DE69430792T2

DE69430792T2 - Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE69430792T2
Application number: DE69430792T
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Asai
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Japan Display Central Inc
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1994-12-23
Publication date: 2003-02-20
Anticipated expiration: 2014-12-24
Also published as: US5610736A; DE69430792D1; TW260785B; EP0664473B1; EP0664473A1; JPH07230104A; KR950019868A; KR0170452B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp mit einem Pixelelektrodenarray, die einen Dünnschicht-Transistor (TFT) als Schaltelement verwendet, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Die herkömmlichen Flüssigkristalldisplays vom Aktivmatrixtyp (AM-LCDs) weisen ein Flüssigkristallelement auf, das zwischen einem Array-Substrat und einem Gegensubstrat angeordnet ist.
Das Array-Substrat weist ein Matrixarray von Pixelelektroden, das auf einem transparentem Substrat, beispielsweise einem Glassubstrat angeordnet ist, Abtastlinien, die entlang der Spalten dieses Pixelelektrodenarrays angeordnet sind, Signallinien, die entlang der Reihenelektroden des Pixelelektrodenarrays angeordnet sind, TFTs, die die Pixelelektroden als Antwort auf das an die Abtastlinien und die Signallinien angelegte Spannungssignal ansteuern, und Speicherkapazitätselektroden auf, die elektrisch mit den Pixelelektroden über eine isolierende Schicht verbunden sind.
Das Gegensubstrat weist eine Gegenelektrode, die auf einem transparentem Substrat, beispielsweise einem Glassubstrat, angeordnet ist und dem Matrixarray der Pixelelektroden gegenüber liegt, und eine Schwarzmatrix auf, die zwischen den Elektroden abschirmt. Wenn das AM-LCD in einem Farbanzeigesystem verwendet wird, ist nen Bereich angeordnet und liegt den Pixelelektroden gegenüber.
Die Flüssigkristallanzeigeeinrichtung liefert eine "aktive" Spannung an eine der Abtastlinien von der oberen Reihe des Matrixarrays und eine "nicht aktive" Spannung an die anderen Abtastlinien. Wenn jeder TFT während eines Schaltintervalles eingeschaltet wird, überträgt der TFT die an die Signallinie angelegte Spannung zu der Pixelelektrode. Wenn jeder TFT während eines Halteintervalles abgeschaltet wird, wird die zu der Pixelelektrode übertragene Spannung durch die Pixelkapazität, die zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode angeordnet ist, und die Speicherkapazität, die zwischen der Pixelelektrode und der Speichereleketrode angeordnet ist, gehalten.
Das Halteintervall entspricht dem Intervall von dem Zeitpunkt, zu dem die aktive Spannung abgeschnitten wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem dieselbe wieder angelegt wird. Die Transparenz der Flüssigkristallschicht ändert sich entsprechend der Spannung zwischen der Pixelelektrode und der Gegenelektrode. Das LCD zeigt das Bild an, indem die Verteilung der Transparenz der Flüssigkristallschicht geändert wird und das Licht von einer Hintergrundlichtquelle beeinflußt wird.
Das Aperturverhältnis jedes Pixels wird als Verhältnis des transparenten Bereiches zu dem gesamten Pixelbereich definiert. In herkömmlichen LCDs liegt das Aperturverhältnis im allgemeinen bei 30% bis 40%. Dementsprechend ist es schwierig, die erforderliche Helligkeit zu erreichen. Als eine Gegenmaßnahme für dieses Problem ist überlegt worden, die Lichtintensität der Lichtquelle zu erhöhen, jedoch weist diese Maßnahme insofern einen Nachteil auf, als sie den Energieverbrauch erhöht.
Es ist als eine andere Maßnahme überlegt worden, den Bereich der Treiberschaltung jedes Pixels zu verringern, jedoch macht dies es schwierig, die Produktionsausbeute aufrechtzuerhalten. Ein Beispiel einer Aktivmatrixeinrichtung ist in JP 5 203 9994 A oder EP 0 592 063 A beschrieben, die nach dem Prioritätsdatum der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht worden sind.
Dementsprechend besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Anzeigeeinreichtung vom Aktivmatrixtyp anzugeben, die für eine Anzeigeeinrichtung mit hoher Leistung und für eine hohe Produktivität geeignet ist.
Dementsprechend sieht die vorliegende Erfindung eine Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp vor, die folgendes aufweist: Eine Anzahl von Abtastlinien, die auf einem isolierenden Substrat angeordnet sind;
eine Mehrzahl von Signallinien, die die Abtastlinien kreuzen;
eine Gate-isolierende Schicht, die zwischen den Abtastlinien und den Signallinien angeordnet ist;
eine Mehrzahl von Dünnschicht-Transistoren, die eine Halbleiterschicht, die auf der Gate-isolierenden Schicht angeordnet ist, und eine Passivierungsschicht, die auf der Halbleiterschicht angeordnet ist, aufweisen,
eine Mehrzahl von Pixeln vom Kapazitätsbetätigungstyp, die durch den Kreuzungspunkt der Abtastlinie und der Signallinie gebildet sind, wobei jedes Pixel eine Pixelelektrode aufweist, die durch den Dünnschicht-Transistor elektrisch mit der Signallinie gekoppelt ist;
und eine Mehrzahl von Speicherkapazitäten, die jede eine erste Elektrode aufweisen, die ein Teil einer der Pixelelektroden ist;
wobei ferner eine Mehrzahl von länglichen Elektroden vorgesehen ist, die jeweils entlang und unter jeder Signallinie angeordnet sind, wobei jede längliche Elektrode breiter als die Signalelektrode ist und einen mit dieser überlappenden Bereich durch eine dielektrische Schicht aufweist, die aus derselben Schicht zusammengesetzt ist wie die Gate-isolierende Schicht und die Halbleiterschicht, wobei ein Teil der länglichen Elektrode als eine zweite Elektrode der Speicherkapazität dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschicht aus einem Teil der Halbleiterschicht des Dünnschicht-Transistors besteht und sich entlang der Signallinie erstreckt, wobei die Halbleiterschicht zwischen den gegenüberliegenden Kanten jeweils benachbarter Pixelelektroden angeordnet ist und der Kanalbereich des Dünnschicht-Transistors auf der Abtastlinie unterhalb der Umrisse der Abtastlinie gebildet ist.
Die durch die Erfindung gebotenen Vorteile bestehen vor allem darin, daß die längliche Elektrode als eine elektrische Abschirmung zwischen den Signallinien und den Pixellinien wirkt, so daß die parasitäre Kapazität zwischen dieser Elektrode erheblich verringert ist. Im Ergebnis ist der Abstand zwischen dieser Elektrode ebenfalls verringert, um das Öffnungsverhältnis der Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp zu verbessern.
Während die Halbleiterschicht und die Gate-isolierende Schicht zwischen den Signallinien und der länglichen Elektrode angeordnet ist, wird ein Kurzschlußdefekt (short-circuit defect) erheblich reduziert. Darüber hinaus ist die Halbleiterschicht dünn genug, um die Veränderbarkeit der zwischen der länglichen Elektrode und der Signallinie gebildeten parasitären Kapazität zu verringern.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Draufsicht auf einen Pixelbereich einer Flüssigkristallanzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf ein Gegensubstrat der in Fig. 1 dargestellten Aktivmatrixtypflüssigkristallanzeigeeinrichtung.
Fig. 3 ist eine Draufsicht, die den effektiven Anzeigebereich der Aktivmatrixtypflüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß Fig. 1 zeigt.
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht der Aktivmatrixtypflüssigkristallanzeigeeinrichtung entlang einer Linie A-A' in Fig. 1.
Fig. 5 ist zeigt eine Querschnittsansicht der Aktivmatrixtypflüssigkristallanzeigeeinrichtung entlang einer Linie B-B' in Fig. 1.
Fig. 6 zeigt die äquivalente Schaltung jedes Pixels der Aktivmatrixtypflüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß Fig. 1.
Fig. 7 ist ein Zeitdiagramm eines Beispieles einer Treiberwelle der Aktivmatrixtypflüssigkristallanzeigeeinrichtung der vorliegenden Erfindung.
Fig. 8 zeigt eine elektrische Charakteristik der Aktivmatrixtypflüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 9 ist eine Draufsicht auf einen Pixelbereich einer Aktivmatrixtypflüssigkeitskristallanzeigeeinrichtung des zweiten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung.
Fig. 10 zeigt eine Ansicht eines Pixelbereiches einer Aktivmatrixtypflüssigkeitskristallanzeigeeinrichtung des dritten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung.
Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht der Aktivmatrixtypflüssigkristallanzeigeeinrichtung entlang einer Linie E-E' in Fig. 10.
Fig. 12 zeigt eine Querschnittsansicht der Aktivmatrixtypflüssigkristallanzeigeeinrichtung entlang einer Linie F-F' in Fig. 10.
Fig. 13 zeigt ein Beispiel des Ablaufes des Herstellungsverfahrens der Aktivmatrixtypflüssigkristallanzeigeeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 14 ist eine Draufsicht auf einen Pixelbereich einer Aktivmatrixtypflüssigkristallanzeigeeinrichtung eines mit der vorliegenden Erfindung verglichenen Beispieles.
Fig. 15 ist eine Querschnittsansicht der Aktivmatrixtypflüssigkristallanzeigeeinrichtung entlang einer Linie G-G' in Fig. 14.
Fig. 16 ist eine Draufsicht auf einen Pixelbereich einer Aktivmatrixtypflüssigkristallanzeigeeinrichtung eines anderen mit der vorliegenden Erfindung verglichenen Beispieles.
Fig. 17 ist eine Querschnittsansicht der Aktivmatrixtypflüssigkristallanzeigeeinrichtung entlang einer Linie I-I' in Fig. 19.
Fig. 18 ist eine Draufsicht auf einen Pixelbereich einer Aktivmatrixtypflüssigkristallanzeigeeinrichtung eines vierten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Pixelbereicht eines LCDs des ersten Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf das Gegensubstrat dieser LCD. Fig. 3 zeigt eine Draufsicht, die den effektiven Anzeigebereich der LCD darstellt. Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht der LCD entlang einer Linie A-A' in Fig. 1. Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht der LCD entlang einer Linie B- B' in Fig. 1 und Fig. 3.
Wie in Fig. 1, Fig. 4 und Fig. 5 dargestellt, weist ein Array-Substrat 63 Abtastlinien 51 und Signallinien 59 auf, die auf einem transparenten Substrat 50 angeordnet sind und einander mit einem dazwischen angeordneten Gate-Isolator 53 kreuzen. Beispielsweise beträgt die Breite Wscn der Abtastlinien 51 14 gm und die Breite Wsig der Signallinie 59 5 um.
Die Pixelelektrode 58 ist auf dem durch die Abtastlinie 51 und die Signallinie 59 geschnittenen Bereich angeordnet. Der Abstand Lsp1 zwischen der Signallinie 59 und der Pixelelektrode 58 beträgt beispielsweise 3 um.
Der TFT 51 dient als Schaltelement, der die Pixelelektrode treibt und steuert, und ist auf der Abtastlinie 51 angeordnet. Im einzelnen ist eine Gate-Elektrode 54 des TFT 71 aus einem Bereich der Abtastlinie 51 zusammengesetzt, wobei eine Halbleiterschicht 55 auf der Gate-Elektrode 54 mit dem Gate-Isolator 53 dazwischen angeordnet ist und eine Source-Elektrode 61 und eine Drain-Elektrode 60 auf der Halbleiterschicht 55 angeordnet sind, wobei ein Passivierungsisolator 56 dazwischen angeordnet ist und wobei die Drain-Elektrode aus einem Bereich der Signallinie 59 zusammengesetzt ist.
Der Kanalbereich des TFT 71 ist so angeordnet, daß er innerhalb des Umrisses der Abtastlinie 51 enthalten ist. Die Länge L des Kanalbereiches wird als minimale Distanz zwischen dem Kontaktbereich der Source-Elektrode 61 mit der Halbleiterschicht 55 und dem Kontaktbereich der Drain-Elektrode mit der Halbleiterschicht 55 definiert und beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel 12 um. Die Breite W des Kanalbereiches wird als der Abstand zwischen der Kante der Source-Elektrode 61 und der Drain-Elektrode definiert, wobei die Breite W 30 um beträgt.
Die Abtastlinie 51 ist länglich unter der Signallinie 59 angeordnet, wobei die Gate-isolierende Schicht 53 und die Halbleiterschicht 55 dazwischen angeordnet sind, und dieser längliche Bereich der Abtastlinie 51 bildet eine längliche Elektrode 52. Die längliche Elektrode 52 ist so angeordnet, daß sie den Zwischenraum der beiden Pixelelektroden 58, die einander benachbart sind, abschirmt, und die Breite der Elektrode 52 beträgt 19 um. Die längliche Elektrode 52 und die einander benachbarten Pixelelektroden 58 überlappen sich, wobei sie die Breite Lov1 von ungefähr 4 um aufweisen. Jede der länglichen Elektroden 52 überlappt sich mit der Seitenkante der Pixelelektrode 58, und jede der Elektroden 52 weist einen überlappenden Bereich auf, der der Länge der Pixelelektrode 58 entspricht.
Wie in Fig. 2 und Fig. 4 dargestellt, weist ein Gegensubstrat 68 eine Schattierungsschicht 65 auf, die auf einem transparenten Substrat 50 angeordnet ist und sich entlang der Abtastlinie 51 erstreckt, wobei sie eine Breite von 40 um aufweist. Ferner ist eine Farbschicht 66 für R (Rot), G (Grün), B (Blau) vorgesehen, die sich zu der Kreuzungsrichtung mit der Schattierungsschicht 65 erstreckt, wobei sie eine Breite von 97 um aufweist. Der Abstand Lsp2 zwischen den zueinander benachbarten zwei Farbschichten 66 beträgt 3 um. Das Gegensubstrat 68 weist eine Gegenelektrode 67, die auf der Farbschicht 66 angeordnet ist, und eine Orientierungsschicht 70 auf, die die Gegenelektrode 67 bedeckt.
Wie in Fig. 3 dargestellt, wird die Apertur eine Pixels in dem Bereich eingestellt, der durch die Schattierungsschicht 65, die längliche Elektrode 52 und die Signallinie 59 umgeben ist.
Als nächstes wird das Herstellungsverfahren der oben erwähnten AM-LCD beschrieben. Als erstes werden die Abtastlinie 51, die Gate-Elektrode, die ein Teil der Abtastlinie 51 ist, und die längliche Elektrode 52 dadurch gebildet, daß ein Photoätzverfahren ausgeführt wird, nachdem das Ablagern einer Ta-Schicht auf der Grundebene des transparenten Substrates 50 vollzogen worden ist, das aus Glas besteht, und zwar mit einer Dicke von 3000 Ångström unter Benutzung des Sputter- Verfahrens.
Die Gate-isolierende Schicht 53 wird auf der gesamten Oberfläche dadurch gebildet, daß die Ablagerung einer SiOx-Schicht mit einer Dicke 3500 Ångström unter Benutzung des Plasma-CVD-Verfahrens vollzogen wird, so daß sie diese Elektroden abdeckt.
Als nächstes wird eine Schicht von hydriertem amorphem Silikon vom i-Typ (a-Si) mit einer Dicke von 500 Ångström und eine SiNx-Schicht mit einer Dicke von 2000 Åström im Plasma-CVD-Verfahren nacheinander hergestellt.
Daran anschließend wird die SiNx-Schicht als vorbestimmte Konfiguration photogeätzt, und die Passivierungsschicht 56 wird gebildet. Darüber hinaus wird auf dieser eine Schicht mit einer Dicke von 500 Ångström eines n-Typ-a-Si unter Benutzung des Plasma-CVD-Verfahrens gebildet, und das Photoätzverfahren dieser n-Typ- a-Si-Schicht und der i-Typ-a-Si-Schicht wird bei der vorbestimmten Konfiguration durchgeführt, und eine Halbleiterschicht 55 und eine ohmsche Schicht 57a und 57b werden geformt.
Als nächstes werden eine Ablagerung von 1000 Ängström mit dem Sputter-Verfahren und ein Photoätzverfahren eines ITO-Filmes bei der vorbestimmten Konfiguration ausgeführt, und die Pixelelektrode 58 wird gebildet. Daran anschließend werden eine Mo-Schicht mit einer Dicke von 700 Ångström und eine Al-Schicht mit einer Dicke von 3500 Ångström unter Benutzung des Sputter-Verfahrens abgelagert, und das Photoätzverfahren dieser Schichten wird bei der vorbestimmten Konfiguration ausgeführt, um die Signallinie 59, die Drain- Elektrode 60 und die Source-Elektrode 61 zu bilden. Der Teil der n-Typ-a-Si-Schicht zwischen der Drain-Eleketrode 60 und der Source-Elektrode 61 wird eleminiert, wobei ein Photowiderstand auf diesen verbleibt. Das Array-Substrat 63 wird dadurch erhalten, daß auf der gesamten Oberfläche eine Passivierungsschicht einer SiNx-Schicht unter Benutzung des Plasma-CVD-Verfahrens gebildet wird.
Andererseits wird eine Cr-Schicht mit einer Dicke von 1000 Ångström auf der Grundebene des transparenten Substrates 64, das aus Glas besteht, gebildet, und zwar unter Benutzung des Sputter-Verfahrens, und diese Schicht wird zu der vorbestimmten Konfiguration photogeätzt, um die Schattierungsschicht 65 zu bilden. Die Farbschichten 66 von R, G und B werden in dem Bereich gebildet, der durch die Schattierungsschicht 65 umgeben ist.
Diese Farbschicht kann durch Photoätzen einer Schicht eines Photowiderstandes erhalten werden, indem in dem vorbestimmten Bereich ein Pigment dispergiert ist. Sie kann auch dadurch erhalten werden, daß die Schicht des Binderharzes mit dem darin dispergierten Pigment übertragen wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird jede Farbschicht 66 dadurch erhalten, daß eine Schicht von 1.2 um mit darin enthaltenem Pigment angebracht und diese Schicht photogeätzt wird. Daran anschließend wird die Gegenelektrode mit einer ITO- Schicht mit einer Dicke von 1500 Ångström unter Verwendung des Sputter-Verfahrens gebildet, und die Gegenelektrode 68 wird erhalten.
Dann werden die Orientierungsschicht 68 und 70 auf der Elektrodenbildungsseite des Array-Substrates 63 und des Gegensubstrates 68 dadurch gebildet, daß eine bei niedriger Temperatur aushärtende Polyimid-Schicht aufgedruckt und diese Schicht geschliffen wird, um die Orientierung der Richtung anzugeben.
Die Flüssigkristallzelle wird dadurch erhalten, daß das Array-Substrat 63 und das Gegensubstrat 68 kombiniert werden, so daß sich die Orientierungsachsen dieser Substrate unter dem Winkel von 90º kreuzen.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Positionierung des Array-Substrates 63 mit dem Gegensubstrat 68 dadurch vollzogen, daß die Ausrichtungsmarke benutzt wird, die an der vorbestimmten Stelle des transparenten Substrates 50 und 64 vorbereitet ist. Daran anschließend wird Flüssigkristallmaterial in die oben erwähnte Flüssigkristallzelle imprägniert, und Polarisierungsschichten 73 und 74 werden auf die äußere Ebene des Array-Substrates 63 und des Gegensubstrates 68 geklebt, und die AM-LCD dieses Ausführungsbeispieles ist erhalten.
Als nächstes wird der Betrieb der oben erwähnten AM-LCD beschrieben.
Fig. 6 zeigt die äquivalente Schaltung jedes Pixels der AM-LCD. Diese äquivalente Schaltung umfaßt eine Speicherkapazität Cs, die aus der Kapazitätskopplung der Pixelelektrode 58 und der länglichen Elektrode 52 zusammengesetzt ist, die Kapazitäten Cds1 und Cds2, die aus der Kapazitätskopplung der Pixelelektrode 58 und der zwei Signalinien 59, die zu der Pixelelektrode 58 benachbart sind, zusammengesetzt ist, die Kapazität Cgs, die aus der Kapazitätskopplung der Gate-Elektrode 54 und der Source-Elektrode 61 zusammengesetzt ist, eine Flüssigkristallkapazität Clc, die aus der Kapazitätskopplung der Pixelelektrode 58 und der Gegenelektrode 67 durch die Flüssigkristallschicht 72 zusammengesetzt ist, und eine Kapazität Cx, die aus der Kapazitätskopplung zusammengesetzt ist, die hauptsächlich von dem überlappenden Bereich der länglichen Elektrode 52 und der Signalinie 59 herrührt.
Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Zeitdiagrammes der Treiberwellenform in diesem Betriebsfall. Die Flüssigkristallanzeigeeinrichtung liefert eine "aktive" Spannung an eine der Abtastlinien von der oberen Reihe des Matrixarrays und eine "nicht aktive" Spannung an die anderen Abtastlinien. An jeder Abtastlinie 51 wird die aktive Sgannung während des Schaltintervalles Ton aufrechterhalten, die gleich einem horizontalen Abtastintervall von Bildern ist, die sich mit jedem Rahmenintervall ändert. Die nicht aktive Spannung wird über das Halteinterfall Toff aufrechterhalten, die gleich einem Intervall von dem Zeitpunkt des Abschneidens der aktiven Spannung bis zu dem Zeitpunkt ist, an dem die aktive-Spannung wieder angelegt wird.
Andererseits liefert diese Flüssigkristallanzeigeeinrichtung ein Bildsignal entsprechend einer Spaltenlinie in einem horizontalen Abtastzyklus an die Signallinie 59. Die Polarität des Bildsignales wird von der Referenzspannung Vsigc zu jedem vorbestimmten Zyklus invertiert, beispielsweise bei jedem Rahmenzyklus. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die aktive Spannung Vg als 25 V, die nicht aktive Spannung Vg,off als -2 V betrachtet. Die Referenzspannung Vsigc wird bei 7 V eingerichtet, und die Signalspannung Vsig wird durch die Amplitude von 5 V von der Spannung Vsigc invertiert. Tatsächlich wird Vsig von der maximalen Amplitude 1 V der negativen Seite zu der maximalen Amplitude 12 V der positiven Seite eingerichtet.
Die Spannung Vp der Pixelelektrode wird in die Signallinienspannung bei jedem Intervall Toff geändert und während des Intervalls Toff gehalten. Die Pixelelektrode 58 ist mit der länglichen Elektrode 52 kapazitätsgekoppelt, um die Speicherkapazität Cs zu bilden, so daß sie in der Lage ist, der signifikanten Änderung der Spannung Vp in dem Interfall Toff vorzubeugen.
Eine Anzeige wird durch optische Transmission der Flüssigkeitsteilschicht 71 erzielt, die entsprechend der elektrischen Potentialdifferenz der Spannung Vcom der Gegenelektrode 67 und der Spannung Vp der Pixelelektrode 58 variiert. Die Spannung Vcom wird in diesem Fall des Betriebs bei 6 V eingestellt.
Bei diesem Ausführungsbeipiel ist das Aperturverhältnis der AM-LCD im Ergebnis 70%, und daher steigt die Benutzungseffektivität des transmittierten Lichtes an, und der Verbrauch an elektrischer Energie kann erheblich reduziert werden. Zusätzlich wird ein Anzeigebild mit hoher Auflösung erzielt aufgrund der Schattierung des Bereiches, der sich zwischen den zueinander benachbarten Pixelelektroden 58 befindet.
Die Spannung der Pixelelektrode 58 ändert sich nämlich entsprechend er Änderung der Spannung der Signallinie 59 bei einem horizontalen Abtastintervall. Aufgrund der Abhängigkeit der Spannung der Signallinie 59 von der Bildinformation ist es schwierig, die Änderung der Spannung der Pixelelektrode 58 gleichförmig zu kompensieren. Im Gegensatz hierzu ist die Spannung der Abtastlinie 51 fest bei der nicht aktiven Spannung bei jedem Halteintervall, und die Änderung der Spannung der Pixelelektrode 58 entsprechend der Abtastlinie ist im wesentlichen begrenzt, so daß sie in der Lage ist, die Änderung der Spannung der Pixelelektrode 58 beispielsweise unter Benutzung einer geeigneten Gegenelektrodenspannung zu kompensieren.
Bei dieser Betrachtungsweise ist die längliche Elektrode 52 entlang des parallelen Bereiches zwischen der Signallinie 59 und der Pixelelektrode 58 angeordnet, und der überlappende Bereich ist mit einer vorbestimmten Länge zwischen der länglichen Elektrode 52 und der Signallinie 59 und zwischen der länglichen Elektrode 52 und der Pixelelektrode 58 angeordnet. Unter Anwendung dieser Struktur wird ein elektrischer Abschirmungseffekt der länglichen Elektrode 52, die die Pixelelektrode 58 von der Signallinie 59 abschirmt, erzielt. Dementsprechend ist es möglich, die Änderung der Pixelelektrodenspannung zu reduzieren und die Pixelelektrode 58 an die Signalelektrode 59 anzunähern.
Abgesehen davon kann die Kapazitätskopplung zwischen der Abtastlinie 51 und der Gegenelektrode 67 vergrößert werden aufgrund der Einstellung der länglichen Elektrode 52. Wenn die Kapazität zu hoch wird, wird das CR-Produkt der Abtastlinie erhöht, und dementsprechend tritt eine Verzerrung des aktiven Pulses auf. Diese Verzerrung wird entsprechend dem Abstand von dem Zuführpunkt des aktiven Pulses erhöht. Aufgrund dessen könnte eine irreguläre Spannung auf die Pixelelektrode 58 wirken, da das Einschaltintervall des TFTs verkürzt ist oder ein irregulärer Betrieb des TFTs auftritt.
Im Gegensatz hierzu ist die längliche Elektrode 52 dieses Ausführungsbeispieles zwischen dem Substrat 50 und der Gate-isolierenden Schicht 53 angeordnet und befindet sich auf dem vorbestimmten Bereich entsprechend der Pixelelektrode 58 und der Signalelektrode 59.
Dies bedeutet, daß die längliche Elektrode 52 so angeordnet ist, daß sie von der Gegenelektrode 67 entfernt ist. In diesem Fall wird die Kapazität zwischen der länglichen Elektrode 52 und der Gegenelektrode 67 als eine Reihenkapazität der Flüssigkristallkapazität un der Kapazität der Gate-isolierenden Schicht gebildet und ist in der Lage, die Koppelkapazität zwischen der Gegenelektrode 67 und der Abtastlinie 51 und zwischen der Gegenelektrode 67 und der länglichen Elektrode 52 zu verringern.
Die relative Dielektrizitäskonstante der Gate-isolierenden Schicht 53 beträgt etwa 4, und die Konstante der Flüssigkeitskristallschicht beträgt etwa 3.5 bis 8 bei diesem Ausführungsbeispiel. In diesem Fall ergibt sich, daß die Kapazität zwischen der Abtastlinie 51 oder der länglichen Elektrode 52 und der Gegenelektrode 67 um 10% im Vergleich zu derjenigen LCD verringert ist, die keinen effektiven Isolator, beispielsweise eine Gate-isolierende Schicht zwischen ihrer Flüssigkristallschicht und ihrer länglichen Elektrode oder ihrer Abtastlinie hat. Dieser Effekt ist extrem bedeutsam.
Entsprechend der Benutzung der Struktur dieses Ausführungsbeispiels ist es möglich, das große AM-LCD zu betreiben, das mehr als 1920 Signallinien aufweist, wobei die zu der Abtastelektrode gehörende Kapazität entsprechend ansteigt.
Ferner ist eine andere Treibermethode bekannt, die die alternierende Wellenform der Gegenelektrodenspannung innerhalb des gleichen Zyklus verwendet wie die Alternierung der Signalelektrodenspannung. Unter Verwendung dieser Methode kann der Druck des Signallinientreibers verringert werden, und es ist nützlich, die Herstellungskosten der Anzeigeeinrichtung zu reduzieren.
In diesem Falle wird jedoch die an die Gegenelektrode angelegte Spannung verzerrt, wenn die Kapazität und das zu der Gegenelektrode gehörende CR-Produkt zu stark ansteigen. Dementsprechend wird die Flüssigkristallkapazität nicht bis zu dem vorbestimmten Niveau geladen, und die Uniformität des Bildes kann gestört werden.
Andererseits kann die Kapazität zwischen der Abtastlinie oder der länglichen Elektrode und der Gegenelektrode bei dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verringert werden, so daß die oben erwähnte Uniformität verbessert ist. Es ist besonders wirksam, wenn das Intervall des Alternierens der Treibersignale eingestellt wird, beispielsweise ein horizontales Abtastintervall.
Darüber hinaus sind die längliche Elektrode 52 und die Abtastlinie 51 aus einem Stück, so daß der Raum verringert werden kann, der in dem Fall notwendig ist, daß eine unabhängige Hauptelektrode verwendet wird, die eine Speisespannung an die längliche Elektrode 52 liefert und unabhängig von der Abtastlinie angeordnet ist. Und die längliche Elektrode 52 ist so angeordnet, daß sie den Bereich zwischen der Signalelektrode 59 und der Pixelelektrode abschattet, so daß der Bereich der Abschattungsmittel verringert ist und das Aperturverhälntis jedes Pixels scharf ansteigt.
Diese Wirkung bei dem Anstieg des Aperturverhältnisses wird in näheren Einzelheiten erläutert. In dem Bereich der AM-LCD ist es bekannt, daß das Flüssigkristallmaterial irreguläre Ausrichtungen an dem Kantenbereich des Pixelbereiches, beispielsweise ein "Tilt- Reverse"-Phänomen, aufweist. Das AM-LCD entsprechend diesem Ausführungsbeispiel kann das Tilt-Reverse entlang der Signallinie vollständig abschatten und eine hohe Leistung erzielen. Das Tilt-Reverse-Phänomen tritt aufgrund der irregulären Ausrichtung des Flüssigkristallmaterials entlang des elektrischen Feldes zwischen der Pixelelektrode und der Signallinie an dem peripheren Bereich des Pixelbereiches auf und führt zu einem unerwünschten Lichtdurchtritt über den Grenzbereich zwischen diesem irregulären Ausrichtungsbereich und dem regulären Ausrichtungsbereich.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird diese Tilt- Reverse-Domäne dadurch vollständig abgeschattet, daß die Breite des überlappenden Bereiches zwischen der Pixelelektrode und der länglichen Elektrode 52 eingestellt wird.
Die längliche Elektrode 52 wird im wesentlichen auf die nicht aktive Spannung, also 0 V, eingestellt, und die Pixeleletrode 58 wird auf die Signalspannung mit einer Amplitude von 3 V bis 5 V von der Mittenspannung 6 V eingestellt.
Bei diesem Betrieb wird das elektrische Feld zwischen der länglichen Elektrode 52 und der Pixelelektrode 58 erzeugt, und es ist zu beachten, daß eine andere Tilt-Reverse-Domäne entlang des elektrischen Feldes von der länglichen Elektrode 52 durch den Bereich zwischen der Pixelelektrode 58 und der Signallinie 59 auftreten könnte.
Solange jedoch die Tilt-Reverse-Domäne neben der Signallinie 59 verborgen wird, wird die Flüssigkristallschicht 71, die auf dem inneren Pixelbereich (effektiver Anzeigebereich) von der länglichen Elektrode 52 umgeben ist, direkt durch das elektrische Feld zwischen der Pixelelektrode 58 und der Gegegelektrode 67 gesteuert und zu der ursprünglichen Richtung ausgerichtet. Die Flüssigkristallschicht 71 ist nämlich in dem effektiven Anzeigebereich nicht direkt durch das elektrische Feld der länglichen Elektrode 52 beeinflußt, so daß es vermieden ist, daß ein anderer Tilt- Reverse innerhalb des effektiven Anzeigebereiches gebildet wird.
Dementsprechend kann die Tilt-Reverse-Domäne, die zwischen der Signallinie 59 und der Pixelelektrode 58 gebildet wird, ohne ein anderes unabhängiges Abschattungsmittel abgeschattet werden, wobei die längliche Elektrode 52 zu einem Anstieg des Aperturverhältnisses beiträgt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde eine Tilt-Reverse-Domäne entlang der Signallinie nicht beobachtet.
Entsprechend der Struktur dieses Ausführungsbeispieles wird die Breite der länglichen Elektrode 52 so eingestellt, daß sie in der Lage ist, eine Tilt- Reverse-Domäne abzuschatten. Die Breite der Abtastlinie 51 kann auf dieselbe Breite wie diejenige der länglichen Elektrode eingestellt werden. Es ist jedoch angebracht, die Breite der länglichen Elektrode 52 schmaler als diejenige der Abtastelektrode 51 einzustellen.
Die Betriebsgeschwindigkeit des TFTs 71 steigt proportional mit der Verkürzung der Länge des Kanalbereiches des TFTs 71, der auf der Abtastlinie 51 angeordnet ist.
Solange jedoch eine Verkürzung der Länge des Kanalbereiches ohne Änderung der Breite der Abtastlinie 51 auftritt, steigt der Überlappungsbereich zwischen der Source-Elektrode 61 und der Abtastlinie 51 an, und die Kapazität zwischen diesen Elektroden steigt ebenfalls an. Die Level-Verschiebespannung ΔVp ist wie folgt definiert.
ΔVp = (Cgs/C1).ΔVg
(In der obigen Gleichung ist C1 die Summe der Kapazitäten Cgs, Clc, Cs, Cds1, Cds2 und Cx, und ΔVg ist die Differenz zwischen der aktiven Spannung und der nicht aktiven Spannung, die an die Abtastlinie angelegt ist.)
Bei diesem Ausführungsbeispiel wirkt die Kapazität Cx als MOS-Kapazität. Um die Spezifika dieser Kapazität zu untersuchen, wird ein TEG (Test Elementary Group) 1 durchgeführt, der eine Herstellung einer Kapazität umfaßt, die die gleiche Struktur aufweist wie die oben genannte Kapazität, und zwar mit demselben Herstellungsverfahren wie das Element in dem Anzeigebereich der AM-LCD, wobei die Kapazität durch Anlegen einer vorbestimmten Spannung untersucht wird.
Fig. 8 zeigt das Ergebnis dieser Untersuchung. Die vertikale Achse zeigt den Wert an, der den untersuchten Kapazitätswert C auf den Wert Cox normiert, der die Kapazität des Kondensators anzeigt, der nur eine Gate- isolierende Schicht als seine dielektrische Schicht aufweist, und die horizontale Achse zeigt die angelegte Spannung an.
Die gestrichelte Linie zeigt das Ergebnis der Untersuchung von TEG 1. Wie in Fig. 8 dargestellt, beträgt die Amplitude der Kapazitätsänderung von TEG 1 0.04, solange die angelegte Spannung sich innerhalb des Bereiches von 15 V und -15 V bewegt. Dieser Bereich wird als der tatsächliche Bereich angesehen, der unter normalen Bedingungen an die Kapazität angelegt wird, die auf dem peripheren Bereich jedes Pixelbereiches angeordnet ist.
Wie oben dargestellt, ist die Amplitude der Kapazitätsänderung der parasitären Kapazität Cx minimiert. Auf diese Weise kann die Level-Shift-Spannung ΔVp kompensiert werden, indem die Kapazität von Cs zwischen der länglichen Elektrode 52 und der Pixelelektrode 58 eingestellt wird. Dementsprechend wird eine Ungleichheit des Bildes bei diesem Ausführungsbeispiel eleminiert.
Im Vergleich hierzu wird ein anderes AM-LCD ohne jede Passivierungsisolierungsschicht in dem Kanalbereicht ihres TFT erhalten. TEG 2 wird durchgeführt, der eine Kapazität umfaßt, die die gleiche Struktur ihres Pixelbereiches ähnlich aufweist, und die Spezifika der Kapazität werden untersucht. Die durchgezogene Linie in Fig. 8 zeigt das Ergebnis dieser Untersuchung an. Der Unterschied zwischen dem Herstellungsverfahren des AM- LCD und dem Verfahren der Untersuchung der Spezifika im Vergleich zu dem obigen Verfahren besteht darin, daß die Passivierungsschicht nicht auf dem Kanalbereich gebildet ist. Dementsprechend beträgt die Dicke der Halbleiterschicht 3300 Ångström.
Wie in Fig. 8 dargestellt, erreicht die Amplitude der Kapazitätsänderung von TEG 2 ungefähr 0.33. Ferner wird die Untersuchung durch Betreiben dieses AM-LCD unter dem obigen Treiberverfahren durchgeführt. Im Ergebnis trat eine Ungleichheit der Bilder auf.
Darüber hinaus hat das AM-LCD, das die Struktur diese Ausführungsbeispieles verwendet, keinen Kurzschlußdefekt zwischen der Signallinie 59 und der länglichen Elektrode 52.
Darüber hinaus bestehen die Nte Spaltenabtastlinie 51 und die längliche Elektrode 52 aus einem Stück. Diese längliche Elektrode 52 ist elektrisch an die (N+1)te Spaltenpixelelektrode 58 gekoppelt, um eine Kapazität Cs zu bilden. Die Spannung der Pixelelektrode 58 wird zu dem Zeitpunkt geändert, zu dem die aktive Spannung an die Nte Spaltenabtastlinie angelegt wird.
Danach wird die aktive Spannung an die (N+1)te Spaltenpixelelektrode 58 angelegt, und die Signalspannung der Signallinie 59 wird zu der (N+1)ten Spaltenpixelelektrode 58 übertragen. Die Spannung der Nten länglichen Elektrode 52 wird innerhalb des Halteintervalls gehalten. Auf diese Weise ist das Intervall des Haltens der ursprünglichen Spannung der Pixelelektrode 58 im wesentlichen gleich dem Halteintervall.
Da sich die Transparenz der Flüssigkristallschicht 72 als Antwort mit dem effektiven Wert der angelegten Spannung ändert, werden angezeigte Bilder selten durch die Änderung der Pixelelektrodenspannung entsprechend der Änderung der Spannung der länglichen Elektrode bewirkt.
Der Kanalbereich des TFT 71 ist innerhalb des Umrisses der Abtastlinie gebildet. Diese Bildung des Kanalbereiches begrenzt nicht die Bildung der länglichen Elektrode 52 und trägt zu dem Anstieg des Aperturverhältnisses des AM-LCD bei.
Darüber hinaus sind zwei längliche Elektroden 52 an jeder Seite der Pixelelektrode 58 gebildet, und diese Elektroden weisen überlappende Bereiche mit der Signallinie 59 und der Pixelelektrode 58 mit einer Länge auf, die bei beiden im wesentlichen gleich ist. Dementsprechend ist, obwohl die Positionierung der länglichen Elektrode 52 im Hinblick auf die Pixelelektrode von der vorbestimmten Position entlang ihrer Längenrichtung verschoben werden kann, die Kapazität der Pixelelektrode 58, die mit beiden Seiten der Signalelektrode 59 gekoppelt ist, ein im wesentlichen konstanter Wert. Diese Struktur ist geeignet, wenn ein sogenanntes "V- Line-Inversions-Treiberverfahren" angewandt wird.
Dieses V-Line-Inversions-Treiberverfahren besteht darin, daß die angelegten Spannungen an den benachbarten Signallinien miteinander betreffend die Mittenspannung der Signallinie invertiert werden, und die folgende Wirkung wird bei Durchführung des Verfahrens erzielt. Die Pixelelektrodenspannung wird entsprechend der Änderung der Signalspannung aufgrund der elektrischen Kopplung zwischen diesen Elektroden verändert. Solange jedoch dieses Verfahren angewandt wird, zieht dann, wenn sich die Pixelelektrodenspannung zu der positiven Seite in Übereinstimmung mit der auf einer Seite der Pixelelektrode angeordneten Signalelektrode ändert, die andere Signalelektrode, die auf der anderen Seite der Pixelelektrode angeordnet ist, die Pixelelektrodenspannung zu der negativen Seite.
Als Ergebnis wird die Änderung der Pixelelektrodenspannung im wesentlichen aufgehoben. Wenn jedoch die Kapazitäten, die an beiden Seiten der Pixelelektrode gebildet sind, nicht ausgeglichen sind, wird dieser Effekt zerstört. Dann wird im Falle dieses Ausführungsbeispiels die Länge der überlappenden Bereiche zwischen der länglichen Elektrode und der Signallinie oder der Pixelelektrode, die an beiden Seiten der Pixelelektrode gebildet sind, im wesentlichen gleich eingestellt. Im Ergebnis sind die in der Umgebung der Pixelelektrode gebildeten Kapazitäten ausgeglichen, und die obige Aufhebewirkung wird nicht zerstört.
Dementsprechend wird eine Anzeigeeinrichtung mit einer hohen Leistung mit der grundsätzlichen Struktur dieses Ausführungsbeispieles erhalten, das die Kapazität zwischen der Signallinie 59 und der Pixelelektrode 58 verringern kann.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird es möglich, ein LCD mit einem hohen Aperturverhältnis und einer hohen Leistung zu erhalten.
Es ist möglich, das obige Ausführungsbeispiel in vielfältiger Weise zu modifizieren. Beispielsweise kann die Speicherkapazität Cs durch Überlappung der Pixelelektrode 58 und der länglichen Elektrode 52 mit der einfach dazwischen angeordneten Gate-isolierenden Schicht gebildet werden. Andererseits ist die aus der Gate-isolierenden Schicht 53 und der Halbleiterschicht 55 gebildete Zwischenschicht zwischen der länglichen Elektrode 52 und der Signalelektrode 59 angeordnet. Dementsprechend kann die Kapazität Cs auf einen gewünschten Wert eingestellt werden, andererseits kann die Kapazität von Cx reduziert werden.
Fig. 9 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in Fig. 9 dargestellt, kann die längliche Elektrode 52 von der unabhängigen Versorgungsleitung dünn verzinnt werden. In diesem Fall wird das Aperturverhältnis ein wenig verringert, jedoch kann die an die Kapazität Cs angelegte Spannung auf einen beliebigen Wert eingestellt werden, so daß die Freiheit der Bildung dieses Betriebszustandes erreicht ist. Bei diesem Betrieb wird die Spannung der länglichen Elektrode 52 auf die gleiche Spannung eingestellt, die an der Gegenelektrode 68 anliegt. Das Aperturverhältnis liegt bei 60%, und eine Ungleichheit der Anzeige wird bei diesem Ausführungsbeispiel reduziert.
Wie in Fig. 10 dargestellt, kann die Halbleiterschicht 55, die auf der länglichen Elektrode 52 gebildet ist, im wesentlichen mit der länglichen Elektrode 52 ausgerichtet werden.
Fig. 10 zeigt die Draufsicht auf einen Pixelbereich des AM-LCDs des dritten Ausführungsbeispieles.
Fig. 11 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie E-E' in Fig. 10, und Fig. 11 zeigt eine Querschnittsansicht entlang einer Linie F-F' in Fig. 10. Die grundsätzliche Struktur des AM-LCD dieses ausführungsbeispieles ist im wesentlichen die gleiche wie bei dem in Fig. 1 dargestellten LCD. Als nächstes wird das Herstellungsverfahren der AM-LCD dieses Ausführungsbeispieles beschrieben.
Wie in Fig. 13(a) dargestellt, werden die Abtastlinie 51, die Gate-Elektrode, die ein Teil der Abtastlinie 51 ist, und die längliche Elektrode 52 durch Durchführung eines Photoätzverfahrens gebildet, nachdem die Ablagerung einer Ta-Schicht mit einer Dicke von 3000 Ångström unter Benutzung des Sputter-Verfahrens auf der grundsätzlichen Ebene des transparenten Substrates 50 ausgeführt wurde, das aus Glas besteht.
Die Gate-isolierende Schicht 43 wird auf der gesamten Oberfläche dadurch gebildet, daß die Ablagerung einer SiOx-Schicht mit einer Dicke von 3500 Ångström unter Benutzung des Plasma-CVD-Verfahrens ausgeführt wurde, so daß sie diese Elektroden nacheinander überdeckt.
Als nächstes werden eine i-Typ-a-Si-Schicht mit 500 Ångström und eine SiNx-Schicht mit 2000 Ångström in einem Plasma-CVD-Verfahren nacheinander gebildet.
Daran anschließend wird diese SiNx-Schicht als die vorbestimmte Konfiguration photogeätzt, und der Passivierungsisolator 56 wird wie in Fig. 13 (b) gebildet. Darüber hinaus wird darauf eine 700 Ångström dicke Schicht eines n-Typ-a-Si unter Benutzung des Plasma- CVD-Verfahrens gebildet, und daran anschließend wird ein Positivtyp-Photoresist 85 auf der gesamten Oberfläche gebildet. Dann wird die Oberfläche, die den Photoresist 85 umfaßt, von der Seite des Substrates ausgesetzt, auf der sich kein Resist befindet, wie in Fig. 13(c) gezeigt. Nach der Entwicklung des Resistes 85 erstreckt sich eine n-Typ-a-Si-57 und eine i-Typ-a-Si- 55 von dem durch den Photoresist 85 bedeckten Bereich, der eliminiert wird unter Verwendung eines Photoätzverfahrens. Im Ergebnis sind diese Schichten 55 und 57 automatisch mit der Gate-Elektrode 54 und der länglichen Elektrode 52 ausgerichtet, wie in Fig. 13(d) gezeigt.
Als nächstes wird eine Ablagerung von 1000 Lgström mit dem Sputter-Verfahren und ein Photoätzverfahren einer ITO-Schicht bei der vorbestimmten Konfiguration ausgeführt, und die Pixelelektrode 58 wird gebildet, wie in Fig. 13(e) gezeigt.
Daran anschließend werden eine Mo-Schicht mit 700 Ångström und eine Al-Schicht mit 3500 Ångström unter Benutzung des Sputter-Verfahrens abgelagert, und ein Photoätzverfahren dieser Schichten wird an der vorbestimmten Konfiguration ausgeführt, um die Signallinie 59, die Drain-Elektrode 60 und die Source-Elektrode 61 zu bilden.
Der Teil der n-Typ-a-Si-Schicht und der i-Typ-a- Si-Schicht, der sich von dem mit dieser Elektrode bedeckten Bereich erstreckt, und der auf dieser Elektrode verbleibende Photoresist bilden die Halbleiterschicht 55b und 55c und die ohmsche Schicht 75a, 75b, und 75c, wie in Fig. 13(g) gezeigt. Das Array-Substrat 63 wird durch Bilden auf der gesamten Oberflächenpassivierungsschicht der Si-Nx-Schicht unter Verwendung eines Plasma-CVD-Verfahrens gebildet.
Dann wird ein AM-LCD mit einem nachfolgenden Herstellungsverfahren erhalten, das das gleiche ist, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Breite Wscn der Abtastlinie 51 14 um, und die Breite der Signallinie 59 beträgt 5 um, und der Abstand Lsp2 zwischen der Signallinie 59 und der Pixelelektrode 58 beträgt 4 um. Die Überlappungslänge Lov der Pixelelektrode 58 und der länglichen Elektrode 52 beträgt 4 um. In diesem Falle ist die Breite Ls2 der länglichen Elektrode 2 wie folgt definiert:
Ls2 = 2.(Lov + Lsp2) + Wsig
Dementsprechend wird die Breite Ls2 der länglichen Elektrode 52 bei 21 um eingestellt.
Im Vergleich hierzu wird ein anderes LCD hergestellt, wie in Fig. 14 dargestellt, um das Aperturverhältnis des LCD mit dem obigen Ausführungsbeispiel zu vergleichen.
Fig. 15 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie G-G' in Fig. 15. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Halbleiterschicht 55b, 55c und die ohmsche Schicht 57c, 57d nicht selbstausgerichtet mit der länglichen Elektrode 52, und sie sind durch ein herkömmliches Photoätzverfahren gebildet. Daher wird ein Positionierungsabstand Lm1 benötigt. Bei dem Schritt der Bildung der Pixelelektrode 58 wird der Abstand Lm2 benötigt, während der Positionierung dieser Elektrode 58 auf der Halbleiterschicht 55b.
Daran anschließend wird bei dem Schritt der Bildung der Signallinie 59 der Abstand Lm3 benötigt während der Positionierung dieser Elektrode 59 auf der Halbleiterschicht 55c. Daher ist die Breite LS1 der länglichen Elektrode 52 wie folgt:
Ls1 = 2.(Lov + Lm1 + Lm2 + Lm3 + Lsp1) + Wsig
Beispielsweise werden die Abstände LM1, LM2 und LM3 als 3 um und der Abstand Lsp1 als 4 um eingestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Breite Ls1 39 um. Im Vergleich hierzu ist die Breite der länglichen Elektrode etwa die Hälfte derjenigen des obigen Ausführungsbeispieles. Es ist daher verständlich, daß sich das Aperturverhältnis scharf verbessern kann. Darüber hinaus treten Kurzschlüsse überhaupt nicht auf.
Ein weiteres LCD wird in Übereinstimmung mit der Erfindung hergestellt, wie in den Fig. 16 und 17 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die isolierende Schicht, die auf der länglichen Elektrode gebildet wird, nicht mit der länglichen Elektrode selbstausgerichet, und ist durch ein herkömmliches Photoätzverfahren gebildet. Daher wird bei dem Schritt des Bildens der Halbleiterschicht 55b ein Positionierungsabstand (Lm1 + Lm2) benötigt, und bei dem Schritt des Bildens der isolierenden Schicht 56b, werden Positionierungsabstände Lm1 + Lm4 benötigt während der Positionierung dieser Schicht auf der Halbleiterschicht 55b. Daran anschließend wird bei dem Schritt des Bildens der Pixelelektrode 58 ein Positionierungsabstand LM3 während der Positionierung dieser Elektrode auf der isolierenden Schicht 56b benötigt, und bei dem Schritt des Bildens der isolierenden Schicht 56c wird ein Positionierungsabstand benötigt, um dieselbe auf der Halbleiterschicht zu bilden. Darüber hinaus wird bei dem Schritt der Bildung der Signallinie 59 der Abstand Lm6 benötigt, um diese Elektrode auf der isolierenden Schicht 56c zu bilden. Daher ist die Breite Ls1 der länglichen Elektrode 52 wie folgt.
Ls 1 = 2.(Lov + Lm1 + Lm2 + Lm3 + Lm4 + Lm5 + Lm6 + Lsp1) + Wsig
Die Abstände Lm1, Lm2, Lm3, Lm4, Lm5 und Lm6 werden als 3 um eingestellt, so daß die Breite Ls1 55 um ist. Im Vergleich hierzu ist die Breite der länglichen Elektrode 52 etwa ein Drittel derjenigen des obigen Ausführungsbeispieles. Es ist daher verständlich, daß das Aperturverhältnis sich scharf verbessern kann.
Darüber hinaus treten Kurzschlüsse überhaupt nicht auf. Hiervon abgesehen sind bei diesem Ausführungsbeispiel die zueinander benachbarten Pixeleletroden durch die a-Si-Schicht verbunden. Da die a-Si-Schicht als variabler Widerstand wirkt, würde ein Kurzschluß zwischen diesen Pixelelektroden auftreten, während ein elektrischer Leckstrom in der a-Si-Schicht auftritt.
Jedoch ist in diesem Fall die Leckage zwischen den benachbarten Pixelelektroden unter gewöhnlichen Umständen ausreichend und zufriedenstellend verringert. Dies deshalb, weil die a-Si-Schicht dünn genug ausgebildet ist, um den Phototräger in derselben zu verringern. Daher kann der Schritt der Separierung dieser a-Si- Schicht in eine Inselkonfiguration unterbleiben.
Es ist daher verständlich, daß das Aperturverhältnis scharf verbessert werden kann. Darüber hinaus treten Kurzschlüsse überhaupt nicht auf.
Fig. 18 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel dieser Erfindung. In diesem Fall ist die Konfiguration der Schattierungsschicht 65, die auf dem Gegensubstrat 68 gebildet ist, modifiziert. Dies bedeutet, daß sich die längliche Elektrode 52 über die Kante der Source-Elektrode bis in die Nachbarschaft der Abtastelektrode 51 der nächsten Spalte erstreckt, und die Schattierungsschicht 65 wird so gebildet, daß sie die längliche Elektrode 52 und die Source-Elektrode 61 schneidet.
Diese Struktur kann den Schattierungsbereich zwischen der Abtastelektrode 51 und der Pixelelektrode 58 dadurch reduzieren, daß die Source-Elektrode 61 als Schattierungsmittel benutzt wird, so daß das Aperturverhältnis sogar noch mehr verbessert werden kann.
Darüber hinaus kann eine optische Schwarzstreifenschicht direkt auf der Signalelektrode 59 gebildet werden, wobei dazwischen eine beliebige Schicht eingesetzt sein kann, oder sie kann auf den Bereich des Gegensubstrates gebildet werden, der der Signalelektrode 59 gegenüberliegt. Der Kontrast kann scharf verbessert werden, indem der benachbarte Pixelbereich geschnitten wird. Während die Breite der Streifenschicht kleiner als die Breite der länglichen Elektrode 52 oder gleich dieser Breite gewählt wird, kann der Kontrast der Anzeige ohne Reduzierung des Aperturverhältnisses verbessert werden.
Als Streifenschicht kann beispielsweise metallisches Material oder Oxidmaterial, beispielsweise Cr, verwendet werden. Auch ist eine Harzschicht mit einem schwarzen Pigment oder metallischen Füllstoff, der darin dispergiert ist, ebenfalls geeignet. Darüber hinaus kann eine Kombination dieser Materialien verwendet werden. Es ist auch geeignet, daß die benachbarten Farbschichten 66 einander an dem Bereich des Gegensubstrates 68 überlappen, der der Signalelektrode 59 gegenüberliegt. Durch Auswahl eines anti-reflektierenden Materiales aus dem obigen Beispiel kann die Reflexion eines äußeren Strahls reduziert werden, um eine Anzeige mit hohem Kontrast zu erhalten.

Claims

1. Eine Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp, mit:

einer Mehrzahl von Abtastlinien (51), die auf einem isolierenden Substrat (50) angeordnet sind;

einer Mehrzahl von Signallinien (59), die die Abtastlinien (51) kreuzen;

einer gate-isolierenden Schicht (53), die zwischen den Abtastlinien (51) und den Signallinien (59) angeordnet ist;

einer Mehrzahl von Dünnschicht-Transistoren (71), die eine Halbleiterschicht (55), die auf der gate-isolierenden Schicht (53) angeordnet ist, und eine Passivierungsschicht (56), die auf der Halbleiterschicht (55) angeordnet ist, aufweisen,

einer Mehrzahl von Pixeln vom Kapazitätsbetätigungstyp, die durch den Kreuzungspunkt der Abtastlinie (51) und der Signallinie (59) gebildet sind, wobei jedes Pixel eine Pixelelektrode (58) aufweist, die durch den Dünnschichttransistor (71) elektrisch mit der Signallinie (59) gekoppelt ist; und

einer Mehrzahl von Speicherkapazitäten, die jede eine erste Elektrode aufweisen, die ein Teil einer der Pixelelektroden ist;

wobei ferner eine Mehrzahl von länglichen Elektroden (52) vorgesehen ist, die jeweils entlang und unter jeder Signallinie (59) angeordnet sind, wobei jede längliche Elektrode (52) breiter als die Signalelektrode (59) ist und einen mit dieser überlappenden Bereich durch eine dielektrische Schicht aufweist, die aus derselben Schicht zusammengesetzt ist wie die gate- isolierende Schicht (53) und die Halbleiterschicht (55); wobei ein Teil der länglichen Elektrode (52) als eine zweite Elektrode der Speicherkapazität dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschicht (55) aus einem Teil der Halbleiterschicht des Dünnschichttransistors (71) besteht und sich entlang der Signallinie (59) erstreckt, wobei die Halbleiterschicht (55) zwischen den gegenüberliegenden Kanten jeweils benachbarter Pixelelektroden (58) angeordnet ist und der Kanalbereich des Dünnschichttransistors auf der Abtastlinie (59) innerhalb der Umrisse der Abtastlinie gebildet ist.

2. Eine Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner einen Isolator aufweist, der aus der gleichen Schicht wie die Passivierungsschicht (56) besteht und sich in den Überlappungsbereich der länglichen Linie (52) und der Signallinie (59) erstreckt.

3. Eine Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kantenbereich der Pixelelektrode (58) sich mit dem Teil der länglichen Elektrode (52) überlappt, der sich über die Kante der Signalelektrode (59) hinaus erstreckt.

4. Eine Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pixel vom Kapazitätsbetätigungstyp aus einem Flüssigkristallpixel besteht.

5. Eine Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die längliche Elektrode (52) von der Abtastelektrode (51) abzweigt.

6. Eine Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die längliche Elektrode (52) Überlappungsbereiche mit zwei Pixelelektroden (58) aufweist, die auf einander gegenüberliegenden Seiten der Signalelektrode (59) angeordnet sind, wobei die Länge dieser Überlappungsbereiche im wesentlichen gleich ist.

7. Eine Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dünnschichttransistor (71) aufweist eine Gate-Elektrode (54), die elektrisch an die Abtastlinie (51) der Nten Spalte gekoppelt ist, eine Drain-Elektrode (60), die elektrisch an die Signallinie (59) gekoppelt ist, und eine Source-Elektrode (61), die elektrisch an die Pixelelektrode (58) gekoppelt ist, wobei die längliche Elektrode (52) sich über den nächsten Umriß der Drain- Elektrode (60) und der Source-Elektrode (61) bei der Abtastlinie (51) der (N-1)ten Spalte erstreckt.

8. Eine Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine optische Schwarzstreifenschicht die Signallinie (59) bedeckt, wobei die Breite der Streifenschicht gleich der Breite der länglichen Elektrode (52) oder geringer als diese ist.

9. Eine Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleiterschicht (55), die zwischen der länglichen Elektrode (52) und der Signallinie (59) angeordnet ist, im wesentlichen zu der länglichen Elektrode (52) an ihrer Seite ausgerichtet ist.

10. Eine Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator, der zwischen der länglichen Elektrode (52) und der Signallinie (59) angeordnet ist, im wesentlichen zu der länglichen Elektrode (52) an ihrer Seite ausgerichtet ist.

11. Eine Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl von Schichten, die zwischen der Pixelelektrode (58) und der länglichen Elektrode (52) angeordnet sind, geringer ist als die Anzahl der Schichten, die zwischen der Signallinie (59) und der länglichen Elektrode (52) angeordnet sind.

12. Eine Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pixelelektrode (58) mit der gate-isolierenden Schicht (53) verbunden ist.

13. Eine Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die längliche Elektrode (52) ein Schattierungsglied bildet.

14. Eine Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die längliche Elektrode (52) elektrisch mit der Abtastelektrode (51) der Nten Spalte gekoppelt ist und daß die Pixelelektrode (58), die sich mit der länglichen Elektrode (52) überlappt, elektrisch mit dem Dünnschichttransistor (71) gekoppelt ist, der elektrisch durch seine Gate- Elektrode (53) mit der (N+1)ten Abtastlinie gekoppelt ist.

15. Eine Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die längliche Linie (52) breiter als die Abtastelektrode (51) ist.

16. Eine Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Streifenschicht, die aus einem Schattierungsglied besteht, zwischen zwei Pixelelektroden (58) angeordnet ist, die sich auf einander gegenüberliegenden Seiten der Abtastelektrode (51) befinden.

17. Eine Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifenschicht (65) über einem weiteren isolierenden Substrat (68) angeordnet ist, das dem isolierenden Substrat (60) zugewandt ist.

18. Eine Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einfärbschicht (66) über dem Bereich gebildet ist, der durch die Streifenschicht (65) in Abschnitte unterteilt ist.

19. Ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp nach Anspruch 1, umfassend die Schritte des Bildens einer Mehrzahl von Abtastlinien (51) auf einer Fläche eines isolierenden Substrats (50), des Bildens einer gate-isolierenden Schicht (53) über der Abtastlinie (51), des Bildens einer Halbleiterschicht (55) auf der gate-isolierenden Schicht (53) über der Abtastlinie (51), des Bildens einer Halbleiterschicht (55) auf der gate-isolierenden Schicht (53), des Bildens einer Passivierungsschicht (56) auf der Halbleiterschicht (55) in einer vorbestimmten Konfiguration, des Bildens einer Mehrzahl von Pixelelektroden (58) in Matrixform, wobei jede Spalte der Pixelektroden (58) entsprechend der Abtastlinie (51) positioniert ist, und des Bildens einer Mehrzahl von Signallinien (59), die sich mit der Abtastlinie (51) kreuzen, dadurch gekennzeichnet, daß

bei dem Schritt des Bildens der Abtastlinien (51) eine Mehrzahl von länglichen Elektroden (52) mit diesen gebildet werden, wobei die länglichen Elektroden entlang und unter den Signallinien (59) angeordnet sind, wobei die länglichen Elektroden breiter als die Signalelektroden (59) sind;

nach dem Schritt des Bildens der Passivierungsschicht eine Fotowiderstandsschicht über der Passivierungsschicht gebildet wird und ein Teil der Fotowiderstandsschicht sich in einem Bereich außerhalb der Ausrichtung zu der Abtastlinie und der länglichen Elektrode befindet und danach die isolierende Schicht unter Benutzung der Fotowiderstandsschicht als Mustermaske mit einem Muster versehen wird, um die Passivierungsschicht zu bilden;

nach dem Schritt des Bildens der Passivierungsschicht eine weitere Fotowiderstandsschicht über der Passivierungsschicht gebildet und einer vorbestimmten Konfiguration ausgesetzt wird und die Halbleiterschicht mit einem Muster versehen wird unter Benutzung der genannten weiteren Fotowiderstandsschicht als Mustermaske, um einen Dünnschichttransistor (71) zu bilden;

bei dem Schritt des Bildens der Pixelelektroden (58) jede Pixelelektrode gebildet wird, um einen Überlappungsbereich mit der länglichen Elektrode (52) zu haben; und

bei dem Schritt des Bildens der Signallinien (51) jede Signallinie so gebildet wird, daß sie sich mit der länglichen Elektrode (52) überlappt, wobei die Kanalregion des Dünnschichttransistors auf der Abtastlinie (59) innerhalb der Umrisse der Abtastlinie (59) gebildet wird.

20. Ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp, umfassend die Schritte des Bildens einer Mehrzahl von Abtastlinien (51) auf einer Fläche eines isolierenden Substrates (50), des Bildens einer gate-isolierenden Schicht (53) über der Abtastlinie (51), des Bildens einer Halbleiterschicht (55) auf der gate-isolierenden Schicht (53), des Bildens einer Passivierungsschicht (56) auf der Halbleiterschicht (55) als vorbestimmte Konfiguration, des Bildens einer Mehrzahl von Pixelelektroden (58) in Matrixform, so daß jede Spalte der Pixelelektrode (58) entsprechend der Abtastlinie (51) ist und des Bildens einer Mehrzahl von Signallinien (59), so daß diese die Abtastlinie (51) kreuzen, dadurch gekennzeichnet, daß

bei dem Schritt des Bildens der Abtastlinien eine Mehrzahl von länglichen Elektroden mit diesen gebildet wird;

nach dem Schritt des Bildens der Passivierungsschicht eine Fotowiderstandsschicht über der Passivierungsschicht gebildet wird und sich ein Teil der Fotowiderstandsschicht in einem Bereich außerhalb der Ausrichtung zu der Abtastlinie und der länglichen Elektrode befindet und danach die isolierende Schicht mit einer Maske versehen wird unter Benutzung der Fotowiderstandsschicht als Mustermaske, um die Passivierungsschicht zu bilden;

nach dem Schritt des Bildens der Passivierungsschicht eine weitere Fotowiderstandsschicht über der Passivierungsschicht gebildet und einer vorbestimmten Konfiguration ausgesetzt wird und die Halbleiterschicht mit einem Muster versehen wird unter Benutzung der genannten weiteren Fotowiderstandsschicht als Mustermaske;

bei dem Schritt des Bildens der Pixelelektroden jede Pixelelektrode so gebildet wird, daß sie einen Überlappungsbereich mit der länglichen Elektrode aufweist und

bei dem Schritt des Bildens der Signallinien jede Signallinie so gebildet wird, daß sie sich mit der länglichen Elektrode überlappt.

21. Eine Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einfärbschicht (66) über dem Bereich gebildet wird, der durch die Streifenschicht (65) in Abschnitte unterteilt ist.

22. Ein Verfahren zur Herstellung einer Anzeigeeinrichtung vom Aktivmatrixtyp, umfassend die Schritte des Bildens einer Mehrzahl von Abtastlinien (51) auf einer Fläche eines isolierenden Substrates (50), des Bildens einer gate-isolierenden Schicht (53) über der Abtastlinie (51), des Bildens einer Halbleiterschicht (55) auf der gate-isolierenden Schicht (53), des Bildens einer Passivierungsschicht (56) auf der Halbleiterschicht (55) als vorbestimmte Konfiguration, des Bildens einer Mehrzahl von Pixelelektroden (58) in Matrixform, so daß jede Spalte der Pixelelektrode (58) entsprechend der Abtastlinie (51) ist, und des Bildens einer Mehrzahl von Signallinien (59), so daß sich diese mit der Abtastlinie (51) kreuzen, dadurch gekennzeichnet, daß

bei dem Schritt des Bildens der Abtastlinie eine Mehrzahl von länglichen Elektroden mit dieser gebildet wird;

nach dem Schritt des Bildens der Passivierungsschicht eine Fotowiderstandsschicht über der Passivierungsschicht gebildet wird und ein Teil der Fotowiderstandsschicht sich in einem Bereich außerhalb der Ausrichtung zu der Abtastlinie und der länglichen Elektrode befindet und danach die isolierende Schicht mit einem Muster versehen wird unter Benutzung der Fotowiderstandsschicht als Mustermaske, um die Passivierungsschicht zu bilden;

nach dem Schritt des Bildens der Passivierungsschicht eine weitere Fotowiderstandsschicht über der Passivierungsschicht gebildet und der vorbestimmten Konfiguration ausgesetzt wird und die Halbleiterschicht mit einem Muster versehen wird unter Benutzung der weiteren Fotowiderstandsschicht als Mustermaske;

bei dem Schritt des Bildens der Pixelelektrode jede Pixelelektrode so gebildet wird, daß sie einen Überlappungsbereich mit der länglichen Elektrode aufweist; und

bei dem Schritt des Bildens der Signallinie jede der Signallinien so gebildet wird, daß sie sich mit der länglichen Elektrode überlappt.