiNx, oder dergleichen, gebildet. Die isolierende Schicht 11b dient auch als eine Überbeschichtung, die das Halbleiterumschaltelement 5 schützt.
Danach werden, auf der isolierenden Schicht 11b, die Datenelektrode 1 und die Gegenelektrode 2 aus einem ITO-Film heraus gebildet, der ein transparenter, elektrischer Leiter ist. Die Gegenelektrode 2 ist mit der gemeinsamen Verdrahtung 3 über ein Kontaktloch 14, gebildet in den isolierenden Schichten 11a, 11b, verbunden. Die Datenelektrode 1 ist mit der Drain-Elektrode 6 über ein Kontaktloch 13, gebildet in der isolierenden Schicht 11b, verbunden. Anstelle einer Bildung der Datenelektrode 1 und der Gegenelek trode 2 auf derselben Schicht wie in der vorliegenden Ausführungsform ist es auch möglich, eine andere Schicht vorzusehen und die Elektroden auf separaten Schichten zu bilden.
Die darauf folgenden Herstellungsschritte sind dieselben wie solche der Ausfüh rungsform 16. In der so erhaltenen Anzeigevorrichtung des Vergleichsbeispiels sind sowohl die Datenelektrode 1 als auch die Gegenelektrode 2 transparent, was eine Anzeigevorrichtung mit einem erhöhten, tatsächlichen Apertur-Verhältnis, verglichen mit demjenigen der Ausführungsform 16, ergibt.
Die Vorteile, die mit der Anzeigevorrichtung des Vergleichsbeispiels erreicht werden, werden nachfolgend beschrieben. Die 40(a) und 40(b) stellen Licht-Transmittanzeigenschaften eines Pixelbereichs in einer Anzeigevorrichtung gemäß dem Vergleichsbeispiel dar. In dieser Figur sind die Datenelektroden (transparent) 1, die Gegenelektrode (transparent) 2 und die relative Helligkeitsverteilung (Transmittanz-Verteilung) in der Apertur dargestellt. 40(a) stellt den Fall dar, bei dem ein positives Bildsignal an die Datenelektrode 1 angelegt ist, und 40(b) stellt den Fall dar, bei dem ein negatives Bildsignal an die Datenelektrode 1 angelegt ist. Anhand der Figuren wird verständlich, dass die Licht-Transmittanzeigenschaften durch die Polaritäten der Flüssigkristall-Ansteuerspannung geändert werden, was eine Flacker-Polarität (helle oder dunkle Polarität) verursacht. In 40 sind zwei Datenelektroden 1 und eine Gegenelektrode 2 vorhanden. Deshalb werden, gerade dann, wenn beide Elektroden transparent sind, die angezeigten Bilder heller in dem Fall (b), wo die Datenelektrode 1 eine relativ negative Spannung besitzt. Dieses Phänomen tritt aufgrund der Differenz in den Anzahlen und den Bereichen zwischen der Datenelektrode 1 und der Gegenelektrode 2 auf.
In dem Vergleichsbeispiel, wie es in 39 dargestellt ist, kann die Differenz in der Helligkeit zwischen der positiven und der negativen Polarität durch Zuführen von Helligkeitskompensationssignalen S1', S2, ... zusätzlich zu allgemeinen Bildsignalen S1, S2, ... aufgehoben werden. Genauer gesagt wird, wenn eine positive Flüssigkristall-Ansteuerspannung an die Datenelektroden 1 angelegt wird, wie dies in 39(b) dargestellt ist, eine Kompensation des Bildsignals durch Hinzufügen von Helligkeitskompensationssignalen +S1', +S2', ... zu dem Bildsignal S1 durchgeführt. Dadurch wird die Varianz in dem elektrischen Potenzial der Flüssigkristall-Ansteuerspannung erhöht und das angezeigte Bild wird heller. Als eine Folge ändert sich, wie in 40(a) dargestellt ist, die Licht- Transmittanzeigenschaft gegenüber dem Zustand ohne Helligkeitskompensationssignal, dargestellt durch die durchgezogene Linie, zu dem Zustand mit Helligkeitskompensationssignal, dargestellt durch die unterbrochene Linie.
Andererseits wird, wenn eine negative Flüssigkristall-Ansteuerspannung an die Datenelektroden 1 angelegt wird, wie dies in 39(b) dargestellt ist, eine Kompensation des Bildsignals durch Hinzufügen von Helligkeitskompensationssignalen –S1', –S2', ... zu dem Bildsignal S1 durchgeführt. Dadurch wird die Varianz in dem elektrischen Potenzial einer Flüssigkristall-Ansteuerspannung verringert und das angezeigte Bild wird dunkler. Als eine Folge ändert sich, wie in 40(b) dargestellt ist, die Licht-Transmittanzeigenschaften von dem Zustand ohne Helligkeitskompensationssignal, dargestellt durch die durchgezogene Linie, zu dem Zustand mit Helligkeitskompensationssignal, dargestellt durch die unterbrochene Linie.
Durch Erhöhen oder Verringern der Transmittanzeigenschaften durch Zuführen von Helligkeitskompensationssignalen können die Varianzen in der Helligkeit, wenn eine positive Flüssigkristall-Ansteuerspannung angelegt wird und wenn eine negative Flüssigkristall-Ansteuerspannung angelegt wird, ungefähr gleich gemacht werden.
Es ist bevorzugt, dass die Helligkeitskompensationssignale S1', S2', ... so gesteuert werden, dass eine geeignete Spannung basierend auf dem Verhältnis des Bereichs zwischen der Datenelektrode 1 und der Gegenelektrode 2 zugeführt wird, die beide aus transparenten, leitenden Schichten heraus gebildet werden. Genauer gesagt kann die Varianz in der Helligkeit, verursacht durch die Polarität einer Flüssigkristall-Ansteuerspannung, aufgehoben werden, falls der Bereich SA der transparenten Datenelektrode und der Bereich SB der transparenten Gegenelektrode 2 dieselben sind. Wenn SA und SB unterschiedlich sind, verbleibt die Varianz in der Helligkeit, verursacht durch die Polarität. Je stärker sich das Verhältnis von SA zu SB weg von 1 bewegt, desto größer ist die Varianz in der Helligkeit. Deshalb ist es bevorzugt, dass die Varianz in der Helligkeit durch Zuführen einer geeigneten Kompensationsspannung, erhalten basierend auf einer Berechnung davon, wie weit weg das Bereichsverhältnis von 1 liegt, aufgehoben wird. Diese Anordnung ermöglicht eine Reduktion des Flackerns durch Aufheben der Varianz in der Helligkeit, verursacht durch Polaritäten, ungeachtet der Anzahl von Elektroden.
In dem Vergleichsbeispiel sind sowohl die Datenelektrode 1 als auch die Gegenelektrode 2 transparent; allerdings kann, gerade wenn nur die Gegenelektrode 2 aus einer transparenten, leitfähigen Schicht, ähnlich wie in Ausführungsform 16, gebildet wird, derselbe Effekt durch Hinzufügen von Helligkeitskompensationssignalen erreicht werden.
Es ist auch der Fall, dass, in dem Vergleichsbeispiel ähnlich wie in Ausführungsform 16, der das Flackern reduzierende Effekt durch Einsetzen des Doppelgeschwindigkeits-Ansteuerverfahrens erhöht werden kann, das eine Ansteuerfrequenz von 60 Hz oder höher besitzt.
In Ausführungsform 16 und dem Vergleichsbeispiel wird ein a-Si (amorphes Silizium) zum Bilden eines Halbleiterumschaltelements 5 verwendet; allerdings kann die Verwendung von p-Si (Polysilizium) oder der anderen Halbleiterschichten auch ein ähnliches Ergebnis erzielen. Dies gilt auch in den anderen Ausführungsformen.
In Ausführungsform 16 und dem Vergleichsbeispiel sind Erläuterungen von Fällen angegeben, bei denen die Datenelektrode 1 und die Gegenelektrode 2 gekrümmt sind; allerdings kann das tatsächliche Apertur-Verhältnis ungeachtet der Elektrodenform erhöht werden, was die Verwendung von linearen Elektroden, U-förmigen Elektroden, oder anderen, ermöglicht. Dies gilt auch für die anderen Ausführungsformen.
(Ausführungsform 17)
In den Ausführungsformen, die vorstehend beschrieben sind, wurde ein rechtwinkliger Punkt für das Beispiel als die Anzeigeeinheit herangezogen, und die Fälle, wo die Punkte in einer Matrix angeordnet sind, werden erläutert. Allerdings wird der Vorteil der vorliegenden Erfindung auch zufriedenstellend dann erreicht, wenn eine Anzeigeeinheit nicht ein rechtwinkliger Punkt ist oder die Anzeigeeinheit nicht in einer Matrix angeordnet sind.
Um genauer zu werden, kann die vorliegende Erfindung bei einer Struktur angewandt werden, die Elemente besitzt, deren Funktionen im Wesentlichen dieselben wie solche einer Datenelektrode und einer Gegenelektrode sind, gerade dann, wenn die Elemente nicht mit solchen Namen bezeichnet werden. Solche Beispiele umfassen einen in einer kreisförmigen Grafik geformten Indikator I, wie dies in 41 dargestellt ist, für die Verwendung in verschiedenen Arten von Messeinrichtungen, und eine Segmentanzeige, wie sie in 42 dargestellt ist, zur Verwendung bei der Anzeige von nummerischen Zeichen, oder dergleichen. Durch Strukturieren jedes Anzeigeblocks B und jedes Segments SG basierend auf den Schemata, die in den Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sind, ist es möglich, ein Flackern in den Blöcken B und den Segmenten SG aufzuhe ben. Als eine Folge können eine ausgezeichnete Anzeige mit einem weiten Betrachtungswinkel, eine zufriedenstellende Helligkeit und ein verringertes Flackern erhalten werden.
Auch ist es in einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung, die eine unterschiedliche Anordnung besitzt, indem Anzeigeeinheiten strukturiert werden, die dieselbe Art einer Anzeige durchführen, basierend auf den Schemata, die in den vorstehenden Ausführungsformen beschrieben sind, möglich, ein Flackern innerhalb jeder Anzeigeeinheit aufzuheben. Dadurch kann eine ausgezeichnete Anzeige mit einem weiten Betrachtungswinkel, einer zufriedenstellenden Helligkeit und einem verringerten Flackern erhalten werden.
Auch kann, in dem Fall, bei dem die gesamte Oberfläche eines breiten Bilds durch ein einzelnes Signal, wie beispielsweise in Verschlusseinrichtungen zum Beleuchten oder zum Blindmachen für Fenster, gesteuert wird, unter der Annahme, dass dies eine Anzeigeeinheit ist, durch Strukturieren der Anzeigeeinheit so, um zwei Flacker-Polaritäten zu haben, basierend auf den Schemata, die in den Ausführungsformen der Erfindung beschrieben sind, ein Flackern in jeder Anzeigeeinheit aufgehoben werden. Dies führt zu einer Lichtsteuerung mit einem verringerten Flackern und ohne durch eine Varianz in der Beobachtungsrichtung beeinflusst zu werden.
(Andere Ausführungsformen)
In den Anzeigevorrichtungen gemäß den Ausführungsformen, die vorstehend beschrieben sind, ist es bevorzugt, dass, in einem Punkt, die gesamte Anzahl der Datenelektroden 1 und der Gegenelektroden 2 eine ungerade Anzahl sein kann und die Anzahl der Intervalle zwischen den Datenelektroden 1 und den Gegenelektroden 2 eine gerade Anzahl sein kann. Zum Beispiel wird, in der Struktur der Ausführungsform 1, dargestellt in 1, und derjenigen der Ausführungsform 5, dargestellt in 5, durch Anordnen der Anzahlen von Elektroden und der Intervalle dazwischen, wie vorstehend, die Zusammensetzung eines Punkts nahezu symmetrisch in der linken und der rechten Hälfte, wodurch der das Flackern reduzierende Effekt erhöht werden kann. Dies gilt auch in den Anordnungen der Ausführungsform 9, dargestellt in 25, und der Ausführungsform 10, dargestellt in 23.
In den Anordnungen der Ausführungsform 5, dargestellt in 10, und der Ausführungsform 6, dargestellt in 14, ist es bevorzugt, dass die Anzahl der Gegenelektroden, angeordnet zwischen den zwei Source-Verdrahtungen, eine ungerade Anzahl ist, so dass eine der Gegenelektroden in der Mitte der zwei Source-Verdrahtungen liegt. Dadurch kön nen zwei Punkte durch die Gegenelektrode getrennt werden, was das Apertur-Verhältnis erhöht.
In den Anordnungen der Ausführungsform 7, dargestellt in 16, und der Ausführungsform 8, dargestellt in 19, ist es bevorzugt, dass die gesamte Anzahl der Gegenelektroden in dem Punkt eine ungerade Zahl ist, und es ist noch bevorzugter, dass die Anzahl 5 + 4n (n ist eine ganze Zahl), d.h. 5 oder 9, usw., ist. Dies ermöglicht, dass die Zusammensetzung des Punkts nahezu symmetrisch in der linken und der rechten Hälfte wird, was den das Flackern reduzierenden Effekt erhöht.
In den Ausführungsformen, die vorstehend beschrieben sind, werden Flüssigkristallanzeigevorrichtungen von der IPS-Art verwendet; allerdings ist, so lange wie sie eine Anordnung besitzen, die eine Datenelektrode und eine Gegenelektrode auf einem Substrat aufweist, keine Beschränkung in Bezug auf die Art der Flüssigkristallanzeige, die verwendet wird, vorhanden.
Weiterhin sind, in Bezug auf die Materialien der Datenelektrode und der Gegenelektrode, sie nicht auf eine Kombination einer transparenten, leitfähigen Schicht und einer Metallschicht beschränkt. Zum Beispiel besitzt ein Material, gerade ein solches, das nicht vollständig transparent ist, falls es eine Transmittanz bei einem bestimmten Niveau zeigt, den Effekt einer Verbesserung der Helligkeit der Anzeigevorrichtung. Deshalb können ein solches Material und eine Metallschicht in Kombination verwendet werden. Eine Kombination von zwei transparenten, leitfähigen Schichten, die unterschiedliche Transmittanzen haben, ist auch möglich. Diese Anordnung kann weiterhin die Transmittanz erhöhen.
Wenn eine Anzeige vom reflektiven Typ ausgeführt wird, kann die vorliegende Erfindung in einer Anzeigevorrichtung eingesetzt werden, die eine Kombination aus zwei Materialien aufweist, die unterschiedliche Reflektanzen haben, oder in einer Anzeigevorrichtung, die eine reflektive Elektrode als eine Rückseitenelektrode und eine transparente Elektrode als eine Elektrode auf der Seite des Betrachters besitzt.
In einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung, wie sie vorstehend beschrieben ist, tendiert ein Flackern dazu, dass es in dem Fall auftritt, bei dem ein bestimmter Bereich eines elektrischen Felds eine ausgedehnte Form um eine Elektrode herum besitzt, was einen flexoelektrischen Effekt verursacht, und in dem Fall, bei dem elektrische Felder asymmetrisch in der linken und der rechten Elektrode, beeinflusst durch ein peripheres, elektrisches Potenzial, verursacht durch einen bestimmten Bereich einer Anzeigeeinheit, die keine Elektrode besitzt, werden. Die vorliegende Erfindung zeigt bemerkenswerte Vorteile verglichen mit Anzeigevorrichtungen, die solche Strukturen haben.
Ein Beispiel einer Anzeigevorrichtung, die eine solche Struktur besitzt, umfasst eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung, bei der ein Flüssigkristall durch ein elektrisches Feld im Wesentlichen parallel zu einem Substrat angesteuert wird. Um genauer zu werden sind eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung von der IPS-Art, bei der Flüssigkristallmoleküle nur in der Richtung parallel zu dem Substrat ansprechen, eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung einer FFS-(Fringe Field Switching)-Art und eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung einer HS-(Hybrid Switching)-Art umfasst. Die vorstehend beschriebenen Strukturen der Ausführungsformen der Erfindung können bei einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom senkrecht orientierten Typ angewandt werden, bei dem die Flüssigkristallmoleküle L senkrecht orientiert sind, wie dies in 43(a) dargestellt ist, wenn eine Ansteuerspannung abgeschaltet wird und sich die Orientierungswinkel der Flüssigkristallmoleküle L entlang des elektrischen Felds, erzeugt zwischen den Elektroden 21, 22, ändern, wie dies in 43(b) dargestellt ist, wenn die Ansteuerspannung eingeschaltet wird.
In einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung vom MVA-(Multi-domain VA)-Art wird ein ausgedehnt geformtes elektrisches Feld dann verwendet, wenn die Orientierung des Flüssigkristalls durch die Verzerrung bzw. Störung des elektrischen Felds aufgeteilt wird. Deshalb können die Anordnungen der vorliegenden Erfindung in einer Anzeige vom reflektiven Typ, oder dergleichen, eingesetzt werden, die Elektroden verwendet, die unterschiedliche, optische Eigenschaften haben.
Verbindungen mit niedrigem Molekulargewicht vom Stab-Typ werden allgemein als die Flüssigkristallmaterialien in jeder Ausführungsform der Erfindung verwendet. Um die erwünschten Eigenschaften zu erreichen, werden irgendwelche von ein paar verschiedener Dutzend Arten von Materialien gemischt. Dabei ist keine Einschränkung in Bezug auf die Materialien, die verwendet sind, vorhanden; allerdings ist, um die Flacker-Polaritäten zu verringern, eine Mischung, die eine Verbindung enthält, die ein breiteres Ende besitzt, das zu der Seite der positiven Elektrode hin gerichtet ist, was den flexoelektrischen Effekt verhindert, erwünscht. Die Verbindungen, dargestellt durch die allgemeinen Formeln (A) bis (F) nachfolgend, sind bevorzugt. Allgemeine Formel (A):
Allgemeine Formel (B):
Allgemeine Formel (C):
Allgemeine Formel (D):
Allgemeine Formel (E): und
Allgemeine Formel (F):
In den vorstehenden, allgemeinen Formeln (A) bis (F) stellen X und Y zyklische Kohlenwasserstoffreste dar. Spezifische Beispiele sind aromatische Kohlenwasserstoffreste (Benzen-Ring), aliphatische Kohlenwasserstoffreste (Cyclohexan-Ring) und Verbindungen, in denen einige der Kohlenstoffatome, die die aromatischen Kohlenwasserstoffreste oder die aliphatischen Kohlenwasserstoffreste zusammensetzen, durch Hetero-Atome, wie beispielsweise Stickstoff oder Sauerstoff, ersetzt sind.
P stellt zentrale Gruppen dar, die Ester-Gruppen (-COO-), usw., umfassen. P umfasst irgend etwas, was direkt die Gruppen an beiden Seiten verbindet.
In den Endgruppen kann Cn entweder F, CF₃, CHF₂ oder CH₂F sein und CH₃ kann C_nH_2n+1 sein (n ist eine ganze Zahl von 2 bis 20). Diese Endgruppen sind für Änderungen in den Eigenschaften des Flüssigkristalls, wie beispielsweise der elektrischen oder optischen Anisotropie und der Temperatur, in der ein Bereich vorliegt, in der ein Flüssigkristall gebildet wird, verantwortlich.
Die Anzahl von zyklischen Gruppen, enthalten in dem Kernabschnitt, umschlossen durch die unterbrochene Linie, ist drei oder weniger in praktischen Anwendungen; allerdings kann sie größer als drei sein.
Als spezifische Beispiele der Verbindungen, die vorstehend beschrieben sind, sind Verbindungen, dargestellt durch die Formel nachfolgend, umfasst.

Claims

Anzeigevorrichtung, die aufweist: ein Feld-Substrat (9, 25); ein gegenüberliegendes Substrat (24), das zu dem Feld-Substrat (9, 25) hinweist; eine elektro-optische Substanz (23), die zwischen dem Feld-Substrat (9, 25) und dem gegenüberliegenden Substrat (24) gehalten ist; und eine Mehrzahl von Punkten, die minimale Anzeigeeinheiten definieren; wobei das Feld-Substrat (9, 25) versehen ist mit: einer Mehrzahl von Gate-Verdrahtungen (4) und einer Mehrzahl von Source-Verdrahtungen (7), die einander schneiden; eine Datenelektrode (1), angeordnet für jeden Punkt; ein Umschaltelement (5) zum Umschalten einer Spannung, angelegt an die Datenelektrode (1), von der Source-Verdrahtung (7), basierend auf einer Signalspannung, zugeführt von der Gate-Verdrahtung (4); eine gemeinsame Verdrahtung (3), gebildet zwischen den zwei angrenzenden Gate-Verdrahtungen (4); und eine Gegenelektrode (2), die elektrisch mit der gemeinsamen Verdrahtung (3) zum Erzeugen eines elektrischen Felds zum Ansteuern der elektro-optischen Substanz (23), angeordnet zwischen der Gegenelektrode (2) und der Datenelektrode (1), woran eine Spannung angelegt wird, verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenelektrode (1) eine erste Datenelektrode (1a) und eine zweite Datenelektrode (1b) aufweist und die Gegenelektrode (2) eine erste Gegenelektrode (2a) und eine zweite Gegenelektrode (2b) aufweist, und dass die Anzeigevorrichtung weiterhin aufweist: einen ersten Bereich, in dem ein elektrisches Feld zwischen der ersten Datenelektrode (1a) und der ersten Gegenelektrode (2a), deren Lichttransmittanz niedriger als diejenige der ersten Datenelektrode (1a) ist, erzeugt wird, und einen zweiten Bereich, in dem ein elektrisches Feld zwischen der zweiten Datenelektrode (1b) und der zweiten Gegenelektrode (2b), deren Lichttransmittanz höher als diejenige der zweiten Datenelektrode (1b) ist, erzeugt wird.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Bereich und der zweite Bereich angrenzend zueinander sind und durch zwei angrenzende Gate-Verdrahtungen (4) und zwei angrenzende Source-Verdrahtungen (7) definiert sind.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Spannung zu der ersten Datenelektrode (1a) und der zweiten Datenelektrode (1b) von derselben Source-Verdrahtung, basierend auf einer Signalspannung, zugeführt von derselben Gate-Verdrahtung (4), zugeführt wird.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 3, wobei der erste Bereich und der zweite Bereich zusammen einem einzelnen Punkt entsprechen.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Zwischenfläche zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich auf der gemeinsamen Verdrahtung (3) angeordnet ist und dass die erste Datenelektrode (1a) mit der zweiten Datenelektrode (1b) verbunden ist und die erste Gegenelektrode (2a) mit der zweiten Gegenelektrode (2b) über Kontaktlöcher, gebildet in isolierenden Schichten (11a, 11b), gehalten dazwischen, verbunden ist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Source-Verdrahtung (7) zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich angeordnet ist und die Umschaltelemente (5) so angeordnet sind, um der ersten Datenelektrode (1a) und der zweiten Datenelektrode (1b), jeweils, zu entsprechen.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, wobei eine Vielzahl der ersten Bereiche und eine Vielzahl der zweiten Bereiche alternierend entlang der Gate-Verdrahtung (4) in einer solchen Art und Weise gebildet und angeordnet sind, dass Gruppen von zwei aufeinanderfolgend identischen Bereichen alternierend angeordnet sind, und die Zwischenfläche zwischen diesen Gruppen von zwei angrenzenden ersten Bereichen und zwei angrenzenden zweiten Bereichen auf der Datenelektrode (1), der Gegenelektrode (2) oder der Source-Verdrahtung (7) existiert.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Bereich eine umgekehrte Verteilung einer Transmittanz in Abhängigkeit von der Polarität der angelegten Spannung liefern, was zu einer umgekehrten Flacker-Polarität führt, und wobei eine Vielzahl der ersten Bereiche und eine Vielzahl der zweiten Bereiche in einer solchen Art und Weise gebildet und angeordnet sind, dass sich die Flacker-Polarität zyklisch entlang sowohl der Gate-Verdrahtung (4) als auch der Source-Verdrahtung (7) basierend auf der vorgeschriebenen Spannungspolarität, angelegt an die erste Datenelektrode (1a) und die zweite Datenelektrode (1b), ändert.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Flacker-Polaritäten an jedem Punkt entlang sowohl der Gate-Verdrahtung (4) als auch der Source-Verdrahtung (7) umgekehrt sind.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Flacker-Polaritäten an jeder Mehrzahl von Punkten entlang sowohl der Gate-Verdrahtung (4) als auch der Source-Verdrahtung (7) umgekehrt sind.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Bereich und der zweite Bereich jeweils einem Punkt entsprechen.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Bereich und der zweite Bereich jeweils einem Pixel, zusammengesetzt aus drei Punkten aus rot, grün und blau, entsprechen.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin Speicherkondensatorelektroden (10b, 10c), elektrisch verbunden mit der ersten Datenelektrode (1a) und der zweiten Datenelektrode (1b), aufweist, wobei jede der Speicherkondensatorelektroden in dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich angeordnet ist, wobei die zwei Speicherkondensatorelektroden (10b, 10c) auf der gemeinsamen Elektrode (3) oder der Gate-Verdrahtung (4) mit einer isolierenden Schicht oder isolierenden Schichten (11a, 11b) dazwischen angeordnet sind, um Speicherkondensatorbereiche zu bilden, und wobei die zwei Speicherkondensatorbereiche dieselbe Kapazität haben.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 13, wobei die zwei Speicherkondensatorelektroden (10b, 10c) aus demselben Material hergestellt sind und denselben Oberflächenbereich haben.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Datenelektrode (1a) und die zweite Gegenelektrode (2b) aus einem transparenten Material gebildet sind und die erste Gegenelektrode (2a) und die zweite Datenelektrode (1b) aus einem opaken Material gebildet sind.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Bereich der ersten Datenelektrode (1a) in der Öffnung des ersten Bereichs und der Bereich der zweiten Gegenelektrode (2b) in der Öffnung des zweiten Bereichs dieselben sind.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 16, wobei die erste Datenelektrode (1a) und die zweite Gegenelektrode (2b) dieselbe Transmittanz haben.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 16, wobei eine opake Schicht auf dem gegenüberliegenden Substrat zum Blockieren von Licht über einen bestimmten Teil des Feld-Substrats gebildet ist und ein bestimmter Teil der ersten Pixelelektrode oder der zweiten Gegenelektrode mit der opaken Schicht abgedeckt ist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei Ansteuerspannungen, die an den ersten Bereich und den zweiten Bereich angelegt sind, dieselbe Polarität haben.
Anzeigevorrichtung, die aufweist: ein Feld-Substrat (9, 25); ein gegenüberliegendes Substrat (24), das zu dem Feld-Substrat (9, 25) hinweist; eine elektro-optische Substanz (23), die zwischen dem Feld-Substrat (9, 25) und dem gegenüberliegenden Substrat (24) gehalten ist; und eine Mehrzahl von Punkten, die minimale Anzeigeeinheiten definieren; wobei das Feld-Substrat (9, 25) versehen ist mit: einer Mehrzahl von Gate-Verdrahtungen (4) und einer Mehrzahl von Source-Verdrahtungen (7), die einander schneiden; eine Datenelektrode (1), angeordnet in jedem Punkt, definiert durch zwei angrenzende Gate-Verdrahtungen (4) und zwei angrenzende Source-Verdrahtungen (7); ein Umschaltelement (5) zum Umschalten einer Spannung, angelegt an die Datenelektrode (1), von der Source-Verdrahtung (7), basierend auf einer Signalspannung, die von der Gate-Verdrahtung (4) zugeführt ist; eine gemeinsame Verdrahtung (3), gebildet zwischen den zwei angrenzenden Gate-Verdrahtungen (4); eine Gegenelektrode (2), die elektrisch mit der gemeinsamen Verdrahtung (3) zum Erzeugen eines elektrischen Felds zum Ansteuern der elektro-optischen Substanz (23), angeordnet zwischen der Gegenelektrode (2) und der Datenelektrode (1), woran eine Spannung angelegt wird, verbunden ist; gekennzeichnet durch eine Zwischenelektrode (61), angeordnet zwischen der Datenelektrode (1) und der Gegenelektrode (2), wobei die Zwischenelektrode (61) eine Transmittanz entweder höher oder niedriger als sowohl die Datenelektrode (1) als auch die Gegenelektrode (2) besitzt.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Datenelektrode (1) und die Gegenelektrode (2) aus demselben Material gebildet sind und dass die Intervalle zwischen der Datenelektrode (1) und der Zwischenelektrode (61) und zwischen der Zwischenelektrode (61) und der Gegenelektrode (2) dieselben sind.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Zwischenelektrode (61) widerstandsmäßig mit der Datenelektrode (1) und der Gegenelektrode (2) verbunden ist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Zwischenelektrode (61) einer Kapazitätskopplung mit der Datenelektrode (1) und der Gegenelektrode (2) unterworfen ist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 20, wobei das elektrische Potenzial der Zwischenelektrode (61) der Durchschnittswert des elektrischen Potenzials der Datenelektrode (1), woran eine Spannung angelegt wird, und des elektrischen Potenzials der Gegenelektrode (2), an die ein elektrisches Standardpotenzial angelegt wird, wird.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 21, wobei die elektro-optische Substanz ein Flüssigkristall ist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 25, wobei eine Wechselspannung an die Datenelektrode (1) angelegt ist.
Verfahren zum Ansteuern einer Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Bereich eine umgekehrte Verteilung einer Transmittanz in Abhängigkeit der Polarität der angelegten Spannung liefern, was zu einer umgekehrten Flacker-Polarität führt, wobei das Verfahren einen Schritt eines Invertierens einer Spannung, angelegt an die erste Datenelektrode (1a) und die zweite Datenelektrode (1b), basierend auf den Anordnungszyklen des ersten Bereichs und des zweiten Bereichs, aufweist, so dass sich die Flacker-Polaritäten zyklisch entlang sowohl der Gate-Verdrahtung (4) als auch der Source-Verdrahtung (7) ändern.
Verfahren zum Ansteuern einer Anzeigevorrichtung nach Anspruch 27, wobei der Schritt eines Invertierens der Spannung den Schritt eines Invertierens der Flacker-Polaritäten an jedem Punkt entlang sowohl der Gate-Verdrahtung (4) als auch der Source-Verdrahtung (7) aufweist.
Verfahren zum Ansteuern einer Anzeigevorrichtung nach Anspruch 27, wobei der Schritt eines Invertierens der Spannung den Schritt eines Invertierens der Flacker-Polaritäten an jeder Mehrzahl von Punkten entlang der Gate-Verdrahtung (4) und/oder der Source-Verdrahtung (7) aufweist.
Verfahren zum Ansteuern einer Anzeigevorrichtung nach Anspruch 27, 28 oder 29, wobei die Ansteuerfrequenz der Spannung, angelegt an die Datenelektrode (1), 60 Hz oder höher ist.