DE69625969T2

DE69625969T2 - Transmissive Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69625969T2
Application number: DE69625969T
Authority: DE
Inventors: Masaru Kajitani; Mikio Katayama; Naofumi Kondo; Yukinobu Nakata; Hirohiko Nishiki; Masaya Okamoto; Yoshikazu Sakuhana; Yoshinori Shimada; Takayuki Shimada; Akihiro Yamamoto
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1995-08-11
Filing date: 1996-08-12
Publication date: 2003-10-02
Anticipated expiration: 2016-08-13
Also published as: US6195138B1; CN1278175C; CN1515942A; KR970011972A; EP2149815A2; US6052162A; EP1321797A2; EP1321797A3; US6433851B2; US5953084A; JP3247870B2; EP0762184A1; KR100354630B1; CN1172962A; CN1101555C; EP2149815A3; JPH11119261A; EP0762184B1; US6097452A; KR100335158B1

Description

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit Schaltelementen wie Dünnschichttransistoren (nachfolgend als "TFT" bezeichnet) als Adressierungselementen und die für Displays von Computern, Fernsehgeräten und dergleichen verwendet wird.

2. Beschreibung der einschlägigen Technik

Die Fig. 16 ist ein Schaltbild einer herkömmlichen transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die mit einem Aktivmatrixsubstrat versehen ist.
Gemäß der Fig. 16 verfügt das Aktivmatrixsubstrat über eine Vielzahl von in einer Matrix angeordneten Pixelelektroden 1 sowie TFTs 2, die mit den jeweiligen Pixelelektroden 1 verbunden sind und als Schaltelemente verwendet werden. Gateelektroden der TFTs 2 sind mit Gateleitungen 3 verbunden, um ein Scan(Gate)signal zuzuführen, damit das Gatesignal in die Gateelektroden eingegeben werden kann, um die Ansteuerung der TFTs 2 zu steuern. Sourceelektroden der TFTs 2 sind mit Sourceleitungen 4 verbunden, um ein Bild(Daten)signal zu liefern, damit dieses über die TFTs, wenn sie angesteuert werden, in die entsprechenden Pixelelektroden 1 eingegeben werden können. Die Gateleitungen 3 und die Sourceleitungen 4 verlaufen benachbart zu den Pixelelektroden 1, und sie sind einander schneidend in einer Matrix angeordnet. Drainelektroden der TFTs 2 sind mit den jeweiligen Pixelelektroden und Speicherkondensatoren 5 verbunden. Gegenelektroden der Speicherkondensatoren 5 sind mit gemeinsamen Leitungen 6 verbunden. Der Speicherkondensator 5 wird dazu verwendet, eine an eine Flüssigkristallschicht angelegte Spannung zu halten. Der Speicherkondensator ist parallel zu einem Flüssigkristallkondensator vorhanden, der die zwischen eine auf einem Aktivmatrixsubstrat vorhandene Pixelelektrode und eine auf einem Gegensubstrat vorhandene Gegenelektrode eingebettete Flüssigkristallschicht enthält.
Die Fig. 17 ist eine Schnittansicht eines Teils der Pixelelektrode mit einzelnem TFT bei der herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.
Gemäß der Fig. 17 ist eine Gateelektrode 12, die mit der in der Fig. 16 dargestellten Gateleitung 3 verbunden ist, auf einem transparenten, isolierenden Substrat 11 ausgebildet. Ein Gateisolierfilm 13 ist so ausgebildet, dass er die Gateelektrode 12 bedeckt. Eine Halbleiterschicht 14 ist auf dem Gateisolierfilm 13 so ausgebildet, dass sie die Gateelektrode 12 über dem Gateisolierfilm 13 überlappt, und auf dem Zentrum der Halbleiterschicht 14 ist eine Kanalschutzschicht 15 ausgebildet. Schichten aus n&spplus;-Si als Sourceelektrode 16a und eine Drainelektrode 16 sind so ausgebildet, dass sie die Endabschnitte der Kanalschutzschicht 15 und Abschnitte der Halbleiterschicht 14 so bedecken, dass sie über der Kanalschutzschicht 15 voneinander getrennt sind. Eine Metallschicht 17a, die die in der Fig. 16 dargestellte Sourceleitung 4 bilden soll, ist so ausgebildet, dass sie die Sourceelektrode 16 als eine der Schichten aus n&spplus;-Si überlappt. Eine Metallschicht 17b ist so ausgebildet, dass sie die Drainelektrode 16b als andere Schicht aus n&spplus;-Si überlappt, um die Drainelektrode 16b und die Pixelelektrode 1 zu verbinden. Ein Zwischenschichtisolierfilm 18 ist so ausgebildet, dass 4 den TFT 2, die Gateleitung 3 und die Sourceleitung 4 bedeckt.
Ein transparenter, leitender Film ist auf dem Zwischenschichtisolierfilm 13 so ausgebildet, dass er die Pixelelektrode 1 bildet. Der transparente, leitende Film ist mit der Metallschicht 17b, die mit der Drainelektrode 16b des TFT 2 in Kontakt steht, über ein Kontaktloch 19 verbunden, das durch, den Zwischenschichtisolierfilm 18 hindurch ausgebildet ist.
Demgemäß ist es möglich, da der Zwischenschichtisolierfilm 18 zwischen der Pixelelektrode 1 und den darunter liegenden Schichten einschließlich der Gate- und der Sourceleitungen 3 und 4 ausgebildet ist, dass die Pixelelektrode 1 mit den Leitungen 3 und 4 überlappen. Eine derartige Struktur ist z. B. in der japanischen Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. 58-172685 offenbart. Bei dieser Struktur ist das Aperturverhältnis verbessert, und da das durch die Leitungen 3 und 4 erzeugte elektrische Feld abgeschirmt ist, kann das Auftreten von Disklinationslinien minimiert werden.
Herkömmlicherweise wird der Zwischenschichtisolierfilm 18 dadurch hergestellt, dass ein anorganisches Metall wie Siliciumnitrid (SiN) durch chemische Dampfabscheidung (CVD) mit einer Dicke von ungefähr 500 nm abgeschieden wird.
Die obigen herkömmliche Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung weist die folgenden Nachteile auf.
Wenn ein transparenter Isolierfilm aus SiNx, SiO&sub2;, TaOx und dergleichen auf dem Zwischenschichtisolierfilm durch CVD oder Sputtern hergestellt wird, spiegelt die Oberfläche des Films direkt das Oberflächenprofil des darunter liegenden Films, d. h. des Zwischenschichtisolierfilms 18, wider. Daher werden, wenn die Pixelelektrode 1 auf dem transparenten Isolierfilm hergestellt wird, auf der Pixelelektrode 1 Stufen erzeugt, wenn der darunter liegende Film Stufen aufweist, was zu einer Störung der Orientierung von Flüssigkristallmolekülen führt. Alternativ kann der Zwischenschichtisolierfilm 18 dadurch hergestellt werden, dass ein organisches Material wie Polyimid aufgetragen wird, um einen ebenen Pixelabschnitt zu erhalten. In diesem Fall ist jedoch, um die Kontaktlöcher zum elektrischen Verbinden der Pixelelektroden und der Drainelektroden auszubilden, eine Reihe von Schritten erforderlich, einschließlich einer Fotostrukturierung unter Verwendung eines Fotoresists als Maske, eines Ätzens zum Herstellen der Kontaktlöcher und eines Entfernens des Fotoresists. Es kann ein fotoempfindlicher Polyimidfilm verwendet werden, um die Schritte des Ätzens und zu Entfernens zu, verkürzen. In diesem Fall erscheint jedoch der sich ergebende Zwischenschichtisolierfilm 18 farbig. Dies ist für eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nicht geeignet, für die hohe Lichttransmission und Transparenz erforderlich sind.
Ein anderer Nachteil ist der folgende. Wenn die Pixelelektrode 1 mit der Gateleitung 3 und der Sourceleitung 4 über dem Zwischenschichtisolierfilm 18 überlappt, nehmen die Kapazitäten zwischen der Pixelelektrode 1 und der Gateleitung 3 sowie zwischen der Pixelelektrode 1 und der Sourceleitung 4 zu. Insbesondere dann, wenn als Zwischenschichtisolierfilm 18 ein anorganischer Film aus Siliciumnitrid und dergleichen verwendet wird, hat die Dielektrizitätskonstante dieses Materials den hohen Wert von 8, und die Dicke des sich ergebenden Films weist den kleinen Wert von ungefähr 500 nm auf, da er durch CVD hergestellt wird. Bei einem derartigen dünnen Zwischenschichtisolierfilm sind die Kapazitäten zwischen der Pixelelektrode 1 und den Leitungen 3 und 4 groß. Dies führt zu den folgenden Problemen (1) und (2). Übrigens wird, um einen dickeren anorganischen Film aus Siliciumnitrid und dergleichen zu erhalten, eine unerwünscht lange Zeit hinsichtlich des Herstellprozesses benötigt.
(1) Wenn die Pixelelektrode 1 mit der Sourceleitung 4 überlappt, wird die Kapazität zwischen ihr und der Sourceleitung 4 groß. Dies erhöht die Signaldurchlässigkeit, und demgemäß schwankt ein während einer Halteperiode in der Pixelelektrode 1 gehaltenes Datensignal abhängig von seinem Potenzial. Im Ergebnis ruft die an den Flüssigkristall im Pixel angelegte effekte Spannung, da sie schwankt, insbesondere vertikales Übersprechen zu einem in der vertikalen Richtung im aktuellen Display benachbarten Pixel hervor.
Um den auf dem Display erscheinenden Einfluss der Kapazität zwischen der Pixelelektrode 1 und der Sourceleitung 4 zu verringern, schlägt die japanische Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. 6-230422 ein Ansteuerverfahren vor, bei dem die Polarität eines an die Pixel zu liefernden Datensignals für jede Sourceleitung invertiert wird. Dieses Ansteuerverfahren ist für eine Schwarz-Weiß-Anzeigetafel effektiv, bei der die Anzeigeinhalte (d. h. Datensignale) benachbarter Pixel stark miteinander korreliert sind. Jedoch ist es für eine Farbanzeigetafel für normale PCs vom Notebooktyp und dergleichen nicht effektiv, bei denen Elektroden in Form vertikaler Streifen angeordnet sind (bei einem Farbdisplay ist ein quadratisches Pixel in drei vertikale, lange, rechteckige Bildelemente unterteilt, die R, G und B repräsentieren, wobei die Form eines vertikalen Streifens gebildet ist). Die Anzeigefarbe von mit einer Sourceleitung verbundenen Pixel unterscheidet sich von der von mit eine benachbarten Sourceleitung verbundenen Pixeln. Demgemäß ist das vorgeschlagene Ansteuerverfahren mit einem invertieren der Polarität des Datensignals für jede Sourceleitung nicht effektiv, um das Übersprechen bei einem üblichen Farbdisplay zu verringern, obwohl es bei einem Schwarz-Weiß-Display effektiv ist.
(2) Wenn die Pixelelektrode 1 mit der Gateleitung 3 zum Ansteuern des Pixels überlappt, wird die Kapazität zwischen der Pixelelektrode 1 und der Gateleitung 3 groß, was den Durchgriff der Schreibspannung auf das Pixel durch ein Schaltsignal zum Steuern des TFT 2 erhöht.
Die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sind in Kombination aus US-A- 5 166 085 bekannt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist im Anspruch 1 definiert.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung verfügt die Vorrichtung ferner über eine Speicherkondensator zum Aufrechterhalten einer an die Flüssigkristallschicht angelegten Spannung, der mit Folgendem versehen ist: einer Speicherkondensatorelektrode; einer Speicherkondensator-Gegenelektrode; einem dazwischen liegenden Isolierfilm; wobei die Speicherkondensatorelektrode in derselben Schicht wie entweder die Sourceleitung oder die Verbindungselektrode ausgebildet ist.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Speicherkondensatorelektrode aus einem Teil der Gateleitung.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind die Pixelelektrode und die Speicherkondensatorelektrode über das Kontaktloch verbunden, das über der Speicherkondensatorelektrode ausgebildet ist.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das Kontaktloch über entweder der Speicherkondensator-Gegenelektrode oder der Gateleitung ausgebildet.
Ferner kann der auf dem Display erscheinende Einfluss der Kapazität zwischen den Pixelelektroden und den Leitungen, wie Übersprechen, verringert werden, um eine gute Anzeige zu erzielen.
Diese und andere Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann beim Lesen und Verstehen der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ersichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Draufsicht eines Abschnitts eines Aktivmatrixsubstrats mit einem Pixel bei einer transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß einem Beispiel 1.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A' in der Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Draufsicht eines Abschnitts eines Aktivmatrixsubstrats mit einem Pixel bei einer transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß einem Beispiel 3.
Fig. 4 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie B-B' in der Fig. 1.
Fig. 5 ist eine geschnittene Teilansicht eines Aktivmatrixsubstrats einer transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß einem Beispiel 4.
Fig. 6 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen der Beziehung zwischen der Flüssigkristallladungsrate-Differenz und dem Kapazitätsverhältnis für die transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen der Beispiele 5 und 6 gemäß der Erfindung sowie einer herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.
Fig. 7A und 7B sind Signalverläufe von Datensignalen in den Fällen einer Ansteuerung mit 1H-Invertierung bei den Beispielen 5 und 6 bzw. herkömmlicher Ansteuerung mit Halbbildinvertierung.
Fig. 8 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen der Beziehung zwischen dem Flüssigkristall-Kapazitätsverhältnis und Überlappungsbreite für die transmissive Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung eines Beispiels 5.
Fig. 9 ist eine Draufsicht eines Abschnitts eines Aktivmatrixsubstrats mit einem Pixel bei einer transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß einem Beispiel 7.
Fig. 10 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie C-C' in der Fig. 9.
Fig. 11 ist ein Kurvenbild zum Veranschaulichen der Variation des Transmissionsvermögens vor und nach der Belichtung von Acrylharz abhängig von der Wellenlänge (nm) des durchgelassenen Lichts für die transmissive Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung eines Beispiels 7.
Fig. 12 ist ein Schaltbild einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung vom Cs- Aufbau-Gate-Typ.
Fig. 13 ist eine Draufsicht eines Abschnitts eines Aktivmatrixsubstrats mit einem Pixel, der dadurch erhalten wurde, dass die Struktur des Beispiels 3 bei der in der Fig. 12 dargestellten Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung angewandt wurde.
Fig. 14 ist eine Draufsicht eines Abschnitts eines Aktivmatrixsubstrats mit einem Pixel bei einer transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung gemäß einem Beispiel 10.
Fig. 15 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie D-D' in der Fig. 14.
Fig. 16 ist ein Schaltbild einer herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, die mit einem Aktivmatrixsubstrat versehen ist.
Fig. 17 ist eine Schnittansicht eines Abschnitts des Aktivmatrixsubstrats mit einem Pixel bei der herkömmlichen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen mittels Beispielen beschrieben.

(Beispiel 1)

Die Fig. 1 ist eine Draufsicht eines Abschnitts eines Aktivmatrixsubstrats mit einem Pixel bei der transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des Beispiels 1.
Gemäß der Fig. 1 verfügt das Aktivmatrixsubstrat über eine Vielzahl von Pixelelektroden 21 (innerhalb einer fetten Linie), die in einer Matrix angeordnet sind. Gateleitungen 22 zum Zuführen eines Scan(Gate)signals sowie Sourceleitungen 23 zum Zuführen eines Bild(Daten)signals laufen so, dass sie einander schneiden und die Ränder der Pixelelektroden 21 umgeben. Die Ränder jeder Pixelelektrode 21 überlappen mit den Gateleitungen 22 und den Sourceleitungen 23. Ein als Schaltelement wirkender TFT 24, der mit der entsprechenden Pixelelektrode 21 verbunden ist, ist an einem Schnittpunkt einer Gateleitung 22 und einer Sourceleitung 23 ausgebildet. Eine Gateelektrode des TFT 24 ist mit der Gateleitung 22 verbunden, damit in die Gateelektrode ein Gatesignal zum Kontrollieren der Ansteuerung des TFT 24 eingegeben werden kann, Eine Sourceelektrode des TFT 24 ist mit der Sourceleitung 23 verbunden, so dass in dieses Sourceelektrode ein Datensignal eingegeben werden kann. Eine Drainelektrode des TFT 24 ist über eine Verbindungselektrode 25 und ein Kontaktloch 26 mit der Pixelelektrode 21 verbunden. Die Drainelektrode ist auch über die Verbindungselektrode 25 mit einer Elektrode eines Speicherkondensators (Speicherkondensatorelektrode 25a) verbunden. Die andere Elektrode des Speicherkondensators, eine Speicherkondensator-Gegenelektrode 27, ist mit einer gemeinsamen Leitung (Element 6 in der Fig. 16) verbunden.
Die Fig. 2 ist eine Schnittansicht des Aktivmatrixsubstrats entlang einer Linie A-A' in der Fig. 1.
Gemäß der Fig. 2 ist eine mit der in der Fig. 1 dargestellten Gateleitung 22 verbundene Gateelektrode 32 auf einem transparenten, isolierenden Substrat 31 ausgebildet. Ein Gateisolierfilm 33 ist so ausgebildet, dass er die Gateelektrode 32 bedeckt. Auf dem Gateisolierfilm 33 ist eine Halbleiterschicht 34 so ausgebildet, dass sie über dem Gateisolierfilm 33 mit der Gateelektrode 32 überlappt, und auf dem Zentrum der Halbleiterschicht 34 ist eine Kanalschutzschicht 35 ausgebildet. Schichten aus n&spplus;-Si als Sourceelektrode 36a und Drainelektrode 36b sind so ausgebildet, dass sie die Endabschnitte der Kanalschutzschicht 35 sowie Abschnitte der Halbleiterschicht 34 so bedecken, dass sie durch einen Teil der Kanalschutzschicht 35 voneinander getrennt sind. Ein transparenter, leitender Film 37a und eine Metallschicht 37b, die die in der Fig. 1 dargestellte doppelschichtige Sourceleitung 23 bilden sollen, sind so ausgebildet, dass sie mit der Sourceelektrode 36a als einer der Schichten aus n&spplus;-Si überlappen. Ein transparenter, leitender Film 37a' und eine Metallschicht 37b' sind so ausgebildet, dass sie die Drainelektrode 36b als andere Schicht aus n&spplus;-Si überlappen. Der transparente, leitende Film 37a erstreckt sich so, dass er die Drainelektrode 36b und die Pixelelektrode 21 verbindet, und er dient auch als Verbindungselektrode 25, die mit der Speicherkondensator 25a des Speicherkondensators verbunden ist. Ein Zwischenschichtisolierfilm 38 ist so ausgebildet, dass er den TFT 24, die Gateleitung 22, die Sourceleitung 23 und die Verbindungselektrode 25 bedeckt.
Auf dem Zwischenschichtisolierfilm 38 ist ein transparenter, leitender Film so ausgebildet, dass er die Pixelelektrode 21 bildet. Die Pixelelektrode 21 ist durch das Kontaktloch 26 hindurch mit der Drainelektrode 36b des TFT 24 verbunden, das durch den Zwischenschichtisolierfilm 38 und den transparenten, leitenden Film 37a', wobei es sich um die Verbindungselektrode 25 handelt, hindurch ausgebildet ist.
Das Aktivmatrixsubstrat mit der obigen Struktur wird wie folgt hergestellt.
Als Erstes werden die Gateelektrode 32, der Gateisolierfilm 33, die Halbleiterschicht 34, die Kanalschutzschicht 35 und die Schichten aus n&spplus;-Si als Sourceelektrode 36a und Drainelektrode 36b sequenziell in dieser Reihenfolge auf dem transparenten, isolierenden Substrat 31, wie einem Glassubstrat, hergestellt. Dieser Filmherstellungsschritt kann folgend auf ein herkömmliches Verfahren zum Herstellen eines Aktivmatrixsubstrats ausgeführt werden.
Danach werden die transparenten, leitenden Filme 37a und 37a' sowie die Metallschichten 37b und 32b', die die Sourceleitung 23 und die Verbindungselektrode 25 bilden, sequenziell durch Sputtern hergestellt, und sie werden auf eine vorbestimmte Form strukturiert.
Auf das sich ergebende Substrat wird ein fotoempfindliches Acrylharz mit einer Dicke von 3 um z. B. durch Schleuderbeschichten aufgetragen, um den Zwischenschichtisolierfilm 38 zu bilden. Die sich ergebende Harzschicht wird Licht entsprechend einem vorbestimmten Muster ausgesetzt und mit einer alkalischen Lösung entwickelt. Durch die alkalische Lösung werden nur diejenigen Teile der Harzschicht geätzt, die Licht ausgesetzt wurden, um die Kontaktlöcher 36 durch den Zwischenschichtisolierfilm 38 hindurch zu bilden.
Anschließend wird ein transparenter, leitender Film durch Sputtern auf dem sich ergebenden Substrat hergestellt, und er wird zum Ausbilden der Pixelelektroden 21 strukturiert. So ist jede Pixelelektrode 21 mit dem entsprechenden transparenten, leitenden Film 37a', der mit der Drainelektrode 36b des TFT 24 in Kontakt steht, durch das Kontaktloch 26 hindurch verbunden, das durch den Zwischenschichtisolierfilm 38 hindurch ausgebildet ist. Auf diese Weise wird das Aktivmatrixsubstrat dieses Beispiels hergestellt.
Das so hergestellte Aktivmatrixsubstrat verfügt über den dicken Zwischenschichtisolierfilm 38 zwischen der Pixelelektrode 21 und den darunter liegenden Schichten mit der Gateleitung 22, der Sourceleitung 23 und dem TFT 24. Mit diesem dicken Zwischenschichtisolierfilm ist es möglich, dass die Pixelelektrode 21 mit den Gate- und Sourceleitungen 22 und 23 und dem TFT 24 überlappt. Auch kann die Oberfläche der Pixelelektrode 21 eben ausgebildet werden. Im Ergebnis kann, wenn eine transmissive Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit dem so hergestellten Aktivmatrixsubstrat und einem Gegegensubstrat mit einer dazwischen liegenden Flüssigkristallschicht fertiggestellt ist, das Aperturverhältnis dieser Vorrichtung verbessert sein. Auch kann das Auftreten von Disklinationslinien minimiert werden, da das an den Leitungen 22 und 23 erzeugte elektrische Feld abgeschirmt werden kann.
Das den Zwischenschichtisolierfilm 38 bildende Acrylharz verfügt über eine Dielektrizitätskonstante von 3, 4 bis 3,8, was niedriger als diejenige eines anorganischen Films ist (z. B. beträgt die Dielektrizitätskonstante von Siliciumnitrid 8), und es zeigt hohe Transparenz. Auch kann, da Schleuderbeschichten verwendet wird, eine große Dicke von 3 um leicht erhalten werden. Dies verringert die Kapazitäten zwischen der Gateleitung 22 und der Pixelelektrode 21 sowie zwischen den Sourceleitungen 23 und den Pixelelektroden 21, was die Zeitkonstante verkleinert. Im Ergebnis kann der auf dem Display erscheinende Einfluss der Kapazitäten zwischen den Leitungen 22 und 23 und der Pixelelektrode 21, wie Übersprechen, verringert werden, und so kann eine gute und helle Anzeige erzielt werden.
Das Kontaktloch 26 kann mit einer stark verjüngten Form durch die Strukturierung mit der Belichtung und die alkalische Entwicklung hergestellt werden. Dies erleichtert eine bessere Verbindung zwischen der Pixelelektrode 21 und dem transparenten, leitenden Film 37a'.
Ferner kann, da das fotoempfindliche Acrylharz verwendet wird, ein dicker Film mit einer Dicke von einigen Mikrometern leicht durch Schleuderbeschichten hergestellt werden. Im Strukturierungsschritt ist kein Fotoresistprozess erforderlich. Dies ist für die Herstellung von Vorteil. Obwohl das für den Zwischenschichtisolierfilm 38 verwendete Acrylharz vor der Beschichtung farbig ist, kann es dadurch optisch transparente gemacht weiden, dass die gesamte Fläche nach dem Strukturierungsschritt Licht ausgesetzt wird. Das Harz kann auch chemisch transparent gemacht werden.
Bei diesem Beispiel wird das als Zwischenschichtisolierfilm 38 verwendete fotoempfindliche Harz im Allgemeinen Licht von einer Quecksilberlampe mit einem Emissionsspektrum der i-Linie (Wellenlänge: 365 nm), einer h-Linie (Wellenlänge: 405 nm) und einer g-Linie (Wellenlänge: 436 nm) ausgesetzt. Die i-Linie zeigt die höchste Energie (d. h. die kürzeste Wellenlänge) unter diesen Emissionslinien, und daher ist es wünschenswert, ein fotoempfindliches Harz mit einem Reaktionspeak (d. h. Absorptionspeak) bei der i-Linie zu verwenden. Dies ermöglicht es, die Kontaktlöcher mit hoher Genauigkeit auszubilden, und darüber hinaus kann, da der Peak am weitestem vom sichtbaren Licht entfernt liegt, eine durch das fotoempfindliche Mittel hervorgerufene Färbung minimiert werden. Es kann auch ein fotoempfindliches Harz verwendet werden, das auf von einem Excimerlaser emittiertes ultraviolettes Licht mit kurzer Wellenlänge reagiert. Durch das Verwenden eines solchen Zwischenschichtisolierfilms, der im Wesentlichen frei von einer Färbung ist, kann das Transmissionsvermögen der sich ergebenden transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung erhöht werden. Demgemäß kann die Helligkeit des Flüssigkristalldisplays erhöht werden oder es kann der Energieverbrauch desselben dadurch verringert werden, dass an von einer Hintergrundbeleuchtung benötigter Lichtmenge gespart wird.
Da die Dicke des Zwischenschichtisolierfilms 38 den großen Wert von einigen Mikrometern aufweist, was dicker als bei einem herkömmlichen Flüssigkristalldisplay ist, wird vorzugsweise ein Harz mit möglichst hohem Transmissionsvermögen verwendet. Die visuelle Empfindlichkeit des menschlichen Auges für Blau ist geringfügig kleiner als die für Grün und Rot. Demgemäß ist selbst dann, wenn das spektrale Transmissionsvermögen des Films für blaues Licht geringfügig kleiner als das für grünes und rotes Licht ist, die Anzeigequalität nicht wesentlich beeinträchtigt. Obwohl bei diesem Beispiel die Dicke des Zwischenschichtisolierfilms 38 zu 3 um gemacht wurde, besteht keine Beschränkung auf 3 um. Die Dicke des Zwischenschichtisolierfilms kann abhängig vom Transmissionsvermögen und der Dielektrizitätskonstante des Films eingestellt werden. Um die Kapazität zu verringern, entspricht die Dicke vorzugsweise ungefähr 1,5 um oder mehr, bevorzugter ungefähr 2,0 um oder mehr.
Bei diesem Beispiel wird der transparente, leitende Film 37a' als Verbindungselektrode 25 hergestellt, die die Drainelektrode 36b jedes TFT 24 und die entsprechende Pixelelektrode 21 verbindet. Dies ist hinsichtlich der folgenden Punkte von Vorteil. Beim herkömmlichen Aktivmatrixsubstrat besteht die Verbindungselektrode aus einer Metallschicht. Wenn eine derartige Verbindungselektrode aus Metall im Aperturabschnitt hergestellt wird, wir das Aperturverhältnis verringert. Um dieses Problem zu überwinden, wird die Verbindungselektrode herkömmlicherweise über dem TFT oder der Drainelektrode desselben hergestellt. Das Kontaktloch wird durch den Zwischenschichtisolierfilm hindurch über der Verbindungselektrode hergestellt, um die Drainelektrode des TFT und die Pixelelektrode zu verbinden. Wenn bei dieser herkömmlichen Struktur der TFT kleiner gemacht wird, um z. B. das Aperturverhältnis zu verbessern, ist es jedoch nicht möglich, das gesamt Kontaktloch über dem kleineren TFT unterzubringen. Im Ergebnis wird das Aperturverhältnis nicht verbessert. Wenn die Dicke des Zwischenschichtisolierfilms mit dem großen Wert von einigen Mikrometern ausgebildet wird, sollte das Kontaktloch verjüngt sein, um die Pixelelektrode und die darunter liegende Verbindungselektrode zu verbinden, und im TFT-Bereich ist eine große Verbindungselektrode erforderlich. Wenn z. B. der Durchmesser des Kontaktlochs 5 um beträgt, sollte die Größe der Verbindungselektrode unter Berücksichtigung des verjüngten Kontaktlochs und der Ausrichtungstoleranz ungefähr 14 um betragen. Wenn beim herkömmlichen Aktivmatrixsubstrat ein TFT mit kleinerer Größe als diesem Wert realisiert wird, führt die übermäßig große Verbindungselektrode zu einem neuen Problem beim Absenken des Aperturverhältnisses. Dagegen tritt beim Aktivmatrixsubstrat des vorliegenden Beispiels, da die Verbindungselektrode 25 aus dem transparenten, leitenden Film 37a' besteht, keine Schwierigkeiten beim Absenken des Aperturverhältnisses auf. Ferner erstreckt sich bei diesem Beispiel die Verbindungselektrode 25 so, dass sie die Drainelektrode 36b des TFT und die Speicherkondensatorelektrode 25a des durch den transparenten, leitenden Film 37a' gebildeten Speicherkondensators verbindet. Da die Verlängerung ebenfalls aus dem transparenten, leitenden Film 37a' besteht, verringert sie ebenfalls das Aperturverhältnis nicht.
Bei diesem Beispiel ist die Sourceleitung 23 von Doppelschichtstruktur aus der transparenten, leitenden Schicht 37a und der Metallschicht 37b. Wenn ein Teil der Metallschicht 37b fehlerhaft ist, kann die Sourceleitung 23 über den transparenten, leitenden Film 37a elektrisch leitende bleiben, so dass das Auftreten von Unterbrechungen der Sourceleitung 23 verringert werden kann.

(Beispiel 2)

Beim Beispiel 2 wird ein anderes Verfahren zum Herstellen des Zwischenschichtisolierfilms 38 beschrieben.
Der Herstellprozess bis zur Herstellung der transparenten, leitenden Filme 37a und 37a' sowie der Metallschichten 37b und 37b' durch Sputtern und Strukturieren ist derselbe, wie beim Beispiel 1 beschrieben wurde. Dann wird bei diesem Beispiel ein nicht fotoempfindlicher, organischer Dünnfilm durch Schleuderbeschichten auf der sich ergebenden Struktur hergestellt. Dann wird auf dem Dünnfilm ein Fotoresist hergestellt und strukturiert. Unter Verwendung des strukturierten Fotoresists wird der organische Dünnfilm geätzt, um den Zwischenschichtisolierfilm 38 und die durch ihn hindurch ausgebildeten Kontaktlöcher 26 zu erhalten. Alternativ kann der nicht fotoempfindliche, organische Dünnfilm durch ein CVD-Verfahren statt durch Schleuderbeschichten hergestellt werden.
Zu Beispielen des nicht fotoempfindlichen, organischen Dünnfilms gehört ein thermisch härtbares Acrylharz. Genauer gesagt, können JSS-924 (Zweikomponentensystem-Acrylharz) und JSS-925 (Einkomponentensystem-Acrylharz), die von Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. hergestellt werden, verwendet werden.
Diese Harze verfügen im Allgemeinen über eine Wärmebeständigkeit von 280ºC oder mehr. Die Verwendung eines nicht fotoempfindlichen Harzes für den Zwischenschichtisolierfilm erlaubt ein freieres Harzdesign. Zum Beispiel kann Polyimidharz verwendet werden. Zu Beispielen eines transparenten und farblosen Polyimidharzes gehören Polyimide, die durch eine Kombination von Säureanhydriden wie 2,2-bis(dicarboxyphenyl)hexafluorpropylensäureanhydrid, Oxydiphthalsäureanhydrid und Biphenyltetracarboxylsäureanhydrid mit metasubstituierten aromatischen Diaminen mit einer Sulfongruppe und/oder einer Ethergruppe oder Diaminen mit einer Hexafluorpropylengruppe erhalten werden. Diese Polyimidharze sind z. B. in Fujita et al., Nitto Giho, Vol. 29, Nr. 1, S. 20-28 (1991) offenbart.
Unter den obigen transparenten und farblosen Polyimidharzen verfügt ein Harz über hohe Transparenz, das sowohl ein Säureanhydrid als auch ein Diamin mit jeweils einer Hexafluorpropylengruppe enthält. Andere Fluorharze als die obigen Fluorpolyimide können ebenfalls verwendet werden. Fluormaterialien verfügen nicht nur über hervorragende farblose Transparenz sondern auch über niedrige Dielektrizitätskonstante und hohe Wärmebeständigkeit.
Als Fotoresist zur Strukturierung des Zwischenschichtisolierfilms aus einem nicht fotoempfindlichen organischen Material wird vorzugsweise ein Silicium enthaltender Fotoresist verwendet. Beim obigen Ätzvorgang wird ein Trockenätzvorgang normalerweise unter Verwendung eines CF&sub4;, CF&sub3;H, SF&sub6; und dergleichen enthaltenden Gases ausgeführt. In diesem Fall ist es jedoch schwierig, da der Fotoresist und der Zwischenschichtisolierfilm beide organische Harze sind, das Selektionsverhältnis zwischen diesen Harzen zu erhöhen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Dicke des Zwischenschichtisolierfilms den großen Wert von 1,5 um oder mehr aufweist, was bei diesem Beispiel nahezu dasselbe wie beim Fotoresist ist. Es ist bevorzugt, dass die Materialien ausreichend verschiedene Ätzraten (d. h. Selektivität) aufweisen. Wenn z. B. als Zwischenschichtisolierfilm ein Acrylharz in Kombination mit einem üblichen Fotoresistmaterial (z. B. OFPR-800, hergestellt von Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) verwendet wird, beträgt das Selektionsverhältnis ungefähr 1,5. Demgegenüber kann bei diesem Beispiel unter Verwendung eines Silicium enthaltenden Fotoresists eine Selektivität in Bezug auf das fotoempfindliche Acrylharz von ungefähr 2,0 oder mehr erzielt werden. Daher wird eine Strukturierung mit hoher Genauigkeit erreicht.
Alternativ kann bei der Herstellung des Zwischenschichtisolierfilms durch Strukturieren unter Verwendung eines Fotoresists, der kein Silicium enthält, ein Silanhaftvermittler (z. B. Hexamethyldisilazan) auf den Fotoresist aufgetragen werden, und die Schicht des Silanhaftvermittlers wird mit Sauerstoffplasma behandelt, um einen Siliciumoxidfilm auszubilden. Im Ergebnis ist die Ätzrate des Fotoresist verringert, da der Siliciumoxidfilm auf ihm als Schutzfilm dient. Dieses Verfahren kann in Kombination mit einem Silicium enthaltenden Fotoresist verwendet werden.
Das Erhöhen des Selektionsverhältnisses durch das oben genannte Verfahren unter Verwendung eines Siliciumelements ist beim Trockenätzen unter Verwendung eines CF&sub4;, CF&sub3;H oder SF&sub6; enthaltenden Gases besonders effektiv.
Das Aktivmatrixsubstrat mit dem so hergestellten Zwischenschichtisolierfilm 38 kann auch, wie beim Beispiel 1, für ein hohes Aperturverhältnis sorgen.
Der bei diesem Beispiel als Zwischenschichtisolierfilm 38 verwendete nicht fotoempfindliche, organische Dünnfilm verfügt über niedrigere Dielektrizitätskonstante und hohe Transparenz. Die Dicke kann den großen Wert von 3 um aufweisen. Durch die niedrige Dielektrizitätskonstante und den langen Weg zwischen den Elektroden der Kapazität können die Kapazitäten zwischen der Gateleitung 22 und der Pixelelektrode 21 sowie zwischen der Sourceleitung 23 und der Pixelelektrode 21 verringert werden.

(Beispiel 3)

Die Fig. 3 ist eine Draufsicht eines Abschnitts eines Aktivmatrixsubstrats mit einem Pixel bei der transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des Beispiels 3. Die Fig. 4 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie B- B' in der Fig. 3. Komponenten mit gleichen Funktionen und Effekten sind mit denselben Bezugszahlen wie in den Fig. 1 und 2 gekennzeichnet und die zugehörige Beschreibung wird weggelassen.
Beim Aktivmatrixsubstrat dieses Beispiels ist jedes Kontaktloch 26a über der Speicherkondensatorelektrode 25a und der Speicherkondensator-Gegenelektrode 27 des Speicherkondensators jedes Pixels ausgebildet. Wie es beim Beispiel 1 beschrieben wurde, bildet die Speicherkondensatorelektrode 25a den Endabschnitt der Verbindungselektrode 25, die mit der Drainelektrode 36b des TFT 24 verbunden ist. Die andere Elektrode des Speicherkondensators, d. h. die Speicherkondensator-Gegenelektrode 27, ist mit einer auf einem Gegensubstrat ausgebildeten Gegenelektrode über die in der Fig. 16 dargestellte gemeinsame Leitung 6 für den Speicherkondensator verbunden.
Anders gesagt, sind die Kontaktlöcher 26a über der gemeinsamen Leitung 6 für den Speicherkondensator, die aus einem Licht ausblenden Metallfilm besteht, hergestellt.
Die obige Struktur des Aktivmatrixsubstrats dieses Beispiels zeigt die folgenden Vorteile.
Da die Dicke des Zwischenschichtisolierfilms 38 den großen Wert von z. B. 3 um aufweist, was gut mit der Dicke einer Flüssigkristallzelle von 4,5 um vergleichbar ist, besteht die Tendenz, dass auf Grund einer Störung der Orientierung der Flüssigkristallmoleküle ein Auslecken von Licht um die Kontaktlöcher 26a herum auftritt. Wenn die Kontaktlöcher 26a in den Aperturabschnitten der transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ausgebildet sind, nimmt der Kontrast auf Grund des Lichtlecks ab. Andererseits ist das Aktivmatrixsubstrat dieses Beispiels frei von dieser Störung, da jedes Kontaktloch 26a über der Speicherkondensatorelektrode 25a und der Speicherkondensator-Gegenelektrode 27 als Endabschnitt der gemeinsamen Leitung 6 des Speicherkondensators ausgebildet ist, die aus einem Licht ausblendenden Metallfilm besteht. Anders gesagt, führt, solange das Kontaktloch 26a über der aus einem Licht ausblendenden Metallfilm bestehenden gemeinsamen Leitung 6 des Speicherkondensators und nicht im Aperturabschnitt ausgebildet ist, jegliches Auslecken von Licht, wie es um das Kontaktloch 26a herum auf Grund einer Störung der Orientierung der Flüssigkristallmoleküle auftreten kann, zu keiner Absenkung des Kontrasts. Dies gilt auch für den Fall, dass der Speicherkondensator unter Verwendung eines Teils der benachbarten Gateleitung 22 als einer seiner Elektroden hergestellt wird. In diesem Fall ist das Kontaktloch 26a über der Licht ausblendenden Gateleitung 22 ausgebildet, so dass ein Absenken des Kontrasts verhindert werden kann.
Beim Aktivmatrixsubstrat dieses Beispiels besteht die Verbindungselektrode 25 zum Verbinden der Drainelektrode 36b des TFT 24 und des Kontaktlochs 26a aus dem transparenten, leitenden Film 37a'. Demgemäß wird das Aperturverhältnis nicht kleiner, wenn das Kontaktloch 26a über dem Speicherkondensator hergestellt wird.
Demgemäß beeinflusst bei diesem Beispiel, da die unter dem Kontaktloch 26a ausgebildete Speicherkondensator-Gegenelektrode 27 Licht ausblendet, ein Auslecken von Licht, wie es auf Grund einer Störung der Orientierung der Flüssigkristallmoleküle auftreten kann, das Display nicht. Die Größe des Kontaktlochs 26a muss nicht notwendigerweise allzu genau sein, wodurch das Loch größer und glatter sein kann. Im Ergebnis ist die auf dem Zwischenschichtisolierfilm 38 ausgebildete Pixelelektrode 21 durchgehend, also nicht durch das Kontaktloch 26a unterbrochen. Dies verbessert die Herstellausbeute.

(Beispiel 4)

Die Fig. 5 ist eine geschnittene Teilansicht eines Aktivmatrixsubstrats der transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des Beispiels 4. Komponenten mit denselben Funktionen und Effekten sind mit denselben Bezugszahlen wie in den Fig. 1 bis 4 gekennzeichnet, und die zugehörige Beschreibung wird weggelassen.
Beim Aktivmatrixsubstrat dieses Beispiels ist jedes Kontaktloch 26b durch den Zwischenschichtisolierfilm 28 über der gemeinsamen Leitung 6 für den Speicherkondensator ausgebildet. Auf dem Abschnitt des transparenten, leitenden Films 37a' unter jedem Kontaktloch 26b ist eine Metallnitridschicht 41 ausgebildet.
Die obige Struktur des Aktivmatrixsubstrats dieses Beispiels ist im folgen den Punkt von Vorteil.
Bei der Haftung zwischen dem für den Zwischenschichtisolierfilm 38 verwendeten Harz und dem für den transparenten, leitenden Film verwendeten ITO (Indiumzinnoxid) oder dem Metall wie Ta oder Al entstehen einige Schwierig keiten. Zum Beispiel besteht beim Reinigungsprozess nach der Ausbildung des Kontaktlochs 26b die Tendenz, dass ein reinigendes Lösungsmittel vom Kontaktloch in die Grenzfläche zwischen dem Harz und dem darunter liegenden transparenten, leitenden Film eindringt, was bewirkt, dass sich der Harzfilm vom transparenten, leitenden Film abschält. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, wird, gemäß dem Aktivmatrixsubstrats dieses Beispiels, die Metallnitridschicht 41 aus TaN, AlN und dergleichen mit guter Haftung zum Harz auf dem transparenten, leitenden Film unter dem Kontaktloch hergestellt. Demgemäß können ein Abschälen des Harzfilms und andere Schwierigkeiten bei der Haftung vermieden werden.
Für die Metallnitridschicht 41 kann jedes beliebige Material verwendet werden, solange es gute Haftung zum den Zwischenschichtisolierfilm 38 bildenden Harz, zum ITO und dergleichen, die den transparenten, leitenden Film 37a' bilden, und zu Metall wie Ta und Al zeigt. Ein derartiges Material sollte auch elektrisch leitend sein, um den transparenten, leitenden Film 37a' und die Pixelelektrode 21 elektrisch zu verbinden.

(Beispiel 5)

Beim Beispiel 5 wird ein Verfahren zum Ansteuern der erfindungsgemäßen transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung beschrieben.
Bei der erfindungsgemäßen transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung überlappt jede Pixelelektrode mit den entsprechenden Leitungen über dem Zwischenschichtisolierfilm. Wenn die Pixelelektrode nicht mit den entsprechenden Leitungen überlappt, sondern dazwischen Spalte ausgebildet sind, entstehen in der Flüssigkristallschicht Bereiche, an denen kein elektrisches Feld anliegt. Diese Schwierigkeit kann dadurch vermieden werden, dass die Pixelelektrode mit den Leitungen überlappt wird. Das elektrische Feld wird auch nicht an diejenigen Bereiche der Flüssigkristallschicht angelegt, die den Grenzen benachbarter Pixelelektroden entsprechen. Jedoch kann durch das Vorliegen der Leitungen ein Lichtleck vermieden werden, wie es in diesem Bereich auftreten könnte. Dies beseitigt das Erfordernis der Herstellung einer Schwarzmaske auf einem Gegensubstrat unter Berücksichtigung eines Fehlers beim Aufeinanderlaminieren des Aktivmatrixsubstrats und des Gegensubstrats. Dies verbessert das Aperturverhältnis. Auch können, das das an den Leitungen erzeugte elektrische Feld abgeschirmt werden kann, Störungen in der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle minimiert werden.
Die Überlappungsbreite sollte unter Berücksichtigung von Schwankungen beim tatsächlichen Herstellprozess eingestellt werden. Zum Beispiel beträgt sie vorzugsweise ungefähr 1,0 um oder mehr.
Übersprechen tritt auf Grund der Kapazität zwischen der Pixelelektrode und der Sourceleitung auf, wenn die Pixelelektrode auf die oben beschriebene Weise mit der Sourceleitung überlappt. Dies verringert die Anzeigequalität der sich ergebenden transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung. Insbesondere wird bei einer für einen PC vom Notebooktyp verwendeten Flüssigkristalltafel, bei der Pixel in Form eines vertikalen Streifens angeordnet sind, die Anzeige durch die Kapazität zwischen der Pixelelektrode und der Sourceleitung stark beeinflusst. Es wird angenommen, dass dies auf den folgenden Gründen beruht: (1) Die Kapazität zwischen der Pixelelektrode und der Sourceleitung ist relativ groß, da bei der vertikalen Streifenanordnung die Form der Pixelelektrode rechteckig mit einer Seite entlang der Sourceleitung als Hauptseite ist; (2) da die Anzeigefarbe zwischen benachbarten Pixeln verschieden ist, besteht geringe Korrelation zwischen Signalen, die auf benachbarten Sourceleitungen übertragen werden. Demgemäß kann der Einfluss der Kapazität nicht zwischen benachbarten Sourceleitungen aufgehoben werden.
Bei der erfindungsgemäßen transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung weist der aus einem organischen Dünnfilm bestehende Zwischenschichtisolierfilm eine kleine Dielektrizitätskonstante auf, und er kann leicht dicker hergestellt werden. Daher können die Kapazitäten zwischen den Pixelelektroden und den Leitungen verringert werden, wie es oben beschrieben ist. Zusätzlich zu diesem Merkmal kann, entsprechend dem Verfahren dieses Beispiels zum Ansteuern der transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, der Einfluss der Kapazität zwischen der Pixelelektrode und der Sourceleitung verringert werden, um vertikales Übersprechen zu minimieren, wie es bei PCs vom Notebooktyp auftritt.
Zum Verfahren dieses Beispiels gehört das Ansteuern der transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung durch Invertieren der Polarität des Daten signals für jede Horizontalscanperiode (nachfolgend wird dieses Verfahren als "Ansteuerung mit 1H-Invertierung" bezeichnet).
Die Fig. 6 zeigt die Einflüsse der Kapazität zwischen der Pixelelektrode und der Sourceleitung auf die Ladungsrate des Pixels im Fall einer Ansteuerung mit 1H-Invertierung sowie eines Ansteuerverfahrens, bei dem die Polarität des Datensignals mit jedem Halbbild invertiert wird (nachfolgend wird dieses Verfahren als "Ansteuerung mit Halbbildinvertierung" bezeichnet). Die Fig. 7A und 7B zeigen die Signalverläufe, wie sie bei Ansteuerung mit 1H-Invertierung bzw. Halbbildinvertierung erhalten werden.
In der Fig. 6 repräsentiert die Y-Achse die Ladungsrate-Differenz, die das Verhältnis des Effektivwerts der Spannung, wie sie an die Flüssigkristallschicht im Grauskala-Anzeigeabschnitt bei gleichmäßiger Anzeige der Grauskala angelegt wird, zu derjenigen angibt, wenn das Muster eines schwarzen Fensters bei Grauskalaanzeige mit einer vertikalen Belegung von 33% angezeigt wird. Die X-Achse repräsentiert das Kapazitätsverhältnis, das proportional zur Variation der Spannung der Pixelelektrode ist, die durch die Kapazität zwischen dieser und der Sourceleitung hervorgerufen ist und die durch den folgenden Ausdruck (1) repräsentiert ist:
Kapazitätsverhältnis = Csd/(Csd + Cls + Cs) (1)
wobei Csd den Kapazitätswert zwischen der Pixelelektrode und der Sourceleitung bezeichnet, Cls den Kapazitätswert des Flüssigkristallsabschnitts entsprechend jedem Pixel bei der Grauskalaanzeige bezeichnet und Cs den Kapazitätswert des Speicherkondensators jedes Pixels bezeichnet. Die Grauskalaanzeige betrifft die Anzeige, wie sie bei einem Transmissionsvermögen von 50% erhalten wird.
Wie es aus der Fig. 6 erkennbar ist, kann bei der Ansteuerung mit 1H-Invertierung gemäß diesem Beispiel der Einfluss der Kapazität zwischen der Pixelelektrode und der Sourceleitung auf die effektive Spannung, wie sie tatsächlich an die Flüssigkristallschicht angelegt wird, auf ein Fünftel bis ein Zehntel desjenigen verringert werden, wie er bei der Ansteuerung mit Halbbildinvertierung erhalten wird, wenn der Kapazitätswert derselbe ist. Dies, da bei der Ansteuerung mit 1H-Invertierung die Polarität des Datensignals mit Intervallen invertiert wird, die ausreichend kürzer als die Periode eines Halbbilds während desselben sind. Dies führt zu eine wechselseitigen Aufhebung der Einflüsse des positiven und des negativen Signals auf die Anzeige.
Unter Verwendung einer VGA-Tafel mit einer Diagonale von 26 cm wurde ein Anzeigetest ausgeführt. In diesem Test wurde beobachtet, dass Übersprechen, dann vorherrschte, wenn die Ladungsrate-Differenz 0,6% oder mehr war, was die Anzeigequalität beeinträchtigte. Dies ist durch die gestrichelte Kurve in der Fig. 6 dargestellt. Aus der Kurve in der Fig. 6 ergibt es sich, dass das Kapazitätsverhältnis 10% oder weniger betragen würde, um eine Ladungsrate-Differenz von 0,6% oder weniger zu erzielen.
Die Fig. 8 zeigt die Beziehung zwischen dem Überlappungsausmaß zwischen der Pixelelektrode und der Sourceleitung sowie der Kapazität zwischen der Pixelelektrode und der Sourceleitung, wenn die Dicke des Zwischenschichtisolierfilms als Parameter verwendet wird. Auch bei diesem Test wurde die VGA- Tafel mit einer Diagonale von 26 cm verwendet. Beim Test wurde als Zwischenschichtisolierfilm das beim Beispiel 1 verwendete fotoempfindliche Acrylharz (Dielektrizitätskonstante: 3,4) verwendet. Unter Berücksichtigung der Verarbeitungsgenauigkeit sollte die Überlappungsbreite zwischen der Pixelelektrode und der Sourceleitung mindestens 1 um betragen. Aus den Fig. 6 und 8 ergibt es sich, dass die Dicke des Zwischenschichtisolierfilms 2,0 um oder mehr betragen sollte, und er Überlappungsbreite von 1 um und der Ladungsrate-Differenz von 0,6% oder weniger zu genügen.
Demgemäß kann entsprechend der Ansteuerung mit 1H-Invertierung gemäß diesem Beispiel eine gute Anzeige frei von vertikalem Übersprechen ohne Invertieren der Polarität des Signals in benachbarten Sourceleitungen (Ansteuerung mit Sourceleitungsinvertierung) erzielt werden, wenn die Pixelelektrode mit der Sourceleitung überlappt. Dieses Verfahren ist daher bei PCs vom Notebooktyp anwendbar.
Es hat sich auch ergeben, dass eine Ansteuerung mit punktweiser Invertierung ähnliche Effekte wie Ansteuerung mit 1H-Invertierung zeigt. Ansteuerung mit punktweiser Invertierung ist ein Ansteuerverfahren, bei dem Signale entgegengesetzter Polaritäten in in der Querrichtung zueinander benachbarte Pixelelektroden eingegeben werden und die Polarität auch mit jeder Horizontalscanperiode invertiert wird. Eine Ansteuerung mit Sourceleitungsinvertierung ist ebenfalls effektiv, wenn das Kapazitätsverhältnis wie im obigen Fall ausreichend niedrig ist. Ferner kann selbst bei Farbanzeigebetrieb, wenn benachbarte Signale nicht stark miteinander korreliert sind farbiges Übersprechen unterdrückt werden, da die Kapazität zwischen der Pixelelektrode und der Sourceleitung gemäß der Erfindung ausreichend verringert ist.

(Beispiel 6)

Beim Beispiel 6 wird ein anderes Verfahren zum Ansteuern der erfindungsgemäßen transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung beschrieben. Bei diesem Verfahren wird die Polarität der an die Flüssigkristallschicht angelegten Spannung mit jeder Horizontalscanperiode invertiert, und gleichzeitig wird das an die Gegenelektrode angelegte Signal durch einen Wechselstrom synchron mit der Invertierung der Polarität des Sourcesignals betrieben. Diese Wechselspannungsansteuerung der Gegenelektrode kann die Amplitude des Sourcesignals minimieren.
Die beim Beispiel 5 beschriebene Fig. 6 zeigt auch die Kurve, wie sie erhalten wird, wenn die Gegenelektrode mit einer Amplitude von 5 V Wechselspannung angesteuert wird. Aus der Fig. 6 ist es erkennbar, dass, da Ansteuerung mit 1H-Invertierung verwendet wird, die Ladungsratedifferenz ausreichend klein im Vergleich zum Fall der Ansteuerung mit Halbbildinvertierung ist, obwohl sie ungefähr sie ungefähr 10% größer als diejenige ist, die beim Beispiel 5 erhalten wird und zwar wegen der Wechselspannungsansteuerung der Gegenelektrode bei diesem Beispiel. Im Ergebnis kann beim Ansteuerverfahren dieses Beispiels, wie beim vorigen Beispiel, eine gute Anzeige ohne vertikales Übersprechen realisiert werden.

(Beispiel 7)

Die Fig. 9 ist eine Draufsicht eines Abschnitts eines Aktivmatrixsubstrats mit einem Pixel bei der transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung der Fig. 7.
Bei der transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung dieses Beispiels überlappt jede flache Pixelelektrode entsprechende Leitungen, um das Aperturverhältnis des Flüssigkristalldisplays zu verbessern, Störungen in der Orientierung der Flüssigkristallmoleküle zu minimieren und den Herstellprozess zu vereinfachen. Auch ist der auf dem Display erscheinende Einfluss der Kapazitäten zwischen der Pixelelektrode und den Leitungen, wie Übersprechen, minimiert, wodurch eine gute Anzeige erzielt wird. Bei diesem Beispiel kann ein Zwischenschichtisolierfilm mit hoher Transparenz erzielt werden. Nach der Belichtung und der Entwicklung des Zwischenschichtisolierfilms wird das gesamte Substrat Licht ausgesetzt, um zu einer Reaktion des verbliebenen überflüssigen fotoempfindlichen Mittels zu führen, das im fotoempfindlichen, transparenten Acrylharz enthalten ist.
Gemäß der Fig. 9 verfügt das Aktivmatrixsubstrat über mehrere in eine Matrix angeordnete Pixelelektroden 51. Gateleitungen 52 und Sourceleitungen 53 verlaufen entlang den Rändern der Pixelelektroden 51 in solcher Weise, dass sie einander schneiden. Die Ränder jeder Pixelelektrode 51 überlappen mit den Gateleitungen 52 und den Sourceleitungen 53. Ein mit der entsprechenden Pixelelektrode 51 verbundener TFT 54 als Schaltelement ist an der Schnittstelle der Gateleitung 52 und der Sourceleitung 53 ausgebildet. Mit der Gateleitung 52 ist eine Gateelektrode des TFT 54 verbunden, so dass in diese ein Gatesignal zum Kontrollieren der Ansteuerung des TFT 54 eingegeben wird. Mit der Sourceleitung 53 ist eine Sourceelektrode des TFT 54 verbunden, damit in diese ein Datensignal eingegeben werden kann. Mit der entsprechenden Pixelelektrode 51 ist eine Drainelektrode des TFT 54 über eine Verbindungselektrode 55 und ein Kontaktloch 56 verbunden. Die Drainelektrode ist auch über die Verbindungselektrode 55 mit einer Elektrode eines Speicherkondensators, einer Speicherkondensatorelektrode 55a, verbunden. Die andere Elektrode des Speicherkondensators, eine Speicherkondensator-Gegenelektrode 57, ist mit einer gemeinsamen Leitung verbunden.
Die Fig. 10 ist eine Schnittansicht des Aktivmatrixsubstrats entlang der Linie C-C' in der Fig. 9.
Gemäß der Fig. 10 ist eine mit der in der Fig. 9 dargestellten Gateleitung 52 verbundene Gateelektrode 62 auf einem transparenten, isolierenden Substrat 61 ausgebildet. Ein Gateisolierfilm 63 ist so ausgebildet, dass er die Gateelektrode 62 bedeckt. Auf dem Gateisolierfilm 63 ist eine Halbleiterschicht 64 so ausgebildet, dass sie über dem Gateisolierfilm 63 mit der Gateelektrode 62 überlappt, und auf dem Zentrum der Halbleiterschicht 64 ist eine Kanalschutzschicht 65 ausgebildet. Schichten aus n&spplus;-Si als Sourceelektrode 66a und Drainelektrode 66b sind so ausgebildet, dass sie die Endabschnitte der Kanalschutzschicht 65 sowie Abschnitte der Halbleiterschicht 64 so überdecken, dass sie über der Kanalschutzschicht 65 voneinander getrennt sind. Ein transparenter, leitender Film 67a und eine Metallschicht 67b, die die in der Fig. 9 dargestellte doppelschichtige Sourceleitung 53 bilden sollen, sind so ausgebildet, dass sie die Sourceelektrode 66a als eine der Schichten aus n&spplus;-Si überlappen. Ein transparenter, leitende Film 67a' und eine Metallschicht 67b' sind so ausgebildet, dass sie die Drainelektrode 66b als andere Schicht aus n&spplus;-Si überlappen. Der transparenten, leitende Film 67a' erstreckt sich so, dass er die Drainelektrode 67b und die Pixelelektrode 51 verbindet, und er dient auch als Verbindungselektrode 55, der mit der Speicherkondensatorelektrode 55a verbunden ist. Ein Zwischenschichtisolierfilm 68 ist so ausgebildet, dass er den TFT 54, die Gateleitung 52, die Sourceleitung 53 und die Verbindungselektrode 55 bedeckt. Der Zwischenschichtisolierfilm 68 besteht aus einem hoch transparenten Acrylharz (fotoempfindliches transparentes Acrylharz), das sich einer Entwicklungslösung auflöst, wenn es Licht ausgesetzt wurde.
Auf dem Zwischenschichtisolierfilm 68 ist ein transparenter, leitender Film ausgebildet, um die Pixelelektrode 51 zu bilden. Diese Pixelelektrode 51 ist durch das Kontaktloch 56 hindurch mit der Drainelektrode 66b des TFT 54 verbunden, das durch den Zwischenschichtisolierfilm 68 und den transparenten, leitenden Film 67a', der die Verbindungselektrode 55 bildet, hindurch ausgebildet ist.
Das Aktivmatrixsubstrat mit der obigen Struktur wird wie folgt hergestellt.
Als Erstes werden die Gateelektrode 62 aus Ta, Al, Mo, W, Cr und dergleichen, der Gateisolierfilm 63 aus SiNx, SiO&sub2;, Ta&sub2;O&sub5; und dergleichen, die Halbleiterschicht (eigenleitendes Si) 64, die Kanalschutzschicht 65 aus SiNx, Ta&sub2;O&sub5; und dergleichen, die Schichten aus n&spplus;-Si als Sourceelektrode 66a und Drainelektrode 66b sequenziell in dieser Reihenfolge auf dem transparenten, isolierenden Substrat 61, wie einem Glassubstrat, hergestellt.
Danach werden die transparenten, leitenden Filme 67a und 67a' sowie die Metallschichten 67b und 67b' aus Ta, Al, MoW, Cr und dergleichen, die die Sourceleitung 63 und die Verbindungselektrode 55 bilden, sequenziell durch Sputtern hergestellt, und sie werden auf eine vorbestimmte Form strukturiert. Bei diesem Beispiel ist, wie bei den vorigen Beispielen, die Sourceleitung 53 von Doppelschichtstruktur aus dem transparenten, leitenden Film 67a aus ITO und den Metallfilm 67b. Wenn bei dieser Struktur ein Teil der Metallschicht 67b fehlerhaft ist, kann die Sourceleitung 53 mittels des transparenten, leitenden Films 67a elektrisch leitend bleiben, so dass das Auftreten von Unterbrechungen der Sourceleitung 53 verringert werden kann.
Auf die sich ergebende Struktur wird ein fotoempfindliches Acrylharz mit einer Dicke von 2 um z. B. durch Schleuderbeschichten aufgetragen, um den Zwischenschichtisolierfilm 68 auszubilden. Die sich ergebende Harzschicht wird entsprechend einem vorbestimmten Muster belichtet und mit einer alkalischen Lösung entwickelt. Nur die dem Licht ausgesetzten Abschnitte werde durch die alkalische Lösung geätzt, wodurch die Kontaktlöcher 56 durch den Zwischenschichtisolierfilm 68 hindurch ausgebildet werden.
Anschließend wird auf dem Zwischenschichtisolierfilm 68 und den Kontaktlöchern 56 durch Sputtern ein transparenter, leitender Film hergestellt, der strukturiert wird, um die Pixelelektroden 51 auszubilden. So ist jede Pixelelektrode 51 mit dem transparenten, leitenden Film 67a verbunden, der + über das durch den Zwischenschichtisolierfilm 68 hindurch ausgebildete Kontaktloch 56 mit der Drainelektrode 66b des TFT 54 in Kontakt steht. Auf diese Weise wird das Aktivmatrixsubstrat dieses Beispiels hergestellt.
Der Zwischenschichtisolierfilm 68 des Beispiels 7 besteht aus einem fotoempfindlichen Acrylharz vom Positivtyp, wobei es sich um ein fotoempfindliches, transparentes Acrylharz mit hoher Transparenz handelt, das sich nach der Belichtung in einer Entwicklungslösung auflöst.
Das fotoempfindliche Acrylharz vom Positivtyp ist vorzugsweise ein Material aus einem Copolymer einer Methacrylsäure und von Glycidylmethacrylat als Basispolymer, das z. B. mit einem Fotosensibilisator vom Positivtyp aus Naphthochinondiazid gemischt ist. Da dieses Harz die Glycidylgruppe enthält, kann es durch Erwärmen vernetzt (ausgehärtet) werden. Nach dem Aushärten weist das Harz die folgenden Eigenschaften auf: Dielektrizitätskonstante von ungefähr 3, 4 und Transmissionsvermögen von 90% oder mehr für Licht von einer Wellenlänge im Bereich von 400 bis 800 mm. Das Harz kann dadurch in kürzerer Zeit entfärbt werden, dass es mit ultraviolettem Licht der i-Linie (365 nm) bestrahlt wird. Zur Strukturierung kann anderes ultraviolettes Licht als die i-Linie verwendet werden. Da die Wärmebeständigkeit des bei diesem Beispiel verwendeten fotoempfindlichen Acrylharzes im Allgemeinen 280ºC beträgt, kann eine Beeinträchtigung des Zwischenschichtisolierfilms unterdrückt werden, wenn ein Prozess wie die Herstellung der Pixelelektroden nach der Herstellung des Zwischenschichtisolierfilms bei einer Temperatur im Bereich von ungefähr 250ºC bis 280ºC ausgeführt wird.
Nun wird die Herstellung des Zwischenschichtisolierfilms 68 unter Verwendung des oben beschriebenen fotoempfindlichen Acrylharzes mit hoher Transparenz im Einzelnen beschrieben.
Als Erstes wird eine das fotoempfindliche, transparente Acrylmaterial enthaltende Lösung durch Schleuderbeschichten auf das Substrat aufgetragen, gefolgt von einem normalen Fotostrukturierprozess mit einem Vortempern, einer Strukturierungsbelichtung, alkalischer Belichtung und einem Reinigungsvorgang mit reinem Wasser in dieser Reihenfolge.
Genauer gesagt, wird der Zwischenschichtisolierfilm 68 mit einer Dicke von 3 um dadurch hergestellt, dass eine das fotoempfindliche, transparente Acrylharz enthaltende Lösung durch Schleuderbeschichten auf das sich ergebende Substrat aufgetragen wird. Genauer gesagt, wird Acrylharz mit einer Viskosität von 29,0 cp bei einer Schleuderdrehzahl von 900 bis 1100 U/Min. aufgetragen. Dies ermöglicht es, flache Pixelelektroden ohne Stufen, abweichend vom herkömmlichen Verfahren, zu erhalten, wodurch Störungen der Orientierung von Flüssigkristallmolekülen minimiert werden und die sich ergebende Anzeigequalität verbessert wird.
Anschließend wird das sich ergebende Substrat auf ungefähr 100ºC erwärmt, um das Lösungsmittel des fotoempfindlichen, transparenten Acrylharzes (2. B. Ethyllactat, Propylenglycolmonomethyletheracetat usw.) zu trocknen. Das sich ergebende fotoempfindliche Acrylharz wird Licht entsprechend einem vorbestimmten Muster ausgesetzt und durch eine alkalische Lösung (Tetramethylammoniumhydroxid, abgekürzt als "TMAH") entwickelt. Diejenigen Abschnitte des Substrats, die Licht ausgesetzt wurden, werden durch die alkalische Lösung geätzt, wodurch die Kontaktlöcher 56 durch den Zwischenschichtisolierfilm 68 hindurch ausgebildet werden. Die Konzentration der Entwicklungslösung liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 1,0 mol% (im Fall von TMAH). Wenn die Konzentration 1,0 mol% überschreitet, werden auch diejenigen Abschnitte des fotoempfindlichen, transparenten Acrylharzes, die nicht belichtet wurden, stark geätzt, was es erschwert, die Dicke des fotoempfindlichen, transparenten Acrylharzes zu kontrollieren. Wenn die Konzentration der Entwicklungslösung den hohen Wert von 2,4 mol% aufweist, verbleiben in den geätzten Abschnitten geänderte Substanzen, ausgehend vom Acrylharz, als Rückstände, was zu Kontaktfehlern führt. Wenn die Konzentration kleiner als 0,1 mol% ist, variiert die Konzentration stark, wenn die Entwicklungslösung für wiederholte Verwendung umgewälzt wird. Dies erschwert es, die Konzentration zu kontrollieren. Danach wird die auf dem Substrat verbliebene Entwicklungslösung mit reinem Wasser abgewaschen.
Wie oben beschrieben, kann der Zwischenschichtisolierfilm durch Schleuderbeschichten hergestellt werden. Demgemäß kann die Dicke des Films, die einige Mikrometer betragen kann, auf einfache Weise dadurch gleichmäßig gemacht werden, dass die Drehung der Schleuderbeschichtungseinrichtung und die Viskosität des fotoempfindlichen, transparenten Acrylharzes geeignet ausgewählt werden. Das Kontaktloch kann dadurch mit sich gleichmäßig verjüngender Form hergestellt werden, dass der Umfang der Belichtung während der Musterbelichtung, die Konzentration der Entwicklungslösung und die Entwicklungszeit geeignet ausgewählt werden.
Das Harz kann nach der Entwicklung abhängig vom Typ und der Menge des fotoempfindlichen Mittels (z. B. fotoempfindliche Stoffe mit Fotosensibilisatoren sowie solche vom Positivtyp mit Naphtochinondiazid) im fotoempfindlichen, transparenten Acrylharz farbig erscheinen. Um dieses Problem zu vermeiden, wird das gesamte Substrat Licht ausgesetzt, damit der verbliebene, überflüssige, farbige, Fotosensibilisator im Harz vollständig reagieren kann, um Lichtabsorption im sichtbaren Bereich zu beseitigen und dadurch das Acrylharz transparent zu machen. Zu Beispielen des Fotosensibilisators gehören Fotosensibilisatoren vom Positivtyp mit Naphtoxydiazid sowie Fotosensibilisatoren mit Naphtochinondiazid.
Die Fig. 11 zeigt die Änderung des Lichttransmissionsvermögens der Oberfläche des Acrylharzes mit einer Dicke von 3 um vor und nach der Belichtung, wie durch ultraviolettes Licht, abhängig von der Wellenlänge (nm) des durchgelassenen Lichts. Wie es aus der Fig. 11 erkennbar ist, beträgt das Transmissionvermögen des Harzes, wenn es keinem Licht ausgesetzt wurde, 65% für Transmissionslicht mit eine Wellenlänge von 400 nm. Nachdem das Harz Licht ausgesetzt wurde, ist das Transmissionvermögen auf 90% oder mehr verbessert. In diesem Fall wurde das Substrat von der Vorderseite her belichtet. Dieser Belichtungsschritt kann dadurch verkürzt werden, dass das Substrat sowohl von der Vorder- als auch der Rückseite her mit Licht bestrahlt wird. Dies verbessert den Durchsatz des Prozesses.
Schließlich wird das sich ergebende Substrat erwärmt, um das Substrat durch Vernetzung auszuhärten. Genauer gesagt, wird das Substrat auf einer Heizplatte oder in einem Reinofen platziert und auf ungefähr 200ºC erwärmt, um das Harz auszuhärten.
So können, unter Verwendung des fotoempfindlichen, transparenten Harzes, der Zwischenschichtisolierfilm 68 und die durch ihn hindurch ausgebildeten Kontaktlöcher 56 zum Verbinden der Pixelelektroden und der Drainelektrode der Schaltelemente nur durch Fotostrukturierung ohne die herkömmlichen Ätz- und Resistbeseitigungsschritte hergestellt werden. Dies vereinfacht den Herstellprozess. Die Dicke des fotoempfindlichen, transparenten Acrylharzes kann jeden beliebigen Wert im Bereich von 0,05 bis 10 um aufweisen (3 um beim Beispiel 7; es ist zu beachten, dass das Lichttransmissionsvermögen abnimmt und die Färbung deutlicher ist, wenn die Dicke größer wird), und es kann dadurch gleichmäßig gemacht werden, dass die Viskosität der Harzlösung und die Drehung der Schleuderbeschichtungseinrichtung während des Schleuderbeschichtungsvorgangs geeignet ausgewählt werden.
Danach wird ITO mit einer Dicke von 50 bis 150 nm durch Sputtern auf dem fotoempfindlichen, transparenten Acrylharz abgeschieden und strukturiert, um die Pixelelektroden 51 zu bilden. Der ITO-Film als Pixelelektrode 51 mit einer Dicke von 50 nm oder mehr verhindert auf effektive Weise, dass ein als Entfernungslösung verwendetes Mittel (z. B. Dimethylsulfoxid) aus Spalten an der Oberfläche des ITO-Films in das Harz eindringt, und er verhindert, dass sich das Harz durch Eindringen des Mittels ausdehnt. So wird das Aktivmatrixsubstrat des Beispiels 7 hergestellt.
Demgemäß können bei diesem Beispiel, wie bei den vorigen Beispielen, durch das Vorliegen des Zwischenschichtisolierfilms 68 alle Abschnitte der Anzeigetafel außer den Source-und Gateleitungsabschnitten als Pixelaperturabschnitte verwendet werden. Die sich ergebende Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ist hell, mit hohem Transmissionvermögen und großem Aperturverhältnis.
Darüber hinaus können, durch das Vorliegen des Zwischenschichtisolierfilms 68, die Pixelelektroden eben gemacht werden, ohne dass sie durch Stufen beeinflusst sind, die durch die darunter liegenden Leitungen und Schaltelemente gebildet sind. Dies verhindert das Auftreten von Unterbrechungen, wie sie sich herkömmlicherweise an den Stufen auf den Drainseiten der Pixelelektroden finden, und dadurch ist die Anzahl fehlerhafter Pixel verringert. Es können auch durch die Stufen hervorgerufene Störungen der Orientierung von Flüssigkristallmolekülen verhindert werden. Ferner kann, da die Sourceleitungen 53 und die Pixelelektroden 51 durch den dazwischen liegenden Zwischenschichtisolierfilm 68 gegeneinander isoliert sind, die Anzahl fehlerhafter Pixel, wie sie herkömmlicherweise durch elektrische Lecks zwischen den Sourceleitungen 53 und den Pixelelektroden 51 entstehen, verringert werden.
Ferner kann bei diesem Beispiel der Zwischenschichtisolierfilm 68 nur durch den Harzherstellschritt statt durch den Filmherstellschritt, den Musterherstellschritt mit einem Fotoresist, den Ätzschritt, den Resistentfernungsschritt und den Reinigungsschritt, wie sie herkömmlicherweise benötigt werden, hergestellt werden. Dies vereinfacht den Herstellprozess.

(Beispiel 8)

Beim Beispiel 8 wird das Verfahren zum Verbessern der Haftung zwischen dem Zwischenschichtisolierfilm 68 und den darunter liegenden Filmen beschrieben, wie dies beim in den Fig. 9 und 10 dargestellten Beispiel 7 beschrieben wurde.
Die Haftung des fotoempfindlichen, transparenten Acrylharzes als Zwischenschichtisolierfilm 68 zu den darunter liegenden Filmen kann abhängig von den Materialien der Letzteren schlecht sein. In einem derartigen Fall werden, entsprechend dem Verfahren dieses Beispiels die Oberflächen der darunter liegenden Filme, d. h. des Gateisolierfilm 63, des Kanalschutzfilms 65, der Sourceelektrode 66a, der Drainelektrode 66b, der transparenten, leitenden Filme 67a und 67a' sowie der Metallfilme 67b und 67b' ultraviolettem Licht von einer M-Silberlampe (860 W) in Sauerstoffatmosphäre ausgesetzt, um die Oberflächen aufzurauhen, bevor das fotoempfindliche, transparente Acrylharz aufgetragen wird. Der aus dem fotoempfindlichen, transparenten Acrylharz bestehende Zwischenschichtisolierfilm 68 wird dann auf den aufgerauhten Oberflächen der darunter liegenden Filme hergestellt. Die anschließenden Schritte sind dieselben, wie sie beim Beispiel 7 beschrieben wurden. Bei diesem Verfahren ist die Haftung zwischen dem fotoempfindlichen, transparenten Acrylharz und den an der Oberfläche aufgerauhten darunter liegenden Filmen verbessert. Dadurch wird das herkömmliche Problem einer Filmabschälung an der Grenzfläche zwischen dem Zwischenschichtisolierfilm 68 aus dem fotoempfindlichen, transparenten Acrylharz und dem darunter liegenden Filmen vermieden. Dieser Zustand ergibt sich dann, wenn ein Mittel wie ein Gemisch von Chlorwasserstoffsäure und Eisenchlorid zum Ätzen von ITO in die Grenzfläche eindringt.
Demgemäß wird durch Bestrahlen der Substratoberfläche vor der Herstellung des Zwischenschichtisolierfilms 68 mit ultraviolettem Licht die Haftung zwischen dem Zwischenschichtisolierfilm 68 und den darunter liegenden Filmen verbessert. Die sich ergebende Vorrichtung kann trotz weiterer Verarbeitung während des Herstellprozesses stabil sein.
Ein alternatives Verfahren zum Verbessern der Haftung besteht im Behandeln der mit dem Harz zu beschichtenden Oberfläche mit einem Silanhaftvermittler vor dem Beschichten mit dem Harz. Als Silanhaftvermittler sind Hexamethyldisilazan, Dimethyldiethoxysilan, n-butyltrimethoxysilan und dergleichen zum Verbessern der Haftung besonders effektiv. Zum Beispiel hat es sich für den Fall der Haftung an einem Siliciumnitridfilm ergeben, dass die Haftfestigkeit der behandelten Oberfläche um ungefähr 10% im Vergleich zu einer nicht mit dem Silanhaftvermittler behandelten Oberfläche verbessert ist. Das Problem, dass das Muster des Harzes durch interne Spannungen beschädigt wird, wie sie durch Vernetzen des Harzes erzeugt werden, was gelegentlich auftritt, wenn die Oberfläche nicht auf diese Weise behandelt wird, wird durch diese Behandlung mit dem Silanhaftvermittler verhindert.
Der Silanhaftvermittler kann vor dem Auftragen des Harzes in dieses eingemischt werden, anstatt dass das Mittel vor dem Auftragen des Harzes auf die darunter liegende Schicht aufgetragen wird. Durch dieses Verfahren kann derselbe Haftungseffekt erzielt werden. Genauer gesagt, wurde die Haftfestigkeit des Harzes zu einem Siliciumnitridfilm (d. h. einer darunter liegenden Schicht) um 70% verbessert, wenn 1 Gew.-% Dimethyldiethoxysilan zum fotoempfindlichen Acrylharz zugemischt wurde.

(Beispiel 9)

Beim Beispiel 9 wird das Verfahren zum Verbessern der Haftung zwischen dem Zwischenschichtisolierfilm 68 und dem darauf hergestellten Pixelelektrodematerial beschrieben, wie beim Beispiel 7 beschrieben und in den Fig. 9 und 10 dargestellt.
Nach der Herstellung des Zwischenschichtisolierfilms 68 aus dem fotoempfindlichen, transparenten Acrylharz beim Beispiel 7 wird der Oberflächenabschnitt des Zwischenschichtisolierfilms 68 mit einer Dicke von 100 bis 500 nm in einer Sauerstoffplasma-Atmosphäre unter Verwendung einer Trockenätzvorrichtung verascht. Genauer gesagt, wird die Oberfläche des Acrylharzes in der Sauerstoffplasma-Atmosphäre unter Verwendung einer Plasmaätzvorrichtung vom Typ mit parallelen Ebenen unter den Bedingungen einer HF-Leistung von ungefähr 1,2 kW, einem Druck von ungefähr 800 mTorr, einer Sauerstoffflussrate von ungefähr 300 sccm, einer Temperatur von 70ºC und einer HF- Anwendungszeit von ungefähr 120 Sekunden verascht. Durch diesen Prozess werden Wasser und Kohlendioxid durch Oxidationszersetzung von der Oberfläche des Acrylharzes freigesetzt, und so wird die Oberfläche aufgerauht.
Danach wird ITO auf dem aufgerauhten fotoempfindlichen, transparenten Acrylharz durch Sputtern mit einer Dicke von ungefähr 50 bis 150 nm abgeschieden, und es wird strukturiert, um die Pixelelektroden 51 zu bilden. So wird das Aktivmatrixsubstrat hergestellt.
Durch diese Veraschung wird die Haftung zwischen den Pixelelektroden 51 und dem darunter liegenden aufgerauhten Zwischenschichtisolierfilm 68 aus dem fotoempfindlichen, transparenten Acrylharz stark verbessert. Bei Anwendung von Ultraschall zum Reinigen des Substrats kam es zu keiner Schichtablösung an der entsprechenden Grenzfläche. Der obige Effekt wurde dann nicht erzielt, wenn die Dicke des veraschten Oberflächenabschnitts des Acrylharz kleiner als 100 nm war. Wenn sie 500 nm überschreitet, ist die Dickenverringerung des fotoempfindlichen, transparenten Acrylharzes so groß, dass Dickenvariationen des sich ergebenden Acrylharzes zunehmen, was zu Anzeigestörungen führt. Die Verbesserung der Haftung wird unter Verwendung jedes beliebigen Typs einer Trockenätzvorrichtung, einschließlich eines Zylindertyps und eines RIE-Typs, erzielt.
So wird durch Veraschen des Oberflächenabschnitts des Zwischenschichtisolierfilms 68 in Sauerstoffplasma-Atmosphäre vor dem Herstellen der Pixelelektroden die Haftung zwischen dem Zwischenschichtisolierfilm 68 und dem Pixelelektrodematerial verbessert. Die sich ergebende Vorrichtung ist gegen weitere Verarbeitung während des Herstellprozesses stabil. Außerdem ist die Veraschung auch hinsichtlich einer Beseitigung von Rückständen aus den Kontaktlöchern effektiv. Dies verringert das Auftreten von Unterbrechungen in den Kontaktlöchern.
Bei diesem Beispiel wird die Veraschung nach dem Vernetzen des Harzes für den Zwischenschichtisolierfilm ausgeführt. Dies ist von Vorteil, um den Veraschungsschritt unter stabileren Bedingungen auszuführen, da im Vernetzungsschritt Gas erzeugt wird.

(Beispiel 10)

Die Fig. 14 ist eine Draufsicht eines Aktivmatrixsubstrats der transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des Beispiels 10. Die Fig. 15 ist eine Schnittansicht entlang der Linie D-D' in der Fig. 14. Komponenten mit gleichen Funktionen und Effekten sind mit denselben Bezugszahlen wie in den Fig. 1 und 2 gekennzeichnet, und die zugehörige Beschreibung wird weggelassen.
Beim Zwischenschichtisolierfilm dieses Beispiels werden die Verbindungen zwischen jedem TFT 24 und der entsprechenden Pixelelektrode 21 sowie zwischen jeder Speicherkondensatorelektrode 25a und der entsprechenden Pixelelektrode 21 durch gesonderte Kontaktlöcher 26a bzw. 26b erstellt. Auch bei diesem Beispiel besteht jede Sourceleitung 23 aus einer einzelnen Metallschicht, wobei sie jedoch aus einer Mehrschichtstruktur bestehen könnte. Die Speicherkondensatorelektroden 25a werden wie beim den vorigen Beispielen aus demselben Material wie dem der Sourceleitungen 23 im selben Schritt hergestellt. Die zwei Kontaktlöcher 26a und 26b werden über einer mit der Drainelektrode 26b des TFT verbundenen Metallelektrode 23b bzw. über der Speicherkondensatorelektrode 25a hergestellt. Das heißt, dass diese über den Metallelektroden hergestellten Kontaktlöcher 26a und 26b über Lichtausblendeigenschaft verfügen.
Die transmissive Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit der obigen Struktur ist hinsichtlich der folgenden Punkte von Vorteil.
Wenn Dicke des Zwischenschichtisolierfilms 38 z. B. den großen Wert von 3 um aufweist, der gut mit der typischen Dicke einer Flüssigkristallschicht (einer Zellendicke) von 4,5 um vergleichbar ist, besteht die Tendenz, dass um die Kontaktlöcher 26a und 26b herum auf Grund von Störungen in der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle ein Lichtleck auftritt. Wenn die Kontaktlöcher 26a und 26b in den Aperturabschnitten der transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung ausgebildet sind, ist das Kontrastverhältnis auf Grund des Lichtlecks verringert. Demgegenüber ist das Aktivmatrixsubstrat dieses Beispiels frei von dieser Störung, da die Speicherkondensatorelektrode 25a das Licht aus der Gegend der Kontaktlöcher 26b ausblendet und die Metallelektrode 23b das Licht aus der Gegend um die Kontaktlöcher 26a ausblendet. Das Aperturverhältnis kann dadurch weiter erhöht werden, dass die Speicherkondensator-Gegenelektrode 27 so ausgebildet wird, dass sie sich ausgehend von der Speicherkondensatorelektrode 25a erstreckt. Obwohl bei diesem Beispiel der Cs-gemein-Typ verwendet ist, kann auch der Cs-auf- Gate-Typ verwendet werden.
Demgemäß überlappt bei den obigen Beispielen 1 bis 10 jede Pixelelektrode die entsprechenden Leitungen, um das Aperturverhältnis des Flüssigkristalldisplays zu verbessern, um Störungen in der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle zu minimieren und um den Herstellprozess zu vereinfachen. Auch ist der in der Anzeige erscheinende Einfluss der Kapazitäten zwischen der Pixelelektrode und den Leitungen, wie Übersprechen, minimiert, um eine gute Anzeige zu erzielen. Zusätzlich zu diesen Merkmalen kann ein weiter Betrachtungswinkel erzielt werden.
Der weite Betrachtungswinkel kann auf Grund der folgenden Gründe erzielt werden: (1) Die Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle wird nicht gestört, da die Oberflächen der Pixelelektroden eben sind; (2) es wird keine Disklinationslinie auf Grund eines an den Leitungen erzeugten elektrischen Felds erzeugt; (3) Schräglicht von der Hintergrundbeleuchtung kann effektiv dadurch genutzt werden, dass der Zwischenschichtisolierfilm 38 eine Dicke von einigen Mikrometern aufweist, während der Abstand zwischen benachbarten Aperturabschnitten im Bereich von einigen Mikrometern bis einigen zehn Mikrometern liegt; und (4) der Kontrast ist groß (1 : 300 oder mehr bei einem SVGA-Schirm von 10,4 Zoll). Im Ergebnis kann der Nacheilungswert, d. h. die Brechungsindexanisotropie des Flüssigkristalls (Δn) · der Zellendicke (d) verringert werden. Diese Verringerung der Nacheilung wird hauptsächlich dadurch erzielt, dass die Zellendicke verkleinert wird. Im Allgemeinen nimmt, wenn der Wert Δn · d zunimmt, der Betrachtungswinkel zu, jedoch nimmt der Kontrast ab. Jedoch ist die Größe der Pixelelektroden dadurch groß gemacht, dass die Ränder beseitigt sind, wie sie herkömmlicherweise zwischen ihnen und den entsprechenden Leitungen vorhanden sind. Zum Beispiel ist für einen VGA-Schirm von 10,4" das Aperturverhältnis ausgehend von 65% um ungefähr 20 Punkte auf 86% erhöht, und die Helligkeit ist auch um mehr als das 1,5-fache erhöht. Für einen XGA-Schirm von 12,1" ist in ähnlicher Weise das Aperturverhältnis stark von 55% auf 80% erhöht. Der Grund ist der Folgende. Wenn z. B. bei der herkömmlichen Struktur die Sourceleitungsbreite 6 um beträgt, der Zwischenraum zwischen der Sourceleitung und der Pixelelektrode 3 um beträgt und der Befestigungsrand 5 um beträgt, muss der Abstand zwischen benachbarten Aperturabschnitten 22 um oder mehr betragen. Demgegenüber kann, wenn jede Pixelelektrode mit den entsprechenden Sourceleitungen überlappt, der Abstand zwischen benachbarten Aperturabschnitten 6 um betragen, was der Sourceleitungsbreite entspricht. Demgemäß kann der Anteil desjenigen Teils, der nicht den Aperturabschnitt bildet, zur Gesamtfläche stark verringert werden.
Die Beispiele 3 und 4 beschriebene eine transmissive Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, bei der eine Elektrode des Speicherkondensators (eine Speicherkondensatorelektrode) über die gemeinsame Leitung für den Speicherkondensator mit der Gegenelektrode verbunden ist. Dieselben Effekte, wie sie durch die obige Struktur erzielt werden, können auch unter Verwendung der Gateleitung 22 des benachbarten Pixels als Speicherkondensatorelektrode erzielt werden. Die Fig. 12 und 13 zeigen die letztere Struktur. Dieser Typ einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung wird als Cs-auf-Gate-Typ bezeichnet, bei dem jede Pixelelektrode 21 die unmittelbar zuvor liegende oder, nächste Gateleitung 22 überlappt, um einen Speicherkondensator Cs zu bilden. In diesem Fall überlappt die Pixelelektrode 21 vorzugsweise einen größeren Teil der unmittelbar zuvor liegenden oder nächsten Gateleitung, während sie einen kleineren Teil der entsprechenden Gateleitung überlappt.
Bei den Beispielen 1 bis 10 wird das fotoempfindliche, transparente Acrylharz mit hoher Transparenz durch Schleuderbeschichten aufgetragen und strukturiert, um den Zwischenschichtisolierfilm zu bilden, und die Kontaktlöcher werden durch diesen hindurch ausgebildet. Das Auftragen des fotoempfindlichen, transparenten Acrylharzes kann auch durch andere Verfahren als durch Schleuderbeschichten, wie durch Walzbeschichten oder Schlitzbeschichten, ausgeführt werden. Die Effekte können auch durch diese Verfahren erzielt werden. Walzbeschichten ist ein Verfahren, bei dem ein Substrat zwischen einer Walze mit unebener Oberfläche und einem Band durchlaufen kann, wobei die der Beschichtung zu unterziehende Oberfläche des Substrats der Walze zugewandt ist. Die Dicke der sich ergebenden Beschichtung ist durch den Grad der Ungleichmäßigkeit bestimmt. Schlitzbeschichtung ist ein Verfahren, bei dem ein Substrat unter einem Austrittsschlitz durchlaufen kann. Die Dicke der sich ergebenden Beschichtung ist durch die Breite des Austrittsschlitzes bestimmt.
Bei den Beispielen 7 und 8 wird unter der i-Linie (Wellenlänge: 365 nm), der h-Linie (Wellenlänge: 405 nm) und der g-Linie (Wellenlänge: 436 nm), wie sie im Allgemeinen für einen Belichtungsprozess verwendet werden, die i-Linie mit der kürzesten Wellenlänge verwendet. Dies verkürzt die Lichteinstrahlungszeit, und es ist zum Entfärben beim Beispiel 7 und beim Aufrauhen der Oberfläche beim Beispiel 8 hoch effektiv.
Demgemäß kann, durch das Vorhandensein des Zwischenschichtisolierfilms, jede Pixelelektrode so ausgebildet werden, dass sie die entsprechenden Leitungen überlappt. Dies verbessert das Aperturverhältnis und minimiert Störungen der Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle. Da der Zwischenschichtisolierfilm aus einem organischen Dünnfilm besteht, ist seine Dielektrizitätskonstante kleiner und seine Dicke kann erheblich größer als bei einem anorganischen Dünnfilm sein. Demgemäß können die Kapazitäten zwischen der Pixelelektrode und den Leitungen verringert werden. Im Ergebnis kann vertikales Übersprechen, das durch die Kapazität zwischen det Pixelelektrode und der Sourceleitung hervorgerufen wird, verringert werden, und der Durchgriff der Schreibspannung auf die Pixel, zu dem es durch die Kapazität zwischen der Pixelelektrode und der Gateleitung kommt, sowie Schwankungen des Herstellprozesses können verringert werden.
Bei der Herstellung des Zwischenschichtisolierfilms wird ein fotoempfindliches, organisches Material wie ein Acrylharz durch ein Beschichtungsverfahren auf das Substrat aufgetragen und durch Belichtung und Entwicklung strukturiert, um einen organischen Dünnfilm mit einer Dicke von einigen Mikrometern mit hoher Produktivität zu erzielen. Dies ermöglicht es, eine transmissive Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit hohem Aperturverhältnis ohne starke Erhöhung der Herstellkosten herzustellen. Die transmissive Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit hohem Aperturverhältnis kann auch dadurch erhalten werden, dass der organische Dünnfilm durch Abscheidung hergestellt wird, auf ihm ein Fotoresist hergestellt wird und der organische Dünnfilm in einem Ätzprozess strukturiert wird. Wenn das für den Zwischenschichtisolierfilm verwendete Harz gefärbt ist, kann es dadurch transparent gemacht werden, dass es nach der Strukturierung optisch oder chemisch entfärbt wird. Im Ergebnis kann eine gute Farbanzeige erzielt werden.
Die Verbindungselektrode zum Verbinden der Drainelektrode des TFT und der Pixelelektrode wird unter Verwendung des transparenten, leitenden Films hergestellt. Dies verbessert das Aperturverhältnis weiter. Der transparente, leitende Film kann gleichzeitig mit der Sourceleitung, die von Doppelschichtstruktur mit dem transparenten, leitenden Film ist, hergestellt werden. Durch die Doppelschichtstruktur kann eine Unterbrechung in der Sourceleitung verhindert werden.
Jedes Kontaktloch wird durch den Zwischenschichtisolierfilm über der gemeinsamen Leitung des Speicherkondensators oder der Gateleitung (d. h. der Scanleitung) hergestellt. Dies verbessert das Kontrastverhältnis, da ein Lichtleck, wie es durch eine Störung der Ausrichtung des Flüssigkristalls erzeugt werden kann, durch den Speicherkondensatorabschnitt ausgeblendet werden kann. Anders gesagt, wird ein Lichtleck in den Lichtausblendabschnitten erzeugt, falls es erzeugt wird, nicht in den Aperturabschnitten.
Unter jedem durch den Zwischenschichtisolierfilm hindurch ausgebildeten Kontaktloch kann eine Metallnitridschicht hergestellt werden. Dies verbessert die Haftung zwischen dem Zwischenschichtisolierfilm und dem darunter liegenden Film. So ist die sich ergebende Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung stabil gegen weitere Verarbeitungen beim Herstellprozess.
Jede Pixelelektrode kann mit 1 um oder mehr mit der entsprechenden Source leitung überlappen. Durch diese Überlappung kann das Aperturverhältnis maximiert werden. Auch muss die Verarbeitungsgenauigkeit für jede Pixel elektrode in Bezug auf die entsprechenden Leitungen nicht notwendigerweise hoch sein. Dies, da selbst dann, wenn die Verarbeitungsgenauigkeit niedrig ist, Lichtleckage gut durch die überlappenden Leitungen ausgeblendet werden kann, solange die Pixelelektrode die Leitungen überlappt.
Dadurch dass die Dicke des Zwischenschichtisolierfilms 1,5 um oder mehr (bevorzugter 2,0 um oder mehr) beträgt, kann die Kapazität zwischen jeder Pixelelektrode und der entsprechenden Sourceleitung ausreichend klein sein. Dies verringert die Zeitkonstante obwohl die Pixelelektrode um 1 um oder mehr mit der Sourceleitung überlappt. Im Ergebnis kann der in der Anzeige erscheinende Einfluss der Kapazität, wie übersprechen, verringert werden, und demgemäß kann eine gute Anzeige erzielt werden.
Vertikales Übersprechen wird gemäß der Erfindung ferner durch Verringern des durch den obigen Ausdruck (1) repräsentierten Kapazitätsverhältnisses auf 10% oder weniger verringert, da die Kapazität zwischen der Pixelelektrode und der Sourceleitung ausreichend verringert wird.
Die Polarität des von der Sourceleitung angelegten Datensignals kann für jede Gateleitung invertiert werden. Dies verringert den in der Anzeige erscheinenden Einfluss der Kapazität zwischen jeder Pixelelektrode und der entsprechenden Sourceleitung, wie vertikales Übersprechen, noch weiter.
Diese Effekte können auch für ein Aktivmatrixsubstrat erzielt werden, bei dem die Pixelelektroden in Form eines vertikalen Streifens angeordnet sind und jede Pixelelektrode von rechteckiger Form ist, deren Seite parallel zur Sourceleitung länger als die Seite parallel zur Gateleitung ist. Dies ermöglicht es, eine große Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit hohem Aperturverhältnis, die frei von vertikalem Übersprechen ist, für PCs vom Notebooktyp und dergleichen zu erhalten.
Jeder Speicherkondensator wird unter Verwendung eines Isolierfilms hergestellt, der extrem dünner als der Zwischenschichtisolierfilm ist. Der sind ergebende Speicherkondensator kann eine große Kapazität aufweisen, während seine Fläche klein ist. Dies verbessert das Aperturverhältnis. Da die Speicherkondensatorelektroden gleichzeitig mit den Sourceleitungen (d. h. der Signalleitungen) hergestellt werden, kann eine Zunahme der Anzahl der Prozessschritte vermieden werden. 4.
Wenn die Sourceleitungen aus leitenden, Licht ausblendenden Filmen bestehen, können die Kontaktlochabschnitte gegen Licht geschützt werden. Dies verdeckt Störungen in der Ausrichtung des Flüssigkristalls, wie sie in diesen Abschnitten auftreten, was die Anzeigequalität verbessert. Auch dies verbessert das Aperturverhältnis.
Wenn ein in ultraviolettem Licht reagierendes fotoempfindliches Harz verwendet wird, und dieses einen Reaktionspeak bei der i-Linie aufweist, können die Kontaktlöcher mit hoher Genauigkeit hergestellt werden. Auch kann die Färbung minimiert werden, da der Peak am weitesten entfernt vom sichtbaren Licht liegt. Dies verbessert das Transmissionvermögen der sich ergebenden transmissiven Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, und demgemäß kann die Lichtmenge von einer Hintergrundbeleuchtung verringert werden, wodurch an Energieverbrauch gespart wird, oder die Helligkeit kann erhöht werden, wenn die Lichtmenge von der Hintergrundbeleuchtung verringert wird.
Da der Zwischenschichtisolierfilm vergleichsweise dick ist und eben ausgebildet werden kann, werden herkömmliche Störungen überwunden, die durch Stufen hervorgerufen werden, die durch die darunter liegenden Leitungen und dergleichen gebildet werden, wie Unterbrechungen auf der Drainseite der Pixelelektrode. Es werden auch Störungen der Orientierung des Flüssigkristalls verhindert. Die Pixelelektroden und die Leitungen sind durch dazwischen ausgebildeten Zwischenschichtisolierfilm isoliert. Dies verringert die Anzahl fehlerhafter Pixel auf Grund eines elektrischen Lecks zwischen den Pixelelektroden und den Leitungen beträchtlich, wodurch die Herstellausbeute erhöht ist und die Herstellkosten gesenkt sind. Darüber hinaus kann der Zwischenschichtisolierfilm alleine durch den Harzherstellschritt hergestellt werden, anstatt durch den Filmherstellschritt, den Strukturierausbildungsschritt mit einem Fotoresist, den Ätzschritt, den Resistentfernungsschritt und den Reinigungsschritt, wie sie herkömmlicherweise benötigt werden. Dies vereinfacht den Herstellprozess und senkt die Herstellkosten.
Das gesamte Substrat Licht ausgesetzt werden, damit der verbliebene unnötige Fotosensibilisator im fotoempfindlichen, transparenten Acrylharz nach der Belichtung und Entwicklung des Zwischenschichtisolierfilms vollständig reagieren kann. Durch diesen Prozess kann ein Zwischenschichtisolierfilm mit höherer Transparenz erhalten werden.
Die Oberfläche des Substrats kann vor der Herstellung des Zwischenschichtisolierfilms mit ultraviolettem Licht bestrahlt werden. Dies verbessert die Haftung zwischen dem Zwischenschichtisolierfilm und dem darunter liegenden Film. Demgemäß kann die sich ergebende Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung stabil gegen eine weitere Verarbeitung im Herstellprozess sein.
Die Oberfläche des Zwischenschichtisolierfilms kann vor der Herstellung des Films des Pixelelektroden Materials in einer Sauerstoffplasma-Atmosphäre verascht werden. Dies verbessert die Haftung zwischen dem Zwischenschichtisolierfilm und dem darauf hergestellten Film des Pixelelektrodenmaterials. Demgemäß kann die sich ergebende Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung stabil gegen weitere Verarbeitung im Herstellprozess sein.
Pixelelektroden mit einer Dicke von 50 nm oder mehr können effektiv verhindern, dass ein als Entfernungslösung verwendetes Mittel aus Spalten der Filmoberfläche in das Harz eindringt und dieses auf Grund des Eindringens des Mittels expandiert.
Die Belichtungszeit kann verkürzt werden und der Entfärbungswirkungsgrad ist hoch, wenn die i-Linie (Wellenlänge: 365 nm) mit höherer Energie als derjenigen sichtbaren Lichts verwendet wird.
Da das Aperturverhältnis des Displays verbessert ist, ist auch seine Helligkeit verbessert. Demgemäß kann der Betrachtungswinkel durch Verringern der Nacheilung ohne Beeinträchtigung des Kontrasts erweitert werden. Dies ermöglicht es, einen deutlich weiten Betrachtungswinkel zu erzielen.
Dem Fachmann sind verschiedene andere Modifizierungen ersichtlich, und diese können von ihm leicht ausgeführt werden, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Demgemäß soll der Schutzumfang der hier angefügten Ansprüche nicht auf die hier dargelegte Beschreibung beschränkt sein, sondern vielmehr sollen die Ansprüche weit ausgelegt werden.

Claims

1. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit: Gateleitungen (22); Sourceleitungen (22); und Schaltelementen (24), die jeweils nahe einer Schnittstelle zwischen einer Gateleitung (22) und einer Sourceleitung (23) angeordnet sind; einer Gateelektrode (32) des Schaltelements (24), die mit der Gateleitung (22) verbunden ist, einer Sourceelektrode (36a) des Schaltelements (24), die mit der Sourceleitung (23) verbunden ist, und einer Drainelektrode (36b) des Schaltelements (24), die mit einer Pixelelektrode (21) verbunden ist, um eine Spannung an eine Flüssigkristallschicht anzulegen, wobei

- über dem Schaltelement (24), der Gateleitung (22) und der Sourceleitung (23) kein Zwischenschichtisolierfilm (38) vorhanden ist; und

- die Pixelelektrode (21) auf dem Zwischenschichtisolierfilm (38) vorhanden ist;

ferner gekennzeichnet durch

- einen Speicherkondensator zum Halten einer an die Flüssigkristallschicht angelegten Spannung, wobei das durch den Ausdruck:

Kapazitätsverhältnis = Csd/(Csd + Cls + Cs)

repräsentierte Kapazitätsverhältnis 10% oder weniger beträgt, wobei Csd die Kapazität zwischen der Pixelelektrode (21) und der Sourceleitung (22) bezeichnet, Cls den Kapazitätswert eines Flüssigkeitsabschnitts bezeichnet, der jedem Pixel in einem Zwischenanzeigezustand entspricht, und Cs die Kapazität des Speicherkondensators jedes Pixels bezeichnet.

2. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Speicherkondensator Folgendes aufweist: eine Speicherkondensatorelektrode (25a), eine Speicherkondensator-Gegenelektrode (27); und einen dazwischen liegenden Isolierfilm (33);

- wobei die Kondensatorelektrode (25a) in derselben Schicht wie entweder die Sourceleitung (23) oder die Verbindungselektrode (25) ausgebildet ist.

3. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Speicherkondensator-Gegenelektrode als Teil der Gateleitung (22) ausgebildet ist.

4. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Pixelelektrode (21) und die Speicherkondensatorelektrode (25a) über ein Kontaktloch (26) verbunden sind, das über der Speicherkondensatorelektrode (25a) ausgebildet ist.

5. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 2, bei der entweder über der Speicherkondensator-Gegenelektrode (27) oder der Gateleitung (22) ein Kontaktloch (26) ausgebildet ist.