DE69202893T2

DE69202893T2 - Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.

Info

Publication number: DE69202893T2
Application number: DE69202893T
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Iizuka; Shinichi Kamagami; Yasuhisa Oana
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-03-20
Filing date: 1992-03-17
Publication date: 1995-11-02
Anticipated expiration: 2012-03-18
Also published as: US5227901A; DE69202893D1; KR920018513A; KR960008980B1; EP0504792A2; EP0504792B1; EP0504792A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung und insbesondere auf eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, in der ein nichtlineares Widerstandselement, das als ein Schaltelement dient, in jedes Bildelement bzw. Pixel eingebaut ist.
In den letzten Jahren sind Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen nicht nur in relativ einfachen Geräten, wie zum Beispiel Armbanduhren, Uhren und Taschenrechnern bzw. Rechnern, verwendet worden, sondern auch in Anzeigegeräten für Massenspeicher-Information von, zum Beispiel, Personalcomputern, Textverarbeitungsvorrichtungen, Terminals von Büroautomatisierungssystemen, Bildanzeigevorrichtungen von Fernsehgeräten etc. Im allgemeinen wird ein Multiplex-Steuerverfahren einer Matrixanzeige, das heißt ein Verfahren für eine einfache Matrix, in einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung verwendet. Bei diesem Verfahren weist jedoch infolge der inhärenten Charakteristiken eines Flüssigkristalls das Kontrastverhältnis eines Anzeigeabschnitts zu einem Nicht-Anzeigeabschnitt einen ungenügenden Wert auf, falls die Anzahl der Abtastelektroden etwa 200 beträgt. Es wird weiter verschlechtert, falls die Anzahl der Abtastelektroden 500 oder mehr beträgt. Daher ist dieses Verfahren für eine großskalige Matrixanzeige nicht geeignet.
Unter diesen Umständen sind verschiedene Verfahren entwickelt worden, um die Nachteile der oben beschriebenen Flüssiganzeigevorrichtungen zu überwinden. Eines der Verfahren ist ein Steuerverfahren für eine aktive Matrix, das heißt ein Verfahren, bei dem jedes Pixel durch ein Schaltelement direkt gesteuert wird. In diesem Verfahren wird ein Dünnfilmtransistor oder ein nichtlineares Widerstandselement mit nichtlinearen Strom/Spannungs-Charakteristiken als ein Schaltelement verwendet.
Herkömmlicherweise sind verschiedene Halbleiter, wie zum Beispiel monokristallines Silizium, Kadmium-Selenid und Tellur, als ein Material für einen Dünnfilmtransistor vorgeschlagen worden. Gegenwärtig werden Dünnfilmtransistoren, die aus amorphem Silizium gebildet sind, ganz allgemein erforscht. Um jedoch eine Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung unter Verwendung eines Dünnfilmtransistors zu bilden, ist eine Anzahl feiner bzw. peinlich genauer Verarbeitungsschritte erforderlich, was ein kom pliziertes Herstellungsverfahren und eine geringe Herstellungsausbeute zur Folge hat.
Aus diesem Grund sind die Herstellungskosten zwangsläufig hoch. Außerdem ist es sehr schwierig, großskalige Flüssigkristall-Anzeigegeräte zu produzieren.
Im Gegensatz dazu besitzt ein nichtlineares Widerstandselement grundsätzlich zwei Anschlüsse. Es ist einfacher und kann im Vergleich mit einem Dünnfilmtransistor, der drei Anschlüsse aufweist, leichter hergestellt werden. Daher kann durch Verwendung des Elements die Ausbeute bei der Herstellung der Vorrichtungen erhöht werden, und die Herstellungskosten können reduziert werden.
Es gibt verschiedene Typen eines nichtlinearen Widerstandselements, wie zum Beispiel ein Element vom Diodentyp, das gebildet wird, indem Komponenten aus dem gleichen Material wie ein Dünnfilmtransistor verbunden werden, ein Element vom Varistor-Typ, wobei Zinkoxid verwendet wird, ein Element vom Metall-Isolierschicht- Metall-(MIM)-Typ, in welchem ein Isoliermaterial zwischen Elektroden gelegt bzw. angeordnet ist, und ein Element vom MSI-Typ, in welchem eine Halbleiterschicht zwischen Metallelektroden gelegt bzw. angeordnet ist. Das MIM-Element ist eines der einfachsten Elemente und ist in der Praxis verwendet worden.
In einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung unter Verwendung eines MIM-Elements werden, wenn eine Steuerspannung über die Elektroden angelegt wird, zwischen denen eine Flüssigkristallschicht angeordnet ist, die Elektroden bei einer kleinen Zeitkonstante geladen. Wenn die Steuerspannung nicht angelegt wird, werden die Elektroden bei einer großen Zeitkonstante entladen. Somit wird der Flüssigkristall in einer kurzen Auswahlzeitperiode geladen, nachdem die Steuerspannung eingeschaltet wird, und hält eine ausreichende Spannung für eine beträchtliche Zeitperiode aufrecht, sogar nachdem die Steuerspannung ausgeschaltet ist. Weil der Effektivwert der Steuerspannung durch die Spannung bestimmt wird, die in der Auswahlperiode angelegt wird, kann das Verhältnis des Effektivwertes in der Steuerspannung-EIN-Periode zu dem in der Steuerspannung-AUS-Periode größer als in einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung sein, die ein Multiplex-Steuerverfahren einer Matrixanzeige verwendet. Als eine Folge kann, falls das MIM-Element als ein Schaltelement verwendet wird, die Verschlechterung des Kontrastverhältnisses infolge der Zunahme im Speicher der Anzeigevorrichtung im Vergleich mit dem Fall des Steuerverfahrens für eine einfache Matrix außerordentlich reduziert werden.
Sogar falls das MIM-Element verwendet wird, kann jedoch das Kontrastverhältnis, wie in dem Steuerverfahren für eine einfache Matrix, in der Matrixanzeige auf einer großen Skala mit 500 oder mehr Abtastzeilen verschlechtert werden. Um diesen Nachteil zu überwinden, wird eine Struktur geschaffen, worin jede Drahtelektrode bei ihrem zentralen Teil bzw. Abschnitt in zwei geteilt wird, wodurch der gesamte Anzeigeschirm in zwei Blöcke geteilt wird, von denen jeder unabhängig gesteuert wird, wobei somit die scheinbare Anzahl von Abtastzeilen halbiert wird.
Im allgemeinen ist in einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einem MIM- Element, weil die Isolierschicht des MIM-Elements eine relativ geringe Dicke von 500 bis 700 Å aufweist, die Haltespannung der Schicht niedrig. Daher findet leicht ein Durchschlag in dem MIM-Element infolge der statischen elektrischen Aufladung bzw. Elektrizität statt, die während des Verfahrens zur Herstellung der Vorrichtung erzeugt wird. Zum Beispiel enthält das Verfahren zur Herstellung einer Flüssigkristallanzeige einen Schritt, bei dem das Substrat mit Stoff bzw. Gewebe gerieben wird, nachdem ein Orientierungsfilm auf dem Substrat gebildet ist. Eine statische elektrische Aufladung bzw. Elektrizität von 500 V bis 20 kV wird gewöhnlich besonders in dem Reibschritt erzeugt. Es ist schwierig, die Erzeugung einer statischen elektrischen Aufladung bzw. Elektrizität zu verhindern. Im allgemeinen konzentriert sich, weil eine elektrische Ladung sich bei den Endteilstücken bzw. -abschnitten einer Drahtelektrode konzentriert, falls der Anzeigeschirm in eine Vielzahl von Blöcken wie oben beschrieben geteilt ist, eine elektrische Ladung bei dem Teilungsabschnitt jeder Drahtelektrode. Aus diesem Grund entsteht eine Üifferenz zwischen den Potentialen der Teilungsenden jeder Drahtelektrode, und die elektrische Aufladung bzw. Elektrizität wird von den Teilungsenden zu den Anzeigeelektroden, die den Teilungsenden benachbart sind, entladen. Diese Entladung verursacht einen Durchschlag der MIM-Elemente. Der Durchschlag bzw. Spannungsdurchschlag hat charakteristische Defekte des Elements zur Folge, die als Anzeigedefekte in Pixeleinheiten repräsentiert bzw. dargestellt werden, das heißt Punktdefekte. Die Punktdefekte konzentrieren sich bei dem Teilungsabschnitt, das heißt der Grenze zwischen den Blöcken eines Anzeigeschirms.
Der Anmelder erwartete, daß sich Pixeldefekte an der Grenze zwischen den Blöcken einer Anzeige zeigen, und fand, daß etwa die Hälfte aller Pixel, die der Grenzebenachbart sind, defekt waren.
Um das Auftreten von Punktdefekten infolge einer statischen elektrischen Aufladung bzw. Elektrizität zu verhindern, sind mehrere Verfahren vorgeschlagen worden. EP-A-0 369 450 offenbart ein Eingangsschutzelement zwischen benachbarten Eingangselektroden. Die veröffentlichte, ungeprüfte japanische Patentanmeldung (PUJPA) Nr. 62-58226 offenbart eine Struktur, worin Schein- bzw. Blindpixel außerhalb des Anzeigeschirms vorgesehen sind. Eine statische Elektrizität wird durch MIM-Elemente entladen, die mit den Blindpixeln verbunden sind, das heißt, bei den MIM-Elementen findet durch die statische Elektrizität ein Durchschlag statt, wodurch der Durchschlag des MIM-Elements, das in dem Anzeigeabschnitt angeordnet ist, verhindert wird. Diese Struktur kann jedoch nicht auf eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung angewandt werden, worin der Anzeigeabschnitt in eine Vielzahl von Blöcken geteilt ist. Daher ist ein anderes Verfahren zur Verhinderung des Durchschlags des Elements, der durch statische Elektrizität verursacht wird, sehr gefragt.
Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der obigen Umstände entwickelt worden, und ihre Aufgabe ist, eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit einem Teilungsabschnitt in einer Anzeigefläche zu schaffen, worin verhindert wird, daß ein Anzeigedefekt infolge einer statischen Elektrizität nahe dem Teilungsabschnitt auftritt.
Um die obige Aufgabe zu lösen, umfaßt eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung: erste und zweite Substrate, die einander gegenüberliegen; eine Flüssigkristallschicht, die zwischen den Substraten eingeschlossen ist; eine Anzahl von Pixelelektroden, die in einem Matrixmuster auf einer Innenoberfläche des ersten Substrats gebildet sind; eine Vielzahl von steuernden nichtlinearen Widerstandselementen, die auf der Innenoberfläche des ersten Substrats gebildet sind und mit den Pixelelektroden jeweils elektrisch verbunden sind, um die Pixelelektroden zu steuern; eine Vielzahl paralleler Drahtelektroden, die auf der Innenoberfläche des ersten Substrats gebildet sind, wobei sie sich jeweils im wesentlichen parallel zu den Spalten der Pixelelektroden erstrecken und mit den jeweiligen nichtlinearen Widerstandselementen auf den jeweiligen Spalten der Pixelelektroden elektrisch verbunden sind, wobei jede der Drahtelektroden bei einem Teilstück bzw. Abschnitt zwischen zwei benachbarten Pixelelektroden geteilt ist und ein Paar geteilter Enden aufweist, die einander mit einem Abstand dazwischen gegenüberliegen; und ein jeweiliges schützendes nichtlineares Widerstandselement, das auf einem der geteilten Enden von jeder der Drahtelektroden gebildet ist, um, wenn eine Potentialdifferenz zwischen den geteilten Enden von jeder der Drahtelektroden erzeugt wird, die Potentialdifferenz zu reduzieren.
Mit der Vorrichtung, wie oben beschrieben, wird ein schützendes nichtlineares Widerstandselement, das zu einer Anzeige nicht beiträgt, bei einem der geteilten Enden von jeder Drahtelektrode geschaffen, das heißt bei der Position, bei der ein Durchschlag des Elements gewöhnlich stattfindet. Sogar falls eine statische elektrische Aufladung bzw. Elektrizität in dem Herstellungsverfahren erzeugt wird und eine Potentialdifferenz zwischen den geteilten Enden der Drahtelektrode hervorgerufen wird, findet daher bei dem schützenden nichtlinearen Widerstandselement zuerst ein Durchschlag statt, wodurch die Potentialdifferenz verringert wird. Als eine Folge wird die statische Elektrizität, die durch das steuernde nichtlineare Widerstandselement fließt, reduziert. Somit kann das steuernde nichtlineare Widerstandselement vor dem Durchschlag geschützt werden.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung werden schützende nichtlineare Widerstandselemente jeweils bei einem Paar geteilter Enden von jeder Drahtelektrode mit einem Abstand dazwischen geschaffen, um einander gegenüberzuliegen. Mit dieser Struktur wird eine Potentialdifferenz, die zwischen den geteilten Enden erzeugt wird, weiter verringert, und die steuernden nichtlinearen Widerstandselemente werden zuverlässig vor einem Durchschlag geschützt.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung werden schützende nichtlineare Widerstandselemente jeweils bei gepaarten geteilten Enden jeder Drahtelektrode gebildet und in Reihe verbunden bzw. geschaltet. Eine Potentialdifferenz zwischen den gepaarten geteilten Enden, die infolge statischer Elektrizität entsteht, wird zur Hälfte an die zwei schützenden nichtlinearen Widerstandselemente, die in Reihe geschaltet sind, durch Kapazitätsteilung angelegt. Die beiden Widerstandselemente befinden sich in dem EIN-Zustand und entladen die statische Elektrizität. Als eine Folge werden die steuernden nichtlinearen Widerstandselemente vor einem Durchbruch infolge statischer Elektrizität bewahrt.
Diese Erfindung kann vollständiger aus der folgenden ausführlichen Beschreibung verstanden werden, wenn sie in Verbindung mit den bei liegenden Zeichnungen vorgenommen wird, in welchen:
die Figuren 1 bis 6 eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, worin
Figur 1 eine schematische Darstellung ist, die eine Ersatzschaltung der Vorrichtung zeigt,
Figur 2 eine vergrößerte Draufsicht eines Teilungsabschnitts des Anzeigeabschnitts der Vorrichtung ist,
Figur 3 eine Querschnittsansicht ist, gelegt entlang einer Linie III-III in Figur 2,
Figur 4 eine Draufsicht ist, um einen Schritt zu erklären, bei dem untere Metalle von steuernden und schützenden nichtlinearen Widerstandselementen und Drahtelektroden gemustert werden,
Figur 5 eine Draufsicht ist, um einen Schritt zu erklären, bei dem obere Metalle der steuernden und schützenden nichtlinearen Widerstandselemente gemustert werden, und
Figur 6 eine schematische Draufsicht ist, um den Fluß statischer Elektrizität in dem Trennbereich des Teilungsabschnitts des Anzeigeabschnitts zu erklären;
Figur 7 eine Draufsicht ist, die Figur 2 entspricht, gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Figur 8 eine Draufsicht ist, die Figur 2 entspricht, welche eine andere Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und
die Figuren 9 und 10 eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, worin
Figur 9 eine Draufsicht eines Teilungsabschnitts des Anzeigeabschnitts der Vorrichtung ist, und
Figur 10 eine Querschnittsansicht der Vorrichtung ist, gelegt entlang einer Linie X-X in Figur 9.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden.
Figur 1 zeigt eine Ersatzschaltung einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom aktiven Matrixtyp mit einer Anzahl von Pixeln, die in einem Matrixmuster angeordnet sind.
Die Ersatzschaltung enthält eine Anzahl von Signalelektroden 12, die sich parallel zueinander erstrecken, und eine Anzahl von Abtastelektroden 14, die sich parallel zueinander erstrecken und die Signalelektroden 12 überkreuzen, aber mit ihnen nicht verbunden sind. Bei jedem der Überkreuzungspunkte der Signalelektroden 12 und der Abtastelektroden 14 ist einer der Anschlüsse eines MIM-Elements 16, das als ein steuerndes nichtlineares Widerstandselement dient, mit der Signalelektrode 12 verbunden, und ist der andere Anschluß des Elements 16 mit der Abtastelektrode 14 über eine Flüssigkristallzelle 18 verbunden. Demgemäß wird ein Anzeigeabschnitt 22 durch 900x1.152 Pixel gebildet.
Jede Signalelektrode 12 wird durch einen Teilungsabschnitt 20 bei ihrer longitudinalen Mitte geteilt. Als eine Folge wird der Anzeigeabschnitt 22 der Flüssigkristallvorrichtung in obere und untere Anzeigeabschnitte 22a und 22b in der Mitte geteilt, wobei jeder Anzeigeabschnitt aus 450 x 1.125 Pixel besteht. Die Anzeigeabschnitte 22a und 22b werden mit dem Arbeits- bzw. Leistungsverhältnis von 1/450 und dem Vorspannungsverhältnis von 1/9 unabhängig gesteuert. Jedes der Pixel wird durch die Kombination eines Anzeigesignals, das an die Signalelektrode 12 angelegt wird, und eines Abtastsignals, das an die Abtastelektrode 14 angelegt wird, gesteuert.
Strukturen des Teilungsabschnitts der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung und jedes Pixels werden nun beschrieben werden.
Wie in den Figuren 2 und 3 dargestellt ist, enthält die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ein Substrat 24 aus Glas, ein oberes Substrat 25, das angeordnet ist, um dem Substrat 24 mit einem Abstand 1 bis 20 um dazwischen gegenüberzuliegen, und eine Flüssigkristallschicht 26, die zwischen diesen Substraten eingeschlossen ist.
Eine Anzahl von Signalelektroden 12 ist auf der oberen Oberfläche des Substrats 24 gebildet. Eine Anzahl transparenter Pixelelektroden 28 ist auf der oberen Oberfläche des Substrats 24 entlang der Signalelektroden 12 gebildet, während sie voneinander durch einen vorbestimmten Abstand d1 beabstandet sind. Die Pixelelektroden 28 auf einer Spalte sind mit der Signalelektrode, die sich entlang einer Steuerspalte erstreckt, über die MIM-Elemente 16 jeweils verbunden, die als steuernde nichtlineare Widerstandselemente dienen. Jedes MIM-Element 16 umfaßt ein unteres Metall 16a, das auf der oberen Oberfläche des Substrats 24 gebildet ist und sich von der Signalelektrode 12 aus erstreckt, eine Isolierschicht 16b, die auf dem unteren Metall gebildet ist, und ein oberes Metall 16c, das auf der Isolierschicht gebildet ist. Eine Pixelelektrode 28 ist auf dem Substrat 24 gebildet, so daß ein Teil der Elektrode das obere Metall 16c überlappt.
Der Teilungsabschnitt 20 jeder Signalelektrode 12 befindet sich zwischen den beiden benachbarten Pixelelektroden 28, das heißt zwischen den beiden benachbarten MIM- Elementen 16. Jede Signalelektrode 12 besitzt ein Paar geteilter Enden 12a und 12b, die einander mit einem Abstand dazwischen gegenüberliegen. MIM-Elemente 30, die als schützende nichtlineare Widerstandselemente dienen, sind jeweils mit den geteilten Enden 12a und 12b verbunden.
Jedes der MIM-Elemente 30 besitzt die gleiche Struktur wie das MIM-Element 16. Genauer umfaßt das MIM-Element 30 ein unteres Metall 30a, das mit dem entsprechenden geteilten Ende 12a oder 12b der Signalelektrode 12 verbunden ist, eine Isolierschicht 30b, die auf dem unteren Metall gebildet ist, und ein oberes Metall 30c, das auf der Isolierschicht 30b gebildet ist. Um eine Entladung zwischen zwei MIM-Elementen 30 zu erleichtern, ist der Abstand d2 zwischen den gegenüberliegenden oberen Metallen 30c kürzer als der Abstand d1 zwischen den gegenüberliegenden Pixelelektroden 28.
Eine Anzahl transparenter Abtastelektroden 14 aus Indium-Zinn-Oxid (ITO), die sich senkrecht zu den Signalelektroden 12 erstrecken, ist auf der unteren Oberfläche des Substrats 25 gebildet.
Die Flüssigkristallvorrichtung mit der obigen Struktur wird wie folgt hergestellt.
Zuerst wird eine erste dünne Metallschicht aus zum Beispiel Tantal (Ta) auf dem Substrat 24 durch ein Sputter- bzw. Bedampfungsverfahren gebildet. Wie in Figur 4 dargestellt ist, wird dann die erste Metallschicht in Signalelektroden 12, untere Metalle 16a für die steuernden MIM-Elemente 16 und untere Metalle 30a für die schützenden MIM-Elemente 30 durch einen ersten Photolithographieschritt gemustert.
Anschließend wird ein Oxidfilm auf den unteren Metallen 16a und 30a durch eine anodische Oxidation oder dergleichen gebildet, um die Isolierschicht 16b für das steuernde MIM-Element 16 und die Isolierschicht 30b für das schützende MIM-Element 30 zu bilden. Danach wird eine zweite dünne Metallschicht aus zum Beispiel Chrom auf dem Substrat 24 durch ein Sputter- bzw. Bedampfungsverfahren gebildet. Wie in Figur 5 dargestellt ist, wird dann die zweite Metallschicht durch einen zweiten Photolithographieschritt in obere Metalle 16c für die steuernden MIM-Elemente 16 und obere Metalle 30c für die schützenden MIM-Elemente 30 gemustert. Auf diese Weise werden die steuernden MIM-Elemente 16, die aus dem unteren Metall 16a - der Isolierschicht 16b - dem oberen Metall 16c aufgebaut sind, und die schützenden MIM-Elemente 30, die aus dem unteren Metall 30a - der Isolierschicht 30b - dem oberen Metall 30c aufgebaut sind, gebildet.
Ein dünner ITO-Film wird dann auf dem Substrat 24 gebildet. Anschließend wird, wie in Figur 2 dargestellt ist, der ITO-Film durch einen dritten Photolithographieschritt in Pixelelektroden 28 gemustert, so daß diese Elektroden mit den oberen Metallen 16c der MIM-Elemente 16 elektrisch verbunden sind. In den oben erwähnten Schritten wird ein Substrat mit einem Matrixfeld hergestellt.
Danach werden Abtastelektroden 14 aus ITO und ein (nicht dargestellter) Orientierungsfilm auf der unteren Oberfläche des Substrats 25 gebildet. Anschließend wird ein Reibschritt bezüglich des Substrats 25 ausgeführt. Das Substrat 25 wird positioniert bzw. angebracht, um dem Substrat 24 mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen gegenüberzuliegen. Ein Flüssigkristall wird dann zwischen diese Substrate injiziert. Somit ist eine gewünschte Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung fertiggestellt.
In den oben erwähnten Herstellungsschritten, insbesondere in dem Reibschritt, wird eine statische Elektrizität von 200 V bis 20 kV in der Vorrichtung erzeugt. Die statische Elektrizität fließt in eine Richtung, wie durch die in Figur 6 dargestellten Pfeile bei dem Teilungsabschnitt 20 der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung angegeben wird.
In der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung wie oben beschrieben sind die schützenden MIM-Elemente 30, die zu einer Anzeige nicht beitragen, jeweils bei den geteilten Enden 12a und 12b jeder Signalelektrode 12 gebildet. Daher wird eine Potentialdifferenz zwischen den geteilten Enden 12a und 12b der Signalelektrode 12 infolge der statischen elektrischen Aufladung erzeugt, und Elektrizität wird von einem Ende zu dem anderen entladen. Als eine Folge findet ein Durchschlag bei einem der MIM-Elemente 30 oder beiden statt, die bei den geteilten Enden 12a und 12b vorgesehen sind, wodurch die Potentialdifferenz zwischen den geteilten Enden verringert wird. Daher wird, weil keine übermäßige bzw. zu hohe statische Elektrizität durch die steuernden MIM-Elemente 16 fließt, ein Durchschlag der MIM-Elemente 16 infolge einer statischen elektrischen Aufladung bzw. Elektrizität verhindert.
Figur 6 zeigt den Zustand des Teilungsabschnitts 20, wenn eine statische elektrische Aufladung erzeugt wird. In Figur 6 repräsentiert ein Symbol o normale Pixel. Wie aus Figur 6 offensichtlich ist, wurden keine Pixel nahe dem Teilungsabschnitt 20 in der Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung gemäß dieser Ausführungsform defekt, selbst wenn eine statische Elektrizität erzeugt wurde. Demgemäß ist es möglich, eine Flüssigkristall- Anzeigevorrichtung mit einem Anzeigeabschnitt zu schaffen, der aus einer Vielzahl geteilter Abschnitte aufgebaut ist, worin Punktdefekte bei dem Teilungsabschnitt nicht auftreten.
Figur 7 zeigt eine Modifikation der obigen Ausführungsform, worin die oberen Metalle 30c der schützenden MIM-Elemente 30, die einander gegenüberliegen, zugespitzte Distalenden aufweisen, um die Entladung zwischen den Elementen zu erleichtern. Gemäß dieser Modifikation werden die steuernden MIM-Elemente 16 zuverlässiger vor einem Durchschlag infolge einer statischen elektrischen Aufladung bzw. Elektrizität geschützt.
Figur 8 zeigt eine andere Modifikation der obigen Ausführungsform, worin ein schützendes MIM-Element 30 auf nur einem der gepaarten geteilten Enden 12a und 12b einer Signalelektrode 12 gebildet ist. Gemäß dieser Modifikation findet bei dem schützenden MIM-Element 30 ebenfalls ein Durchschlag statt, wenn statische Elektrizität dahindurch fließt, wodurch die gleiche Wirkung wie in der obigen Ausführungsform erhalten wird.
In den Figuren 7 und 8 zeigen die gleichen Bezugsziffern wie in der obigen Ausführungsform die gleichen Bauglieder oder Anschlüsse, weshalb deren ausführliche Beschreibung unterlassen wird.
Die Figuren 9 und 10 zeigen eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In den Figuren 9 und 10 werden die Komponenten, welche mit denjenigen der ersten Ausführungsform übereinstimmen, mit den gleichen Bezugsziffern wie in der ersten Ausführungsform identifiziert. Der Unterschied zwischen den ersten und zweiten Ausführungsformen wird unten ausführlich beschrieben werden.
In der zweiten Ausführungsform werden schützende MIM-Elemente 30 jeweils auf gepaarten geteilten Enden 12a und 12b jeder Signalelektrode 12 gebildet. Die MIM- Elemente 30 sind durch ein oberes Metall 30c in Reihe geschaltet, das gemeinsam mit diesen MIM-Elementen gebildet wird. Daher sind die gepaarten geteilten Enden 12a und 12b miteinander durch die beiden MIM-Elemente 30 elektrisch verbunden. Der Widerstand des MIM-Elements 30 wird eingestellt, um mindestens das 20fache des Ausgangswiderstands einer (nicht dargestellten) steuernden integrierten Schaltung aufzuweisen, die mit den Signalelektroden 12 und den Abtastelektroden 14 verbunden ist, so daß eine Anzeigeoperation durch die Elemente 30 nicht nachteilig beeinflußt wird.
Mit der obigen Struktur wird, falls eine Potentialdifferenz zwischen den geteilten Enden 12a und 12b jeder Signalelektrode 12 infolge einer statischen elektrischen Aufladung erzeugt wird, die während Herstellungsschritten erzeugt wird, die Spannung, welche die Hälfte der obigen Potentialdifferenz ausmacht, an die beiden MIM-Elemente 30, die in Reihe geschaltet sind, durch Kapazitätsteilung angelegt. Die beiden MIM- Elemente 30 werden leitend und entladen die statische Elektrizität. Somit wird die Potentialdifferenz zwischen den geteilten Enden 12a und 12b verringert, so daß keine übermäßige bzw. zu hohe statische Elektrizität durch das steuernde MIM-Element 16 fließt, wodurch ein Durchschlag der MIM-Elemente 16 infolge einer statischen elektrischen Aufladung verhindert wird.
Wie oben beschrieben worden ist, schafft die zweite Ausführungsform ebenfalls eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, worin ein Punktdefekt infolge einer statischen elektrischen Aufladung verhindert werden kann, wodurch eine befriedigende Anzeige erzielt wird.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, und verschiedene Änderungen und Modifikationen können vorgenommen werden, ohne den Geist bzw. Charakter und Bereich der Erfindung zu verlassen.
Zum Beispiel ist das Material des oberen Metalls nicht auf Chrom beschränkt, sondern kann irgendein anderes Metall sein, wie zum Beispiel Titan, Nickel, Aluminium oder dergleichen.

Claims

1. Eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit:

ersten und zweiten Substraten (24, 25), die einander gegenüberliegen;

einer Flüssigkristallschicht (26), die zwischen den ersten und zweiten Substraten eingeschlossen ist;

einer Anzahl von Bildelement- bzw. Pixelelektroden (28), die in einem Matrixmuster auf einer Innenoberfläche des ersten Substrats gebildet sind;

einer Vielzahl von steuernden nichtlinearen Widerstandselementen (16), die auf der Innenoberfläche des ersten Substrats gebildet und mit den Pixelelektroden elektrisch verbunden sind, um die Pixelelektroden zu steuern; und

einer Vielzahl paralleler Drahtelektroden (12), die auf der Innenoberfläche des ersten Substrats gebildet sind, sich jeweils im wesentlichen parallel zu den Spalten der Pixelelektroden erstrecken und mit den jeweiligen nichtlinearen Widerstandselementen auf den jeweiligen Spalten der Pixelelektroden elektrisch verbunden sind;

dadurch gekennzeichnet, daß:

jede der Drahtelektroden (12) bei einem Teilungsabschnitt (20) zwischen zwei benachbarten Pixelelektroden (28) geteilt ist und ein Paar geteilter Enden (12a, 12b) aufweist, die einander mit einem Abstand dazwischen gegenüberliegen; und

ein jeweiliges schützendes nichtlineares Widerstandselement (30) bei einem der geteilten Enden von jeder der Drahtelektroden vorgesehen ist, um eine Potentialdifferenz zwischen den geteilten Enden jeder Drahtelektrode zu reduzieren, wenn eine statische elektrische Aufladung bei den Teilungsabschnitten erzeugt wird.

2. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der steuernden nichtlinearen Widerstandselemente (16) ein MIM-Element einschließt. welches ein unteres Metall (16a), das mit der entsprechenden der Drahtelektroden (12) elektrisch verbunden ist, eine Isolierschicht (16b), die auf dem unteren Metall gebildet ist, und ein oberes Metall (16c) einschließt das auf der Isolierschicht gebildet und mit der Pixelelektrode (28) elektrisch verbunden ist.

3. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der schützenden nichtlinearen Widerstandselemente (30) ein MIM-Element einschließt, welches ein unteres Metall (30a), das mit dem entsprechenden geteilten Ende (12a, 12b) elektrisch verbunden ist, eine Isolierschicht (30b), die auf dem unteren Metall gebildet ist, und ein oberes Metall (30c) enthält, das auf der Isolierschicht gebildet ist.

4. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet, indem weiter zweite schützende nichtlineare Widerstandselemente (30) enthaltend, die jeweils auf dem anderen der geteilten Enden (12a, 12b) von jeder Drahtelektrode (12) gebildet sind, um eine Potentialdifferenz zwischen den geteilten Enden von jeder Drahtelektrode zu reduzieren.

5. Eine Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der schützenden nichtlinearen Widerstandselemente (30), das bei den geteilten Enden (12a, 12b) jeder Drahtelektrode (12) vorgesehen ist, ein MIM-Element einschließt, welches ein unteres Metall (30a), das mit dem entsprechenden geteilten Ende elektrisch verbunden ist, eine Isolierschicht (30b), die auf dem unteren Metall gebildet ist, und ein oberes Metall (30c) enthält, welches auf der Isolierschicht gebildet ist.

6. Eine Vorrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet daß die oberen Metalle (30c) der schützenden nichtlinearen Widerstandselemente (30), die bei den geteilten Enden (12a, 12b) jeder Drahtelektrode (12) vorgesehen sind, Distalenden besitzen, die unter einem vorbestimmten Abstand voneinander beabstandet sind, wobei der vorbestimmte Abstand kürzer als der Abstand zwischen den zwei benachbarten Pixelelektroden (28) ist.

7. Eine Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Distalenden der oberen Metalle (30c) zugespitzt sind.

8. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Drahtelektroden (12) bei einem im wesentlichen zentralen Abschnitt in der longitudinalen Richtung geteilt ist.

9. Eine Flüssigkristallvorrichtung mit:

ersten und zweiten Substraten (24, 25), die einander gegenüberliegen;

einer Flüssigkristallschicht (26), die zwischen den Substraten eingeschlossen ist;

einer Anzahl von Pixelelektroden (28), die in einem Matrixmuster auf einer Innenoberfläche des ersten Substrats gebildet sind;

einer Vielzahl von steuernden nichtlinearen Widerstandselementen (16), die auf der Innenoberfläche des ersten Substrats gebildet und mit den Pixelelektroden jeweils elektrisch verbunden sind, um die Pixelelektroden zu steuern; und einer Vielzahl paralleler Drahtelektroden (12), die auf der Innenoberfläche des ersten Substrats gebildet sind, sich jeweils im wesentlichen parallel zu den Spalten der Pixelelektroden erstrecken und mit den jeweiligen nichtlinearen Widerstandselementen auf den jeweiligen Spalten der Pixelelektroden elektrisch verbunden sind;

dadurch gekennzeichnet, daß:

ein jeweiliges Paar von schützenden nichtlinearen Widerstandselementen (30) vorgesehen ist, eines von dem Paar bei jedem der geteilten Enden von jeder der Drahtelektroden, um eine Potentialdifferenz, die zwischen den geteilten Enden erzeugt wird, zu reduzieren, wenn eine statische elektrische Aufladung bei den Teilungsabschnitten der Drahtelektroden erzeugt wird.

10. Eine Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der steuernden nichtlinearen Widerstandselemente (16) ein MIM-Element einschließt. welches ein unteres Metall (16a), das mit der Drahtelektrode elektrisch verbunden ist, eine Isolierschicht (16b), die auf dem unteren Metall gebildet ist, und ein oberes Metall (16c) enthält, das auf der Isolierschicht gebildet und mit der Pixelelektrode (28) elektrisch verbunden ist.

11. Eine Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes von dem Paar schützender nichtlinearer Widerstandselemente (30) ein MIM-Element einschließt, welches ein unteres Metall (30a), das mit dem entsprechenden geteilten Ende (12a, 12b) der Drahtelektrode (12) elektrisch verbunden ist, eine Isolierschicht (30b), die auf dem unteren Metall gebildet ist, und ein oberes Metall (30c) enthält, das auf der Isolierschicht gebildet ist, wobei die oberen Metalle des Paares schützender nichtlinearer Widerstandselemente miteinander elektrisch verbunden sind.