DE69014166T2 - Aktive Matrix. - Google Patents
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Aktivmatrix-Leiterplatte mit einer zusätzliche Kapazität.
- Auf dem Schirm van Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen, EL- Anzeigevorrichtungen, Plasma-Anzeigevorrichtungen usw. wird durch selektives Ansteuern von in einer Matrix angeordneten Bildelementelektroden ein Anzeigemuster ausgebildet. Es wird eine Spannung an die ausgewählte Bildelementelektrode und die der ausgewählten Bildelementelektrode gegenüberstehende Gateelektrode angelegt, um ein dazwischenliegendes Anzeigemedium optisch zu modulieren. Diese optische Modulation wird als Anzeigemuster beobachtet. Ein Ansteuerverfahren, das zum Ansteuern von Bildelementelektroden verwendet wird, ist das Aktivmatrix-Ansteuerverfahren, bei dem unabhängige Bildelementelektroden in Zeilen angeordnet sind und sie über Schaltelemente angesteuert werden, die mit den entsprechenden Bildelementelektroden verbunden sind. Die Schaltelemente, die die Bildelementelektroden selektiv ansteuern, sind im allgemeinen Dünnfilmtransistor (TFT) -Elemente, Metall-Isolator-Metall (MIM) -Elemente, MOS-Transistoren, Dioden oder Varistoren. Aktivmatrix-Ansteuersysteme ermöglichen Anzeigen mit hohem Kontrast, und sie werden bei Flüssigkristall-Fernsehen, Textprozessoren und Computerterminal-Anzeigevorrichtungen verwendet.
- Eine Aktivmatrix-Leiterplatte wie sie bei einem solchen Anzeigegerät verwendet wird, kann mit einer zusätzlichen Kapazität versehen sein, um es zu ermöglichen, daß ausreichender Kontrast erzielt wird, siehe z. B. EP-A-0 288 011. Die zusätzliche Kapazität wird zwischen jeder Pixelelektrode und einer Zusatzkapazitätselektrode ausgebildet, die so auf der Pixelelektrode liegt, daß sie einen isolierenden Film oder dergleichen zwischen sich einbetten.
- Ein anderes Beispiel für eine herkömmliche Aktivmatrix-Leiterplatte mit Zusatzkapazität ist in Fig. 3 dargestellt. Die Fig. 4 und 5 sind Querschnitte entlang der Linien IV'-IV' bzw. V-V in Fig. 3. In dieser Aktivmatrix-Leiterplatte wird eine Gatebusleitung 3 sowohl als Zusatzkapazitätselektrode als auch als Zusatzkapazitätsleitung verwendet. Wie in Fig. 3 dargestellt, ist ein als Schaltelement arbeitender TFT 20 in einer Eckposition jeder der matrixartig angeordneten Pixelelektroden 11 angebracht. Jede Pixelelektrode 11 und der entsprechende TFT 20 sind elektrisch über eine Drainelektrode 17 miteinander verbunden. Der TFT 20 und eine zugehörige Sourcebusleitung 12 sind miteinander über eine Sourelektrode 16 verbunden.
- Jede Gatebusleitung 3 weist eine erste Gatebusleitung 15 und eine zweite Gatebusleitung 18 auf. Die Gatelektrode 13 jedes TFTs 20 zweigt von der zweiten Gatebusleitung 18 ab. Ein Ende der Pixelelektrode 11 liegt so auf der Gatebusleitung 3, daß zwischen ihnen ein Gateisolierfilm 5 an einer Stelle eingebettet ist, die derjenigen Seite gegenüberliegt, an der der TFT 20 auf der Gatebusleitung 3 angeordnet ist (Fig. 5). In diesem Bereich liegt das Ende der Pixelelektrode 11 sowohl auf der ersten Gatebusleitung 15 als auf der zweiten Gatebusleitung 18. Bei dieser Leiterplatte wirkt auf diese Weise ein Teil jeder Gatebusleitung auch als Zusatzkapazitätselektrode. Anders gesagt, wird eine Zusatzkapazität 14 durch den Bereich gebildet, in dem der Endabschnitt der Pixelelektrode 11 und die Gatebusleitung 3 einander überlagert vorhanden sind.
- Der Aufbau im Querschnitt in einem Bereich neben jedem TFT 20 wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert. Auf einem Glassubstrat 1 ist eine Gateelektrode 13 angeordnet, wie sie von jeder zweiten Gatebusleitung 18 abzweigt, wobei ein anodischer Oxidfilm 4 auf der Gateelektrode l3 ausgebildet ist. Ein Gateisolierfilm 5 liegt auf der gesamten Fläche des anodischen Oxidfilms 4, und ein Halbleiterfilm 6 ist auf der Gateelektrode 13 so ausgebildet, daß er zusammen mit dieser den Gateisolierfilm 5 und den anodischen Oxidfilm 4 einbettet. Eine Sourceelektrode 16 und eine Drainelektrode 17 sind auf dem Halbleiterfilm 6 ausgebildet. Die Sourceelektrode 16 weist eine erste Sourceelektrode 7 und eine zweite Sourceelektrode 8 auf. Die Drainelektrode 17 weist eine erste Drainelektrode 9 und eine zweite Drainelektrode 10 auf. Eine Pixelelektrode 11 liegt über dem Endabschnitt der Drainelektrode 17.
- Der Aufbau im Querschnitt für jede Gatebusleitung 3 wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert. Jede Gatebusleitung 15 ist auf dem Glassubstrat 1 ausgebildet, und eine zweite Gatebusleitung 18 ist über der gesamten Fläche der ersten Gatebusleitung 15 ausgebildet. Ein anodischer Oxidfilm 4 ist auf dieselbe Weise wie bei der Gateelektrode 13 auf der zweiten Gateelektrode 18 ausgebildet. Der Gateisolierfilm 5 liegt über der gesamten Fläche des anodischen Oxidfilms 4. Ein Ende der Pixelelektrode 11 liegt so über dem Bereich, in dem die erste Gatebusleitung ausgebildet ist, daß sie den Gateisolierfilm 5 zwischen sich einbetten. Wie vorstehend angegeben, wird eine Zusatzkapazität 14 durch die Pixelelektrode 11 und denjenigen Teil einer Gatebusleitung 3 gebildet, auf dem die Pixelelektrode 11 liegt.
- Bei der Aktivmatrix-Leiterplatte besteht jede erste Gatebusleitung 15 aus einem metallischen Material mit geringem Widerstand, wie Al, Mo, W oder dergleichen. Die Verwendung eines metallischen Materials mit geringem spezifischem Widerstand für die erste Gatebusleitung 15 jeder Gatebusleitung 3 beseitigt die Möglichkeit, daß irgendeine Signalverzögerung auf der Gatebusleitung 3 hervorgerufen wird, und es ist das Erzielen hoher Bildgualität ermöglicht.
- Andererseits ist ein derartiges Metall mit geringem Widerstand jedoch nicht säurebeständig. Wenn daher irgendein feines Loch in einer auf der Gatebusleitung 3 ausgebildeten Schicht vorhanden ist, kann die Gatebusleitung 3 durch ein Ätzmittel zerfressen werden, wie es in einem folgenden Stadium verwendet wird, z. B. bei der Herstellung des TFTs 20. Angesichts dieser Tatsache besteht jede zweite Gatebusleitung 18 aus einem metallischen Material mit guter Säurebeständigkeit, wie Ta oder dergleichen, um dadurch derartige Schwierigkeiten mit einem Zerfressen zu verhindern. D. h., daß die zweite Gatebusleitung 18 so ausgebildet wird, daß sie die gesamte Oberfläche der ersten Gatebusleitung 15 abdeckt, wodurch die erste Gatebusleitung 15 gegen die Wirkung des in der folgenden Ätzstufe verwendeten Ätzmittels geschützt ist.
- Schwierigkeiten mit einer herkömmlichen Leiterplatte bestehen jedoch dahingehend, daß, da die Zusatzkapazität 14 in einem gestuften Abschnitt vorhanden ist, der durch die erste und zweite Gatebusleitung 15 und 18 gebildet wird, die Wahrscheinlichkeit besteht, daß sich eine Ladungsausleckstelle zwischen der Pixelelektrode 11 und der Gatebusleitung 3 entwickelt. In einem Abschnitt, der einem solchen Ladungsauslecken unterliegt, ist das Ladungshaltevermögen der Zusatzkapazität 14 verschlechtert, mit dem Ergebnis, daß es zu Anzeigeschwankungen kommt, was seinerseits zu einer Verschlechterung der Bildqualität führt. Wenn einmal ein Pixelfehler hervorgerufen ist, ist die Bildqualität deutlich verschlechtert, und die Herstellausbeute für Anzeigegeräte ist verschlechtert.
- Gemäß einer Erscheinungsform schafft die Erfindung eine Aktivmatrix-Leiterplatte mit in Matrixweise auf einem isolierenden Substrat angeordneten Pixelelektroden, und Abrasterleitungen mit jeweils einer Zusatzkapazitätselektrode unter einem Abschnitt der zugehörigen der Pixelelektroden;
- - wobei die Abrasterleitungen jeweils eine erste Abrasterleitung aufweisen, die in einem anderen Bereich als demjenigen Bereich angeordnet ist, in dem die Zusatzkapazitätselektrode unter der Pixelelektrode liegt, und wobei die erste Abrasterleitung aus einem Metall mit niedrigem Widerstand besteht;
- dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Abrasterleitungen jeweils ferner eine zweite Abrasterleitung aufweisen, die so ausgebildet ist, daß sie die erste Abrasterleitung vollständig überdeckt, wobei die Zusatzkapazitätselektrode einen Teil der zweiten Abrasterleitung bildet und wobei die zweite Abrasterleitung aus einem metallischen Material mit hoher Beständigkeit gegen Ätzmittel besteht;
- - wobei sich der Zusatzkapazitätsteil der zweiten Abrasterzeile vollständig über die Breite des Pixelelektrodenabschnitts erstreckt.
- Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Metall mit geringem Widerstand aus der aus Al, Mo und W bestehenden Gruppe ausgewählt.
- Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das metallische Material mit Widerstandsfähigkeit gegen Ätzmittel aus der aus Ta und W-Ti bestehenden Gruppe ausgewählt.
- In einer anderen Erscheinungsform schafft die Erfindung eine Matrixanzeige mit mehreren Leitungen zum Zuführen von Signalen an mehrere Pixel, wobei jede Leitung einen von einem zweiten Teil abgedeckten ersten Teil aufweist, und jedes Pixel eine Elektrode aufweist, die einen Abschnitt einer der Leitungen teilweise überlappt, um dazwischen eine Kapazität auszubilden, wobei der mit der Elektrode überlappende Abschnitt der Leitung den ersten Teil nicht enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil der Leitung vom zweiten Teil vollständig abgedeckt ist, und daß sich der Kapazitätsabschnitt vollständig über die Breite der Pixelelektrode erstreckt.
- Demgemäß ermöglicht es die hier beschriebene Erfindung, folgende Ziele zu erreichen: (1) Schaffen einer Aktivmatrix- Leiterplatte mit einer Zusatzkapazität, die mängelfreie Pixel aufweist und weniger anfällig für Schwankungen in ihrem Ladungshaltevermögen ist; (2) Schaffen einer Aktivmatrix- Leiterplatte mit einer Zusatzkapazität, die zu einer Anzeigevorrichtung mit hoher Bildqualität führt; und (3) Schaffen einer Aktivmatrix-Leiterplatte mit mängelfreien Pixeln mit einer Zusatzkapazität, die zu einer Verbesserung der Herstellausbeute für Anzeigegerät führt.
- Unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen kann die Erfindung besser verstanden werden, und ihre zahlreichen Aufgaben und Vorteile werden dem Fachmann deutlich:
- Fig. 1 ist eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Aktivmatrix-Leiterplatte.
- Fig. 2 ist ein Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1.
- Fig. 3 ist eine Draufsicht, die eine herkömmliche Aktivmatrix-Leiterplatte zeigt.
- Fig. 4 ist ein Querschnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 1 und der Linie IV'-IV' in Fig. 3.
- Fig. 5 ist ein Querschnitt entlang der Linie V-V in Fig. 3.
- Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Aktivmatrix-Leiterplatte. Fig. 2 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1. Die Aktivmatrix-Leiterplatte des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist in Matrixweise angeordnete Pixelelektroden 11 auf einem isolierenden Substrat 1 sowie Gatebusleitungen 3 auf, die jeweils über eine Zusatzkapazitätselektrode 19 verfügen, die in überlagerter Beziehung in bezug auf einen Abschnitt einer entsprechenden Pixelelektrode 11 angeordnet ist. Jede Gatebusleitung 3 weist eine erste Gatebusleitung 15, die nicht in überlagerter Beziehung mit der zugehörigen Pixelelektrode 11 liegt, und eine zweite Gatebusleitung 18 auf, die die erste Gatebusleitung 15 bedeckt und eine Zusatzkapazitätselektrode 19 aufweist, die in überlagerter Beziehung zur zugehörigen Elektrode 11 angeordnet ist.
- Bei diesem Ausführungsbeispiel wirkt jede Gatebusleitung 3 als Abrasterzeile, und sie hat zusätzlich die Funktion, als Zusatzkapazitätselektrode und als Zusatzkapazitätsleitung zu arbeiten. In einem Eckabschnitt jeder der in Matrixweise angeordneten Pixelelektroden 11 ist ein TFT 20 vorhanden, der als Schaltelement betrieben werden kann. Die Pixelelektrode 11 und der TFT 20 sind elektrisch über eine Drainelektrode 17 miteinander verbunden. Eine Sourcebusleitung 12 und der TFT 20 sind über eine Sourceelektrode 16 miteinander verbunden.
- Jede Gatebusleitung 3 weist, wie oben angegeben, eine erste Gatebusleitung 15 und eine zweite Gatebusleitung 18 auf. Eine Gateelektrode 13 des TFTs 20 zweigt von der zweiten Gatebusleitung 18 ab. Eine Zusatzkapazitätselektrode, die sich unter der Pixelelektrode 11 erstreckt, ist mit der Seite verbunden, die entgegengesetzt zu derjenigen liegt, an der der TFT 20 auf der zweiten Gatebusleitung 18 angeordnet ist. Die Zusatzkapazitätselektrode 18 liegt unter dem Endabschnitt der Pixelelektrode 11, in teilweise überlagerter Beziehung mit dieser, um einen Gateisolierfilm 5 einzubetten. Eine Zusatzkapazität 14 wird durch einen Teil der Pixelelektrode 11, die Zusatzkapazitätselektrode 19 und den Gateisolierfilm 5 gebildet.
- Der Querschnitt durch den Bereich neben dem TFT 20 entlang der Linie IV-IV ist derselbe, wie in Fig. 4 zur Erläuterung einer herkömmlichen Anordnung dargestellt. Der Aufbau im Querschnitt in einem Bereich neben jedem TFT 20 wird unter Bezugnahme auf Fig. 4 erläutert. Auf einem Glassubstrat 1 ist eine Gateelektrode 13 angeordnet, die von jeder zweiten Gatebusleitung 18 abzweigt, wobei ein anodischer Oxidfilm 4 auf der Gateelektrode 13 ausgebildet ist. Ein Gateisolierfilm 5 liegt über der gesamten Fläche des anodischen Oxidfilms 4, und ein Halbleiterfilm 6 ist auf der Gateelektrode 13 so ausgebildet, daß er zusammen mit dieser den Gateisolierfilm 5 und den anodischen Oxidfilm 4 einbettet. Eine Sourceelektrode 16 und eine Drainelektrode 17 sind auf dem Halbleiterfilm 6 ausgebildet. Die Sourceelektrode 16 weist eine erste Sourceelektrode 7 und eine zweite Sourceelektrode 8 auf. Die Drainelektrode 17 weist eine erste Drainelektrode 9 und eine zweite Drainelektrode 10 auf. Eine Pixelelektrode 11 liegt über dem Endabschnitt der Drainelektrode 17.
- Der Aufbau im Querschnitt jeder Gatebusleitung 3 wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. Die erste Gatebusleitung 15 ist auf dem Glassubstrat 1 ausgebildet, und die zweite Gatebusleitung 18 ist so ausgebildet, daß sie die erste Gatebusleitung 15 bedeckt. Die erste Gatebusleitung 15 besteht aus einem metallischen Material mit kleinem spezifischem Widerstand, wie Al, Mo, W oder dergleichen. Die zweite Gatebusleitung 18 und die vorstehend genannte Gateelektrode 13 bestehen aus einem metallischen Material mit hohem Widerstand gegen Ätzmittel, wie Ta, W-Ti (Legierung aus W und Ti) oder dergleichen, auf solche Weise, daß sie die erste Gatebusleitung 15 vollständig abdecken.
- Ein anodischer Oxidfilm 4 ist auf dieselbe Weise wie die vorstehend genannte Gateelektrode 13 über der zweiten Gatebusleitung 18 ausgebildet. Ein Teil der zweiten Gatebusleitung 18 erstreckt sich unter die Pixelelektrode 11, um eine Zusatzkapazitätselektrode 19 zu bilden. Der vorstehend genannte Gateisolierfilm 5 liegt über der gesamten Fläche des Substrats 1, wobei er den anodischen Oxidfilm 4 abdeckt. Die Pixelelektrode 11, die Zusatzkapazitätselektrode 19 und der Gateisolierfilm 5 dienen in Kombination zum Ausbilden einer Zusatzkapazität 14.
- Bei diesem Ausführungsbeispiel beinhaltet jede Gatebusleitung 3 eine aus einem metallischen Material mit kleinem spezifischem Widerstand bestehende Gatebusleitung 15, so daß der Widerstand der Busleitung 3 verringert ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel tritt daher keine Signalverzögerung in der Gatebusleitung 3 auf, und durch Verwenden des Ausführungsbeispiels ist es möglich, selbst bei einem Anzeigegerät mit großer Abmessung ausgezeichnete Bildgualität zu erzielen.
- Das Metall mit geringem Widerstand, wie es für jede erste Gatebusleitung 15 verwendet wird, weist keine Säurebeständigkeit auf. Aus diesem Grund ist, wenn irgendein feines Loch in einer auf der Busleitung 3 ausgebildeten Schicht vorhanden ist, die Busleitung 3 für Zerfressen durch die Wirkung von Ätzmittel anfällig, wie es in anschließenden Herstellschritten für den TFT 20, die Sourcebusleitung 12 und das Muster der Elektrode 11 verwendet wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die zweite Gatebusleitung 18 jedoch so ausgebildet, daß sie die erste Gatebusleitung 15 überdeckt, wobei die zweite Gatebusleitung 18 aus einem metallischen Material mit ausgezeichneter Säurebeständigkeit besteht. Daher ist die erste Gatebusleitung 15 gegen mögliches Zerfressen durch die Wirkung des Ätzmittels geschützt, wie es bei irgendeinem anschließenden Ätzschritt verwendet wird.
- Ferner ist bei der Aktivmatrix-Leiterplatte dieses Ausführungsbeispiels die erste Gatebusleitung 15 in einem Bereich ausgebildet, der die Pixelelektrode 11 nicht überlappt, und nur die Zusatzkapazitätselektrode 19, die sich ausgehend von der zweiten Gatebusleitung 18 erstreckt, ist unter der Pixelelektrode 11 in mit dieser überlagerter Beziehung angeordnet. D. h., daß die Zusatzkapazitätselektrode 19 über einem relativ schwach gestuften Abschnitt ausgebildet ist, wodurch keine Möglichkeit besteht, daß es zu einem Auslecken von Ladung zwischen ihr und der Pixelelektrode 11 kommt. Daher ist die Pixelelektrode 11 für keinen Pixelfehler anfällig, und es besteht auch keine Möglichkeit, daß Anzeigeschwankungen aufgrund einer Verschlechterung des Ladungshaltevermögens der Zusatzkapazität 14 auftreten.
- Bei der Aktivmatrix-Leiterplatte dieses Ausführungsbeispiels wird ein TFT als Schaltelement verwendet, jedoch ist zu beachten, daß die Anwendung auf jede Aktivmatrix-Leiterplatte unter Verwendung von MIM-Elementen, MOS-Transistorelementen, Dioden oder Varistoren anwendbar ist.
- Es ist zu beachten, daß dem Fachmann verschiedene andere Modifizierungen erkennbar sind und von ihm leicht ausgeführt werden können, ohne vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, wie sie durch die Ansprüche definiert ist. Demgemäß soll der Schutzbereich der beigefügten Ansprüche nicht durch die hier erfolgte Beschreibung beschränkt sein, sondern stattdessen sollen die Ansprüche so ausgelegt werden, daß sie alle Merkmale patentierbarer, neuer Merkmale umfassen, die der Erfindung innewohnen, einschließlich aller Merkmale, die vom Fachmann auf dem Gebiet der Erfindung als Äquivalente zu diesen Merkmalen angesehen werden.
Claims (5)
1. Aktivmatrix-Leiterplatte mit in Matrixweise auf einem
isolierenden Substrat (1) angeordneten Pixelelektroden (11)
und Abrasterleitungen (3) mit jeweils einer
Zusatzkapazitätselektrode (19) unter einem Abschnitt der zugehörigen der
Pixelelektroden (11);
- wobei die Abrasterleitungen (3) jeweils eine erste
Abrasterleitung (13) aufweisen, die in einem anderen Bereich als
demjenigen Bereich angeordnet ist, in dem die
Zusatzkapazitätselektrode (19) unter der Pixelelektrode (11) liegt, und
wobei die erste Abrasterleitung (15) aus einem Metall mit
niedrigem Widerstand besteht;
dadurch gekennzeichnet, daß
- die Abrasterleitungen (3) jeweils ferner eine zweite
Abrasterleitung (18) aufweisen, die so ausgebildet ist, daß sie
die erste Abrasterleitung (15) vollständig überdeckt, wobei
die Zusatzkapazitätselektrode (19) einen Teil der zweiten
Abrasterleitung (l8) bildet und wobei die zweite
Abrasterleitung (18) aus einem metallischen Material mit hoher
Beständigkeit gegen Ätzmittel besteht;
- wobei sich der Zusatzkapazitätsteil (19) der zweiten
Abrasterzeile vollständig über die Breite des
Pixelelektrodenabschnitts (11) erstreckt.
2. Aktivmatrix-Leiterplatte nach Anspruch 1, bei der das
Metall mit niedrigem Widerstand aus der aus Al, Mo und W
bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
3. Aktivmatrix-Leiterplatte nach Anspruch 1 oder Anspruch
1, bei der das metallische Material mit hoher Beständigkeit
gegen Ätzmittel aus der aus Ta und W-Ti bestehenden Gruppe
ausgewählt ist.
4. Aktivmatrix-Leiterplatte nach Anspruch 1 oder Anspruch
2, bei der das metallische Material mit hoher Beständigkeit
gegen Ätzmittel anodisch oxidierbar ist und es aus der aus
Ta und W-Ti bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
5. Matrixanzeige mit mehreren Leitungen (3) zum Zuführen
von Signalen an mehrere Pixel, wobei jede Leitung (3) einen
von einem zweiten Teil (18) abgedeckten ersten Teil (15)
aufweist, und jedes Pixel eine Elektrode (11) aufweist, die
einen Abschnitt (19) einer der Leitungen (3) teilweise
überlappt, um dazwischen eine Kapazität auszubilden, wobei der
mit der Elektrode (11) überlappende Abschnitt (19) der
Leitung (3) den ersten Teil (15) nicht enthält, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste Teil (15) der Leitung (3) vom
zweiten Teil (18) vollständig abgedeckt ist, und daß sich der
Kapazitätsabschnitt (19) vollständig über die Breite der
Pixelelektrode (11) erstreckt.
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